DE69030377T2

DE69030377T2 - Werkzeug-Wechselverfahren und Apparat für eine Rotorwickelmaschine

Info

Publication number: DE69030377T2
Application number: DE69030377T
Authority: DE
Inventors: Massimo Lombardi; Gianluigi Pisani
Original assignee: Axis SpA
Current assignee: Axis SpA
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: EP0459030A3; US5360177A; EP0459030A2; ATE151210T1; DE69030377D1; EP0459030B1; US5127594A; ES2102357T3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Maschine für das Wickeln eines Ankers eines Elektromotors oder einer ähnlichen Maschine, wie dies ein Generator darstellt. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung zum Spannen eines Ankers in der Wickelmaschine, welche schnell und automatisch verändert werden kann, um einen Anker anderer Größe aufzunehmen.
Um den Anker eines Motors oder Generators zu wickeln, wird Draht um einen Ankerkern gewickelt, d.h. in Ankernuten. Der Ankerschaft muß gedreht werden, um die Nuten so auszurichten, daß sie den Draht aufnehmen können. Dieser Vorgang wird typischerweise automatisch durch eine übliche Wickelmaschine ausgeführt. Die Wickelmaschine umfaßt üblicherweise eine Spannvorrichtung, welche den Ankerschaft spannt und automatisch dreht.
Zu vorbestimmten Abschnitten des Wickelvorgangs werden Anschlußdrähte von dem Anker, der gerade gewickelt wird, mit einem Kommutator verbunden, indem die Anschlußdrähte um einen Kommutatorhaken oder -dorn herumgeführt werden. Um die Anschlußdrähte daran zu hindern, sich am Kommutator zu verfangen, umfaßt die Spannvorrichtung, welche den Schaft hält, typischerweise eine oder mehrere Hülsen, um die Kommutatorhaken gezielt abzudecken. Die Hülse wird entlang der Längsachse des Ankerschafts verschoben, um einen Haken je nach Erfordernis abzudecken oder freizugeben.
Da der Durchmesser eines Ankerschafts oder eines Kommutators von Anker zu Anker unterschiedlich ist, ist es wünschenswert, eine Ankerwickelmaschine zu schaffen, welche eine Vielzahl von Ankerspannvorrichtungen aufnehmen kann. Beim Wickeln von Ankern unterschiedlicher Größe kann es notwendig sein, die Hülsen, welche der Spannvorrichtung beigefügt sind, zu wechseln, um Kommutatoren unterschiedlicher Größe aufnehmen zu können. Alternativ dazu kann es auch nur notwendig sein, die Spannvorrichtung zu wechseln (d.h. nicht aber die Hülsen).
Dokument EP-A-0318307 zeigt eine Ankerwickelmaschine, bei welcher sowohl die innere als auch die äußere Hülse Schnellösemittel umfassen, wobei sie jedoch nicht mit einem einfachen Vorgang gleichzeitig entfernt werden können. Dieses Dokument zeigt auch eine Spannvorrichtung, welche. durch händisches Entfernen eines Paares von Verbindungsstücken entfernt werden kann.
Weder das Wechseln der Spannvorrichtung noch der Hülsen kann in der Maschine dieses Dokuments als einfacher Vorgang bezeichnet werden; des weiteren kann der Wechselvorgang nicht für Automation angepaßt werden.
Um die Fertigungsproduktivität und -leistung zu steigern, sollte das Wechseln der Spannvorrichtung oder der Spannvorrichtung und der Hülsen ein einfacher Vorgang sein. Der Wechselvorgang sollte automatisierbar sein.
Es wäre wünschenswert, eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der die Vorrichtung zum Spannen des Ankerschaftes leicht und schnell gewechselt werden kann, ohne daß die Hülsen, die der Spannvorrichtung beigefügt sind, gewechselt werden müssen.
Es wäre des weiteren wünschenswert, eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der die Spannvorrichtung und die Hülsen als ein Gesamtbausatz entfernt und ersetzt werden können.
Es wäre des weiteren wünschenswert, eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der Wechseln der Spannvorrichtung und der Hülsen automatisierbar sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der die Vorrichtung zum Spannen eines Ankerschaftes leicht und schnell gewechselt werden kann, ohne daß die Hülsen, die der Spannvorrichtung beigefügt sind, gewechselt werden müssen.
Es ist des weiteren eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der die Spannvorrichtung und die Hülsen als ein Gesamtbausatz entfernt und ersetzt werden können.
Es ist des weiteren eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Wickelmaschine zu schaffen, bei der Wechseln der Spannvorrichtung und der Hülsen automatisierbar sind.
Gemäß dieser Erfindung wird eine Vorrichtung in einer Ankerwickelmaschine zum Austauschen von ersten und zweiten Hülsen nach Anspruch 1 und zum Austauschen des Spannpatronensatzes nach Anspruch 10 geschaffen. Die Vorrichtung verwendet Keile und Keilnuten (oder Stifte und Schlitze), um Verschiebung entlang der Längsachse zu erlauben, während Drehung verhindert wird. Die Vorrichtung verwendet Kugelverbindungen, um Bauteile in Längsrichtung festzumachen, wobei Drehung um die Längsachse ermöglicht ist. Die Kugeln der Kugelverbindungen können radial verschoben werden, um das Auskuppeln der Bauteile für Entfernen und Ersetzen zu erlauben.
Gemäß den Grundsätzen dieser Erfindung kann der Spannpatronenbausatz aus der Wickelmaschine entfernt werden, während die Hülsen des Ankerspannbausatzes an die Wickelmaschine geklemmt verbleiben. Alternativ können der Spannpatronenbausatz und die Hülsen als ein Gesamtbausatz entfernt und ersetzt werden.
Betätigungsmittel sind vorhanden, um die Kugeln der Kugelverbindungen radial zu verschieben. Ein Schraubengriffmechanismus ist vorhanden, um die Hülsen des Ankerspannbausatzes zu klemmen oder freizugeben. Daher kann der Wechselvorgang auf einfache Weise ohne Werkzeugeinsatz durchgeführt werden. Der Schraubengriffmechanismus kann durch einen motorbetriebenen Mechanismus ersetzt werden, wodurch sich die Vorrichtung gut für automatisierte Wechselvorgänge eignet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die oben angeführten und andere Erfindungsgedanken und Erfindungsvorteile werden bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen zu sehen ist, in welchen gleiche Bezugszahlen immer gleiche Teile betreffen und in welchen:
Fig. 1 eine perspektivische Teilschnittansicht einer Ankerwickelmaschine nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein Teillängsschnitt eines Ankerspannbausatzes der Ankerwickelmaschine aus Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Schnitt, aus Richtung A aus Fig. 1 gesehen, eines Kragenmechanismusses der Ankerwickelmaschine aus Fig.
1 ist;
Fig. 4 eine Seitenteilansicht des Kragenmechanismusses aus Fig. 3 ist;
Fig. 5 eine Fortsetzung des Teillängsschnitts aus Fig. 2 entlang der Linien 5-5 aus Fig. 3 ist, welcher den Ankerspannbausatz teilweise in den Kragenmechanismus aus den Fig. 3 und 4 hineingeschoben zeigt;
Fig. 6 eine Teilquerschnittsansicht des Ankerspannbausatzes aus Fig. 5 entlang der Linien 6-6 ist;
Fig. 7 dieselbe Ansicht wie Fig. 5 ist, wobei sie den Ankerspannbausatz voll in den Kragenmechanismus aus Fig. 3 eingeschoben zeigt;
Fig. 8 eine Teilquerschnittsansicht von Fig. 7 entlang der Linien 8-8 ist;
Fig. 9 eine Teillängsschnitt, teilweise aufgeschnitten, der Drehvorrichtung der Ankerwickelmaschine aus Fig. 1 ist; und
Fig. 10 eine Teilquerschnittsansicht von Fig. 10 entlang der Linie 10-10 ist.

GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN

Unter Bezug auf die Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine übliche Wickelmaschine 10 des Spinnflügeltyps. Wickelmaschine 10 umfaßt einen Flügel 12, welcher sich um einen Anker 14 (dargestellt in ungewickeltem Zustand) bewegt, um den Anker mit Draht zu umwickeln. Anker 14 ist eingespannt und in die richtige Lage gebracht durch einen Ankerspannbausatz, dem im allgemeinen die Bezugszahl 16 zugeordnet ist. Da ein Teil des Bausatzes 16 den Kommutator 17 des Ankers umgibt, kann es notwendig sein, den Ankerspannbausatz 16 zu wechseln, wenn Anker verschiedener Größen gewickelt werden sollen. Für einige Anwendungen kann es auch nur notwendig sein, die Spannpatrone zu wechseln (z.B. um einen Ankerschaft unterschiedlicher Größe aufzunehmen).
Unter Bezug auf Fig. 2 umfaßt Ankerspannbausatz 16 typischerweise eine geteilte Spannpatrone 18, derart angepaßt, daß sie den Ankerschaft 20 fassen kann, ein Spannpatronenrohr 22, ein Rückhalterohr 24, eine innere Hülse 26 und eine äußere Hülse 28, welche auf der inneren Hülse 26 gleitet. Spannpatrone 18 ist in Längsrichtung fest angebracht an der Wickelmaschine, wobei die vordere Oberfläche 30 der Spannpatrone 18 auf das Ende des Ankers stößt, um den Anker in die richtige Lage relativ zur Wickelmaschine zu bringen. Eine Schraubverbindung 31 verbindet den Spannpatronenschaft 32 mit der Spannpatrone 18. Schraubverbindung 31 wird durch die gegenüberliegende Schraube 33 gesperrt.
Spannpatronenrohr 22 bewegt sich parallel zur Längsachse 34 des Ankers, um die geteilte Spannpatrone 18 zu veranlassen, Ankerschaft 20 wie erforderlich zu spannen oder freizugeben. Wenn sich Spannpatronenrohr 22 auf den Anker zu verschiebt, verkeilt sich das abgestumpfte Kegelende 35 des Spannpatronenrohrs mit der äußeren Oberfläche 36 der Spannpatrone 18, wodurch die Spannpatrone veranlaßt wird, den Ankerschaft zu spannen. Spannpatrone 18 und Ankerschaft 20 können sich gemeinsam drehen, um die Ankerdorne oder -schlitze so in Stellung zu bringen, wie es für die Wickelvorgänge und für das Befestigen der Anschlußdrähte am Kommutator erforderlich ist.
Rückhalterohr 24 fängt die Drähte hinter den Kommutatordornen ein. Rohr 24 verschiebt sich entlang der Längsachse 34. Rohr 24 muß gemeinsam mit Spannpatronenrohr 22 gedreht werden. Die Verschiebung von Rohr 24 muß unabhängig von anderen Maschinenfunktionen sein.
Innere Hülse 26 umfaßt Öffnungen 40, welche von der äußeren Hülse 28 während der Wickelvorgänge nicht abgedeckt werden, wenn die Spulenanschlüsse an den Haken 38 festgemacht werden. Diese Hülse ist entsperrbar am Rahmen des Wicklers angebracht und bewegt sich üblicherweise während normaler Vorgänge nicht.
Äußere Hülse 28 arbeitet, indem sie die Schlitzfüllung verändert und ausgewählt Öffnungen 40 (Fig. 1) der konzentrischen inneren Hülse 26 freigibt oder abdeckt. Während der Wickelvorgänge verschiebt sich die äußere Hülse 28 parallel zur Längsachse 34. Die Hülse 28 kann drei unterscheidbare Stellungen entlang ihres Verschiebeweges einnehmen: vorne, Mitte und hinten. Die Hülse 28 ist einstellbar unabhängig von anderer Werkzeugbetätigung.
Um einen Anker einer anderen Größe zu wickeln, muß die Spannpatrone 18 gewechselt werden. Es kann auch notwendig sein, daß der gesamte Ankerspannbausatz 16 gewechselt werden muß. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann Spannpatrone 18 schnell nur durch Herausziehen aus der Maschine am vorderen Ende (Ankerende) und durch Ersetzen mit einer anderen gewechselt werden. Alternativ dazu kann der Ankerspannbausatz 16 als Gesamtbausatz entfernt und ersetzt werden (siehe Fig. 5).
Unter Bezug auf Fig. 3 - 5 rückt der Ankerspannbausatz 16 einen Klemmkragen 42 (dargestellt in den Fig. 3 und 4) ein. Fig. 5 stellt den hinteren Teil des Ankerspannbausatzes 16 dar, zum Teil in den Klemmkragen 42 eingeschoben. Klemmkragen 42 ist mit einem Drehbausatz (im allgemeinen mit der Bezugszahl 44 versehen) der Wickelmaschine der vorliegenden Erfindung verbunden.
