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Vorrichtung und Verfahren zum Bewickeln von Ankerkernen Ankerwickelmaschinen
haben zwei komplementäre Drahtführungshauben, zwischen welchen der Kern der unbewickelten
Ankeranordnung erfasst wird. Die Hauben führen den Draht während des Wickelvorgangs
in die Nuten. Bislang wird der Draht, der aus einem Drahtvorrat herausgezogen wird,
mit Hilfe von bewegten-Armen, sogenannten Flyern, die sich um eine Achse drehen,
welche die Achse des Ankerkerns senkrecht schneidet, in die Ankernuten gewickelt.
Gewöhnlich sind zwei Flyer vorhanden, einer auf jeder Seite des Ankerkerns, wobei
die Umlaufbahnen der Flyer so ausgerichtet sind,
dass die Drahtstränge,
die von den Flyern zu dem Ankerkern führen, entlang der Oberflächen der Hauben und
in ein Nutenpaar gleiten, das sich in einer Position befindet, in welcher es Draht
aufnehmen kann. Die Flyer sind auf einander gegenüberliegenden Wellen montiert,
die während des Wickelvorgangs in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden.
Die Antriebswellen und -strukturen, die zum Drehen der Wellen verwendet werden,
begrenzen den Zugang zu den Wickelbereichen, um das Einhaken der Anschlußdrähte
in Kommutatorhaken zu unterstützen, führen Drähte in Ankernuten und ähnliche Operationen
aus. Bei diesen bekannten Wickelmaschinen sind die einander schneidenden Achsen
des Ankerkerns und der Flyer horizontal, so dass während des Wickelvorgangs die
Ankeranordnungen mit ihren Achsen horizontal gehalten werden. Beispiele für eine
Wickelmaschine dieser Art sind in den US-PS'en 3 474 515 und 3 818 570 beschrieben.
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Die vorgenannten herkömmlichen Ankerwickelmaschinen sind zwar für
die Elektromotorindustrie sehr nützlich, sie sind jedoch nicht in der Lage, die
ständig zunehmenden Forderungen nach höheren Produktionsgeschwindigkeiten zu erfüllen.
In einem grossen Umfang liegt das an der unvermeidlichen Komplexität des Mechanismus,
der zum Antreiben der Flyer von herkömmlichen Ankerwickelmaschinen erforderlich
ist. Da sich die Flyer in Kreisbahnen drehen, die die Drahtführungshauben umschliessen,
sind sie auf den benachbarten Enden von koaxialen, aber mit Abstand voneinander
angeordneten, verhältnismässig schweren Wellen befestigt und infolgedessen haben
die rotierenden Flyeranordnungen eine beträchtliche Trägheit.
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Dadurch wird die Schnelligkeit begrenzt, mit welcher die Flyer gestartet
und gestoppt werden können und es wird somit unmöglich gemacht, die Produktionsgeschwindigkeiten
nennenswert
zu erhöhen . Zum Erreichen der gewünschten Geschwindigkeit müßte nämlich der Mechanismus,
durch welchen die Flyer' angetrieben werden, in der Lage sein, augenblickliche Starts
und Stops auszuführen und sofort auf eine sehr hohe Betriebsgeschwindigkeit zu beschleunigen.
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Die Grösse und das Gewicht der Wellen, die die Flyer tragen, bilden
jedoch nicht den einzigen Faktor, der die Geschwindigkeit begrenzt. Die Riemenscheiben,
die Riemen und das Getriebe, die benötigt werden, um das Antriebsdrehmoment in entgegengesetzten
Richtungen zu den Flyerwellen zu bringen, tragen ebenfalls beträchtlich zu den Gründen
bei, warum die Produktionsgeschwindigkeiten von herkömmlichen Ankerwickelmaschinen
begrenzt sind.
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Die Flyeranordnungen der bekannten Wickelmaschinen und ihr Antriebsmechanismus
tragen nicht nur zur Begrenzung der Geschwindigkeit bei, sondern diese Teile der
Maschine sind ausserdem in der Herstellung ziehmlich teuer.
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Die Erfindung bezieht sich auf automatische Wickelmaschinen und betrifft
insbesondere eine Ankerwickelmaschine, mit welcherDrahtspulen aufeinanderfolgend
in ein oder mehrere Paare von mit Umfangsabstand angeordneten Nuten in dem Eisenkern
des Ankers gewickelt und die Anfangs- und Endanschlussdrähte der aufeinanderfolgend
gewickelten Spulen mit ihren zugeordneten Segmenten des Kommutators des Ankers mechanisch
und elektrisch verbunden werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung hat die Maschine eine Gehäuseanordnung,
die eine erste Ringanordnung und eine zweite Ringanordnung drehbar trägt. Die Ringanordnungen
sind neben entgegengesetzten Teilen der Ankeranordnung angeordnet und haben Einrichtungen
zum Herumführen von Draht um den Ankerkern. Eine Antriebseinrichtung
versetzt
die erste Ringanordnung und die zweite Ringanordnung in Drehung, wodurch Draht in
Nutenpaare in dem Ankerkern gewickelt wird. Futter oder Hauben mit Drahtführungsflächen,
die an den Ringanordnungen befestigt sind, führen die Drähte in die Nutenpaare.
Zungen, die an den Futtern beweglich angebracht sind, führen den Draht über das
Ende des Ankerkerns und in die Nuten.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine einzige drehbare
Ringanordnung neben einer Seite der Ankeranordnung angeordnet. Eine Antriebseinrichtung
dreht die Ringanordnung, damit Draht in ein Nutenpaar in dem Ankerkern gewickelt
wird. Ein an der Ringanordnung angebrachtes Futter hat eine Fläche, die den Draht
in die Nuten leitet.
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An den Futtern beweglich angebrachte Zungen führen den Draht über
das Ende des Ankerkerns und in die Nuten.
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Zwecks Vergrösserung der Produktionsgeschwindigkeiten der Ankerwickelmaschinen
und Erzielung einer Kostenverringerung beseitigt die Erfindung die herkömmlichen
Flyer mit ihren notwendigerweise schweren und teueren Antriebswellen, ihren Drahtführungsrollen
und dem komplexen Übertragungsmechanismus, durch welchen das Antriebsmoment den
Flyern zugeführt wird, und ersetzt diese gesamte Struktur und diesen gesamten Mechanismus
durch einen neuen, stark vereinfachten, verhältnismässig leichten und sehr gut ausgeglichenen
Mechanismus, der in der Lage ist, mit Geschwindigkeiten, die zuvor als unerreichbar
galten, Spulen auf die Nutenkerne von Ankeranordnungen zu wickeln.
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Einen Beitrag zu dem Erzielen der grösseren Produktionsgeschwindigkeiten,
die durch die Erfindung erreicht werden,
liefert eine verbesserte
Art des Weiterschaltens der Ankeranordnungen, um nacheinander verschiedene Paare
von Kernnuten in Wicklungsaufnahmepositionen zu bringen und um ausserdem die den
Draht aufnehmenden Teile der Kommutatorsegmente in eine Position zu bringen, in
welcher die zu den aufeinanderfolgenden Spulen hinführenden bzw. wegführenden Anschlussdrähte
an den Segmenten befestigt werden können. Bislang erfolgt das Weiterschalten der
Ankeranordnungen durch mechanisches Betätigen einer Klinke, die eine Kante einer
Ankernut erfasst und bei Betätigung durch einen Luftzylinder die Ankeranordnung
um einen Winkel dreht, so dass sie in ihre gewünschte nächste Stellung weitergeschaltet
wird, wenngleich nicht notwendigerweise mit dem gewünschten Grad an Genauigkeit.
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Bei der Wickelmaschine nach der Erfindung erfolgt das Weiterschalten
der Ankeranordnung in einer viel ausgeklügelteren Weise durch direktes Kuppeln der
Welle des Ankers mit einem Elektromotor, der in der Lage ist, schnell und sehr genau
winzig kleine Drehschritte sowie eine Drehung um jeden gewünschten Winkel zu erzeugen,
und durch Kontrollieren des Motors durch eine Computereinrichtung, welcher Daten
zugeführt werden, die sich aus dem Abfühlen der Winkelstellungen der Ankerkernnuten
und der Nuten in den Kommutatorsegmenten ergeben.
