DE761309C - Maschine zum Bewickeln der genuteten Staender von elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

• Maschine zum Bewickeln. der genuteten Ständer von elektrischen Maschinen Die Statorwicklungen, Ständer- oder Feldwicklungen, von elektrischen Maschinen können im Schema verschieden sein, die Art jedoch, sie in die Nuten einzulegen, ist bei allen gleich. Jede einzelne Spule wird auf einer Wickelschablone gewickelt und jeder Schenkel für sich, Draht um Draht, in die Nut geträufelt, wonach die hervorstehenden Spulenköpfe der Kreisform des Ständers angepaßt werden. Der Wickelvorgang setzt sich also aus drei Arbeitsgängen zusammen, die teils auf der Maschine und teils von Hand ausgeführt werden.
• Um den Arbeitsgang zu beschleunigen und für kleine elektrische Maschinen eine Massenfabrikation zu ermöglichen, ist man in neuerer Zeit zur vollselbsttätigen Bewicklung des Ständers solcher Maschinen übergegangen. Immerhin waren die hierfür entwickelten Ständerwickelmaschinen sehr kompliziert und teuer.
• Bei solchen Maschinen zum Bewickeln der genuteten Ständer von elektrischen Maschinen mit Drahtspulen ist es bekannt, den Draht von einer Vorratsrolle einem Wickelkopf zuzuführen, der am Ende einer Stange sitzt, und diese Stange mit dem Wickelkopf, die gegebenenfalls -mit Leitrollen für den Wickeldraht versehen sein kann, einerseits parallel zur Achse durch die Ständerbohrung hindurch über dem zu bewickelnden Nutenpaar hin- und zurückzuführen, anderseits an beiden Stirnseiten des zu bewickelnden Ständers in der Umfangsrichtung hin und her zu schwenken und so, meist um eine eingesteckte Schablone herum, die Spulenköpfe zu bilden. Der Draht wird dabei ziemlich stark gezogen und besonders an den Umlenkstellen der Spulenköpfe beansprucht.
• Die Erfindung bedient sich ebenfalls der genannten Bauteile, vermeidet aber einerseits die große Beanspruchung des Spulendrahtes und erreicht anderseits eine weitgehende Vereinfachung und Verbilligung der Wickelmaschine. Die Erfindung besteht darin, daß der Wickelkopf bei seiner axialen Hinundherbewegung den Draht durch den Nutenschlitz in die Nut einlegt, bei seiner Schwenkbewegung jedoch, die er zwecks Bildung der Spulenköpfe ausführt, von der Spulenform völlig abweicht und einen viel größeren Weg bestreicht. Dieser Weg des Wickelkopfes an den beiden Stirnseiten des zu bewickelnden Ständers setzt sich aus jener Schwenkbewegung und einer zusätzlichen Axialbewegung zusammen. Das Abgleiten des Drahtes auf die Stirnflächen des Ständers in die Form der Spulenköpfe wird dabei durch je einen auf jeder Stirnseite gelagerten Finger unterstützt, dem eine hin und her gehende Winkeldrehung um eine gegen die Ständerachse winkelverschobene Achse erteilt werden kann. Außerdem läßt man zweckmäßig die Schwenkbewegung des Wickelkopfes auf beiden Spulenseiten weiter ausladen, als der Weite der zu wickelnden Spule entspricht. Auf diese Weise wird der Draht mitsamt seiner Isolation, selbst wenn es Draht von wenigen Zehntelmillimetern Dicke ist, geschont und Arbeitszeit gespart. Außerdem kann die Maschine auch von einem ungelernten Arbeiter bedient werden.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in Fig. i in Seitenansicht, teilweise geschnitten, in Fig. 2 in Draufsicht und in Fig. 3 in Vorderansicht dargestellt; Fig. ;I zeigt ein Wegediagramm des Wickeldrahtes; die Fig. 5 bis g zeigen verschiedene Phasen der Lagen von Wickelkopf und Fingern. Fig. i a zeigt noch ein Einzelteil des Antriebes.
