DE3209621A1

DE3209621A1 - Verfahren und einrichtungen zum herstellen, zurichten und einbringen von spulensaetzen fuer statoren elektrischer maschinen

Info

Publication number: DE3209621A1
Application number: DE19823209621
Authority: DE
Inventors: Franz 7980 Ravensburg Veser
Original assignee: VESER F
Current assignee: VESER F
Priority date: 1982-03-17
Filing date: 1982-03-17
Publication date: 1983-09-29

Description

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Verfahren und Einrichtungen zum Herstellen, Zurichten und Einbringen von Spulensätzen für Statoren elektrischer Maschinen

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren und Einrichtungen zum Herstellen, Zurichten und das schaltungsfreie Einbringen von satzweise zusammenhängenden Spulen in Statoren elektrischer Maschinen, wobei die Spulensätze mit flachliegenden Spulensträngen in einer Wickelmaschine auf kreissegmentförmigen Wickelschablonen hergestellt werden, welche diametral einander gegenüberliegend auf die Tragstangen eines rotierenden, durch eine mittlere Antriebswelle angetriebenen Haspelarmes aufgeschoben und durch ein Ladegerät (Schablonenwechsler) auswechselbar sind, wobei die Schablonen so aufgereiht sind, daß sich die Schablone mit dem größten Durchmesser maschinenseitig befindet, und wobei zum Einbringen der Spulensätze in den Stator polrichtig gruppierte Einziehleisten verwendet werden, zwischen deren elastischen Zungen die Spulenstränge einspannbar sind.

Die bekannten technischen Mittel, welche zur Durchführung der genannten Arbeiten bevorzugt werden, beruhen grundsätzlich auf zwei Technologien, deren Mittel und Arbeitsmethoden bisher weitgehend unabhängig voneinander eingesetzt werden. Dabei handelt es sich

A) um die herkömmliche Wickelmaschine, bei welcher der Draht in die Umfangskarrunern der Wickelschablonen in vorherbestimmbarer Menge bzw. Windungszahl eingespult wird, und

B) um Vorrichtungen zum Einbringen der Drahtspulen in die Nuten des Stators.

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Zu A) sind im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung z.B. die Wickelmaschine und ihre Zubehörteile nach der DE-OS 29 15 258 und DE-OS 29 53 092 zu nennen. Die dort behandelten Geräte sind speziell für die Herstellung von zusammenhängenden Spulensätzen eingerichtet, die für das vorteilhafte schaltungsfreie Bewickeln des Stators geeignet sind, wobei die Phasenverbindungen zwischen den Spulen durch Isolierschläuche abisoliert werden, die in der Wickelmaschine automatisch auf die letzte Drahtwindung jeder Spule aufgeschoben werden. Nach der DE-OS 29 53 092 ist der Wickelmaschine für den Schablonenwechsel ein Ladegerät zugeordnet, welches parallele Tragstäbe für die Wickel-Schablonen besitzt, die nach dem Wickelvorgang an übereinstimmende Tragstäbe in der Wickelmaschine ansetzbar sind, so daß die Schablonensätze mit den fertigen Spulen aus der Maschine abgezogen und zugleich auf die Tragstäbe des Ladegerätes aufgeschoben werden können. Anschließend ist es dann möglich, die gewickelten Drahtspulen satzweise und rasch von den Schablonensätzen abzunehmen und inzwischen die leeren Wickelschablonen eines zweiten Ladegerätes auf die Tragstangen der Haspel aufzuschieben.

Zu B) ist auf die in der Praxis bevorzugte Vorrichtung nach der DE-PS 26 58 891 zum Einbringen der Spulen in die Statornuten hinzuweisen. Diese besteht aus elastisch spreizbaren Einziehleisten, welche insbesondere auch für das Einbringen der genannten schaltungsfreien Wicklungen geeignet sind. Im Gegensatz zu anderen bekannten Vorrichtungen zum Statorbewick&n ist es bei diesen Einziehleisten in vorteilhafter Weise möglich, die gleiche Einziehleistenbzw. Werkzeuggröße für verschiedene Nutenabmessungen und

Wickelschritte zu verwenden. Außerdem lassen sich die Einziehleisten ohne zusätzlichen Aufwand zu polrichtigen Gruppen zusammenfassen, so daß die entsprechende phasenverbundene Spulengruppe in einem einzigen Arbeitsgang in den Stator durch Drücken oder Ziehen eingebracht werden kann. Dieses einfache und zeitsparende Mittel und sein unkompliziertes Arbeitsverfahren eignet sich auch zur Herstellung von Mehrschichtwicklungen, wie sie insbesondere bei größeren Statoren bevorzugt werden.

Wie die Praxis überzeugend zeigt, sind die Mittel nach A) und 3) in den Bereich der neueren brauchbaren Entwicklungen auf dem Gebiet der Statorbewicklung einzustufen. Dies betrifft insbesondere kleinere und mittlere Reparaturbetriebe, wo Motoren mit sehr verschiedenen Leistungen und dementsprechend Statoren von unterschiedlicher Größe und Wicklungsart anliefert werden. Dabei ist eine exakte Anpassung der von der Wickelmaschine kommenden, lose liegenden Spulen an die jeweils vorliegenden Daten des Stators und an den verlangten polzahlbedingten Wickelschritt notwendig. Eine derartige Anpassung erfolgt vor dem Einziehen der Leisten durch Nachformung der Spulen, wobei vor allem die Spulenweite (=mittlerer Abstand der Spulenstränge voneinander) und die Spulenkopfform behandelt werden müssen. Besonders wichtig ist jedoch bei Spulensätzen, die für das schaltungsfreie Statorbewickeln vorgesehen sind, daß die einzelnen Spulen möglichst exakt in eine polrichtige Lage geordnet werden, so daß sie in die nach dem Wickelschritt gruppierten Einziehleisten ohne Schwierigkeit und Zeitverlust eingeschoben und dann mit diesen als ganze Gruppe zugleich in die Statornuten eingebracht werden können,

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Dieses einziehgerechte Formen und Ordnen der Spulen läßt sich bis zu einer gewissen Drahtstärke und Wicklungsdichte von Hand durchführen.

Mit zunehmender Spulengröße bzw. Drahtstärke vergrößert sich jedoch auch der Kraft- und Zeitaufwand für diese Handarbeit, wodurch der gesamte Arbeitszyklus von der Spulenherstellung bis zum Statorbewickeln nachteilig beeinflußt wird und zu einer spürbaren Begrenzung des Arbeitsprogrammes von kleineren und mittleren Betrieben führen kann bzw. diese Betriebe zur Anschaffung von teueren, maschinellen SpezialVorrichtungen zwingt, die an sich nur bei Serienfertigungen rentabel sind.

Zwar konnte inzwischen, z.B. durch Verwendung von Wickel'-schablonen mit breitem Kammerprofil, erreicht werden, daß sich die Drahtwindungen beim Wickeln der Spulen flach nebeneinander legen, so daß das Einführen der Spulenstränge zwischen die Zungen der Einziehleisten erleichtert wird. Dabei ist jedoch Bedingung, daß das flache Profil bis zur Aufnahme in die Einziehleisten erhalten bleibt. Zu diesem Zweck muß bisher jeder einzelne Strang mit einer speziellen Halteklammer versehen werden, die dann vor dem Einführen der Spule in die Einziehleiste wieder abzunehmen ist, so daß diese Handhabung der fertig gewickelten Spulen noch eine zusätzliche Handzeit und Sorgfalt erfordert.

