CZ2000866A3 - Způsob a zařízení k výrobě rozloženého vlnivého vinutí - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby rozloženého vlnivého vinutí pro elektrické motory nebo generátory, především ty s vysokým počtem pólů, jakož i zařízení k jeho provádění.

Dosavadní stav techniky

U jednoduchých, nerozložených vlnivých vinutí (viz EP 0226 550 Bl, obr. 1) je každá fáze jediná vlnovitá cívková fáze, která potom vtažena ve statoru má stejný počet závitů ve statorových drážkách, jakož i v čelech vinutí statoru. Toto má nevýhodu, že u tří fází, přivedených do statoru, dochází ke křížení, která Čelo vinutí zbytečně zvyšují a tím, nehledě na další nevýhody, především zamezují vysokému faktoru plnění. Proto je zpravidla upřednostněno tzv. rozložené vinutí, u kterého úseky drátu, ležící v drážce statoru, na každé čelní straně statoru leží částečně v jednom a částečně ve druhém obvodovém směru (viz DE 29 21 114, obr. 2). Tím jsou čela vinutí jedné fáze rozložena a tvoří společně s jinými stejně upravenými fázemi relativně úzké čelo vinutí.

Je-li vlnivé vinutí např. podle DE 23 51 952 B2 nebo DE 31 20 865 Al předem navinuto v podstatě dokulata, pak přetvořeno na hvězdicovitý, popř. vlnovitý průřez a potom vtaženo, mohou se sice zhotovit také dvouvrstvová vlnivá vinutí, ale obě vrstvy nemohou být bez přerušení drátu

4 • «· · · · 4 4 4 »44 · 4 ·

44 4 4 44 4 4 4*4 >4 44 44 44 44 4* navinuta za sebou, nýbrž se musí po vtažení, při kterém je dána situace, znázorněná v DE 35 22 085 C2, navzájem spojit tzv. skupinovou spojkou vinutí.

Nakonec je z DE 42 44 488 Cl jíž také známo vyrobit koncentrické vlnovité závity pomocí navíjecí trysky, obíhající relativně k pevné šabloně, a jak popsáno bez přerušení drátu vyrobit také rozložené vinutí. Poslední je však možné pouze s pomocí nákladného podélného tažného zařízení, ve zveřejnění nezobrazeného. Pak je při navíjení druhé skupiny cívek potřeba držet konec již stažené první skupiny cívek pomocí podélného tažného zařízení. U tohoto způsobu dochází, nehledě na vyžadované nákladné podélné tažné zařízení, k nevýhodě, že obíhající tryska pro vinutí navinuje cívky. Tím se mohou zpracovávat nanejvýš dva paralelní vodiče pro vinutí. Toto omezení vzniká tím, že obíhající tryska pro vinutí je křídlovka s větším množstvím odboček vodiče pro vinutí. Především pro generátory je vyžadováno vyrábět vícenásobně přes dvě paralelní vinutí a proto naráží známé zařízení na své hranice, protože již při dvojnásobku vznikají v křídlovce a na šabloně paralelní křížení, která se projevují na vtahování a na rozkládání v čele vinutí.

Podstata vynálezu

Základem vynálezu je proto úkol vytvořit způsob úvodem uvedeného druhu a vhodné zařízení k jeho provádění, které s krátkou dobou taktu umožňuje výrobu rozloženého vinutí se skupinovou spojkou vinutí mezi skupinami cívek a zpracováním vícenásobně paralelních drátů.

- 3 -	0 0 «0 • · 0 * · 0 ·· 0 ·· «0	0 0 0 • 0 «0 • 0 0 0 0« ··	0 0 0 « 0 ·» 0 0 0 0 · 00 00
Tento úkol se podle vynálezu	řeší tím,	že po	stažení
koncentrické skupiny 50 cívek	mezi šablonou	12 a
zachycovačem 38 cívek následuje	relativní	indexování a

následně se na šabloně 12 navíjí další koncentrická skupina 54 cívek stejné fáze se skupinovou spojkou 52 vinutí k předchozí skupině 50 cívek a stahuje se do zachycovače 38 cívek.

