DE2827139A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen und bandagieren der wicklungskoepfe von statoren oder rotoren elektrischer maschinen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum formen und bandagieren der wicklungskoepfe von statoren oder rotoren elektrischer maschinen

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Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Beyer Dipl.-Wirtsch.-Ing. B. Jochem
Frankfurt/Main Staufenstraße 36
Arm.:
Balzer & Dröll KG
An der Rosenhelle 4
6369 Niederdorfeiden
Verfahren und Vorrichtung zum Formen der Wicklungsköpfe von Statoren oder Rotoren elektrischer Maschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen der Wicklungsköpfe von Statoren oder Rotoren elektrischer Maschinen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es gibt verschiedene Verfahren, um die Wicklungsköpfe zu befestigen und auf diese Weise vor Beschädigungen zu schützen. Eines der gebräuchlichen Verfahren ist das Bandagieren, wobei die Wicklungsköpfe durch Umschlingen mit Baumwollband, Glas— seideband, Schnur od. dgl. von Hand oder maschinell fest zusammengeschnürt werden. Bei der maschinellen Herstellung von Motoren wird dabei in herkömmlicher Weise in der Regel so vorgegangen, daß die z.B. in einen Stator eingezogenen Wicklungen im Bereich der stirnseitig über das Statorblechpaket vorstehenden Wicklungsköpfe vorgeformt werden, dann das Bandagieren folgt, und schließlich ein zweiter Preß- bzw. Formvorgang die bandagierten Wicklungsköpfe noch genau ausrichtet.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen werden die Wicklungsköpfe durch ringförmige Werkzeuge einem gleichzeitig über den gesamten Umfang wirksamen Druck ausgesetzt. Damit ist der Nachteil verbunden, daß die aufzubringenden und von der Maschinenkonstruktion aufzunehmenden Formkräfte verhältnismäßig groß sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Form- und Bandagiervorgänge nacheinander stattfinden. Dabei federn die vorgeformten Wick— lungsköpfe infolge Eigenelastizität teilweise wieder auf, bevor sie bandagiert werden, lassen sich dann nicht festgepackt umschnüren und lockern sich durch das Nachformen in der Bandage weiter, so daß während des späteren Betriebs des Motors Eigenbewegungen und Schwingungen einzelner Drähte möglich sind, die dann zum Bruch führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine zu dessen Durchführung geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe die Wicklungsköpfe mit geringerem Kraftaufwand geformt werden können, und zur lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Wicklungsköpfe nur teilweise unter Formdruck gesetzt und über den Umfang fortschreitend geformt werden.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren größerer Druck jeweils nur an einer kleinen Stelle ausgeübt wird, sind die anzuwendenden Kräfte gering, während die Preßwirkung sehr gut ist.
Obgleich das neue Verfahren grundsätzlich in allen Fällen Anwendung finden kann, in denen Wicklungsköpfe vor- und/oder fertiggeformt werden, sei es in einem besonderen Arbeitsgang oder in unmittelbarer zeitlicher Verbindung mit einem die Wicklungsköpfe befestigenden Arbeitsgang, ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Wicklungsköpfe während des Formens bandagiert werden, wobei sie zweck— mäßigerweise jeweils nur dicht neben der Bandagierstelle und mit dieser fortschreitend unter starkem Druck geformt werden. Dadurch ist gewährleistet, daß sich der Draht im
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Wicklungskopf weder zwischen dem Formen und dem Bandagieren noch danach lockern kann.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Wicklungsköpfe jeweils nur dicht vor der Bandagierstelle unter starkem Druck zusammengepreßt. Hinter der Bandagierstelle werden sie durch die Bandage gehalten.
Bei Anwendung des neuen Verfahrens wird man in den meisten Fällen auf weitere Formvorgänge verzichten können.
^^ Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, welche mit einem ein— oder mehrteiligen Preßwerkzeug für die Wicklungsköpfe versehen ist, das relativ zur Längsachse des Stators oder Rotors drehbar ist, und in bevorzugter Ausführung ein unmittelbar neben einem Bandagierwerkzeug angeordnetes und zusammen mit diesem fortschreitend bewegbares schmales Formteil aufweist.