Außerdem sind damit die Spulen für das Einführen in die nach dem Modul des Wickelschrittes festgelegte Einziehleistengruppe noch nicht ausreichend exakt geordnet, so daß noch weitere ordnende Formarbeiten von Hand notwendig sind, die wie schon erwähnt wurde, mit zunehmender Spulengröße schwieriger werden.

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Im Hinblick auf die besonderen überragenden Vorteile, die durch die erwähnten Einziehleisten gegeben sind, war die Fachwelt bisher bereit, die genannten Schwierigkeiten und Aufwände der Spulenzurichtung in Kauf zu nehmen, ohne jedoch die Leistungskapazität dieser Leisten voll ausschöpfen zu können. Dies würde nämlich voraussetzen, daß insbesondere die oben angeführten Handzeiten bei der Herrichtung der Spulen noch weiter abgebaut werden, so daß die Vorteile der betreffenden Einziehleisten bezüglich ihrer Effektivität voll zur Geltung kommen. Dabei müßte bei der Bereitstellung von leistengerecht hergerichteten Spulen insbesondere auch die Erzielung eines entsprechenden Zeittaktes für die Folge der einzelnen Arbeitsschritte erreicht werden. Die damit verbundenen Verkürzungen der Durchlaufzeit von der Spulenherstellung bis zum Einbringen in den Stator, und damit der Auslieferungszeit, ist nicht nur bei Serienfertigungen, sondern besonders auch bei Reparaturaufträgen von Wichtigkeit, weil hier die Ausfallzeit des zu reparierenden Motors möglichst kurz sein soll.

Die Aufgabe der Erfindung wird daher darin gesehen, die rationelle Statorbewicklung auf der Basis der bekannten Einziehleisten dadurch noch weitex" zu verbessern, daß die Handarbeit bei den angeführten notwendigen vorbereitenden Maßnahmen möglichst durch mechanische Mittel, also insbesondere durch kostengünstige Vorrichtungen ersetzt wird, wobei die Arbeitsschritte derart koordinierbar sein sollen, daß ihre Funktionen möglichst ohne Unterbrechung ineinander übergehen. Dabei wird angestrebt, die zusätzliche Spulenformung noch mehr als bisher in die Funktionen der Wickelmaschine einzubeziehen und auch die Elemente für die weiteren vorbereitenden Maßnahmen zur Spulenbehandlung zu einem übersichtlich strukturierten Arbeitssystem zu verkoppeln, welches auch eine technische Arbeitshilfe für die noch notwendige menschliche Mitarbeit ermöglicht.

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Die vorteilhafte und besonders wirtschaftliche Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Arbeitsverfahren und Einrichtungen erreicht, bei welchem von den eingangs erwähnten bekannten Mitteln ausgegangen wird und welches durch folgende Verfahrensschritte und Einrichtungen gekennzeichnet ist:

Die durch die jeweilige Polzahl der herzustellenden Statorwicklung bedingte Spulenweite (=gegenseitiger Abstand der beiden korrespondierenden Spulenstränge) wird durch die Wickelmaschine beim Wickeln der Spulen in wählbarer Weise zugleich vorgeformt, worauf vor Abnahme der Spulen von den Wickelschablonen die flache Spulendrahtlage und die polrichtige Einzellage der Spulen im Spulensatz durch Ordnungseinrichtungen, vorzugsweise Spulenkämme, gesichert werden, welche am Spulensatz bis zu dessen völligem Einbringen in den Stator verbleiben.

Zum Abnehmen der fertigen Spulensätze und zum Schablonejiwechsel hat sich das Prinzip des erwähnten bekannten Ladegerätes bewährt. Um jedoch, insbesondere auch beim Wickeln größerer Spulen, die auftretenden statischen und dynamischen Kräfte zugunsten einer höheren Wickelgeschwindig* keit sicher zu beherrschen, hat die Erfindung das Ladegerät bzw. den Schablonenwechsler mit einem Endlager für die Antriebswelle der Wickelhaspel versehen. Zum Schablonenwechsel wird daher in einem weiteren Arbeitsschritt der fahrbare Schablonenwechsler nach Stillsetzen der Wickelmaschine von dieser abgezogen, worauf ein anderer, für den nächsten Wickelvorgang vorbereiteter Spulenwechsler an die Wickelmaschine angeschlossen und eine Endlagerung der Antriebswelle am Spulenwechsler hergestellt wird; außerdem können gleichzeitig die Spulensätze

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β * -α ι-

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nach ihrer Lockerung aus den Spulenkammern der Schablonen über die einseitig freien Tragstangen herausgenommen werden.

Die bisher genannten erfindungsgemäßen Verfahrensschritte und Einrichtungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß die angestrebte Abstimmung der Spulenform auf das, an die Einziehleisten gebundene Einbringen der Spulen in den Stator, gegenüber bisher mit weniger Handzeit und mehr Exaktheit bei tragbarem technischen Aufwand ermöglicht ist.

In diesem Sinne ist auch der weitere Arbeitsschritt der Erfindung zu werten, welcher gemäß Anspruch 1.3 die Endformung der Spulen zur Anpassung an die vorteilhafte Technologie der Einziehleisten betrifft.

Die zum Einbringen der Spulen in Anspruch 1.4 gekennzeichneten Maßnahmen gewährleisten im Sinne der Erfindungsaufgabe einen zeit- und kraftsparenden Ablauf des vollständigen Einziehvorganges in einem einzigen Arbeitsgang.

Auch die in den Sachansprüchen 2.1 bis 2,8 und 3.1 bis 3.5 aufgeführten erfindungsgemäßen Mittel zur vorteilhaften Durchführung der Arbeitsschritte nach den Ansprüchen 1.1 bis 1.4 zeichnen sich durch geringen technischen Aufwand aus. Die einfache Handhabung der Ein~ richtungen ergibt eine wesentlich verbesserte Rationalisierung des gesamten Arbeitsablaufes.

Dabei ermöglicht die Ausbildung der Schablonenteile und ihrer Zusatzeinrichtungen nach den Ansprüchen 2.1 bis 2.5

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in einfacher Weise die Verwendung von Schablonen gleicher Abmessungen für die Herstellung von Spulen für Wicklungen verschiedener Polzahlen. Dadurch kann die bisherige umfangreiche Bevorratung von passenden Schablonen wesentlich reduziert werden. Außerdem kann die Zurüstzeit für ein neues Wickelprogramm im Sinne der Erfindungsaufgabe bedeutend verkürzt werden.

Durch die erfindungsgemäße Längsteilung der Schablonensätze kann nach Anspruch 4 auch das Abnehmen der Spulen von den Schablonen erleichtert und damit beschleunigt werden, so daß auch die Handhabung von schweren Spulen den Arbeitstakt nicht verzögert.

Die zum Einbringen der Spulen in den Stator vorgesehenen Hilfsmittel nach den Ansprüchen 5.1 bis 5.3 sind bei geringem technischen Aufwand geeignet, das Spuleneinziehen in denlstator im Sinne des Anspruchs 1.4 exakt und rasch zu ermöglichen.

Die erfindungsgemäßen Einzelvorrichtungen können so koordiniert werden, daß sich die angestrebte verbesserte Rationalisierung des Gesamtarbeitsablaufes ergibt. Die genannten Vorrichtungen sind in nächster Nähe des Schablonenwechslers angeordnet, so daß der abgenommene Spulensatz unmittelbar anschließend weiter behandelt und zum Stator gebracht werden kann, wobei die Spulenstränge durch die Spulenkämme in fester Ordnung gehalten werden. Dadurch entfällt auch die zeitraubende Verwendung der bekannten Spezialklammern für die Formhaltigkeit der Spulenstränge, Außerdem kann zugunsten einer weiteren Zeiteinsparung die bisher notwendige Sorgfalt beim Spulentransport zum Stator verringert bzw. völlig außer Acht gelassen werden.

