DE3343390C2 - Verfahren zum Herstellen von Wellenwicklungen und Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen mehrfach gewellter Wicklungen für Statoren dynamo-elektrischer Maschinen. In der Vorrichtung sind erste Formelemente (11) vorgesehen, die kranzförmig um eine Mittelachse (8) angeordnet sind sowie zweite Formelemente (12), die zwischen den ersten Formelementen ebenfalls kranzförmig um die bezeichnete Mittelachse (8) herum angeordnet sind und einen gleichen Winkel zu dieser Mittelachse bilden. Die ersten und zweiten Formelemente sind jeweils radial aus einer ersten äußeren Lage in eine zweite innere Lage bewegbar, wobei die jeweiligen bezeichneten Lagen der zweiten Formelemente jeweils näher an bzw. weiter von der Mittelachse (8) entfernt vorgesehen sind als die entsprechenden Lagen der ersten Formelemente. Nach dem Aufbringen einer Wicklung mittels entsprechender Wickelmittel auf die ersten Formelemente (11) fahren die zweiten Formelemente (12) in ihre radial innere Lage und drücken dabei den Wickel aus einer polygonalen Form in die gewünschte gewellte Wickelform, wobei die ersten Formelemente gedämpft in ihre innere Lage fahren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Wellenwicklungen für Statoren elektrischer Maschinen, wobei ein Wicklungsdraht auf im Kreis angeordneten bewegbaren ersten Formelementen zu einer Spule gewickelt wird und diese unter der Einwirkung von den ersten und von regelmäßig zwischen den ersten im Kreis verteilten zweiten Formelementen eine gewellte Form erhält

Desweiteren hat die Erfindung zum Gegenstand eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Ansprach 1, mit einer Serie erster und zweiter, in wechselnder Folge regelmäßig im Kreis um die Vorrichtungsachse angeordneter Formefemente, und mit Mitteln zum Ausgeben eines Wicklungsdrahtes und Wickeln einer Spule, wobei die Spule von den ersten Formelementen auf jeweils einem axial gerichteten Abschnitt gehalten wird.

Aus der DE-AS 23 51 952 ist eine Vorrichtung zum Wickeln und Einbringen von Spulen in die Nuten von Statoren elektrischer Maschinen bekannt

Bei dieser Vorrichtung wird aus einem Förderrohr ein Wicklungsdraht kreisförmig auf sternförmig angeordnete erste und zweite Formelemente zu einer Wicklung gewickelt Unterhalb der sternförmigen Anordnung der ersten und zweiten Formelemente ist eine Spuleneinziehvorrichtung angeordnet Die ersten Formelemente bestehen aus einem die Wicklung tragenden Abschnitt und in einem Abstand darüber angeordnet einem Zugabschnitt. Die zweiten Formelemente sind im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und nach unten zur Spuleneinziehvorrichtung gebogen; sie ragen dabei zum Teil in das Innere des Kreises hinein, der von im Abstand nebeneinander angeordneten Fingern der Spuleneinziehvorrichtung gebildet wird. Für diese Finger ist eine Aussparung an der unteren Fläche des abgebogenen zweiten Formelements ausgebildet Nachdem eine Vorwickiung auf den ersten und zweiten Formeiementen abgelegt bzw. erstellt worden ist, fahren die jeweils zwischen den zweiten Formelementen angeordneten ersten Formelemente nach unten, wobei im Verlaufe der abwärtsgerichteten Bewegung der Zugabschnitt innen in die Wicklung eingreift und diese nach unten zieht. Während der Abwärtsbewegung gleitet die Wicklung über die abwärtsgebogenen zweiten Formelemente hinab in Zwischenräume zwischen den Fingern der Spuleneinziehvorrichtung. Weitere Arbeitsgänge zum Einbringen der Wickiung in die Nuten der Statoren schließen sich an.

