ITMI940902A1

ITMI940902A1 - WRAPPING MACHINE FOR STATORS

Info

Publication number: ITMI940902A1
Application number: IT000902A
Authority: IT
Inventors: Odino Tumiatti
Original assignee: Odino Tumiatti
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-11-09
Also published as: ITMI940902A0; IT1269722B

Description

"AVVOLGITRICE PER STATORI" "WINDING MACHINE FOR STATORS"

Forma oggetto del presente trovato una avvolgitrice per statori di motori elettrici a ridotto ingombro assiale, quali quelli adoperati nella costruzione di lucidatrici. Rispetto agli statori degli usuali motori elettrici questi statori si differenziano per dimensioni radiali molti maggiori rispetto alle dimensioni assiali e per l'elevato numero di cave statoriche. The present invention relates to a winding machine for electric motor stators with reduced axial bulk, such as those used in the construction of polishing machines. Compared to the stators of the usual electric motors, these stators differ in radial dimensions which are much larger than the axial dimensions and in the high number of stator slots.

Attualmente non sono note macchine che permettono l'avvolgimento automatico delle spire di rame su detti statori a ridotto ingombro assiale. At present there are no known machines which allow the automatic winding of the copper coils on said stators with reduced axial bulk.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare una macchina che consenta l'avvolgimento automatico delle spire di rame su statori a ridotto ingombro assiale, come ad esempio quelli adoperati nella costruzione di motori per lucidatrici. The aim of the present invention is to provide a machine which allows the automatic winding of copper coils on stators with reduced axial bulk, such as those used in the construction of motors for polishing machines.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito vengono ottenuti mediante una avvolgitrice per statori a ridotto ingombro assiale secondo le parti caratterizzanti delle rivendicazioni allegate. This aim, as well as these and other objects which will become clearer hereinafter, are achieved by means of a winding machine for stators with reduced axial bulk according to the characterizing parts of the attached claims.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione, preferita ma non esclusiva, del dispositivo illustrato a titolo indicativo e non limitativo nell'unito disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of a preferred but not exclusive embodiment of the device illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawing in which:

- la figura 1 è una vista laterale destra del trovato; - la figura 2 è una vista laterale sinistra di un particolare del trovato; Figure 1 is a right side view of the invention; Figure 2 is a left side view of a detail of the invention;

- la figura 2a è una vista laterale sinistra ingrandita di.un particolare del trovato; Figure 2a is an enlarged left side view of a detail of the invention;

- la figura 3 è una vista, parzialmente in sezione, di un particolare del trovato; Figure 3 is a partially sectional view of a detail of the invention;

- la figura 4 è una vista in pianta del trovato durante la lavorazione; Figure 4 is a plan view of the invention during processing;

- la figura 4a è una vista in pianta del trovato durante la fase di cambio dello statore; Figure 4a is a plan view of the invention during the stator change step;

- la figura 5 è una vista prospettica di un particolare del trovato; Figure 5 is a perspective view of a detail of the invention;

- la figura 6 è una vista prospettica di un particolare del trovato. Figure 6 is a perspective view of a detail of the invention.

Con riferimento alle figure sopra citate, con il n. 79 si indica lo statore sul quale viene avvolto il filo 39 ad opera di un dispositivo indicato nel suo complesso con 25 (figg. 2a e 3) e che comprende parti rotanti 12, 13, 14, 18, 21 e 22 le quali, come sarà descritto in maggior dettaglio nel seguito, avvolgono il filo 39 nelle cave 78 dello statore 79. With reference to the aforementioned figures, with no. 79 indicates the stator on which the wire 39 is wound by a device indicated as a whole with 25 (figs. 2a and 3) and which includes rotating parts 12, 13, 14, 18, 21 and 22 which, as will be described in greater detail below, wind the wire 39 in the slots 78 of the stator 79.

Il dispositivo 25 comprende una ruota dentata aperta 12 (Fig.3) montata dentro un carter 29 avente anche la funzione di cuscinetto liscio, e sulla quale è applicato un anello aperto 13, presentante una cava 15 entro cui si trova il filo da avvolgere sullo statore (non mostrato) . The device 25 comprises an open toothed wheel 12 (Fig. 3) mounted inside a casing 29 also having the function of a smooth bearing, and on which an open ring 13 is applied, having a slot 15 within which the wire to be wound on the stator (not shown).