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Das erfindungsgemäße Arbeitssystem zeichnet sich auch durch eine hohe Flexibilität aus. Seine Mittel sind weitgehend anpassungsfähig an die besonders in Reparaturwerkstätten wechselnden verschiedenen Statorgrößen und Wicklungsarten. Dadurch wird nicht nur der Aufwand für Vorrichtungen und deren Bereithaltung gesenkt/ sondern auch die jeweilige Umstellung bzw. Handhabung beim Wechsel der Reparatur- bzw. Wickelaufgabe vereinfacht und die angestrebte Vollausnutzung der durch die Einziehleisten möglichen vorteilhaften Einziehtechnik erreicht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Zeichnungen beschrieben, in welchen Ausführungsbeispiele, zum Teil schematisiert, dargestellt sind.

Fig. 1 eine Seitenansicht der Wickelmaschine mit dem Schablonenwechsler

Fig. 1.1 den ausgefahrenen Schablonenwechsler

Bl. II

Fig. 2 die Stirnansicht der Fig. 1 (ohne Maschinengehäuse) Fig. 3 den Schnitt A/A aus Fiy. 4 (gegenüber Fig. 1 vergrößert)

Fig. 3.1 den Schnitt A/A aus Fig. 4 mit Scheitelstück Fig. 4 einen Schablonensatz-Teil in Draufsicht Fig. 5 einen Querschnitt durch den Schablonensatz

in gedrehter Lage
Fig. 6 die Stirnansicht eines Statorteiles mit Wicklungen bei verschiedenen Polza^hlen (schematisch)

Bl. Ill

Fig. 7 eine Stirnansicht des Schablonenwechslers

mit Spulen-Abnahmestab
Fig. 7.1 die Seitenansicht zu Fig. 7 Fig. 8 die Vorrichtung zum Spulen-Abkröpfen und

Justieren, in Draufsicht Fig. 8.1 den Schnitt B/B aus Fig. 8

Bl. IV

Fig. 9 den Stator mit Einziehleisten (Einziehvorstufe) Fig. 9.1 den vorbereitenden Spulensatz Fig.10 den Spulenkamm (gegenüber Fig.9.1 vergrößert dargestellt)

Fig.10.1 die Seitenansicht zu Fig. 10 Fig.11 die Einziehleiste (im Maßstab der Fig. 9) Fig.11.1 den Schnitt C/C aus Fig. 11 Fig.12 einen Statorlängsschnitt mit Füllstab (im Maßstab der Fig. 9)

Fig.13 den Statorlängsschnitt E/E mit Deckstreifenmitnehmer (vergrößert)
Fig.13.1 die Fig. 13 in Draufsicht Fig.14 die Teilansicht "F" der Fig. 13 (vergrößert)

Das in Pig. 1 mit 1 bezeichnete Gehäuse der Wickelmaschine enthält den Antriebsmotor für die Wickelhaspel und die Steuerungsmittel für das Wickelprogramnw Auf dem Gehäuse ist der verschiebbare Schaltkasten 2 und eine Führung 3 für die Schutzhaube 4 angeordnet. Außerhalb des Gehäuses 1 befinden sich die bekannte, durch den Motor M angetriebene Einrichtung Z für die Zufuhr und Anleitung des Wickeldrahtes D, sowie die Isolierautomatik.

Die Antriebswelle 5 für den inneren maschinenseitigen Haspelarm 6 und den äußeren wechslerseitigen Haspelarm 7 ist einerseits am gehäuse 1 im Lager 1a und andererseits über einen Aufnahmezapfen 8 im Zapfenlager 8a gelagert. Dieses Lager ist am Rahmengestell 9 eines Schablonenwechslers 10 (1Oa) an einer Lagertraverse 11 (Fig. 2) befestigt, welche durch Feststellmuffen 12 an Stützen 13 höhenverstellbar geführt ist und durch Spannelemente 14 fixierbar ist.

Die Nabe 15 des äußeren Haspelarmes 7 ist z.B. durch eine Fixierschraube 16 mit der Antriebswelle 5 lösbar antriebsverbunden; die außenseitige Nabe 17 des Haspelarmes 7 verbindet diesen über eine Fixierschraube 18 mit dem Aufnahmezapfen 8.

Das Rahmengestell 9 des Schablonenwechslers 10 bzw. dessen Stützen 13 sind an einem Querträger 20 befestigt, welcher mit Fahr-Rollen 21 versehen ist. Ferner ist an dem Querträger 20 ein Führungsrahmen mit längsverlaufenden Führungsholmen 22 angebracht, welche beim Ansetzen des Schablonenwechslers 10 an die Wickelmaschine in passend profilierten Ausnehmungen einer Grundplatte 23 der Wickel-

maschine geführt werden und eine Lagengleichheit zwischen der Antriebswellenachse 5 und der Achse des Aufnahme-Zapfens 8 ermöglichen. Zur Kompensation von geringen Abweichungen kann das Zapfenlager 8a einstellbar ausgebildet sein.

Zum Blockieren des an die Wickelmaschine angesetzten Schablonenwechslers 10 ist auf dessen Querträger 20 ein Halterahmen 24 (Fig. 2) befestigt, in welchem ein Spann-Nocken 25 gelagert ist, der durch einen Spannhebel 26 in Pfeilrichtung geschwenkt werden kann. Dieser Nocken wirkt über eine Spanntraverse 27 auf zwei Spannstempel 28, welche im Querträger 20 vertikal beweglich geführt sind und an ihrem unteren Ende für die Abstützung auf dem Boden mit einem Belag 29 aus reibverstärkendem elastomerem Werkstoff versehen sind. Eine ständige Anlage des Spann-Nockens 25 an der Spanntraverse 27 wird durch vorgespannte Druckfedern 30 erreicht, die sich am Querträger 20 abstützen. Zur Stabilisierung der Blockierstellung ist der Nocken 25 mit Rastflächen 31 versehen.

In den Fig. 1 und 2 ist die Blockiervorrichtung 27-31 in gelöstem Zustand dargestellt.

Die vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Wickelschablonen-Sätze 33, 33.1 sind entsprechend der Wickelaufgabe ausgebildet. Im vorliegenden Beispiel wird von einer zweipoligen, oder vierpoligen, oder sechspoligen schaltungsfreien Wicklung (Fig. 6) ausgegangen. Dabei werden Wickelschablonensätze mit den Spulenkammern 34.1, 34.2, 34.3, 34.4 von verschiedenen Durchmessern verwendet, deren Breite "b" so bemessen ist, daß eine flache ürahtlage der Spulen Sp erzielt werden kann, wodurch der Geschicklichkeits- bzw. Zeitaufwand für das

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Einbringen der Spulensätze in die Einziehleisten wesentlich verringert wird. Die gezeigten Schablonensätze 33/33.1 bestehen jeweils aus vier abgestuften, einstückig zusammenhängenden Einzelschablonen, wovon im vorliegenden Wickelprogramm nur drei Schablonen benötigt werden. Schablonensätze mit z.B. vier (oder mehr) zusammenhängenden Einzelschablonen sind bezüglich ihrer Herstellung und Verwendung günstiger als lose aneinander gereihte Einzelschablonen.

In diesem Sinne wirkt sich die durch das Lager 8a verstärkte dynamische und statische Belastbarkeit der Antriebswelle vorteilhaft aus.

Die zu beiden Seiten der Antriebswelle 5 axialsymmetrisch und diametral angeordneten und gleichartig ausgebildeten Schablonensätze 33, 33.1 sind mit den Haspelarmen 6, über vierkantige Tragstangen 35, 35.1 verbunden, auf welchen die Schablonenteile 41, 41.1 mit ihren durchgehenden Aufnahmeöffnungen 36, 36.1 aufreihbar sind (Fig. 3, 4, 5).