Aus der DE-OS 17 63 104 ist eine Maschine zum Herstellen von Wicklungen für Dynamomaschinen bekannt Eine solche Maschine enthält eine Verformungsstation, an der zwei Paare von Verformungsfingern entlang einer Führungsbahn aufeinander zu bewegbar sind. An den jeweiligen Enden der Fingerpaare sind Formeinrichtungen vorgesehen, um einer Wicklung eine gewünschte Gestalt zu geben. Die Fingerpaare sind im Winkel von 90° gegeneinander versetzt, so daß sie im Betrieb ineinandergreifen können. Die Finger eines jeden Paares sind in einem begrenzten Ausmaß zangenförmig aufeinander zu bewegbar, wobei diese Bewegung durch eine zwischen den Fingern angeordnete Feder steuerbar ist. Zum Verformen einer Wicklung wird eine in bestimmter Weise hergerichtete Spule auf das untere Fingerpaar gelegt und anschließend die Fingerpaare aufeinander zu bewegt. Durch das Ineinandergreifen und die entsprechend vorgesehenen Fotmstükke erhält die Spule einp gewünschte Wicklungsform. Während der Arbeitsbewegung werden die jewe^:''gen Finger aufeinander zu bewegt, um der Verformungsbewegung der Spule zu folgen.

Bei dieser bekannten Vorrichtung handelt es sich um eine reine Verformungsmaschine, deren Formelemente keinerlei Funktion der Herstellung der Wicklung übernehmen, da die Wicklung als Zwischenprodukt angeliefert wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens anzugeben, womit auf einfache und kostengünstige Weise gewellte Wicklungen hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, daß

— die Spule auf je einen zur Kreisfläche senkrechten Abschnitt der ersten Formelemente gewickelt wird,

— die zweiten Formelemente radial von außen gegen die Spule nach innen bewegt werden, wobei sie die Spuleabereiche, auf die sie auftreffen, radial nach innen drücken,

— die ersten Formelemente von der Spule, in ihrer Bewegung gebremst oder gedämpft ebenfalls radial nach innen gezogen werden.

Hinsichtlich der Vorrichtung wurde die Aufgabe dadurch gelöst, daß die ersten und die zweiten Formelemente jeweils radial bewegbar sind, wobei die zweiten Formelemente mittels eines gesteuerten Antriebs aus einer äußeren, achsfernen Lage in eine innere, achsnahe Lage bewegbar sind und die ersten Formelemente frei sind, eine gedämpfte, durch den gleichbleibenden Spulenumfang bedingte Folgebewegung auszuführen, und wobei der Abstand der äußeren, achsfernen Lage der zweiten Formelemente von der Achse größer als der Abstand der Anfangslage der ersten Formelemente und der Abstand der inneren, achsnahen Lage der zweiten Formelemente von der Achse kleiner als der Abstand der Endlage der ersten Formelemente ist.

In den Unteransprüchen 3—14 sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfin-iungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine Ansicht eines Schnitts entlang der Linie II-IIinFig. 1,

F i g. 3,4 jeweils eine Ansicht der Vorrichtung aus den Fig. 1, 2 von unten, wobei jeweils zwei verschiedene Betriebszustände der Vorrichtung dargestellt sind,

F i g. 5 eine Ansicht eines Schnitts durch ein Detail ac; Vorrichtung,

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer gewellten Wicklung, die mittels der Vorrichtung gemäß der F i g. 1 — 4 erhalten worden ist, die auf ein entsprechendes Einsetzwerkzeug aufgesetzt wurde, und F i g. 7,8 ein weiteres Detail der Vorrichtung.

In den Figuren ^Kezeichnet die Bezugsziffer 1 allgemein eine Vorrichtung zum Herstellen von Wellenwicklungen, bestehend aus mehreren Einzelwicklungen, für Statoren dynamo-elektrischer Maschinen. 5n r i g. 6 bezeichnet das Bezugszeichen C das Profil einer Wellenwicklung, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 herstellbar ist

Die Vorrichtung weist einen fest angeordneten Rahmen 2 auf, in dem zwei zylindrische, senkrecht stehende Führungssäulen 3 (in F i g. 2 ist lediglich eine erkennbar)

vorgesehen sind, an welchen ein Trägerrahmen 5 unter Zwischenschaltung von Gleithülsen 4 verschiebbar ist. Die Vertikalbewegung des Trägerrahmens 5 relativ zum festen Rahmen 2 wird durch einen Hydraulikzylinder 6 bewirkt, der an dem Rahmen 2 befestigt ist und dessen Betätigungsstange mit einer starr an dem Trägerrahmen 5 angeordneten Halterung verbunden ist.