Durante la fase di avvolgimento delle spire di rame sulle cave statoriche detto dispositivo 25 ruota attorno all'asse di simmetria assiale 25. During the winding of the copper turns on the stator slots, said device 25 rotates around the axis of axial symmetry 25.

Per garantire un basso attrito la ruota 12 ed il carter/cuscinetto liscio 29 sono realizzati in materiali diversi, ad esempio acciaio e bronzo. To ensure low friction, the wheel 12 and the casing / smooth bearing 29 are made of different materials, for example steel and bronze.

L'anello aperto 13 è montato scorrevolmente sulla ruota dentata aperta 12 ed è previsto un accoppiamento a frizione per collegare la ruota dentata aperta 12 e l'anello aperto 13. The open ring 13 is slidably mounted on the open sprocket 12 and a friction fit is provided to connect the open sprocket 12 and the open ring 13.

Questo accoppiamento a frizione, che ha lo scopo di evitare rotture del filo nel caso di inceppamenti, è ottenuto mediante un secondo anello aperto 18 posizionato in una apposita sede ricavata in una flangia 14 che è premuto contro la superficie laterale del primo anello aperto 13 da una pluralità di mezzi elastici, quali molle, (non mostrati) interposti fra detto secondo anello aperto 18 e la flangia 14. This friction coupling, which has the purpose of avoiding breakage of the thread in the event of jams, is obtained by means of a second open ring 18 positioned in a suitable seat obtained in a flange 14 which is pressed against the lateral surface of the first open ring 13 by a plurality of elastic means, such as springs, (not shown) interposed between said second open ring 18 and the flange 14.

La flangia 14 è fissata alla ruota dentata aperta 12 per mezzo di una pluralità di elementi di fissaggio 30 quali, ad esempio, viti. The flange 14 is fixed to the open toothed wheel 12 by means of a plurality of fastening elements 30 such as, for example, screws.

L'anello aperto 13 è provvisto di una scanalatura 15 su cui, in una prima fase della lavorazione, viene avvolto il filo di rame 39 e da cui, in una seconda fase della lavorazione, detto filo viene svolto per essere avvolto nelle cave statoriche 78 (figg. 4, 4a e 6). The open ring 13 is provided with a groove 15 on which, in a first stage of processing, the copper wire 39 is wound and from which, in a second stage of processing, said wire is unwound to be wound in the stator slots 78 (figs. 4, 4a and 6).

Sulla flangia 14 sono montate due ruote folli a profilo scanalato 21 e 22 che, guidando il filo, consentono 10 svolgimento del filo 39 dalla scanalatura 15 ed il suo contemporaneo avvolgimento nella cava statorica 78 (figg. 2 e 2a). Two idle wheels with grooved profile 21 and 22 are mounted on the flange 14 which, by guiding the wire, allow unwinding of the wire 39 from the groove 15 and its simultaneous winding in the stator slot 78 (figs. 2 and 2a).

11 gruppo 25 è posto in rotazione attorno all'asse orizzontale 200 grazie ad una coppia di ruote dentate 8 e 9 a loro volta azionate da mezzi motori 1 (figg.l e 2) mediante l'interposizione di un sistema di trasmissione costituito dalla puleggia 2, dalla cinghia dentata 3, dalla puleggia 4 e dall'ingranaggio 7. The unit 25 is rotated around the horizontal axis 200 thanks to a pair of toothed wheels 8 and 9 in turn driven by motor means 1 (figs 1 and 2) by interposing a transmission system consisting of pulley 2 , the toothed belt 3, the pulley 4 and the gear 7.

Si noti che la distanza fra gli ingranaggi 8 e 9 è superiore all'apertura della ruota dentata 12, in modo da garantire la continuità della trasmissione della ruota dentata 12. Note that the distance between the gears 8 and 9 is greater than the opening of the toothed wheel 12, so as to ensure the continuity of the transmission of the toothed wheel 12.

Il gruppo 25, le ruote dentate 7, 8 e 9 e la puleggia 4 sono solidali ad un elemento 10 (fig. 2) fissato ad una tavola oscillante 32 in grado di di oscillare attorno ad un asse verticale 170 di un angolo predefinito funzione dell'angolo definito da ogni cava statorica. The unit 25, the toothed wheels 7, 8 and 9 and the pulley 4 are integral with an element 10 (fig. 2) fixed to an oscillating table 32 capable of oscillating around a vertical axis 170 at a predefined angle depending on the angle defined by each stator slot.

L'oscillazione della tavola 32 attorno all'asse 170 può essere ottenuta tramite vari dispositivi tutti di tipo noto. The oscillation of the table 32 around the axis 170 can be obtained by means of various devices, all of known type.

