DE60023242T2

DE60023242T2 - Wickelmaschine für Komponenten einer dynamo-elektrischen Maschine und entsprechendes Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE60023242T2
Application number: DE60023242T
Authority: DE
Inventors: Raffaele Becherucci; Gianfranco Stratico
Original assignee: Axis SpA
Current assignee: Axis SpA
Priority date: 1999-11-03
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: EP1098425A3; DE60023242D1; CA2324872C; ATE307417T1; US6532645B1; CA2324872A1; ES2251927T3; EP1098425A2; US6902132B2; EP1098425B1; US20040011911A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Anmeldung betrifft das Wickeln von Drahtspulen für einen ferromagnetischen Kern eines Stators oder einen Anker für eine dynamoelektrische Maschine, wie etwa einen elektrischen Motor, einen Generator, einen Wechselstromgenerator o.ä..
Drahtwickelmaschinen werden eingesetzt, um Draht auf die ferromagnetischen Kerne von dynamo-elektrischen Maschinenteilen, wie etwa Ankern oder Statoren, zu wickeln. Die Kerne haben Schlitze, in welche der Draht gewickelt werden muss, um Drahtspulen zu bilden. Beim Betrieb dieser Teile wird Strom durch die Spulen geschickt.
Um die Spulen zu bilden, wird Draht von einem rotierenden Arm abgewickelt, der als Flyer bezeichnet wird. Der Flyer rotiert wiederholt um den Kern und deponiert dabei Drahtwindungen, um vollständige Spulen zu bilden.
In elektro-dynamischen Maschinenkomponenten, wie etwa Ankerkernen und Statorkernen, sollten die Schlitze, in die der Draht gewickelt wird, relativ klein sein für eine optimale Motorleistung. Allerdings können Schlitze, die zu klein sind, die Anzahl der Drahtwindungen, die auf dem Kern angeordnet werden können, übermäßig einschränken.
Darüber hinaus wäre es wünschenswert in der Lage zu sein, den Draht, der auf solche dynamo-elektrischen Maschinenkomponenten gewickelt wird, zu steuern, indem die Länge des freien Drahts zwischen dem Flyer und dem gewickelten Teil so weit wie möglich begrenzt wird.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, verbesserte Einrichtungen zum Wickeln von Draht auf dynamo-elektrische Maschinenkomponenten und für das Bilden solcher Komponenten bereitzustellen.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese und andere Ziele der Erfindung werden in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung erreicht durch das Bereitstellen einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und eines Verfahrens nach Anspruch 14 zum Wickeln von Draht, indem Draht um die Polteile von Ankern oder Statoren oder anderen dynamo-elektrischen Maschinenkomponenten gewickelt werden kann. Der Oberbegriff von Anspruch 1 kann aus der Lehre von JP-9163690 gebildet werden. Draht kann auf die einzelnen Polteile gewickelt werden, die nach dem Wickeln in eine vollständige dynamo-elektrische Maschinenkomponente eingesetzt werden. Zum Beispiel kann eine Maschine bereitgestellt werden, die die einzelnen separaten Teile einer dynamo-elektrischen Maschinenkomponente während des Wickelns ergreift. Wenn jedes dieser Teile gewickelt wurde, können diese Teile einander zugewandt und zusammengefügt werden, um eine endgültige Komponente zu bilden. Auf solche Teile von dynamo-elektrischen Maschinenkomponenten lässt sich mehr Draht wickeln als im Allgemeinen auf vorgefertigte dynamo-elektrische Maschinenkomponenten gewickelt werden könnte. Falls gewünscht, kann ein isolierender Halfter verwendet werden, um den Zusammenbau der Teile, die gewickelt werden, zu erleichtern.
Eine Drahtwickel-Anordnung kann bereitgestellt werden, in der der Draht von einer Drahtwickel-Düse oder einer anderen Struktur zum Abgeben von Draht abgegeben wird, die einer Wickel-Trajektorie parallel zur Oberfläche des gewickelten Teils folgt. Das gewickelte Teil kann z.B. einen nicht-kreisförmigen oder fast elliptischen Querschnitt haben. Die Drahtwickel-Düse kann entlang einem Pfad bewegt werden, der der Oberfläche eines solchen Teils während des Wickelns genau folgt, wobei der Abstand zwischen dem Ausgang der Düse und dem Teil minimiert wird, und die Kontrolle der Wickelvorrichtung über den Drahtwickel-Prozess erhöht wird.
Weitere Merkmale der Erfindung, ihre Natur und verschiedene Vorteile werden aus den beigefügten Zeichnungen der folgenden detaillierten Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlicher werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer veranschaulichenden dynamo-elektrischen Maschinenkomponente, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann.
2 zeigt, wie ein einzelnes Teil der dynamo-elektrischen Maschinenkomponente in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gewickelt werden kann.
3 zeigt, wie jedes der verschiedenen Teile, die verwendet werden, um die Komponente in 1 zu bilden, gewickelt werden können, wenn sie in einer kreisförmigen Anordnung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung angeordnet sind.
4 ist ein Querschnitt eines veranschaulichenden Teils einer dynamo-elektrischen Maschinenkomponente, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gewickelt wurde.
5 zeigt, wie die Teile der dynamo-elektrischen Maschinenkomponente von 3 gedreht werden können, um einander in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zugewandt zu sein.
6 und 7 zeigen, wie die Teile der dynamo-elektrischen Maschinenkomponente von 5 bewegt werden können, um einander näher zu kommen und die Teile zusammenzubringen, die die dynamo-elektrische Maschinenkomponente in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bilden.
8 zeigt eine veranschaulichende Anordnung von isolierenden Halftern, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden können.
9 zeigt die Anordnung von Halftern von 8, nachdem ein Schervorgang in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurde.
10 ist ein Übersichtsplan einer veranschaulichenden Herstellungsvorrichtung für dynamo-elektrische Maschinenkomponenten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt eine veranschaulichende isolierende Halteranordnung, die einen linearen Halfter in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet.
12 zeigt, wie der lineare Halfter von 11 zu einem Kreis in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gebildet werden kann.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Anordnung einer Wickelmaschine, um Teile von dynamo-elektrischen Maschinenkomponenten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu wickeln.
14 ist eine Detailansicht aus Richtung 14 von 13, die zeigt, wie Zangen das gewickelte Teil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ergreifen können.
15 ist ein Übersichtsplan aus Richtung 15 von 13 eines Systems zum Bilden von mehrpoligen Statoren in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Querschnitt eines Teils, das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gewickelt wird.
17 ist eine Seitenansicht des Teils aus Richtung 17 in 16.
18 ist eine Draufsicht einer veranschaulichenden Drahtwickelvorrichtung zum Wickeln von dynamo-elektrischen Teilen, wie etwa des Teils aus den 15 und 17 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden Wickelmaschinen-Vorrichtung, ähnlich zu der von 13, die zum Wickeln von Teilen von dynamo-elektrischen Maschinenkomponenten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden kann.
20 ist eine Vorderansicht der Wickelmaschinen-Vorrichtung von 19 aus der in 19 angegebenen Richtung.
21 ist eine Seitenansicht der Wickelmaschinen-Vorrichtung von 19 aus der in 19 angegebenen Richtung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung betrifft Lösungen zum Wickeln von Spulen. Als veranschaulichendes Beispiel können Spulen um die Pole von Kernen gewickelt werden, die in bürstenlosen Motoren verwendet werden.
Ein Kern, der in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung gewickelt werden kann, ist in 1 gezeigt.
1 ist eine Seitenansicht des Kerns (Bezugszeichen 10), der aus Schichten gebildet ist, die in der Seite gestapelt sind, die in 1 enthalten ist. Der Kern ist bemerkenswert dahingehend, dass die Pole 11 aus unabhängigen Schichtteilen 20 gebildet sind, wie der in 2 gezeigte (der ebenso eine wie in 1 gezeigte Seitenansicht ist).