Der Trägerrahmen 5 trägt ein Glockenteil 10, das um eine Mittelachse 8 dreht, wobei Kugellager 9 vorgesehen sind. Das Glockenteil 10 besitzt eine erste Serie von ersten Formelementen 11 (von den Formelementen ist in F i g. 1 und 2 lediglich eines sichtbar), die in gleichmäßigem Abstand um die Mittelachse 8 herum angeordnet sind und untereinander ebenfalls einen gleichmäßigen Abstand aufweisen (vergl. F i g. 3 und 4).

Das Glockenteil 10 ist darüber hinaus mit einer zweiten Serie von zweiten Formelementen 12 versehen, die in einem gleichen Winkel im Abstand zur bezeichneten Mittelachse vorgesehen und zwischen den ersten Formeicffienicfi ί 1 eingesetzt sind, so daß jedes zweite Eie- ment 12 von zwei ersten Elementen 11 flankiert wird.

Jedes der ersten Formelemente 11 ist an einem Träger 13 angeordnet, der an einer von dem Glockenteil 10 getragenen und bezüglich der Mittelachse 8 radial verlaufenden Führungsstange 14 verschiebbar gehalten ist. Das Glockenteil ist an einem Endflansch 18 einer Hülse 19 befestigt, welche letztere mittels der Kugellager 9 drehbar an dem Trägerrahmen 5 aufgenommen ist. Auf der Hülse 19 ist eine Riemenscheibe 20 aufgesetzt, die mittels eines Endlosriemens 21 mit einer Riemenscheibe 22 in Wirkverbindung steht, welche letztere mittels der Welle 23 von einem Motor 24 angetrieben wird (vergl. Fig.1).

Der Motor 24 dreht das Glockenteil mittels der Welle 23, des Riemens 21, der Riemenscheibe 20 und 22 sowie der Hülse 19 um die Mittelachse 8. Die Rotation des Glockenteils 10 bewirkt das Herumwickeln eines Kupferdrahts um die erste Serie dsr ersten Fonndemerite 11, um eine polygonal geformte Spulenwicklung zu formen, von der ein Teil des Profils mit dem Bezugszeichen

25 in F j g. 3 gekennzeichnet ist. Zu diesem Zweck besitzt eines der ersten Formelemente 11 eine Vorrichtung

26 zum Befestigen eines Endes des Kupferdrahts.

Die Vorrichtung 26 weist (vergl. F i g. 5) zwei horizontal angeordnete Scheiben 27,28 auf, von denen die erste am Körper des ersten Elements 11 und die zweite an einem Ende eines senkrechten Schafts 29 befestigt ist, der durch eine Feder 30 nach oben gedruckt wird. Der Schaft 29 kann vermittels Bewegens einer Betätigungsstange 31 nach rechts gegen die Wirkung der Feder 30 nach unten bewegt werden (vgl. F i g. 5), wobei die Betätigungsstange 31 mit einem Ende nach außen über das erste Formelement 11 hinausragt, auf welches Ende ein Betätigungszylinder 75 (vgL F i g. 7) einwirkt Das andere, sich innerhalb der Formelemente befindende Ende (in F i g. 5 das rechte Ende) ist mit einem Nocken versehen, mittels welchem der Schaft 29 infolge Zusammenwirkens mit der Nockenfläche 32 nach unten bewegbar ist.

In den F i g. 7 und 8 sind eine Teilansich: in größerem Maßstab und eine Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 8-8 in F i g. 7 dargestellt, die sich auf eine Einheit zum Zuführen und Schneiden des Drahtes bezieht

Mit der Bezugsziffer 61 ist eine Trägerplatte gekennzeichnet, die von dem Trägerrahmen 5 getragen wird und die auf die Mittelachse 8 ausgerichtet ist Auf der Platte 61 sind vermittels Buchsen 66 zwei Gleitstangen 65 bewegbar geführt, die an ihrem oberen Ende mittels einer Brücke 64 verbunden sind. Die Brücke ist mittels eines fest mit der Platte 61 verbundenen Betätigungszylinders 63 senkrecht bewegbar. Die unteren Enden der Gleitstangen 65 tragen einen Rahmen 67, der zwei horizontal angeordnete Führungsstangen 70 aufweist (in F i g. 7 ist lediglich eine Stange sichtbar).

