DE19817370A1 - Verfahren, Vorrichtung und Übertragungswerkzeug zum Wickeln und Einziehen von Spulen in Statoren elektrischer Maschinen - Google Patents

Abstract

Bei dem Verfahren zum Wickeln von Spulen und zum Einziehen der Spulen in Statoren elektrischer Maschinen werden die auf eine Schablone gewickelten Spulenwindungen (14) auf ringförmig angeordnete Stäbe (12) eines Übertragungswerkzeuges (10) abgestreift, mit diesem auf ringförmig angeordnete Lamellen (22, 24) eines Einziehwerkzeugs (30) übertragen und dann in die Nuten eines Stators eingezogen. Um die Werkzeuge vereinfachen zu können, ist vorgesehen, daß sich die Spulenwindungen (14) im Übertragungswerkzeug (10) von den Schlitzen zwischen den Stäben (12) im wesentlichen geradlinig radial nach innen durch die Schlitze zwischen den Lamellen (22, 24) hindurch erstrecken, wenn das Übertragungswerkzeug (10) koaxial und gleichgerichtet über das Einziehwerkzeug (30) gesetzt wird. Zum Einziehvorgang wird der Stator vor den freien Enden der Stäbe (12) auf das Einziehwerkzeug (30) aufgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln von Spulen und zum Einziehen der Spulen in Statoren elektrischer Ma­ schinen, bei dem die auf eine Schablone gewickelten Spulen­ windungen auf ein ringförmig angeordnete, parallele Stäbe aufweisendes Übertragungswerkzeug abgestreift, mit diesem auf ein ringförmig angeordnete, parallele Lamellen aufwei­ sendes Einziehwerkzeug übertragen und anschließend in die Nuten eines Stators eingezogen werden. Die Erfindung be­ trifft weiterhin ein Übertragungswerkzeug und eine Vorrich­ tung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bei der Herstellung von Elektromotoren bekannt, die Spulen für den Stator auf eine Schablone zu wickeln und von dieser auf ein im wesentlichen aus ring- oder teilringför­ mig angeordneten Stäben bestehendes Übertragungswerkzeug abzustreifen. Dieses setzt man dann koaxial so an einem im wesentlichen aus ringförmig angeordneten, parallelen Lamel­ len und einem Einziehstern bestehenden Einziehwerkzeug an, daß die freien Enden der Stäbe des Übertragungswerkzeugs entgegengesetzt zu den freien Enden der Lamellen gerichtet sind. In dieser Stellung werden die Spulen von Hand auf das Einziehwerkzeug übergestreift. Anschließend findet der Ein­ ziehvorgang statt, bei dem die Spulen mittels des längs der Lamellen verfahrbaren Einziehsterns axial in die Nuten ei­ nes auf die freien Enden der Lamellen aufgesetzten Stator­ blechpakets eingezogen werden.

Es ist weiterhin bekannt, das Übertragungswerkzeug, welches die Spulen von der Schablone übernimmt, danach mit einem zweiten Werkzeugteil zu verbinden und mit dieser Einheit die Spulen in den Stator einzuziehen. Auch dieses Verfahren schließt Handarbeitsvorgänge ein und findet daher haupt­ sächlich bei der Einzel- und Kleinserienfertigung Anwen­ dung.

In der Großserienproduktion von Statoren ist es üblich, die Spulen von der Schablone direkt auf das im wesentlichen aus ringförmig angeordneten Lamellen und einem Einziehstern be­ stehende Oberteil eines Einziehwerkzeugs abzustreifen, das dann durch einen Drehtisch oder eine andere Fördervorrich­ tung an eine Einziehstation transportiert wird. Dort wird ein Statorblechpaket auf die Lamellen des Einziehwerkzeugs aufgesetzt, und anschließend werden die Spulen mittels des Einziehsterns axial in die Statornuten eingezogen.

Die Lamellen der Einziehwerkzeuge müssen beim Aufsetzen des Statorblechpakets oder sogar während des Einziehvorgangs unter starker Belastung an den scharfkantigen Zähnen des Statorblechpakets entlanggleiten und deshalb sehr hart sein. Andererseits müssen sie mit individuellen, gerundeten Querschnittsformen und dünnen Stegen feinbearbeitet werden, um die isolierende Lackschicht der Spulendrähte nicht zu verletzen. Die Werkzeuge sind deshalb verhältnismäßig teuer und verursachen um so höhere Kosten, je mehr Lamellen sie haben. Statoren mit z. B. 36 Polen, d. h. 72 Spulen in ei­ ner Wickellage, haben 144 Nuten, und dementsprechend muß auch das Einziehwerkzeug 144 Einziehlamellen, welche den Spulendraht führen, und 144 Deckstreifenlamellen, welche Isolierstreifen zum Verschließen der Statornuten führen, insgesamt also 288 Lamellen, haben.

