DE60018374T2 - Verfahren und Vorrichtung mit schlaufenformenden Drahtabziehvorrichtungen zum Bewickeln von Statoren dynamoelektrischer Maschinen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung mit schlaufenformenden Drahtabziehvorrichtungen zum Bewickeln von Statoren dynamoelektrischer Maschinen Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum Wickeln von Drahtspulen auf Kerne von Komponenten von dynamoelektrischen Maschinen wie beispielsweise Statoren von Elektromotoren und Generatoren.
  • Ein Stator ist der äußere Körper eines Elektromotors. Der Stator umfasst Drahtspulen auf einem eisernen Kern. Der Kern kann gebildet werden durch Aufeinanderstapeln von Blechen, welche Löcher durch ihre Mittelpunkte aufweisen. Eine Isolierplatte mit Anschlussstiften kann an ein Ende des resultierenden Blechstapels angeschlossen werden. Der auf diese Weise gebildete Kern weist einen umhüllten Körper auf mit einer äußeren Oberfläche und einer inneren Oberfläche.
  • Die innere Oberfläche definiert eine longitudinale Bohrung, welche sich von einer Rückseite zu einer Vorderseite erstreckt. Des Weiteren weist die innere Oberfläche eine Mehrzahl von longitudinalen Schlitzen oder Nuten auf. Ein Paar nebeneinander liegender Schlitze definiert einen Statorpol zwischen den Schlitzen. Der Pol erstreckt sich radial einwärts in die Statorbohrung hinein und hat eine gestreckte Form mit longitudinalen Seiten, die durch nebeneinander liegende Schlitze gebildet werden. Eine Drahtspule wird um den Pol herumgewickelt, indem die Drahtstreckungen in die nebeneinander liegenden Schlitze und um die Enden des Poles herum platziert werden.
  • Eine Spulenhalterform kann an den Pol angeschlossen werden, um Bereiche der Spule nach oben zu lagern. Die Spulenhalterform kann eine Verlängerung des Poles sein und kann sich aus der Bohrung heraus erstrecken zu axialen Enden jenseits der Vorderseite und/oder der Rückseite des umhüllten Körpers, um die äußeren Bereiche der Spule nach oben zu lagern. Die axialen Enden der Form weisen oftmals Spulen-zurückhaltende hüllenartige Strukturen auf, um zu verhindern, dass Drahtspulen über die Enden rutschen. In diesem Zusammenhang kann der Ausdruck "Pol" so verstanden werden, dass er jede angeschlossene Spulenhalterform umfasst und die Ausdrücke "Pol" und "Spulenhalter" können wahlweise verwendet werden.
  • Die Drahtspulen werden oft unter Verwendung von automatisierten Maschinen gewickelt, welche einen beweglichen Drahtspender aufweisen. Der Drahtspender wandert vor und zurück durch die Statorbohrung entlang des Poles, und spendet dabei Draht, welcher auf dem Pol abgelegt wird, um die Drahtspule zu bilden. Eine Drahtführung oder Leitvorrichtung wird während des Wickelns der Drahtspule oft an den Pol angeschlossen, um dabei behilflich zu sein, den Draht in seine Endposition in der Spule zu führen. Verriegelungsschienen, die von der äußeren Oberfläche durch den Körper des Kerns eingesetzt werden oder andere geeignete Vorrichtungen können verwendet werden, um die Leitvorrichtung an den Pol zu befestigen. Die Leitvorrichtungen sind insbesondere nützlich beim Führen des gespendeten Drahtes an den Enden des Poles, wo der Drahtspender sich dreht, um von einer Seite des Poles zu der anderen zu gelangen.
  • Die Anfangs- und Endbereiche der Drahtstreckungen, welche die Spule bilden, werden als Leitungsdrähte verwendet, um Strom durch die Spule zu leiten. Lose Leitungsdrähte können bewirken, dass sich die Drahtspule abwickelt. Deshalb werden nach Beendigung der Spulenwicklung die Leitungsdrähte angeschlossen und befestigt, z.B. an die Anschlussstifte der Isolierplatte, welche an dem Blechstapel befestigt ist.
  • Einschlägige Stand-der-Technik-Dokumente:
  • EP 821 466 A (Globe Products INC):
    Verfahren und Vorrichtung zur Wickelung von Statorspulen und Platzierung von Leitdrähten. Eine kleine Schleife wird durch einen Drahtzieher mit einer speziellen Spitze in der Drahtstreckung gebildet.
