Opublikowano dnia 9 styesila 1960 r.Hol Y-ASJ wo POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr42533 KI. 21 d\ 51 VEB Wissenschaftlich — Technisches Biiro fiir Elektromaschinen Dresden Drezno, Niemiecka Republika Demokratyczna Nawijarka do równoczesnego ukladania kilku cewek w slojanach maszyn elektrycznych Patent trwa od dnia 27 wrzesnia 1956 r.Wynalazek dotyczy urzadzenia do równoczes¬ nego ukladania kilku cewek w stoJanach ma¬ szyn elektrycznych. W urzadzeniu tym ramie nawijajace, sluzace do wprowadzania drutów do szczelin zlobków, wykonuje ruchy wahadlo¬ we prostoliniowe, a w celu wytworzenia czól nadany zostaje ruch obrotowy badz stojanowi, badz tez ramieniu nawijajacemiu i plytom ksztaltujacym.Urzadzenia do mechanicznego nawijania sto- janów maszyn elektrycznych sa znane w róz¬ nych wykonaniach. Nawijarka wedlug niemiec¬ kiego patentu nr 584471 posiada np. do wytwa¬ rzania cewek obracajace sie ramie i przesuwa¬ jace sie tam i z powrotem czólenko. Wytwarza¬ na poza stojanem petle czólenko wprowadza do zlobków. Znane sa tez urzadzenia, w których wytworzona poza stojanem petla jest wprowa¬ dzana do stojana za pomoca chwytaków.Wiekszosc znanych nawijarek posiada jednak do wkladania drutów ramiona polaczone z for¬ mami, szablonami lub prowadnicami, które wprowadzaja druty bezposrednio do miejsca ich ostatecznego polozenia. Na ogól urzadzenia te umozliwiaja tylko równoczesne ukladanie cewki czesciowej, przy czym po jej wykonaniu musi byc wymieniony szablon, forma lub tez zasto¬ sowana inna czesc prowadzaca. Przyklady wy¬ konania tego rodzaju nawijarek podaja nie¬ mieckie opisy patentowe nr nr 761309, 912718 i 903000. Zasadnicza wada tych nawijarek jest to, ze z ich pomoca wkladac mozna zawsze tylko jedna cewke, wskutek czego nie sa dostatecznie wykorzystane pod wzgledem szybkosci wyko¬ nywania mozliwosci maszynowego nawijania w porównaniu z recznym nawijaniem.Niemiecki patent nr 729753 przewiduje równo¬ czesne stosowanie kilku form do nawijania, przy czym sa one wykonane jako przestawne.Inne znane urzadzenia do równoczesnego ukla¬ dania kilku cewek sa opisane w amerykanskim opisie patentowym nr 2579585 i w szwajcarskimopisie patentowym nr 284579. Wkladanie dru¬ tów jest tam dokonywane przez dzwignie, ulo- zyskowane posrodku, które po przejsciu przez otwór stojana moga byc przechylane o ograni¬ czony kat wzgledem ramienia nawijajacego.Ten konstrukcyjnie ograniczony kat oraz nie¬ zbedna dysza na jednym koncu tych dzwigni lacznie z czesciami do przytrzymywania drutów, stanowia zródlo znacznych niedomagan. Uwy¬ datniaja sie one zwlaszcza znacznie mniejszy¬ mi wspólczynnikami wypelniania zlobków i przy uzwojeniu, ukladanym w dwóch lub wiecej plaszczyznach, wieksza srednia dlugoscia prze¬ wodu w stosunku do recznie wykonywanego nawijania, wskutek czego traci sie czesciowo lub tez calkowicie korzysci uzyskiwane przez maszynowe nawijanie. Mniejszy wspólczynnik wypelnienia zlobków i wieksza srednia dlugosc przewodu wynikaja zwlaszcza z tego, ze pola¬ czenia czolowe nakladaja sie na siebie prze¬ waznie w kierunku osiowym wzgledem pakie¬ tu stojana. Nie jest mozliwe równiez wklada¬ nie grubszych drutów np. o srednicy 1,5 mm, jakie sie.uzywa do silników o mocy do 10 kw, bez uszkodzenia izolacji przewodu wzglednie zniszczenia samego przewodu. Trudnosci te wy¬ stepuja zwlaszcza przy wiekszej szybkosci na¬ wijania, wynoszacej np. 70 podwójnych skoków na minute, odpowiadajacej 210 zwojom na mi¬ nute przy uzwojeniu