An jedem Haspelarm 6 bzw. 7 ist ein Aufnahmeflansch bzw. 38 drehbar und über Verstellscheiben 42 bzw. 43 im Führungsschlitz 44 bzw. 45 verschieb- und durch Klemmvorrichtungen 46/47 fixierbar angebracht. Für die Aufnahme der Tragstangen 35/35.1 dienen die Aufnahmeöffnungen 39 und 40 bzw. 3 9.1 und 40.1, in welche die Tragstangen mit ihren rund geformten, konisch auslaufenden Enden 35.2 bzw. 35.3 einsteckbar sind.

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Erfindungsgemäß besteht eine Schabloneneinheit aus zwei symmetrisch ausgebildeten Schablonenteilen 41 bzw. 41.1, welche jeweils auf die Tragstangen 35 bzw. 35.1 so aufgeschoben sind, daß sie einander deckungsgleich gegenüberstehen, wobei sich die Schablonen (34.1) mit dem größten Durchmesser maschinenseitig befinden (Fig. 1).

Die in den Fig. Ί bis 5 gezeigten Mittel ermöglichen es, mit demselben Schablonensatz 33 bzw. 33.1 Spulensätze für verschieden große polzahlbedingte Wickelschritte bzw. für verschiedene Statorgrößen herzustellen, wobei nach Fig. 3 der Abstand 2p (und damit die Spulenweite) der Schablonenteile 41/41.1 für einen zweipoligen, und der Abstand 4p für einen vierpoligen, und der Abstand 6p in Fig. 5 für einen sechspoligen Wickelschritt einstellbar ist.

Bei großen Radialabständen a der Schablonenteile 41/41.1 kann gemäß Fig. 3.1 am Spulenkopf beim Wickeln ein für das Einbringen in den Stator nachteiliger flacher bzw. geradliniger Scheitelverlauf V entstehen. Um dies zu vermeiden, ist ein in die kreisbogenförmigen Spulenkammern 34 der Schablonen überleitendes, konvex gebogenes Scheitelstück 41.2 zwischen die Schablonenteile 41/41.1 einsetzbar. Dadurch kann, z.B. für die Herstellung großer zweipoliger Spulen, die Verwendung der geteilten Schablonensätze ohne Änderung ihrer Grundabmessungen noch wesentlich erweitert werden. Um die dabei vergrößerten Abstände der Aufnahmeöffnungen 39/39.1 für die Tragstangen-Enden 35.2/35.3 zu ermöglichen, kann die in Fig. 1 bis 5 gezeigte Kreisform des Aufnahmeflansches 37/38 durch eine langgestreckte Rechteckform ersetzt werden (Fig. 3.1)

Zur näheren Erläuterung ist in Fig. 6 ein Stator 50 mit den oben genannten polzahlabhängigen Wickelschritten schematisch dargestellt.

Der Deutlichkeit halber sind bei den strichpunktiert gezeigten Spulensätzen Sp nur die Abstände bzw. Weiten 2p, 4p und 6p der äußeren, also größten Spulen bezeichnet. Die einzelnen Spulensätze Sp2, Sp4 und Sp6 sind in die Nuten 51 des Stators eingelegt.

Die Handhabung der in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Einrichtungen zur Spulenherstellung ist folgende:

Nach Auswahl der geeigneten Schablonensätze 33/33.1 (Fig. 1, 2) für die geplante, z.B. zweipolige, Wicklung mit der maximalen Spulenweite 2p (Fig. 6) werden die Schablonenteile 41/41.1 auf die Tragstangen 35/35.1 des freistehenden Schablonenwechslers 10a aufgereiht. Die Tragstangen 35/35.1 sind in die Aufnahmeöffnungen 39/39.1 der Aufnahmeflansche 38 eingesteckt und fixiert, wobei diese so gedreht sind, daß die Verbindungslinie zwischen den Aufnahmeöffnungen 39/39.1 etwa senkrecht zur Längsachse des Haspelarmes 7 verläuft, so daß sich der Abstand "a" zwischen den Schablonenhälften einstellt (Fig. 3 und 4).

Zuvor wurde der diametrale Abstand (= Spulenlänge) der am Haspelarm 7 angeordneten, radial verstellbaren Aufnahmeflansche 38 festgelegt und fixiert und die Aufnahmeflansche 37 am Haspelarm 6 an diesen-Abstand angeglichen, wobei Einstellskalen an den Haspelarmen benützt werden. Nach Beendigung des Wickelvorganges mit dem Schablonenwechsler 10 wird dessen Fahr-Blockierung durch Hochstellen des Spannhebels 26 und damit Anheben der Spannstempel 28 gelöst (Fig. 1 und 2) und der Schablonenwechsler 10 mit den bewickelten Schablonensätzen von der

Wickelmaschine abgezogen. Anschließend wird der vorbereitete Schablonenwechsler 10a nach Lösen seiner Blockiervorrichtung 25 - 30 (Fig. 1.1) an die Wickelmaschine gefahren und angeschlossen. Dabei schiebt sich das freie Ende der Antriebswelle 5 in die Nabe 15 ein und wird mit dieser durch die Fixierschraube 16 drehfest verbunden. Durch die Führungsholme 22 der Querträger 20 und die passenden Gegenprofile in der Grundplatte 23 der Wickelmaschine ist eine Achsflucht zwischen der Antriebswelle 5 und dem Aufnahmezapfen 8 erreicht. Zur Nachkorrektur kann dessen Lager 8a als nachstellbares geteiltes Lager ausgebildet sein.

Nach vollzogenem Anschluß des Schablonenwechslers 10a an die Wickelmaschine sind auch die Tragstangen 35/35.1 in die Aufnahmeöffnungen 39/39.1 der maschinenseitigen inneren Aufnahmeflansche 37 eingeschoben und können dort fixiert werden. Zum Blockieren der Arbeitslage des Schablonenwechslers wird der Spannhebel 26 nach unten gedrückt, so daß die Spannstempel 28 durch den Spann-Nocken 25 und die Spanntraverse 27 gegen die Druckfedern 30 bewegt und an den Boden angepreßt werden.

Das Abnehmen der entspannten Spulen Sp von den Schablonensätzen 33/33.1 eines freistehenden Schablonenwechslers kann noch dadurch erleichtert werden, daß nach Lösen der Klemmvorrichtung der Aufnahmeflansch 38 im Führungsschlitz 45 am Haspelarm 7 radial nach innen so weit verschoben wird, daß die Spulen über die Ränder der Schablonenkammern gehoben und abgenommen werden können. Diese an sich bekannte Handhabung ist besonders bei der in Fig. 5 gezeigten Schablonenlage zweckmäßig. Bei Spulen, die auf Teilschablonen nach den Fig. 3 und 4 gewickelt sind, kann die Spulenabnahme in einfacher Weise durch Drehen der Halteflansche 38 um 90°, und damit durch Lockerung der Spulen in Querrichtung, erleichtert werden.