Das Wickeln der Spulen einer gemeinsam in den Stator einzu­ ziehenden Wicklungslage dauert sehr viel länger als der Einziehvorgang. Wenn z. B. 25 Wickler mit einer Einziehvor­ richtung zusammenarbeiten, um eine kurze Taktzeit zu errei­ chen, besteht im Beispielsfall von 144 Lamellen pro Ein­ ziehwerkzeug ein Werkzeugsatz für einen bestimmten Stator­ blechschnitt aus 7.200 formgeschliffenen Lamellen aus ge­ härtetem Stahl.

Die Erfindung zielt auf eine Vereinfachung der Werkzeuge von Fertigungsanlagen, insbesondere solcher, bei denen meh­ rere Wickelvorrichtungen vor einer Einziehvorrichtung par­ allel arbeiten, und diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß die Spulenwindungen so geformt werden, daß sie im Übertragungswerkzeug, ausgehend von den Schlit­ zen zwischen den auf größerem Radius als die Lamellen des Einziehwerkzeugs eingeordneten Stäben, über eine Länge, die größer ist als die radiale Erstreckung der Lamellen, im we­ sentlichen geradlinig radial nach innen verlaufen, daß das Übertragungswerkzeug mit den darin gehaltenen Spulenwindun­ gen in koaxialer Lage derart über das Einziehwerkzeug ge­ setzt wird, daß die freien Enden der Lamellen in dieselbe Richtung wie die freien Enden der Stäbe weisen und über diese hinausragen, daß der Stator vor den freien Enden der Stäbe des Übertragungswerkzeugs auf das Einziehwerkzeug aufgesetzt wird und daß nach dem Einziehvorgang und dem Ab­ ziehen des Stators vom Einziehwerkzeug das Übertragungs­ werkzeug von diesem abgenommen wird.

Durch das neue Verfahren wird erreicht, daß für den Trans­ port der Spulen von den Wicklern zu der Einziehstation statt der komplizierten und teuren Einziehwerkzeug-Obertei­ le sehr einfache Übertragungswerkzeuge eingesetzt werden können. Da sie nur eine Transportfunktion haben und nicht am Einziehvorgang beteiligt sind, können sie aus kostengün­ stigem Material geringer Härte, z. B. aus Kunststoff, be­ stehen. Die Übertragung der Spulen kauf das Einziehwerkzeug bedarf auch keiner Handarbeit, weil die Spulen dabei ihre Lage im Übertragungswerkzeug unverändert beibehalten und diese so ist, daß die Lamellen des Einziehwerkzeugs durch die spulen dringen, während das Übertragungswerkzeug, z. B. durch einen Roboter, über das Einziehwerkzeug gesetzt wird.

In der bevorzugten Ausführung des Verfahrens werden die Spulenwindungen durch entsprechende Gestaltung des Quer­ schnitts des Wickelschablone so geformt, daß sie im Über­ tragungswerkzeug nahe der radial äußeren Seite der Stäbe einen Knick aufweisen und sich von dort nach radial außen mit beiden Strängen im wesentlichen parallel oder konver­ gierend erstrecken. Durch diese Formgebung der Spulenwin­ dungen werden sie im Übertragungswerkzeug in einer defi­ nierten radialen Stellung gehalten, und zwar vorzugsweise in Ebenen, zu denen sich die Stäbe normal erstrecken. Die definierte Lage der Spulen mit Bezug auf den Querschnitt des Übertragungswerkzeugs ist wiederum die Voraussetzung dafür, daß in weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung die Spulen vor oder nach der Einführung in das Einziehwerk­ zeug in den sich radial nach innen erstreckenden Bereichen axial von den freien Enden der Stäbe fort gebogen werden. In diese Richtung müßten die Spulenwindungen sonst während des Einziehvorgangs gebogen werden. Durch das Biegen vor dem Einziehen können die Einziehkräfte und damit die Gefahr des gegenseitigen Verkeilens der Spulenwindungen in den schmalen Spalten zwischen den Einziehlamellen verringert werden.