trójfazowym, przy uzyciu dyszy do wkladania drutów do zlobków i urza¬ dzenia przytrzymowego dla polaczen czolowych.Ponato w celu uzyskania znacznej szybkosci nawijania, nalezy utrzymywac mase ramienia nawijajacego mozliwie mala i wobec tego uni¬ kac umieszczenia na tym ramieniu urzadzen" do wychylania czesci prowadniczych dla drutu.Z drugiej jednak strony dla przezwyciezenia naprezen, wystepujacych w grubszych drutach, ramie nawijajace winno posiadac znaczny rów¬ nikowy i biegunowy moment bezwladnosci.Celem wynalazku jest uzyskanie urzadzenia do równoczesnego ukladania kilku cewek w sto- janie maszyny elektrycznej bez wspomnianych wad, które umozliwia uzycie drutów miedzia¬ nych o srednicy do okolo 1,4 mm i drutów alu¬ miniowych o srednicy do okolo 1,6 mm i za po¬ moca którego, przy mniejszych srednicach dru¬ tu, mozna stosowac stale szybkosci nawijania, wynoszace 100 podwójnych skoków na minu¬ te i* wiecej oraz przy uzyciu którego srednia dlugosc przewodu nie jest wieksza lub przy¬ najmniej nieduzo wieksza niz przy recznym nawijaniu. Ponadto osiaga sie wartosc wspól¬ czynnika wypelnienia zlobków wynoszaca N . &± Kz = • . 100 = 68*/< dla wszystkich cewek Fz czesciowych, gdzie N oznacza calkowita liczbe zwoi w zlobku, sx — srednice drutu wraz z izo¬ lacja, a Fz — powierzchnie przekroju zlobka po obliczeniu izolacji. Wedlug wynalazku osiaga sie to za pomoca urzadzenia, w którym druty kazdej cewki sa wkladane do zlobków na prze¬ mian przez dwie wychylne promieniowo dzwi¬ gnie, osadzone przy ramieniu nawijajacym, mo¬ gace byc wychylane do 90° i wiecej w stosunku do tego ramienia. Liczba tego rodzaju par wy- chylnyeh dzwigni zalezy od liczby grup cewek w kazdej plaszczyznie nawijania. Do wykonania 4, 6 i 8-biegunowych uzwojen trójfazowych sto¬ suje sie najkorzystniej trzy pary takich dzwigni, a dla uzwojen jednofazowych zaleznie od liczby biegunów, dwie lub cztery pary dzwigni. Dla dwubiegunowych silników trójfazowych ko¬ rzystnie jest stosowac dwie pary dzwigni.Blisko konca kazdego ruchu wzdluznego ramie¬ nia jedna dzwignia kadzej pary odbiega zawsze na przewidziana poza ramieniem krzywke, co powoduje jej wychylenie. Dopiero przez duze wychylenie dzwigni osiaga sie to, ze druty wszystkich cewek czesciowych ukladaja sie na dnie zlobka, a polaczenia czolowe ukladaja sie dalej w kierunku promieniowym. W celu wy¬ twarzania czól, wprawia sie w ruch obrotowy badz stojan, badz ramie nawijajace i plyty for¬ mujace, przy czym podczas obrotu elementów nawijajacych druty slizgaja sie po polerowa¬ nych krzywkach prowadniczych, zaopatrzonych w wystepy lub noski chwytne i sa wkladane do urzadzenia przytrzymowego dla polaczen czolowych. Noski chwytne sluza do przytrzy¬ mywania drutów przy krzywkach prowadni¬ czych podczas cofania sie ramienia nawijaja¬ cego, dopóki ramie to wraz z dzwigniami nie przesunelo sie tak daleko przez stójan, ze od¬ skakujace od nosków chwytnych petle drutów uloza sie wlasciwie. Objeta wynalazjkiem zasa¬ da "równoczesnego ukladania kilku cewek na przemian przez dwie dzwignie na kazda cewke, w polaczeniu z krzywkami prowadmiczymi, zao¬ patrzonymi w noski chwytne posiada poza tym te zalete, ze wychylne dzwignie praktycznie sa "obciazane tylko w jednym kierunku, co jest warunkiem nawijania grubszych drutów bez zaklócen. Wytwarzane przez dzwignie i krzywki petle drutowe sa dluzsze niz tego wymagaja polaczenia czolowe. Przez sterowanie lub oparte na innej znanej zasadzie samoczynne cofanie drutu, petle sa