Unter Bezug auf Fig. 3 und 4 ist der Klemmkragen 42 an ein Rohr 44 der Wickelmaschine mittels Bolzen 48 angeflanscht. Zwei Schlitze 50 und 52 in Klemmkragen 42 formen eine Klemmschelle 57 aus den Teilen 54 und 56. Eine Bohrung mit Gewinde 58 ist durch Teil 56 gebildet, um eine Schraube 60 und einen Griff 62 aufzunehmen. Schraube 60 ist frei drehbar in einer gleichachsigen Bohrung im oberen Teil 54. Die Schlitze 50 und 52 erlauben die Bewegung von Klemmschelle 57, wenn die Schraube 60 gedreht wird, um den hinteren Teil des Ankerspannbausatzes 16 zu klemmen oder freizugeben. Obwohl ein Handgriff in dieser Ausführung zum Einstellen der Klemmschelle 57 verwendet wird, wird ein Fachmann erkennen, daß dieser Vorgang automatisch gesteuert werden könnte, wobei ein Betätigungselement mit einem Hebel oder anderen üblichen Mitteln verwendet wird.
Ein Verbindungsmechanismus 46, dargestellt in Fig. 5, ist an der inneren Hülse 26 des Ankerspannbausatzes 16 zum Einrücken des Kragens 42 befestigt. Der Verbindungsmechanismus 46 ermtglicht es den Bausätzen 16 und den Spannpatronen 18 verschiedener Größen (aber mit ähnlichen Außendurchmessern am Einrückende), mit dem Klemmkragen 42 verbunden zu werden. Bausätze 16 werden mit dem Drehbausatz der Wickelmaschine verbunden, indem sie in gleicher Flucht ausgerichtet werden und ein Längskeil 64 der inneren Hülse 26 in eine Keilnut 66, welche im Klemmkragen 42 ausgebildet ist, eingesetzt wird. Der Ankerspannbausatz wird dann hineingedrückt, bis er vollständig im Klemmkragen sitzt, und die Schraube 60 wird angezogen. Der hintere Teil der inneren Hülse 26 paßt vorzugsweise gleichmäßig in Klemmelement 42.
Verbindungselement 46 umfaßt ein ringförmiges Element 72, einen Einstellring 74, eine Scheibe mit Außengewinde 76, eine Feder 78 und eine Pfanne 80. Das ringförmige Element 72 ist mit dem Einstellring 74 mittels eines Kugelhauptes 82 verbunden. Kugeln 82 können sich zwischen einer umlaufenden Vertiefung des Ringes 74 und einer gegenüberliegenden umlaufenden Vertiefung im ringförmigen Element 72 drehen. Das entgegengesetzte Ende des ringförmigen Elements 72 ist durch die Scheibe mit Außengewinde 76 verschlossen. Dichtungen 84 schaffen einen druckdichten Verschluß an den zwei Enden des ringförmigen Elements 72.
Unter Bezug auf Fig. 5 wird nun die Vorrichtung zum Verschieben der Hülsen des Ankerspannbausatzes 16 entlang der Längsachse 34 beschrieben.
Ein Ende 86 der äußeren Hülse 28 kann in das ringförmige Element 72 gleiten, um die äußere Hülse 28 zu veranlassen, die Haken 38 (Fig. 2) zu bedecken oder freizugeben. Dichtungen 88 teilen das ringförmige Element 72 in zwei ringförmige, luftdichte Kammern 90 und 92, je eine auf jeder Seite des Endes 86 (Kammer 92 umgibt Pfanne 80). Die Pfanne 80 ist gleitfähig auf der inneren Oberfläche des ringförmigen Elements 72 befestigt. Vorgespannte Feder 78 lenkt Pfanne 80 zum hinteren Ende des ringförmigen Elements 72. Wenn die äußere Hülse 28 nicht auf Pfanne 80 wirkt, verhindert ein Rand 94 der Pfanne eine weitere Bewegung der Pfanne 80 durch Anstoßen an das Ende eines Weges des ringförmigen Elements 72.
Der Einstellring 74 kann entlang einer Gewindeoberfläche der inneren Hülse 26 gedreht werden, um die Längsruhelage der äußeren Hülse 28 einzustellen. Dies kann typischerweise getan werden, wenn die Ausrüstung für einen bestimmten Anker eingerichtet wird; eine weitere Einstellung ist für normales Wechseln von Ankerspannbausätzen 16 nicht erforderlich. Ein Gewindestift 96 sitzt in einer Bohrung in Richtung des Halbmessers im Ring 74, um auf das Gewinde der inneren Hülse 26 zu wirken, wodurch der Ring 74 gegen Losewerden und Mitdrehen gesichert wird, nachdem die gewünschte Einstellung gemacht wurde.
Nachdem die oben beschriebene Einstellung gemacht wurde, fixiert eine Befestigung (nicht dargestellt) das ringförmige Element 72 am Ring 74 und verhindert, daß sich das ringförmige Element 72 auf den Kugeln 82 dreht. Diese Befestigung bestimmt auch die Winkellage der Fluidzuflußbohrungen 98 des ringförmigen Elements 72 im Verhältnis zu den Fluidzufuhrdüsen 100 des Klemmkragens 42. Düsen 100 werden durch Federn 102 ausgerichtet und rücken automatisch in Bohrungen 98 des ringförmigen Elements 72 ein, wenn der Ankerspannbausatz 16 in dem Klemmkragen 42 befestigt wird. Düsen 100 führen unter Druck stehendes Fluid (z.B. von pneumatischer Ausrüstung) in die Kammern 90 und 92 zu, um die äußere Hülse 28 zu veranlassen, sich entlang der Längsachse 34, wie im folgenden beschrieben, zu verschieben.