Per esempio, mediante un cinematismo costituito da un'asta 162 incernierata in 161 alla tavola 32 e in 163 ad un disco rotante azionato da secondi mezzi motore 166 tramite una cinghia 165. For example, by means of a kinematic mechanism consisting of a rod 162 hinged at 161 to the table 32 and at 163 to a rotating disk driven by second motor means 166 by means of a belt 165.

La tavola oscillante 32 poggia su un basamento fisso 80. Il trovato prevede inoltre un dispositivo di alimentazione del filo di rame 39, di tipo noto, indicato globalmente con il numero 26 (fig.l). The oscillating table 32 rests on a fixed base 80. The invention also provides a known type of feeding device for the copper wire 39, globally indicated with the number 26 (Fig. 1).

Detto dispositivo 26 è costituito da una guida 51, da una ruota folle a profilo scanalato 49, da una ruota folle a doppio profilo scanalato 46, da una ruota folle a triplo profilo scanalato 45, da un tendifilo, globalmente indicato con il numero 27, da un guidafilo 52 e da una ruota folle a profilo scanalato 33. Said device 26 is constituted by a guide 51, by an idle wheel with grooved profile 49, by an idle wheel with double grooved profile 46, by an idle wheel with triple grooved profile 45, by a wire tensioner, globally indicated with the number 27, by a thread guide 52 and by a grooved profile idler wheel 33.

Detto tendifilo 27 è costituito da ruote folli a profilo scanalato 40 e 41 e da una ruota folle a profilo scanalato 43, guest'ultima incernierata ad un braccio 44 sottoposto ad una coppia che tende a sollevare la ruota Detta coppia è dovuta all'azione di richiamo di mezzi elastici 62, mediante l'interposizione di un secondo sistema di trasmissione costituito dall'eccentrico 54, dalla ruota 60 e dal braccio 61. Said wire tensioner 27 consists of idle wheels with grooved profile 40 and 41 and an idle wheel with grooved profile 43, the last one hinged to an arm 44 subjected to a torque which tends to lift the wheel. return of elastic means 62, by means of the interposition of a second transmission system consisting of the eccentric 54, the wheel 60 and the arm 61.

Il trovato comprende ancora un complesso 28 (figg. 1, 2 e 6) su cui viene disposto lo statore 79. The invention also comprises an assembly 28 (Figs. 1, 2 and 6) on which the stator 79 is arranged.

Detto complesso 28 comprende un anello centratore 70 ed una base di appoggio 72 sostenuti da sostegni 73 solidali ad una piastra cilindrica 74. Said assembly 28 comprises a centering ring 70 and a support base 72 supported by supports 73 integral with a cylindrical plate 74.

Il complesso 28 prevede, inoltre, la presenza di dispositivi di presa 110 dello statore 79, detti dispositivi di presa essendo vincolati ad una piastra rotante 75 mediante l'interposizione di elementi 100 e 111. The assembly 28 also provides for the presence of gripping devices 110 of the stator 79, said gripping devices being constrained to a rotating plate 75 by means of the interposition of elements 100 and 111.

La piastra rotante 75, azionata da mezzi motori 220 di tipo noto, consente la rotazione di un passo uguale, o multiplo, alla distanza fra due cave statoriche contigue. The rotating plate 75, operated by motor means 220 of known type, allows the rotation of an equal or multiple pitch at the distance between two contiguous stator slots.

L'anello di centraggio 70 prevede inoltre una feritoia con invito 71 (figg. 2 e 6) attraverso cui viene fatto passare il filo 39 nella operazione di avvolgimento della cava statorica 78. The centering ring 70 also provides a slot with an invitation 71 (figs. 2 and 6) through which the wire 39 is made to pass in the winding operation of the stator slot 78.

Il trovato prevede poi primi mezzi contatori e secondi mezzi contatori per contare la quantità di filo avvolto nella scanalatura 15 dell'anello 13 e la quantità di filo avvolto nelle cave 78. The invention then provides first counter means and second counter means for counting the quantity of thread wound in the groove 15 of the ring 13 and the quantity of thread wound in the slots 78.

In una forma di realizzazione preferita i mezzi per contare la quantità di filo avvolto sull'anello 13 (prima fase della lavorazione) comprendono un interruttore (non mostrato) azionato ciclicamente da una camma coassiale alla ruota folle a triplo profilo scanalato 45. In a preferred embodiment, the means for counting the amount of wire wound on the ring 13 (first stage of processing) comprise a switch (not shown) cyclically operated by a cam coaxial to the triple grooved profile idler wheel 45.

