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Hintergrund
der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Einschlägige Stand-der-Technik-Dokumente:
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine
beschädigte
Drahtisolierung kann zu elektrischen Kurzschlüssen und anderen Zuverlässigkeitsproblemen
beim Statorbetrieb führen.
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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.
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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.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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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:
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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;
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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;
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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;
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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
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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.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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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.
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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.
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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".
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 dargestellt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.