  • US 4,074,418 (The Globe Tool and Engineering Company):
    Verfahren und Vorrichtung zum Anschließen von Statorspulen-Leitdrähten an Anschlussverbindungen. Ein Haken hält die Drahtstreckung außerhalb des Wegs der nachfolgenden Drahtstreckungen.
  • EP 481 769 A (Globe Products INC):
    Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wickelung von Statorspulen und Platzierung von Leitdrähten. Eine Vorrichtung zur Platzierung des Startdrahtes hält die Anfangsstreckung während des Wickelvorganges beiseite.
  • Für eine Vielseitigkeit bei der Statororientierung hinsichtlich der Spannungsquellen, kann der Stator Isolierplatten mit Anschlussstiften auf entweder der Vorder- oder der Rückseite oder auf beiden Seiten aufweisen. Die Anfangsstreckungen werden jedoch oftmals von den nachfolgend gewickelten Drahtstreckungen bedeckt, wodurch die Richtung und die Menge des Drahtes der verfügbar ist, um die Anschlussstifte zu erreichen, nachteilig begrenzt wird. Beispielsweise kann das Ziehen der bedeckten Anfangsstreckung in Richtung der Rückseite zum Erreichen der Anschlussstifte die Drahtspule selbst stören.
  • Ein anderer Nachteil, der den herkömmlichen Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen gemein ist, ist dass die Anfangsdrahtstreckung sich im Weg der nachfolgenden Drahtstreckung befindet. Der physische Kontakt zwischen der Anfangsdrahtstreckung und den nachfolgenden Streckungen, während sie (die nachfolgenden Streckungen) gespendet werden, kann die Drahtisolierung beschädigen.
  • Eine beschädigte Drahtisolierung kann zu elektrischen Kurzschlüssen und anderen Zuverlässigkeitsproblemen beim Statorbetrieb führen.
  • Es wäre deshalb wünschenswert, eine Anfangsdrahtstreckung zu haben, die optional in jede Richtung gezogen werden kann, ohne die Drahtspule zu stören. Es wäre ebenfalls wünschenswert, wenn man in der Lage wäre, die Anfangsdrahtstreckung so zu positionieren, dass sie nicht die nachfolgende Drahtstreckungen berührt, wenn sie gespendet werden.
  • Angesichts dem vorstehend Genannten ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Lösung für die Probleme bereitzustellen, die verbunden sind mit der Positionierung der Anfangsstreckung aus Draht beim Wickeln der Drahtspulen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden bewerkstelligt durch die Bereitstellung von Drahtwickelverfahren und -vorrichtungen, welche die Benutzung eines Satzes von Schleifen-bildenden Drahtziehern umfassen. Die Vorrichtung umfasst einen beweglichen Drahtspender, der Drahtstreckungen spendet, um eine Spule auf einem Werkstück zu bilden, beispielsweise einem Statorkern, und einen Satz von Drahtziehern, welche in unmittelbarer Nachbarschaft zur Vorderseite des Werkstückes platziert sind. Die Drahtzieher weisen Enden auf, die in Bereiche der Drahtstreckungen eingreifen und diese umleiten bzw. umlenken können.
  • Zu Anfang des Wickelvorganges bewegt sich der Drahtspender durch die Bohrung, wobei er eine Anfangsdrahtspannung spendet, die sich von der Rückseite des Werkstückes zu der Vorderseite des Werkstückes erstreckt. Der Drahtspender stellt dann im Wesentlichen die Bewegung ein, soweit es notwendig ist, um die Anfangsstreckung an einem im Wesentlichen festen Ort zu halten. Wenn sich die Anfangsstreckung an dem im Wesentlichen festen Ort befindet, bewegt sich das Ende eines ersten Drahtziehers von einer Position nahe des Poles zu einer ersten Position abseits von dem Pol, wobei ein erster Bereich der Anfangsstreckung aus Draht von dem Pol weg geleitet wird. Das Ende eines zweiten Drahtziehers bewegt sich von einer Position nahe des Poles zu einer anderen Position abseits des Poles, wobei ein zweiter Bereich der Anfangsstreckung aus Draht von dem Pol weg geleitet wird. Dabei wird eine dreieckige Schleife in der Anfangsstreckung in der Nähe des Pols gebildet. Eine weitere Bewegung des Drahtspenders über und um das vordere Ende des Poles herum positioniert ein Teilstück der Schleife über den Pol. Die Schleife wird somit aus den Wegen der nachfolgenden Drahtstreckungen heraus gehalten, die durch den Drahtspender gespendet werden.
