DE2920749A1

DE2920749A1 - Verfahren zur herstellung kernloser laeuferwicklungen fuer elektrische maschinen, insbesondere motoren oder generatoren

Info

Publication number: DE2920749A1
Application number: DE19792920749
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Furuichi; Tsuneyuki Hayashi; Sachio Shimada; Akio Tsunaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-05-22
Filing date: 1979-05-22
Publication date: 1980-12-04
Also published as: DE2920749C2

Description

Verfahren zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen
für elektrische Maschinen insbesondere Motoren oder Generatoren Verfahren zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen für elektrische Maschinen,insbesondere Motoren oder Generatoren Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung kernloser Läuferwicklungenfür elektrische Maschinen, insbesondere Motoren oder Generatoren,bei dem ein Draht mit einer vorgegebenen Steigung um einen Wickelzylinder gewickelt wird und bei dem die Rückführungen des Drahtes zur Bildung von Windungen mittels auf der Oberfläche des Wickelzylinders befindlicher, mit dem Draht zu umschlingender Führungsstifte vorgenommen werden.
Eine kernlose Läuferwicklung ist so beschaLfen,daß sie nicht auf oder um einen Kern gewickelt ist.Durch das Vermeiden dieses Kerns können die Gesamtmaße und das Gewicht bzw. die Hasse einer Maschine,z.B. eines Motors vorteilhaft reduziert werden.Aus diesem Grunde ergeben sich für den Betrieb des Motors Verbesserungen, womit u.a. die erforderlichen Steuerschaltkreise vereinFacht werden können.
Eine bekannte Technik zur Herstellung solcher kernlosen Läuferwicklungenbenutzt einen Dorn, dessen Oberfläche mit nach einem Wabenmuster geführten Vertiefungen versehen ist und d dazu benutzt wird, die Läuferwicklung zu formen.
Dabei wird der Draht um die Oberfläche dieses mit dem Wabenmuster versehenen Dorns herungewickelt,so daß eine zylindrische,wabenförmige Spule entsteht Anschließend wird bei diesem bekannten Verfahren die Wicklung von dem Dorn gezogen und in eine flache Form gedrückt.Die Wicklung hat nun im wesentlichen die Form eines Gurtes,behält jedoch die wabenförmige Struktur.Die gegenüberliegenden Enden dieser gurtförmigen Spule werden zusammengeführt, um eine zylindrische Läuferwicklung in Form einer Wabenspule zu erhalten.
Bei diesem bekannten Verfahren ist nachteilig,daß die Herstellung kernloser Läuferwicklungen eine große Anzahl von Zwischenschritten erfordert.Da dieses Verfahren zeitintensiv ist, ist es folglich auch kostenintensiv.Außerdem können nur kleine Stückzahlen nach dem bekannten Verfahren hergestellt werden.Hinzu kommt,daß eine relativ große Anzahl von manuellen Fertigungschritten erforderlich ist, wie z.B. das Abziehen der Wabenspule von dem Dorn,da dieser Vorgang nur schwerlich durch automatische Techniken zu beherrschen ist.
Aus den genannten Gründen ist erkennbar,daß dieses bekannte Verfahren nicht für eine Groß fertigung von kernlosen Läuferwicklungen geeignet ist.
Bei einem anderen bekannten Verfahren zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen ist eine zylindrische Wickeloberfläche vorgesehen,die eine Anzahl radial ausgerichteter Führungsstifte aufweist.Diese Führungsstifte sind entsprechend der Wicklungsstruktur und der Anzahl der Pole,die die Wicklung haben soll,angeordnet.Der Draht wird um diese Führungsstifte geschlungen.Jeder Führungsstift wird für eine Vielzahl von verschiedenen Windungen benutzt,so daß der Draht ,der um ihn und die zylindrische Wickeloberfläche gewickelt wird,viele Kreuzungen aufweist.Mit diesem bekannten Verfahren können zylindrische Läuferwicklungen des sog. Schrägwicklungstyps hergestellt werden.
Obwohl mit diesem bekannten Verfahren sauber ausgeführte Spulenanordnungen auf der Wickeloberfläche des Zylinders erzeugt werden können,ist nachteilig,daß die verschiedenen Windungen des Drahtes sich an jedem Führungsstift überlappen und damit die Gefahr besteht,daß die Isolation des Drahtes durchgerieben oder sogar entfernt werden kann.
Das bedeutet,daß eine große Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen zwischen den benachbarten Lagen der Wicklung bestehc.Außerdem muß angesichts der Anzahl der Windungen, die um einen Führungsstift geschlungen sind,der Drahtdurchmesser,insbesondere der Äußere Durchmesser begrenzt arerden.Dies kann sich entweder in einem unerwünscht dünnen Isoliermantel oder in einem unerwünscht kleinen Querscnitt des Drahtes auswirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,ein Verfahren un Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen zu schaffen,bei welchem Verfahren und bei welchen Anordnungen die genannten Nachteile vermieden sind.Es ist außerdem Aufgabe der Erfindung,ein verbessertes Verfahren und Anordnungen zur Durchführung dieses verbesserten Verfahrens zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen zu schaffen,bei dem dieherzustellenden Wicklungen mit einer gleichmäßigen Steigungversehen sind und wobei die Windungen eime Schrägwicklung formen.Es ist ferner Aufgabe der Erfindung,ein Verfahren und Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen zu schaffen,das automatisiert werden kann'wodurch solche Wicklungen in hohen Stückzahlen zu relativ geringen kosten hergestellt werden könnenODer Erfindung liegt die zusätzliche Aufgabe zugrunde,ein Verfahren und automatische oder halb automatische Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen zu schaffen.
Verschiedene weitere AufgabenVorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und insbesondere aus den Patentansprüchen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die Erfindung bietet den Vorteil,daß kernlose Läuferwicklungen für elektrische Maschinen kostengünstig herstellbar sind,die darüber hinaus gegenüber mit bekannten Verfahren hergestellten kernlosen Läuferwicklungen verschiedene technische Verbesserungen aufweisen.
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale gekennzeichnet.
Im folgenden soll die Erfindung an Hand- mehrerer,das Verfahren und Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße Anordnung betreffender Figuren erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für die Erfindung.
Fig. 2 zeigt die Seitenansicht eines Anordnungsteils,bei dem eine Phase des Wikelvorgangs dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des selben Anordnungsteils, bei dem eine weitere Phase des Wickelvorgangs dargestellt ist.
Fig. 4 zeigt wiederum die Seitenansicht des Anordnungsteils, bei dem eine weitere Phase des Wickelvorgangs dargestellt ist.
Fig. 5 zeigt die Seitenansicht des Anordnungsteils,bei dem eine weitere Phase des Wickelvorgangs darsestellt ist.
Fig. 6 zeigt die Seitenansicht des selben Anordnungsteils, bei dem eine weitere Phase des Wickelvorgangs gezeigt ist Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht einer kernlosen Läuferwicklung'die durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung hergestellt ist.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels für die erfindungsgemäße Anordnung,mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann.
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht eines Teils der Anordnung gemäß Fig. 8.
Fig. 10 zeigt die Frontansicht eines anderen Teils der Anordnung gemäß Fig. 8.
Fig. 11...14 zeigen perspektivische Ansichtendes Teils der Anordnung gemäß Fig. mit unterschiedlichen Phasen eines Wickelvorganges.
Fig. 15 zeigt-einne perspektivische Ansicht eines Teils der Anordnung mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Ausformung des Endes einer Polwicklung der Gesamtwicklung.
Fig 16 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung zum Zusammenbacken der Windungen der kernlosen Läuferwicklung.
Fig. 17 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der Anordnung,die zum Ausformen der Enden einer Polwicklung dient.
Wie bereits angegeben,zeigt Fig.1 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für die Erfindung mit der das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen kernloser Läuferwicklungen für elektrische Maschinen durchführbar ist.Der hier verwendete Ausdruck "elektrische Maschinen" bezieht sich auf Elektromotoren oder Generatoren.Solche Maschinen können mit zwei oder mehr Polen ausgestattet sein.Die Läuferwicklung ist so herzustellen,daß sie an die Anzahl der Pole angepaßt ist.Die gezeigte Anordnung besteht aus einem Wickelzylinder 3, einer Antriebswelle 5 zur Drehung des Wickelzylinders, einer Drahtführungsscheibe 9'ersten bzw, zweiten Führungsstiften 20A bzw. 20B und ersten bzw. zweiten Schaltkupplungen 10A bzw. 10Der Wickelzylinder 3 hat eine Oberfläche 1 um die ein Draht 7 in gleichförmiger Steigung zur Herstellung einer Schrägwicklung gewickelt wird.Sie kann durch nicht gezeigte Mittel in eine Drehbewegung versetzt werden,womit der Wickelzylinder rotiert.In einem Ausführungsbeispiel kann die Antriebswelle 5 mit einem Dorn für eine drehbare Lagerung des Wickel zylinders 3 ausgestattet sein.