Teil 20 wird gebildet aus Schichten 21 (gestapelt in der Seite, die die Ansicht von 2 enthält), Isolierauskleidung 22 und Spule 23. Spule 23 wird aus einer vorbestimmten Anzahl von Drahtwindungen W gebildet. In vielen Figuren dieser Offenbarung werden die Drahtwindungen W um der Klarheit willen weggelassen. Der äußerste Raum, der von den Spulen besetzt wird, ist manchmal mittels begrenzender Linien 23' gezeigt.
Enden 21' und 21'' der Schichten 21 werden jeweils mit Ausstülpung 21a und Ausnehmung 21b auf entgegengesetzten Seiten des zentralen Halses 21'' bereitgestellt.
Wie in 1 gezeigt, kann der ganze Kern 10 gebildet werden, indem die Ausstülpungen 21a zum Einfügen in die Ausnehmungen 21b veranlasst werden, und indem dabei die erforderliche Anzahl von Teilen 20 zusammengefügt werden. Spulen 23 können nur vor dem Zusammenfügen der einzelnen Teile 20 gewickelt werden. Dies beruht auf dem sehr kleinen Abstand D, der zwischen benachbarten Spulen in dem Kern besteht, und auch auf dem Mangel einer genügenden Öffnung der Öffnungen 12, die zwischen den Spitzen der zentralen Hälse gebildet werden. Diese Anordnung stellt nicht genügend Raum bereit für den Durchlass von Draht oder Nadeln (um den Draht zu liefern) während des Wickelns.
Eine Spule 23 kann gewickelt werden, indem das Teil 20 einem Flyer-Arm 13 zugeführt wird, der um eine Achse 30 rotieren kann, um die Windungen um den zentralen Hals 21''' zu liefern. Teil 20 oder der Flyer-Arm können in Richtung 30' und 30'' bewegt werden, parallel zur Achse 30, um die Verteilung von Windungen entlang dem zentralen Hals zu bevorzugen und die Trapezform der Spulen zu erhalten, die durch die begrenzenden Linien 23' gezeigt werden. In 2 wird das Teil 20 durch Haltemittel wie etwa Zangen 31 gehalten, um das Teil 20 richtig in Bezug auf den Flyer-Arm zu positionieren.
3 zeigt, wie die verschiedenen Teile, die zum Bilden des Kerns erforderlich sind, gewickelt und für das Zusammenfügen vorbereitet werden können. Die Teile werden durch jeweilige Zangen wie etwa 31 auf einem gedachten Kreis gehalten, der größer als der Durchmesser des Kerns sein kann. Die Zangen können auf Positionierarmen oder -teilen befestigt sein. Die zentralen Hälse 21''' der Teile sind nach außen gerichtet, wie in 3 gezeigt. Mit den auf diese Weise angeordneten Teilen ist es möglich, sie mit jeweiligen Flyer-Armen zu wickeln, wie es für ein Teil in 2 und 3 gezeigt ist. Insbesondere könnte der Durchmesser des gedachten Kreises, auf dem die Teile gehalten werden, groß genug sein, damit ein Winkelabstand Alpha zwischen den Teilen entsteht. Dies erlaubt es einer Mehrzahl von Flyer-Armen zu rotieren, um alle Teil zur selben Zeit zu wickeln, wobei jeder Flyer-Arm 13 ein jeweiliges Teil wickelt. Um der Klarheit willen wird in 3 nur ein Flyer-Arm 13 gezeigt. Der Durchmesser F (2) jeder Flyer-Drehung muss nicht nur die Breite W (1) der Halsteile berücksichtigen, sondern auch ihren Vorsprung in die Seite (d.h. die Höhe H der Halsteile, wie in 4 gezeigt). Die größte der zwei Größen W und H legt den Durchmesser der Flyer-Drehungen fest.
Jede Drahtzuleitung, die zu den Spulen gehört, kann durch Drahtmanipulatoren an jeweilige Anschlüsse 50 angeschlossen werden, die an den Endisolierungsplatten 51 der Teile angeordnet sind, wie in 4 gezeigt, die aus den Richtungen 4-4 von 3 betrachtet wird.
5 ist eine zu 3 ähnliche Ansicht, die zeigt, was mit den Teilen geschieht, nachdem das Wickeln und Anschließen abgeschlossen wurde. Wie in 5 gezeigt, wird jede Zange 31 aus dem gedachten Kreis gedreht, um die zentralen Hälse auf das Zentrum 0 des gedachten Kreises zu richten. 6 zeigt die Zustände der zentralen Hälse am Ende der Drehoperation, die in 5 ausgeführt wurde. Sobald der Zustand der 6 erreicht ist, können die Zangen 31 nach innen in Richtung 70 bewegt werden, jede auf einem Radius des gedachten Kreises. Die Bewegung der Zangen sollte so sein, dass die Zangen immer auf demselben Umfang sind, der immer kleiner und kleiner wird und immer auf den zentralen Punkt 0 zentriert ist. Am Ende dieser Bewegung werden die Ausstülpungen 21a in die Ausnehmungen 21b eingeführt, um die Teile zusammenzufügen (s. 7). Die Bewegung auf das Zentrum 0 kann weitergeführt werden, um die Ausstülpungen vollständig in die Ausnehmungen einzufügen. Eine forcierte Passung zwischen den Ausstülpungen und den Ausnehmungen kann ausreichend sein, um die Teile in der endgültigen Konfiguration der Kerne, die in 1 gezeigt ist, zusammenzuhalten.
8, die eine ähnliche Ansicht zu den in den 3, 5, 6 und 7 gezeigten Ansichten ist, zeigt eine andere Anordnung zum Wickeln und Zusammenfügen von separaten Teilen 20. In 8 sind die einzelnen separaten Teile in einen Halfter 90 eingefügt. Der Halfter hat Taschen 92, die die Isolierauskleidungen sind, die für das Isolieren der Teile 20 gebraucht werden. Jede Tasche 92 bildet die Auskleidung 22 für ein Teil 20 und ist mit einem benachbarten Teil mittels einem Arm 91 verbunden. Auf diese Weise ist der Halfter ein Teil, das aus winklig angeordneten Taschen 92 gebildet wird, die mittels Armen 91 verbunden sind.
Teile 20 können in die Taschen 92 eingeführt werden, indem die Teile 20 über den Taschen 92 ausgerichtet werden. Teile 20 können dann in die Taschen hineingleiten (z.B. mit einer Bewegung in einer Richtung, die senkrecht zu der Seite ist, die 8 enthält).
Der Halfter kann auf der Seite geschlossen werden, der gegenüber der in 8 gezeigten ist (das in 8 gezeigte Ende ist für das Einführen der Teile offen), mit Zweigen, die die zentralen Halsteile und die gekrümmten Halsteile 21'''' abdecken. Diese Zweige agieren als isolierende Endplatten für die Teile 20 (wie etwa Isolier-Endplatten 51, die in 4 gezeigt sind), um die die Spulen gewickelt werden. Sobald die Teile in die Taschen eingeführt sind, kann eine Kappe, die aus Zweigen ähnlich zu denen gebildet wird, die den Abschluss der gegenüberliegenden Seite bilden, über dem Ende der in 8 gezeigten Teile angeordnet werden. Die Fläche der Zweige, die die gekrümmten Köpfe 21'''' (2) abdeckt, kann mit Abschlusstaschen zum Abschluss der Spulen ausgerüstet sein. Der Gebrauch des Halfters 90 ist vorteilhaft, wenn die Teile für das Greifen mit Zangen, wie etwa den Zangen 31, vorbereitet werden. Einführen der Teile in den Halfter und Einfügen der Kappe ist im Wesentlichen der ganze Isoliervorgang für die Teile. Sobald dies geschehen ist, sind die Teile bereit, um von Zangen, wie etwa den Zangen 31, gegriffen zu werden. Soweit gewünscht, kann der Halfter mit den schon eingeführten Teilen leicht so eingerichtet sein, um von Zangen, wie etwa die Zangen 31, gegriffen zu werden. Falls gewünscht, kann der Halfter mit den schon eingeführten Teilen leicht so eingerichtet sein, um die Zangen, wie etwa die Zangen 31, einzukreisen, wie in 8 gezeigt. Sobald eingekreist, können alle Zangen gleichzeitig veranlasst werden, ihre jeweiligen Teile zu greifen.
