-
Verfahren zum maschinellen Herstellen einer überlappten Einphasenständerwicklung
elektrischer Maschinen beliebiger Polzahl Es ist bereits bekannt, die Wicklung elektrischer
Maschinen maschinell herzustellen, wobei die Wicklung als fortlaufender Leiter in
die Nuten des Ständers eingelegt wird. Dieses bekannte Verfahren hat jedoch den
Nachteil, daß die Wicklung nach dem Einlegen in Phasen unterteilt werden muß.
-
Gemäß der Erfindung wird deshalb bei der Herstellung einer überlappten
Einphasenständerwicklung beliebiger Polzahl die Wicklung nicht nur als fortlaufender
Leiter, sondern auch schaltungstechnisch betriebsfertig eingelegt.
-
Für die Durchführung dieses Verfahrens kann mit Vorteil eine Wickelmaschine
benutzt werden, wie sie beispielsweise in Fig. I der Zeichnung dargestellt ist.
In Fig. 2 ist schematisch die zu erzeugende Einphasenwicklung angedeutet, und zwar
ist hierbei eine Wicklung mit Spulen gleicher Größe für einen vierpoligen Motor
vorausgesetzt.
-
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
-
Der zu bewickelnde Ständer einer elektrischen Maschine ist mit I bezeichnet,
2 ist ein Dreharm, der über ein Zahnradgetriebe 3 und über die Achse 4$ angetrieben
wird. Der dem Dreharm zugeordnete Drehkopf I2 ist in dem Maschinengestell 5 gelagert.
6 ist der zu verarbeitende Draht, der über eine aus einem Arm 23 sowie eine Leitrolle
22 bestehende Spannvorrichtung 7 und eine die Vorspannung des Drahtes gleichhaltende
Zuführungsvorrichtung 8 dem Drehkopf 12 zugeführt wird. Diese Zuführungsvorrichtung
besteht aus einer Leitrolle mit einem Bremsband i9, dessen Spannung durch einen
Stößel
geregelt wird, der von der Tastenscheibe 20 gesteuert wird. Der Ständer der Maschine
I ist auf der als Schlitten ausgebildeten verschiebbaren Platte 9 angeordnet, die
durch den Kurbeltrieb I0 auf der Grundplatte I3 axial hin und her bewegt wird. Beim
Umlauf des Dreharmes 2 würden, ein ruhender Ständer vorausgesetzt, innerhalb der
Ständerbohrung runde Drahtschlingen erzeugt werden. Da aber auf die zu bewickelnde
Stelle des Ständerumfanges eine Einwindeform II aufgesetzt ist, um die der Draht
herumgeführt wird, und dadurch, daß der Ständer selbst eine hin und her gehende
Bewegung ausführt, entstehen Rechteckspulen mit entsprechend abgerundeten Wickelköpfen,
für deren Abmessungen die Form der Stirnflächen der Einwindeform bestimmend ist.
Die Einwindeform II wird in dem Maschinengehäuse durch wechselweise wirksame Führungsstößel
24 gehalten, die in eine Nut 25 der Einwindeform eingreifen. Der in der Zeichnung
links dargestellte Führungsstößel 24 ist unwirksam, wenn der Dreharm 2 den Draht
um das auf dieser Seite gelegene Ende der Einwindeform II schlingt. Während dieser
Zeit ist der in der Zeichnung rechts gelegene nicht dargestellte Führungsstößel
im Eingriff. Umgekehrt greift der Stößel 24 in die Einwindeform II ein, wenn der
Dreharm die am entgegengesetzten Ende liegende Stirn der Einwindeform umfährt. Beim
Umfahren des Einwindekopfes wird der zu verarbeitende Draht zunächst auf einen kleinen
Wulst der Einwindeform abgelegt und bei dem nachfolgenden Eintreten des abgeschrägten
Führungsstößels springt der Draht in den Grund der Ständernut ab, wobei die entsprechend
konisch ausgebildeten Frontflächen der Einwindeform das Abgleiten in die Ständernut
erleichtern. Bei der vorbezeichneten Maschine wird also nach jeder halben Windung
der Draht in den Nutengrund abgelegt, die fertige Spule liegt demnach sofort in
ihrer vorgeschriebenen Lage.
-
Die schaltungstechnisch betriebsfertige Herstellung der Wicklung wird
dadurch ermöglicht, daß der Drehkopf 2 auf Rechts- und Linkslauf umsteuerbar ist
und der Ständer von Hand oder selbsttätig um eine Nut- oder Polteilung weitergedreht
werden kann.
-
Zu Beginn des Verfahrens werden in die Nuten des Ständers gegen axiale
Verschiebung gesicherte Nutenkästen eingelegt. Alsdann wird der Ständer ausgerichtet
und zwischen den Backen der hin und her gehenden Spannvorrichtung 9 befestigt. Der
Windungsanfang der einzubringenden Wicklung wird am Ständer oder am Spannschlitten
befestigt. Nunmehr wird auf die zu bewickelnde Stelle des Ständerumfanges die für
alle Spulen verwendbare Einwindeform aufgelegt. Die Maschine wird in Bewegung gesetzt
und damit um die Einwindeform der Draht geführt, der nach jeder halben Windung durch
die Führungsstößel abgestreift wird und daher sofort in den Nutengrund abgleitet.