Die Lage der äußeren Hülse 28 entlang der Achse 34 wird durch den Luftdruck in den Kammern 90 und 92 gesteuert. Die Kammer auf jeder Seite von Ende 86 der äußeren Hülse 28 kann drucklos werden, so daß Feder 78 die Pfanne 80 (und daher die äußere Hülse 28) ausrichtet, wodurch die äußere Hülse 28 in eine mittlere Lage gebracht wird. Kammer 90 kann derart unter Druck gesetzt werden (während Kammer 92 drucklos fällt), daß die äußere Hülse 28 sich bewegt, bis sie gegen das vordere Ende des ringförmigen Elements 72 stößt. Feder 78 wirkt auch als Dämpfer für Stöße, welche auftreten können, wenn die Kammern 90 und 92 unter Druck gesetzt beziehungsweise drucklos fallen. Um die äußere Hülse 28 in ihre hintere Lage zu befördern, fällt die Kammer 90 drucklos, und die Kammer 92 wird unter Druck gesetzt. Ein Stift 103, welcher an der inneren Hülse fest angebracht ist, gleitet in einer Keilnut in der äußeren Hülse 28, um die Hülsen 26 und 28 daran zu hindern, sich gegeneinander zu verdrehen. Rückhaltehülse 24 gleitet auf der inneren Hülse 26, gestützt durch ihren vorderen Teil und Hülse 22. Lager 104 werden festgehalten zwischen einem inneren Ring 106 und einem äußeren Ring 108. Der innere Ring 106 ist an der Rückhaltehülse 24 befestigt und kann sich auf den Lagern 104 drehen. Ein Spalt trennt den äußeren Ring 108 von der inneren Hülse 26. Der äußere Ring 108 dreht sich nicht, sondern gleitet entlang der Längsachse 34.
Ankerspannbausatz 16 umfaßt ein Rohr 110, welches in Längsrichtung auf der inneren Oberfläche der inneren Hülse 26 gleitet, um das Rückhalterohr 24 zu veranlassen, sich vorwärts zu bewegen (d.h. in Richtung der Haken 38 aus Fig. 2). Rohr 110 hat einen Schlitz mit offenen Enden, welcher sich parallel zur Achse 34 erstreckt, welcher es Rohr 110 erlaubt, sich relativ zu einem Stift 142 auf dem inneren Schild 26 (darunter besprochen) zu bewegen. Wenn der Ankerspannbausatz 16 Klemmkragen 42 voll einrückt, dann rückt ein ringförmiger Ring 114 das geschlitzte Ende von Rohr 110 ein. Ein Fluidzuführsystem (nicht gezeigt) setzt eine luftdichte Kammer 116 unter Druck, um ein Ende 118 des Ringes 114 auszurichten, wodurch Rohr 110 veranlaßt wird, sich entlang der Achse 34 zu verschieben. Rohr 110 übt dann eine Kraft auf den äußeren Ring 108 gegen die Ausrichtungshandlung von Feder 120 aus, wobei sich Rückhaltehülse 24 vorwärts bewegt. Wenn der Druck in Kammer 116 abfällt, dann wirkt Feder 120 auf Rohr 110 und Rückhalterohr 24 mittels des äußeren Ringes 108, bis Rückhalterohr 24 gegen einen Rand 122 des Spannpatronenrohres 22 zum Stillstand kommt.
Spannpatronenrohr 22 überträgt Drehbewegung auf das Rückhalterohr 24 mittels der Kugelverbindung, im allgemeinen mit Bezugszahl 124 bezeichnet. Kugelverbindung 124, genauer in Fig. 6 dargestellt, kann typischerweise drei Kugeln 126 umfassen, welche von den Bohrungen 128 im Rückhalterohr 24 aufgenommen werden. Die vorgespannten Federn 130, welche in den Bohrungen 128 eingebaut sind, erhalten den Eingriff jeder der Kugeln 126 in dem jeweiligen längsgerichteten Weg 132 im Spannpatronenrohr 22 aufrecht. Wege 132 erlauben es Rückhalterohr 24, sich unabhängig von Spannpatronenrohr 22 zu verschieben, während sichergestellt ist, daß sich die Rohre 22 und 24 miteinander drehen. Ein Ring 134 verschließt die Bohrungen 128. Ein Stift 136 in einer radialen Bohrung der Rückhaltehülse 24 hält Ring 134 am Platz. Ein innerer Ring 138, welcher V-förmige Bohrungen zum Einrücken der Kugeln 126 aufweist, hält die Kugeln in den Bohrungen 128 zurück, wenn Spannpatronenrohr 22 von Rückhalterohr 24 entfernt wird (z.B. zur Reparatur).
Nun unter Bezug auf Fig. 7 wird ein Ankerspannbausatz 16 völlig in den Klemmkragen 42 eingeschoben dargestellt. Ein Indikatorstift 140, welcher in das entfernte Ende der inneren Hülse 26 eingeschraubt ist, stößt gegen eine Schulter des Klemmkragens 42. Die Tiefe, auf die Stift 140 eingeschraubt ist, bestimmt die Längslage der inneren Hülse 26. Die Winkelausrichtung der inneren Hülse 26 wird festgelegt durch Längskeil 64 und Keilnut 66. Ein radialer Stift 142 wird so durch eine radiale Bohrung der inneren Hülse 26 und in die Keilnut 66 des Längskeils 64 eingeführt, daß er mit der inneren Hülse 26 fest verbunden bleibt.