Die Drahtführungsscheibe 9 für den Draht 7 ist ein sog.
"flier" und wird durch geeignete,nicht gezeigte Mittel in Drehbewegung versetzt.Die Drahtführungsscheibe 9dreht sich in einer Umlaufbahn um den Wickelzylinder 3.Die Achse dieser Umlaufbahn ist gegenüber der Längsachse des Wickelzylinders geneigt.Diese Drehbewegung der Drahtführungsscheibe bewirkt ein schräges Wickeln des Drahtes 7 von beispielsweise dem unteren Teil der Oberfläche 1 an einem Ende des Wickelzylinders 3 zum oberen Teil der Oberfläche 1 am anderen Ende des Wickelzylinders un dann zurück abwärts zu dem unteren Teil der Oberfläche des Wickelzylinders.Als Führungsmittel sind der erste Führungsstift 20A und der zweite Führungsstift 20B vorgesehen.
Diese Führungsstifte werden in geeigneterWeise von einem ersten Haltearm 21a bzw. einem zweiten Haltearm 21b räumlich einander gegenüberstehend auf der Oberfläche 1 des Wickelzylinders 3 gehalten.Der erste Führungsstift 20A und der zweite Führungsstift 20B fangen den Draht 7 bei seinem Umlauf um den Wickelzylinder 3 jeweils auf,so daß der Draht um diese Führungsstifte gewunden wird.Auf diese Weise wird er schräg um die Oberfläche 1 des Wickelzylinders 3 zurückgeführt.
Der erste Haltearm 21a bzw. der zweite Haltearm 21b ist jeweils mechanisch mit der ersten Schaltkupplung 10A bzw.
der zweiten Schaltkupplung 10B gekoppelt.Die erste Schaltkupplung 10A besteht aus einem Paar von Kupplungsscheiben, nämlich einer ersten Kupplungsscheibe 11a und einer zweiten Kupplungsscheibe 12a.Die zweite Kupplungsscheibe 12a ist mechanisch mit der Antriebswelle 5 gekoppelt,so daß sie sich mit dieser drehen kann.Die erste Kupplungsscheibe 11a ist mit einer ersten Buchse 13a'die in einem ersten Bereich der Antreibswelle 5 angeordnet ist,oder mit dem Dorn,der in den Wickelzylinder hineinreicht,gekoppelt.Die erste Kupplungsscheibe 11a ist mit einer kreisförmigen Anordnung von öffnungen oder Löchern 14a,die in einem vorgegebenen Radius der Kupplungsscheibe angeordnet sind,ausgestattet.Die zweite Kupplungsscheibe 12a ist ebenfalls mit einer kreisförmigen Anordnung von Löchern 15a ausgestattet, wobei die Anzahl dieser Löcher 15a wesentlich geringer als die Anzahl der Löcher 14a ist.Beispielsweise sind fünfundzwanzig Löcher 14a in der ersten Kupplungsscheibe 11a und sechs Löcher 15a in der zweiten Kupplungsscheibe 12a vorgesehen.Ein erster Kupplungsstift 16a ist so bemessen,daß er durch ein Loch 15a in ein ausgewähltes Loch 14a eingeführt werden Kann.Wenn dieser erste Kupplungssstift 16a eingeführt ist,sind die erste Kupplungsscheibe 11a und die zweite Kupplungsscheibe 12a mechanisch gekoppelt.Wenn eine solche Verbindung hergestellt ist, teilt sich die Rotation der zweiten Kupplungsscheibe 12a durch die Rotation der Antriebswelle 5 der ersten Kupplungsscheibe lla mit .
Die zweite Schaltkupplung 10B weist eine ähnliche Konstruktion wie die erste Schaltkupplung 10A auf.Die zweite Scaltkupplung 10B besteht aus einem Paar von Kupplungsscheiben,nämlich einer dritten Rupplungsscheibe 11b und einer vierten Kupplungsscheibe 12b, wobei die vierte Kupplungsscheibe 12b mexhanisch mit dem Teil der Antriebswelle 5 gekoppelt ist gder aus dem Wickel zylinder 3 herausragt.
Die dritte Kupplungsscheibe 11b ist mit einer zweiten Buchse 13b verbunden. Diese Buchse ist wie die erste Buchse 13a um einen Dorn drehbar. Die dritte Kupplungsscheibe ist mit einer kreisförmigen Anordnung von Löchern 14b ,beispielsweise fünfundzwanzig Löchern ausgestattet'die in einem vorgegebenen RAdius auf der Kupplungsscheibe angeordnet sind.
Die vierte Kupplungsscheibe 12b ist mit einer kreisförmigen Anordnung von LÖchern 15b,beispielsweise sechs Löchern,die mit dem gleichen Radius angeordnet sind, ausgestattet.
Es ist ein zweiter Kupplungsstift 16b vorgesehen,der so bemessen ist,daß er durch ein Loch 15b in der vierten Kupplungsscheibe 12b in ein ausgewähltes Loch 14b in der dritten Kupplungsscheibe 11b eingeführt werden kann.Der erste Haltearm 21a und der zweite Haltearm 21b,die jeweils den ersten Führungsstift 20A bzw. den zweiten Führungssti.-Ft 20B halten, sind drehbar auf der ersten Buchse 13a bzw. der zweiten Buchse 13b mittels eines ersten Drehzapfens 23a bzw. eines zweiten Drehzapfens 23b angeordnet.Jeder der beiden Haltearme ist jeweils Bestandteil einer U-förmigen ersten Haltevorrichtung 22a bzw. einer U-förmigen zweiten Haltevorrichtung 22b,durch die der erste DRehzapfen 23a bzw. der zweite Drehzapfen 23b gesteckt ist. Außerdem sind die Haltearme so mit der jeweils betreffenden U-förmigen Haltevorrichtung verbunden, daß Haltearme und U-formige Haltevorrichtung von oben gesehen als T-förmige Anordnung erscheinen.
jeweils ein erster Stift 24a bzw. ein zweiter Stift 24b ist senkrecht auf dem ersten Haltearm 21a bzw. dem zweiten Haltearm 21b angeordnet. Die Haltearme können Gewindelöcher enthalten, in die Stifte eingeschraubt sein können. Eine solche Anordnung erlaubt,die Länge jedes der Stifte, gemessen von der Oberfläche des betreffenden Haltearmen bis zur Oberflä- che 1 des Wickelzylinders 3 nach Bedarf zu justieren.
Die Art, in welcher die in Fig. 1 gezeigte Anordnung arbeitet,wird in folgenden an Hand der Fig. 2...6 näher beschrieben.
Die Antriebswelle und damit der Wickelzylinder 3 werden in einem Synchronismus mit den Umdrehungen der Drahtführungsscheibe 9 angetrieben.DAs bedeutet,daß die Drahtführungsscheibe 9 einen kompletten Umlauf um den Wickel zylinder macht,wenn der Wickelzylinder sich um einen vorbestimmten Winkel entsprechend der Steigung der Läuferwicklung,die um ihn herum gewickelt wird,dreht.Wenn die Drahtführunsscheibe 9 in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung umläuft, rotiert der Wickelzylinder 3 in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung.
Es sei nun anqenommen, daß insqesamt N Windungen um den Wickelzylinder gewickelt sin,um eine vollständige Lauf er wicklung herzustellen.Damit ist die Steigung dieser Wi-ck-1.
lung 1 einer vollen Umdrehung. DAs bedeutet,daß der Wickel-N 1.
zylinder 3 1 einer vollen Uundrehung mit jedem Umlauf der N Drahtführungsscheibe 9 beschreibt.