Das Nachziehen des Drahtes erfolgt selbsttätig durch die hin und her gehende Bewegung
des Ständers und wird überdies durch die Drahtregelung einwandfrei gesteuert, so
daß keine ruckweise Beanspruchung auf den Draht ausgeübt wird. Nach Fertigstellung
der ersten Spule, deren Windungszahl beliebig gewählt und durch ein Zählwerk überwacht
werden kann, wird diese abisoliert und alsdann die Einwindeform bzw. der Ständer
um eine Nutteilung weitergerückt und die zweite Spule mit gleichem Umlaufsinn gewickelt
und abisoliert.
-
Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Wicklung, bei der drei
Spulen pro Pol vorgesehen sind, wird sich der Vorgang noch einmal wiederholen, um
die Wicklung für einen Pol zu vollenden.
-
Nach Fertigstellung aller Spulen des ersten Pols wird der Umlaufsinn
des Drehkopfes der Wickelmaschine umgekehrt und, nachdem der Ständer um eine Polteilung
weitergerückt ist, mit dem Einwickeln der ersten Spule des nächsten Pols begonnen.
Nachdem auch die drei Spulen des zweiten Pols eingelegt sind, wird der Umlaufsinn
des Drehkopfes erneut umgekehrt sowie der Ständer wiederum um eine Polteilung gedreht
und mit der Herstellung eines weiteren Pols begonnen, dessen Spulenwicklungssinn
mit demjenigen des zuerst hergestellten Pols übereinstimmt. In vorbezeichneter Art
und Weise wird weiter gewickelt, bis die Spulen aller Pole im Ständergehäuse angeordnet
sind. Nach Herstellung der letzten Spule des letzten Pols wird die Maschine stillgesetzt
und der Draht abgeschnitten.
-
Im übrigen ist es kein Erfordernis, daß die vorbeschriebene Reihenfolge
für das Wickeln der einzelnen Pole unbedingt aufrechterhalten wird. Es wäre durchaus
möglich, zunächst alle Pole gleichen Wickelsinnes fortlaufend zu erzeugen und alsdann
zusammenhängend die Pole entgegengesetzten Wickelsinnes aufzubringen. Durch diese
Maßnahme könnte die Zahl der Umsteuerungen des Drehkopfes der Wickelmaschine herabgesetzt
werden.
-
Im Ständer liegt nunmehr zusammenhängend die Hauptphasenwicklung eines
vierpoligen Motors, wobei als Wicklung pro Pol und Phase je drei Spulen überlappt
aufgebracht sind. Schaltverbindungen zwischen den einzelnen Polen erübrigen sich,
da die Wicklung, wie erwähnt, zusammenhängend hergestellt wurde und aus dem Ständer
lediglich ihr Anfang und Ende heraustreten. Da die Lage der fertigen Spulen eindeutig
bestimmt ist, kann auf ein Nachpressen der Wickelköpfe vielfach verzichtet werden.
Vor dem Einbringen der Hilfsphasenwicklung wird die Hauptphase abisoliert.
-
Die in Fig.2 gestrichelt dargestellte Hilfsphasenwicklung kann ebenfalls
mit der gleichen oder gegebenenfalls einer davon abweichenden einzigen Einwindeform
eingebracht werden. Die Reihe der Arbeitsgänge ist hierbei übereinstimmend mit denen,
die zum Einbringen der Hauptphasenwicklung benötigt werden. Unterschiede in der
Windungszahl der einzelnen Spulen zwischen Haupt-und Hilfsphase können mit dem Zählwerk
eingestellt werden, so daß die Hilfsphase mit dem gleichen Vorteil wie die Hauptwicklung
in den Ständer eingelegt werden kann. Auch die Hilfsphasenwicklung wird fortlaufend
ohne Zwischenpolverbindungen
aufgebracht. Nach Abschluß des Wickelvorganges
wird die Hilfsphasenwicklung entsprechend abisoliert und verkeilt. Zuletzt wären
lediglich die Kabelanschlüsse zu verlöten oder zu verschweißen und die Wickelköpfe
zu bandagieren.
-
Durch das neue Verfahren wird die Fertigungszeit derartiger Einphasenwicklungen
verkürzt durch eine erhöhte Wickelgeschwindigkeit, die infolge der spannungsfrei
geregelten Drahtzuführung auch für Drähte kleiner Stärke und geringerer mechanischer
Festigkeit zulässig ist. Eine weitere Zeitersparnis wird dadurch erzielt, daß für
die Herstellung aller Spulen lediglich eine Einwindeform erforderlich ist, jedoch
keine Änderungen am Aufbau der Maschine vorgenommen werden müssen. Durch dieses
Verfahren kann infolge der einwandfreien Drahtführung innerhalb der Nut, die, falls
erwünscht, auch das Einlegen zweier paralleler Drähte gleichzeitig gestattet, ein
wesentlich höherer Füllfaktor über den mit dem bisher üblichen Verfahren erzielbaren
Wert von etwa 550/o hinaus erreicht werden.