Spannpatronenrohr 22 ist an einem Antriebskragen 144 mittels einer Kugelverbindung befestigt, im allgemeinen mit der Bezugszahl 146 bezeichnet. Verbindung 146, auch in Fig. 8 dargestellt, umfaßt Kugeln 148 und eine ringförmige Pfanne 150. Jede Kugel 148 sitzt in einer V-förmigen Bohrung im Spannpatronenrohr 22. Die Kugeln erstrecken sich über die V-förmige Bohrung hinaus, um in eine umlaufende Vertiefung 152 des Kragens 144 einzugreifen. Der Eingriff der Kugeln 148 in Vertiefung 152 überträgt eine Verschiebung des Antriebskragens 144 auf Spannpatronenrohr 22. Pfanne 150, ausgerichtet gegen einen Ring 156 durch eine Feder 154, hält die Kugeln 148 im Eingriff mit Vertiefung 152. Zwei radiale Stifte 158, befestigt an Kragen 144, stellen eine Verbindung mit den Schlitzen 160 mit offenen Enden des Spannpatronenrohrs 22 her, um das Spannpatronenrohr zur Drehung zu veranlassen, wenn sich der Kragen 144 dreht. Eine Welle 162 treibt Kragen 144 an.
Nun unter Bezug auf Fig. 7 und 9 überträgt ein Längskeil 164 die Drehbewegung der Welle 162 auf Kragen 144. Ein übliches Antriebsmittel 166 kann typischerweise verwendet werden, um Welle 162 und Kragen 144 zu drehen. Kragen 144 wird so gehalten, daß er auf einem Lager 168 dreht und gleitet relativ zu Welle 162 mittels eines Stellglieds 170. Stellglied 170 umfaßt einen gleitenden Kolben 172, welcher mit Kragen 144 mittels Lager 168 gekuppelt ist. Eine vorgespannte Feder 174 wirkt auf Kragen 144, um Spannpatronenrohr 22 mit Spannpatrone 18 zu klemmen, wodurch die Spannpatrone den Ankerschaft spannt. Um den Ankerschaft freizugeben, wird Stellglied 170 mit einem Fluid (z.B. Luft) gespeist, um Kragen 144 zu veranlassen, sich gegen die Ausrichtung von Feder 174 zu bewegen. Wenn sich Kragen 144 zurück (d.h. gegen Feder 174) bewegt, zwingen die Federn 120 das Spannpatronenrohr 22 zurück, wodurch das Spannen von Spannpatrone 18 gelöst wird.
Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt Welle 162 eine Längsbohrung 176 zur Aufnahme von Spannpatronenwelle 32. Spannpatronenwelle 32 verbindet sich mit Welle 162 mittels einer Kugelverbindung, im allgemeinen mit Bezugszahl 178 bezeichnet. Die Kugelverbindung 178, auch in Fig. 10 dargestellt, umfaßt drei Kugeln 180, welche in V-förmigen Bohrungen in Welle 162 sitzen. Die Kugeln erstrecken sich über die V- förmigen Bohrungen hinaus, um in eine umlaufende Vertiefung 182 in Spannpatronenwelle 32 einzugreifen. Der Eingriff der Kugeln 180 in Vertiefung 182 verbindet Spannpatronenwelle 32 und Spannpatrone 18 fest mit Welle 162 in Längsrichtung. Eine vorgespannte Feder 186 richtet eine Pfanne 184 gegen einen Stift 188 aus. Wenn Pfanne 184 Stift 188 berührt, liegt ein Teil von Pfanne 184 über den Kugeln 180, wodurch die Kugeln nicht ihren Eingriff mit Vertiefung 182 verlieren können. Ein Ring 189, welcher auf Welle 162 aufgeschraubt ist, hält Feder 186 innerhalb der Welle.
Stift 188 ist mit einem zylindrischen Element 190 fest verbunden und ragt in die Schlitze 192 von Welle 162. Zylinderelement 190 kann in die Längsbohrung 176 von Welle 162 gleiten. Eine radiale Bohrung 194 in Welle 162 steht in Verbindung mit der inneren Bohrung 176. Durch Verschieben von Kragen 144 kann eine radiale Bohrung 196 im Antriebskragen 144 mit der Radialbohrung 194 von Welle 162 gefluchtet werden. Ein Stift 198 wird durch die gefluchteten Bohrungen 194 und 196 durch einen Zylinder 200 vorgeschoben, so daß Stift 198 auf ein abgeschrägtes Ende 202 von Zylinderelement 190 drückt. Das Drücken von Stift 198 veranlaßt das Zylinderelement 190, sich entlang der Achse 34 zu verschieben, was wiederum Stift 188 und Pfanne 184 veranlaßt, Feder 186 zusammenzudrücken und Kugelbausatz 178 freizugeben, wodurch Spannpatronenwelle 32 zurückgezogen werden kann.
Der Vorgang des Lösens von Spannpatrone 18, während der Ankerspannbausatz 16 mit dem Klemmkragen 42 gekuppelt bleibt, wird nun beschrieben.