Zunächst wird der erste Kupplungsstift 16a durch ein vorbestimmtes Loch 15a in der zweiten Kupplungsscheibe 12a geführt und in ein vorbestimmtes Loch 14a in der ersten Kupplungsscheibe 11a gesenkt..Ebenso wird der zweite Kupplungsstift 16b durch ein Loch 15b in der vierten Kupplungsscheibe 12b geführt und in ein vorbestimmtes Loch 14b in der dritten Kupplungsscheibe lib gesenkt.Damit wird der erste Führungsstift 20A und der zweite Führungsstift 20B gleichartig mit der Umdrehung der Antriebswelle 5 um einen vorbestimmten Winkel in der durch den Pfeil A angedeuteten Drehrichtung durch die Kopplung zwischen den Kupplungsscheiben 11a,12a bzw. 11b,12b,die durch die Antriebswelle 5 bewegt werden,in der durch den Pfeil A angegebenen Drehrichtung bewegt.
Gleichzeitig führt die Drahtführungsscheibe 9 einen vollen Umlauf in der durch den Pfeil B angegebenen Drehrichtung aus.Es sei nun angenommen,daß sich das mit der Drahtführungsscheibe verbundene Drahtführungsrohr,wie in Fig.1 gezeigt,gerade hinter dem Wickelzylinder 3 befindet,so daß der Draht 7 um den zweiten Führungsstift 20B herum in Richtung des erstem Führungsstiftes 20A verläuft,vergl. Fig.2.
Damit wird der Draht durch den zeiten Führungsstift 20B umgelenkt.Das bedeutet,eine Windung des Drahtes 7 wird um den zweiten Führungsstift 20B herum zurückgeführt,um eine Windung herzustellen,die schräg in Bezug auf die Längsachse des Wikkelzylinders 3 ausgerichtet ist.Diese Windung ist um die 0-berfläche 1 des Wickelzylinders 3 herumgewickelt.Während die Drahtführungsscheibe 9 umläuft,rotiert der Wickelzylinder 3 in Synchronismus mit der Drahtführungsscheibe 9 derart, daß die hergestellte Windung auf der Oberfläche 1 des Wikkelzylinders 3 versetzt von der vorhergehenden Windung aufgebracht wird.Diese Verstzung ist gleich der Steigung der Windungen.
Nachdem der Draht 7 um den zweiten Führungstift 20B zurückgeführt ist, setzt das Drahtführungsrohr seine Umöauf um den Wickelzylinder 3 fort,so daß es auf der Vorderseite des Wikkelzylinders erscheint,vergl. Fig. 3.DAmit wird der Draht 7 um den ersten Führungsstift 20agelenkt und zurückgeführt.
Zu dieser Zeit haben die beiden Führungsstifte eine Umdrehung in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung mit einer vollen Umdrehung wegen der Kopplung zwischen der Antreibswelle 5 und der Schaltkupplungen IOA und 1OB ausgeführt.
Bevor die Drahtführungsscheibe zu dem Punkt zurückkehrt, in dem der Draht 7 erneut um den zweiten Führungsstift 20B geführt wird.ist dieser Führungsstift zu seiner ursprünglichen Position zurückgekekehrt,d.h.in die Position,die gerade vor dem Anfang der Drahtwindung,die auf der Oberfläche des Wickelzylinders 3 geformt ist,besetzt war.Diese Rückkehr des zweiten Führungsstiftes 20B zu seiner ursprünglichen Position wird durch den sich drehenden zweiten Haltearm 21b um den zweiten Drehzapfen 23b bewerkstelligt,indem der zweite Führungsstift 20B von der Oberfläche 1 des Wickelzylinders 3 abgehoben wird,vergl. Fig.3.Anschließend wird der zweite Kupplungsstift 16b,der in ein Loch 14b in der dritten Kupplungsscheibe 11b gesenkt war,aus diesem Loch gezogen,womit die dritte Kupplungsscheibe 11b in die Lage versetzt ist,sich in Bezug auf die vierte Kupplungsscheibe 12b zu drehen Die dritte Kupplungsscheibe 11b wird in der entgegengesetzten Richtung zu der durch den PfeilA gezeigten Drehrichtung bewegt,d.h.diese Kupplungsscheibe wird in der durch den Pfeil C gezeigten Drehrichtung bewegt,vergl. Fig.
3.Wenn das nächste benachbarte Loch 14b vor dem zweiten Kupplungsstift positioniert ist.wird dieser Kupplungsstift erneut eingesenkt,im die dritte Kupplungsscheibe lib mit der vierten Kupplungsscheibe 12b zu verriegeln.Die genannte Drehung der dritten Kupplungsscheibe lib in Richtung des Pfeiles C läßt ebenfalls die zweite Buchse 13b drehen,an die der zweite Haltarm 21b und damit der zweite Führungsstift 20B gekoppelt ist.Dadurch wird der zweite Führungsstift 20B in der durch den Pfeil C angegebenen Richtung bewegt.Diese Drehung entspricht dem vorgegebenen Winkel,der wiederum der Steigung der Wicklungen,die auf der Oberfläche des Wickelzylinders 3 geformt werden,entspricht.Dieser Vorgangläuft ab, während der Wickelzylinder 3 zusammen mit dem zweiten Führungsstift 20B 1 einer vollständigen Umdrehung ausführt.
N Der zweite Führungsstift 20B ist nun in seine ursprüngliche Position durch Drehung um 1 der vollständigen Umdrehung,jedoch in der entgegengestzten Richtung zurückgekehrt.Anschließend wird der zweite Haltearm 21b so gedreht,daß der zweite Führungsstift 20B auf die Oberfläche des Wickelzylinders 3 aufgestzt wird,vergl. Fig.4.
Nachdem der zweite Kupplungsstift 16b aus dem betreffenden Loch 14b gezogen ist,wird die dritte Kupplungsscheibe 11b in Richtung des Pfeiles C gedreht,bis sich ein anderes Loch 15b mit einem anderen Loch 14b gegenübersteht und der zweite Kupplungsstift 16b durch die sich gegenüberstehendenLöcher geschoben wird, um den genauen Winkel festzuleen,mit dem die dritte Kupplungsscheibe 11b gedreht wird.Zur genauen Winkelverschiebung der dritten Kupplungsscheibelib wird beispielsweise der zweite Kupplungsstift 16b der sich in der "12-Uhr"-Position in der vierten Kupplungsschiebe 12b befindet,aus einem Loch 14b gezogen.
Dann wird die dritte Kupplungsscheibe lIb soweit gedreht, bis ein sich in der "2-Uhr"-Position befindender zweiter Kupplungsstift 16b der vierten Kupplumgsscheibe 12b in einem vor ihm befindlichen Loch 14b gesenkt werden kann.Der Kupplungsstift'der sich in der "12-Uhr"-Position der vierten Kupplumgsschetoe 12b befand,wird nun nicht in ein anderes Loch 14b gesenkt, bis die dritte Kupplungsscheibe 11b sechs aufeinander folgende Winkelverschiebungen vorgenommen hat.Jede solcher Winkelverschiebungen entspricht der Steigung der Wicklung. Wenn der zweite Führungsetift 20B, wie in Fig. 4 gezeigt, zurückgekehrt ist, setzt die Drahtführungsscheibe 9 ihren Umlauf fort,um den Draht 7 um diesen Führungsstift zu winden,vergl. Fig. 5.das bedeutet,daß die Rückkehr des zweiten Führungsstiftes 2o3 auf die Oberfläche des Wickelzylinders 5 den Draht 7 um diesen Führungsstift umlenken läßt.
