DE903246C

DE903246C - Process for the mechanical production of an overlapped single-phase stator winding of electrical machines with any number of poles

Info

Publication number: DE903246C
Application number: DES14981D
Authority: DE
Inventors: Ernst Orthey
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1938-07-03
Filing date: 1938-07-03
Publication date: 1954-02-04

Description

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.Method of machining a single phase lap stator winding electrical machines of any number of poles It is already known that the winding electrical Machines to be produced by machine, with the winding as a continuous conductor in the grooves of the stand is inserted. However, this known method has Disadvantage that the winding must be divided into phases after insertion.

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.According to the invention is therefore in the production of an overlapped Single-phase stator winding of any number of poles, the winding not only as a continuous Head, but also in terms of circuitry and ready for operation.

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.A winding machine can advantageously be used to carry out this process used, for example, as shown in Fig. I of the drawing. In Fig. 2, the single-phase winding to be generated is indicated schematically, namely is a winding with coils of the same size for a four-pole motor provided.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to the drawing.

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.The stator of an electrical machine to be wound is labeled I, 2 is a rotary arm which is driven via a gear transmission 3 and via the axis 4 $ will. The rotary head I2 assigned to the rotary arm is mounted in the machine frame 5. 6 is the wire to be processed, which consists of an arm 23 and a guide roller 22 existing tensioning device 7 and one that maintains the same pretensioning of the wire Feed device 8 is fed to the rotary head 12. This feeding device consists of a guide pulley with a brake band i9 whose tension is controlled by a Plunger is controlled, which is controlled by the key disc 20. The stand of the machine I is arranged on the sliding plate 9, which is designed as a slide is moved axially back and forth on the base plate I3 by the crank mechanism I0. At the Circulation of the rotary arm 2 would, assuming a stationary stand, within the Stator bore round wire loops can be generated. But there on the to be wound Place of the stand circumference a winding form II is placed around which the wire is led around, and by the fact that the stand itself is a reciprocating Executes movement, rectangular coils with correspondingly rounded winding heads are created, for the dimensions of which the shape of the end faces of the threading mold is decisive. The Einwindeform II is in the machine housing by alternately effective guide rams 24 held, which engage in a groove 25 of the Einwindeform. The one in the drawing Guide plunger 24 shown on the left is ineffective when the rotary arm 2 the wire loops around the end of the winding form II on this side. During this Time is the guide tappet, not shown, on the right in the drawing in engagement. Conversely, the plunger 24 engages the Einwindeform II when the Rotary arm bypasses the end of the thread at the opposite end of the winding mold. At the The wire to be processed is first bypassed the coiling head on a small one Bead of the Einwindeform filed and in the subsequent occurrence of the beveled Guide plunger, the wire jumps into the bottom of the stand slot, with the corresponding conical front surfaces of the threading mold slide into the stator slot facilitate. In the case of the machine described above, after every half turn the wire is placed in the bottom of the slot, the finished coil is therefore immediately in their prescribed location.

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.The circuit-ready production of the winding is thereby made possible that the rotary head 2 can be reversed to clockwise and counterclockwise rotation and the stand is rotated further by hand or automatically by one slot or pole pitch can be.

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.At the beginning of the procedure, the grooves of the stator are against axial Inserted slot boxes secured against displacement. The stand is then aligned and fixed between the jaws of the reciprocating jig 9. Of the The start of the winding to be introduced is on the stator or on the clamping slide attached. Now is on the point to be wound on the stand circumference for all coils usable single winding form applied. The machine is set in motion and thus the wire passed around the Einwindeform that after every half turn the guide tappet is stripped off and therefore immediately slides into the bottom of the groove. The wire is pulled automatically by the back and forth movement of the stand and is also perfectly controlled by the wire control, see above that no jerky stress is exerted on the wire. After completion the first coil, whose number of turns can be selected as required and monitored by a counter can be, this is stripped and then the thread form or the stand moved further by one slot pitch and wound the second coil with the same direction of rotation and stripped.

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.In the winding shown in the embodiment, in the three Coils per pole are provided, the process will be repeated one more time to complete the winding for one pole.

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.When all coils of the first pole have been completed, the direction of rotation is of the rotating head of the winding machine reversed and after the stator by one pole pitch has moved on, the winding of the first coil of the next pole has started. After the three coils of the second pole have also been inserted, the direction of rotation becomes of the rotating head is reversed again and the stator is again rotated by one pole pitch and started producing another pole, its coil winding sense corresponds to that of the pole produced first. In the aforementioned art Winding continues until the coils of all poles are arranged in the stator housing are. After the last coil of the last pole has been produced, the machine is stopped and cut the wire.

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.Incidentally, it is not necessary that the order described above must be maintained for winding the individual poles. It would be possible to first continuously generate all poles with the same winding direction and then coherently to apply the poles of opposite winding directions. Through this Measure could reduce the number of reversals of the rotating head of the winding machine will.

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.The main phase winding of a is now connected in the stator four-pole motor, with three coils each overlapping as winding per pole and phase are upset. Switching connections between the individual poles are unnecessary, because the winding, as mentioned, was made coherent and from the stator only their beginning and end emerge. Because the location of the finished coils is clear is determined, re-pressing of the winding heads can often be dispensed with. The main phase is stripped before the auxiliary phase winding is introduced.

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.The auxiliary phase winding shown in dashed lines in FIG. 2 can also with the same or possibly a different single winding form be introduced. The series of operations is consistent with those which are required to introduce the main phase winding. Differences in the The number of turns of the individual coils between the main and auxiliary phases can be set with the counter can be adjusted so that the auxiliary phase has the same benefit as the main winding can be inserted into the stand. The auxiliary phase winding will also be continuous without interpole connections upset. After completion of the wrapping process the auxiliary phase winding is stripped and wedged accordingly. Last would be only to solder or weld the cable connections and the winding heads to bandage.

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.The new process reduces the manufacturing time for such single-phase windings shortened by an increased winding speed, which as a result of the tension-free Regulated wire feed also for wires of small thickness and less mechanical ones Strength is permissible. A further time saving is achieved in that for only a single winding form is required to make all the coils, however no changes need to be made to the structure of the machine. Because of this Procedure can be due to the proper wire guidance within the groove, which, if desired, the insertion of two parallel wires at the same time is also permitted Much higher fill factor than that achievable with the previously common method Value of about 550 / o can also be achieved.

Claims

CLAIMS: I. Method of Machining an Overlapped Single-phase stator winding for electrical machines with any number of poles, characterized in that that the winding is not only a continuous conductor, but also in terms of circuitry is inserted ready for use.

2. The method according to claim I, characterized in that that to form the coils for one phase each, the inner stator iron surface partially overlapping winding form is used repeatedly with the stand moved back and forth favors a sliding of the wire to be wrapped along its flanks, while the wire around its end faces alone by a circumferential and controllable Rotary head of a winding machine is deflected.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that the threading mold or the stand after completion a coil is advanced by one slot pitch. q .. Method according to claim i and 2, characterized in that each after completion of all coils one Poles reversed the direction of rotation of the rotating head of the winding machine and the stator is advanced by one pole pitch.