  • Die Schleife kann durch die Drahtzieher am Ort gehalten werden, während nachfolgende Drahtstreckungen gespendet werden, um die Spule zu bilden. Wenn die Wickelung der Spule beendet ist, können die Zieher gelöst werden. Die Schleife kann anschließend straffgezogen werden gegen die Spule, ohne die Spule zu stören. Die Schleife kann in jeglicher Richtung durch die Bohrung herausgezogen werden, weil sie nicht unter den nachfolgenden Drahtstreckungen liegt, die die Spule bilden. Eine präzise Definition der Erfindung wird in den unabhängigen Ansprüchen 1 und 5 gegeben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Merkmale der Erfindung, ihre Natur und diverse Vorteile werden noch weiter offensichtlich durch die folgende detaillierte Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen, wobei durchgängig gleich bezeichnete Zeichen gleiche Elemente repräsentieren und in denen:
  • 1 eine Aufrissansicht ist, welche einen Teil des vorderen Endes eines Stators zeigt, das gewickelt wird durch eine Wickelvorrichtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine Ansicht ähnlich der 1 ist, welche einen Stator in einer späteren Stufe in dem Betrieb der Wickelvorrichtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 eine teilweise Draufsicht auf die Vorrichtung und das Werkstück ist, welche in den 1 und 2 gezeigt werden, die zwei aufeinander folgende Positionen eines Drahtziehers der Wickelvorrichtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 4 eine teilweise Seitenaufrissansicht der Vorrichtung und des Stators zeigt, wie sie in den 1 bis 3 gezeigt werden, mit einem weggeschnittenen Bereich, die zwei aufeinander folgende Positionen eines anderen Drahtziehers in der Wickelvorrichtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 5 eine Ansicht ähnlich der in 4 ist, welche den Stator in einer späteren Stufe im Betrieb der Wickelvorrichtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung stellt Lösungen zum Wickeln von Spulen auf Komponenten dynamoelektrischer Maschinen bereit. Damit die hier beschriebene Erfindung vollständig verstanden werden kann, wird die folgende detaillierte Beschreibung in dem Kontext ihrer Verwendung bei Statoren von Elektromotoren dargelegt. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die Erfindung genauso anwendbar ist auf andere Typen von dynamoelektrischen Maschinenteilen, wie beispielsweise Generatoren, etc.
  • In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Wickeln von Drahtspulen auf einen Kern eines Stators einen beweglichen Drahtspender. Der Drahtspender kann beispielsweise eine hohle Nadel oder eine Düse mit einer Mündung aufweisen. Der Drahtspender kann Draht beispielsweise von einer Drahtspule ziehen und ihn durch die Mündung spenden. Der Drahtspender kann angeschlossen werden an einen Arm oder jeglichen anderen geeigneten Mechanismus, der den Drahtspender entlang der Seiten des Statorpoles bewegt und die notwendige Kraft bereitstellt, um die Zugspannung beim Abwickeln des Drahtes von der Spule zu überwinden. Die Bewegung des Drahtspenders entlang gerader und kurviger Wege kann beispielsweise umfassen Translation, Reziprokation, Rotation und Oszillation. Der Drahtspender kann entlang den longitudinalen Seiten einer gestreckten Polstruktur und über die Enden des Poles rotieren.
  • Des Weiteren kann die Erfindung einen ersten und einen zweiten Drahtzieher umfassen, welche Formen aufweisen, die zum Eingreifen und Umleiten von Drähten geeignet sind. Die Ausgestaltungen der Drahtzieher können umfassen, sind aber nicht begrenzt auf, Klingen (blades), Stäbe (rods) und Paddel (paddles). Die Drahtzieher können nacheinander oder gleichzeitig operieren. Die Drahtzieher werden in anfängliche Positionen nahe oder an der Vorderseite des Stators in unmittelbarer Nähe zu dem Pol platziert. Die anfänglichen Positionen der ersten und zweiten Drahtzieher werden hier jeweils bezeichnet als die "innere Position" und "niedrigere Position".
