Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von spulenförmig gewickelten Magnetkernen für elektrische Maschinen. Vorliegende Erfindung betrifft die Her stellung von spulenförmig gewickelten Mag netkernen für elektrische Maschinen.
Die ältesten elektrischen Maschinen wur den fast alle mit Ringwicklung hergestellt. Diese Form der Wicklung hat jedoch den ausserordentlich grossen Nachteil, dass nur die Kupferwicklung auf der Aussenseite der Eisenspule für die Strom- bezw. Krafterzeu gung ausgenützt wird. Ferner bietet die Her stellung von aus lamelliertem Blech zu sammengesetzten scheiben- oder ringförmigen Magnetkernen grosse Schwierigkeiten, sofern es wünschenswert ist, die stromführenden Teile in radialen Kanälen der Blechpakete selbst auzubringen.
Es ist bekannt, den Magnetkern aus mit Ausstanzungen versehenem Blechband zu wickeln. Da der gegenseitige Abstand dieser Ausstanzungen infolge des zunehmenden Um fanges des Kernes in dem Masse wie das Band aufgewickelt wird, vergrössert werden muss, hat die Herstellung von Maschinen mit derartigen Kernen mit den üblichen mit la- mellierten Blechpaketen hergestellten Maschi nen nicht in Wettbewerb treten können.
Erfindungsgemäss wird die Herstellung von solchen spulenförmig gewickelten Mag netkernen dadurch erleichtert, dass das Aus stanzen der zum Beispiel für die Wicklung, Lüftungskanäle und Befestigungsorgane not wendigen Aussparungen in dem Blechband in einem Stanzwerk stattfindet, dessen Stanz- schritt in Übereinstimmung mit der Peri pheriegeschwindigkeit in der Schicht der auf- gewickeilten Spule, in welche der betreffende Teil des Bandes eingeht, selbsttätig geregelt wird.
Zur Ausübung dieses Verfahrens dient zweckmässig eine Einrichtung, bei welcher paarweise angeordnete Stanzwerkzeuge in zwangläufiger Verbindung mit einer Auf wickelvorrichtung für das ausgestanzte Band stehen und der Albstand zwischen der Um- drehungswelle der Aufwickelvorrichtung und den Stanzwerkzeugen selbsttätig variiert.
Eine mit Magnetkernen gemäss der Erfin dung zusammengesetzte Maschine des sog. Flachringtypes hat gegenüber den gewöhnlich angewendeten Dynamos eine Reihe von Vor teilen, u. a. folgende : Da die Massel des Läufers von der Welle weiter entfernte liegt hat der Läufer eine ver grösserte Schwungradwirkung, die die Ma schine für die Aufnahme plötzlich einsetzen der Belastungsstösse geeignet macht. Da der Ständer und die Läufer nebeneinander ange ordnet sind, kann der Luftspalt zwischen die sen, nachdem die Maschine zusammengesetzt ist, leicht eingestellt werden. Mit mehreren Teilen, die je als eine selbständige Maschine ausgeführt sind, kann man eine andere Ma schine von doppelter oder vielfacher Leistung herstellen.
Die Wellenbeanspruchung bei einer derartigen Maschine ist geringer als bei einer entsprechenden Maschine anderer Kon struktion, weil die Maschine kürzer ist.
Eine Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung nebst Variante wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher er läutert.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Ausführungs beispiel eines Stanzwerkes mit Aufwickelvor richtung für Läufer- oder Ständermagnet kern; Fig. 2 zeigt in grösserem Massstube schematisch einen Schnitt durch das Getriebe in einem Stanzwerk, das gleichzeitig das Blechband für einen Ständer und zwei Läu fer ausstanzen kann; Fig. 3 zeigt völlig schematisch ohne Rück sicht auf Grössenverhältnisse das ausgestanzte Blechband eines Ständers und zweier Läufer; Fig. 4 ist eine entsprechende Zeichnung für eine Maschine, bei der der Ständer mit Linsenquerschnitt und der Läufer mit ent sprechender Form aufgewickelt ist; Fig. 1 zeigt einen schematischen Aufriss einer mit einem Stanzwerk vereinigten Auf wickelvorrichtung zur Herstellung des Me tallbandes.
Damit die Ausstanzungen des Bleches, wenn es aufgewickelt ist, genau übereinanderfallen, ist es notwendig, den Ab stand zwischen den Ausstanzungen in ein bestimmtes Verhältnis zu dem Durchmesser der Aufwicklung zu bringen. Dies wird in folgender Weise erreicht: Ein auf einer Spule 54 aufgewickeltes Blechband wird durch ein Stanzwerk 55 über entsprechende Führungsrollen 56 zu einer Aufwickelvorrichtung 57 geführt. Das Stanz- werk und die Aufwickelvorrichtung werden von einer gemeinsamen Welle 58 durch Zahn radgetriebe angetrieben. Die Welle 58 wird durch einen Elektromotor oder in anderer Weise, zum Beispiel mittelst einer Riemen scheibe 59 getrieiben.