Mit dem vorstehend gebrauchten Ausdruck "schmales Formteil" soll ein Formteil gemeint sein, welches in Umfangsrichtung nicht breiter ist,als im Hinblick auf Festigkeit, Verschleiß, Befestigungsmöglichkeit und sonstige technische Gründe not— g\ wendig, um die Wicklungsköpfe in dem Bereich, wo die Bandagierwerkzeuge arbeiten,fest zusammendrücken.
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Das Formteil kann in einer mit Bezug auf den Stator bzw.Rotor radialen Schnittebene ein im wesentlichen U-förmiges Profil haben.Es kann aber auch in einer alternativen Ausführungsform aus einer oder mehreren Rollen bestehen, die radial und /oder axial gegen den Wicklungskopf drücken. In weiterer praktischer Abwandlung des Erfindungsgedankens kann das Formteil schließlich auch zangenartig oder in anderer geeigneter Weise so ausgebildet sein, daß es im Querschnitt in einer Radialebene des Stators bzw. Rotors veränderbar ist.
Um zu verhindern, daß durch axialen Pormdruck, evtl. in Kombination mit radialem Formdruck, die Wicklungsköpfe so dicht gegen die Stirnseite des Statorblechpakets gedruckt werden, daß das Bandagierwerkzeug, welches zwischen den Wicklungsköpfen und dem Statorblechpaket hindurchfahren muß, behindert wird, kann in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß das Formteil mit zwischen die Wicklungsköpfe und die Stirnseite des Stators bzw . Rotors einführbaren Stützgliedern zusammenwirkt , welche einen vorbestimmten Abstand zwischen den Wicklungsköpfen und der Stirnseite des Stators bzw. Rotors einhalten. Die Stützglieder können beispielsweise nasen- oder zungenförmige Vorsprünge an einer O Halterung des Statorblechpakets sein.
Das vorgeschlagene Formteil wird vorzugsweise an einer an sich bekannten, den Kranz der Wicklungsköpfe aufnehmenden und ver— formenden, im Bereich der Bandagierwerkzeuge unterbrochenen Ringmulde angebracht. Letztere hat wie bisher die Aufgabe, ohne Anwendung eines stärkeren Preßdrucks während des Bandagierens die Drähte der Wicklungsköpfe sowie evtl. eingelegte Isolationen vorzurichten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Pig. 1 eine perspektivische Darstellung des wesentlichen Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Formen der zu bandagierenden Wi cklungsk öpf e,
Pig· 2 einen schematischen Querschnitt durch einen mit Wicklungen versehenen Stator und ein die Wicklungsköpfe neben der Bandagierstelle zusammenpressendes Formteil,
Pig. 3 einen Querschnitt durch das in Pig. 2 gezeigte Formteil in einer dazu senkrechten Schnittebene, wobei das Statorblechpaket und die Wicklungsköpfe schematisch nach Art einer Abwicklung dargestellt sind.
Die Erfindung kann Anwendung finden bei einer Bandagiermaschine von der Art, wie sie z.B. in der DE-PS 1 203 873 beschrieben ist. Weitere ähnliche Bandagiermaschinen zeigen die DE-OS 22 06 657, 24 07 557, 24 08 244, 24 37 452 und 26 37 909. Es kommt hierbei für die Erfindung nicht auf die Bandagierwerkzeuge und das Bandagierverfahren im einzelnen an, sondern auf das Zusammenpressen der zu bandagierenden Wicklungsköpfe unmittelbar während des Bandagierens.
Zu diesem Zweck ist das in Fig. 1 gezeigte Formwerkzeug vorgesehen. Es besteht im Prinzip aus einem in die Bohrung des Statorblechpakets einführbaren Dorn 10, der jedoch nicht uj>bedingt erforderlich ist, sowie aus einem daran ansetzenden Ringflansch 12 mit einer darin ausgebildeten Ringmulde 14, in die sich beim Einführen des Doms 10 in die Bohrung des Statorblechpakets die daraus einseitig hervorstehenden Wick— lungsköpfe legen. Auf der gegenüberliegenden axialen Seite des Statorblechpakets kann eine weitere derartige Formvorrichtung 10, 12 vorgesehen sein, um die Wicklungsköpfe auf
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beiden Seiten des Stators gleichzeitig zu formen und zu bandagieren.