Vynález poskytuje výhodu, že se navíjení druhé skupiny cívek uskutečňuje bez nákladného podélného tažného zařízení, protože konec první skupiny cívek po stažení vede šikmo přes bok vačky šablony, takže je při navíjení druhé skupiny cívek vodič pro vinutí unášen šablonou. V určitých případech, především u tenčích drátů, je vyžadováno, aby přidržovač již navinutou první skupinu cívek přidržoval v zachycovací cívek a v pozici, aby se při navíjení druhé skupiny cívek vodič pro vinutí nedotahoval ze zachycovače cívek, ale pouze z vodicí trysky na drát.

Další výhoda spočívá v tom, že se mohou zpracovávat vícenásobně paralelní dráty - někdy čtyřnásobně paralelní, vyžadované především pro statory generátorů, aniž by přitom mezi jednotlivými dráty docházelo ke křížení, protože jednotlivé dráty jsou vedeny ze zásobních sudů přímo přes vodicí trysku pro drát na šablonu. Vynález umožňuje zpracovávat také mnohonásobek paralelních drátů, občas vyžadovaných čtyřnásobně paralelních.

Vynález je dimenzován také tak, že je jedna fáze rozložitelná do více než dvou skupin cívek. To může znamenat, že je například jedna fáze rozložena do šesti skupin cívek. V tomto příkladě se sice prodlužuje doba taktu, ale dochází k lepšímu rozložení čela vinutí na • · ·

statoru. To ale nemění nic na myšlence vynálezu, že je šest skupin cívek navinuto se skupinovou spojkou vinutí. Toto se dosahuje tím, že se při vinutí další skupiny cívek šablona a zachycovač cívek otáčejí synchronně a tím také právě navinuté skupiny cívek, které jsou odloženy v zachycovači cívek. Synchronní otáčení se uskutečňuje unáŠecí tyčí, která přichází centricky z šablony a která se zasouvá do vtahovací hvězdice a pohonem šablony se uvádí společně do otáčení.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 navíjecí zařízeni pro vlnivé vinutí a zachycovač cívek s jednou skupinou cívek, obr stejné zařízení jako na obr. 1, avšak se dvěma skupinami cívek, obr průřez obr. 1, obr průřez obr. 2 a obr schéma spojení dvou skupin cívek.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 a obr. 2 zobrazují podélný řez formou provedení vynálezu, přičemž princip navíjení již byl blíže popsán v φ

• φ φφ φ • · φ · φ φ • ♦ φ · · • · φ · • φ a φ « * * · • · «Φ

DE 0S 43 06 624. Navíječka 10 sestává z šablony 12 a tvarových prvků 14, 16 a 18, které jsou vytvořeny rotačně okolo společné osy 20 blíže nezobrazeným motorem, a z vodicí trysky 22 pro drát, která je upravena pevně. V ose 20 je upravena unášecí tyč 32, která je synchronně otočná se šablonou 12 a která může zhotovit spojení tvarovým stykem se zachycovačem 38 cívek. Na unášecí tyči 32 je upevněna vačka 34, která řídí přidržovač 36.

Zachycovač 38 cívek sestává v tomto příkladě z jednotlivých, v kruhu upravených vtahovacích lamel 40, mezi kterými jsou vytvořeny zářezy, které zachycují navinuté cívky. V centru vtahovacích lamel 40 je upravena vtahovací hvězdice 44, která je spřažitelná s unášecí tyčí 32. Kompletní zachycovač 38 cívek je ložiskem 46 otočně uložen oproti nezobrazenému krytu a pomocí hnacího motoru 48 lze indexovat jiná postavení úhlu natočení vzhledem k šabloně 12. Indexování zachycovače 38 cívek je také možné provádět unášecí tyčí 32.