Anschließend wird der räumliche Verlauf des Drahtes 7, der nun zwischen den Führungsstiften 20A und 20B verl ft,kurzzeitig auf dem Vickelzylinder 3 durch beispielsweise thermische Adhäsion oder andere konventionelle adhäsive Techniken gesichertODies kann schnell durchgeführt werden, wenn der Draht 7 mit einem thermisch adhäsiven Mantel umgeben ist 9 der durch Zuführung von Wh:rme aktiviert wird.Es ist erkenntlich, daß dieser Vorgang der Fixierung des Verlaufs des Drahtes 7 auf dem Wickelzylinder 3 nicht durch den ersten Führungsstift gestört wird'wenn dieser von der Oberfläche des Wickelzylinders weggedreht ist Die drahtführungsscheibe 9 setzt ihren Umlauf fort und bringt das Drahtführungsrohr hinter den Wickelzylinder 3,vergl Fig. 5. Während der Draht 7 um den zweiten Pührungsstift 20B herum zurückgeführt wird1 ist der ersder erste Führungsstift 20A von der Oberfläche des Wickelzyllnders weggedreht.Dies kBnn durch Einwirkenlassen einer geeigneten Kraft auf den ersten Führungsstift 20A, vergl. Fig. 1, bewirkt werden, so daß der erste Haltearm 21a um den ersten Drehzapfen 23a gedreht wird. Wenn der erste Führungsstift 20A von dem Wickelzylinder 3 entfernt ist,wird der Führungsstift in seiursprüngliche Position in ähnlicher Weise wie in der für das Rückführen des zweiten Führungsstiftes 20B beschriebenen durchgeführt.Dazu wird der erste Kupplungstift 16a, der in ein Loch 14a der ersten Kupplungsscheibe 11a gesenkt war, herausgezogen, womit diese Kup-plungsscheibe in Bezug auf lie zweite Kupplungsscheibe 12a gedreht wird,bis ein anderer erster Kuplungsstift 16a in ein anderes Loch 1ta gesenkt werden kann. Die erste Kupplungsscheibe 11a wird in Richtung des Pfeiles C um 1 einer vollen Umdrehung gedreht.Demgemäß wird die Kupplungsscheibe zusammen mit der ersten Buchse 13a,die hiermit gekoppelt ist, um einen vorbestimmen Betrag entsprechend der Steigung der Wicklung sedreht.Diese Drehung der ersten Buchse 13a dreht auch den ersten Führungstift 20A, wodurch der Führungsstift in seine ursprüngliche Position zurückgebracht wird.Der Führungsstift ist nun um einen gleichen,aber entgegengerichteten winkel als dem,durch den er zuvor durch die Antriebswelle 5 gedreht war,versetzt.
Wenn der erste Führungssrift 20A in seine ursprüngliche Position zurückgekehrt ist, wird der erste naltearm 21a um den ersten Drehzapfen 23a gedreh,so:daß der Führungsstift wieder auf die Oberfläche 1 des Wickelzylinders 3 aufgesetzt wird.Die Drahtführungsscheibe 9 setzt ihren Umlauf zum Rückführen des Drahtes 7 um den ersten Führungsstift 20A herum fqrt,vergl. Fig.2 u. 6.
Der Verlauf des Drahtes 7 vom zweiten Führungsstift 20B zum ersten Führungsstift 20A auf der Rückseite des ikkelzylinders wird kurzzeitg auf dem Wickelzylinder beispielsweise durch thermische Adhäsion,wie bereits oben beschrieben, fixiert.
Der vorstehende Vorgang wird bei jedem folgenden Halbumlauf der Drahtführungsscheibe 9 wiederholt.Auf diese Weise werden aufeinander folgende Windungen des Drahtes 7 in Synchonismus mit den Umlaufen der Drahtführungs- scheibe 9 auf der Oberfläche des Wickelzylinders 3 geformt.Für jeden vollen Umlauf der Drahtführungsscheibe 9 vollzieht der Wickelzylzylinder 3 Ñ seiner vollen Umdrehung.Darüber hinaus werden die Führungsstifte 20A und 20B abwechselnd in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen gebracht,sö daß jede Windung des Drahtes 7 durch diese Führungsstifte umgelenkt wird'um eine tficllung mit der richtigen Steigung zu erzielen.
Es ist erkenntlich,daß der erste Führungsstift und der zweite Führungsstift 20B in der selben Drehrichtung wie der Wickelzylinder 3 gedreht werden.enn jedoch die Drahtführungsscheibe 9 eine erste Position in ihrem Umlauf erreiht hat,wie die in der Fig. 3 gezeigte Position,wird der zweite Führungsstift 20B in seine ursprüng.
liche Position gebracht,indem er in umgekehrter Drehridhtung als der Wickelzylinder 3 um den gleich Winkel zurückgedreht wird.
Anschließend,senn die Drahtführungsscheibe 9 eine zweite Position in ihrem Umlauf erreicht,vergl. Fig.5,wird der erste Führungsstift 20A in seine ursprüngliche Position durch Drehen dieses Führungsstiftes in der umgekehrten Drehrichtung zum Wickelzylinder 3 um den gleichen Winkel gedreht.Vom rechten Ende des Wickelzylinders 3 aus gesehen dreht dieser sich entgegen de Uhrzeigersinn.Der erste Führungsstift 20Aund der zweite Führungsstift 20B werden in ihre jeweilige ursprüngliche Position durch Drehung im Uhrzeigersinn gebracht. Jeder Füh- rungsstift dreht sich demzufolge um einen vorgegebenen Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn und dreht sich um diesen Winkel im Uhrzeigersinn.
Nachdem der Wickelzylinder eine vollständige Umdrehung ausgeführt hat,wTird die Wicklung'die damit hergestellt ist, von ihm entfernt. Eine nach der Erfindung hergestellte Wicklung zeigt Fig.7.Diese wicklung ist asz aus N schräg gestellten Windungen mit gleichmäßiger Steigung aufgebaut.
Bei der beschriebenen Anordnung ist ersichtlich,daß die Drahtführungsscheibe 9 in einer festgelegten Umlaufbahn uml uft,während der Wickelzylinder rotiert.Dies Drehung des Wickelzylinders resultiert in den schräggstellten Windungen mit gleichmäßiger Steigung.Beim Formen jeder Windung wird der Verlauf des Drahtes zwischen den Führungsstiften kurzzeitig auf dem Wickelzylinder 3,beispielsweise mittels thermischer Adhäsion fixiert. Falls es gefordert wird,kann der Verlauf des Drahtes 7 außerdem mit den Windungen, die bereits auf dem Wickelzylinder geformt sind,zusammengebacken werden. Ein anderes Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung ist in Fig.8 gezeigt.Dieses Ausführungsbeispiel besteht aus einer Drahtführungsscheibe 101, einem Wickelzylinder 103, einer Antriebswelle 102,einem ersten Führungselement 105,einem zweiten Führungselement 106,einem erstentager 111 und einem zweitenLager 112. Die Drahtführungsscheibe 101 kann ähnlich wie die zuvor beschriebene Drahtführungs- scheibe 9 ausgestaltet seinund wird durchgeeignetes nicht gezeigte Mittel angetrieben'damit sie in einer festen Umlau.rbahn umlaufen kann.Die Drahtführungsscheibe 101 gibt einen Draht 107 aus.
Die Antriebswelle 102 enthält vorzugsweise einenDorn, der durch geeignete Mittel in Synchronismus mit den Umläufen der Drahtführungsscheibe angetriebenwird.Die Antriebswelle ist teilweise durch den Wickelzylinder 103 geführt und tritt am anderen Ende des Wickelzylind ers als Antriebswellenbereich 102a aus. Das erste Lager 111 und das zweite Lager112 sind in diesem Antriebswellenbereich 102a an den gegenüberliegenden den des Wickelzylinders 103 montiert,so daß sie mit den Urndrehungern der Antriebswelle 102 rotieren können. Das erste Lager 1.11 ist mit einem ersten Tragarm 117 ausgestattet, der drehbar am unteren Ende des Lagers mit einem ersten Drehzapfen 116 angeordnet ist.Dieser erste Tragarm 117 ist im wesentliche parallel zur Längsachse des Wickelzylinders 103 ausgerichtet.Inähnliche eise ist das zweite Lager 112 mit einem Tragarm,nämlich einem zweiten Tragarm 123 ausgestattet, der drehbar am unteren Ende des zweiten Lagers 112 mittels eines zweiten Drehzapfens 122 angeordnet ist.Der zweite Tragarm 123 ist im wesentlichen parallel zur Längsachse des Wickelzylinders 103 ausgerichtet. Das erste Führungselement 105 und das zweite Führungselement 106 sind beispielsweise mit dem ersten Tragarm 117 bzw. mit dem zeiten Tragar 123 mit Schrau- benzine mit der gezeigten Schraube 124, befestigt. Jedes der Führungselemente 105,106 ist ein bogenformig gestaltetes Teil,das so bemessen ist,daß es in unmittelbarer Nähe der Oberfläche 104 des Wickelzylinders angeordnet sein kann.Die bogenförmigen Teile sind konzentrisch mit dem Wickelzylinder angeordnet.