Auf den Führungsstangen 70 ist ein Stützaufbau 69 bewegbar angeordnet, der die Drahtzuführeinheit trägt. Die horizontale Bewegbarkeit des Stützaufbaus 69 wird mittels eines Betätigungszylinders 68 bewirkt, der an dem Rahmen 67 befestigt ist. Der Stützaufbau 69 trägt einen weiteren Betätigungszylinder 75, dessen Kolbenstange mit einem Schubelement 76 zum Betätigen der Scheiben 27,28 zwecks Einhakens des Drahts ausgerüstet ist Der Stützaufbau 69 weist desweiteren zwei horizontale Führungsstangen 71 auf (vgl. F i g. 8), an denen die Drahtzuführungseinheit 72 bewegbar angeordnet ist.

Diese Einheit besitzt einen Greifer 72a zum Eingreifen des Drahtes und einen Betätigungszylinder 74 zum Betätigen des Greifers. Die Horizontalbewegung der Einheit 72 wird mittels eines weiteren Betätigungszylinders 73 bewerkstelligt, der an dem Stützaufbau 69 befestigt ist Letzterer weist einen Rahmen 69a auf, der eine Drahtschneideeinheit 90 (in F i g. 7 nicht dargestellt) trägt Diese Einheit besitzt einen an dem Rahmen 69a befestigten Betätigungszylinder 77 sowie eine Stange 78, einen Umkehrhebel 79 und eine Klinge 80, die in einen r ührungskanal 80a für den Draht hineinragt.

Mit der Bezugszahl 81 ist eine Stiftschraube an dem Stützaufbau 69 gekennzeichnet, die mit einem Abschnitt in Richtung der Einheit 72 weist. Die Länge dieses bezeichneten Abschnitts ist einstellbar, um eine Justierung des Betriebswegs der Einheit 72 zu ermöglichen.

Es wird nun wieder Bezug genommen auf F i g. 2. Jedes zweite Formelement 12 der zweiten Serie ist zwischen einer äußeren Lage (in den F i g. 2 und 3 dargestellt) und einer inneren Lage (in F i g. 4 dargestellt) bewegbar. Wenn sich die zweiten Formelemente in ihrer in F i g. 2 dargestellten äußeren Lage befinden, wirken sie mit Arretierorganen 33 zusammen, welche sie in der in F i g. 2 dargestellten gedrehten Stellung halten. In diesem Betriebszustand greifen die zweiten Formelemente 12 nicht in den Wickelprozeß des Kupferdrahtes ein, bei welchem dieser auf die ersten Formelemente 11 der ersten Serie aufgewickelt wird.

Jeder Träger 13 der ersten Formelemente 11 ist mit einem biegsamen Metallkabel 34 verbunden, das eine L-förmige Krümmung aufweist Dieses Kabel 34 besitzt einen Abschnitt der sich radial von dem jeweiligen Träger 13 in Richtung der Mittelachse 8 erstreckt un.' einen zweiten Abschnitt, der parallel und neben der Mittelachse 8 herläuft Dieser zweite Abschnitt ist in einer Umhüllung thermogehärteten Kunststoffmaterials 35 eingesetzt die durch eine axiale Bohrung in einem zylindrischen Körper 36 vorgesehen ist der mit der Hülse 19 verbunden ist Das obere Ende des biegsamen Kabels 34, das an den ersten Formelementen 11 befestigt ist steht mit einer Gleithülse 37 in Wirkverbindung, die um die Achse 8 drehbar angeordnet und auf einem Kugellager 38 aufgesetzt ist das von einem Schlitten 39 getragen wird (vgl. F i g. 1). Der Schlitten 39 ist zur vertikalen Gleitbewegung auf Führungen 40 angeordnet die von dem Trägerrahmen 5 getragen werden.

In ähnlicher Weise sind die Träger 16 der zweiten Formeiemente 12 mitteis einer zweiten Serie flexibler Kabel 41 mit einer Hülse 42 verbunden, die mittels eines Kugellagers 43 um die Achse 8 drehbar und auf einem

Schlitten 14 befestigt ist. Dieser Schlitten ist an auf dem Trägerrahmen 5 befestigten Führungen 45 (vgl. F i g. 2) vertikal gleitend verschiebbar. Jedes flexible Kabel 41 weist, ähnlich wie die Kabel 34, einen ersten, sich radial von dem jeweiligen Träger 16 in Richtung der Mittelachse 8 erstreckenden Abschnitt und einen parallel und neben der Achse 8 verlaufenden zweiten Abschnitt auf, wobei es in einer Umhüllung 46 geführt ist, die durch eine entsprechende Bohrung in dem zylindrischen Körper 36 hindurchführt.