Das zur Durchführung des neuen Verfahrens vorgeschlagene Übertragungswerkzeug besteht in herkömmlicher Weise aus ringförmig angeordneten, parallelen Stäben, die an einem Ende durch eine Basis miteinander verbunden sind. Die Be­ sonderheit besteht darin, daß der radiale Bereich, in dem sich die Stäbe befinden, radial außerhalb des radialen Be­ reichs liegt, in dem sich die Lamellen des mit dem Übertra­ gungswerkzeug zusammenwirkenden Einziehwerkzeugs befinden, daß die Stäbe in Umfangsrichtung etwa im Verhältnis der Ra­ dien breiter sind als die radial inneren Lamellen des Ein­ ziehwerkzeugs und daß die Basis eine sich von den Stäben über den Querschnitt der zwischen ihnen gehaltenen Spulen radial nach außen erstreckende Auflagefläche für die Spulen hat, zu der sich die Stäbe im wesentlichen normal erstrec­ ken.

Zweckmäßigerweise hat die Basis die Form einer Scheibe mit einer zentralen Öffnung, deren Durchmesser mindestens so groß ist wie ein in die ringförmige Anordnung der Stäbe einbeschriebener Kreis. Diese Gestaltung erlaubt es, die Stäbe des Übertragungswerkzeugs im wesentlichen spielfrei auf den Deckstreifenlamellen des Einziehwerkzeugs zu füh­ ren.

Die zur Durchführung des neuen Verfahrens in der bevorzug­ ten Ausführung vorgesehene Vorrichtung weist eine Halteein­ richtung zum Andrücken der Spulen im Bereich radial außer­ halb der Stäbe gegen die Auflagefläche und ein Biegewerk­ zeug auf, das mit einem axialen Vorsprung radial innerhalb der ringförmigen Anordnung der Stäbe von deren freien Enden her in wenigstens eine Spule einführbar ist und das gegen den radial innersten Bereich der Spule andrückbar ist, so daß dieser zur zentralen Öffnung der Basis hin biegbar ist. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, daß sie das Übertra­ gungswerkzeug als einen Teil des zum Biegen erforderlichen Werkzeugs nutzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines vorgewickelte Spulen tragenden Übertragungswerkzeugs vor dem Aufsetzen auf ein Einziehwerk­ zeug;

Fig. 2 in Seitenansicht das Übertragungswerk­ zeug nach Fig. 1 nach dem Aufsetzen auf das Einziehwerkzeug;

Fig. 3 einen vereinfachten Längsschnitt durch die oberen Teile des Einziehwerkzeugs in einer Zwischenphase des Einziehvor­ gangs;

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Wir­ kung einer Vorformung der Spulen mit dem in Fig. 1 über dem Übertragungs­ werkzeug gezeigten Formwerkzeug und

Fig. 5 einen Querschnitt durch das Übertra­ gungswerkzeug und das Einziehwerkzeug in der Stellung nach Fig. 2.

Das Erzeugen von Drahtspulen durch Wickeln von Draht auf eine Schablone mit bestimmtem Querschnitt und das Abstrei­ fen der Spulenwindungen von der Schablone in einen aus ringförmig angeordneten Stäben oder Lamellen bestehenden Aufnehmer, der ein Übertragungs- oder Einziehwerkzeug sein kann, ist eine seit langem bekannte Technik, auf die nicht näher eingegangen zu werden braucht. Es genügt, z. B. auf die GB 2 072 543 A Bezug zu nehmen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das in Fig. 1 ge­ zeigte Übertragungswerkzeug 10, welches wie die sonst übli­ chen Spulenaufnehmer ringförmig angeordnete, parallele Stä­ be 12 aufweist, an die Schablone herangebracht. Die auf der Schablone erzeugten Spulenwindungen 14 fallen jeweils in zwei Zwischenräume zwischen den Stäben 12, wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich. Die Stäbe 12 sind fest verbunden mit einer Basis 16 in Form einer flachen Scheibe, mit Bezug auf deren Oberfläche sich die Stäbe 12 normal erstrecken. Die Scheibe 16 hat eine mittlere Durchgangsöffnung 18, die größer ist als ein in den Innenraum zwischen den parallelen Stäben einbeschriebener Kreis. Die in üblicher Weise von der Schablone abgestreiften, senkrecht nach unten zwischen die Stäbe 12 fallenden Spulenwindungen legen sich in im we­ sentlichen paralleler Lage auf die Oberfläche der scheiben­ förmigen Basis 16 des Übertragungswerkzeugs 10, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Damit die Spulenwindungen 14 jeweils eine bestimmte Lage im Übertragungswerkzeug 10 einnehmen, benutzt man eine Scha­ blone mit einem wenigstens in einem Bereich polygonalen Querschnitt, so daß die Spulenwindungen 14 im Übertragungs­ werkzeug mindestens im Bereich radial innerhalb des Kranzes der Stäbe 12 mit gegenüberliegenden, im wesentlichen gerad­ linigen, konvergierenden Umfangsabschnitten 20 geformt wer-
den. Sie erstrecken sich jeweils von einem Spalt zwischen zwei Stäben 12 aus in Richtung zum Zentrum der ringförmigen Anordnung der Stäbe 12. Unmittelbar an der radial äußeren Öffnung der Spalte zwischen den Stäben 12 oder mit einem bestimmten, verhältnismäßig kurzen Abstand hinter dieser Öffnung sind die radial nach außen divergierenden Umfangs­ abschnitte 20 zueinander hin abgeknickt, so daß die sich weiter nach außen erstreckenden Umfangsabschnitte im Bei­ spielsfall parallel liegen. Die Spulenwindungen könnten an den Stäben 12 auch noch stärker oder weniger stark als im gezeigten Ausführungsbeispiel abgeknickt sein. Auf jeden Fall verhindern die konvergierenden Umfangsabschnitte 20 in Verbindung mit den Knicken 15 nahe der radial äußeren Seite den Stäbe 12, daß sich die Spulenwindungen 14 relativ zum Kranz der Stäbe 12 radial verlagern können. Die Länge der konvergierenden Umfangsabschnitte 20 ist von der Lage der Spulen im Übertragungswerkzeug kund von der radialen Er­ streckung der Stäbe 12 und der Lamellen des Einziehwerk­ zeugs abhängig. Im übrigen spielt die Form der Spulenwin­ dungen für die Erfindung keine Rolle.