Weiterhin können die Vorbereitungen der Teile im Halfter 90 in einer Bedieneinheit stattfinden, die von der Einheit getrennt ist, in der das Wickeln und Abschließen durchgeführt wird. Eine Transportpalette kann verwendet werden, um den Halfter zwischen den zwei Einheiten zu transportieren.
Sobald die Zangen 31 die Teile gegriffen haben, wie in 8 gezeigt, kann das Wickeln aller Spulen 23 gleichzeitig stattfinden, indem eine Mehrzahl von Flyer-Armen angewandt wird, in Zahl gleich wie die Zahl der Teile, jedes angewandt auf ein jeweiliges Teil, wobei sich alle zur selben Zeit drehen. Falls gewünscht, kann eine kleinere Anzahl von Flyer-Armen, die zur selben Zeit rotieren, eingesetzt werden, um die jeweiligen Teile zu wickeln. Mit dieser Art der Anordnung können die Zangen eingesetzt werden, um den Flyer-Armen aufeinander folgende Gruppen von ungewickelten Teilen zu liefern (z.B. durch Drehung um das Zentrum 0).
Falls der Winkelabstand zwischen den Teilen nicht genügend Raum für die Drehungen der Flyer-Arme bietet, die für das Wickeln der Spulen benötigt werden, dann können die Arme 91 an den Kanten 93 getrennt werden, um die Arme zu entfernen, die die Taschen verbinden. Dies kann mit einem Schervorgang durchgeführt werden, der eine Richtung der Bewegung senkrecht zu der Seite hat, die 8 enthält, und die an den Punkten 93 angewandt wird. Der Zustand des Halfters nach dem Scheren ist in 9 gezeigt. Ohne die Verbindung zwischen den Taschen können die Zangen 31 gemäß der Folge von Abläufen bewegt werden, die in 3, 5, 6 und 7 gezeigt ist, um das Wickeln der Teile 20 zu erleichtern.
10 ist ein Übersichtsplan einer Maschine, die so konfiguriert ist, um die oben beschriebenen Prinzipien in einer Herstellungsumgebung anzuwenden. Die Maschine hat einen sich drehenden runden Tisch 17 mit vier Arbeitspositionen darauf, jede ausgerüstet mit Zangen, wie etwa Zangen 31, die in der Lage sind, die vorstehend beschriebenen Bewegungen auszuführen. Die Positionen des Tisches können vier verschiedenen Stationen zugeführt werden, die um den Tisch angeordnet sind. Bei Station 17a werden die Teile von den Zangen 31 gegriffen. Ein vibrierender Geber der Teile 20 (nicht gezeigt) kann bei Station 17a vorhanden sein, um die Teile an die Zangen zu liefern. Die von den Zangen gehaltenen Teile können von Station 17a zu Station 17b durch Drehung des Tisches verschoben werden. Bei Position 17b können die Teile durch jeweilige Flyer-Arme gewickelt und angeschlossen werden, wie vorgehend beschrieben. Nach einer weiteren Drehung des Tisches bei Station 17c werden die Zangen auf das Zentrum 0 gedreht, wie mit Bezug auf 5 beschrieben. Bei Station 17d können die Zangen zum Zentrum 0 bewegt werden, wie mit Bezug auf 6, 7 beschrieben, um den Kern zu bilden. Sobald der Kern gebildet ist, kann er von Position 17d durch eine Palette eines Fördermittels weitergeleitet werden, zur Bewegung zu weiteren Stationen, wo weitere Verarbeitungsschritte stattfinden können. Im Falle der Verarbeitung mit Halfter 90 kann der Halfter mit den eingefügten Teilen auf einer Transportpalette bei einer Maschine wie der in 10 gezeigten ankommen. Die Palette hält nahe 17d an. Hier kann der Halfter von der Palette entfernt und auf den Zangentischen platziert werden. In Station 17a können die Arme des Halfters so platziert werden, dass das Wickeln in Station 17b erfolgen kann. In Station 17c können die Zangen zum Zentrum 0 gedreht werden. Sobald der Kern in Station 17d fertig gestellt ist, kann er zu einer Palette weitergeleitet werden, der einen Halfter zu der Maschine bringt. Nach einer Drehung des Tisches wird jede Position des Tisches an jeweiligen Teilen arbeiten, die beschrieben wurden. Mit dieser Arbeitsweise können sich verschiedene Kerne gleichzeitig im Zustand des Formens befinden. Gleichzeitiges Formen von verschiedenen Kernen wird den Durchsatz der Erfindung in einer Herstellungsumgebung erhöhen.
11 zeigt eine alternative Ausführungsform, in der der Halfter eine linear Form hat. Wie in 12 gezeigt, kann ein solcher linearer Halfter in Richtung 120 bewegt werden, um die Teile zu Zangen 31 zu befördern, die auf einem gedachten Kreis mit einem Zentrum 0 angeordnet sind. Um der Klarheit willen sind in 12 nur drei Zangen gezeigt, allerdings gibt es vorzugsweise eine Menge von Zangen für jedes der Teile, die benötigt werden, um einen Kern zu bilden. Sobald die Teile auf dem gedachten Kreis von den Zangen ergriffen sind, können die Arme 91 abgetrennt werden, um den Zangen ein Drehen zu ermöglichen, wie in 5 gezeigt, so dass die zentralen Hälse zum Wickeln nach außen gerichtet sind, wie in 3 gezeigt. Falls für die Drehungen der Flyer-Arme zum Wickeln der Spulen ein größerer Winkelabstand benötigt wird, können die Zangen weiter vom Zentrum 0 bewegt werden. Nach dem Wickeln können die Zangen wieder gedreht werden, so dass die zentralen Hälse nach innen auf das Zentrum 0 gerichtet sind. Schließlich können die Zangen zum Zentrum 0 bewegt werden, um den Kern zu bilden, wie in 6 und 7 gezeigt.
Obwohl der äußere Umfang der hier gezeigten Kerne kreisförmig ist, sind andere Formen des äußeren Umfangs (wie etwa neuneckig) ebenfalls möglich. Die äußeren Oberflächen der Schichtteile 20 können so geformt werden, dass sich die gewünschte endgültige Form des äußeren Umfangs des Kerns ergibt.
Weitere Aspekte der Erfindung werden in Zusammenhang mit 13 bis 15 beschrieben. 13 zeigt eine voraussichtliche Teilansicht von Zange 31. In dem in 13 bis 15 veranschaulichten Beispiel hat Teil 20* keine Ausstülpungen und Ausnehmungen, wie etwa die Ausstülpungen 21a und Ausnehmungen 21b, die zum Zusammenfügen der Teile 20 von 1 genutzt wurden, um einen mehrpoligen Stator zu bilden.
In 13 wird ein Teil 20* gezeigt, das mit einem jeweiligen Haltemittel oder Zange 31 ausgerichtet ist, die das Teil 20* selbst darauf sichern muss, um die oben beschriebenen Ablaufschritte zu erreichen.
Wenn Teile wie etwa 20* zum Bilden von mehrpoligen Strukturen verwendet werden, wird der endgültige in 7 gezeigte Zustand angrenzenden Seiten S und S zwischen benachbarten Teilen 20* der gezeigten Kreisanordnung entsprechen. Um dazu in der Lage zu sein, sind Seiten S entlang Radien abgeschrägt, die zum Zentrum der Kreisanordnung von 7 zusammenlaufen.
Um die in der zitierten vorläufigen Anmeldung beschriebenen Ablaufschritte zu erreichen, die Teile wie etwa 20* verwendet, müssen Teile 20* auf Zange 31 gesicherht und richtig angeordnet sein. Deshalb ist Zange 31 mit einem Vorsprung 130 zum Abstützen der unteren Fläche 140 von Teil 20* mit oberer Oberfläche 130' des Vorsprungs 130 ausgestattet. Die untere Fläche 140 ist eine Fläche des äußeren kreisförmigen Teils 20*, die frei von Draht der Spule 23 ist. Oberfläche 130' von Vorsprung 130 und untere Fläche 140 sollten perfekt zusammen passen und deshalb von derselben Größe und Konfiguration sein.