• Die Wickelmaschine besteht aus einem ruhenden Gestell i für den zu bewickelnden Ständer 2, der in einem gegenüber dem Gestell frei drehbaren Ring 3 zentriert eingespannt ist, dem Antriebsmechanismus der Wickelvorrichtung und aus der letzteren selbst als beweglichem Teil sowie demAntriebsmotor 25.
• Der den zu bewickelnden Ständer 2 aufnehmende Ring 3 ist mit Hilfe einer Klinke .f und einer eine Kreisteilung aufweisenden Rastenringscheibe 5 am Gestell in jeder gewünschten Lage feststellbar. Der Ring 3 kann nötigenfalls mechanisch hin und her bewegt werden, wenn der Wickelschritt der Spulen einen Winkel von über etwa ioo° beträgt.
• Der bewegliche Teil der Wickelmaschine besteht aus dem Wickelkopf 6 und den beiden Fingern 7a, 7b. Der Wickelkopf 6 besitzt außer einer Fangrolle 8 für den Draht zwei ineinander verzahnte Leitrollen ga, 9b für denselben. Durch die beiden Leitrollen wird der Draht nicht verdreht, sondern nur umgebogen; die Verzahnung verhütet das Herausspringen des Drahtes. Der Wickelkopf 6 sitzt am freien Ende der Stange io, die in einem Gelenklager i i in ihrer Längsrichtung gleitend geführt und um ihre Achse schwenkbar gelagert ist. Das Gelenklager i i sitzt an einem Ausleger 12 des Gestells i. Der Wickelkopf 6 muß außer einer Hinundherbewegung durch den zu bewickelnden Ständer 2 eine Aufundabbewegung sowie zwischen jeder Hinundherbewegung eine hin und her gehende Winkeldrehung in einer zur ersteren Bewegungsebene senkrechten Ebene ausführen. Die hin und her gehende Bewegung der Stange io mit dem Wickelkopf 6 wird erzeugt mit Hilfe der Kurbelstange 13 und des zweiarmigen Hebels 1d., der am Ausleger 1-2 gelagert ist. Ein Arm des Hebels 14 weist eine Kulisse auf, in der der Kulissenstein 15 gleitet. Die Stange io ist im Kulissenstein 15 drehbar. Diese Kulissenführung erteilt dem den Wickelkopf 6 tragenden Ende der Stange io eine Bewegung auf einem Kurvenbogen, dessen höchster Punkt in der Mittelebene des zu bewickelnden Ständers 2 liegt. In den beiden Endlagen liegt die ; hin und her bewegte Stange io außerhalb des Ständers :2 tiefer als der Nutengrund des zu bewickelnden Ständers. Der Kulissenstein 15 beschreibt eine Kreisbahn um die im Schnittpunkt der beiden Hebel 16a und i6b liegende Schwenkachse. Durch Verstellen dieses Schnittpunktes bzw. durch Längenänderung des Schwenkhebels 16a und des festen Hebels 16b kann die Bewegung des Wickelkopfes 6 den verschiedenen Durchmessern und Eisenbreiten der zu bewickelnden Ständer angepaßt werden.