Auf der Schablone werden nacheinander Gruppen konzentri­ scher Spulen erzeugt. Fig. 5 zeigt eine aus zwei konzentri­ schen Spulen bestehende Gruppe. Dazu könnten auch noch wei­ tere konzentrische Spulen gehören. Die Seitenansicht nach Fig. 1 zeigt zwei diametral gegenüberliegende Spulengrup­ pen. Es versteht sich, daß das Übertragungswerkzeug 10 je nach der gewünschten Bewicklung des Stators mehr als zwei über den Umfang der ringförmig angeordneten Stäbe 12 ver­ teilte Spulen oder Spulengruppen aufnehmen kann, die sämt­ lich gemäß Fig. 5 durch ihre Form mit konvergierenden Um­ fangsabschnitten 20 und einem Knick 15 an der Außenseite der Stäbe 12 eine definierte Lage im Übertragungswerkzeug 10 haben.

Im unteren Bereich von Fig. 1 ist ein herkömmliches Ein­ ziehwerkzeug schematisch dargestellt. Es hat ringförmig an­ geordnete, parallele Einziehlamellen 22 und ringförmig an­ geordnete, parallele Deckstreifenlamellen 24. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, erstrecken sich die Deckstreifenlamellen 24, im Querschnitt gesehen, radial in Flucht mit den Einziehla­ mellen 22 und liegen an deren radial äußerer Seite an. Wei­ terhin gehört zu dem Einziehwerkzeug ein Einziehstern 26, der in Fig. 5 nicht gezeigt ist. Er ist durch eine Schub­ stange 28 angetrieben und im zentralen Raum zwischen den Lamellen 22, 24 axial verfahrbar.

Da das gezeigte Einziehwerkzeug allgemein bekannt ist, ge­ nügt folgende kurze Funktionsbeschreibung: In der herkömm­ lichen Einziehtechnik werden die Spulen 14 entweder unmit­ telbar unter der Schablone in die Zwischenräume zwischen den Lamellen 22, 24 eingeführt oder mittels eines Übertra­ gungswerkzeugs, von dem die Spulen bei ihrer Übertragung auf das insgesamt mit 30 bezeichnete Einziehwerkzeug abge­ streift werden. Nachdem die Spulen in das Einziehwerkzeug 30 eingehängt worden sind, wird auf die oberen Enden der Einziehlamellen 22, gegen die freien Enden der Deckstrei­ fenlamellen 24 stoßend, ein in Fig. 3 mit 32 bezeichnetes Statorblechpaket aufgesetzt, das durch einen Niederhalter 34 gegen Abheben während des Einziehvorgangs gesichert wird. Während des Einziehvorgangs haben die Einziehlamellen 22 die Funktion, die scharfkantigen Statorzähne abzudecken und die Spulen 14 zu führen. Die Deckstreifenlamellen 24 haben die Aufgabe, Streifen aus Isoliermaterial, mit denen die Statornuten nach dem Einziehen der Spulen radial innen geschlossen werden, zu führen. Das Einziehen der Spulen er­ folgt durch den axial längs der Einziehlamellen 22 und durch die Bohrung des Stators 32 verfahrbaren Einziehstern 26. Es spielt für die Erfindung keine Rolle, ob ein Teil der Einziehlamellen 22 zusammen mit dem Einziehstern 26 axial verfährt oder über einen eigenen axialen Antrieb ver­ fügt. Fig. 3 zeigt beispielhaft links eine sich im wesent­ lichen nur bis etwas über die Oberkante des Stators er­ streckende und rechts eine mit dem Einziehstern 26 verfahr­ bare Einziehlamelle 22.