Die zylindrische hintere Oberfläche 141 von Teil 20* kann in der aufrechten Wand 131 von Zange 31 enthalten sein, um die untere Fläche 140 auf der oberen Oberfläche 130' präzise positioniert zu halten. Aufrechte Wand 131 und hintere Oberfläche 141 haben dasselbe Größenmaß in vertikaler Richtung X. Hintere Oberfläche 141 und aufrechte Wand 131 haben eine ähnliche zylindrische Konfiguration, so dass sie ausgedehnt aneinander angrenzen können. Auf der Oberseite von Zange 130 ist ein Greifer 150 vorhanden, um auf die obere Oberfläche 142 von Teil 20* zu drücken. Insbesondere geschieht dies durch Drücken der unteren Oberfläche 151 von Greifer 150 gegen die obere Oberfläche 142.
Greifer 150 ist schwenkbar um Pin 160 von Zange 31, so dass Greifer 150 senkrecht zu Pin 160 drehen kann (s. Drehrichtungen 160' und 160''). Durch Schwingen des Greifers in Richtung 160'' wird die untere Oberfläche 151 gegen die obere Oberfläche 142 gedrückt. Durch Drehung in entgegen gesetzter Richtung 160' macht das Teil 20* den Weg vollständig frei, um von der Abstützung mit oberer Oberfläche 131 und Vorsprung 130 wegzukommen. Teil 20* kann in Aufwärtsrichtung X bewegt werden, um von der Abstützung mit oberer Oberfläche 130' wegzukommen. Greifer 150 ist mit horizontaler Verlängerung 152 ausgestattet, die mit einer vorbelasteten Feder 152 vorgespannt ist. Vorbelastete Feder 153 sitzt in Greifer 31 und drückt auf die Unterseite der horizontalen Verlängerung 152. Diese Wirkung der Feder hält Greifer 150 gegen die obere Oberfläche 142 von Teil 20* gedrückt, wenn es erforderlich ist, das Abstützen zwischen Oberfläche 130' und 140 sicherzustellen. Horizontale Verlängerung 152 ragt unter Zugangspassage 170, die parallel zur Abwärtsrichtung X' gerichtet ist. Zugangspassage 170 ist auf der Oberseite von Zange 31 offen, um den Pin 181 von Greiferring 180 aufzunehmen. Daher kann Pin 181 eine relative Bewegung in Richtung X' (in Bezug auf Zange 31) erzielen, innerhalb Zugangspassage 170, um die horizontale Verlängerung 152 gegenläufig zu vorbelasteter Feder 153 zu drücken und zu bewegen. Dies wird Greifer 150 in Richtung 160' schwingen, wenn es nötig ist, den Weg für Teil 20' freizumachen. Entfernung von Pin 181 von der Zugangspassage wird Greifer 150 veranlassen, in Richtung 160'' zurück zu schwingen.
Teil 20* kann auf Vorsprung 130 weiter gesichert werden, indem Greiferwände wie etwa 190 verwendet werden. Greiferwände 190 sind zu jeweiligen Seiten 31A und 31B der Zange 31 benachbart, um sich in radialen Richtung Y und Y' zu bewegen (14, die eine Teilansicht aus Richtung 14-14 von 13 ist). Spitzen 190' von Greiferwänden sind in der Lage, auf Seiten S von Teilen 20* zu drücken, um seitlich Teile 20* zu umfassen, wenn Oberflächen 130' und 140 sich abstützen. Um der Klarheit willen ist in 13 nur die Greiferwand 190 benachbart zur Fläche 31B gezeigt.
Wie in 14 gezeigt, kann die Greiferwand 190 in radialer Richtung Y' bewegt werden, um die verlängerte Position zu erreichen, die durch die Phantomdarstellung von Kante 190' gezeigt wird. In diesem Zustand grenzt und drückt die Kante auf eine nahe gelegene Seite S von Teil 20*. Radiale Richtungen Y und Y' tendieren zur Ausrichtung mit dem Zentrum des Kreises, wohin Teile 20* von Zangen 31 bewegt werden müssen, um den abgeschlossenen Aufbau des Stators zu bilden. Durch Nutzen von Greifer 150, aufrechter Wand 131 und Greiferwand 190 in der vorstehend beschriebenen Weise kann Teil 20* präzise und freigebbar auf Vorsprung 130 von Zange 31 gesichert werden. Gleichzeitig wird es zentralem Hals 21'' von Teil 20* ermöglicht, von Vorsprung 130 vorzuragen und Spulwicklungen von einem rotierenden Flyer-Arm aufzunehmen, wie oben beschrieben. Wenn zusätzlich Teil 20* an Zange 31 befestigt ist, ist Zange 31 in der Lage, die oben beschriebenen Rotations- und Radialbewegungen zu erzielen, um die mehrfachen Teile 20*, wie in 7 gezeigt, zusammenzubringen.
Direkt vor dem Abschluss der radialen Bewegungen zum Erreichen des in 7 gezeigten Zustands müssen die Greiferwände 190 nach außen in radialer Richtung wie etwa Y bewegt werden, um die Seiten S der verschiedenen Teile wie etwa 20* freizugeben, damit sie aneinander angrenzen können. Sobald der Angrenzungszustand von Seite S erreicht ist, können die Mehrfachpole durch einen Bindungsring wie etwa Bindungsring 200 eingekreist werden, um den Angrenzungszustand dauerhaft zu sichern. Um der Klarheit willen ist nur ein Teil eines solchen Bindungsrings in 13 gezeigt. Die innere Oberfläche 201 des Bindungsrings muss die hinteren Oberflächen 141 von Teilen 20* präzise umgeben und auf sie drücken, um so den Angrenzungszustand beizubehalten. Dies erfordert das Drücken von Teilen 20 in Bindungsring 200 durch Einpressen, während Teile 20* im Angrenzungszustand sind. Dies umfasst das Herausziehen von Teilen 20* aus ihren jeweiligen Zangen in Richtung X und ihr Einfügen in Bindungsring 200, während sie im Angrenzungszustand sind. Um dies zu tun, kann Bindungsring 200 in Ausrichtung mit Teilen 20* und oberhalb positioniert werden, wie in 13 gezeigt. Insbesondere muss der Bindungsring 200 so positioniert werden, dass er konzentrisch Teile 20* aufnehmen kann durch gleichzeitiges Drücken der Teile 20* in Richtung X, während Teile 20* im Angrenzungszustand sind.
Wie in 13 gezeigt, kann Greiferring 180 so ausgestattet sein, um den Bindungsring 200 in dem hoch liegenden und ausgerichteten Zustand zu halten und zu unterstützen, während Zangen 31 Teile wie etwa 20* im Angrenzungszustand halten. Vorsprünge 130 der Zangen sind mit Kanälen wie etwa 132 zum Durchlassen von Teilen wie etwa 211 von Stoßvorrichtungen wie etwa 210 ausgestattet, die sich in Richtung X bewegen können. Teile wie etwa 211 können in Kontakt kommen mit Flächen 140 von Teilen 20* in zentraler Position 140', wenn Stoßvorrichtungen, wie etwa 210 in Richtung X bewegt werden. Indem eine solche Bewegung von Stoßvorrichtungen wie etwa 210 fortgesetzt wird und nachdem Greifer wie etwa 150 in Richtung 160' geschwenkt sind, können Teile 20* in Ring 200 bewegt werden und dort im Angrenzungszustand eingepresst werden. Teil 212 und Zentrierband 213 von Stoßvorrichtungen wie etwa 210 werden bereitgestellt, um jeweils an ein Teil von Fläche 142 und Teile von Poloberfläche 144 zu stoßen, wenn Teil 211 gegen Fläche 140 drückt. Dies hält Teile 20* stabil und richtig ausgerichtet mit dem Bindungsring, wenn die Bewegung des Einpressens geschieht. Teil 211, Teil 212 und Zentrierwand 213 sind mehrfache Teile von Stoßvorrichtungen, die auf jeweilige Teile 20* wirken können und die zu einem einzigen kreisförmigen Element gehören können, das in Richtung X bewegt wird, um das Einpressen zu erreichen. Der Bindungsring und die darin eingepressten Teile 20* bilden eine einzige Anordnung, die als der endgültige mehrpolige Stator verwendet werden kann.