• Dem Wickelkopf 6 wird außer der hin und her gehenden Kurvenbogenbezvegung eine Schwenkbewegung um die Stangenachse dadurch erteilt, daß auf dem geführten Ende (ler Stange ein Zahnrad 17 angeordnet ist, das mit der Zahnstange 18 kämmt. Die Zahnstange i8 wird mit Hilfe des Winkelhebels ig, der Stange 20 und des Lenkers 21 sowie des Gestänges 22, 23 und des Exzenters 2.4 auf- und abwärts bewegt. Dabei wird mit Hilfe des Zahnrades 17 die. Stange io um ihre Achse gedreht, so daß der Wickelkopf 6 eine Winkelbewegung ausführt. Der Winkelhebel i9 und der Lenker 21 sind am Ausleger 12 drehbar gelagert; die Stange 23 führt in Abhängigkeit vom Exzenter 24 eine Pendelbewegung aus, die durch Stange z2 auf den Lenker 21 übertragen wird. Der Ausschlag der Pendelbewegung kann durch Veränderung des Verbindungspunktes der Stangen 22, 23 verändert werden. Zu dem Zweck besitzt die Stange 23 am freien Ende einen Kreisbogenschlitz, in dem das freie Ende der Stange 2@2 verstellt werden kann. Mit dem Lenker 2i sind über die Stange 26, den zweiarmigen Hebel 27, die Verbindungsstangen 28 und den Hebel 29 die drehbaren Träger 30a, 30b für Finger 7a, 7b gekuppelt, die mit dem Wickelkopf 6 zusammenarbeiten. Die Finger ragen in den drehbaren Ring 3 für den zu bewickelnden Ständer 2 hinein und sind in ihrer Länge einstellbar. Bei Veränderung des Verbindungspunktes der Stangen 22, 23 wird gleichzeitig der Ausschlagwinkel der Schwenkbewegung der Finger 7a, 7b verstellt.
• Der Draht 34 wird dem Wickelkopf 6 von der Vorratsrolle 31 über die Leitrollen 32, 33 zugeführt. Die Rolle 32 ist in einer federnden Schwinge gelagert.
• Die Wickelmaschine arbeitet wie folgt: Zu Beginn des Wickelns liegt der Wickelkopf 6 vor dem zu bewickelnden Ständer :2 außerhalb des Ringes 3, wie in Fig. i gezeigt, und steht in seiner tiefsten Lage rechts, entsprechend Fig. 5. Sobald der Antriebsmotor 25 anläuft, werden über ein Getriebe die Kurbelstange 13 und der Exzenter2q. bewegt. Der Wickelkopf 6 wird um die Achse der Stange io und der Finger 7a um die Achse seines Trägers 30a nach links geschwenkt. Dabei legt sich der Finger 7a über den Draht 3q.. Wickelkopf 6 und Finger 7a gelangen in die Lage der Fig. 6. Der Finger hat den Draht gefangen. Der Wickelkopf 6 führt jetzt auf der durch den Hebel 16a bedingten Kurvenbogenbahn eine Auf- und Abwärtsbewegung aus und wird dabei nach hinten bewegt, wobei er gleichzeitig eine Schwenkbewegung macht und in die Lage der Fig.7 kommt. Der Draht bildet eine Schlaufe um den Finger 7a. Die Richtung des Drahtes ist durch die Stellung des Wickelkopfes 6 und den Ausschlagwinkel des Fingers 711 bestimmt, so daß der Draht ohne Benutzung von Hilfsmitteln ohne weiteres von selbst in die Ständernut einläuft. Nach Vollendung dieser Schwenk- und Rückwärtsbewegung auf der Kurvenbogenbahn nimmt der Wickelkopf 6 und der Finger 7a die in Fig. 8 gezeigte Lage ein. Der Draht 34 ist in die linke äußere Nut eingelegt. Finger 7a bewegt sich in seine Anfangslage zurück, wobei er sich infolge seiner konischen Form reibungslos vom Draht ablöst. Während der Winkelbewegung des Fingers auf einer Stirnseite kehrt dieser seine Bewegungsrichtung erst dann um, wenn der Wickelkopf durch den Ständer hindurch auf die jeweils andere Stirnseite gelangt ist. Der beschriebene Wickelvorgang wiederholt sich auf der anderen Ständerseite, und der Draht 34 wird in die rechte äußere Nut eingelegt. Während des Wickelvorganges beschreibt der Wickelkopf 6 den im Diagramm (Fig. q.) in ausgezogener Linie dargestellten Weg, der der fertigen strichpunktiert angedeuteten Spulenform analog, aber größer ist als diese. Die Finger 7a, 7b dienen dabei zur Bildung der Ecken der Spulenform. Zur Bildung der Spulenköpfe auf einer Stirnseite des Ständers hält jeder Finger 7a, 7b den Draht fest, solange der Wickelkopf durch den Ständer hindurchläuft, und läßt ihn erst los, wenn der Draht in die Nut eingelegt ist und der Wickelkopf sich seiner tiefsten Lage auf der jeweils anderen Stirnseite des Ständers nähert, wobei er den Draht durch die Nut hindurch anzieht.