  • Im Betrieb spendet der Drahtspender Drahtstreckungen entlang der Seiten des vorderen Endes und des hinteren Endes des Poles, um die Drahtspule zu bilden. Eine erste dieser gespannten Drahtstreckungen wird hier bezeichnet als "die Anfangsstreckung". Beim Spenden der Anfangsstreckung kann der Drahtspender sich von einer Positionen hinter der Rückseite, durch die Bohrung entlang einer Seite des Poles hindurch in eine Position vor dem Stator bewegen. Der Drahtspender kann sich weit genug jenseits der Vorderseite des Stators bewegen, um in eine Position zu gelangen, um abseits des vorderen Endes des Poles und jeder angeschlossenen Leitvorrichtung zu rotieren. Die Anfangsstreckung kann die Oberflächen der Leitvorrichtung berühren, oder auch nicht. In jedem Fall spendet der Drahtspender die Anfangsstreckung auf reproduzierbare Weise, in einer im Wesentlichen vorbestimmten Position relativ zu dem Pol und jeder angeschlossenen Leitvorrichtung.
  • Die Bewegung des Drahtspenders wird dann im Wesentlichen soweit wie nötig begrenzt, um die Anfangsstreckung im Wesentlichen fest an einem vorbestimmten Ort entlang des Poles zu halten. Der Drahtspender kann beispielsweise die Bewegung über das vordere Ende einstellen, um zu verhindern, dass zusätzlicher Draht gespendet wird, der unpräzise oder unkontrollierbar auf Oberflächen der Leitvorrichtung gelangt und dadurch die Position der Anfangsstreckung nicht reproduzierbar ändert. Ist die Anfangsstreckung in ihrer vorbestimmten Position entlang des Poles, bewegen sich die ersten und zweiten Drahtzieher von ihren jeweiligen Anfangspositionen zu jeweils späteren Positionen, um in Bereiche der Anfangsstreckung einzugreifen und diese umzuleiten. Die jeweiligen späteren Positionen der ersten und zweiten Drahtzieher werden hier bezeichnet als die "äußere Position" und die "obere Position". Die äußeren und oberen Positionen können regulierbare Vorrichtungsparameter darstellen.
  • Der erste Drahtzieher lenkt einen ersten Bereich der Anfangsstreckung weg von dem Pol in Richtung oder jenseits der äußeren Umgebung des Stators. Der zweite Drahtzieher lenkt einen zweiten Bereich der Anfangsstreckung nach oben, weg von dem Pol und in Richtung der Rückseite, wobei eine Schleife in der Anfangsstreckung gebildet wird. Die Schleife wird angrenzend an eine Seite des Poles gebildet.
  • Bei Beendigung der Bewegung beider Drahtzieher kann die Schleife eine ungefähr dreiecksförmige Form aufweisen, mit Eckpunkten an dem Drahtspender und an den zwei Drahtziehern. Ein erster Teilbereich des Drahtes in der Schleife erstreckt sich von dem ersten Drahtzieher nach oben zu einem Scheitelpunkt an dem zweiten Drahtzieher und ein zweiter Teilbereich des Drahtes erstreckt sich nach unten von dem Scheitelpunkt zu dem Drahtspender. Die radialen und axialen Ko ordinaten des Scheitelpunktes relativ zu dem Stator können voreingestellt werden, indem die obere Position auf geeignete Weise eingestellt wird. Radial kann der Scheitelpunkt (d. h. die Spitze der Schleife) eine Höhe in Richtung oder jenseits der äußeren Umgebung des Stators haben. Axial kann der Scheitelpunkt in jeder Distanz zu der Vorderseite des Stators liegen. Der Scheitelpunkt kann beispielsweise oberhalb der Leitvorrichtung liegen, oberhalb des Spulenhalters, wobei der sich von der Vorderseite erstreckt oder in einem Extrem, sogar oberhalb der äußeren Oberfläche des Stators in Richtung der Rückseite.
  • Während dieses Vorganges, wenn die Drahtzieher nacheinander oder gleichzeitig Bereiche der Anfangsstreckung umlenken, ziehen die Drahtzieher zusätzlichen Draht von der Drahtspule durch die Mündung, die gegen die Zugspannung in dem Draht arbeitet. Eine niedrige Zugspannung kann geeignet sein für einen reibungslosen Betrieb der Vorrichtung und eine reproduzierbare Positonierung des Drahtes in vorbestimmten Positionen. Die Zugspannung kann jedoch ansteigen, wenn sich der Drahtspender gleichzeitig bewegt und Draht von der Drahtspule abwickelt. Deshalb, um die Zugspannung, gegen die die Zieher zu arbeiten haben, zu minimieren, kann der Drahtspender vorzugsweise im Wesentlichen stationär sein, während die Zieher Bereiche der Anfangsstreckung umlenken. Der Drahtspender kann beispielsweise vor dem vorderen Ende des Poles und jeglicher angeschlossenen Leitvorrichtung angehalten werden.