zmniejszane do niezbednych -?wielkosci. Cofanie drutu móze byc dokonywa¬ ne np. w ten sposób, ze drut kazdej cewki prze¬ chodzi przez dwa walki, dzialajace jako (sta¬ nowiace) wahacz. Podczas gdy cofanie drutu jest w toku, odwijanie sie drutów z bebnów z drutem winno byc zahamowane np. w ten sposób, ze druty odwijane z bebnów otaczaja krazki, które w tym czasie sa hamowane.Przytrzymywanie i nadawanie ksztaltu pola¬ czeniom czolowym odbywa sie ¦najkorzystniej za pomoca wsporników. Mozna tez stosowac szablony lub formy, które powoduja jednak trudnosci przy przytrzymywaniu polaczen czo¬ lowych cewek, polozonych w drugiej i ewen¬ tualnie w trzeciej plaszczyznie. Proponowano juz wsporniki stale lub wychylne np. w pola¬ czeniu z blachami wspornikowymi, poprzez któ¬ re nawijano druty pierwszej plaszczyzny wzgle¬ dnie (przy uzwajaniu w wiecej niz w dwóch plaszczyznach) pierwszych plaszczyzn. Wedlug wynalazku stosuje sie zwlaszcza centralnie uru¬ chamiane wsporniki w ukladzie gwiazdzistym tak, iz istnieje mozliwosc nastawiania kata po¬ miedzy trzpieniem wspornika a ruchomym pal¬ cem. Centralnie uruchamiane wsporniki umozli¬ wiaja samoczynne ich przestawianie do nawi¬ jania nastepnej plaszczyzny. Nastawianie inne¬ go kata miedzy trzpieniami wsporników a ru¬ chomymi palcami jest dokonywane najkorzyst¬ niej za pomoca spiralnie rowkowanej tarczy.W celu zabezpieczenia izolacji podczas nawi¬ jania, wedlug wynalazku przy nawijarce sa jeszcze przewidziane ponizej podane urzadzenia.Jak wiadomo, szerokosc szczeliny zlobków w sil¬ nikach indukcyjnych jest utrzymywana mozli¬ wie mala ze wzgledu na pozadana mala wartosc wspólczynnika Cartera. W celu unikniecia uszkodzenia izolacji drutu, przewidziano przeto blachy wprowadzajace, które przeznaczone do nawiniecia zlobki pozostawiaja otwarte na sze¬ rokosci, mniejszej ód szerokosci szczeliny zlobka.Do nalezytego przekazywania drutu z jednej dzwigni na druga przewidziane sa blachy pro¬ wadnicze. W celu wlasciwego wprowadzania drutów do zlobków, naprzeciwko odpowiednich krzywek osadzone sa wsporniki wprowadzajace.Naped nawijarki i jej rozrzadzanie moze byc dokonywane w rózny sposób, np. mozna do na¬ pedu stosowac krzywki lukowe, jak równiez i hydrauliczne narzady uruchomiajace. Do roz¬ rzadzania mozna stosowac, np. tasme dziurko¬ wana w polaczeniu z wylacznikiem programo¬ wym, dzieki czemu nawijanie mozna zautoma¬ tyzowac. Tasma dziurkowana jest przesuwana o jedna podzlalke' po kazdym podwójnym su¬ wie ramienia nawijajacego. Przy calkowicie automatycznej pracy mozna stosowac znany licznik zwojów z elektrycznym stykiem, w po¬ laczeniu z pozostalymi elementami rozrzadczy- mi. Opis napedu i rozrzadzania ma przeto zna¬ czenie tylko uzupelniajace.Przy stosowaniu tasmy programowej moze ona posiadac takie same wymiary i taka sama perforacje, jak normalna tasma kinowa. Jest ona wykonana jako tasma bez konca i posiada kilka szeregów otworków do wydawania zlecen.Najkorzystniej jest przewidziec dwa szeregi otworków, z których jeden wydaje zlecenie po¬ trzebne do wykonania kazdej cewki czesciowej, drugi zas wywiera dzialanie na cofanie sie dru¬ tu, wobec czego z postepujacym tworzeniem sie cewek dlugosc petli drutu zostaje zmieniana skokami. Przy maszynowym wytwarzaniu uzwo¬ jen stojanowych stwierdzono, ze juz przy trzech przestawieniach na jedna cewke czesciowa osiaga sie dobre wyniki. Zasada dzialania calkowitego rozrzadu jest zalezna od rodzaju napedu nawi- jarki. Przy napedzie elektromechanicznym