• Zur Durchführung des Wickelvorganges ist es zweckmäßig, in die zwischen den zu bewickelnden Nuten liegenden, zunächst leer bleibenden Nuten leicht wieder herausnehmbare Hörner 35 zu stecken, die über die Stirnflächen des Ständerblechpaketes hervorstehen. Die Form der Hörner beeinflußt die Form der zu bildenden Spulenköpfe. Alle zur Durchführung des Wickelvorganges notwendigen Bewegungen von Wickelkopf und Fingern sind durch Verändern der Verbindung der Hebel 16a, 16b und der Verbindung der Stangen 22, 23 einstellbar, so daß sie den verschiedenen Ständerarten angepaßt werden können. Das Schwenken des Wickelkopfes 6 ist gegenüber seiner Hinundherbewegung zeitlich verschiebbar, wobei gleichzeitig mit dem Schwenken des Wickelkopfes auch die Finger bewegt werden müssen.
• Die Anzahl der ausgeführten Wicklungen wird am Windungszähler 36 angezeigt, der in der hinteren Lage des Wickelkopfes betätigt wird.
• Die Wickelmaschine gemäß der Erfindung ist ohne weiteres für das gleichzeitige Wickeln von mehr als einem Draht verwendbar. Die Fang- und Leitrollen für die Drähte müssen dann die entsprechende Zahl von Rillen erhalten. Die beim Ausführungsbeispiel erläuterten Übertragungsgestänge zur Erzielung der Hinundher- sowie Aufundabbewegung des Wickelkopfes sowie seiner Schwenkbewegung und der Wickelbewegung der beiden Finger können auch durch andere Glieder und Mittel ersetzt werden, ohne daß vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Maschine zum Bewickeln der genuteten Ständer von elektrischen Maschinen mit Drahtspulen mit Hilfe eines durch die Ständerbohrung hindurchtretenden, gegebenenfalls mit Leitrollen für den Draht versehenen Wickelkopfes, der einerseits in axialer Richtung über dem zu bewickelnden Nutenpaar hin und zurück geführt, anderseits in der Umfangsrichtung an den beiden Stirnseiten des Ständers hin und her geschwenkt und außerdem noch in radialer Richtung auf einem Durchmesser der Ständerbohrung auf und ab bewegt wird. dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf bei seiner Axialbewegung den Draht durch den Nutenschlitz in die Nut einlegt, daß aber bei der Schwenkbewegung zwecks Eildung der Spulenköpfe die Bewegung des Wickelkopfes von der Spulenform völlig abweicht und vorn Wickelkopf ein weit größerer Weg bestrichen wird, der sich aus jener Schwenkbewegung und einer zusätzlichen Axialbewegung zusammensetzt, wobei das Abgleiten des Drahtes auf die Stirnflächen des Ständers in die Form der Spulenköpfe durch je einen auf jeder Stirnseite gelagerten Finger unterstützt wird, dem eine hin und her gehende Winkeldrehung um eine gegen die Ständerachse winkelverschobene Achse erteilt wird.
2. 2. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Wickelkopfes auf beiden Spulenseiten weiter ausladet, als der Weite der zu wickelnden Spule entspricht.
3. 3. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf beim Wickeln der Spule in axialer Richtung um mindestens die einfache Spulenkopflänge über die beiden Stirnseiten des Ständers hinausgeführt wird.
4. 4. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf ilrnerhalb der Ständerlänge praktisch nur seine Axialbewegung, außerhalb derselben jedoch alle drei Bewegungen ausführt.
5. 5. Maschine nach Anspruch i, dadurch j gekennzeichnet, daß der Wickelkopf außerhalb der Ständerlänge gegenüber dem Nutengrund eine tiefere Lage einnimmt.