Fig. 9 zeigt das erste Lager 111.s is-t mit einem Schlitz zur Aufnahme des Endbereiches des ersten Tragarmes 117 ausgesttet.Dieser Bereich ist das dem Enden dem das erste Führungselement 105 befestigt ist, gegenüberliegende Ende.Zwischen diesem Endbereich des erstenraganrns 117 und dem ersten Lager 111 ist ein Fejerelement 118 vorgesehen, um den Tragarm 117 im Uhrzeigersinn um den ersten Drehzapfen 116 vorzuspannen.Diese vorspannung drückt das erste Führungselement 105 in Richtung uf die Oberfläche 104 des Wickelzylinders 103. Der Wickelzylinder 103 ist mit einer kreisförmigen Anordnung von Löchern 110 ausgestattet,die um die Oberflache 104 herum angeordnet sind.Diese Löcher sind im gleichmäßigen Abstand voneinander angeordnet und definieren die aufeinander folgenden Polabstände.Der erste Tragarm 117 ist mit einer lösbaren Kupplung 115 ausgestattet,die aus einer Kugel 113,die als Stahlkugel ausgebildet sein kann, und aus einer Spiralfeder 114 besteht,die die Kugel nach oben drückt, so daß sie in jedes der Löcher 110 eingedrückt werden kann, vergl. Fig. 9. Diese lösbare Kupplung verbindet das erste Lager 111 mit dem Wickelzylinder 103 derart,daß,wenn das erste Lager 111 durch den Antriebswellenbereich 102a gedreht wird,sie zwischen dem sich drehenden ersten Lager 111 und dem Wickelzylinder 103 bewirkt daß derr Xickelzylinder 103 in der selben rotiert.Es istt ersichtlich,daß diese lösbare Kupplung gestattet, daß sich nch ihrem Lösen das erste Lager 111 frei in Rezug auf den Wickelzylinder drehen kann.
Wie aus Fig.7 leicht zu erkennen ist,ist das zweite Lager 112 gesichert mit dem Antriebswellenbereich 102a durch sine "Nut-und Feder"-Kupplung verbunden.Den freie Endbedes Antriebswellenbereidhes 102a, d.i. der Endbereich'der dem erstenLager gegenüberliegt,ist mit einer diametral verlaufenden Nut 119 versehen.Das zweite Lager 112 ist mit einem Nutzapfen ausgestattet,der in die Nut 119 eingeführt werden kann.Eine nicht gezeigte Einstellschraube ist mit einem Feststellknopf 121 festgehalten und ist so bemessen,daß sie gegen die Oberfläche des Antriebswellenbereiches 102a geschraubt wird,um ein Verrücken des zweiten Lagers 112 in Längsrichtung in zuzug auf die Antriebswelle 102 zu verhindern.Die "Nut-und-Feder"-Verbindung zwischen dem Antriebswellenbereich 102a und dem zweiten Lager 112 bewirkt die Rotationdes Lagers,wenn die Antriebswelle rotiert.Das zweite Lager 112 ist außerdem mit einem Schlitz ausgestattet,der den zweiten Tragarm 123 aufnehmen kann. Ein Federelement 125 spannt diesen Tragarm entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehzzpfen 122 vor, so daß des zweite FWnrungselement 106 in Richtung uf Wie Oberfläche 104 des Wickelzylinders 103 gedrückt wird, vergl. Fig. 8. Außerdem ist eine Führungsscheibe 10-3 an einem Ende des Wickelzylinders 103 vorgesehen. Diese Führungsscheibe enthalt eine Vielzahl von Schlitzen 108. Diese Schlitze sind gleichmäßig über den Umfang der Führungsscheibe verteilt. Die definieren die Polabstände.
Im Betrieb der Anordnung läuft die Drahtführungsscheibe 101 in einer festen Umlaufbahn in der durch den Pfeil B gezeigten Richtung um.f)ie Antriebswelle 102 rotiert in wichtung des Pfeiles A' in Synchronismus mit der Drehung der Drahtführungsscheibe 101.
Es sei nun angenommen, daß die Kugel 113 der lösbaren Kupplung die in dem ersten Lager vorgesehen ist, in ein Loch 110 auf der Oberfläche des Wickelzylinders 103 gesenkt ist. Demzufolge rotiert der Wickelzylinder 103 wegen seiner Kopplung mit der Antriebswelle 102 über die lösbare Kupplung 115 und dem ersten Lager 111, wenn die Antriebswelle 102 rotiert.Das Lager 111 wird dabei durch die Antriebswelle 102 getrieben. Wenn die Drahtführungsscheibe 101 einen vollen Umlauf ausführt, dreht sich die Antriebswelle 102 zusammen mit dem Wickelzylinder 103 um einen vorbestimmten Winkel, der der Steigung der Wicklung entspricht. Wenn die Wicklung aus N Windungen besteht, dreht sich der Wickelzylinder 103 um 1/N einer vollen Umdrehung mit jedem Umlauf der Drahtführungsscheibe 101. Auf diese Weise werden nacheinander Windungen des Drahtes 107 schräg um Oberfläche des Wickelzylinders 103 gelegt. Die benachbarten Windungen sind durch ein geeignete Steigung voneinander getrennt.
Vor dem Formen der ersten Windung des Drahtes 107 um die Oberfläche des Wickelzylinders 103 wird einen Schlaufe am freien Ende des Drahtes geformt. Diese Schlaufe wird in den Schlitz 108 gelegt, vergl. Fig.11. Anschließend läuft die Drahtführungsscheibe 101 in Synchronismus mit der Rotation des Wickelzylinders 103, um eine vorbestimmte Anzahl von gleichförmig voneinander getreten schräg gen Windungen auf der Oberfläche des Wickelzylinders zu formen, vergl, ebenfalls Fig.11. Es ist erkenntlich, daß die Drahtführungsscheibe 101 mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit umläuft und daß der Wickelzylinder 103 ebenfalls mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit rotiert.Daraus ergibt sich, daß jede Xindunr=) des Drahtes 1 Q7 die gleiche Länge hat. Jede Windung des Drahtes 107 wird um das erste Führungselement 105 und das zweite Führungselement 106 in der gezeigten -eise gelegt. Diese die gegeüberliegend der Luferwicklung,die hergestellt wird. Nachdem eie vorbestimmte Anzahl von Windungen des Drahtes 107 um die Führungselemente 105,106 auf der Oberfläche 104 des Wikkelzylinders 103 gewickelt sind, vergl. Fig. 11, wird die Rotation der Antriebswelle 102 angehalten. Zur gleichen Zeit wird der Umlauf der Drahtführungsscheibe 101 gestoppt der Wickelzylinder 103 wird in seiner @@@@@@@@@@@@@@chen Position gehalten. Die Antriebswelle 102 wird dann in ugekehrter Richtung gedreht, wie es der Pfeil C in den Fig.8 u. 10 zeigt. Diese entgegengerichtete Drehung der Antriebswelle 102 löst die Kugel 117 aus dem Loch 110, womit die Kopplung des ersten Lagers 111 mit dem Wikkelzylinder 103 aufgehoben ist.
Nachdem das erste Lager 111 und das zweite Lager 112 mit dem Antriebswellenbereich fest verbunden sind, werden diese Lager in der selben Drehrichtung wie die Drehrichtung der Antriebswelle 102, nämlich in Richtung des Pfeiles C gedreht. Demzufolge gleiten die Führungselemente 105 und 106 aus den Windungen des Drahtes 107 heraus, vergl. Fig.12. Die Antriebswelle 102 wird in Richtung des Pfeiles C um den gleichen retref, wfl en sie zuvor in Richtung des Pfeiles A gedreht war, gedreht. Das bedeutet, falls die Antriebswelle 102 in Richtung des Pfei les A um einen bestimmten Winkel dreht wurde, um eine bestimmte Anzahl von Windungen des Drahtes 137 um die Oberfläche des Wickelzylinders zu legen, daß die Antriebswelle 102 nun Um den gleichen bestimmten Winkel, jedoch in anderer Drebrichtung,wie durch den Pfeil C gezeigt, gedreht wird. Damit werden das erste Führungselement und das zweite Führungselement 105 bzw. 106 in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen gebracht.
Wenn sie in ihrer urspüngliche Position angelangt sind, ist die Winkelbezogene Position der Antriebswelle 102= in Bezug auf den Wickelzylinder 103, der unbewegt belassen wurde, während die Antriebswelle 102 in Richtung des Pfeiles C gedreht wurde, so, daß die Kugel 113 nun mit einem weiteren Loch 110 zusammentrifft. Unter der Vorspannung, die auf sie durch die Spiralfeder 114 ausgeübt wird'wird die Kugel in das Loch gedrückt. Nun kann die Antriebswelle 102 erneut in Richtung des Pfeiles A rotieren.Der Wickelzylinder 103 wird nicht weiter stillgehalten. Demzufolge wird durch die Antriebswelle der Wickelzylinder 103 wegen der lösbaren Kupplung 115 zwischen dem Wi ckelzylinder und dem ersten Lager 111 gedreht. Das erste Führungselement 105 und das zweite Führungselement 106 werden ebenso mit dem Wickelzylinder gedreht.