moze np. do kadzego szeregu otworów byc przydzie¬ lony jeden przekaznik rozrzadczy. Przekaznik ten za pomoca magnesu uruchamia np. wy¬ lacznik programowy tak, ze przy kazdym im¬ pulsie rozrzadczego obwodu pradu wylacznik ten zostaje przelaczany o jedno polozenie dalej.Za pomoca osobnych silników, zasilanych po¬ przez wylaczniki programowe i wylaczniki krancowe, dokonywane jest przelaczanie na¬ wijarki na nastepny proces roboczy. Zwlaszcza chodzi tu o przestawianie na inne skoki i na inne plaszczyzny nawijania. Podczas ruchów przestawnych naped glówny zostaje unieru¬ chomiony. Po dokonaniu nawiniecia stojana wszystkie uruchomiane czesci powracaja do po¬ lozenia wyjsciowego, a naped zostaje wylaczony.Uzwojenie moze byc wykonane tak, ze jednym drutem nawija sie" kazdy ciag cewek albo jednym drutem — sasiednie cewki, polozone w róznych plaszczyznach. W tym ostatnim przypadku przy stosunkowo malej liczbie przewodów w zlobku albo, jesli konieczne jest równolegle wlaczanie grup cewek, zewnetrzne cewki czesciowe dolnej plaszczyzny otrzymuja jeden zwój wiecej. Dla tych cewek odstep dwu otworów tasmy winien wiec byc wiekszy o jedna podzialke.Przyklad wykonania przedmiotu wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zasadniczy uklad nawijarki, fig. 2 — przekrój wzdluz linii A—B na fig. 1, fig. 3 — widok z boku i z góry jednej pary dzwigni, — Z —¦ fig. 4 — kompletny wspornik, a fig. 5 — *tasme dziurkowana, wydajaca zlecenia dla automa¬ tycznego nawijania.Tworzenie cewek odbywa sie za pomoca ru¬ chów podluznych ramienia nawijajacego 2 i ru¬ chów obrotowych stojana 9, a naped odbywa sie elektromechanicznie poprzez jeden ze zna¬ nych ukladów trzech blizej nie opisanych krzy¬ wek róznego ksztaltu. Jedna z tych krzywek powoduje obrót stojana tak, ze stojan w celu jeszcze lepszego wypelnienia zlobka, na koncu kazdego obrotu dokonuje obrotu w przeciwnym kierunku/ Druga krzywka powoduje ruch po¬ dluzny ramienia nawijajacego. Na ruch ten dziala trzecia krzywka*poprzez naped róznico¬ wy tak„ ze przy nawijaniu cewek drugiej plaszczyzny wychylenie dzwigni 2. jest dokony¬ wane z opóznieniem. Unika sie przez to uszko¬ dzenia izolacji drutów pierwszej plaszczyzny przez druty drugiej plaszczyzny.Przy kazdym ramieniu 2 znajduja sie trzy pary dzwigni, przy czym kazda pare tworza dzwignia 2' i 2". Dzwignie 2' wzglednie dzwignie 2" wchodza, na krótko przed koncem kazdego wzdluznego ruchu ramienia, za pomoca krazków 31 wzglednie 3" na krzywki 4* wzglednie 4", wskutek czego wspomniane dzwignie zostaja wychylone promieniowo wzgledem ramienia 2. 1 Na fig. 3 jest dokladniej uwidoczniona para dzwigni wychylnych 2* i 2". Liczbami 5' i 5" sa oznaczone krazki do prowadzenia drutu, liczba¬ mi 6\ 6" — krazki, które wraz z zatrzaskami 7\ , 7" i lacznie z drutami 8 zabezpieczaja dzwignie 2*, 2" przed wychyleniem, gdy te przesuwaja sie poprzez otwór stojana 9. Krzywki 4\ 4" sa wy¬ konane tak, ze krazki 3' wzglednie 3" sa pro¬ wadzone w krzywkach 4* wzglednie 4", dopóki krazki 6' wzglednie 6" nie zostana uchwycone w zatrzaskach 1{. wzglednie 7". Krazki 3', 3" sa tak osadzone, aby uchylne dzwignie mogly byc niezaleznie od siebie wychylane przez krzywki 4', 4". Takze krzywki 4', 4",' jak równiez po¬ zostale czesci do prowadzenia drutu, przymoco¬ wane do plyt 41', 42", formujacych czesci czolo¬ we, musza byc odpowiednio umieszczone, co jest uwidocznione na rysunku liniami pelnymi lub kreskowymi. Czesci oznaczone dodatkowo znaczkiem' wzglednie