  • Nachdem die Schleifen-bildenden Bewegungen der Drahtzieher im Wesentlichen beendet sind, rotiert der Drahtspender über das vordere Ende und beginnt, sich in Richtung der Rückseite zu bewegen, entlang einer Seite des Poles gegenüber der Anfangsstreckung. Durch diese Bewegungen spendet der Drahtspender zusätzlichen Draht, was den zweiten Bereich verlängert und ihn über die Spitze des Poles platziert, so dass die Schleife außerhalb von den Wegen der nachfolgenden Drahtstreckungen ist, die dazu bestimmt sind, auf den Pol gewickelt zu werden.
  • Abwechselnd kann der Drahtspender anfangen, den zweiten Schenkel der Schleife über die Spitze des Poles zu platzieren, im Wesentlichen gleichzeitig mit den Bewegungen eines oder beider Drahtzieher, die die Schleife bilden.
  • Ein Spalt zwischen der Ebene der ungefähr dreieckigen Schleife und der Spitze der Spule, die die hüllenartige Struktur zurückhält (oder die Spitze einer jeden angeschlossenen Leitvorrichtung) sorgt für Abstand zwischen den aufeinander folgenden Drahtstreckungen, die abgelegt werden sollen. Der Spalt kann entsprechend voreingestellt sein durch Einstellen der Vorrichtungsparameter, wie beispielsweise der anfänglichen und der späteren Position der Zieher. Ein entsprechender Spalt kann beispielsweise die Dimensionen des Stators und der Leitvorrichtung, die Nummer der Drahtwindungen in der Spule und die Vorrichtungsparameter wie beispielsweise die Geschwindigkeit des Drahtspenders etc. bedingen. Der entsprechende Spalt kann beispielsweise erhalten werden durch Einstellen der oberen Position des zweiten Drahtziehers, um Scheitelpunktkoordinaten zu erhalten, die mit dem gewünschten Spalt korrespondieren.
  • Beim weiteren Betrieb, wobei die Schleife oberhalb des Poles platziert ist und im Wesentlichen außerhalb der Wege der nachfolgenden Drahtstreckungen ist, kann der Drahtspender nachfolgende Drahtstreckungen spenden, ohne dass gespendeter Draht in Kontakt mit der Anfangsstreckung kommt oder diese überdeckt. Wenn die Wickelung der Spule einmal beendet ist, können die Drahtzieher gelöst werden. Anschließend kann die Schleife gegenüber der Drahtspule straffgezogen werden, wie gewünscht, ohne die Spule zu stören, weil die Schleife nicht von nachfolgenden Drahtstreckungen bedeckt ist. Die Schleife kann in jeder Richtung durch die Bohrung herausgezogen werden.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 dargestellt.
  • 1 zeigt einen Teil des vorderen Endes des Stators 20, der durch eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung gewickelt wird. Das Ende des Stators 20, welches in 1 gezeigt wird, ist das Ende, welches entfernt ist von einem Mechanismus, welcher die Draht ablegende Nadel 30 betätigt, und von dem ein Startleitungsdraht der zu wickelnden Spule gehalten wird.
  • Die Draht-ablegende Nadel 30 weist duale Drahtspendeausgänge 32 auf. Die dualen Ausgänge 32 befähigen die Vorrichtung, Spulen gleichzeitig auf diametral gegenüber liegenden Seiten des Stators 20 in Schlitzen 22 zu wickeln. Paare von nebeneinander liegenden Schlitzen 22 definieren die Pole 24. Leitvorrichtungen 24 sind an die Pole 24 angeschlossen, um die Platzierung des gespendeten Drahtes 10 über die vorderen Enden der Spulenhalter, die an den Polen 24 befestigt sind, zu erleichtern.