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Während bei den bekannten Wickelmaschinen die Anker anordnung während
des Wickelvorgangs mit ihrer Achse horizontal gehalten wird, ist sie bei der Erfindung
vertikal ausgerichtet, wobei sich das Kommutatorende der Anordnung unten befindet.
Infolgedessen fallen die kleinen Drahtteile, die von den Anschlussdrähten an ihren
Befestigungspunkten an
dem Kommutator abgelöst werden, ohne Schaden
anzurichten aus der Arbeitszone heraus und stören nicht anschliessende Operationen.
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Ziel der Erfindung ist es, eine Ankerwickelmaschine mit einer Wickelstruktur
zu schaffen, die schnell und wirksam arbeitet und Zugang zu dem Ankerkern, dem Kommutator,
den Wickelbereichen, den Einhakbereichen und den Handhabungsbereichen der Anschlußdrähte
während des Wickelvorgangs gestattet. Die Erfindung schafft eine Ankerspulenwickelmaschine
mit ringförmiger Wickelstruktur, die eine geringe Trägheit hat, wodurch die Maschine
schnell angehalten und gestartet werden kann. Weiter schafft die Erfindung ein verbessertes
Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen auf einen Ankerkern. Die Erfindung schafft
eine verbesserte Struktur zum Haltern einer Ankeranordnung zwischen stationären
Teilen, die dazu benutzt werden, Drähte in die Nuten des Kerns der Ankeranordnung
zu führen. Ausserdem schafft die Erfindung ein Paar Drahtwickelteile mit einem gemeinsamen
Riemenantrieb, der die Teile in entgegengesetzten Richtungen dreht. Weiter schafft
die Erfindung eine kompakte Drahtwickelmaschine, die ein Minimum an Teilen aufweist
und keine Wickelwellen hat. Schliesslich schafft die Erfindung eine Ankerwickelmaschine,
bei welcher die Ankeranordnungen von oben her automatisch eingeführt und entnommen
werden können.
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Die Erfindung schafft also, kurz zusammengefasst, eine Maschine und
ein Verfahren zum Wickeln von Drahtspulen auf einen Nutankerkern einer Ankeranordnung.
Die Maschine hat einen Halter zum lösbaren Haltern der Ankeranordnung in einer aufrechten
Position. Drehbare Ringteile, die neben gegenüberliegenden Seiten des Ankerkerns
angeordnet
sind, haben Löcher zum Aufnehmen von Drähten, die auf
den Ankerkern gewickelt werden. Hauben, die an den Ringteilen angebracht sind, führen
die sich von den Ringteilen wegbewegenden Drähte in zwei Nutenpaare in dem Ankerkern.
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Ein mit den Ringteilen mit einer gemeinsamen Antriebsstruktur verbundener
Motor dreht die ringförmigen Teile in entgegengesetzten Richtungen, damit zwei Drahtspulen
auf den Ankerkern gewickelt werden. Ein Ankerkernweiterschaltmotor, der mit dem
Halter antriebsmässig verbunden ist, arbeitet so, dass der Ankerkern während des
Wickelvorgangs sequentiell weitergeschaltet wird.
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Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht einer unbewickelten Ankeranordnung, deren Wicklung mit der Maschine nach
der Erfindung besonders gut herstellbar ist, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht
des Kommutatorendteils des bewickelten Ankers, welche die Anschlussdrähte der nacheinander
gewickelten Spulen zeigt, die an den Kommutatorlamellen durch das sogenannte "Com-Stuffing"-Verfahren
(Stopfverfahren) befestigt sind, Fig. 3 eine perspektivische Aussenansicht der Ankerwickelmaschine
nach der Erfindung und ihres Steuerkonsols,
Fig. 4 eine Horizontalschnittansicht
durch eine Ausführungsform der Spulenwickelvorrichtung der Maschine mit eingesetzter
Ankerkernanordnung, Fig. 5 eine Vertikalschnittansicht durch die Vorrichtung von
Fig. 4 auf einer Ebene der Linie 5-5, Fig. 6 eine Vertikalschnittansicht durch die
Anordnung von Fig. 5 auf der Ebene der Linie 6-6, Fig. 7 eine Draufsicht auf eine
zweite Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 eine Seitenansicht von Fig. 7, Fig.
9 eine vergrösserte Schnittansicht längs der Linie 9-9 von Fig. 8, Fig. 10 eine
Schnittansicht längs der Linie 10-10 von Fig. 9, Fig. 11 eine Schnittansicht längs
der Linie 11-11 von Fig. 9, Fig. 12 eine Frontseitenansicht einer Drahtführungshaube,
die bei der Vorrichtung von Fig. 7 verwendet wird, Fig. 13 eine Schnittansicht längs
der Linie 13-13 von Fig. 12,
Fig. 14 eine Schnittansicht längs
der Linie 14-14 von Fig. 12, Fig. 15 eine Frontseitenansicht einer dritten Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 16 eine Frontseitenansicht, teilweise im Schnitt, einer vierten
Ausführungsform der Erfindung, Fig. 17 eine Schnittansicht längs der Linie 17-17
von Fig. 16, und Fig. 18 eine Schnittansicht längs der Linie 18-18 von Fig. 16.
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Zunächst werden die Fig. 1 und 2 betrachtet. Mit der Bezugszahl 5
ist insgesamt eine Ankeranordnung bezeichnet, die für den Typ repräsentativ ist,
auf welchen durch die Wickelmaschine nach der Erfindung Spulen gewickelt werden.
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Wie üblich besteht die Anordnung aus einem Kern 6, der aus einem Blechpaket
besteht, und aus einem Kommutator 7, die beide mit axialem Abstand voneinander auf
einer gemeinsamen Welle 8 befestigt sind. Der Kern 6 hat die Umfangsabstand voneinander
aufweisenden und sich in Längsrichtung erstreckenden üblichen Nuten 9, in welche
die Wicklungen 10 des Ankers gewickelt werden, von denen ein Teil in Fig. 2 gezeigt
ist.
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Der Kommutator 7 besteht in bekannter Weise aus einem Kranz von umfangsmässig
versetzten Kupferlamellen oder -segmenten 11, die in einem Körper aus geeignetem
Isoliermaterial angebracht sind. In dem vorliegenden Fall hat jedes Segment 11 eine
Nut 12, die in seinen dem Kern benachbarten
Endteil eingeschnitten
ist. Der Nutgrund fällt zum offenen Nutende hin ab, welches dem Kern 6 gegenüberliegt.
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Die Wickelmaschine 4, mit der sich die Erfindung befasst, unterscheidet
sich wesentlich von den herkömmlichen Ankerwickelmaschinen. Sogar das Aussehen der
Maschine ist verschieden, wie aus Fig.3 unmittelbar hervorgeht. Aufgrund der Verbesserung
gegenüber den bekannten Wickelmaschinen hinsichtlich der Art und Weise, in welcher
die Wickelvorrichtung gemäss der Erfindung arbeitet, sind alle Betriebsteile der
Maschine 4 in einem Aufnahmegehäuse 13 untergebracht, welches einfach eine Öffnung
14 in seiner oberen Wand hat, durch welche die unbewickelten Ankeranordnungen 5
in die Maschine 4 eingeführt und die bewickelten Anker aus der Maschine 4 entweder
von Hand oder durch eine automatische Beschickungsvorrichtung (nicht dargestellt)
entnommen werden.
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Unterhalb der oberen Wand des Gehäuses 13 befindet sich die Spulenwickelvorrichtung
der Maschine. Wie in den Fig.
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4 bis 6 gezeigt, ist die Ankeranordnung 5 während des Spulenwickelvorgangs
vertikal ausgericlltet, wobei sich ihr Sommutatorende unten befindet. Wenn die Ankeranordnung
5 in die Maschine 4 abgesenkt wird, legt sie selbst ihre vertikale Lage fest, indem
sich der Kommutator auf die Oberseite einer vertikal ausgerichteten HüLse 15 setzt.