Die vertikalen Bewegungen der beiden Schlitten 39 und 44 relativ zu dem Trägerrahmen 5 werden von zwei Betätigungszylindern 47 und 48 bewirkt, die von dem Trägerrahmen 5 getragen werden (vgl. Fig. 1).

Der mittlere, abgeknickte Bereich der flexiblen Kabel 34,41 wird von Durchgängen entsprechender Form geführt, die von zwei Halbhülsen 49,49' gebildet werden, welche ihrerseits die Nabe des Glockenteils 10 darstellen.

Schließlich weist die Vorrichtung 1 eine Zentralstange 51 auf, die mittels Kugellagern 50 in dem Trägerrahmen 5 frei drehbar gehaltert und zwecks Rotation mit einer Buchse 52 verbunden ist, die ihrerseits an der Nabe des Glockenteils 10 festgelegt ist Die Buchse 52 hat ein schalenförmiges Ende, mittels welchem die inneren Enden der radialen Führungsstangen 14,17 aufgenommen sind. Desweiteren ist am unteren Ende der Zentralstange 51 ein Stern bestehend aus radialen Blättern 53 befestigt. Die äußeren Enden der Blätter 53 werden für eine vertikale Gleitbewegung von einer geschlitzten Schurre 54 geführt, die an dem schalenförmigen Ende der Buchse 52 festgelegt ist.

Die Zentralstange 51 ist hinsichtlich des Trägerrahmens 5 axial bewegbar, wobei diese Bewegung von einem hydraulischen Zylinder 55 bewirkt wird.

In F i g. 2 ist ein Einsetzwerkzeug 56 bekannter Bauart (vgl. US-PS 31 24 536) in gestrichelten Linien dargestellt, das die geweüte Spuienwickiung nach deren Ausbildung in der Vorrichtung 1 aufnimmt und anschließend in die Ausnehmungen eines Stators einsetzt

Im folgenden wird die Funktion der oben beschriebenen Vorrichtung näher erläutert:

Zu Beginn des Zyklus steht das Glockenteil 10 still, wobei sich die ersten Formelemente 11 in ihrer äußeren Lage befinden (vgl. F i g. 2). Der Rahmen 67 mit den Trägern der Drahtzuführeinheit 72 und der Drahtschneideeinheit 90 befindet sich in seiner unteren Lage (vgl. F i g. 7), während der Betätigungszylinder 75, ebenfalls in F i g. 7 dargestellt, zurückgezogen ist Die Einheit 72 befindet sich (F i g. 7) ebenfalls in zurückgezogener Lage, wobei der Greifer 72a in Offenstellung ist

In dieser Betriebsstellung wird der Betätigungszylinder 75 aktiviert, um die Scheiben 27, 28, welche zum Einhaken des Drahts dienen, auseinander zu bewegen. Anschließend wird der Draht nahe an den Greifer 72a gebracht und der Zylinder 74 betätigt um den Greifer zu veranlassen, den Draht bei einem bestimmten Abstand von seinem Ende zu ergreifen. Daraufhin wird der Zylinder 73 aktiviert um die Drahtzuführeinheit 72 nach vorne zu bewegen. Auf diese Weise kommt das Ende des Drahts auf gleiche Höhe mit den Scheiben 27, 28 von denen es nach dem Zurückziehen des Zylinders 75 ergriffen wird. Anschließend wird der Zylinder 74 zurückgezogen, um den Greifer 72a zu öffnen, woraufhin der Stützaufbau 69 mittels des Zylinders 68 zurückgefahren und der Rahmen 67 angehoben wird, um den Beginn des Wickelprozesses zu ermöglichen (die beschriebenen Operationen werden dabei automatisch ausgeführt).