znaczkiem" wspólpracu¬ ja ze soba, Druty 8, odwijane z bebnów 10 prze¬ chodza poprzez krazek hamulcowy 12, dwa za¬ mocowane wahliwie krazki naprezajace 12, dwa krazki zmiany kierunku 13, 14 ora2 krazek wo¬ dzacy 15 i sa wkladane do stojana poprzez krazki 5* wzglednie 5", dzwignie 2* wzglednie 2" i krzywki prowadnicze 16' wzglednie 26". Na ry¬ sunku prowadzenie drutu jest uwidocznione tylko dla jednej cewki. Przy krzywkach pro¬ wadniczych 16', 16" sa osadzone noski chwytne 17\ 17". Osadzone naprzeciwko krzywek pro¬ wadniczych 16% 16" wsporniki wprowadzajace 18\ 28", rurowe blachy wprowadzajace 19\ 19", zaopatrzone w szczeliay oraz zastosowane przy dzwigniach 2' blachy prowadnicze 42 zapewnia¬ ja nalezyte wprowadzanie drutów do zlobków oraz wlasciwe przekazywanie drutów dzwigniom wychylnym. Nadawanie ksztaltu i przytrzymy¬ wanie polaczen czolowych odbywa sie za po¬ moca centralnie poruszanych wsporników. Taki wspornik jest uwidoczniony na fig. 4. Sklada sie on z trzona 20 z wystepem 22 do poruszania calego wspornika w kierunku promieniowym, z ruchomego palca 22 i z narzadów uruchamia¬ jacych 23 i 24. Narzady 24 sa zaopatrzone w wy¬ stepy 25, wchodzace do tarcz rowkowych 26.Nastawienie na inny kat miedzy trzonem a ru¬ chomym palcem odbywa sie za pomoca prze¬ krecenia tarcz 26 o spiralnych rowkch, które wchodza do magazynu 27 na tyle, ile tego wy¬ maga przestawienie wsporników. To przekrece¬ nie odbywa sie poprzez naped róznicowy 28 za pomoca silnika 29. Przy tym rygiel 30 zazebia sie z napedem róznicowym 28. Narzad kulo¬ wy 31 zapobiega przestawieniu wsporników pod¬ czas nawijania. Przy magazynie 27 wsporników umieszczone jest urzadzenie uchwytowe 32, przyjmujace nawijany stojan 9.Ruchy obrotowe stojana uzyskuje sie poprzez naped róznicowy 33 za pomoca wahacza 34.Silnik 35 umozliwia przekrecanie stojana w celu nawijania innej plaszczyzny.Ruchy wahadlowe wahacza -36 sa przenoszone poprzez naped róznicowy 37 i naped posredni 38 na zebatke 39 ramienia 2. Za pomoca wahacza 40 opóznia sie poprzez naped róznicowy 37 ruch wzdluzny ramienia 2, a tym samym, wychylenie dzwigni 2y wzglednie 2" w drugiej plaszczyznie.Aby móc nawijac stojany róznej dlugosci i aby zapewnic wykonalnosc róznych czynnosci z tym zwiazanych, skok wahaczy 34y 36 musi byc nastawny. Szczególy pominieto, gdyz nie dotycza one bezposrednio przedmiotu wynalazku.Caly cykl roboczy jest rozrzadzany dziurko¬ wana tasma bez konca, uwidoczniona na fig. ,5.Podzialka przewidzianej na brzegach perforacji wynosi 4,75 mm. O te wielkosc tasma przesuwa sie po kazdym wlozonym zezwoju. Dwa srodko¬ we szeregi otworów wydaja zlecenia niezbedne do przebiegu nawijania* Prawy szereg otworów, po osiagnieciu okreslonej liczby przewodów w zlobku, powoduje nastepne wlaczanie wy- - 4lacznika programowego. Lewy szereg otworów wplywa, w odpowiedni sposób, trzy razy na nastawienie cofania drutu przy nawijaniu kaz¬ dej cewki czesciowej. Polozenie otworów i w ra¬ zie potrzeby inna ich liczba, winny byc usta¬ lane empirycznie.Odmiana wynalazku jest nawijarka,, za po¬ moca której wykonuje sie wkladanie drutów do nieruchomego sfojana. W celu wytwarzania czól musza wtedy plyty 41' i 41" oraz ramie nawi¬ jajace wykonywac ruchy obrotowe. Czy nawi¬ janie powinno sie odbywac; przy stójanie obra¬ cajacym sie, czy tez przez obrót ramienia na¬ wijajacego i plyt formujacych czola* jest to zalezne na ogól od wystepujacych sil przyspie¬ szania i opózniania, wywolywanych przez czesci uruchomiane. PL