I mezzi di conteggio delle spire avvolte attorno ad ogni cava 78 (seconda fase della lavorazione) comprendono un secondo interruttore (non mostrato) azionato da una camma coassiale al perno 6. The means for counting the turns wound around each slot 78 (second stage of processing) comprise a second switch (not shown) operated by a cam coaxial to the pin 6.

II trovato prevede inoltre un dispositivo di controllo e regolazione, ettromeccanico o elettronico, (non illustrato) a cui arrivano i segnali dei vari sensori e da cui partono i segnali di comando ai vari mezzi motori. The invention also provides an electromechanical or electronic control and regulation device (not illustrated) to which the signals of the various sensors arrive and from which the command signals to the various motor means depart.

Il quadro elettrico per il controllo del trovato è di tipo noto e non verrà quindi descritto ulteriormente. Il funzionamento del trovato è il seguente: The electrical panel for controlling the invention is of a known type and will therefore not be described further. The operation of the invention is as follows:

si inizia con l'avvolgitura, nella scanalatura 15 dell'anello aperto 13, del filo di rame 39 che successivamente sarà avvolto attorno alle cave statoriche 78. it begins with the winding, in the groove 15 of the open ring 13, of the copper wire 39 which will subsequently be wound around the stator slots 78.

Per eseguire l'avvolgitura basta prendere il filo 39 che arriva dalla ruota scanalata 33 e fissarlo all'anello 13 grazie ad un foro (non mostrato) ricavato sul fondo della scanalatura in cui viene fatto passare il filo per agganciarlo all'anello stesso. To carry out the winding it is sufficient to take the wire 39 which arrives from the grooved wheel 33 and fix it to the ring 13 thanks to a hole (not shown) obtained on the bottom of the groove in which the wire is passed to hook it to the ring itself.

Quindi si mettono in rotazione i primi mezzi motori 1 che provocano la rotazione dell'anello scanalato aperto 13 attorno all'asse 200 e conseguentemente l'avvolgimento del filo 39 sulla scanalatura 15. Then the first motor means 1 are put into rotation which cause the rotation of the open grooved ring 13 around the axis 200 and consequently the winding of the wire 39 on the groove 15.

Come già anticipato se per qualsiasi motivo il filo 39 non dovesse scorrere o dovesse scorrere con difficoltà il collegamento a frizione costituito dall'anello aperto 18 e dall'anello aperto 13 si interromperebbe momentaneamente garantendo così l'integrità del filo 39. Avvenuta la prima fase si taglia il filo 39, si prende l'estremità libera del filo sull'anello aperto 13, lo si fa passare sulle ruote folli 21 e 22 e lo si avvolge attorno alla cava statorica 78 per creare un ancoraggio (figg.2 e 2a). As already mentioned, if for any reason the wire 39 should not slide or should slide with difficulty, the friction connection consisting of the open ring 18 and the open ring 13 would be interrupted momentarily thus ensuring the integrity of the wire 39. The first phase has been completed. the wire 39 is cut, the free end of the wire is taken on the open ring 13, it is passed over the idle wheels 21 and 22 and wound around the stator slot 78 to create an anchor (figs. 2 and 2a) .

Quindi, si azionano i primi mezzi motori 1 ed i secondi mezzi motori 166. Then, the first motor means 1 and the second motor means 166 are activated.

I primi mezzi motori provocano la rotazione (indicata con "I" in figura 2a) del gruppo 25 intorno alla cava statorica 78 e quindi lo svolgimento del filo dall'anello 13 (indicato con "II" in figura 2a) ed il suo contemporaneo avvolgimento sulla cava statorica. The first motor means cause the rotation (indicated with "I" in figure 2a) of the group 25 around the stator slot 78 and therefore the unwinding of the wire from the ring 13 (indicated with "II" in figure 2a) and its simultaneous winding on the stator slot.

I secondi mezzi motori 166 provocano l'oscillazione del gruppo 25 da un'estremità all'altra della cava statorica garantendo cosi una copertura uniforme della stessa. Quando il numero di spire richiesto è raggiunto, detti primi e secondi mezzi motori vengono fermati e vengono messi in rotazione i terzi mezzi motori 220 che provocano la rotazione, di un angolo predeterminato, della piastra 75, del dispositivo di bloccaggio 110 e, conseguentemente, dello statore 79. The second motor means 166 cause the oscillation of the unit 25 from one end of the stator slot to the other, thus ensuring uniform coverage thereof. When the required number of turns is reached, said first and second motor means are stopped and the third motor means 220 are made to rotate, which cause the plate 75, the locking device 110 to rotate by a predetermined angle and, consequently, stator 79.