Bis hierher befinden sich die ersten und zweiten Formelemente 11,12 in der radialen äußeren Lage, die in F i g. 2 dargestellt ist. Ein Ende des Drahts, aus wel ehern der Spulenwickel gebildet wird, wird mittels der Vorrichtung 26 an einem der ersten Formeiemente Ii verankert. Das Glockenteil 10 wird anschließend mittels des Motors 24 gedreht. Als Ergebnis dieser Rotation wird der Kupferdraht um die auf einem Kreis angeord neten ersten Formelemente 11 gewickelt und dadurch eine polygonale Wicklung 25 hergestellt. Während dieser Betriebsphase halten die Arretierorgane 33 die zweiten Formelemente 12 in der gedrehten Lage, wie sie in F i g. 2 dargestellt ist, damit diese nicht den Kup ferdraht während des Aufwickeins auf die ersten Form elemente 11 stören. Wie in F i g. 4 dargestellt ist, sind die zweiten Formelemente 12, wenn sie sich in ihrer radial äußeren Lage befinden, in einem Abstand von der Mittelachse 8 angeordnet, der größer ist, als der Abstand zwischen dieser Achse und den ersten Formelementen U. Wenn das Ausbilden des polygonalen Wickels 25 abgeschlossen ist, wird der Motor 24 angehalten und der Schlitten 44 bezüglich des Trägerrahmens 5 mittels des Zylinders 48 angehoben. Während dieses Anhebens be wegen die mit dem Schlitten 44 verbundenen Buchsen die Träger 16 der zweiten Formelemente 12 mittels des flexiblen Metallkabels 41 radial nach innen. Sofort nachdem die Träger 16 sich auf die Mittelachse 8 zubewegt haben, kommen die zweiten Formelemente 12 und die Arretierorgane 33 außer Eingriff und die zweiten Formelemente 12 bewegen sich in die Betriebsstellung, wie sie mit den unterbrochenen Linien in F i g. 2 dargestellt ist. Das Anheben des Schlittens 44 wird fortgesetzt, so daß die zweiten Formelemente 12 in Kontakt mit den Seiten des polygonalen Wickels 25 kommen und sie nach innen biegen, so daß diesem polygonalen Wickel die gewünschte mehrfach gewellte Konfiguration gegeben wird (vgl. F i g. 4). Während dieses Schrittes wird die Kammer des Zylin ders 47, deren Volumen sich als Ergebnis der radial nach innen gerichteten Bewegung des Formelements 11 reduziert, mit einem Abflußbehälter (nicht dargestellt) verbunden, und zwar über einen verengten Durchfluß (ebenfalls nicht dargestellt).

Aufgrund dieser Anordnung sind die ersten Formelemente 11 der ersten Serie frei, sich als Ergebnis des von den zweiten Formelementen 12 gegen die Seiten des polygonalen Wickels 25 aufgebrachten Schubs radial nach innen zu bewegen; dieser radial nach innen gerich tete Bewegung der ersten Formelemente 11 ist in dieser Stufe eine Kraft des Zylinders 47 entgegen gerichtet, der als ein Dämpfer wirkt

In Fig.4 sind die Stellungen der Formelemente 11 und 12 am Ende des Formgebungsschrittes dargestellt.

In diesem Betriebszustand befinden sich die zweiten Formelemente 12 in der inneren Lage näher an der Mittelachse 8 als die ersten Formelemente 11 in ihrer

entsprechenden Innenlage.

Die Tatsache, daß die ersten Formelemente 11 der

ersten Serie ebenfalls frei sind, während der nach innen gerichteten Bewegung der zweiten Formelemente 12 der zweiten Serie sich radial nach innen zu bewegen, ermöglicht es, die Vorrichtung 1 dazu zu benutzen, gewellte Wicklungen mit unterschiedlichen Abschnitten herzustellen, & It, mit unterschiedlichen Werten des Verhältnisses zwischen ihrem Außenradius R) und ihrem Innenradius R2 (vgl. F i g. 6). Wenn sich die ersten Formelemente 11 in einer radial festgelegten Stellung

befänden, könnte die Vorrichtung 1 lediglich dazu verwendet werden gewellte Wicklungen mit einem Verhältnis RiIR\ herzustellen, das nicht kleiner ist als ein vorbestimmter Wert. Unterhalb eines solchen Werts bestünde die Gefahr eines Drahtbruchs als Ergebnis des Schubs, der auf den Draht von den zweiten Formelementen 12 aufgebracht wird.

Demgegenüber sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die ersten Formelemente 11 frei, unter dem Einwirken des Schubs, der auf die Seiten des polygona- ι ο len Wickels 25 durch die zweiten Formelemente aufgebracht wird, sich radial nach innen zu bewegen, um dadurch ermöglichen, daß die gewellten Wicklungen mit jedem beliebigen Verhältnis R₂IRx hergestellt werden können, ohne Gefahr zu laufen, daß der Kupferdraht is bricht. Gleichzeitig ermöglicht die Verwendung von Dämpfungsmitteln, die dazu vorgesehen sind, der radial nach innen gerichteten Bewegung der ersten Formelemente 11 entgegenzuwirken, einen notwendigen Widerstand aufzubringen, um die Wicklung mit der mehrfachgewellten Konfiguration auszubilden.