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Die Abnahme von sehr großen und damit schweren Spulensätzen, z.B. mit je vier Spulen, kann dadurch erleichtert und damit beschleunigt werden, daß der in Fig. 1 bzw. 1.1 gezeigte Schablonenwechsler mit einer besonderen Spulen-Abnahmevorrichtung versehen ist. Nach Fig. 7 und 7.1 besitzt diese einen Abnahmestab 10.1, welcher parallel zur Schablonenachse in den Freiraum zwischen den geteilten Schablonen 41/41.1 einschiebbar ist und dabei die Spulen Sp unterfährt. Zur Aufnahme und Führung des Abnahmestabes 10.1 dient das Kopfstück 9b, welches auf der höhenverstellbaren Lagertraverse 11 des Rahmengestells 9a befestigt ist und einen Führungsschlitz 9c für den Abnahmestab besitzt. Als vertikal einstellbare Halterung ist der Abnahmestab 10.1 mit einem Schraubenbolzen 9d versehen, welcher durch eine Kopfplatte 9e hindurchgeführt ist und eine Verstellmutter 9f besitzt, die sich auf der Kopfplatte 9e abstützt. Als weitere Führung und Abstützung ist der Abnahmestab mit einer Stützplatte 9g versehen, die am Kopfstück 9b frei anliegt. Nach Vertikalstellung des Haspelarmes 7 und Einschieben des Abnahmestabes 10.1 in die gezeigte Lage, wird die Klemmvorrichtung 47 gelöst, und der Aufnähmeflansch 38 am Haspelarm 7 vertikal so weit nach unten verschoben, bis (nach Fig. 7 und 7.1) alle Spulen Sp auf dem Abnahmestab 10.1 hängen und die Schablonen um die Strecke tiefer gestellt sind (strichpunktiert angedeutet). Nach Herausnahme der Schablonensätze 33 können anschließend die Spulen dieser Sätze vom Abnahmestab 10.1 gestreift und zur weiteren Verarbeitung auf einen Spulenwagen abgehängt werden. In gleicher Weise erfolgt das Abnehmen der Schablonensätze 33.1 und ihrer Spulen.

Beim Spulenabnehmen wird gleichzeitig die Spulenlage jedes Spulensatzes Sp durch Einschieben von Spülenkämmen (Fig. 8/9.1/10/10.1) zwischen die Spulenstränge St gesichert.

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ί. U O U A I

Dabei werden die Spulen eines Satzes samt ihren Schaltverbindungen in eine gemeinsame Ebene gebracht, was einen weiteren Vorbereitungsschritt bedeutet, der das Einziehen in den Stator durch Einziehleisten begünstigt.

Die Spulenkäitune 52 verbleiben solange in den Spulensätzen, bis diese mit den Einziehleisten 70 in den Stator völlig eingezogen sind (Fig. 9 - 14).

Wie in den Figuren 10/10.1 gezeigt ist, bestehen die Spulenkämme 52 aus einer Kammleiste 59, an welche die keilförmig zulaufenden Kammzungen 53 angesetzt sind, deren Teilung t der Nutenteilung des zu bewickelnden Stators entspricht. Zwischen den Zungen sind für die Spulenstränge Aufnahmeräume 54 vorgesehen, welche so gestaltet sind, daß die flache Drahtlage der eingeschobenen Spulenstränge St erhalten bleibt. Der Spulenkamm besteht aus elastomerem Werkstoff, wobei die Enden der Kamm-Zungen 53 als ovale Hohlkörper ausgebildet sind, deren konvexe Wände 53a feder^-nd aneinanderliegen. Beim Spuleneinschieben weichen die Wände entsprechend zurück und federn anschließend wieder zusammen. Dadurch ist erreicht, daß die weiteren Zurichtungsarbeiten an den Spulen sowie auch das Einziehen in den Stator durchgeführt werden können, ohne daß die für den Einziehvorgang wichtige Ordnung der Spulen und deren flache Drahtlage gestört werden.

Die Kammleiste 59 ist mit einer Führungsnut 58 versehen, deren Zweck im Zusammenhang mit den Vorrichtungen nach Fig. 13, 13.1 und 14 näher erläutert wird.

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Zur Herstellung von Spulensätzen Sp für einen anderen, z.B. vierpoligen,Wickelschritt bei gleicher Nutenteilung (4p Fig. 6) werden im spülenfreien Schablonenwechsler 10a dieselben Tragstangen 35/35.1 und Schablonen, wie sie für den vorherigen zweipoligen Wxckelschritt verwendet wurden, nunmehr in die Aufnahmeöffnungen 40/40.1 des Aufnahmeflansches 38 eingesteckt und fixiert (Fig. 3). Dann wird der so vorbereitete Schablonenwechsler an die Wickelmaschine angeschlossen, wobei die Tragstangen auch in die Aufnahmeöffnungen 40/40.1 des Aufnahmeflansches am maschinenseitigen Haspelarm 6 eingesteckt werden und die Antriebswelle 5 mit der Nabe 15 drehfest verbunden wird. Wie in Fig. 3 strichpunktiert eingezeichnet ist, ergibt sich dabei ein Querabstand a¹ zwischen den inneren Schablonenkanten und damit die angestrebte Wickelschrittlänge von 4p.

Zur Herstellung der Spulen für einen sechspoligen Wickelschritt (6p Fig.6), bei welchem die Wickelschrittlänge und damit die Spulenweite vergleichsweise noch kleiner ist als bei 4p, kann bei der gleichen Nutenteilung wieder der gleiche Schablonensatz wie vorher, jedoch mit entsprechend kleineren Radien, verwendet werden. Für diese Umrüstung genügt es, wenn die Aufnahmeflansche 37/38 z.B. im Uhrzeigersinne um 90 in die Lage nach Fig. 5 gedreht werden, so daß jetzt die Verbindungslinie der Aufnahmeöffnungen 39/40 in den Aufnahmeflanschen 37/38 in der Haspelarmachse verläuft und die Spulenweiten bzw. Wickelschrittlängen unmittelbar durch die Schablonenradien bestimmt werden. Hier werden also, wie bei den herkömmlichen Wickelmaschinen, an den Haspelarmenden nur einseitige Teilschablonen (z.B. 41) eingesetzt.

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AIs weitere Vorbehandlung für das Einbringen in den Stator müssen die Spulen im Bereich des Kopfansatzes abgekröpft werden. Diese Maßnahme ist insbesondere für die Bewicklung von langen Statoren zweckmäßig, weil dadurch erreicht wird, daß der Spulenstrang in seiner ganzen Länge in die Statornut eingezogen wird, wobei der abgekröpfte Spulenteil SK radial in den Statorinnenraum ragt (vgl. Fig. 9.1 und 12). Die Abkröpfung ist insbesondere auch bei Mehrschichtwicklungen vorteilhaft.

Die in Fig. 8 und 8.1 gezeigte Abkröpfvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Niederhalter 56, der durch ein Scharnier 55 gegen die Grundplatte 57 für die Spulenköpfe SK schwenkbar ist und die Köpfe während des Abkröpfens festhält. In der Grundplatte 57 ist eine durchgehende Führungsnut 58 vorgesehen, in welche die Kammleisten 59 der Spulenkämme 52 von beiden Seiten her einschiebbar sind, so daß die zwischen die Kammzungen 53 eingespannten Spulenstränge St auf der Grundplatte 57 liegen. Auf dieser Platte ist zu beiden Seiten des Niederhalters 56 je eine Form- und Justiervorrichtung 60 angeordnet, mit welcher die Spulenweite = gegenseitiger Abstand der beiden Spulenstränge einer Spule, z.B. unter Verwendung einer Messlehre, nachkorrigiert werden kann, so daß ihre Lage dem vorgesehenen Wickelschritt exakt entspricht. Zu diesem Zweck besitzt die Vorrichtung 60 zwei Formhebel 61, die je an einem auf der Grundplatte angebrachten Doppelgelenk 62 befestigt sind, welches die Formhebel 61 um eine Horizontalachse 63 vertikal und um eine Vertikalachse 64 horizontal schwenkbar macht. An seinem freien Ende ist der Formhebel 61 mit einem Handgriff 65 und einem Langloch 66 versehen, welches zur Aufnahme eines Mitnahmezapfens 67 zum Verschieben des Spulenkammes 52 dient.