Gleichzeitig wird der untere Endteil ihrer Welle8 8 fest erfasst und koaxial mit
der Antriebswelle eines Elektromotors 15A verbunden, welcher in der Lage ist, seiner
Antriebswelle winzige Drehschritte sowie grössere Drehabschnitte einschliesslich
einer vollen Umdrehung um 360 ° zu geben. Darüberhinaus erzeugt ein
Motor
dieser Art die bezeichneten Drehschritte sehr schnell.
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Die Antriebswelle des Motors 15A hat ausserdem einen mit ihr gekuppelten
Drehgeber. Ein Drehgeber ist eine elektromechanische Vorrichtung, die zum Erzeugen
eines elektronischen Ausgangssignals in Form einer Reihe von gleichen Impulsen benutzt
werden kann, welche sehr kleine Drehschritte der Welle angeben, mit welcher der
Drehgeber gekuppelt ist. Das Technical Bulletin 5-70-G, veröffentlicht von der Encoder
Division der Fa. Litton Industries, Chatsworth, Kalifornien, V.St.A., beschreibt
einen solchen Drehgeber.
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Das Ausgangssignal des Drehgeberswird in die Speicherbank eines Computers
eingegeben, der Teil eines Steuersystems für die Wickelmaschine 4 ist, das in einem
Gehäuse 16 untergebracht und mit der Wickelmaschine 4 durch ein Zentralkabel 17
verbunden ist. Ausserdem werden in den Computer Signale eingegeben, die durch das
Abfühlen der Positionen der Nuten 9 in dem Kern der Anker anordnung 5 und der Positionen
der Nuten 12 in den Kommutatorsegmenten 11 nach einer Relativdrehung zwischen einer
Nutlage-Abfühleinrichtung und der Anker anordnung 5 gewonnen werden.
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Durch Ausführen einer solchen Relativdrehung mit Hilfe des Elektromotors
15A werden somit die Nutlageinformation und das Ausgangssignal des Drehgebersdurch
den Computer miteinander verglichen und die genaue Mitte jeder Nut (sowohl des Kerns
als auch des Kommutators) in bezug auf eine Nullposition wird in den Computerspeicher
eingegeben.
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Es ist lediglich eine infinitesimal kurze Zeit zum Eingeben dieser
Information in den Computer und für den Computer erforderlich, um den benötigten
Vergleich auszuführen, so dass praktisch sofort nach dem Einführen der
Ankeranordnung
in die Wickelmaschine ihr Steuersystem eingestellt ist, um die Maschine automatisch
weiterzuschalten, nacheinander die Spulen auf den Kern zu wickeln und die Spulenanschlussdrähte,
die zu den Spulen hin- bzw. von den Spulen wegführen, mit den Kommutatorsegmenten
zu verbinden.
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Das vorgenannte Verfahren des Vergleichens der Nutlageinformation
mit dem Ausgangssignal eines Drehgebers und die Verwendung der Ergebnisse dieses
Vergleiches zum genauen Weiterschalten der Ankeranordnung ist Gegenstand der GB-Patentanmeldung
44901/73 der Anmelderin vom 25.9.1973. Diese Anmeldung wird erwähnt, um zu zeigen,
dass ein Steuersystem zur Verfügung steht, um eine Ankerwickelmaschine 4 mit den
völlig beispiellosen Geschwindigkeiten zu betreiben, die zu allererst durch die
Erfindung erreicht werden können. Andere Arten von Antrieben und Weiterschalteinrichtungen
für die Ankeranordnung können verwendet werden. Der Betriebsablauf der Maschine
kann durch eine Relaislogik gesteuert werden.
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Mechanische Vorrichtungen, wie Kupplungen und Anschläge, können zum
Weiterschalten der Ankeranordnung verwendet werden. Fluidmotoren, wie beispielsweise
Hydromotoren, können zum Antreiben und Weiterschalten der Ring anordnungen während
des Wickelvorgangs verwendet werden.
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Zum Erzielen dieser hohen Betriebsgeschwindigkeit wird gemäss der
Erfindung ein völlig neuer Weg zum Wickeln des Drahtes auf den Ankerkern 6 beschritten.
Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 ersichtlich, geht Draht, der von einem Paar
Rollen 20 abgezogen wird, durch Löcher 21 in Ringteilen, welche Büchsen oder Ränder
22 und ein Paar Kegelräder 23 haben, hindurch zu den Ankerkernnuten 9, die in einer
Position sind, in welcher der
Draht eingewickelt werden kann. Da,
wie üblich, zwei Spulen gleichzeitig gewickelt werden, ist die Wickelvorrichtung
auf gegenüberliegenden Seiten des Ortes, den die Ankeranordnung 5 während des Wickelvorgangs
einnimmt, doppelt vorhanden. Die beiden Kegelräder 23 werden durch ein Kegelantriebsritzel
24, welches mit ihnen kämmt und durch einen Elektromotor 25 angetrieben wird, in
entgegengesetzten Richtungen angetrieben.
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Die angetriebenen Kegelräder 23 sind in grossen Kugellagern 26 gelagert,
die in einem zylindrischen Gehäuse 27 befestigt sind. Der Aussenring jedes Lagers
ist zwischen eine feste Schulter 28 und einen in das Gehäuse 27 eingeschraubten
Haltering 29 eingespannt. Der Innenring jedes Lagers 26 umschliesst den Rand 22
seines zugeordneten Kegelrades 23, wo er zwischen einer Schulter 30 und einem Sprengring
31 festgehalten ist.
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Ein kleineres zweites Kugellager 32, welches in der Bohrung jedes
Kegelrads 23 sitzt, lagert eine Haube 33, die eine glatte, insgesamt konische Drahtführungsfläche
34 und eine konkav gekrümmte Kernaufnahmeausnehmung 35 in ihrem Scheitel hat, welche
eine Seite des Kerns 6 einer Anker anordnung 5 umschliesst, die sich in der Wickelposition
befindet. Wie bei bekannten Ankerwickelmaschinen wirken die beiden Hauben oder Futter
33 so zusammen, dass der Ankerkern 6 zwischen ihnen erfasst wird, wobei ihre glatten
Drahtführungsflächen 34 so angeordnet sind, dass die Drahtstränge, die von den Mündungen
der Löcher 21 inden Rändern der Kegelräder 23 kommen,durch Drehung der Kegelräder
23 in die Ankerkernnuten 9 geführt werden, die so positioniert sind, daß Drahtspulen
in sie gewickelt werden können.
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Es ist ersichtlich, dass sich keine der Hauben 33 dreht und dass deshalb
ihre zylindrische Wand 36, die der Haube 33 ihr topfförmiges Aussehen gibt, in dem
Innenring ihres zugeordneten Kugellagers 32 einen Paßsitz haben kann. Die zylindrische
Wand 36 ist aber in dem Innenring des Kugellagers 32 axial verschiebbar. Der Aussenring
des Kugellagers 32 hat einen zweckmässig festen Sitz in der Bohrung des Kegelrads
23 und wird gegen Axialverschiebung in bezug auf das Kegelrad 23 durch seine Lage
zwischen einer Schulter 37 in der Bohrung des Kegelrads 23 und einem Haltering 38
festgehalten, der in einer Nut in der Bohrung des Kegelrads 23 sitzt.
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Die Kugellager 32 sind somit gegen Axialverschiebung in bezug auf
ihre zugeordneten Kegelräder 23 festgehalten, die Hauben 33 können aber in einem
ausreichenden Mass axial verschoben werden, damit die Hauben 33 an einem Ankerkern
6 zwischen ihnen in Anlage gebracht und von dem Ankerkern wegbewegt werden können.
Die Federn 39, die zwischen den Innenringen der Lager 32 und den gegenüberliegenden
Schultern an den Hauben sitzen, drücken die Hauben elastisch gegen den Kern. Halteringe
40, die in Ringnuten in der Aussenseite der zylindrischen Wände 36 eingepasst sind,
begrenzen die durch die Federkraft hervorgerufene Axialbewegung der Hauben, wenn
kein Ankerkern vorhanden ist.