Unter Bezug auf Fig. 5, 7 und 9 wird Stellglied 170 betätigt, um den Kragen 144 zu verschieben, wodurch die radialen Bohrungen 196 und 194 gefluchtet werden. Zylinder 200 wird betätigt, um Stift 198 zu veranlassen, sich in die gefluchteten Bohrungen 194 und 196 zu erstrecken, um auf das abgeschrägte Ende 202 zu wirken. Stift 188 wirkt auf Pfanne 184 ein, wodurch die Pfanne ihrerseits auf Feder 186 wirkt, bis die umlaufende Vertiefung 204 von Pfanne 184 über Kugeln 180 zu liegen kommt. Spannpatrone 18 wird dann in Richtung vorderes Ende (d.h. weg von Welle 162) von Ankerspannbausatz 16 gezogen, wodurch Spannpatronenwelle 32 veranlaßt wird, Kugeln 180 in Vertiefung 204 von Pfanne 184 zu verrücken, wodurch Spannpatronenwelle 32 und Spannpatrone 18 freigegeben werden. Die Spannpatrone und die Spannpatronenwelle können dann vollständig vom Ankerspannbausatz entfernt werden (z.B. zum Zwecke des Ersatzes oder der Reparatur).
Der Vorgang des Lösens des Ankerspannbausatz 16 als gesamte Einheit (alle Hülsen und die Spannpatrone) wird nun beschrieben unter Bezug auf Fig. 5 und 7.
Die ringförmigen Kammern 90, 92 und 116 fallen drucklos, und Feder 120 drückt Rohr 110 nach hinten. Feder 120 richtet auch das Ende des Rückhalterohres 24 gegen Rand 122 von Spannpatronenrohr 22 aus. Stellglied 170 und Zylinder 200 werden betätigt, um die Verbindung von Spannpatronenwelle 32 mit Welle 162 zu trennen (wie oben beschrieben).
Schraubengriff 62 (Fig. 4) wird so gedreht, daß die Klemmung von Klemme 57 auf die innere Hülse 26 gelöst wird.
Sobald Klemme 57 gelöst worden ist, kann die äußere Oberfläche des ringförmigen Elements 72 ergriffen werden und in Richtung des vorderen Endes von Ankerspannbausatz 16 gezogen werden. Aufgrund ihrer Verbindung mit Element 72 (mittels Ring 74) wird die innere Hülse 26 auch nach vorne gleiten.
Unter Bezug auf Fig. 5 wird sich Stift 142 mit der inneren Hülse 26 mitbewegen und an einem bestimmten Punkt an ihr anstoßend Pfanne 150 gegen Feder 154 drücken, bis die Feder nicht mehr weiter zusammengedrückt werden kann. Eine umlaufende Vertiefung 206 von Pfanne 150 wird über den Kugeln 148 zu liegen kommen, was wiederum Spannpatronenrohr 22 erlaubt, sich nach vorne zu bewegen und die Kugeln 148 in Vertiefung 206 zu drängen. Da Rand 122 von Spannpatronenrohr 24 an das Ende von Rückhalterohr 24 stößt, läßt Bewegung von Spannpatronenrohr 22 auch Rückhalterohr 24 in Bewegung geraten. Ein Stift in Pfanne 150 gleitet in einen Schlitz in Rohr 22, um Rohr 22 daran zu hindern, sich relativ zur inneren Hülse 26 zu drehen, wenn Ankerspannbausatz 16 in die Wickelmaschine eingesetzt wird. Dies stellt die gefluchtete Ausrichtung von Schlitz 160 mit Stift 158 sicher.
Wenn Spannpatronenrohr 22 Kragen 144 ausrückt, wird eine Pfanne 208, welche gleitfähig im Spannpatronenrohr 22 befestigt ist, durch eine Feder 210 so ausgerichtet, daß sie sich nach hinten bewegt, bis sie gegen querhindurchlaufende Stifte 212 zum Stillstand kommt. Pfanne 208 tritt in Kontakt mit Kugeln 148 (Fig. 5), um sie in Vertiefung 206 von Pfanne 150 zu halten, um die nachfolgende Verbindung von Spannpatronenrohr 22 mit Kragen 144 zu bewerkstelligen. Pfanne 208 und Feder 210 wirken auch als Stoßdämpfer beim Wiederbefestigen und Verbinden von Spannpatronenrohr 22 mit Kragen 144.
Ein Federkugelstift 214 kann an Rohr 22 befestigt sein, um Bewegung von Spannpatrone 18 in bezug auf Rohr 22 zu verhindern, wenn der Bausatz entfernt wird und wenn Spannpatrone 18 mit dem gesamten Ankerspannbausatz gewechselt wird. Ein leichter Zug an Spannpatrone 18 veranlaßt Federkugelstift 214, sich aus seinem Sitz auf Welle 32 zu bewegen, wodurch es möglich wird, Spannpatrone 18 und Spannpatronenwelle 32 aus dem abgezogenen Bausatz zu entfernen.
Ankerspannbausätze 16 und Spannpatronen 18 können in automatischen Ausgabegeräten gelagert und völlig automatisch gewechselt werden. Ein Universalgreifer kann für den automatischen Werkzeugwechsel bei einer Wickelmaschine verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Austauschen von inneren und äußeren Hülsen einer Ankerwickelmaschine, umfassend:

einen Spannpatronenbausatz (18, 22, 32) zum Spannen eines Schaftes eines Ankers und Positionieren des Ankers, um Drahtspulen aufzunehmen, Mittel, um den Spannpatronenbausatz wahlweise zum Spannen und Lösen des Ankerschaftes zu bringen;

innere und äußere Hülsen (26, 28), die ringförmig um den Spannpatronenbausatz verlaufen;

einen Klemmbausatz (42) zum Klemmen der inneren Hülse (26) an einen nicht drehenden Teil der Ankerwickelmaschine; wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie des weiteren umfaßt:

Mittel (46) zum Verbinden der inneren Hülse (26) mit der äußeren Hülse (28), so daß zumindest die inneren und äußeren Hülsen zueinander beweglich sind, wenn die Wickelmaschine betätigt wird und gleichzeitig beweglich sind, als Folge des Ausspannens und Entfernens der inneren Hülse von der Ankerwickelmaschine;

wobei die äußere Hülse (28) von keiner Verbindung gelöst werden muß, um die inneren und äußeren Hülsen gleichzeitig zu entfernen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich die äußere Hülse (28) ringförmig um die innere Hülse (26) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, des weiteren umfassend Mittel (72, 86, 100) zum wahlweisen Übertragen der äußeren Hülse (28) entlang der Längsachse, wobei die äußere Hülse mit dem Mittel zum Übertragen der äußeren Hülse verbunden wird, so daß die äußere Hülse nicht von dem Mittel zum Übertragen der äußeren Hülse getrennt werden muß, um die äußere Hülse und die innere Hülse gleichzeitig von der Ankerwickelmaschine zu entfernen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Übertragungsmittel (72, 86, 100) von der Ankerwickelmaschine entfernt werden, wenn die äußere und die innere Hülse gleichzeitig entfernt werden.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des weiteren umfassend Mittel (142), die sich von der inneren Hülse (26) zu dem Spannpatronenbausatz (18, 22, 32) erstrecken und auf den Spannpatronenbausatz wirken, wenn die innere Hülse von der Ankerwickelmaschine entfernt wird, so daß der Spannpatronenbausatz und zumindest die innere Hülse entfernbar sind, gleichzeitig, als Folge des Entfernens der inneren Hülse von der Ankerwickelmaschine.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, des weiteren umfassend einen Bausatz (144, 162, 166) zum Drehen von zumindest dem Spannpatronenbausatz relativ zu einem nicht drehenden Teil der Ankerwickelmaschine.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, des weiteren umfassend Mittel (124) zum Verbinden des Spannpatronenbausatzes mit einer der Hülsen, so daß die Hülse, die mit dem Spannpatronenbausatz verbunden ist, durch den Bausatz für das Drehen des Spannpatronenbausatzes gedreht wird.