Wenn der Wickelzylinder und die Führungselemente in Richtung des Pfeiles A,vergl. Fig. 8 u. 1i,drehen,setzt die Drahtführungsscheibe ihre Umlauf in ihrer festen Umlaufbahn fort, so daß der raht 107 um die Führungselemente 105 und 106 gewickelt wird und schräge Windungen um die Oberfläche des Wickelzylinders 103 gelegt werden.
Es ist ersichtlich,daß die konstante Geschwindigkeit, mit der die Antriebswelle 102 rotiert,und die konstante Gesehwindigkeit,mit der die Drahtführungsscheibe 10'1 in Synchronismus mit der Antriebswelle umläuft, in gleichförmigen Steigungen des Drahtes 107 resultieren.
Falls die löcher 110 -Foneinander mit einer der Polwicklung entsprechenden Entfernung getrennt sind'wie es vorzugsweise ausgeführt ist, ergibt sich, daß die Führungselemente 105 und 106 in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen nach einer Anzahl von @@@@@ungen, die der Polwicklung entsprechen, zurückgeführt werden.Dazu werden der .;ikkelzylinder 103 und die Führungselemente 105 und 106 zunächst in Richtung des Pfeiles A gedreht, so daß eine vollständige Anzahl von Windungen gewickelt wIrd.
Anschließend werden die Führungselemente relativ zum Wickelzylinder 103 in Richtung des Pfeiles C gedrehet, damit sie in ihre ursprünglichen Positionen zurückkehren können und das Wickeln der nächsten Windungen auf der Oberfläche des Wickelzylinders vorgenommen werden kann. Als Zahlenbeispiel sei angegeben, daß eine Polwicklung mit dreißig Windungen vorgesehen ist. Nach der dreißigsten Windung des Drahtes 107, die um die Führungs elemente 105 und 100 gelegt wurde,werden die F Führungs elemente in ihre ursprünglichen Positionen gebracht, so daß des Former der nächsten dreißig Windungen einer Polwicklung vor genommen werden kann.
Falls erforderlich,können die windungen des Drahtes 107 vor der Rückkehr der Führungselemente 105 un 106 in ihre ursprüngliche Positionen zusammengebacken werden.Falls der Draht 107 mit einem thermoplastischen adhäsiven Iso -liermantel umgeben ist,kann den Windungen des Drahtes, die um die Führungselemente gewickelt sind, Wärme zugeführt werden,damit sie zusammengebacken werden.Anschlie-Send können die Führungselemente in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen gebracht werden. Wie aus Fig. 12 u. 13 ersichtlich, hat die letzte Windung einer Polwickin% ein Ende, aus iem eine verdrallte Schlaufe -efor-.t wird. Diese Schlaufe kann in den schlitz 108 der Führungsscheibe 109 gelegt erdengwomit das Ende einer Polwicklung und der Anfang der nächsten bestimmt ist.
Wenn dieser Vorgang für jede der Polwicklungen angenommen wird9ergibt sich eine Wicklung 1309die aus Fig. 14 ersichtlich ist.Dabei ist jede der letzten Windungen aller Polwicklungen mit einer verdrallten schlaufe versehen.Diese Schlaufe ist in den jeweils betreffenden Schlitz der Führungsscheibe 109 einzulegen. Dies Verfahren erlaubt selbstvertständlich eine Schnelle Bestimmung des Ortes der betreffenden Polwicklung, was bei der weiteren Verwendung der Läuferwicklung 130 in der elektrischen Maschine, für die die Läuferwicklung vorgesehen ist, hilfreich ist.
Ein Beispiel für eine Anordnung, die benutzt werden kann um die zuvor erwähnten verdrallten Schlaufen in der letzten Windung der Polwicklung auszuformen, ist in den Fig.
15 und 17 gezeigt. Sie erhält einen Haken 141. Im Normalfall, d.i. wenn der Wickelzylinder 103 und die Führungselemente 105 und 106 in Richtung des Pfeiles A ritieren,um den Draht 107 um die Oberfläche des Wickelzylinders in aufeinander folgenden schrägen windungen zu legen, ist der aken 141 abseits positioniert,damit der Haken 141 nicht den Wicklungsvorgang stört. Wenn die Drahtführungsscheibe 101 umläuft, um die letzte Windung der Polwicklung auszugeben, wird der Haken 141 in der Bewegungsrichtung X vorgeschoben, so daß er in die letzte Windung eingreift, vergl.
Fig. 15.Folglich wid die sonst um das erste Führungselement 4 wie beim Ausformen der vorangegangenen Windungen zu schlingende letzte Windung der Polwicklung nun über den Haken 141 geführt.Anschließend wird der Haken 141 um seine Längsachse gedreht'so daß das gegriffende gede dieser letzten Windung verdrallt wird, vergl. Fig.17. Sobald diese Schalufe geformt ist, wird der Haken 141 in der in Fig.17 gezegten Weise fortbewegt,so daß die Schlaufe dabei in den Schlitz 108 der Führungsscheibe 109 gelegt wird.
Diese Drehung des Hakens 141 zur Formung der verdrallten Schlaufe am Ende der letzten Windung eines Drahtes der Polwicklung soie das Einlegen der verdrallten Schlaufe in den Scollitz 108 kann in einem realiserten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, während der Wickelzylinder 103 fortfährt,in Richtung des Pfeiles A zu rotieren.
Der zuvor beschriebene Schritt des Zusammenbackens alle r Windungen des Drahtes 107,die eine Polwicklung der Läu-.
ferwicklung darstellen, vor dem Rückkehren der Führungselemente 105, 106 in ihre ursprünglichen Positionen'kann durch eine Anordnung von Feizbacken 143 vorgenommen werden, vergl. FIg. 16. Diese Heizbacken, die paarweise auf den sich gegenüberliegenden Seiten des Wickelzylinders 103 angeordnet sind, werden aktiviert, indem sie aufeinander zu bewegt werden, um den Teil der Läuferwicklung einzuschließen der gerade geformt wurde. Die Heizbacken 143 führen dem Draht 107 Wärme zu'so daß die Ummantelu-ng des Drahtes erwärmt wird.Dies ergibt eine thermische Adhäsion der Windungen der Polwicklung,die auf der Oberfläche des Wickelzylinders 103 gefo-rmt wurden.Nachdem die thermoplastische Ummantelung des Drahtes 107 genügend geheizt ist,werden die Heizbacken 143 vom Wikkelzylinder 103 entfernt.Die Führungselemente 105,106 werden dann in Richtung des Pfeiles C-gedreht,damit sie ihre ursprünglichen Positionen einnehmen können.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Vorgang des Backens in der gleichen Zeit ausgeführt werden,wie der Haken 141 gedreht wird,um die verdrallte Schlaufe in der letzten Windung einer Polwicklung herzustellen.
Als Zahlenbeispiel sei angegeben, daß, falls eine Lauferwicklung,die durch die gezeigte Anordnung als 5-Polwicklung angenommen wird,dreißig Windungen enthält,der Haken 141, nachdem die neunundzwanzigste Windung geformt ist,vorbewegt wird,um die dreißigste Windung zu erfassen und demzufolge die verdrallte Schlaufe 107a in dieser dreißigsten Windung zu formen.
Falls erforderlich, können, während die verdrallte-Schlaufe geformt wird 7 rund während die Heizbacken 143 die Ummantelung des Drahtes 107 aufheizen,die Bührungselemente 105,106 in ihre ursprünglichen Positionen zurückgeführt werdenDies kann schnell geschen,falls die Heizbacken dazu benutzt sverden,um zusätzlich zum Aufheizen der thermisch adhäsiven Ummantelung des Drahtes den Wickelzylinder in einem stationären Zustand zu halten.
Dazu kann die Antriebswelle 102 in R-ichtung des Pfeiles C gedreht werden,um die Lager 111,112 zurückzuholen und damit die Führungselemente 105,106 in ihre ursprünglichen Positionen zu bringen.Wenn dies erreicht ist,kann der Haken 141 in Gang geätzt werdentum die verdrallte Schlaufe 107a in den Schlitz 108 zu legen.3ie Heizbacken 143 können vom Wickelzylinder entfernt werden und der Wickelzylinder kann dann zusammen mit den Führungselementen 105,106 in Richtung des Pfeiles A gedreht werden, um die Windungen der nächsten Polwicklung zu formen.