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Zum Auseinanderziehen der Hauben 33, damit zwischen diese eine Ankeranordnung
5 eingeführt und ausserdem der bewickelte Anker den Hauben 33 entnommen werden kann
sowie zum Freigeben der Ankeranordnung für das Weiterdrehen derselben ist eine Spreizvorrichtung
vorgesehen, die hier aus Darstellungsgründen aus einem Paar schwenkbar verbundenen
Fingern
41 besteht. Durch eine automatisch betätigte Vorrichtung (nicht dargestellt) wird
ein Stellglied 42 gedreht, um die Finger 41 zu spreizen, damit sie sich an die benachbarten
Flächen der Hauben 33 anlegen und damit sie nach weiterer Drehung des Stellglieds
42 die Hauben 33 weiter auseinanderbringen.
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Wenn ein Ankerkern 6 zwischen den Hauben 33 erfasst ist, werden dadurch
die Hauben 33 an einer Drehung um die Achse der Kegelräder gehindert. Die Hauben
33 müssen aber auch an einer Drehung gehindert werden, wenn kein Ankerkern vorhanden
ist. Das kann erreicht werden, indem die Finger 41 in Nuten 43 in der Oberfläche
34 der Hauben 33 gleiten, da in Zeitpunkten, in welchen die Hauben 33 auseinandergedrückt
sind, keine Drehung der Kegelräder 23 vorhanden ist und somit keine Möglichkeit
besteht, dass die Drahtstränge, die zu den Ankerkernnuten 9 führen, mit den Haubenspreizfingern
41 in Berührung kommen.
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Die Art und Weise, in welcher der Draht bei seiner Bewegung von der
Drahtrolle 20 zu den Löchern 21 in den Rändern der Kegelräder 23 geführt wird, ist
offenbar freigestellt. Einer der Wege besteht darin, den Draht durch Rohre 44 zu
führen, die durch die Traganordnung 45 in fester Lage koaxial mit den Kegelrädern
23 und zwischen ihnen und den Drahtrollen 20 festgehalten sind. Die Traganordnung
45 kann auch die Drahtrollen 20 tragen.
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Ein besonders vorteilhaftes Merkmal der Erfindung ist die Tatsache,
dass der becherförmige Nabenteil 33A der Hauben 33 einen Raum in der Nähe der Arbeitszone
bereitstellt, in welchem Drahtführungs- und Drahthandhabungswerkzeuge angeordnet
werden können, durch welche eine Anzahl von Operationen ausgeführt werden kann,
während der Wickelvorgang abläuft. Als ein Beispiel dafür,
wozu
dieser verfügbare Raum verwendet werden kann, sind in Fig. 5 Drahthalte- und Drahtstopfwerkzeuge
46 dargestellt, mittels welchen die zur Schleife geformten Anschlussdrähte, die
zu aufeinanderfolgenden, auf den Kern gewickelten Spulen hin- bzw. wegführen, mechanisch
und elektrisch mit Kommutatorsegmenten verbunden werden können. Die Werkzeuge 46
würden selbstverständlich in den becherförmigen Nabenteilen 33A der Hauben 33 zusammen
mit ihren Stellantrieben angeordnet sein.
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Das Konzept, welches der Erfindung zugrundeliegt, kann als eine von
einem Meer an Drehbewegung umgebene Insel ausgedrückt werden, wobei die becherförmige
Haube 33 und die darin untergebrachten Drahthandhabungswerkzeuge die Insel und das
rotierende Kegelrad 23 und der aus der Mündung des Loches 21 durch dessen Rand 22
austretende und glatt über die Oberfläche 34 der Haube 33 gleitende Draht das Drehbewegungsmeer
bilden. Dieses Prinzip kann gerätemässig in Ausführungsformen verwirklicht werden,
die von den in den Fig. 4 bis 6 dargestellten abweichen.
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Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der Drahtwickelmaschine
nach der Erfindung, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 100 bezeichnet ist,
zum Wickeln von Drahtspulen auf einen Kern eines Ankers.
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Die Maschine 100 wickelt Drahtspulen auf eine Ankeranordnung 101,
welche eine aufrechte Welle 102 hat. Ein Kern 103 ist auf dem Mittelteil der Welle
102 befestigt.
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Der Kern 103 hat mehrere nach aussen offene Längsnuten 104, die auf
den äusseren Teilen des Kern mit Abstand voneinander angeordnet sind. Die Nutanordnung
des Kerns 103 ist insbesondere in Fig. 11 gezeigt. Ein Kommutator 106 ist auf dem
unteren Ende der Welle 102 befestigt. Die
Ankeranordnung 101 hat
denselben Aufbau wie die Ankeranordnung 5, die in Fig. 1 dargestellt ist.
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Die Drahtwickelmaschine oder -vorrichtung 100 hat einen feststehenden
Rahmen (Traganordnung), der in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 107 bezeichnet
ist. Der Rahmen 107 kann in einer Art Gehäuse untergebracht sein, wie in Fig. 3
gezeigt. Der Rahmen 107 hat einen insgesamt horizontalen Tisch 108. Ein erster aufrechter
Träger oder ein erstes aufrechtes Gehäuse 109 ist an dem Tisch 108 auf einer Seite
der Ankeranordnung 101 befestigt.
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Ein zweiter aufrechter Träger oder ein zweites aufrechtes Gehäuse
111 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Ankeranordnung 101 angeordnet. Die
Gehäuse 109 und 111 sind flache, plattenartige stationäre Teile, die nebeneinander
in gegenseitigem Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Der seitliche Raum
zwischen den Gehäusen 109 und 111 ist ausreichend gross, damit die Ankeranordnung
101 zwischen die Gehäuse 109 und 111 eingeführt werden kann. Das Gehäuse 109 hat
eine Seitenöffnung 112, damit der Kern 103 freiliegt. Das Gehäuse 111 hat eine gleiche
Öffnung 113.
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Ein erstes Ringteil oder ein erster Ring, der in seiner Gesamtheit
mit der Bezugszahl 114 bezeichnet ist, ist in der Öffnung 112 angeordnet. Ein zweites
ringförmiges Teil oder ein zweiter Ring 116 ist in der Öffnung 113 angeordnet. Die
Ringteile 114 und 116 haben jeweils einen Durchmesser, der grösser ist als die Länge
des Kerns 103, so dass die Drähte in der Nähe der Enden des Kerns festgelegt sind.
Ein Paar Kugellager 117 dient zur drehbaren Lagerung des Teils 114 in dem Gehäuse
109. Eine Halteplatte 118, die an dem Gehäuse 109 mit Schrauben 119 befestigt ist,
hält die Lager 117 und das Teil 114 in ihrer Lage innerhalb des Gehäuses 109 fest.
Das Teil 114 kann sich in dem Lager 117 um eine horizontale Achse
frei
drehen, die insgesamt senkrecht oder normal zu der aufrechten Achse der Welle 102
ist.
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Das zweite Ringteil 116 ist in einem Paar Lagern 121 drehbar gelagert.
Die Lager 121 werden in dem Gehäuse 111 von einer Halteplatte 122 festgehalten.
Bei den Lagern 117 und 121 kann es sich um einzelne Lageranordnungen oder um Luftlager
handeln. Mehrere Schrauben 123 halten die Halteplatte 122 an dem Gehäuse 111 fest.
Das Ringteil 116 kann sich um eine horizontale Achse frei drehen, die mit der Drehachse
des Ringteils 114 zusammenfällt.
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Diese Achse ist eine horizontale Achse, wie in Fig. 10 gezeigt, und
sie ist insgesamt senkrecht oder normal zu der aufrechten Achse der Welle 102.
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Das Ringteil 114 hat eine zylindrische Form und weist eine Büchse
oder einen Rand 124 auf, der in den Lagern 117 gelagert ist. Die Büchse 124 umschliesst
eine Öffnung 126. Das äussere Ende der Büchse 124 hat einen angetriebenen oder ringförmigen
Riemenscheibenteil 127. Mehrere nach aussen gerichtete Zähne 128 umgeben den Riemenscheibenteil
127. Die Zähne 128 wirken zum Drehen des Ringteils 114 mit den Zähnen an einem endlosen
Antriebsriemen 129 zusammen. Ein flacher Haltering 131 ist an der Innenseite der
Büchse 124 mit mehreren Schrauben 132 befestigt und hält die Büchse in ihrer Betriebslage
in bezug auf die Lager 117 fest.