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Die Handhabung bzw. Wirkungsweise der Abkröpfvorrichtung und Justiervorrichtung ist folgende:

Die Kammleisten 59 der Spulenkämme 52 werden bei angehobenem Niederhalter 56 und hochgestellten Formhebeln 61 mit dem Spulensatz in die Führungsnut 58 so weit eingeschoben, daß die Spulenköpfe etwa symmetrisch zur markierten Mittellinie ML der Vorrichtung liegen. Anschließend werden die Formhebel 61 abgeschwenkt bis die Mitnahmezapfen 67 in die Langlöcher 66 eingreifen. Durch Hebelbewegung in den angedeuteten Pfeilrichtungen kann die Spulenweite über die Spulenkämme 52 so vergrößert oder verkleinert werden, daß die Weiten der Spulenstränge St dem Wickelschritt angepaßt sind.

Da die Statornuten 51 auf einem Kreisbogen liegen, kann das Einsetzen der Spulen in die Einziehleisten 70, insbesondere bei größeren Statordurchmessern, dadurch zusätzlich erleichtert werden, daß die oben beschriebene SpulenJustierung auch diesen Arbeitsschritt berücksichtigt. Dies kann dadurch erfolgen, daß die beiden Spulenkämme auf der Grundplatte 57 schräg gegeneinander laufend eingestellt werden (in Fig. 8 strichpunktiert angedeutet), so daß ihre Lage etwa dem Verlauf und der Lage der Bogenabschnitte des Nutenteilkreises entspricht, welche die Leistengruppen (LG Fig.9) aufnehmen,.

Zum anschließenden Spulen-Abkröpfen wird der Niederhalter 56 auf die justierten Spulenköpfe SK gedrückt und fixiert, so daß die freien Spulenstränge St entsprechend Fig. 8.1 in Pfeilrichtung abgekröpft werden können. Nach Hochschwenken der Teile 56 und 61 kann jetzt der zum Einbringen in die Statornuten vorbereitete und mit den Spulenkämmen 52 versehene Spulensatz entnommen werden

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und z.B. auf dem angedeuteten Spulenaufhänger 69 (Fig. 9.1) zum Stator 50 gebracht werden.

Dort sind inzwischen die Einziehleisten 70 entsprechend der Spulenzahl zu Leistengruppen LG zusammengefaßt. Jede Einziehleiste ist an ihrem geschlossenen Ende mit einem Mitnahmenocken 73 versehen (Fig. 11/11.1), welcher auf beiden Seiten durch Montagebügel 71 und 74 gehalten wird. Diese Bügel sind durch Verschraubungen-76a miteinander verspannt, so daß eine komplexe Erfassung der Einziehleistengruppen gewährleistet ist. Dabei greift ein Randbund 74a des Montagebügels 74 in die Ausnehmung 70a der Einziehleiste 70 ein, wodurch eine zusätzliche formschlüssige Verbindung zwischen diesen Teilen hergestellt ist. An den Montagebügel 74 ist über den Zugbolzen 76 der Zugschaft 77 angeschlossen, der mit der (nicht dargestellten) von Hand oder mit Servokraft betätigten Einziehmechanik verbunden ist.

Vor dem Einsetzen der vorbereiteten Spulensätze in die Einzieh-Leistengruppen LG sind diese, wie in Fig. 9 gezeigt ist, in den Anfang der Statornuten 51 eingeführt. Ferner wurde die öffnungsweite der herausstehenden Leistenzungen 72 durch Spreizvorrichtungen, vorzugsweise Spreizkeile 78, so vergrößert, daß die Spulenstränge rasch und hemmungslos eingeschoben werden können.

Die Spreizkeile 78 (die nur bei einer Leistengruppe gezeigt sind) können auch als zusammenhängende Einheit ausgebildet sein. Zur Verstärkung der kraftschlüssigen Führung der in die Statornuten eingesetzten Einziehleisten können zusätzlich Spannkeile 78a zwischen die Leistenzungen 72 eingedrückt werden.

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Um. gleichzeitig mit den Spulensätzen auch die bekannten profilierten Deckstreifen in die Statormjten einzubringen, ist die in den Fig. 13/13.1 und 14 dargestellte Anordnung vorgesehen.

Hinter jedem im Spulenkamm 52 eingesetzten Spulenstrang St ist ein Aufnehmer 81 angesetzt, in welchem der Deckstreifen 82 durch eine Klemmschraube 83 mit der Auflageplatte 81a verspannt wird, welche am Steg 84 befestigt ist. Der Aufnehmer ist mit einem Mitnehmeransatz 85 versehen, der in die Führungsnut 58 der Kammleiste 59 eingreift. Hinter dem Aufnehmer 82 ist eine Zugplatte 86 vorgesehen, welche so bemessen ist, daß sie alle am Einziehvorgang beteiligten Aufnehmer 82 erfassen kann. Zu diesem Zweck ist die Zugplatte über eine Zugstange 87 mit dem Montagebügel über eine Zwischenplatte 87a verbunden, wobei die Zugstange längenverstellbar sein kann.

Bei der in Fig. 13/13.1 gezeigten Gruppierung der beim Einziehvorgang eingesetzten Mittel wird davon ausgegangen, daß der abgekröpfte Teil der Spulenstränge St in die gemäß Fig. 9 aufgespreizten und in die Nuten 51 des vorderen Statorteiles eingeschobenen Einziehleisten 70 eingesetzt ist und die Spreizkeile 78 sowie die Spannkeile 78a abgenommen sind.

Bei dem nun folgenden Einziehvorgang wird die Zugkraft des Zugschaftes 77 über die Montagebügel 71/74 auf die Mitnahmenocken 73 und damit auf die Einziehleisten übertragen. Diese ziehen die in die Statornuten 51 eingelegten Spulenstränge St mit, welche durch die Spulenkämme 52 während des ganzen Einziehvorganges in einer Position gehalten werden, die das exakte Einlegen der Spulendrähte in die Statornuten gewährleistet. Die Deckstreifenaufnehmer

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O ΔΌΌΌΔ I -32-

werden durch die Zugstange 87 und die Zugplatte 86 gleichzeitig mitgezogen, wobei deren Stege 84 in den Statornuten geführt sind, so daß der auf die Auflageplatte 81a geklemmte Deckstreifen 82 durch die Statornut gezogen wird und den eingelegten Spulenstrang abdeckt. Dabei wirkt der Aufnehmer 81 durch seinen in die Führungsnut 58 der Kammleiste 59 eingeschobenen Mitnehmeransatz 85 zugleich als Niederhalter für den Spulenkamm 52. Dadurch wird erreicht, daß der Spulenstrang beim Einziehen die Statornut in ihrer ganzen Länge ausfüllt, wobei die Einziehleisten wesentlich kürzer sein können als die Statornuten. Ohne diese Maßnahmen besteht die Gefahr, daß die kraftschlüssige Spulenmitnahmewirkung der kurzen Einziehleisten am Nutenende derart vermindert wird, daß sie den Reibwiderstand zwischen den leistenfreien Nutenwänden und dem Spulenstrang nicht mehr überwinden kann, so daß die Einziehwirkung vorzeitig aufhört. Um die Spulendrähte dicht aneinander und auf den Nutengrund zu drücken, so daß die Spulenlage in der Nut gesichert ist, wird nach dem Einziehen über die Spule ein Füllstab 7 9 mit angepaßtem Querschnitt in die Nut formschlüssig eingeschoben (Fig. 12). Außerdem wird dadurch bei Mehrschicht-Wicklungen das Einziehen eines zweiten Spulenstranges in die schon belegte Nut möglich gemacht bzw. erleichtert.