6. 6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf durch den Ständer hindurch auf einen Kurvenbogen bewegt wird, dessen Scheitelpunkt etwa in der Mitte der Ständerlänge liegt.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkopf am einen Ende einer Stange (io) befestigt ist, die mit ihrem anderen Ende in einem Gelenklager (ii) gleitend geführt ist, und daß an diese Stange zwischen dem geführten Ende und dem den Wickelkopf tragenden Ende ein Antriebshebel (i-1) für die Hinundlzer- bzw. Aufundabi-,ewegungen des Wickelkopfes angelenkt ist. B. Maschine nach Anspruch ; , dadurch gekennzeichnet, daß ein Funkt der Stange in einer Kreisbogenbahn geführt ist. g. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Ireisbogenbahn (16a) einstellbar ist. io. Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebshebel (14) eine Kulisse hat, in der ein an der Stange (io) sitzender Kulissenstein (15) gleitet. i i. Maschine nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (io) in dem Kulissenstein (15) um ihre Längsachse drehbar ist. 12. 11Iaschine nach Anspruch ; , dadurch gekennzeichnet, daß die den Wickelkopf (6) tragende Stange (io) in ihrem Gelenklager (i i) um ihre Achse dadurch hin und her schwenkbar ist, daß ein auf ihr sitzendes Zahnrad (17) von einer Zahnstange (18) gedreht wird, die über einen vorn Antriebsmotor (25) angetriebenen Exzenter (24) unter Zwischenschaltung eines Gestänges (ig, 20, 22, 23) und eines Lenkers (21) auf und ab bewegt wird, wobei der Lenker (21) eine Pendelbewegung ausführt. 13. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (7a, 7 b) auf jeder Stirnseite während ihrer Winkelbewegung die Richtung dann umkehren, wenn der Wickelkopf durch den Ständer , hindurch auf die jeweils andere Stirnseite gelangt ist. 1d.. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlagwinkel der Finger (7a, 7v) einstellbar ist, so daß , der Draht im Moment des Einlaufens in die Nut genau über den Nutenschlitz liegt. 15. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Finger (7a, 76) den Draht zwecks Bildung der Spulenköpfe auf der einen Stirnseite des Ständers festhält, solange der '\Vickelkopf durch den Ständer hindurchläuft, und ihn erst losläßt, wenn der Dralit in die Nut eingelegt ist und der Wickelkopi sich seiner tiefstenLage auf der jeweils anderen Stirnseite des Ständers nähert (Fig. 5 bis g). 16. Maschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (7a, 7b) konische Form haben. 17. Maschine nach Ansprttcli 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (7a, 7b) in drehbaren Trägern (30a, 3ob) befestigt und in ihrer Länge einstellbar sind. 18. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die zwischen den zu bewickelnden Nuten liegenden, zunächst frei bleibenden Nuten leicht herausnehmbare Hörner (35) zur Bildung der Wickelköpfe eingelegt sind. i9. Maschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Exzenter (24) in Pendelbewegung versetzte Lenker (21) über ein Gestänge (26-29) die Träger (30a, 30b) der Finger (7a, 7b) im Winkel hin und her dreht. 20. Maschine nach Anspruch i9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschlag der Pendelbewegung des Lenkers (21) einstellbar ist. 2z. Maschine nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung vom Exzenter (2q.) auf den Lenker (21) durch zwei einen Winkel einschließende aneinandergelenkte Hebel übertragen wird, von denen der eine (23) einen Kreisbogenausschnitt besitzt, in welchem der andere (22) verstellbar angelenkt ist. 22. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zu bewickelnde Ständer (2) in einem Ring (3) zentriert befestigt ist, welcher am Gestell der Maschine drehbar und in beliebiger Lage einstellbar ist. 23. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wickelkopf mehrere Drähte zum gleichzeitigen Wickeln zugeführt werden. 2q.. Maschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise ein Windungszähler (36) für die ausgeführten Wicklungen vorgesehen ist. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 596 753; deutsche Patentschrift Nr. 661 gib.