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Wie Fig. 11 zeigt, hat die Büchse 124 einen Längskanal, d.h. eine
Längsöffnung 133. Eine zylindrische rohrförmige Nadel 134 ist in dem inneren Teil
des Kanals 133 angeordnet und an der Büchse 124 befestigt. Ein Draht 136 ist durch
die Nadel 134 hindurchgefädelt und verläuft durch ein Loch 137 zu einer rohrförmigen
Führung 138.
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Die rohrförmige Führung 138 ist auf einer Traganordnung 139 befestigt
und längs der Drehachse des Ringteils 114 angeordnet. Der Draht 136 bewegt sich
von einem Vorrat, wie beispielsweise einer Drahtrolle, durch die rohrD rmige Führung
138 und die Nadel 134 hindurch, wenn er auf den Kern 103 gewickelt wird.
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Das zweite Ringteil 116 hat den gleichen Aufbau wie das erste Ringteil
114. Das Teil 116 hat eine zylindrische Form mit einer Büchse oder einem Rand 141.
Die Büchse 141 umschliesst eine Öffnung, die Zugang zu dem Ankerkern 103 gewährt.
Der äussere Teil der Hülse 141 enthält einen Antriebs- oder Riemenscheibenteil 143
mit mehreren äusseren Zähnen 144. Der Riemen 129 ist um den Riemenscheibenteil 143
herumgelegt und treibt beim Betrieb der Maschine das Ringteil 116 an. Ein flacher
Haltering 146 ist an dem inneren Ende der Büchse 141 mit mehreren Schrauben 147
befestigt. Der Haltering 146 hält zusammen mit den Lagern 121 die Büchse 141 in
ihrer drehbaren Lage mit Bezug auf das Gehäuse 111. Wie Fig. 11 zeigt, hat die Büchse
141 ein Längsloch 148, das ungefähr um 1800 von dem Loch 133 in der Büchse 124 entfernt
angeordnet ist.
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Eine zylindrische Nadel 149 ist in dem inneren Ende des Loches 148
angeordnet und nimmt einen Draht 151 auf.
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Der Draht 151 erstreckt sich von dem Kern 103 aus durch die zylindrische
Nadel 149 und ein Loch 152 in die Öffnung L42. Eine rohrförmige Führung 153 ist
auf einem Träger 154 angebracht und nimmt den Draht 151 auf, wenn dieser sich von
dem Drahtvorrat, wie etwa der Drahtrolle 20 in Fig. 5, wegbewegt. Die rohrförmige
Führung 153 ist in axialer Ausrichtung mit der Drehachse der Büchse 141 angeordnet,
die ausserdem mit der Drehachse der Büchse 124 ausgerichtet ist.
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Gemäss den Fig. 7 und 8 werden die Ringteile 114 und 116 in entgegengesetzten
Richtungen um eine gemeinsame, insgesamt horizontale Querachse gedreht. Die Drehachse
ist zu der Achse der Welle 102 der Ankeranordnung 101 normal, d.h. bildet einen
Winkel von 900 mit derselben.
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Die Antriebseinrichtung für die Ringteile 114 und 116 enthält eine
Leerlaufscheibe 156, die auf einer aufrechten Achse 157 drehbar gelagert ist. Ein
Träger 158 hält die Achse 157 in einer aufrechten Stellung. Mit mehreren Mutter-Schrauben-Anordnungen
159 ist der Träger 158 an dem Gehäuse 109 befestigt. Unterhalb der Leerlaufscheibe
156 befindet sich eine Antriebsscheibe 161. Die Antriebsscheibe 161 ist an einer
aufrechten Antriebswelle 162 befestigt. Die Antriebswelle 162 ist mit einem Elektromotor
163 verbunden. Ein Drehgeberl64 ist mit dem Motor 163 verbunden.Der Drehgeber 164
ist mit einer Steuervorrichtung elektrisch verbunden, wie etwa einem Computer mit
zugeordnetem Speicher. Eim Traganordnung 166 hält den Drehgeber 164 an dem Motor
163 fest.
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Der Riemen 129 ist um die Antriebsscheibe 161, um die Riemenscheibenteile
127 und 143 der Ringteile 114 bzw. 116 und um die Leerlaufscheibe 156 herumgelegt.
Beim Betrieb des Motors 163 werden die Ringteile 114 und 116 in entgegengesetzten
Drehrichtungen durch den gemeinsamen Riemen 129 angetrieben, der um die Riemenscheiben
herumgelegt ist. Jede Riemenscheibe 127, 143, 156 und 161 ist mit Zähnen versehen,
die mit Zähnen an dem Riemen 129 zusammenwirken. Dieser Riemen 129 und die Riemenscheiben
127, 143, 156 und 161 stellen sicher, dass sich die Zeitsteuerung der Drehung der
Ringteile 114 und 116 nicht ändert.
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Gemäss Fig. 9 ist die Ankeranordnung 101 in aufrechter
Stellung
zwischen den Ringteilen 114 und 116 angeordnet.
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Das untere Ende der Welle 102 sitzt in einem lösbaren Halter, der
in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 167 bezeichnet ist. Der Halter 167 enthält
eine lösbare Hülse, d.h. einen Aufnehmer, wie in Fig. 5 gezeigt. Der Halter 167
hat einen Becherteil 169 mit einem Paar aufwärts gerichteter Abschneider oder Finger
171. Der Becherteil 169 ist Teil einer Einheit, die zum Abschirmen des Kommutators
und zum Bewegen und Führen der Anschlussdrähte dient. Diese Einheit bewegt und führt
jedes Anschlussdrahtende, welches von einer gerade gewickelten Spule ausgeht, um
die Welle 102 und um einen ausgewählten Kommutatorhaken herum. Der gesamte Kommutator
ist, mit Ausnahme eines ausgewählten Hakens, abgeschirmt, um zu verhindern, dass
andere oder vorher befestigte Anschlussdrähte ihre Haken verlassen. Ein Beispiel
für eine solche Anordnung ist in der US-PS 3 636 621 beschrieben.
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Die Spulenanschlussdrähte können an dem Kommutator durch die Vorrichtung
und das Verfahren befestigt werden, die in der US-Patentanmeldung, SN 454 678, vom
25.März 1974 vorgeschlagen ist.
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Ein Motor 172 ist antriebsmässig mit der Welle 102 über eine nicht
dargestellte Antriebsanordnung verbunden, die innerhalb des Rohres 168 angeordnet
und so betätigbar ist, dass winzige Drehschritte ausgeführt und dadurch der Kern
103 während des Wickelvorgangs weitergeschaltet wird. Die Antriebswelle des Motors
hat einen mit ihr gekuppelten Drehgeber. Der Drehgeber (nicht dargestellt) ist eine
elektromechanische Einrichtung, die zum Erzeugen eines elektronischen Ausgangssignals
verwendet wird, welches die Form einer Reihe von gleichen elektrischen Impulsen
hat, die winzige Drehschritte der Welle angeben, mit welcher der Drehgeber gekuppelt
ist. Das Ausgangssignal des Drehgebers wird in die Speicherbank eines Computers
eingegeben, der
Teil des Steuersystems der Wickelmaschine ist.
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Gemäss den Fig. 10 und 11 ist eine erste Drahtführungseinrichtung
(d.h. ein Futter oder eine Haube) die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 173
bezeichnet ist, neben einer Seite des Kerns 103 angeordnet und an dem ersten Ringteil
114 befestigt. Eine zweite Drahtzuführungseinrichtung (d.h. ein Futter oder eine
Haube), die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 174 bezeichnet ist, ist neben
der gegenüberliegenden Seite des Kerns 103 angeordnet und an dem zweiten Ringteil
116 befestigt. Die erste Haube 173 führt den Draht 136 während des Wickelvorgangs
in Paare gegenüberliegender Nuten. Die zweite Haube 174 führt den Draht 151 während
des Wickelvorgangs in ein seitens Nutenpaar.
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Die Hauben 173 und 174 sind in ihrem Aufbau identisch und einander
gegenüberliegend an gegenüberliegenden Seiten des Kerns 103 angeordnet, wie in den
Fig. 10 und 11 gezeigt.
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Die folgende Beschreibung beschränkt sich auf die Haube 173.
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Die gleichen Teile der Haube 174 haben die gleichen Bezugszahlen mit
dem Suffix A.