Der Ringflansch 12 hat an einer Stelle seines Umfangs einen bis auf den Dorn 10 durchgehenden Einschnitt 16, in welchem das nicht gezeigte Bandagierwerkzeug arbeitet. Letzteres führt während des Bandagierens zusammen mit dem Formwerkzeug 10, 12 relativ zum Statorblechpaket und dem Kranz der Wicklungsköpfe eine schrittweise Umdrehung aus, wobei die Ban— dagierwerkzeuge jeweils in dem Zwischenraum zwischen den die Wicklungen aufnehmenden Statornuten zwischen den Wickr-x lungsköpfen und der Stirnseite des Statorblechpakets hin— durchfahren, dabei die Bandagier-Schnur mitziehen und diese durch Schlingen und Knoten fest um die Wicklungsköpfe schnüren.
Damit die Wicklungsköpfe während des Bandagierensin der gewünschten Form fest zusammengedrückt werden, könnte das Formwerkzeug 10, 12 mit einer entsprechenden Profilierung der Ringmulde 14 ausgebildet und mit großer Kraft gegen die Wicklungsköpfe gedruckt werden. Entsprechend stark und teuer müßte die gesamte Maschinenkonstruktion ausgelegt sein. Die Erfindung sieht deshalb vor, daß die Wicklungsköpfe nur in einem verhältnismäßig schmalen Bereich unmittelbar neben der Q Stelle, an welcher die Bandagierwerkzeuge arbeiten, mit großem Preßdruck zusammengedrückt werden, und hierzu dient ein am Rand der Ausfräsung bzw. des Einschnitts 16 im Ringflansch 12 angebrachtes, besonderes Formteil 18, dessen die Wicklungsköpfe umfassendes bogenförmiges Profil eine geringere Tiefe und radiale Breite als die Ringmulde 14 hat. Dadurch wird erreicht, daß das Formteil 18 wesentlich stärker gegen die Wicklungsköpfe drückt als die Wand der Ringmulde 14. Bei Drehung des Formwerkzeugs 10, 12 relativ zum Statorblechpaket in Richtung des in Fig. 1 gezeigten Pfeils 20 bewegt sich das Formteil 18 jeweils dicht vor den Bandagierwerkzeugen und drückt dabei die Wicklungsköpfe unmittelbar an der jeweiligen Ban— dagierstelle stark zusammen und in die gewünschte Form.
ORiGINALINSPECTED
- 7 ■ -
In Pig. 2 ist dargestellt, wie das Formteil 18 die mit bezeichneten Wicklungsköpfe U-förmig umgreift. Dabei wird auf die letzteren Druck radial von innen und außen sowie axial von außen ausgeübt. Um zu vermeiden, daß durch diesen Druck die Wicklungsköpfe flach gegen die Stirnseite des in Fig. 2 und 3 mit 24 bezeichneten Statorblechpakets gedrückt werden, wobei z.B. Hutisolationen 26 beschädigt werden könnten, körinten an einer z.B. aus zwei Halbschalen bestehenden Halteeinrichtung 28 für das Statorblechpaket an dessen Stirnseite anliegende, radial »ach innen weisende Vorsprünge oder Zungen 30 angebracht sein, welche die Wickel lungsköpfe 22 untergreifen, diese gegenüber dem Form— und Preßdruck durch das Formteil 18 abstützen und einen gewissen Zwischenabstand zwischen den Wicklungsköpfen und der Stirnseite des Statorblechpakets sicherstellen, der für die ordnungsgemäße Funktion der Bandagierwerkzeuge erforderlich ist.