Obr. 1 znázorňuje již navinutou a ze šablony 12 do zachycovače 38 cívek staženou skupinu 50 cívek se skupinovou spojkou 52 vinutí k vodicí trysce 22 pro drát.

Obr. 2 znázorňuje stejné zobrazení jako na obr. 1, ale s druhou skupinou 54 cívek, přičemž skupinová spojka 52 vinutí se při navíjení druhé skupiny 54 cívek automaticky integrovala mezi dvěma skupinami 50 a 54 cívek, aniž by se tvořila nežádoucí délka.

Obr. 3 a obr. 4 znázorňují průřez obr. 1 a obr. 2 a detailně znázorňují, že je mezi vodící tryskou 22 pro drát a šablonou 12 upraven řezací nůž 24 a hlava 26 pro přivádění ♦ · 0

0 · • · · *

00 • 0 • 0 00 • 0 0 · • 0 0 0

00 * * *

0· 0

0 0 0 00 00 drátu, která přivádí začátek 28 vodiče pro vinutí svěrnému zařízení 30 na šabloně 12.

Šablona 12 sestává v tomto příkladě ze šesti směrem ven ukazujících vaček, přičemž tvarové prvky 14, 16 a 18 sestávají ze šesti směrem dovnitř ukazujících vaček. Tvarové prvky 14, 16 a 18 jsou řízeny nezobrazenou vačkovou drahou jak již bylo popsáno v DE OS 43 06 624. K tomu se přidává, že jsou tvarové prvky 16 a 18 nezobrazenými separátními pohony doplňkově radiálně volně řiditelné.

Obr. 3 zobrazuje začátek 28 drátu vinutí a konec 56 první skupiny 50 cívek.

Obr. 4 znázorňuje na vačce šablony položený konec 56 první skupiny 50 cívek, který je současně začátkem pro druhou skupinu 54 cívek a koncem 58 druhé skupiny 54 cívek.

Obr. 5 znázorňuje pouze navíjecí schéma spojení skupin 50 a 54 cívek, přičemž je k lepšímu vysvětlení první skupina 50 cívek znázorněna kompletní a druhá skupina 54 cívek pouze zpoloviny.

Na základě obr. 5 se může blíže popsat již zmíněné zadání úkolu vynálezu. Pokud by se mělo navíjet, jak je již známo, pouze první vlnivé vinutí skupiny 50 cívek a vtahovat do statoru, měla by čela vinutí stejný počet vinutí jako dráty v drážce.

Navíjí-li se ale takzvané rozložené vinutí tak, že se počet závitů jedné fáze půlí a navíjí se první skupina 50 cívek s polovinou závitů a pak následně se skupinovou spojkou vinutí druhá skupina 54 cívek s druhou polovinou • · ftt · * 9 · · · · • · · · · · · ti* · ·♦·· 9 · 4 9 9 9 4 9

44 49 44 44 44 závitů, vzniká po vtažení této fáze v drážkách vyžadované množství drátů, ale závity v čelech vinutí jsou rozloženy vždy napůl. Toto má výhodu, že se čela vinutí tolik nenanášejí jako u jednoduchého vlnivého vinutí a to působí o to silněji, když se vtahují do statoru 3 fáze.

Postup práce způsobu podle vynálezu a zařízení bude nyní blíže popsáno.

Obr. 3 znázorňuje začátek 28 vodiče pro vinutí, který vede vodící tryskou 22 pro drát k hlavě 26 pro vedení drátu. Hlava 26 pro vedení drátu pojíždí se začátkem 28 drátu pomocí nezobrazeného pohonu, vede jej k šabloně 12 a předává jej svěrnému zařízení 22- Následně se šablona 12 otáčí společně s tvarovými prvky 14, 16 a 18 ve směru hodinových ručiček a navíjí se první skupina 50 cívek s polovinou závitů, nutných pro jednu fázi. Po úspěšném navinutí první skupiny 50 cívek končí nejdříve jeho konec 56, jak je znázorněno na obr. 3. Následně pojíždí pouze tvarový prvek 16 radiálně ke středu do jeho koncové polohy a ukládá konec přes vtahovací lamely 40. Tím je první skupina 50 cívek navinuta a šablona 12 se může vnořit do zachycovače 38 cívek a skupina 50 cívek se pomocí sběrače 60 stahuje od šablony 12.