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Gemäss den Fig. 12 bis 14 hat die Haube 173 einen becherförmigen Körper
176, welcher einen ringförmigen Flansch 177 hat. Die Vorderseite des Körpers 176
hat eine aussen gebildete Kegelfläche 178, die während des Wickelvorgangs als eine
Führungsfläche für den Draht dient. Eine erste aufrechte, halbkreisförmige Ausnehmung
179 ist in dem Mittelteil des Körpers 176 angeordnet und dient zur Aufnahme eines
Bogensegments des Kerns 103. Die Ausnehmung 179 hat eine Umfangskrümmung, die dem
Aussendurchmesser des Kerns 103 so angepaßt ist, dass der Kern 103 lose an der Haube
anliegt. Die Hauben 173 und 174 werden während des Ladens und Entladens der Maschine
nicht auseinandergedrückt
oder geöffnet. Das erlaubt einen schnelleren
Wickelzyklus, da Haubenbewegungen beseitigt worden sind. Die Ausnehmung 179 wird
durch einen horizontalen Schlitz 181 in zwei Teile geschnitten, welcher sich durch
den Körper 176 erstreckt. Ein zweite Ausnehmung 182 ist unterhalb der Ausnehmung
179 angeordnet. Die Ausnehmung 182 hat eine Halbkreisform und eine geringere Grösse
als die Ausnehmung 179. Ein Loch 183 ist zu der Ausnehmung 182 hin offen und schafft
Zugang zu dem Kommutatorbereich der Ankeranordnung.
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Gemäss den Fig. 9, 10 und 11 ist der Flansch 177 in einem ringförmigen
Kugellager 184 gelagert. Das Lager 184 sitzt auf der Innenseite der Büchse 124 und
ist daran mit einem Ring 188 und einem Schnappteil 189 festgehalten. Eine kreisförmige
Platte 186 ist auf der Innenseite des Körpers 176 mit mehreren Schrauben 187 befestigt.
Wie die Fig.
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10 und 11 zeigen, passt der Kern 103 in die Ausnehmungen 179 und 179A
und verhindert, dass sich die Hauben 173 und 174 mit dem ersten Ringteil 114 und
dem zweiten Ringteil 116 drehen. Der Draht wird mit Hilfe eines Paares von schwenkbar
gelagerten Zungen 191 und 192 an dem Ende des Kerns 103 vorbei und in die Schlitze
104 geführt. Die Zungen 191 und 192 sind in den Schlitzen 181 verschiebbar angeordnet
und an einem Teil 186 mit einem Paar Stiften 193 bzw. 194 schwenkbar gelagert. Eine
erste Feder 196 kann sich gegen die Platte 186 und die Zunge 191 legen, um die Zunge
191 in Richtung der Welle 102 zu drücken. Eine zweite Feder 197 legt sich gegen
die Platte 186 und die Zunge 192, um letztere in Richtung der Welle 102 zu drücken.
Die Zungen 191 und 192 werden durch die Federn 196 bzw. 197 aufeinanderzugedrückt.
Die Mitte der Platte 186 hat ein Loch 198 in einer Linie mit Endteilen 199 und 201
der Zungen 191 bzw. 192. Die Zungen 191 und 192 werden mit Hilfe eines Stellantriebs,
der in seiner Gesamtheit
mit 202 bezeichnet ist, in ihre Ausrückstellung
gedrückt.
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Der Stellantrieb 202 hat einen Kolben 203, der mit dem Loch 198 axial
ausgerichtet ist. Der Kolben 203 ist an einem Motor 204, wie beispielsweise einem
Fluidmotor oder einem Elektromagneten, verschiebbar angebracht. Wie Fig.
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9 zeigt, ist der Stellantrieb 202 auf einem Träger 206 befestigt.
Mehrere Schrauben 207 befestigen den Träger an dem Tisch 108.
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Die Haube 174 hat ein Paar bewegliche Zungen 191A und 192A. Die Zungenbefestiungs-
und -betätigungsanordnung ist die gleiche wie die zuvor beschriebene Zungenbefestigungs-
und -betätigungsanordnung. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen,
die das Suffix A tragen.
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Bei Betätigung der Stellantriebe 202 und 202A bewegen sich die Kolben
203 und 203A durch die Löcher 198 und 198A hindurch und legen sich gegen Zungenteile
199, 201 und 199A, 201A, damit die Zungen 191, 192 bzw. 191A, 192A in die geöffneten
Positionen bewegt werden, so dass der Kern 103 zwischen den Hauben 173 und 174 herausgezogen
werden kann, nachdem der Wickelvorgang beendet ist. Eine neue unbewickelte Ankeranordnung
kann dann zwischen die Hauben 173 und 174 gebracht und durch den lösbaren Halter
167 festgehalten werden.
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Im Gebrauch wird eine Ankeranordnung 101 zuerst zwischen die Hauben
173 und 174 eingesetzt, mit dem Kern 103 in den ersten Ausnehmungen 179 und 179A.
Die Zungen 191, 192 und 191A, 192A werden durch Betätigung der Stellantriebe 202
und 202A in ihrer geöffneten Stellung gehalten. Die Kolben 203 und 203A der Stellantriebe
bewegen sich durch
die Löcher 198 und 198A hindurch und bewegen
die Zungen 191, 192 bzw. l91A, 192A in ihre geöffneten Stellungen und halten sie
darin fest, so dass der Kern 103 in den unteren Teil der ersten Ausnehmungen 179
und 179A eingebracht werden kann. Der Kommutator 106 wird von dem Becherteil 169
umschlossen. Das untere Ende der Ankerwelle wird in der Hülse festgehalten, die
mit dem Motor 172 antriebsmässig verbunden ist.
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Die Stellantriebe 202 und 202A werden dann gelöst, indem die Kolben
203 und 203A aus den Löchern 198 und 198A herausbewegt werden. Die Federn 196, 197
und 196A, 197A drücken ihre Backen 191, 192 bzw. 191A, 192A in ihre vorderen Stellungen,
wie mit ausgezogenen Linien in Fig. lo gezeigt.
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Zuerst werden die Drähte 136 und 151 an getrennten Kommutatorsegmenten
befestigt und sie verlaufen durch gegenüberliegende Nuten 104 in dem Kern 103. Der
Draht 136 wird durch die zylindrische Nadel 134 und die rohrförmige Führung 138
gefädelt. Der Draht 151 wird durch die rohrförmige Nadel 149 und die rohrförmige
Führung 153 gefädelt, wie in Fig.
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11 gezeigt. Die Drähte 136 und 151 kommen von getrennten Drahtvorräten,
wie beispielsweise Drahtrollen. Geeignete Drahtspannvorrichtungen (nicht dargestellt)
können den Drähten 136 und 151 zugeordnet sein, um während des Wickelvorgangs die
richtige Spannung auf die Drähte auszuüben.
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Die Drähte 136 und 151 werden während des Wickelvorgangs bei Speisung
des Motors 163 in getrennte Paare von Nuten 104 gewickelt. Der Motor 163 treibt
die Antriebsscheibe 161 an, die den Riemen 129 in Bewegung setzt. Der Riemen 129
dreht die Ringteile 114 und 116 in entgegengesetzten Richtungen und trägt Drähte
136 und 151 um den Kern, wodurch
Drahtspulen in die beiden Paare
von Nuten 104 eingebracht werden. Der Draht 136 wird durch die Kegelfläche 178 der
Haube 173 in das erste Nutenpaar geführt. Die Zungen 191 und 192 leiten den Draht
über das Ende des Kerns. In gleichartiger Weise führt die Kegelfläche 178A der Haube
174 den Draht 151 in ein zweites Nutenpaar in dem Kern 103.