Um Greifer 150 in Richtung 160' zu schwingen, wenn Teile 20* in Bindungsring 200 bewegt werden müssen, muss Pin 181 auf horizontale Verlängerung 152 drücken. Dies kann erreicht werden, indem Pin 181 auf Greifring 180 befestigt wird. Es wird mehrere Pins wie etwa Pin 181 geben, wobei jeder mit Zugangspassagen der jeweiligen Zangen ausgerichtet sein kann. In Vorbereitung für die Bewegung, die erforderlich ist zum Einpressen von Teilen 20*, kann Greifring 180 in Richtung X' bewegt werden, um den Zangen nahe zu kommen und die Pins 181 zu veranlassen, Greifer 150 aus dem Weg zu schwingen.
15 ist ein Übersichtsplan aus Richtung 15 von 13 eines Systems zum Bilden von mehrpoligen Statoren, die Teile wie etwa 20* und Bindungsring 200 verwenden. Drei Positionen 301, 302 und 303 des runden Tisches 300 haben Zangen 31, die in der Lage sind, sich gemäß den oben veranschaulichten Prinzipien zu bewegen und die Teile 20* den Wickelarmen zuzuführen, sich zu drehen, um die Teile auf das Zentrum der endgültigen kreisförmigen Konfiguration des mehrpoligen Aufbaus auszurichten und die Teile zu einem solchen Zentrum zu bewegen, um den Angrenzungszustand zu erreichen. Der Tisch rotiert um Zentrum 304, um die Positionen 301, 302 und 303 nacheinander an Arbeitsstationen 305, 306 und 307 zu transferieren. In Arbeitsstation 305 werden ungewickelte Teile 20* auf Zangen 31 befestigt durch ein Greif- und Platziergerät 400, das Teile 20* in einem Speicher 308 sammelt. In Arbeitsstation 306 werden Teile 20* den Flyer-Armen 13 zum Wickeln zugeführt, wie in 2 gezeigt. Direkt nach dem Wickeln werden die Zangen in Arbeitsstation 306 gedreht und zum Annähern an die Angrenzungsposition wie oben beschrieben gebracht.
In Arbeitsstation 307 richtet der Greifer 180 Bindungsring 200 (13) mit Teilen 20* aus, die sich im Angrenzungszustand befinden und eine Stoßvorrichtung wie etwa 210 wird verwendet, um die Teile 20* in den Bindungsring einzupressen. Der runde Tisch wird von den Paletten 401 erreicht, die sich in Richtung Z auf Fördermittel 309 bewegen. Kurz bevor sie den runden Tisch erreichen, werden die Paletten bei 310 durch Greif- und Platziergerät 402 mit Bindungsringen 200 beladen, die aus dem Speicher 311 genommen werden. Bei 312 wird jeweils eine Palette mit dem Greifer 380 ausgerichtet, der einen Bindungsring wie etwa 200 von einer Palette nehmen und verwenden kann, um in Arbeitsstation 307 das Einpressen zu erreichen. Es gibt zwei Greifer wie etwa 180 bei 312. Ein Greifer nimmt den Bindungsring von der Palette und erreicht das Einpressen, während zur gleichen Zeit der andere Greifer gleichzeitig einen fertigen mehrpoligen Stator an die geleerte Palette liefert. Der fertig gestellte mehrpolige Stator wurde in 307 mit einem Bindungsring gebildet, der 312 auf der vorherigen Palette erreichte. Die zwei Greifer wie etwa 180 arbeiten abwechselnd gemäß diesen Prinzipien, um schneller einzupressen und Paletten mit den fertig gestellten mehrpoligen Statoren abzuschicken. Im Wesentlichen wird die Arbeit des Einpressens durch einen Greifer wie etwa 180 zeitlich bestimmt durch die Arbeit des anderen Greifers wie etwa 180. Die Greifer wie etwa 180 können ihre Rolle bei der Durchführung der beiden Abläufe abwechseln.
Ein anderer Aspekt der Erfindung umfasst verbesserte Lösungen zum Wickeln von Teilen für dynamoelektrische Komponenten. Zum Beispiel können Anordnungen zum Wickeln von Polteilen von dynamoelektrischen Komponenten wie etwa Statoren und Ankern bereitgestellt werden. Die Polteile können ähnlich den oben beschriebenen oder irgendwelche andere geeignete Strukturen sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst Anordnungen zum Wickeln von Polteilen zum Wickeln von dynamoelektrischen Komponenten wie etwa Statoren und Ankern. Die Polteile können wie die oben beschriebenen sein.
16 zeigt ein Beispiel von solchen Polteilen, die mit einem Teil von Spule 10 gewickelt wurden, das aus einer vorbestimmten Anzahl von Windungen von Draht W besteht. Die Windungen sind um Körper 511 gewickelt, der eine größere Ausdehnung XX und eine kleinere transversale Ausdehnung YY hat (s. 17, die eine Querschnittsansicht aus Richtung 17-17 von 16 ist, obwohl sie die Spule in einem früheren Stadium des Wickelns der Windungen zeigt).
Die Vorrichtung von 16 und 17 kann Draht wickeln, indem sie die Gebevorrichtung oder Düse 556 (Drahtdüse im Folgenden) in einem nicht-kreisförmigen und etwas elliptischen Pfad um Körper 511 bewegt, wenn sie Draht W abgibt, um die Wicklungen zu bilden. Wie in 16 gezeigt, sollten die Wicklungen gleichmäßig in Richtung 512 und 512' entlang Körper 511 verteilt sein, d.h. senkrecht zur größeren Ausdehnung XX. Darüber hinaus, wie in 17 gezeigt, sollten die Windungen gegen Körper 511 gewickelt werden (mit anderen Worten: mit einer gewissen Spannung gegen Körper 511 gezogen werden). Eine Trajektorie für die Drahtdüse, die solche Spulen herstellen kann, ist eine die dem Pfad folgt, der durch Linie 514 in 17 gezeigt ist. Linie 514 stellt die verschiedenen Positionen dar, die von einem Punkt der Drahtdüse eingenommen werden, von dem Draht W ausgeht, um den Körper 511 zu erreichen. Trajektorie 514 enthält zwei geradlinige Strecken 514a und 514b, die durch Verschiebungen der Drahtdüse auf irgendeiner Seite des Körpers und parallel zur größeren Abmessung XX erhalten werden. Die Richtungen der Verschiebungen 514a und 514b sind entgegengesetzt zueinander (d.h. Richtung 514a' kann für Verschiebung 514a verwendet werden und 514b' kann für Verschiebung 514b verwendet werden). Die Verschiebungsstrecken sind durch kreisförmige Strecken 514c und 514d verbunden, die durch Drehung der Drahtdüse jeweils um Punkte P1 und P2 erhalten werden, die nahe den Enden des Körpers 511 sind, entlang der Richtung der größeren Abmessung XX. Punkte P1 und P2 können auf der Symmetrieachse AX des Körpers 511 zentriert werden, die parallel zur größeren Dimension XX ist, wie gezeigt oder seitlich verschoben zur Achse AX um ein vorbestimmtes Maß. Punkte P1 und P2 können äquidistant vom zentralen Punkt C von Körper 511 angeordnet sein oder sie können in verschiedenen Entfernungen vom zentralen Punkt C angeordnet sein. Pfeile 514c' und 514d' stellen die Drehrichtungen dar, die verwendet werden, um die Drahtdüse jeweils auf kreisförmigen Strecken 514c und 514d zu bewegen. Durch das Bewegen auf Strecken 514a, 514b, 514c und 514d (in dieser Reihenfolge) bewegt sich die Drahtdüse vollständig um Körper 511, um eine Windung der Spule zu bilden.