K navíjení druhé skupiny 54 cívek musí šablona 12 vyjet ze zachycovače 38 cívek až k navíjecí pozici těsně nad vtahovací lamely 40, aby se následně pomocí hnacího motoru 48 indexoval zachycovač 38 cívek okolo pólové rozteče oproti šabloně 12.

V tomto příkladě je to 30° proti směru hodinových ručiček, takže je konec 56 umístěn, jak je vidět na obr. 4.

• ♦ · · · « · · · · · • · · · « *· «♦ ·· tí « φ ·· · * · · · · · • · · · · ·· ·«

Tento konec 56 je nyní pro druhou skupinu 54 cívek začátkem, který nyní vede šikmo od zachycovače 38 cívek k vodicí trysce 22 pro drát, jak je vidět na obr. 1. K lepšímu unášení vodiče pro vinutí muže šablona 12 při navíjení klesnout až do oblasti vtahovacích lamel 40 až nad první skupinu 50 cívek, přičemž tvarové prvky 14, 16 a 18 zůstávají ve své poloze nad vtahovacím! lamelami 40. Protože toto šikmé vedení drátu vede také nad bok vačky šablony 12, je nyní jednoduché, aby byl při navíjení druhé skupiny 54 cívek vodič pro vinutí unášen šablonou 12.

Před navíjením však vjíždí nejdříve unášecí tyč 32 do vtahovací hvězdice 44 a zasouvá se tam tvarovým stykem, aby při otáčení šablony 12 synchronně otáčela zachycovač 38 cívek. Synchronní otáčení zachycovače 38 cívek se šablonou 12 se také může uskutečňovat již při navíjení první skupiny 50 cívek. Před navíjením druhé skupiny 54 cívek je v určitých případech žádoucí, aby přidržovač 36 již navinutou první skupinu 50 cívek přidržel v zachycovači 38 cívek a v poloze, aby se při navíjení druhé skupiny 54 cívek vodič pro vinutí nevytahoval ze zachycovače 38 cívek, ale pouze z vodicí trysky 22 pro drát. Přidržovač 36, který leží po navinutí první skupiny 54 cívek mezi první a druhou skupinou cívek, je pomocí vačky 34 řízen okolo bodu 62 otáčení ve vnitřním volném prostoru. Toto řízeni přidržovače 36 je symbolicky zobrazeno na obr. 1 a obr. 2 na levé straně od osové čáry. Výtahová jednotka 64 je řiditelná tak, že je první skupina 50 cívek držena v žádané pozici pod horní hranou vtahovacích lamel 4Q a přidržovače 36 tak, že je zaručeno spolehlivé navíjení druhé skupiny 54 cívek.

Jak již bylo zmíněno, leží konec 56, tedy začátek pro druhou skupinu 54 cívek, po indexováni zachycovače 38 cívek, · ·· 9 · v • · · 9 · 9 9 • •99 9999 «999 • 9 99 99 99 99 99 jak je vidět na obr. 1 a obr. 4. Nyní se točí šablona 12 společně se zachycovačem 38 cívek proti směru hodinových ručiček a vytahuje tím vodič pro vinutí z vodící trysky 22 pro drát a přetváří jej na druhou vlnovítou skupinu 54 cívek.

Po navíjení leží konec 58 druhé skupiny 54 cívek, jak je znázorněno na obr. 4, před tvarovým prvkem 18. Nyní tvarový prvek 18 pomocí nezobrazeného pohonu najíždí radiálně ke středu do své koncové polohy, takže se konec ,58 ohýbá nad vtahovací lamely 40. Tím se také dokončuje navinutí druhé skupiny 54 cívek.