Es ist ersichtlich, daß das Einziehwerkzeug 30 wesentlich komplizierter und teurer ist als das Übertragungswerkzeug 10, das z. B. auch aus Kunststoff bestehen kann.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Formgebung der Spulenwin­ dungen 14 gemäß Fig. 5 mit verhältnismäßig langen konver­ gierenden Umfangsabschnitten 20 und einem Knick 15 nahe der radial äußeren Seite der Stäbe 12 gestattet es, die Spulen 14 in der Weise auf das Einziehwerkzeug 30 zu überführen, daß das Übertragungswerkzeug 10 in koaxialer Ausrichtung mit dem Einziehwerkzeug und mit gleichgerichteten freien Enden der Stäbe 12 und der Lamellen 22, 24 auf das Einzieh­ werkzeug 30 aufgesetzt wird, wobei die in Fig. 2 gezeigte Lage erreicht wird. Während des Zusammenführens des Über­ tragungswerkzeugs mit dem Einziehwerkzeug dringen die La­ mellen 22, 24 durch die Spulen 14. Da das Zusammenführen der beiden Werkzeuge in einer bestimmten Drehwinkelstellung mit Bezug auf die Mittellängsachse erfolgt, in der im Quer­ schnitt gemäß Fig. 5 die Stäbe 12 radial in Flucht mit den Lamellen 22, 24 liegen, dringen die konvergierenden Um­ fangsabschnitte 20 der Spulenwindungen 14 in die Spalte zwischen den Einziehlamellen 22 und zwischen den Deckstrei­ fenlamellen 24 störungsfrei ein. Da die Spaltweite zwischen den Einziehlamellen 22 durch die Maße des Statorblechpakets am radial inneren Eingang der Statornuten vorgegeben ist und die Stäbe 12 auf einem größeren Radius liegen als die Einziehlamellen 22, müssen die Stäbe 12 breiter als die Einziehlamellen 22 sein, um zwischen den Stäben 12 ungefähr dieselbe Spaltweite zu erhalten wie zwischen den Einziehla­ mellen 22. Dabei ergibt sich für die Stäbe 12 eine zweck­ mäßige Form mit etwa rechteckigem Querschnitt, allerdings mit Bezug auf die ringförmige Anordnung radial ausgerichte­ ten Seitenflächen. Die radial inneren Flächen der Stäbe 12 können gemäß Fig. 5 an den Deckstreifenlamellen 24 anlie­ gen, es kann aber auch ein radialer Zwischenabstand zwi­ schen den Stäben 12 und den Deckstreifenlamellen 24 vorge­ sehen sein. Durch zweckmäßige Gestaltung der Berührungsflä­ chen läßt sich in einfacher Weise die gewünschte relative Drehwinkelstellung des Übertragungswerkzeugs bei dessen Aufsetzen auf das Einziehwerkzeug gewährleisten.

Da das Übertragungswerkzeug 10 mit seiner scheibenförmigen Basis 16 voran von oben auf die freien Enden der Lamellen 22, 24 aufgesetzt wird, muß bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren das Übertragungswerkzeug 10 während des Einziehvor­ gangs auf dem Einziehwerkzeug 30 sitzen bleiben. Es stört dabei aber in keiner Weise und nimmt auch nicht am Einzieh­ vorgang teil. Nach dem Aufsetzen des Statorblechpakets auf die Lamellen 22, 24 des Einziehwerkzeugs befinden sich die freien Enden der Stäbe 12 mit Abstand unterhalb des Stator­ blechpakets, d. h. die Länge der Stäbe 12 und der Lamellen 22, 24 sind so abzustimmen, daß in der Ausgangsstellung nach Fig. 2 vor dem Einziehvorgang die Deckstreifenlamellen 24 über die Stäbe 12 hinausragen. Wenn dann der Einzieh­ stern 26 aufwärts fährt und dabei in herkömmlicher Weise die Spulen 14 mitnimmt, schiebt er sie zunächst aus den Spalten zwischen den Stäben 12 und dann gemäß Fig. 3 in die Nuten des Statorblechpakets 32. Es ändert sich durch das erfindungsgemäße Verfahren insoweit an dem herkömmlichen Einziehverfahren nichts. Lediglich das Aufbringen der Spu­ len 14 auf die Lamellen 22, 24 mittels des Übertragungs­ werkzeugs 10 ist anders, und es muß nach jedem Einziehvor­ gang, nach dem Abheben des nunmehr die Spulen 14 tragenden Statorblechpakets 32 auch das Übertragungswerkzeug 10 wie­ der vom Einziehwerkzeug 30 abgehoben werden.