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Während des Wickelvorgangs gewähren die Löcher 183 und 183A Zugang
zu dem Kommutator 106. Die Löcher gewähren Zugang für Drahthalte- und -stopfwerkzeuge
(nicht dargestellt), wie beispielsweise dem Werkzeug 46, durch welches die zu Schleifen
geformten Anschlussdrähte,die zu aufeinanderfolgenden Spulen hin- bzw. von denselben
wegführen, mit den Kommutatorsegmenten mechanisch und elektrisch verbunden werden
können. Die Werkzeuge können in den Platten 186 und 186A oder direkt auf dem Tisch
108 mit einer geeigneten Traganordnung befestigt sein. Wenn ein Spulenpaar gewickelt
worden ist, wird der Motor 163 angehalten. Der Weiterschaltmotor 172 wird betätigt,
damit der Kern 103 in eine zweite Position weitergeschaltet wird, um dadurch unbewickelte
Paare von Nuten 106 in Stellung zu bringen. Dann wird der Motor 163 eingeschaltet,
damit weitere Drahtspulen auf den Kern 103 gewickelt werden. Dieses Verfahren wird
fortgesetzt, bis alle Spulen auf den Kern gewickelt worden sind. Der Kern wird dann
zwischen den Hauben 173 und 174 herausgezogen, nachdem die Zungen 191, 192 und l91A,
192A zurückgestellt worden sind. Die Hülse oder Halteanordnung für den unteren Teil
der Welle 102 wird ebenfalls zurückgestellt, so dass die bewickelte Ankeranordnung
durch die obere Öffnung der Maschine herausgenommen und ein unbewickelter Kern in
die Maschine eingesetzt werden kann.
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Fig. 15 zeigt eine Frontseitenansicht einer dritten
Ausführungsform
der Ankerwickelmaschine nach der Erfindung, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl
210 bezeichnet ist. Die Maschine 210 hält eine Ankeranordnung 211 während des Wickelvorgangs
in einer vertikalen Position. Die Ankeranordnung 211 hat eine aufrechte Welle 212,
die einen genuteten Ankerkern 213 trägt. Ein Kommutator ist an der Welle unterhalb
des Kerns 213 befestigt.
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Die Maschine 210 hat einen lösbaren Halter 216, welcher eine Haltehülse
217 aufweist, die das untere Ende der Welle 212 hält und dadurch die Ankeranordnung
211 in der aufrechten Position abstützt. Ein erstes Gehäuse 218 ist neben einer
Seite der Ankeranordnung 211 und ein zweites Gehäuse 219 neben der gegenüberliegenden
Seite der Ankeranordnung 211 angeordnet. Die Gehäuse stehen aufrecht und sind mit
einem Träger oder Tisch 221 schwenkbar verbunden.
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Ein Querzapfen 222 verbindet das untere Ende des Gehäuses 218 mit
dem Tisch 221. In gleicher Weise verbindet ein horizontaler Querzapfen 223 das untere
Ende des Gehäuses 219 mit dem Tisch 221. Die Gehäuse 218 und 219 können zu der Ankeranordnung
211 hin- und von derselben weggeschwenkt werden. Ein erste Stellantrieb, der in
seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 224 bezeichnet ist, ist mit dem Gehäuse 218
verbunden und steuert die Position des Gehäuses.
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Der Stellantrieb 224 hat einen Zylinder 226, der einen beweglichen
Kolben 227 trägt. Der Kolben 227 ist an einem Arm 228 angelenkt. Der Arm 228 ist
an einem Lappen 229 angelenkt, der an dem oberen Teil des Gehäuses 218 befestigt
ist. Der Zylinder 226 ist ein doppeltwirkender Luftzylinder, welcher bei Betätigung
das Gehäuse in gewählten entgegengesetzten Richtungen, die durch einen Pfeil 231
angedeutet sind, um die Achse des Schwenkzapfens 222 verschwenkt.
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Ein zweiter Stellantrieb, der in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl
232 bezeichnet ist, steuert die Position des Gehäuses 219. Der Stellantrieb 232
hat einen Zylinder 233, der einen beweglichen Kolben 234 trägt. Der Kolben ist an
einem Arm 236 angelenkt. Das entgegengesetzte Ende des Arms 236 ist mit einem*Lappen
237 verbunden, der an dem oberen Teil des Gehäuses 219 befestigt ist. Der Zylinder
233 ist ein doppeltwirkender Luftzylinder, mittels welchem das Gehäuse 219 in entgegengesetzten
Richtungen bewegt werden kann, wie durch einen Pfeil 238 angedeutet.
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Ein erstes ringförmiges drehbares Teil 239 ist an dem Gehäuse 218
angebracht. Das Ringteil 239 trägt ein Futter oder eine Haube 241, die sich an ein
Bogensegment des Kerns 213 anlegen kann. Das Gehäuse 219 hat ein zweites ringförmiges
Teil 242, welches ein Futter oder eine Haube 243 trägt. Das Futter 243 legt sich
gegen ein gegenüberliegendes Bogensegment des Kerns 213. Die Futter 241 und 243
haben Drahtführungsflächen, welche die aus den ringförmigen Teilen 239 und 242 austretenden
Drähte in ausgewählte Nutenpaare in dem Kern 213 führen. Die Ringteile 239 und 242
und die Ringteile 114 und 116, die in Fig. 11 dargestellt sind, sind gleich. Die
Futter 241 und 243 und die Futter 173 und 174, die in den Fig. 8 bis 15 dargestellt
sind, sind gleich. Ein gemeinsamer Riemen 244 stellt eine Antriebsverbindung zwischen
den Ringteilen 239 und 242 und einem gemeinsamen Motor her. Die Antriebsstruktur
ist die gleiche wie bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Anordnung aus Motor
und Riemenantrieb.
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Im Gebrauch bewegen die Stellantriebe 224 und 232 die Gehäuse 218
und 219 zu der Ankeranordnung 211 hin und von derselben weg. Die Stellantriebe 224
und 232 sind so betätigbar, dass eine Spannwirkung auf den Kern 213 ausgeübt
und
dieser in aufrechter Position festgehalten wird.
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Wenn grosse Kerne zu wickeln sind, kann es von Vorteil sein, den Kern
mit den Futtern 241 und 243 abzustützen.
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Die Stellantriebe 224 und 232 können so betätigt werden, dass sie
die Futter 241 und 243 von dem Kern wegbewegen, so dass die Kernanordnung 211 leicht
aus der Maschine entnommen werden kann.
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Die Fig.16 bis 18 zeigen eine vierte Ausführungsform der Ankerwickelmaschine
nach der Erfindung, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl 300 bezeichnet ist.
Die Maschine 300 wickelt eine einzelne Drahtspule in Nutenpaare in einem Ankerkern
303 einer Ankeranordnung 301. Die Ankeranordnung 301 hat den gleichen Aufbau wie
die Ankeranordnung 5 und hat eine Welle 302, die einen Kern 303 trägt. Der Kern
303 hat mehrere nach aussen offene Nuten 304 zum Aufnehmen des Drahtes. Der Kommutator
306 ist an dem unteren Ende der Welle 302 befestigt. Die Maschine 300 und eine Hälfte
der in den Fig. 8 bis 15 dargestellten Maschine sind gleich. In der folgenden Beschreibung
sind die Teile der Maschine 300, die mit Teilen der Maschine 100 gleich sind, mit
den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, die das Präfix 3 tragen.
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Die Maschine 300 hat ein feststehendes Gehäuse 307. Das Gehäuse 307
enthält einen horizontalen Tisch 308. Ein aufrecht stehendes Gehäuse 311 ist an
der Oberseite des Tisches 308 befestigt. Das Gehäuse 311 hat eine Öffnung 313 zum
Aufnehmen eines drehbaren ringförmigen Teils oder Ringes, der in seiner Gesamtheit
mit der Bezugszahl 316 bezeichnet ist. Ein Paar Lager 321, welches zwischen dem
Gehäuse 311 und dem Ringteil 316 angeordnet ist, dient zu drehbaren Lagerung des
Ringteils 316 in dem Gehäuse.
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Die Lager 321 können einzelne Rollenlager oder Luftlager sein. Eine
Platte 322, die an dem Gehäuse 311 mit mehreren Schrauben 323 befestigt ist, hält
die Lager in dem Gehäuse 311 fest. Das Ringteil 316 hat einen ringförmigen Antriebs-oder
Riemenscheibenteil 327, der mehrere nach aussen gerichtete Zähne 328 aufweist. Ein
Treibriemen 329 ist um den Riemenscheibenteil 327 herumgelegt und ein Antriebsmotor
(nicht dargestellt) versetzt das Ringteil 316 in Drehung. Das Ringteil 316 hat einen
Rand oder eine rohrförmige Büchse 341, die eine Öffnung 342 umschliesst. Die Öffnung
342 ist in einer Linie mit oder neben dem Kern 303 angeordnet und gewährt Zugang
zu dem Kern und dem Kommutator während des Wickelvorgangs. Eine Innenplatte 346,
die an der Büchse 341 mit Schrauben 347 befestigt ist, hält die Büchse und die Lager
321 zusammen.