In Fig. 12 ist auch die Bedeutung des Abkröpfens der Spulenköpfe SK sichtbar. Am Nutenende (rechts) ist der Spulenkopf (SK) punktiert angedeutet, wobei erkennbar ist, daß durch die vor dem Einziehen vorgenommene Abkröpfung die Spule durch die Einziehleiste so erfaßt werden kann,

daß sich der Spulendraht auch im Endbereich der Nut ohne zusätzliche Nachhilfe völlig in diese einlegt. Nach Abnahme der Spulenkämme 52 und der Einziehleisten 70 werden die abgekröpften Spulenköpfe SK durch einen Formhebel 80 in üblicher Weise an den Statorrand zurückgebogen, wobei sich der Hebel 80 an dem von der Nut gehaltenen Füllstab 79 abstützen kann. Anschließend wird der Füllstab herausgenommen.

1 Gehäuse

la Gehäuselager

2 Schaltkasten

3 Führung

4 Schutzhaube

5 Antriebswelle ·"

ό Haspelarm(maschinenseitig)

7 Haspelarm (wechslerseitig)

8 Aufnahmezapfen 8a Zapfenlager

■ 9 Rahmengestell 9a Rahmengestell(Fig.7)

10 Schablonenwechsler

lOa Schablonenwechsler (frei) 10.1Abnahmestab

11 Lagertraverse

12 Feststellmuffe

13 Stutzen

14 Spannelement

15 Nabe

Io Fixierschraube

17 Haspelarmnabe

18 Fixiershraube

19 - -

20 Querträger

21 Fahrrolle

22 Führungsholm

23 Grundplatte

24 Halterahmen

25 Spannocken

26 Spannhebel

27 Spann traverse

28 Spannstempel

29 Belag

30 Druckfeder

31 Rastfläche 32

33 Schablonensatz 33.1 Schablonensatz

34 -34.1-34.2-34.3-34.4 Spulsnkammei

35 Tragstange 35.1 Tragstange 35.2/35.3 Tragstangenenden 3ό Aufnahmeöffnung 36.1 Aufnahmeöffnung in der Schabion

37 Aufnahmeflansch (innen)

38 Aufnahmeflansch(aussen)

39 Aufnahmeöffnung 39.1 Aufnahmeöffnung

40 Aufnahmeöffnung 40.1 Aufnahmeöffnung

41 Schablonenteil (links)

41.1 Schablonenteil (rechts)

41.2 Scheitelstück

42 Ve'rstellscheibe(innen)

43 Verstellscheibe (aussen)

44 Führungsschlitz (innen)

45 Führungsschlitz (aussen)

46 Klemmvorrichtung (innen)

47 Klemmvorrichtung (aussen)

48 -

49 -

50 Stator

51 Statornut

Akte 9910

COPY

-SS-

52 Spulenkamm

53 Kammzunge

53a Kammzungenwand

54 Aufnahmeraum

55 Scharnier

56 Niederhalter

57 Grundplatte

58 Führungsnut

59 Kasmleiste

60 Forra-und Justiervorrichtung

61 Formhebel

62 Doppelgelenk

63 Horizontalachse

64 Vertikalachse

79 80	^FüUstab 3209621 Formhebel
81	Aufnehmer
81a	Auflageplatte
82	Deckstreifen
83	Klemmschraube
84	Steg
85	Mitnehmeransatz
86	Zugplatte
87	Zugstange

87a Zwischenplatte

65	Handgriff	D	Wickeldraht
66	Langloch	SK	Spulenkopf
67	Mitnahmezapfen	LG	Einziehleistengruppe
68	_	. M	Motor
69	Spulenaurhänger	ML	Mittellinie
70	Einziehleiste	Sp	Spulensatz

70a Ausnehmung

71 Montagebügel

72 Einziehleistenzunge

73 Mitnahmenocken

74 Montagebügel 74a Randbund

75 Verschraubung

76 Zugbolzen

77 Zugschaft

78 Spreizkeil 78 j Spannkeil

Sp2-Sp6 Spulensätze mit Wickelschrittangabe

St Spulenstrang V Scheitelgerade Z Drahtzuführung

a/a¹ Abstände zwischen den Schablonenteilen

b Breite der Schablonenkammer

S Verstellstrecke der Schablonensätz (Fig. 7/7.1)

Akte 9910

Leerseite

Claims

PATENTANWALT^ DlPL-ING. EBERHARD EISELE D.4.-INU fHERB*ERT OTTEN Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt Goetheplatz 7 - 798O Ravensburg - Telefon (O751) 214OO Amtl. Bezeichnung: "Verfahren und Einrichtungen zum Herstellen, Zurichten und Einbringen von Spulensätzen für Statoren elektrischer Maschinen" Ansprüche Arbeitsverfahren und Einrichtungen zum Herstellen und Zurichten von satzweise zusammenhängenden Spulen für das schaltungsfreie Einbringen in Statoren elektrischer Maschinen, wobei die Spulensätze mit flachliegenden Spulensträngen, in einer Wickelmaschine auf kreissegmentförmigen, im Durchmesser abgestuften Wickelschab' Ionen hergestellt werden, welche diametral einander gegenüberliegend auf die Tragstangen eines durch eine mittlere Antriebswelle angetriebenen Haspelarmes aufgeschoben und durch ein Ladegerät (Schablonenwechsler) auswechselbar sind, wobei die Schablonen so aufgereiht sind, daß sich die Schablone mit dem größten Durchmesser maschinenseitig befindet, und wobei zum Einbringen der Spulensätze in den Stator polrichtig gruppierte Einziehleisten verwendet werden, zwischen deren elastischen Zungen die Spulenstränge einspannbar sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte und Einrichtungen:

1.1 Die durch die jeweilige Polzahl der herzustellenden Statorwicklung bedingte Spulenweite, = gegenseitiger Abstand (2p, 4p, 6p) der beiden korrespondierenden Spulenstränge, wird durch die Wickelmaschine beim Wickeln der Spulen in wählbarer Weise zugleich vorgeformt, worauf vor Abnahme der Spulen von den Wickelschablonen die flache Spulendrahtlage und die polrichtige Einzellage der Spulen im Spulensatz (Sp) durch Ordnungseinrichtungen, vorzugsweise Spulenkämme (52), gesichert werden, welche am Spulensatz bis zu dessen völligem Einbringen in den Stator verbleiben,

1.2 Der mit einem Zapfenlager (8a) für die Antriebswelle (5) versehene fahrbare Schablonenwechsler wird zum Schablonenwechsel nach Stillsetzen der Wickelmaschine von dieser abgezogen, worauf ein anderer, für den nächsten Wickelvorgang vorbereiteter Spulenwechsler (1Oa) an die Wickelmaschine angeschlossen und eine Endlagerung der Antriebswelle (5) am Spulenwechsler hergestellt wird; außerdem können gleichzeitig die Spulensätze, nach ihrer Lockerung, aus den Spulenkammern der Schablonen über die einseitig freien Tragstangen herausgenommen werden.

* Λ Ir Λ

1.3 Anschließend wird der Spulensatz im Bereich des Ansatzes der Spulenköpfe (SK) abgekröpft und die Spulenweiten in einer Form- und Justiervorrichtung (60) an die, durch den Wickelschritt bedingte Anordnung und Lage der Einziehleistengruppen (LG) im Stator (50), angepaßt, worauf in einem weiteren Arbeitsgang die öffnungsweite der Einzieh-Leistenzungen (72) durch Spreizkeile (76) vergrößert und durch Spannkeile (78a) der Kraftschluß zwischen den Einziehleisten und den Nutenrändern verstärkt wird, und danach jeder mit den Spulenkämmen (52) versehene Spulensatz (Sp) in seine zuvor in den Statornutenanfang eingeschobene Einziehleistengruppe (LG) eingesetzt wird.