Für eine 5-Pol-Läuferwicklung werden diese Vorgänge nacheinander Jiederholt,bis alle fünf Polwicklungen geformt sind.
Nachdem die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele im einzelnen gezeigt und beschrieben ist,ist erkennbar,daß unterschiedliche Modifikationen in der Form und in den Einzelheiten durch den Fachmann ausgeführt werden können. Z.B. kann das abwechselnde Schalten der ersten Schaltkupplung 10A und der zweiten Schaltkupplung 10B in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entweder manuell oder in geeigneter leise mit nicht gezeigten automatischen Apparaturen vorgenommen werden. In gleicher preise köönnen der erste Haltearm 21a un d der zweite Haltearm ffilb um ihre Drehzapfen 23a bzw. 23b entweder manuell oder durch geeignete Steuerapparaturen, die nicht gezeigt sind, gedreht werden. Desweiteren ist die Art,in der die erste Bchaltupplung 10A und die zweite Schaltkupplung 10B betätigt werden,nicht auf die Benutzung von ersten und zweiten Kupplungsstiften 16a, 16b,die durch die Löcher 15a,15b in davor positionierte Löcher 14a,14b gesteckt werden,beschrankt.Andere geeignete Steuermechanismen,so wie etwa Schrittschaltmotoren oder ähnliche Einrichtungen können benutzt werden, um die Schaltkupplungen 1OA,1OB zu steuern.Weiterhin kann der Wickelzylinder 103 in dem AusCührungsbeigiel gemaß Fig.8 stillgehalten werden,und die Antriebswelle 102 kann in entgegengesetzter Richtung entweder manuell oder durch geeignete,nicht gezeigte Steuerapparaturen gedreht werden,nachdem eine vorbestimmte Anzahl von -Windungen um die Führungselemente 105,106 gewickelt sind,Außerdem können der Haken 141 und die Heizbacken 143 entweder manuell oder durch geeignete Steuerapparaturen bewegt werden.
Nachdem all diese genannten Steuerapparaturen zum Wissensstand des Pachmannes gehören und solche Steuerapparaturen nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung an sich sind,ist eine Beschreibung dieser Apparaturen nicht erforderlich.
23 Patentansprüche 17 Figuren L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche S Verfahren zur Herstellung kernloser Läuferwicklungen für elektrische Maschinen,insbesondere Motoren oder Generatoren, bei den ein Draht mit einer vorgegebenen Steigung um einen Wickel zylinder gewickelt wird und bei dem die Rückführungen des Drahtes zur Bildung von Windungen mittels auf der Oberfläche des Wickelzylinders befindlicher,mit dem Draht zu umschlingender Führungsstifte vorgenommen werden, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t ,daß eine Drahtführungsscheibe (101) in einer festen Umlaufbahn um den Wickelzylinder (103) läuft, wobei die Achse der Umlaufbahn gegenüber der Längsachse des Wickelzylinders (103) geneigt ist,daß die Führung des Drahtes (107f mit einem ersten Führungselement (105) und einem zweiten Führungselement (106),welche Führungselemente (105,106) räumlich versetzt auf einer Oberfläche (104) des Wickelzylinders (103) positioniert sind,durch ein jeweiliges Umschlingen der Führungselemente (105,106) zur Formung von vollständigen Windungen um die Oberfläche (104) herum vorgenommen wird,daß der Wickelzylinder (103) in Synchronismus mit dem Umlauf der Drah¢führungsscheibe (101) um seine Längsachse um einen vorgegebenen,der Steigung der Wicklungsdrähte entsprechenden Winkel gedreht wird,so daß fortlaufend schräg zur Längsachse des Wickelzylinders (103) verlaufende Windungen auf der Oberfläche (104) geformt werden,daß das erste Führungselement (105) und das zweite Führungselement (106) mit der Rotation des Wickelzylinders (103) gedreht werden,daß die Führungselemente (105,106) jeweils in ihre ursprünglichen Positionen zurückgestellt werden,nachdem eine vorbestimmte Anzahl von Windungen geformt ist,daß die genannten Schritte sooft wiederholt werden,bis eine vollständige Wicklung (30) geformt ist,und daß die Wicklung (30) von dem Wickelzylinder (103) abgezogen wird.
2.Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t ,daß ein Schritt vorgesehen ist'bei dem die vorbestimmte Anzahl von indungen,die geformt wurde, vor dem Rückstellen der ersten Führungselemente (105,106) in ihre jeweiligen ursprüngliche Positionen in ihrem Formbestand gesichert werden.
3.Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schritt zum Sichern des Fornibestandes darin besteht,daß die vorbestimmte Anzahl von windungen durch thermische Adhäsion mit einander verklebt werden.
4.Verfahren nach Anspruch 1,d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t , daß das erste Führungselement (105) in seine ursprüngliche Position,nachdem der Draht (107) etwa einen halben Umlauf in seiner Umlaufbahn ausgeführt hat und sich von dem ersten Führungselement (105) zu dem zweiten Führungselement (106)erstreckt,durch eine relative Drehung um den vorgegebenen Winkel gegenüber dem Wickelzylinder (103) zurückgestellt wird.und daß das zweite Führungselement (106) in seine ursprüngliche Position,nachdem der Draht (107)die verbleibende Strecke seiner Umlauf- zurückgelegt hat und sich von dem zweitenFührungselement 4306) zu dem ersten Führungselement (105) erstreckt'durch eine relative Drehung um den vorgegebenen Winkel gegenüber dem Wickelzylinder (,103) zurückgestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t , daß ein weiterer Schritt vorgesehen ist,bei dem der Verlauf des Drahtes (107) zwischenuden Führungselementen (105,106) auf dem Wickelzylinder (103) in seinem Formbestand jeweils vor dem Rückstellen jedes der Führungselemente (105,106) gesichert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z eii c h n e t , daß das Rückstellen der Führungselemente (105,106) durch deren gleichzeitiges relatives Verdrehen um den vorgegebenen Winkel gegenüber dem Wickelzylinder (103) erfolgt,nachdem der Draht (107) eine vorbestimmte Anzahl von Umläufen ausgeführt hat.
7. Verfahren nach Anspruch 6,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Rotation des Wickelzylinders (103) angehalten wird,während die Führungselemente (105,106) in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen rückgestellt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t ,daß ein schritt vorgesehen ist, bei dem die vorbestimmte Anzahl von Windungen durch thermische Adhäsion miteinander verklebt rerden,bevor die Führungselemente (105,106) in ihre jeweiligen ursprünglicher Positionen rückgestellt werden.
9.Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Drahtführungsscheibe (101) mit einem senkrecht auf ihrer Oberfläche befestigten,den Draht (107) führenden Drahtführungsrohr ausgestattet ist,daß die i)rahtführungssdeibe (101) so angeordnet ist,daß sie in einer Umlaufbahn um den Wickelzylinder (103) umlaufen kann,deren Achse in Bezug auf die Längsachse des Wickelzylinders (103) geneigt ist,daß Mittel vorgesehen -sind,mittels derer eine Rotation.

des Wickelzylinders (103) um seine Längsachse in Synchronismus mit dem Umlauf der Drahtführungsscheibe (101) ermöglicht ist,daß das erste Führungselement.(105) bzw. ein erster Führun.gsstift (20A) und das zweite Führungselement (106) bzw. ein zweiter Führungsstift (20B)in einem Abstand zueinander in Positionen oberhalb der Oberfläche (104) bzw.

einer Oberfläche (1) des Wickelzylinders (103) bzw'eines Wickelzylinders (3) zur Festlegung der sich räumlich gegenüberliegenden Enden der herzustellenden Läuferwicklung angeordnet sind,daß die Führungselemente (105,106) bzw. die Führungsstifte (20A,20B) drehbar gegenüber dem Wickelzylinder (103) bzw. (3) gelagert sind,dsß die Führungselemente (105, 106) bzw. die Führungsstifte (20A, 20B) so an- geornet sind, daß sie den Verlauf des Drahtes (107) bzw.

eines Drahtes (7) während der Umläufe der Drahtführungsscheibe (101) bz, einer Drahtführungsscheibe (9) um den Wickelzylinder (103 bzw.3) derart beeinflussen können,daß sie jeweils Umkehrpunkte des Drahtverlaufs für jede Windung darstellen, daß Mittel zum Drehen der Führungselemente (105,106) bzw. der Führungsstifte (20A,20B) relativ zu dem Wickelzylinder (103 bzw.3)in umgekehrter Drehrichtung des Wickelzylinders (103 bzw, 3) um einen vorbestimmtem Winkel vorgesehen sind,die die Führungselemente (105,106) bzw. die Führungsstifte (20A.20B) nach einer vorgegebenen Anzahl von Windungen des Drahtes (107 bzw. 7), die auf dem Wickelzylinder (103 bzw.3) geformt werden,in ihre jeweils gen ursprungliche Positionen rückstellen.