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Die Büchse 341 und die Platte 346 haben ein Längs loch 348, welches
eine zylindrische Nadel 349 aufnimmt. Der Draht 351 ist durch die Nadel 349 und
ein nach innen gerichtetes Loch 352 in der Büchse 341 gefädelt. Der Draht verläuft
durch eine zentrisch angeordnete rohrförmige Führung 352 und zu einem Drahtvorrat,
wie beispielsweise einer Drahtrolle. Die rohrförmige Führung 353 ist an einem Träger
354 abgestützt, der an dem Tisch 308 befestigt ist.
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Gemäss Fig. 16 wird die mit dem Kommutator versehene Anker anordnung
301 in aufrechter Position durch einen lösbaren Halter festgehalten, der in seiner
Gesamtheit mit der Bezugszahl 367 bezeichnet ist. Der Halter 367 ist oben an einem
aufrechten Rohr 368 abgestützt und weist ein Becherteil 369 auf, welches das untere
Ende der Welle und den Kommutator 306 umschliesst. Das Becherteil 369 wird zurückgezogen,
so dass ein Lappen an dem Kommutator 306 freiliegt, damit Anschlussdrähte von zwischen
den Spulen
an dem Lappen eingehängt werden können. Ein Schneider
371 dient zum Abschneiden des Drahtes während des Wickelvorgangs. Die Welle 302
ist antriebsmässig mit einem Motor 372 verbunden. Der Motor 372 schaltet den Kommutator
während des Wickelvorgangs selektiv weiter, wodurch Drahtspulen in ausgewählte Nutenpaare
gewickelt werden. Der Motor 372 ist mit einem Drehgeber (nicht dargestellt) gekuppelt
und arbeitet in der oben mit Bezug auf den Motor 172 beschriebenen Weise.
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Ein Futter oder eine Haube, die in ihrer Gesamtheit mit der Bezugszahl
374 bezeichnet ist, ist an dem Ringteil 316 angebracht. Die Haube 374 hat einen
kegelförmigen Körper 376 und einen nach aussen gerichteten ringförmigen Flansch
377. Der Körper 376 hat eine äussere Kegelfläche 378, die den Draht in ausgewählte
Paare von Nuten 304 in dem Kern 303 führt. Wie Fig. 18 zeigt, hat die Haube 374
eine aufrechte Ausnehmung 379 zum Aufnehmen eines Bogensegments des Kerns 303. Die
Ausnehmung 379 hat eine Umfangskrümmung, d.h. einen Krümmungsradius, der im wesentlichen
gleich dem Krümmungsradius des Kerns 303 ist und der bogenförmigen Konfiguration
des Kerns 303 angepasst ist.
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Die Haube 374 hat einen Schlitz 381 und ein Loch 383. Das Loch 383
bildet eine Zugangsöffnung zu dem Kommutatorbereich der Ankeranordnung 301. Drahtbearbeitungswerkzeuge
können durch das Loch 383 hindurchbewegt werden, um den Draht während des Wickelvorgangs
zu handhaben und um andere Arbeiten an dem Draht auszuführen. Ein ringförmiges Lager
384 ist zwischen dem Flansch 377 und der Büchse 341 angeordnet, so dass sich das
Ringteil 316 relativ zu der Haube 374 dreht. Die Haube 374, die an einem Bogensegment
des Kerns 303 anliegt, dreht sich nicht mit dem Ringteil 316. Eine Platte 386 ist
an der Innenseite des Haubenkörpers 376 mit
mehreren Schrauben
378 befestigt. Ein Ring 388 liegt an dem Lager 384 an und wird an der Büchse 341
durch einen Spreizring 389 festgehalten.
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Ein Paar bogenförmig bewegbare Zungen 391 und 392 ist in dem Schlitz
381 angeordnet. Ein Drehzapfen 393 verbindet die Zunge 391 schwenkbar mit der Platte
386. In gleicher Weise verbindet ein Schwenkzapfen 394 die Zunge 392 mit der Platte
386. Die Zunge 391 wird durch eine Feder 396 nach aussen, d.h. zu dem Kern 303 gedrückt.
Die Feder 396 ist zwischen der Platte 386 und einem äusseren Teil der Zunge 391
angeordnet. Die Zunge 392 wird durch eine Feder 397 zu dem Kern 303 gedrückt. Die
Feder 397 ist zwischen einem äusseren Teil der Zunge 392 und der Platte 386 angeordnet.
Benachbarte innere Teile der Zungen 391 und 392 sind in einer Linie mit einem zentralen
Loch 398 in der Platte 336 angeordnet. Das zentrale Loch 398 ist mit einem Stellantrieb
axial ausgerichtet, der in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 402 bezeichnet ist.
Der Stellantrieb 402 hat einen Zylinder 403, der einen beweglichen Kolben 404 trägt.
Der Kolben 404 liegt in einer Linie mit dem Loch 398 und ist in das Loch hineinbewegbar,
um sich gegen die benachbarten Teile der Zungen 391 und 392 zu legen und um die
Zungen in eine Ausrückstellung zu bringen, so dass die Ankeranordnung 301 aus der
Maschine entnommen werden kann. Der Zylinder kann ein doppeltwirkender Zylinder
sein und den gleichen Aufbau und die gleiche Betriebsweise wie der in Fig. 9 gezeigte
Zylinder 204 haben.
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Im Gebrauch wird die Ankeranordnung 301 in einer aufrechten Position
in die Ankerwickelmaschine eingesetzt, wie in Fig. 16 gezeigt. Der Stellantrieb
402 wird betätigt, damit der Kolben 404 die Zungen 391 und 392 in ihre Ausrückstellungen
bewegt. Die Hülsen- oder Spannfutteranordnung in dem Halter 367 hält die Ankeranordnung
301 in der aufrechten
Position fest. Ein Teil des Kerns 303 sitzt
in der Ausnehmung 379, wie in Fig. 18 dargestellt. Der Stellantrieb 402 wird gelöst,
wodurch die Zungen 391 und 392 in ihre Betriebsposition gedrückt werden, wie in
Fig.
-
17 dargestellt. Die Zungen 391 und 392 führen den Draht über das Ende
des Kerns, so dass der Draht sich nicht an dem Ende des Kerns verhakt. Der Draht
351 wird durch Drehen des Ringteils 316 in ein Paar Nuten 304 gewickelt. Der Riemen
329 überträgt die Kraft von dem Motor auf das Ringteil. Der Riemen 329 kann durch
ein geeignetes Stirnrädergetriebe oder Kegelradgetriebe ersetzt werden, welches
die Kraft überträgt und das Ringteil 316 in Drehung versetzt. Während des Wickelvorgangs
schaltet der Motor 372 den Kern selektiv weiter, so dass der Draht in alle Nuten
304 gewickelt wird. Während des Wickelvorgangs können Drahthandhabungswerkzeuge,
wie beispielsweise "Com-Stuffing"-Werkzeuge, die in Fig. 5 dargestellt sind, und
andere Drahthandhabungswerkzeuge zum Handhaben des Drahtes verwendet werden, ohne
die Ankeranordnung aus der Maschine zu entnehmen. Wenn der Wickelvorgang abgeschlossen
ist, wird der Stellantrieb 402 betätigt, damit die Zungen 391 und 392 in ihre ausgerückte
Stellung gebracht werden.
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Die Hülse oder das Spannfutter, welches das untere Ende der Welle
302 festhält, wird gelöst. Der bewickelte Anker kann dann aus der Maschine entnommen
werden.
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Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann über die beschriebenen
bevorzugten Ausführungsbeispiele und Verfahren zum Ankerwickeln hinaus eine Vielzahl
von Vereinfachungs- und Abwandlungsmöglichkeiten.