8. Vorrichtung zum Austauschen eines Spannpatronenbausatzes (18, 22, 32) einer Ankerwickelmaschine, umfassend:

ein Spannpatronenrohr (22), das eine Längsachse (34) aufweist, eine Spannpatrone (18), die innerhalb des Spannpatronenrohrs angeordnet ist, um direkt in einen Schaft (20) des Ankers einzugreifen und den Schaft zu spannen und um den Anker für die Aufnahme von Drahtspulen zu positionieren,

einen Stützschaft (162) zum Verbinden der Spannpatrone mit der Ankerwickelmaschine,

Mittel (120, 144, 170, 172) zum Bewegen des Spannpatronenrohrs entlang der Längsachse, um wahlweise die Spannpatrone dazu zu bringen, den Ankerschaft einzuspannen, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß sie des weiteren umfaßt:

Mittel (178) zum starren Verbinden der Spannpatrone mit dem Stützschaft (162) und Mittel (188, 190) zum Zugriff auf die Verbindungsmittel, und Betätigungsmittel (198, 200), die auf der Ankerwickelmaschine befestigt sind, um automatisch und wahlweise die Verbindungsmittel zu betätigen, um die Spannpatrone von der Ankerwickelmaschine zu lösen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Stützschaft mit einer Längsbohrung (176) zur Aufnahme eines Endes der Spannpatrone bereitgestellt wird, und des weiteren dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mittel (178) zum Verbinden die Spannpatrone mit dem Stützschaft (162) durch Eingreifen in das Äußere der Spannpatrone innerhalb der Längsbohrung verbindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei:

das Zugriffsmittel (188, 190) mit dem Stützschaft (162) verbunden ist und teilweise innerhalb des Stützschaftes und teilweise außerhalb des Stützschaftes positioniert ist; und

der Spannpatronenstützschaft eine zweite Bohrung (194) aufweist, durch die sich das Betätigungsmittel bewegt, um das Verbindungsmittel zu betätigen, um die Spannpatrone von dem Stützschaft zu lösen und durch die sich das Betätigungsmittel erstreckt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die zweite Bohrung (194) diagonal zu der Längsbohrung (176) in dem Stützschaft ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei:

das Betätigungsmittel (198, 200) diagonal zu dem Stützschaft ist;

das Mittel (144) zum Bewegen des Spannpatronenrohrs sich um den Stützschaft erstreckt, um das Spannpatronenrohr längsseitig zu bewegen und mit einer Bohrung (196) versehen ist, die parallel zur diagonalen Bohrung ist; und

das Mittel (144) zum Bewegen des Spannpatronenrohrs beweglich ist, um die diagonale Bohrung und die Bohrung in dem Mittel zum Bewegen des Spannpatronenrohrs auszurichten, so daß das Betätigungsmittel (198, 200) sich von außerhalb des Stützschaftes in den Stützschaft erstrecken kann, um das Verbindungsmittel zu betätigen, um die Spannpatrone von dem Stützschaft zu lösen.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 12, wobei das Verbindungsmittel (178) eine Kugelverbindung umfaßt, die eine Kugel (180) umfaßt, die in eine entsprechende Rille (182) der Spannpatrone eingreift, und eine Schale (184), die sich ringförmig um den Stützschaft erstreckt, und Vorbelastungsmittel (186) zum Vorbelasten der Schale, so daß ein Teil der Schale die Kugel in die Rille drängt, um die Spannpatrone mit dem Stützschaft zu verbinden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, des weiteren umfassend eine erste Hülse (26), die sich ringförmig um das Spannpatronenrohr erstreckt, um einen Teil des Ankers abzudecken; und eine Klemmvorrichtung (42) zum lösbaren Klemmen der ersten Hülse an die Ankerwickelmaschine.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, des weiteren umfassend ein Mittel (146) zum Verbinden des Spannpatronenrohrs mit dem Mittel zum Bewegen des Spannpatronenrohrs, und ein Mittel (142), das sich von der ersten Hülse zum Spannpatronenrohr erstreckt, um das Mittel zum Verbinden des Spannpatronenrohrs mit dem Mittel zum Bewegen des Spannpatronenrohrs auszukuppeln, als Folge des Entfernens der ersten Hülse von der Ankerwickelmaschine, so daß das Spannpatronenrohr, die Spannpatrone und die erste Hülse gleichzeitig von der Ankerwickelmaschine entfernt werden, wenn die erste Hülse entfernt wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Klemmvorrichtung (42) die erste Hülse klemmt, aber nicht die Spannpatrone, um wahlweise zumindest die erste Hülse daran zu hindern, die Ankerwickelmaschine auszukuppeln und zu ermöglichen, daß die Spannpatrone die Ankerwikkelmaschine auskuppelt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin umfassend eine zweite Hülse (28), die sich ringförmig um die erste Hülse erstreckt, um wahlweise einen Teil des Ankers abzudecken und freizulegen.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, des weiteren umfassend Verbindungsmittel (46), verbunden mit der ersten Hülse, umfassend Mittel, die innerhalb des Verbindungsmittels angeordnet sind, um wahlweise die zweite Hülse entlang der Längsachse zu übertragen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das Betätigungsmittel (198, 200) Mittel (188, 190) zum Bewegen der Schale (184) einschließt, um die Kugel aufzunehmen, so daß sich die Kugel aus der Rille hinausbewegt und die Spannpatrone von dem Stützschaft löst.

20. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 19, wobei das Mittel zum Bewegen der Schale innerhalb der Längsbohrung des Stützschaftes positioniert ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Mittel zum Bewegen der Schale einen Zylinder (190) und einen Stift (188) in diesem Zylinder diagonal zu der Längsachse des Stützschaftes einschließt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Betätigungsmittel des weiteren einen Stift (198) einschließt, der zumindest teilweise außerhalb des Stützschaftes (162) ist, der beweglich ist, um das Mittel zum Bewegen der Schale (184) zu betätigen.