Auf der Welle ist ein Exzenter 60 ange ordnet, der mittelst einer Exzenterstange 61 mit einem Stanzwerkzeug 62 in Verbindung steht, das in einer Führung 63 gleiten kann. Bei der Umdrehung der Welle wird diese Stanze in bestimmten Zeitzwischenräumen in dem Metallband 64 Löcher ausstanzen. Die Aufwickelvorrichtung 57 wird von kegelför migen, Zahnrädern 65, 66, zwei nicht gezeig ten kagelförmigen Zahnrädern und einem Zahnrad 69 angetrieben und ist auf einem Zapfen 68, der an einem Arm 77 befestigt ist, gelagert. Der Arm 77 ist am obern Ende an der Welle 67 des Zahnrades 69 schwingbar befestigt.
Eine Feder 70 drückt das untere Ende des Armes gegen eine Exzenterscheibe 71, die sich um eine Achse 72 dreht, auf der ein Schneckenrad 78 sitzt, das ein Eingriff mit einer Schneckenschraube 74 steht; diese sitzt auf einer Welle, die ein kegelförmiges Zahnrad 75 trägt, das mit einem auf der ge nannten Treibwelle 58 sitzenden, kegelförmi gen Zahnrad 76 im Verbindung steht.
Wenn zum Beispiel ein Läufer auf der Wickelvorrichtung 57 gewickelt werden soll, wird die Exzenterschelbe 71 derart einge stellt, dass der Arm 77 gegen den Teil der selben anliegt, der auf der Zeichnung mit einem Kreuz 78 bezeichnet ist, das heisst das untere -Ende des Armes 77 befindet sich in Odem geringsten Abstand von edler Wellte 72.
Dias Ausstanzen findet Jlann in einem be- stimmten Verhältnis zu der Umdrehung der Wickelvorrichtung 57 statt, und je nachdem mehr und mehr Band auf die Spule 79 auf gewickelt ist, steigt die Geschwindigkeit des Bandes und folglich auch der lineare Abstand zwischen den Ausstanzungen im Bande. Zwi schen jede Schicht der Wicklung wird von einer Papierrolle 80 ein Papierstreifen 81 eingeführt, der als Isolation zwischen den Schichten dient.
Wäre keine Korrekturvor richtung vorhanden, so würde bei der Auf wicklung ein kleiner Fehler dadurch ent stehen, dass die Bandgeschwindigkeit am Stanzwerk, wenn eine gegebene Ausstanzung gemacht wird, etwas kleiner als die Banäge- schwindigkeit ist, wenn dieselbe Ausstan zung des Bandes an den Umfang der Spule 79 gelangt. Um diesen Fehler zu berich tigen, ist die Wickelvorrichtung 57 auf dem schwingbaren Arm 77 aufgehängt, dessen Ab stand von dem Stanzwerkzeug 62 mit zu nehmenden Durchmesser der Wicklung ver grössert wird. Dadurch erreicht man, dass die Ausstanzungen genau übereinanderliegen, so dass die fertige Spule mit radialen, zur Auf nahme der Leiter dienenden Kanälen ver sehen ist.
Ein Läufer kann in dieser Weise in ausserordentlich kurzer Zeit und mit ausser gewöhnlich geringen Unkosten hergestellt werden.
Es ist einleuchtend, dass in dem Augen blick, wo das Stanzen stattfindet, das Metallband still liegen muss, oder wenn es sich bewegt, muss das Stanzwerkzeug im stande sein, eine entsprechende Bewegung vorzunehmen. Das erstgenannte Verfahren scheint das einfachste zu sein, und um dies in einfacher Weise zu ermöglichen, ist es nur notwendig, dass die Kontaktplatte 77a des Armes 77, gegen welche die Exzenterscheibe 71 anliegt, federnd gemacht wird. In der Zeichnung ist dies mit punktierten Linien an gedeutet, indem die Kontaktplatte 77a mit- telst zwei Federn 77b feidernd gehalten wird.
Jedesmal wenn, ein Stanzschlag ausgeführt und das Band somit stillgehalten wird, wird der Arm 77 in der Richtung gegen die Stanz maschine gezogen und somit erlaubt, dass das Band in der Stanzmaschine stilliegt, trotzdem es kontinuierlich auf die Spule gewickelt wird.
Zur Herstellung von Metallband 18 und 20 (Fig. 4) für Ständer mit linsenförmigem Querschnitt nebst den entsprechenden Läu fern, kann das Stanzwerk zum Beispiel in Verbindüng mit selbsttätiger Aufschneidung eines Bandes angeordnet werden, dessen Breite der gesamten Breite der Läufer und Ständer entspricht. Zweckmässig wird es deshalb sein, einen vollständigen Satz gleichzeitig zu wickeln. Das Band, dessen Breite der gesam ten Breite von zwei Läufern und einem Stän der entspricht, kann, wie in Verbindung mit Fig. 1 besichriefben, auf einer Spule 54 auf gewickelt sein, und in entsprechender Weise durch ein Stanzwerk geführt und auf eine Wickelvorrichtung 57 aufgewickelt werden. Vor dem Stanzen teilen Messer 117 das Band für Läufer und Ständer auf.