Wenn die Wellenwicklung fertiggestellt ist, fährt der Zylinder 6 den Trägerrahmen 5 bezüglich des festen Aufbaus 2 nach unten, um das untere Ende der Zentralstange 51 nah an das Einsetzwerkzeug 56 heranzubringen, vgl. F i g. 2, in der die Stellung der geschlitzten Schürze 54 entsprechend der unteren Betriebslage des Trägerrahmens 5 mit unterbrochenen Linien dargestellt ist. Danach wird der Rahmen 67 gesenkt (F i g. 7) und der Stützaufbau 69 mittels des Zylinders 68 nach vorne gebracht; die Klinge 80 wird dann betätigt, um den Draht durchzuschneiden, woraufhin der Zylinder 75 aktiviert wird, um das Ende des Drahts, das von den Scheiben 27, 28 ergriffen worden ist, freizusetzen. Anschließend senkt der Zylinder 55 die Zentralstange 51. Als Ergebnis dieses Absenkens stoßen die radialen Blätter 53 die Wicklung axial nach unten und setzen sie zwischen die Finger 56s des Einsetzwerkzeugs, so wie es schematisch in F i g. 6 dargestellt ist. Um diese Operation zu erleichtern, werden die ersten Formelemente 11 zuvor etwas in Richtung der Mittelachse 8 bewegt, um die Spannung des Drahts auf ihnen zu reduzieren.

Wenn die Wellenwicklung auf das Einsetzwerkzeug 56 abgesetzt worden ist, hebt der Zylinder 55 die Zentralstange 51 und der Zylinder 6 bewegt den Trägerrahmen 5 in die angehobene Stellung zurück. Dann werden die Zylinder 47, 48 aktiviert, um die Formelemente 11 und 12 in ihre radial äußeren Lagen zurückzuführen. Die Vorrichtung ist nun für einen weiteren Herstellvorgang bereit

Vorzugsweise werden mehrere Vorrichtungen der oben beschriebenen Art auf einer gleichen Maschine angeordnet.

In einem solchen Fall wird der feste Rahmen 2 von einer zentralen Säule gebildet, die die verschiedenen Vorrichtungen zum Ausbilden von Spulen trägt, wobei diese Vorrichtungen dann jeweils einen gleichwinkligen Abstand voneinander aufweisen.

Unterhalb der Vorrichtungen weist die Maschine eine drehbare Plattform auf, auf der mehrere Einsetzwerkzeuge angeordnet sind. Die Anzahl der Einsetzwerkzeuge ist gleich der Anzahl der Wickelvorrichtungen für die Wellenwicklungen. Nachdem jedes Einsetzwerkzeug die gewellte Wicklung von der entsprechenden darüberliegenden Vorrichtung erhalten hat, wird die drehbare Plattform gedreht, um jedes Einsetzwerkzeug unter die danebenliegende Formvorrichtung zu bringen, welche eine weitere gewellte Wicklung darauf ablegt, welche

im Winkel relativ zu der vorhergehenden Wicklung versetzt ist.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

1 Patentansprüche: 15 20

1. Verfahren zum Herstellen von Wellenwicklungen für Statoren elektrischer Maschinen, wobei ein Wicklangsdraht auf im Kreis angeordneten bewegbaren ersten Formelementen zu einer Spule gewikkelt wird und diese unter der Einwirkung von den ersten und von regelmäßig zwischen den ersten im Kreis verteilten zweiten Formelementen eine gewellte Form erhält, dadurch gekennzeichnet, daß

— die Spule auf je einen zur Kreisfläche senkrechten Atschnitt der ersten Formelemente gewikkelt wird,

— die zweiten Formelemente radial von außen gegen die Spule nach innen bewegt werden, wobei sie die Spulenbereiche, auf die sie auftreffen, radial nach innen drücken,

— die ersten Formelemente von der Spule, in ihrer Bewegung gebremst oder gedämpft, ebenfalls radie'nach innen gezogen werden.