10.Anordnung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h d e t , daß die mittel mm Drehen de Führungsstifte (20A, 20B) aus einer ersten Schaltkupplung (10A) und einer zweiten Schaltkupplung (10B)bestehnn,die mit dem ersten Führungsstift (20A) bzw. dem zweiten Führungsstift (20B) gekoppelt sind5und daßdie Schaltkupplungen (10A,10B) um Nr einer vollständigen Umdrehungdes Wickelzylinders (3) gedreht werden können, wenn eine einzige Windung des Drahtes geformt ist'wobei N die Gesamtanzahl der auf dem Wickelzylinder geformten windungen ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10,d a d u r c h 3 e 1.Cennz e i c h n e t, daß die erste Schaltkupplung (1) und die zweite Schaltkupplung (10B) abwechselnd betätigt werden, daß die erste Schaltkupplung (1OA) nach dem Durchlaufen der ersten Halbstrecke der Umlaufbahn der Drahtführungsscheibe (9) betätigt wird und daß die zweite Schaltkupplung (10B) nach dem Durchlaufen der zweiten Halbstrecke der Umlaufbahn der Drahtführungsscheibe (9) betätigt wird.
12.Anordnung nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k en n -z e i c h n e t,daß die Führungsstifte (20A bzw. 20B) drehbar um einen ersten Drehzapfen (23a) bzw. einen zweiten Drehzapfen (23b) gelagert sind,so daß die Führungsstifte (20A bzw. 20B) zum Umleiten des Drahtes (7) die Oberfläche (1) berühren können, während die DrahtführugescheiDe (9) dem Wickelzylinder (3) umläuft,unddaß die Führungssti fte (20A bzw. 20B) von der Oberfläche (1) in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen rückgeführt erden können.
13. Anordnung nach Anspruch 12,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t ,daßjede Schaltkupplung (1OA bzw. 10B) eine zweite Kupplungsscheibe (12a) bzw. eine vierte Kupplungsscheibe (12b) enthält,die mit den Mitteln gekoppelt ist ,mittels derer der Wickelzylinder (3) gedreht wird und sich damit mit Wickelzylinder dreht,daß jede Schaltkupplung (10A bzw, 10B) eine erste Kupplungsscheibe (11a) bzw. eine dritte Kupplungsscheibe (11b) enthält, die koaxial mit und drehbar relativ zu der zweiten bzw. vierten Krupp lungsscheibe (12a bzw. 12b) angeordnet ist,dad der erste Führungsstift (20A) mit der ersten Kupplungsscheibe (11a) und der zweite Führungsstift (20B) mit der dritten Kupplungsscheibe (11b) gekoppelt istund daß c erste Kupplungsstifte (16a) zur Verbindung der ersten Kupplungsscheibe (11a) mit der zweiten Kupplungsscheibe (12a) und zweite Kupplungsstifte (16b) zur Verbindung der dritten Kupplungsscheibe (11b) mit der vierten Kupplungsscheibe (12b) vorgesehen sind
14.Anordnung nach Anspruch 13,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die erste bzw. dritte Kupplungsschei -be (11a bzw.11b) eine Anzahl kreisförmig und im gleichen Abstand zueinander angeordnete Löcher (14a bzw 14b) aufweist und daß zumindest ein einziger erster bz. zweiter Kupplungsstift (16a bzw.16b) auf der zweiten bzw. vierten Kupplungsscheibe (12a bzw.12b) vorgesehen ist,der in eins der Löcher (14a bzw. 14b) einführbar ist.
15.Anordnung nach Anspruch 14,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t ,daßdie Abstände der Löcher (14a,14b) der Steigung der Windungen entspricht.
16.Anordnung nach Anspruch 9,d a d u r c h g e k e n n -z e i c n e t , daß die Mittel zum Drehen der Führungselemente (105,106) eine drehbare Antriebswelle (102) enthalten, diekoaxial mit dem 'lickelzylinder (103) angeordnet ist,daß ein erster Tragarm (117) um Tragen des ersten Führungselementes (105) auf der Antriebswelle (102) angeordnet ist'daß eine lösbare Kupplung (115) zum Koppeln des ersten Tragarms mit dem Wickelzylinder (1033 vorgesehen ist,so daß der Wickelzylinder (103) gedreht wird, wenn der erste Tragarm (117) durch die Antriebswelle (102) gedreht wird, daß ein zweiter Tragarm (123j zum Tragen des zweiten Führungselementes (106) auf der Antriebswelle (102) montiert istund sich mit dieser dreht und daß sich di Antriebswelle (102) entgegengesetzt zu dem Wickelzylinder (103) dreht, nachdem die vorbestimmte Anzahl von Windungen des Drahtes (7) geformt sind,so daß damit das erste Führungselement (105) und das zweite Führungselement (106) gedreht werden
17. Anordnung nach Ansprüch 16, d a a d u r G h g e k e n ç z e i c h n e t, daß der Wickelzylinder (103) mit einer um seinen Umfang geführten kreisförmigen Anordnung von Löchern (110) auf der Oberfläche (104) aufweist, daß die lösbare Kupplung (115) eine Kugel (113) hat, die in eine der Löcher (110) einrückbar ist, und daß Winkel vorgesehen sind, mittels derer die Kugel (113) in ein vor ihr positioniertes Loch (110) gerückt werden kann
18. Anordnung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Löcher (110) in einem Winkelabstand voneinander angeordnet sind, der der Polwicklung innerhalb der Läuferwicklung entspricht'wobei die Antriebswelle (102) nash einer Anzahl von Drahtumlufen auf dem Wickelzylinder (103) und um die Führungselemente herum in entgegengeetzter Richtun gedreht wird.
19, Anordnung nach Anspruch 17,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der zweite Tragarm (23) einen Nutzapfen (12) enthält und daß die Antriebswelle (102) mit einer diametral angeordneten Nut (119) ausgestattet ist,die denNutzapfen (120) aufnehmen kann,womit der zweite Tragarm mit der Antriebswelle rotiert.
20. Anordnung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e nne e i c h n e t ,daßdie Führungselemente (105,106) jeweile ein bogenförmiges Element haben,das jeweils auf dem betreffenden Führungselement (105,106) befestigt ist, und damit die bogenförmigen Elemente in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des Wickelzylinders (103) und konzentrisch mit ihm angeordnet sind.
21. Anordnung nach Anspruch 20,2 a d u r c h g e k e n n nz e i c h n e t 9laß zu jedem der Tragarme (117,123) eine Haltevorrichtung gehört, die jeweils mit der Antriebswelle (102) gekoppelt ist, die Tragarme (117,123)so au der jeweils betreffenden Haltevorrichtung angeordnet sind,daß sie im allgemeinen parallel zur Längsachse des Wickelzylin ders verlauf-n9und daß die bogenförmigen Elemente von den Tr agarmen (117,123) getragen werden.
22 Anordnung nach Anspruch 20,d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Führungsscheibe (109) auf das eine Ende des Wickelzylinders (103) montiert ist,daß die Führungsscheibe eine Anzahl , nämlich der Anzahl der Pole der elektrischen Maschine entsprechende Anz hl von in einem Abstand voneinander angeordneter Schlitze (1O8)enthält, daß ein Haken (141) zum Eingreifen in die letzte aus einer vorbestimmten Anzahl von Windungen des Drahtes (107 ) einer Polwicklung vorgesehenist, so daß verhindert wird, daß der Draht (107) um das betreffende bogenförmige Element geschlungen wird, daß der Haken (141) zum Formen einer Schlau fe an dem gegriffenen Ender der letzten Windung drehabar angeordnr ist und daß die Schlaufe in den Zwischenraum zwischen den benachbaren Schlitzen (108) der Führungsscheibe (109)legbar i st
23. Anordnung nach Anspruch 22, d a d ; r e h g e k e n n -z i e h n e t , daß Mittel vorgesehen sind, mittels derer a lle der vorgegebenen unzahl von Windungen des Drahtes (107) in einer Polwicklung adhäsiv miteinander verbunden werden, bevor die bogenförmigen Elemente in ihre jeweiligen ursprünglichen Positionen rückgeführt werden.