  • Ein Paar Schleifen-bildende Drahtzieher 50 und ein Paar Schleifen-bildende Drahtzieher 60 werden in der Vorrrichtung bereitgestellt. Eine Bewegung der Drahtzieher 50 und 60 kann durch die Verwendung herkömmlicher Mittel betätigt werden. Diese herkömmlichen Mittel können umfassen, sind aber nicht beschränkt auf elektrische Motoren, Gelenkwellen und pneumatische Auslöser. Vorzugsweise werden die Drahtzieher und geeignete Bereiche der herkömmlichen Mittel vor dem Stator platziert, ohne Raum auf der Spitze und den Seiten des Stators zu benutzen. Daher kann der Raum auf der Spitze und an den Seiten des Stators exklusiv reserviert werden für beispielsweise andere Halterungen, wie beispielsweise diejenigen, die verwendet werden, um den Stator auszurichten und am Ort zu halten, inklusive derjenigen die Verriegelungsklingen für die angeschlossenen Leitvorrichtungen betätigen. Die paarweise bereitgestellten Drahtzieher (und ähnlich die Drahtzieher 60) werden an diametral entgegengesetzten Seiten des Stators in unmittelbarer Nähe zu den vorderen Enden der Schäfte 24 platziert. Die Vorrichtung und ihr Betrieb sind diametral symmetrisch. Deshalb, aus Gründen der Einfachheit, werden hier nur diejenigen Pole 24, Leitvorrichtungen 40 und Drahtzieher 50 und 60, etc., die in der oberen Hälfte der Vorrichtung angeordnet sind, gezeigt und beschrieben. In 1 werden zwei aufeinanderfolgende Positionen des Ziehers 60 bei dem Betrieb der Vorrichtung, nämlich eine mittlere Position und eine äußere Position, gezeigt. Die mittlere Position kann zwischen einer Position zwischen einer inneren Position und der äußeren Position liegen. Auf ähnliche Weise werden zwei aufeinanderfolgende Positionen von Zieher 50, eine niedrige und eine obere Position, ebenfalls in 1 gezeigt.
  • Am Beginn des Wickelvorganges wird ein Ende des zu wickelnden Drahtes 10 durch einen temporären Anker 12 neben der Rückseite des Stators 20 gehalten (4). Der Anker kann jedes geeignete Gerät zum Befestigen des Endes des Drahtes 10 sein. Wenn das Ende des Drahtes 10 verankert ist, bewegt sich die Draht-ablegende Nadel 30 weg von dem Anker 12 durch den Stator 20, wobei der Drahtauslass 32 entlang einer Seite des Poles 24 läuft und dabei eine Anfangsstreckung aus Draht in den Schlitz 22 spendet. Die Anfangsstreckung kann die Oberflächen der Leitvorrichtung 40 berühren oder auch nicht. 1 zeigt eine Drahtablegende Nadel 30, nachdem sie sich durch die Bohrung des Stators 20 bewegt hat und sich jenseits eines freien axialen Endes der Leitvorrichtung 40 befindet, auf dem Ende des Stators 20, entfernt vom Anker 12.
  • Nachdem die Anfangsstreckung gespendet wurde, bewegen sich die Zieher 50 und 60 von den niedrigen und inneren Positionen zu den jeweils oberen und äußeren Positionen. Durch die Bewegung in die späteren Positionen greifen die Zieher 50 und 60 in Bereiche des Drahtes 10 ein und lenken diese um, wobei zusätzlicher Draht von dem Drahtauslass 32 benötigt wird. Die Zieher 50 und 60 können geeignete Strukturen aufweisen, die verhindern, dass die ergriffenen Bereiche abrutschen, während die Drahtzieher in Bewegung sind. Die Strukturen umfassen, sind aber nicht begrenzt auf Nuten, Schlitze und Haken. Die 4 und 5 zeigen Zieher 60 mit einer gerundeten Einkerbung.
  • 2 zeigt den Zieher 60 in der äußeren Position, wobei er einen ersten Bereich des Drahtes 10 seitlich umlenkt, weg von dem Pol 24 und dem Zieher 50 in der oberen Position, wobei er einen zweiten Bereich des Drahtes 10 nach oben umlenkt, weg von dem Pol 24 und in Richtung der Rückseite, um eine Schleife im Draht 10 zu bilden. Die Schleife wird neben einer Seite des Poles 24 gebildet und weist eine ungefähr dreieckige Form auf, mit Eckpunkten am Auslass 32 und den Drahtziehern 50 und 60.
  • Die Drahtzieher 50 können sich in die obere Position bewegen und die Drahtzieher 60 können sich in die äußere Position bewegen, nacheinander oder gleichzeitig. 3 zeigt eine Situation, in der der Drahtzieher 60 sich bewegt hat, um in den ersten Bereich des Drahtes 10 einzugreifen und ihn seitlich weg von dem Pol 24 zu lenken. Die inneren und äußeren Positionen des Drahtziehers 60 werden gezeigt. Aus Gründen der Klarheit ist der Drahtzieher 50 nicht in 3 gezeigt.