2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Serie erster und zweiter, in wechselnder Folge regelmäßig im Kreis um die Vorrichtungsachse angeordneter Formelemente, und mit Mitteln zum Ausgeben eines Wicklungsdrahtes und Wickeln einer Spule, wobei die Spule von den ersten Formelementen auf jeweils einem axial gerichteten Abschnitt gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten (11) und die zweiten (12) Formrlemente jeweils radial bewegbar sind, wobei die zweiten Formelemente mittels eines gesteuerten Antriebs (48) aus einer äußeren, achsfernen Lage in eine innere, achwahe Lage bewegbar sind und die ersten Formelemente (11) frei sind, eine gedämpfte, durch den gleichbleibenden Spulenumfang· bedingte Folgebewegung auszuführen, und wobei der Abstand der äußeren, achsfernen Lage der zweiten Formelemente (12) von der Achse größer als der Abstand der Anfangslage der ersten Formelemente (11) und der Abstand der inneren, achsnahen Lage der zweiten Formelemente von der Actse kleiner als der Abstand der Endlage der ersten Formelemente ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung der radialen Bewegung der ersten Formelemente (11) durch Fluiddämpfermittel (47) bewirkt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei axial verfahrbare Schlitten (39,44) vorgesehen sind, die jeweils über biegsame, L-förmige Kabel (34,41) die ersten bzw. zweiten Formelemente (11.12) bewegen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel (34, 41) im Bereich der Schlitten axial und im Bereich der Formelemente radial verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 in Verbindung mit Anspruch 3 oder 5 unter Verwendung von Fluidzylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitten (39, 41) jeweils mit einem Fluidzylinder in Verbindungstehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Kammer des den ersten Formelementen (11) zugeordneten Fluidzylinders (47), die während des Verschiebens dieser Elemente radial nach innen ihr Volumen verringert, über einen verengten Durchfluß mit einem Abflußbehälter strömungsverbunden ist, wenn der andere Fluidzylinder (48) die radial nach innen gerichtete Verschiebung der zweiten Formelemente (12) bewirkt

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Formelemente (11, 12) auf von einem Glockenteil (10) getragenen radialen Führungsstangen (14, 17) geführt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zweite Formelement (12) an einem auf der jeweiligen radialen Führungsstange (17) verschiebbaren Träger (16) schwenkbar angeordnet ist und daß das Glockenteil (10) Arretierorgane (33) trägt, die mit den zweiten Formelementen (12) zusammenwirken, wenn diese sich in ihrer äußeren Lage befinden, um sie in der zurückgeschwenkten Betriebsposition zu halten, in welcher sie das Wickeln der Spule um die ersten Fonnelemente· (11) nicht stören.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Glcckentei! (10) um die Mittelachse (8) drehbar ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel (34, 41) jeweils über eine Gleithülse (37,42) drehbar mit den Schlitten (39, 44) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, gekennzeichnet durch Mittel zum Festhalten eines Endes des Wicklungsdrahts an einem der ersten Formelemente (11) vor Beginn des Wickelvorgangs, wobei die Mittel aufweisen:

— ein Paar Scheiben (27, 28) zum Festklemmen, welche von dem bezeichneten ersten Formelement (11) getragen werden,

— eine Feder (30), um. die Scheiben (27,28) gegeneinander zu drücken,

— ein Betätigungsteil zum Trennen der beiden Scheiben (27,28) gegen di? Wirkung der Feder,

und durch Mittel zum Schneiden des Wicklungsdrahtes am Ende des Wickelvorgangs, wobei die Mittel aufweisen:

— einen Stützaufbau (69), der neben das genannte erste Formelement (11) bewegt werden kann, das mit den Scheiben (27,28) versehen ist,

— eine bezüglich des Stützaufbaus (69) bewegbare Drahtzuführeinheit (72) zum Zuführen einer vorbestimmten Drahtlänge zwischen die beiden Scheiben (27,28),

— einen Greifer (J2a) auf der Drahtzuführungseinheit (72) zum Ergreifen des Wicklungsdrahts,

— eine Schneideeinheit (90) zum Abschneiden des Drahts, welche Einheit von dem bewegbaren Stützaufbau (69) getragen wird.

13. Anordnung zur axialen Bewegung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12 in eine Position zum Übertragen der geformten Spule in ein Einziehwerkzeug.

14. Anordnung nach Anspruch 13 mit einer Einrichtung zum Übertragen der geformten Spule, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Stern radialer Blätter (53) aufweist, der von einem Ende einer axial bewegbaren Zentralstange (51) getragen wird.