Wenn mehrere Spulenlagen in ein Statorblechpaket einzuzie­ hen sind, werden nacheinander mehrere Übertragungswerkzeuge 10, die jeweils eine Spulenlage tragen, einzeln auf das Einziehwerkzeug 30 aufgesetzt. Nach dem Einziehen der er­ sten Lage wird das teilweise bewickelte Statorblechpaket abgehoben, das erste Übertragungswerkzeug 10 abgenommen, das zweite Übertragungswerkzeug mit weiteren Spulen sowie der teilweise bewickelte Stator aufgesetzt, ein weiterer Einziehvorgang durchgeführt, usw. Das Abnehmen und Wieder­ aufsetzen des Statorblechpakets beim Einziehen mehrerer Wicklungslagen ist auch bei den herkömmlichen Wickel- und Einziehverfahren erforderlich. Bei dem neuen Verfahren kommt lediglich das Aufsetzen und Abnehmen des Übertra­ gungswerkzeugs 10 hinzu. Da die Spulenwindungen 14 gemäß Fig. 5 beim Aufsetzen optimal ausgerichtet sind, kann die­ ses wesentlich schneller als bisher bei Verwendung von Übertragungswerkzeugen, vorzugsweise mittels eines Robo­ ters, geschehen. Der Zeitgewinn beim Aufsetzen überwiegt den zusätzlichen Zeitbedarf für das Abnehmen des Übertra­ gungswerkzeugs 10 vom Einziehwerkzeug 30 nach dem Einzieh­ vorgang beträchtlich. Für den Transport der von einem Robo­ ter auf das Einziehwerkzeug gesetzten und von diesem wieder abgenommenen Übertragungswerkzeuge zwischen dem Einzieh­ werkzeug und der Wickelschablone einer Wickelvorrichtung kommt jede geeignete Fördereinrichtung in Frage. Diese kann verhältnismäßig einfach sein, weil die Übertragungswerkzeu­ ge 10 mit ihrer scheibenförmigen Basis 16 und den mit die­ ser fest verbundenen Stäben 12 eine einfache Form haben und die Spulen 14 durch ihre Formgebung in ihrer Lage auf dem Übertragungswerkzeug 10 fixiert sind. Somit bestehen gute Voraussetzungen dafür, eine Vielzahl von Wickelvorrichtun­ gen im Parallelbetrieb arbeiten zu lassen. Die auf den ver­ schiedenen Wickelvorrichtungen mit Spulen versehenen Über­ tragungswerkzeuge 10 werden von der Fördereinrichtung dem erwähnten Roboter zugeführt, der sie mit kurzem Zeittakt auf das Einziehwerkzeug 30 aufsetzt und nach dem Einzieh­ vorgang wieder abnimmt und der Fördereinrichtung zum Rück­ transport zu den Wickelvorrichtungen übergibt.

Die horizontale Lage der Spulenwindungen 14 auf der schei­ benförmigen Basis 16 des Übertragungswerkzeugs 10 ist der Beibehaltung der vorbestimmten Lage der Spulen im Übertra­ gungswerkzeug förderlich. Gleichzeitig hat die großflächige Auflage der Spulen auf der scheibenförmigen Basis 16 in Verbindung mit der definierten Lage der Spulen im Übertra­ gungswerkzeug 10 den Vorteil, daß man in sehr einfacher Weise die Spulen 14 vor dem Einziehvorgang vorformen kann, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist.

Normalerweise liegt jede Spulenwindung vor dem Einziehen in einer geraden Ebene. Im eingezogenen Zustand hat sie je­ doch die in Fig. 4 oben gezeigte, gekrümmte Form. Die Kraft für das Biegen der Spulenwindungen aus ihrer geraden Ebene heraus erfordert eine zusätzliche Kraft, die über den An­ trieb des Einziehsterns 26 aufgebracht werden muß. Die ein­ zelnen Spulenwindungen werden deshalb beim Einziehvorgang stärker gegeneinander und gegen die Einziehlamellen 22 ge­ drückt. Dies wiederum führt zu größeren Reibungskräften und einer stärkeren Neigung der Spulenwindungen, sich in den schmalen Spalten zwischen den Einziehlamellen 22 zu ver­ klemmen. Mit der Vorformung der Spulen gemäß Fig. 4 können diese Nachteile wesentlich vermindert werden.