  • 4 zeigt Zieher 50, der sich weg bewegt hat, um in den zweiten Bereich des Drahtes 10 einzugreifen, und ihn nach oben weg von dem Pol 24 und in Richtung der Rückseite umzulenken. Die niedrige und die obere Positionen der Drahtzieher 50 werden gezeigt. Aus Gründen der Klarheit wird Drahtzieher 60 nicht in 4 gezeigt. 4 zeigt auch einen Drahtanker 12, der neben dem Ende (d. h. der Rückseite) des Stators 20 positioniert ist, welches entfernt ist von dem Ende, das in den 1 bis 3 gezeigt wird.
  • Im weiteren Betrieb der Vorrichtung bewegt sich die Nadel 32, um zusätzlichen Draht zu spenden, um einen Schenkel der in 2 gezeigten Schleife zu verlängern. Diese Bewegung kann eine Drehung 34 gegen den Uhrzeigersinn von ungefähr 100° aus der Position der Nadel 32 umfassen, wie sie in 2 gezeigt wird und eine Translation in Richtung der Rückseite entlang der Seite des Poles 24 gegenüber der Anfangsstreckung. Diese Bewegung platziert die Schleife über die Spitze des Poles 24. Zum besseren Verständnis wird die Bewegung der Nadel 32, die die Schleife über die Spitze des Poles 24 platziert, nicht in 4 gezeigt. Die Schleife wird am Ort gehalten über der Spitze des Poles 24 durch den Zieher 50 in seiner oberen Position wie in den 4 und 5 gezeigt. Der Spalt 70 zeigt den Freiraum zwischen der Ebene der Schleife und der Spitze der Leitvorrichtung 40. Nachfolgende Drahtstreckungen können über die Leitvorrichtung 40 geführt werden, um auf die Spulenhalterform gelegt zu werden, die an den Pol 24 angeschlossen ist, durch den Spalt 70, ohne die Schleife zu berühren.
  • Vorzugsweise werden während des verbleibenden Spulenwickelvorganges die Drahtzieher 50 und 60 jeweils in ihren oben beschriebenen oberen und unteren Positionen bleiben, wobei sie die Schleife aus den Wegen der nachfolgenden Drahtstreckungen heraus halten. Ein weiteres Wickeln der Spule aus Draht auf dem Pol 24 geht mit Nadel 30 von statten, die sich abwechselnd axial durch den Stator 20 hin- und herbewegt und oszilliert, wenn sie sich jenseits des axialen Endes der Leitvorrichtung 40 befindet.
  • 5 zeigt den Drahtzieher 50, wie er die Schleife zurück in Richtung der Rückseite des Stators 20 hält, während nachfolgende Drahtstreckungen 10, die über die Leitvorrichtung 40 geführt werden, auf Spulenhalterbereichen des Poles 24 abgelegt werden, welche sich jenseits der Vorderseite des Stators axial erstrecken.
  • Zusätzlich zu dem Heraushalten der Schleife aus dem Weg der nachfolgenden Drahtstreckungen, halten die oben beschriebenen Haltepositionen der Drahtzieher 50 und 60 die anfängliche Drahtstreckung 10, die zurück durch den Stator 20 zum Anker 12 und weg vom Pol 24 führt. 2 zeigt Drahtzieher 60 an den äußeren Positionen, wie sie Draht 10 seitlich entfernt halten von dem Pol 22, auf dem die Drahtspule gebildet wird. Der Draht 10 kann auch unterhalb der seitlichen Ebene des Poles 22 gehalten werden. Die Platzierung der Anfangsstreckung in unmittelbarer Nähe zu der Wand des Stators 20 verhindert, dass die Anfangsstreckung während des Wickelvorganges bedeckt wird von den nachfolgend gespendeten Drahtstreckungen. Weil die Anfangsstreckung des Drahtes 10 nicht bedeckt wird, kann sie in jede gewünschte Richtung gezogen werden (d. h. von dem Statorhersteller), nachdem der Stator 20 vollständig gewickelt wurde und die Drahtzieher 50 und 60 von der Schleife gelöst wurden. Die Schleife kann beispielsweise straff gezogen werden, indem die Anfangsstreckung des Drahtes 10 durch die Bohrung in Richtung der Rückseite gezogen wird (d. h. nach links wie in den 4 und 5 zu sehen ist). Alternativ dazu kann die Schleife vergrößert oder sogar komplett herausgezogen werden, indem der Draht der Schleife nach rechts gezogen wird, wie in den 4 und 5 zu sehen ist.