In 17 werden kreisförmige Strecken 514c und 514d gezeigt, die in derselben Ebene wie Strecken 514a und 514b enthalten sind, obwohl jede dieser Strecken in eine solche Ebene in Richtung 512 oder 512' eintreten oder sie verlassen kann, um fortschreitend mehr Windungen zu bilden. Um die in 16 und 17 gezeigte Spule fertig zu stellen, bewegt sich die Drahtdüse so viele Male um Körper 511, wie für die Anzahl der Windungen benötigt wird, die für die gewickelte Spule erforderlich sind. Weiterhin soll die Düse in Richtungen 512 oder 512' bewegt werden, um die Windungen entlang Körper 511 zu verteilen, wie in 16 gezeigt. Solch eine Verteilung kann erhalten werden, indem die Düse veranlasst wird, wiederholt Strecken 514a, 514b, 514c und 514d zurückzulegen, in weiteren Ebenen parallel zu der anfänglichen, in der die erste Windung gebildet wurde. Die Windungen werden spiralformig entlang Körper 511 in Richtung 512 oder 512' fortschreiten.
18 ist eine schematische Darstellung einer veranschaulichten Vorrichtung, die dazu verwendet werden kann, um Draht, wie in 16 und 17 gezeigt, zu wickeln. 18 ist eine Sicht aus Richtung 18 von 17, die die Wickeldüse 556 zeigt, wie sie sich entlang der Wickelstrecke 514d dreht (17). Wickeldüse 556 wird mit zylindrischem und hohlem Schaft 530 mittels seitlichen Arms 531 verbunden, der ebenfalls hohl ist. Schaft 530 wird durch Auflager 530' und 530'' unterstützt, so dass Schaft 530 um Achse AZ von Röhre 532 rotieren kann. Auflager 530' und 530'' sitzen in Röhre 532. Röhre 532 ist Teil von Träger 537. Träger 537 kann sich in Richtungen 537' und 537'' bewegen. Träger 537 kann auf stationären Führungen 535 und 536 befestigt werden, die parallel zu einander sind. Richtungen 537' und 537'' sind parlallel zur Achse AX, die in 17 gezeigt ist. Röhre 532 kann auch in Bohrung 538 von Träger 537 gleiten. Diese Gleitbewegung kann in den Richtungen 512 und 512' auftreten, die in 16 gezeigt sind. Hinteres Teil 539 von Bohrung 538 besetzt ein Lagerkörper 540 von Zahnrad 541. Das Zentrum von Zahnrad 541 ist hohl, obwohl es mit Teilen konfiguriert ist zum Aufnehmen von Schlüsselteilen, die um das hintere Ende des hohlen Schafts 530 angeordnet sind. Auf diese Weise dreht eine Drehung von Zahnrad 541 den hohlen Schaft 530, um die Düse 556 entlang kreisförmigen Strecken 514a und 514b zu bewegen. Zur selben Zeit ist der hohle Schaft 530 in der Lage, sich in Richtungen 512 und 512' mittels Zahnrad 541 (falls erforderlich) zu verschieben, um die Windungen wie in 16 gezeigt zu verteilen. Die Schlüsselteile um das hintere Ende des hohlen Schafts 530 müssen sich ausreichend entlang hohlem Schaft 530 erstrecken, um mit dem Zahnrad 541 im Eingriff zu bleiben, wenn der hohle Schaft 530 in Richtung 512 und 512' verschoben wird. Die externen Zähne von Zahnrad 541 greifen in die von Zahnrad 542 ein, das senkrecht zu Zahnrad 541 angeordnet ist. Obwohl Zahnrad 542 in seinem zentralen Teil hohl ist, nimmt es das Schlüsselteil von Schaft 543 auf. Schaft 543 ist auf dem Lagerkörper 544 befestigt, fixiert am Rahmen der Maschine zur Rotation um Achse AW. Diese Rotation dreht das Zahnrad 542. Motorriemenantrieb 545, der mit dem Rahmen der Maschine verankert ist, treibt die Drehungen von Schaft 543 um die Achse AW. Achse AW ist parallel zu den Richtungen 537' und 537''. Zahnrad 542 ist ebenfalls auf Träger 537 mittels eines nicht gezeigten Lagerkörpers befestigt. Sogar wenn sich Zahnrad 542 in Richtung 537' oder 537'' mit Träger 537 bewegt, ist deshalb eine Übertragung der Drehung zwischen Schaft 543 und Zahnrad 542 möglich, aufgrund der Verbindung der Schlüsselteile 543 innerhalb des zentralen Teils von Zahnrad 542. Wiederum müssen die Längen der Schlüsselteile auf Schaft 543 ausreichend sein, um die erforderlichen Bewegungen von Zahnrad 542 in Richtungen 537' und 537'' zu ermöglichen. Die resultierende Drehung von Zahnrad 541 dreht hohlen Schaft 530 um Punkte P1 und P2, um die kreisförmigen Strecken 514e und 514d zu erzeugen, die mit Bezug auf 7 beschrieben wurden. Schaft 546 ist auf Lagerkörper 547 befestigt, der an dem Rahmen der Maschine für eine Drehung um die Achse AP fixiert ist. Motorriemenantrieb 548, der an dem Rahmen der Maschine verankert ist, treibt die Drehungen von Schaft 546 um Achse AP. Achse AP ist parallel zu den Richtungen 537' und 537'', die für eine Bewegung von Körper 537 genutzt werden. Schaft 546 ist mit einem externen Gewinde ausgerüstet, das in ein weibliches Gewinde eingreift, das in Teil 549 von Träger 537 vorhanden ist. Wenn Schaft 546 um Achse AP gedreht wird, wird Träger 537 in Richtungen 537 oder 537' bewegt (abhängig von der Richtung der Drehung von Schaft 546), aufgrund des Eingreifens des erwähnten Gewindes. Bewegung in Richtung 537 oder 537' verursacht Bewegung der Wickeldüse entlang Strecken 514a und 514b, beschrieben mit Bezug auf 17. Die Größe des Weges von 537 in Richtung von 537' und 537'' (die auch parallel zu Achse AX sind), wie mit Bezug auf 17 beschrieben, bestimmt die Position von Punkten P1 und P2. Die ganze in 18 gezeigte Vorrichtung kann auf dem Rahmen der Maschine verschoben werden, um Bewegungsrichtungen 537' und 537'' in Bezug auf Achse AX auszurichten oder seitlich zu verschieben. Mit anderen Worten, Achse AZ kann veranlasst werden, Achse AX senkrecht zu schneiden (z.B. kann Achse AZ in die Seite von 17 durch zentralen Punkt C oder irgendwo entlang Achse AX orientiert werden), oder sie kann veranlasst werden, seitlich in Bezug zu Achse AX verschoben zu werden. Der Frontteil von Röhre 532 wird in Schlitz 551 von Seitenplatte 550 aufgenommen. Seitenplatte 550 ist an Buchse 552 angeflanscht, die ein weibliches Gewinde hat, die in das männliche Gewinde von Schaft 553 eingreift. Schaft 553 wird zur Rotation um Achse AN unterstützt, indem es mit dem Lagerkörper 554 des Rahmens der Maschine unterstützt wird. Motorriemenantrieb 555 ist ebenso mit dem Rahmen der Maschine verankert und wird eingesetzt, um Schaft 553 um Achse AN zu drehen. Drehung von Schaft 553 um Achse AN veranlasst Röhre 553, sich in Richtungen 512 und 512' zu bewegen, abhängig von der Richtung von Drehung von Motorriemenantrieb 555.
Schlitz 551 ermöglicht Röhre 532, in Richtungen 537' und 537'' bewegt zu werden, als Ergebnis einer Bewegung von Träger 537, während Röhre 532 sich auch in Richtungen 512 und 512' bewegen kann. Bewegungen in Richtungen 512 und 512' sind erforderlich, um die Wickeldüse zu veranlassen, die Windungen entlang Körper 511 zu verteilen, mit Bezug auf 16.