Protože byla druhá skupina 54 cívek k první skupině 50 cívek pólově přesazená a protisměrně navinutá, vzniká po stažení druhé skupiny 54 cívek do zachycovače 38 cívek schéma navíjení jak je znázorněno na obr. 5. Tím se skupinová spojka 52 vinutí při navíjení druhé skupiny 54 cívek automaticky integruje mezi dvěma skupinami 50 a 54 cívek, aniž by se tvořila zbytečná délka. Na závěr, poté co byl řezacím nožem 24 uříznut konec _58_, musí unášecí tyč 32 vyjet ze zachycovače 38 cívek. Nyní se může zachycovač 38 cívek například pomocí nezobrazeného kruhového stolu vykyvovat z navíjecí pozice a zakyvuje se · nový zachycovač cívek. Při vyjíždění unášecí tyče 32 se zároveň unáší vačka 34 a tím se přidržovač 36 zakyvuje dovnitř, takže uvolňuje skupiny cívek.

Výhodné je také, že se tímto zařízením mohou navíjet také vícenásobně paralelní dráty.

Samozřejmě by mohly být napřed navinuty nespočetné další skupiny cívek se skupinovou spojkou vinutí. Toto je · *4 · · 4 4 v · • 4 4 4 * · · 44« 44 «

4* 4 * 44 4 *··· *4 44 *4 ·4 44 44 tedy pouze věc dimenzování skupin cívek ve statoru. Čím více se rozkládá fáze do skupin cívek, tím lepší je rozložení čela vinutí ve statoru, toto však častějším indexováním šablony 12 k zachycovači 38 cívek působí negativně na dobu taktu.

Claims (8)

1. Způsob výroby rozloženého vlnivého vinutí pro elektrické motory nebo generátory, především ty s vysokým počtem pólů, přičemž se první skupina cívek jedné fáze vlnovitě vyrábí na šabloně, otočné vzhledem k pevné vodicí trysce pro drát, a od ní se předává do axiálně lícujícího zachycovače cívek, vyznačující se tím, ze po stažení koncentrické skupiny (50) cívek mezi šablonou (12) a zachycovačem (38) cívek následuje relativní indexování a následně se na šabloně (12) navíjí další koncentrická skupina (54) cívek stejné fáze se skupinovou spojkou (52) vinuti k předchozí skupině (50) cívek a stahuje se do zachycovače (38) cívek,

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že další skupina (54) cívek se navíjí protichůdně k předchozí skupině (50) cívek.

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se při otáčení šablony (12) vícenásobně paralelní drát vytahuje z vodicí trysky (22) pro drát.

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při navíjení další skupiny (54) cívek se šablona (12) a zachycovač (38) cívek otáčejí synchronně.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přidržovač (36) přidržuje první skupinu (50) cívek v zachycovači (38) cívek tak dlouho, až je navinuta druhá skupina (54) cívek.

• 9

9 9 • * • · 9

9 9

9 ·

- 1Z ♦ · • 9 9 · • 9 9 · ·

9 9 ·

6. Zařízení k provádění způsobu podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se po stažení pomocí shazovače (60} koncentrické skupiny (50) cívek mezi šablonou (12) a zachycovaném (38) cívek provádí relativní indexování hnacím prostředkem (32 nebo 48) a následně se na šablonu (12) navíjí další koncentrická skupina (54) cívek stejné fáze se skupinovou spojkou (52) vinutí k předchozí skupině (50) cívek a stahuje se do zachycovače (38) cívek pomocí shazovače (60).

7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že se při navíjení další skupiny (54) cívek šablona (12) a zachycovač (38) cívek otáčejí synchronně pomocí unášecí tyče (32), zasunutelné do vtahovací hvězdice (44).

8. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že přidržovač (36) přidržuje první skupinu (50) cívek při navíjení druhé skupiny (54) cívek a pomocí vačky (34) je řiditelný směrem dovnitř.