  • Der Fachmann wird zu würdigen wissen, dass die vorliegende Erfindung durch andere als das beschriebene Ausführungsbeispiel ausgeführt werden kann, die zum Zwecke der Darstellung präsentiert wurden und nicht zur Einschränkung, und dass die vorliegende Erfindung lediglich durch die folgenden Ansprüche eingeschränkt wird.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum Wickeln einer Drahtspule auf einen Pol (24) eines Stators (20), wobei der Stator eine Vorderseite aufweist, eine Rückseite und eine längliche Bohrung, die sich von der Rückseite zur Vorderseite erstreckt, wobei der Pol ein vorderes Ende und eine longitudinale Seite aufweist, die sich nach unten in die Bohrung erstrecken, wobei die Vorrichtung aufweist: einen beweglichen Drahtspender (30, 32), der entlang der Seiten und dem vorderen Ende Drahtstreckungen (10) spendet, um eine Drahtspule zu bilden, wobei die Drahtstreckungen eine Anfangsstreckung umfassen, die sich von der Rückseite durch die Bohrung hindurch bis jenseits der Vorderseite erstreckt; einen ersten Drahtzieher (60), der in einen ersten Abschnitt der Anfangsstreckung eingreift und sie von dem Pol weg lenkt; einen zweiten Drahtzieher (50), der sich nach oben und auf die Vorderseite zu bewegt, um in einen zweiten Abschnitt der Anfangsstreckung einzugreifen und nach oben von dem Pol (24) weg zu lenken, wobei eine Schleife in der Anfangsstreckung gebildet wird, die außerhalb von den Wegen der nachfolgenden Drahtstreckungen (10) bleibt, die dazu bestimmt sind, auf den Pol gewickelt zu werden, wenn der Drahtspender (30, 32) über das vordere Ende rotiert und beginnt, sich durch die Bohrung hindurch auf die Rückseite zu zu bewegen.
  2. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Drahtspender (30, 32) ortsfest ist, während die Zieher (50, 60) in die Abschnitte eingreifen und sie umlenken.
  3. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Drahtzieher (50) eine Einkerbung aufweist, die verhindert, dass der zweite Abschnitt abrutscht, während der zweite Drahtzieher in Bewegung ist.
  4. Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Drahtzieher (50) ein Ende zum Eingreifen in den zweiten Abschnitt aufweist, wobei das Ende gegenüber der Vorderseite liegt.
  5. Ein Verfahren zum Wickeln einer Drahtspule auf einen Pol (24) eines Stators (20), wobei ein Drahtspender (30, 32) verwendet wird, wobei der Stator eine Vorderseite, eine Rückseite und eine longitudinale Bohrung aufweist, die sich von der Rückseite zu der Vorderseite erstreckt, wobei der Pol ein vorderes Ende und longitudinale Seiten aufweist, die sich nach unten in die Bohrung hinein erstrecken, wobei das Verfahren umfasst: Spenden einer Anfangsdrahtstreckung, die sich von der Rückseite durch die Bohrung hindurch bis jenseits der Vorderseite erstreckt, die an den Pol angrenzt; Umlenken eines ersten Abschnitts der Anfangsstreckung weg dem Pol; Umlenken eines zweiten Abschnitts der Anfangsstreckung nach oben weg von dem Pol unter Bildung einer Schleife in der Anfangsstreckung; anschließendes Bewegen des Drahtspenders (30, 32), um die Schleife außerhalb von den Wegen der nachfolgenden Drahtstreckungen (10) zu halten, die dazu bestimmt sind, auf den Pol gewickelt zu werden; und Spenden der nachfolgenden Drahtstreckungen (10) entlang der Seiten und dem vorderen Ende, um die Spule zu bilden.
  6. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend das stationäre Halten des Drahtspenders (30, 32), während die Abschnitte umgelenkt werden.
  7. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend das Verhindern, dass der zweite Abschnitt während des Umlenkens eines zweiten Abschnitts nach unten abrutscht.
  8. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Umlenkungen gleichzeitig erfolgen.
  9. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei das Umlenken eines ersten Abschnitts dem Umlenken eines zweiten Abschnitts vorangeht.
  10. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend das Hindurchziehen der Anfangsstreckung durch die Bohrung in Richtung der Rückseite, um die Schleife herauszuziehen, nachdem die Spule gebildet wurde.
  11. Das Verfahren gemäß Anspruch 5, weiterhin umfassend das Hindurchziehen der Anfangsstreckung durch die Bohrung in Richtung der Vorderseite, um die Schleife herauszuziehen, nachdem die Spule gebildet wurde.
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