In 17 und 18 wurde die Wickeldüse als Rolle 556 mit einer Nut 557 dargestellt, durch die der abgegebene Draht laufen kann, um den Körper 511 zu erreichen. 18 zeigt, dass die Rolle in dem Ende des seitlichen Arms 531 fixiert ist. Der zum Wickeln der Spule erforderliche Draht läuft durch hohlen Schaft 530 und seitlichen Arm 531, um Rolle 556 zu erreichen. Dieser Draht kommt von einer Versorgungstrommel (nicht gezeigt) und ist auf das hintere Ende des hohlen Schafts 530 gerichtet, durch Ausrichten der Düse 560. Ein Drahtspanner sollte verwendet werden, um den von der Wickeldüse abgegebenen Draht zu spannen. Der Spanner sollte auf den Draht wirken, während er zwischen der Versorgungstrommel und der Richtungsdüse 560 läuft.
Die in 18 gezeigte Position der Rolle in Bezug auf Körper 511 entspricht der Phantomliniendarstellung der Rolle in Position 556' von 17.
Die Kombination von translatorischen und kreisförmigen Drahtwickeltrajektorien, die in 17 gezeigt sind, erhalten die Nut der Rolle mit einer praktisch konstanten Orientierung beta (ungefahr 90° in 17) in Bezug auf die Oberfläche von Körper 511, wo der Draht gewickelt werden muss. Diese Orientierung ist vorgegeben, indem die Rolle mit einem vorbestimmten Winkel an einem seitlichen Arm 531 fixiert wird. Der Winkel sollte so sein, dass Nut 557 (mit anderen Worten der Ausgang des Drahtes) dem ausgehenden Draht eine leichte Biegung gibt und das Anlegen des Drahts gegen Körper 511 begünstigt. Weiterhin sollte die Drahtlänge vom Ausgang des Drahts zum Auflegen auf Körper 511, in einem bestimmten Moment, so kurz wie möglich sein, um den Verlust der Kontrolle der Drahtspannung zu vermeiden. Um dies zu tun, bewegen die Bewegungsstrecken für die Wickeldüse, die in Bezug auf 18 beschrieben wurden, die Wickeldüse sehr nahe an Körper 511 und über seine Oberflächen, wo die Drahtwindungen gewickelt werden. Der Motorriemenantrieb von 18 kann programmierbar sein, um die Entfernung zu ändern, die die Wickeldüse von Körper 511 trennt, um der besonderen Größe von Körper 511 und der Art des gewickelten Drahtes zu genügen.
Die Kombination des Drahtausgangs, der sich in der erforderlichen Orientierung in Bezug auf Körper 511 befindet, und der kurzen Länge des austretenden Drahts zwischen Körper 511 und der Drahtdüse begünstigen in starkem Maße das dichte Anliegen des Drahts gegen Körper 511 und an die erforderlichen Positionen von Körper 511.
Falls gewünscht, können Anordnungen, wie etwa solche in Zusammenhang mit 16 bis 18 beschriebene, in welchen die Drahtdüse einem Draht entsprechend Strecken 514a, 514b, 514c und 514d folgt, können, falls gewünscht, für das Wickeln von Polteilen, wie etwa Teilen 20 und 20', die in Zusammenhang mit 1 bis 15 beschrieben wurden, eingesetzt werden. Flyerdrehungen zum Wickeln solcher Pole erfordern es, den Ausgangspunkt des Flyers auf einer größeren Distanz von Körper 511 zu halten, da die zugehörige Kreisbahn größer sein muss als größere Abmessungen XX. Die Vorrichtung von 18 kann zum Wickeln von Polteilen von 18 genutzt werden, wenn die Polteile durch Stützkonstruktionen für die Pole unterstützt werden, die in der Lage sind, zu rotieren und radial einzugrenzen, entsprechend den in Zusammenhang mit 1 bis 15 beschriebenen Prinzipien, um Polteile zusammen zu bringen.
Stoßvorrichtungsteil 561 von 17 kann Draht W drücken, der sich zwischen der Drahtdüse und Körper 511 erstreckt. Stoßvorrichtungselement 561 kann aus dem Weg sein, wenn Wickeldüse 556 passiert, und kann dann veranlasst werden, sich nach innen in Richtung 561 zu bewegen, um auf den Draht zu drücken und das Wickeln der Windungen gegen Körper 511 zu begünstigen. Verschiedene Elemente wie etwa 561 können um Körper 511 angeordnet sein, um auf den Draht zu drücken, wenn Schwierigkeiten auftreten, das Wickeln des Drahts gegen bestimmte Teile des Körpers 511 zu erzielen.
Eine Anordnung einer Wickelmaschine, die zum Wickeln von Draht auf Teile 20* genutzt werden kann, ist in 19 gezeigt. Teil 20* kann gewickelt werden, indem eine Stützstruktur wie etwa Element 570 um seine Längsachse gedreht wird. Element 570 kann eine Aussparung 572 haben, die eine entsprechende Ausstülpung 574 auf rotierendem Element 576 aufnimmt, wenn Element 570 durch Drehelement 576 gedreht wird (Aussparung 572 und Ausstülpung 574 sind Gründen der Klarheit in 19 getrennt gezeigt).
Element 570 kann durch Gehäuse 578 gestützt werden. Gehäuse 578 kann eine Federbremse 580 enthalten. Element 570 ist beweglich. Wenn Element 570 in Richtung 590 bewegt wird, indem Gehäuse 578 in Richtung 590 bewegt wird, rastet Ausstülpung 574 von rotierendem Element 576 in Aussparung 572 ein. Ring 582 ist an Element 570 angehängt, so dass eine weitere Bewegung von Gehäuse 578 in Richtung 590 Ring 582 veranlasst, Feder 586 zusammen zu drücken. Dies bewegt den Ring 582 weg von hinterer Wand 584 des Gehäuses 578, so dass Element 570 frei rotieren kann, wenn es durch Drehelement 576 gedreht wird. Wenn Gehäuse 578 in Richtung 588 bewegt wird, entkoppelt Ausstülpung 574 von Element 576 und Aussparung 572 und Ring 582 wird gegen hintere Wand 584 durch Feder 586 gedrückt, wobei eine Bremsreibung zwischen Ring 582 und hinterer Wand 584 erzeugt wird. Die Bremsreibung hält Element 570 und Teil 20* in einer statischen Position, so dass Abläufe wie etwa das Verankern von Draht durchgeführt werden können.
Gehäuse 578, Basis 592, Ständer 594 und Element 570 werden in Richtungen 590 und 588 verschoben, indem die Basis 592 entlang Schiene 596 bewegt wird. Ein linearer Antrieb in Basis 592 oder getrennt von Basis 592 wird zum Bewegen von Basis 592 verwendet. Lineare Verschiebung in Richtung 588 wird verwendet, um Teile wie etwa 20* zu einer vollständigen dynamo-elektrischen Maschinenkomponente zusammenzusetzen, nachdem das Wickeln der Teile beendet ist. Dieser Schritt des Zusammenfügens kann ein Einpressen oder einen Bindering-Ansatz oder irgendeinen geeigneten Ansatz zum Zusammenfügen von Teilen zu vollständigen Komponenten umfassen. Mehrfache Anordnungen von dem in 19 gezeigten Typ sind in einem Kreis angeordnet, und die Teile sind durch diese Anordnungen am Zentrum des Kreises zusammengefügt. Während des Wickelns kann Draht W von Düse 598 nach dem Anfügen von Draht W an temporäres Verankerungsgerät 600 abgegeben werden. Düse 598 kann während des Wickelns in Richtungen 590 und 588 verschoben werden, um Draht W gleichmäßig auf Teil 20* zu verteilen. Falls gewünscht, können Teile 20* verschoben und Düse 598 stationär gehalten werden, oder beide, Düse 598 und Teil 20*, können relativ zueinander verschoben werden, eher als Düse 598 zu verschieben.
Ein Ende von Draht W kann am Beginn der Wickeloperation in einer der temporären Verankerungsgeräte 600 festgehalten werden. Nach vollständigem Wickeln kann das andere Ende von Draht W im anderen Verankerungsgerät 600 festgegehalten werden. Eine Feder kann in Verankerungsgeräten 600 zum Festhalten von Draht W verwendet werden. Haken 602 kann zum Anbringen von Draht W in Verankerungsgeräten 600 verwendet werden. Messer 604 kann entlang Haken 602 gleiten, wenn es gewünscht ist, Draht W während Verankerungsoperationen abzutrennen. Nachdem aus Teilen 20 eine dynamoelektrische Maschinenkomponente gebildet wurde, können die in Verankerungsgeräten 600 verankerten Drahtenden zu Abschlusspunkten o.ä. übertragen werden, die auf der Komponente angeordnet sind.