Die Vorformung der Spulen 14 erfolgt in einfacher Weise mit einem in Fig. 1 oben gezeigten Biegewerkzeug, welches aus einer Spannplatte 36 und einem Biegestempel 35 besteht. Während die Spulen 14 auf der scheibenförmigen Basis 16 des Übertragungswerkzeugs 10 liegen, werden sie mittels der Spannplatte 36 im Bereich radial außerhalb der ringförmigen Anordnung der Stäbe 12 gegen die Basis 16 angedrückt und dadurch festgespannt. Dann fährt der Biegestempel 36 von oben in den zentralen Raum zwischen den Stäben 12 gegen die radial inneren Bereiche der Spulen. Um sie zuverlässig zu erfassen und am Ausweichen zu hindern, kann der Biegestem­ pel 26 mit Vorsprüngen 40 versehen sein, die in die Spulen eingreifen. Indem der Biegestempel 38 die im Übertragungs­ werkzeug 10 radial innersten Bereiche der Spulen nach un­ ten, in die zentrale Öffnung der scheibenförmigen Basis 16 hinein drückt und dabei entsprechend verformt, erhalten die Spulen bereits angenähert - dargestellt ist die ideale Ver­ formung - die in Fig. 4 oben gezeigte Form, die sie am Ende des Einziehvorgangs haben.

Der Biegevorgang mittels des Biegestempels 38 kann vor dem Aufsetzen des Übertragungswerkzeugs 10 auf das Einziehwerk­ zeug 30 stattfinden, wobei dessen Lamellen den Biegevorgang nicht behindern. Es besteht aber auch die Möglichkeit, das Vorformen nach dem Aufsetzen des Übertragungswerkzeugs 10 auf das Einziehwerkzeug 30 durchzuführen, wenn gemäß Fig. 5 im zentralen Innenraum zwischen den Einziehlamellen 22 ge­ nügend platz vorhanden ist, wobei der Einziehstern 26 eine entsprechend zurückgezogene Stellung einnimmt. Ein auf ihm befestigter Stab 42, der in bekannter Weise zum Abheben ei­ nes auf die freien Enden der Lamellen 22 aufgesetzten Aus­ richtsterns benutzt wird, kann in eine zentrale Bohrung im Biegestempel 38 eindringen.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sie praktisch keine Änderungen an den herkömmlichen Wickel- und Einziehvorrich­ tungen erfordert. Es genügen angepaßte Halterungen, um die Übertragungswerkzeuge 10 in der Wickelvorrichtung unter der Schablone zu halten und auf der Einziehvorrichtung festzu­ legen, nachdem sie auf das Einziehwerkzeug aufgesetzt wor­ den sind. Selbst die einfache Form der Übertragungswerkzeu­ ge 10 gestattet noch Abwandlungen gegenüber dem gezeigten Ausführungsbeispiel nicht nur hinsichtlich der Form der Stäbe, sondern auch hinsichtlich der Art der Befestigung an der scheibenförmigen Basis. Sie können z. B. einstückig mit dieser geformt, angeschraubt oder angeschweißt sein. Die Ausbildung des zentralen Bereichs der Basis 16 in Form ei­ nes naben- oder kragenförmigen Ansatzes auf der Unterseite der Scheibe erleichtert die genaue Positionierung, das Er­ greifen mittels eines Roboters und das Festlegen an den Wickel- und Einziehvorrichtungen. Damit läßt sich auch der für das Verformen der Spulen gemäß Fig. 4 erforderliche Ab­ stand zwischen der Oberfläche der Basis 16 und der Obersei­ te des Einrichtsterns 26 gewinnen. Die außen z. B. runde scheibenförmige Basis 16 kann auch insgesamt oder auf der Oberseite eine konische Form haben. Durch einen wulstförmi­ gen, umlaufenden Vorsprung oder eine Vielzahl einzelner Vorsprünge auf der Oberseite kann ebenfalls die radiale La­ ge der Spulen gesichert werden. Diese Maßnahme kann alter­ nativ oder zusätzlich zu den gemäß Fig. 5 in die Spulenwin­ dungen 14 eingeformten Knicken getroffen werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Wickeln von Spulen und zum Einziehen der Spulen in Statoren elektrischer Maschinen, bei dem die auf eine Schablone gewickelten Spulenwindungen (14) auf ein ringförmig angeordnete, parallele Stäbe (12) auf­ weisendes Übertragungswerkzeug (10) abgestreift, mit diesem auf ein ringförmig angeordnete, parallele Lamel­ le (22, 24) aufweisendes Einziehwerkzeug (30) übertra­ gen und anschließend in die Nuten eines Stators (32) eingezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spu­ lenwindungen (14) so geformt werden, daß sie im Über­ tragungswerkzeug (10), ausgehend von den Schlitzen zwi­ schen den auf größerem Radius als die Lamellen (22, 24) des Einziehwerkzeugs (30) angeordneten Stäben (12), über eine Länge, die größer ist als die radiale Er­ streckung der Lamellen (22, 24), im wesentlichen gerad­ linig radial nach innen verlaufen, daß das Übertra­ gungswerkzeug (10) mit den darin gehaltenen Spulenwin­ dungen (14) in koaxialer Lage derart über das Einzieh­ werkzeug (30) gesetzt wird, daß die freien Enden der Lamellen (22, 24) in dieselbe Richtung wie die freien Enden der Stäbe (12) weisen und über diese hinausragen, daß der Stator (32) vor den freien Enden der Stäbe (12) des Übertragungswerkzeugs (10) auf das Einziehwerkzeug (30) aufgesetzt wird und daß nach dem Einziehvorgang und dem Abziehen des Stators (32) vom Einziehwerkzeug (30) das Übertragungswerkzeug (10) von diesem abgenom­ men wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenwindungen so geformt werden, daß sie im Über­ tragungswerkzeug (10) nahe der radial äußeren Seite der Stäbe (12) einen Knick (15) aufweisen und sich von dort nach radial außen mit beiden Strängen im wesentlichen parallel oder konvergierend erstrecken.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spulenwindungen (14) im Übertragungswerk­ zeug (10) im wesentlichen in Ebenen gehalten werden, zu denen sich die Stäbe (12) normal erstrecken.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spulenwindungen (14) im Übertra­ gungswerkzeug (19) vor oder nach der Einführung in das Einziehwerkzeug (30) in den sich radial nach innen er­ streckenden Umfangsabschnitten (20) axial von den frei­ en Enden der Stäbe (12) fort gebogen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf einer Vielzahl von parallel ar­ beitenden Wickelvorrichtungen Spulenwindungen (14) er­ zeugt und auf Übertragungswerkzeuge (10) übertragen werden, die nacheinander mit demselben Einziehwerkzeug (30) zusammenwirken.

6. Übertragungswerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit ringförmig ange­ ordneten, parallelen Stäben (12), die an einem Ende durch eine Basis (16) miteinander verbunden sind, da­ durch gekennzeichnet, daß der radiale Bereich, in dem sich die Stäbe (12) befinden, radial außerhalb des ra­ dialen Bereichs liegt, in dem sich die Lamellen (22, 24) des mit dem Übertragungswerkzeug (10) zusammenwir­ kenden Einziehwerkzeugs (30) befinden, daß die Stäbe (12) in Umfangsrichtung des Übertragungswerkzeugs (10) etwa im Verhältnis der Radien breiter sind als die ra­ dial inneren Lamellen (22) des Einziehwerkzeugs (30) und daß die Basis eine sich von den Stäben über den Querschnitt der zwischen ihnen gehaltenen Spulenwindun­ gen (14) radial nach außen erstreckende Auflagefläche für die Spulenwindungen (14) hat, zu der sich die Stäbe (12) im wesentlichen normal erstrecken.

7. Übertragungswerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Basis (16) die Form einer Scheibe mit einer zentralen Öffnung (18) hat, deren Durchmesser mindestens so groß ist wie ein in die ringförmige An­ ordnung der Stäbe (12) einbeschriebener Kreis.

8. Übertragungswerkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (16) auf der Oberseite mit einem umlaufenden oder mehreren einzelnen Vorsprün­ gen versehen ist, welche die Spulenwindungen (14) in einer Lage halten, in der sich ihre im wesentlichen ge­ radlinig radial nach innen verlaufenden Umfangsab­ schnitte (20) im radialen Bereich der Lamellen (20, 24) und Stäbe (12) befinden.

9. Übertragungswerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Kunststoff besteht.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Halte­ einrichtung (36) zum Andrücken der Spulenwindungen (14) im Bereich radial außerhalb der ringförmigen Anordnung der Stäbe (12) gegen die Auflagefläche (16) und ein Biegewerkzeug (38) aufweist, das mit einem axialen Vor­ sprung (14) radial innerhalb der ringförmigen Anordnung der Stäbe (12) von deren freien Enden her in Spulenwin­ dungen (14) wenigstens einer Spule einführbar ist und das gegen den radial innersten Bereich der Spule an­ drückbar ist, so daß dieser zur zentralen Öffnung (18) der Basis (16) hin biegbar ist.