Una nuova cava statorica viene quindi a trovarsi di fronte alla feritoia con invito 71. A new stator slot is then found in front of the slot with invitation 71.

Si procede quindi con l'avvolgimento della successiva cava e così via fino a riempire il numero predeterminato di cave statoriche. The next slot is then wound and so on until the predetermined number of stator slots is filled.

Quando il lavoro di avvolgimento è stato ultimato si azionano attuatori lineari 190 ( figg.l, 4 e 4a) che permettono l'allontanamento del gruppo 28 dal dalla estremità sagomata a "C" dell'elemento 10 e quindi la sostituzione dello statore lavorato con uno nuovo da lavorare. When the winding work has been completed, linear actuators 190 are activated (figs. 1, 4 and 4a) which allow the removal of the unit 28 from the C-shaped end of the element 10 and therefore the replacement of the stator machined with a new one to work on.

Claims

Claims. 1. Winding machine for stators with reduced axial dimensions characterized by the fact of including: - a ring (13), provided with a groove (15) within which the copper wire (39) is wound, arranged on a plane orthogonal to the plane of the stator, the stator (79) being inserted inside said ring 13; - means for rotating said open grooved ring 13 about its own axis of axial symmetry (200); - means for guiding said wound wire which unwound from the groove (15) of said ring (13); - means for oscillating said ring 13 around an axis (170), parallel to the axis of axial symmetry of the stator, by an angle proportional to the width of the stator slot; - means for rotating the stator by an amount equal or multiple to the distance between two contiguous stator slots.

2. Winding machine, according to claim 1, characterized in that it also provides means for inserting and disconnecting the stator (79) in said open grooved ring (13).

3. A winding machine, according to claim 1, characterized in that it also provides means for feeding the yarn 39 to allow the winding of the yarn on the groove 15, said feeding means being of a known type.

4. Winding machine, according to claim 1, characterized in that a frictional coupling is provided between said open grooved ring (13) and said means for rotating said open grooved ring (13), so as to avoid breaking the yarn (39) during the phase of winding it around the groove (15).

5. Winding machine, according to claim 1, characterized in that said means for rotating the open grooved ring (13) comprise an open toothed wheel (12) coaxial to said ring 13 and in that a pair of wheels is provided toothed wheels (8 and 9) interposed between said toothed wheel (12) and the motor means (1) which cause its rotation, the distance between said wheels (21 and 22) being greater than the opening of said toothed wheel (12).

6. Winding machine, according to claim 1, characterized in that said means for guiding said wound wire which unwinds from the groove (15) of said open ring (13) comprise at least one idle splined wheel which performs a revolution motion around the axis of rotation (200) of the open ring, means being provided for synchronizing the motion of the open splined ring (13) and of the idle splined wheel.

7. Winding machine, according to claim 6, characterized in that said idle splined wheels for guiding the wire are two idle splined wheels (21 and 22), the first idle splined wheel (21) being positioned inside the radius of the ring (13) and the second idle splined wheel (22) is outside the spoke of the ring (13).

8. Wrapping machine, according to claim 8, characterized in that said idle splined wheels (21 and 22) are positioned in proximity to the ends of said open splined ring (13).

9. Wrapping machine, according to claim. 1, characterized in that said means for oscillating said open grooved ring (13) around said vertical axis (170) comprise: - a table (32), hinged at (170) to a support surface (80), on which said means are mounted for rotating said ring (13) about the axis (200); - a crank mechanism consisting of a connecting rod (162) hinged at one end to said table (32) and at the other end to a crank (163).

10. Winding machine, according to claim 1, characterized in that said means for rotating the stator (79) by an equal or multiple pitch of a distance equal to that between two contiguous stator slots comprise a gripping device (110 ) of the stator able to rotate around the vertical axis (170) under the action of third motor means (220) of known type.

11. Winding machine, according to claim 2, characterized in that said means for inserting and disconnecting the stator (79) in said open grooved ring (13) comprise at least one linear actuator (190), fixed to the base (80), which moves said means to rotate the stator by an equal or multiple pitch of the distance between two contiguous stator slots, along the direction III from a position external to the open ring (13) to a position internal to the open ring (13 ).