In dem veranschaulichenden Beispiel von 19 wird Draht W auf Teil 20* gewickelt, indem Teil 20* gedreht wird, während Düse 598 festgehalten wird. Ein Vorteil dieses Ansatzes ist es, dass der Draht W während des Wickelns weniger zum Aufblähen veranlasst als ein Ansatz mit drehendem Flyer, der in einer besseren Steuerung des Drahtablagerungsprozesses und deshalb in einer Drahtspule von höherer Qualität resultieren kann. Allerdings ist der Ansatz mit drehendem Arbeitsteil von 19 lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, können Teile wie etwa 20* gewickelt werden, indem die Düse 598 gedreht und verschoben wird, indem die Düse 598 gedreht und Teil 20* verschoben wird oder durch Verwendung jeder geeigneter Kombination von solchen Bewegungen.
Falls gewünscht, kann Teil 20* durch Greifer an den Seiten von Zange 31 gegriffen werden (wie mit Greifern 190 von 13). Veranschaulichende Greifer 606, die mit der Anordnung von 19 verwendet werden, sind in 20 und 21 gezeigt.
In dem Beispiel von 19 bis 21 ist Teil 20* ein Teil eines Stators. Das ist lediglich veranschaulichend. Falls gewünscht, können Rotoren oder ähnliches hergestellt werden, indem Anordnungen wie die in 19 bis 21 verwendet werden.
Anordnungen zum Wickeln und zur Komponentenherstellung, wie etwa die von 19 bis 21, ermöglichen es Teilen von dynamoelektrischen Maschinenkomponenten zu vollständigen Komponenten geformt zu werden, indem dieselben Stützelemente verwendet werden, die zum Wickeln der Teile der Komponenten verwendet werden.
Das Vorangegangene veranschaulicht lediglich die Prinzipien der Erfindung, und verschiedene Modifikationen können von Fachleuten gemacht werden, ohne vom Bereich der angehängten Ansprüche abzuweichen.

Claims

Vorrichtung zum Wickeln und Bilden einer dynamo-elektrischen Maschinenkomponente aus einer Mehrzahl von separaten Teilen (20), welche jeweils aufweisen ein Kopfteil (21'''') und ein Halsteil (21'''), aufweisend: zumindest einen Wickler (13, 556, 598), welcher Draht (W) ausgibt zum wickeln auf die separaten Teile als Drahtspulen (23, 510); und eine Mehrzahl von Haltemitteln (31), welche jeweils ein entsprechendes der separaten Teile (20) halten, während die Drahtspulen gewickelt werden auf die Halsteile (21''''), dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Haltemitteln (31) konfiguriert ist, um positioniert zu werden in einem Kreis, während die Drahtspulen (23, 510) gewickelt werden um zusammenzulaufen in Richtung der Mitte des Kreises, nachdem die Drahtspulen gewickelt wurden um die Teile zusammen zu führen, um die dynamo-elektrische Motorkomponente (10) zu bilden.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Haltemittel (31) konfiguriert sind um die separaten Teile (20) zusammenzupressen, um die dynamo-elektrische Maschinenkomponente (10) zu bilden.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Haltemittel (31) eine Mehrzahl von Greifern (190) umfassen, von denen jeder konfiguriert ist, um ein separates Teil von den Teilen (20) während des Drahtwickelns zu halten.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Mehrzahl von Haltemitteln (31) konfiguriert ist, um sich in Richtung der Mitte des Kreises zu drehen, nachdem die Drahtspulen (23, 510) gewickelt wurden.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, weiterhin aufweisend eine Mehrzahl von Wicklern (13, 556, 598), welche gleichzeitig Draht auf zumindest einige der separaten Teile (20) als Drahtspulen (23, 510) wickeln.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Haltemittel (31) jeweils einen Vorsprung (130) aufweisen, auf dem ein entsprechendes der Teile (20) während des Wickelns ruht.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Haltemittel (31) jeweils einen Vorsprung (130) aufweisen, auf dem ein entsprechendes der Teile (20) während des Wickelns ruht und Greifer (190) zum Halten der Teile während des Wickelns.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Haltemittel (31) angeordnet sind in Arbeitspositionen (301, 302, 303) eines Drehtischs (300) und mehreren Stationen (305, 306, 307) ausgesetzt werden durch den Drehtisch, wobei die Drahtspulen gewickelt werden bei einer ersten der Stationen auf den Teilen (20), wobei die Teile aufeinander zu gedreht werden bei einer anderen der Stationen.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, weiterhin aufweisend eine Stoßvorrichtung (210) zum Einpressen der Teile in einen Bindungsring (200), nachdem die Drahtspulen gewickelt wurden.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei die Haltemittel (31) jeweils einen Vorsprung (130) aufweisen, auf dem ein entsprechendes der Teile (20) während des Wickelns ruht, weiterhin aufweisend: einen Greifer (180), der konfiguriert ist um einen Bindungsring (200) zu halten; und eine Stoßvorrichtung (210) zum Einpressen der Teile (20) in den Bindungsring, nachdem die Drahtspulen gewickelt wurden, wobei zumindest ein Teil der Stoßvorrichtung (211) durch eine Ausnehmung (132) in jedem Vorsprung hindurch geht.
Die Vorrichtung, welche in Anspruch 1 definiert wurde, wobei der Wickler ein drehender Flyer (13, 556) ist, weiterhin aufweisend Strukturen zum Bewegen des drehenden Flyers, so dass er einem nicht kreisförmigen Pfad (514) folgt, wenn er den Draht wickelt.
Ein Verfahren zum Wickeln und Bilden einer dynamo-elektrischen Maschinenkomponente (10) aus einer Mehrzahl von separaten Teilen (20), welche jeweils aufweisen ein Kopfteil (21'''') und ein Halsteil (21'''), aufweisend die Schritte: Verwenden einer Mehrzahl von Haltemitteln (31), um die Mehrzahl von Teilen in einem Kreis anzuordnen, um Drahtspulen (23, 510) zu wickeln; Wickeln von Draht (W) auf die Halsteile (21''') der separaten Teile (20), um Drahtspulen (23, 510) zu bilden. Veranlassen des Haltemittels (31) und der Teile zusammenzulaufen in Richtung der Mitte des Kreises, um die Teile (20) zusammen zu führen, um die dynamo-elektrische Maschinenkomponente (10) zu bilden, nachdem die Drahtspulen (23, 510) gewickelt wurden; und Verbinden der Teile (20) nach dem Wickeln der Drahtspulen, um die dynamo-elektrische Maschinenkomponente zu bilden.
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend das Zusammenpressen der separaten Teile (20) nach dem Wickeln der Drahtspulen, um die dynamo-elektrische Maschinenkomponente zu bilden.
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend das Halten von jedem separaten der Teile (20) während des Wickelns unter Verwendung eines entsprechenden Greifers aus einer Mehrzahl von Greifern (190).
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend: Drehen der Haltemittel (20) und der Teile in Richtung der Mitte des Kreises, nachdem die Drahtspulen gewickelt wurden.
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend die Verwendung einer Mehrzahl von Wicklern (13, 556, 598), um gleichzeitig Draht auf zumindest einige der separaten Teile (20) als Drahtspulen zu wickeln.
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend das Halten der Teile (20) während des Wickelns unter Verwendung von Haltemitteln (31), welche jeweils einen Vorsprung (130) aufweisen, auf dem ein entsprechendes der Teile ruht.
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend die Verwendung einer Stoßvorrichtung (210), um die Teile (20) einzupressen in einen Bindungsring (200), nachdem die Drahtspulen gewickelt wurden.
Das Verfahren, welches in Anspruch 12 definiert wurde, weiterhin aufweisend: Verwenden einer drehenden Flyerdüse (13, 556) um den Draht zu wickeln; und Bewegen der Düse, so dass sie einem nicht kreisförmigen Pfad (514) folgt, wenn sie den Draht wickelt.