Damit hierbei die Breite des Ständerlbleches und der Läufer bleche entsprechend ab- und zunimmt, wer den die Messer 117 (Fig. 1) zwangläufig ge führt. Die Messer stehen mittelst Zahnrad- oder Schraubenwechselgetrieibe mit einer Treibwelle in Verbindung. Das Band wird darauf durch ein Stanzwerk geführt, zum Beispiel wie schematisch in Fig. 2 gezeigt. Dieses besteht aus zwei Stanzrahmen 82, 83, die in Führungen auf einem gemeinsamen Unterteil 84 gleitbar angeordnet sind. Diese Rahmen sind durch Mitnehmer mit einer rechts- und linksgängigen Schraube 85 ver bunden, die mit einem Schneckenrade 86 und einer auf einer Treibwelle 88 sitzenden Schneckenschraube 87 in Verbindung steht.
Der Antrieb kann durch ein Kegelrad 89 geschehen, das entweder mit einem Kegelrad 90 oder einem andern Kegelrad 91, die auf der Welle 188 verschiebbar sind, in Eingriff stehen kann. Beim Ausstan zen der Bänder steht das Kegelrad 89 bei spielsweise zuerst mit dem Zahnrad 90 in Eingriff, so dass die Stanzrahmen 82 und 83 voneinander entfernt wenden.
Wenn die Wicklung hulib ausgeführt ist, wird . das Kegelraid 90,aus- und (das Zahnrad 91 ein ge- schaltet, unter Mitwirkung eines belasteten Schaltarmes 118, der bei 119 schwingbar be festigt ist, und welcher in seiner einen Stel lung gegen einen Zapfen 120 auf der Muffe zwischen den Kegelrädern 91-90 und in seiner andern Stellung gegen einen Zapfen 121 auf derselben Muffe anliegt.
Wenn sich die Welle 88 dreht wird eine mit Gewinde versehene, auf dieser Welle angeordnete Muffe 122 nach oben bew. nach unten ge führt werden und mit den nach unten gehen den Verläugerungen 123-124 des Schalt armes 118 in Eingriff kommen und bewirken, dass dieser um den Punkt 119 schwingt und die Kegelräder 90-91 von der einen nach der andern Seite wechselt, so dass die rechts- und linksgängige Sehraube 85 in entgegenge setzter Richtung gedreht wird. Die Stanz- rahmen 82 und 83 werden dann in entgegen gesetzter Richtung geführt und das Ständer band nimmt an Weite ab. Jedes einzelne Stanzwerk hat Stanzwerkzeuge 92 und 93, die mit Unterlagen 94 und 95 zusammen passen.
Die Teile 92 und 94 dienen zum Aus stanzen der Aussparungen im Läuferband, die Teile 93 und 95 zum Ausstanzen derjeni gen des Ständers. Die Stanzwerkzeuge 92 sind mittelst Exzenterstangen 96, 97 mit Ex zentern 98, 99 verbunden, die auf Wellen 100 und 101 befestigt sind. Die Wellen 100 und 101 sind mittelst passender, auswechselbarer Zahnräder 102, 109 mit der Welle 104 ver bunden. Die Stanzwerkzeuge 93 sind mittelst Exzenterstangen 105, 106 mit den Exzentern 107, 108 verbunden, die auf der Welle 104 befestigt sind. Die Welle 104 hat Zahnräder 109, 110, wovon die letzteren mit Zihntrom- meln 111, 112 in Eingriff stehen, welche auf der Welle 188 befestigt sind und mittelst Kegelrädler 113, 114 und Zahnräder 115 und 116 mit der Treibwelle 58 in Verbindung stehen.
Die verschiedenen Zahnradsätze kön nen selbstverständlich nach Wunsch ausge wechselt werden, derart, dass die Ausstanzun gen des Ständerbandes mit den Ausstanzungen des Läuferbandes absolut nicht im Takt vor genommen zu werden brauchen. Bei dieser Maschine wird also beim Aufwickeln des Ständers und der Läufer gleichzeitig das Band aufgeschnitten und das Stanzwerk in Gang gesetzt. Die ganze Herstellung des Magnetkernes des Motors wird somit selbst tätig gemacht. Da der Ständer und die Läufer aus demselben Band ausgeschnitten sind, ent spricht ihre Form einander genau, so dass der Luftspalt zwischen dem Ständer und den Läufern beliebig genau eingestellt werden kann.
Ein Stanzwerk, wie oben beschrieben, kann, auch zur Herstellung von zwei Läufern und einem Ständer mit rechtwinklig zur Läuferachse verlaufenden Stirnseiten benutzt werden. In diesem Fall wird die Vorrichtung für den Vorschub der Stanzrahmen 82, 83 und die Messer 117 ausgeschaltet.