Fig. 3 zeigt die Verformung der Wicklungsköpfe unter dem Einfluß des Formteils 18 in einem Querschnitt tangential zu den Wicklungsköpfen. Dabei befindet sich links vom Formteil 18 der noch nicht bandagierte Teil eines Wicklungskopfs, während der rechte Bereich bereits bandagiert ist und dadurch im fest zusammengedrückten Zustand bleibt.
Das Formteil 18 sollte, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in der dort dargestellten Querschnittsebene ein möglichst weich gerundetes Profil haben, weil es unter starkem Druck über die Drähte der Wicklungsköpfe gleitet, diese dabei aber nicht beschädigen darf. Alternativ kann deshalb auch daran gedacht werden, als Formteil 18 ein oder mehrere Rollen zu verwenden oder ein zangenartiges Formteil einzusetzen. Im Rahmen der Patentansprüche sind weitere Abwandlungen des Formwerkzeugs möglich.
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Leerseite

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Verfahren zum Formen der Wicklungsköpfe von Statoren oder Rotoren elektrischer Maschinen, dadurch gekennzei chnet , daß die Wicklungs— köpfe nur teilweise unter Formdruck gesetzt und über den Umfang fortschreitend geformt werden.
    y-\ 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsköpfe nacheinander in radialer und axialer Richtung geformt werden.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die Wicklungsköpfe in zwei oder mehr unmittelbar aufeinanderfolgenden Stufen in den vorbestimmten Zustand geformt werden.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
    O Formdruck während der über den Umfang fortschreiten
    den Formung kontinuierlich ausgeübt wird.
    5. Verfahren anch einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Formdruck intermittierend ausgeübt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 » dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsköpfe während des Formens bandagiert werden.
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    7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Wicklungsköpfe jeweils nur stellenweise dicht neben der Bandagier— stelle und mit dieser fortschreitend unter starkem Druck geformt werden,
    8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7 , dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsköpfe jeweils nur dicht vor der Bandagierstelle zusammengepreßt werden.
    >-\ 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein- oder mehrteiliges Preßwerkzeug (10, 12) für die Wicklungsköfpe (22) relativ zur Längsachse des Stators oder Rotors drehbar ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Preßwerkzeug (10,12) ein unmittelbar neben einem Bandagierwerkzeug angeordnetes und zusammen mit diesem fortschreitend bewegbares, schmales Formteil (18) aufweist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch Q gekennzeichnet, daß das Formteil (18) in Bewegungsrichtung relativ zum Stator (24) bzw. Rotor vor dem Bandagierwerkzeug angeordnet ist.
    12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (18) in einer mit Bezug auf den Stator (24) bzw. Rotor radialen Schnittebene ein im wesentlichen U—for— miges Profil aufweist.
    13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (18) aus ein oder mehreren Rollen besteht.
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    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 Ms 13, dadurch gekennzeichne , daß das Formteil (18) im Querschnitt in einer Radialebene des Stators (24) bzw. Rotors veränderbar ist.
    15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (18) zangenartig ausgebildet ist.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Form— teil in einen radial und in einen axial wirkenden Teil unterteilt ist.
    17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (-18) durch Federdruck gegen die Wicklungsköpfe (22) andrückbar ist.
    18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennz ei c h η e t , daß mehrere zunehmend wirksame Formteile axial und/oder radial versetzt angeordnet sind.
    19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennz ei chnet, daß das Formteil (18) mit zwischen die Wicklungsköpfe (22) und die Stirnseite des Stators (24) bzw. Rotors einführbaren Stützgliedern (30) zusammenwirkt , welche einen vorbestimmten Abstand zwischen den Wicklungsköpfen und der Stirnseite des Stators einhalten.
    20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9bis19, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (18) an einer den Kranz der Wicklungsköpfe (22) aufnehmenden und vorformenden, im Bereich (18) der Bandagierwerkzeuge unterbrochenen Ringmulde (14) angebracht ist.
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    21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, gekennzeichnet durch Preßwerkzeuge (10, 12) mit Fonnteilen (18) für axial gegenüberliegende Wicklungsköpfe (22).
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