1.4 In einem nächsten Arbeitsschritt wird nach Abnahme der Spreizkeile (78) und Spannkeile (78 a) ein am Zugschaft (77) angebrachter Montagebügel (74) von der Statorrückseite her bis zur Anlage an die Mitnahmenocken (73) der Einziehleisten (70) gefahren und anschließend ein weiterer Montagebügel (71) von der Stator-Vorderseite her an die andere Seite der Mitnahmenocken (73) angelegt und durch einen Zugbolzen (76) sowie Spannschrauben (76a) mit dem Zugschaft (77) und dem Montagebügel (74) verbunden, worauf an jede Einziehleiste ein Deckstreifen-Aufnehmer (81) angeschlossen wird und dann der Einziehvorgang durchgeführt wird, wobei die Spulenkämme (52) bis nach Beendigung des Einziehens auf den Einziehleisten liegend an den Spulen verbleiben.

2. Einrichtungen zur Durchführung des Arbeitsverfahrens nach Anspruch 1.1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

2.1 Jede Wickelschablone besteht aus zwei gleichgeformten, eine Schabloneneinheit bildenden kreissegmentförmigen Schablonenteilen (41/41.1), die je auf mindestens einer Tragstange (35/35.1) einander deckungsgleich gegenüberliegend angeordnet sind und deren radialer Abstand (a) voneinander verstell- und fixierbar ist.

2.2 Für die Aufnahme der Tragstangen jeder Schabloneneinheit sind Aufnahmeflansche (37/38) radialverstellbar und fixierbar am Haspelarm (6/7) angeordnet, mit welchen die Tragstangen (35/35.1) so verbunden sind, daß deren gegenseitiger Abstand und damit auch der gegenseitige Abstand (a/a¹) der Schablonenteile (41/41.1) veränder- und feststellbar ist, wobei die markierte Abstandsweite die gewünschte polzahlbedingte Spulenweite (2p/4p/6p) bestimmt.

2.3.Als Verbindung der Tragstangen mit den Aufnahmeflanschen (37, 38) ist eine formschlüssige lösbare Steckverbindung vorgesehen, wobei die Aufnahmeflansche mit Aufnahmeöffnungen (39, 39.1/40,40.1) versehen sind, welche jeweils diametral auf einem Teilkreis angeordnet sind, derart, daß die quer zu den Spulensträngen verlaufenden Teilkreisdurchmesser die Abstandsweiten (a, a¹) der Schablonenteile (41, 41.1) ergeben.

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a₁, · > a

-5-

2.4 Die Aufnahmeflansche sind zur Einstellung der Spulenweite um die zwischen dem Tragstangenpaar verlaufende Mittellängsachse drehbar und am Haspelarm (6,7) feststellbar.

2.5 Zwischen die beiden Schablonenteile (41/41,1) ist ein in die Schablonenkammern (34) überleitendes, konvex gebogenes Scheitelstück (41.2) einsetzbar,

2.6 Der Spulenkamm (52) ist mit einer Reihe von keilförmigen an eine Kammleiste (59) angebrachten Kammzungen (53) versehen, die zwischen die einzelnen Spulenstränge einsteckbar sind und deren Teilung (t) der Nutenteilung des zu bewickelnden Stators entspricht, wobei jeweils zwischen zwei Zungen ein Aufnahmeraum (54) für einen Spulenstrang vorhanden ist, welcher so gestaltet ist, daß der eingeschobene Strang leicht eingeklemmt wird und seine flache Drahtlage erhalten bleibt.

2.7 Die kammfreie Unterseite der Kammleiste ist mit einer durchgehenden Führungsnute (58) versehen.

2.8 Jede Zunge des Sortierkammes (52) ist an ihrem oberen Ende als hohles Oval geformt, dessen kon~ vexe Wände (53a) in Reihenrichtung federnd aneinander liegen, derart, daß die Wände beim Spuleneinschieben auseinanderfedern und sich anschließend wieder schließen.

τ-6-

3. Vorrichtungen zur Durchführung der Arbeitsverfahren nach den Ansprüchen 1.2 bis 1.4 gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

3.1 Koaxial mit dem maschinenseitigen inneren Haspelarm (6) ist ein äußerer Haspelarm (7) mit nach den Ansprüchen 2.2, 2.3, 2.4 ausgebildeten Aufnahmeflanschen (38) vorgesehen, wobei die innere maschinenseitige Haspelarmnabe (15) einerseits auf die Antriebswelle (5) aufsteckbar und auf dieser Welle fixierbar ist, und die äußere wechselseitige Haspelarmnabe (17) mit einem Aufnahmezapfen (8) versehen ist, dessen Lager (8a) am Rahmengestell (9) eines Schablonenwechselgerätes (10, 1Oa) vertikal verstellbar und fixierbar angebracht ist, wobei die Tragstangen (35, 35.1) an den Aufnahmeflanschen (38) des äußeren Haspelarmes (7) feststellbar sind, so daß das Wechselgerät (10) zusammen mit seinen Zubehörteilen (7, 8, 8a, 9, 15, 17, 38) für den Schablonenwechsel von der Wickelmaschine abziehbar ist.

3.2 Das fahrbare Wechselgerät (10) bzw. dessen Rahmengestell (9) ist mit einem Querträger (20) versehen, welcher eine Blockiervorrichtung (25, 26, 27, 28) und Führungsmittel, z.B. Führungsholme (22), besitzt, die das Wechselgerät beim Ansetzen an die Wickelmaschine in einer mit entsprechenden Gegenprofilen versehenen Grundplatte (23) der Wickelmaschine achsparallel zur Antriebswelle (5) formschlüssig führen.

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3.3 Die freie Länge der Tragstangen (35, 35.1) ist so bemessen, daß mehrere Schablonensätze (33, 33,1) hintereinander auf die Tragstangen aufreihbar sind.

3.4 Zum Abkröpfen und Justieren der Spulenköpfe ist eine Einspannvorrichtung für die Spulenköpfe vorgesehen, welche aus einem Niederhalter (56) besteht, der gegen eine Grundplatte (57) für die Spulenköpfe (SK) schwenkbar ist, wobei die Grundplatte mit einer Mittellinienmarkierung (ML) versehen ist und eine Führungsnut (58) besitzt, welche zum Einschieben und Fixieren der zwischen die Spulenstränge eingespannten Spulenkämme (52) dient.

3.5. Zur Anpassung der Spulenweiten an die durch den Wickelschritt bedingte Anordnung der Sinzieh-Leistengruppen (LG) im Stator sind nach Anspruch die Spulenkämme und damit die Spulenstränge zu der erforderlichen Justierung der Spulenweite mit Druckoder Zugkraft quer zur Spulenlängsachse in der Führungsnut (58) bewegbar.

4. Verfahren und Einrichtungen nach den Ansprüchen 1.2 und bis 2.5 zum Abnehmen der Spulen von den Schablonen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Vertikalstellung des Haspelarmes (7) ein am Rahmengestell (9a) des Schablonenwechslers geführter Abnahmestab (10.1) in die Freiräume zwischen den nach oben gestellten Schablonenteilen (41/41.1) so eingeschoben wird, daß er alle Spulenstränge (St) unterfährt, worauf der Aufnahmeflansch (38) mit den Tragstangen (35/35.1) am Haspelarm (7) nach unten verstellt wird (Strecke 5) bis die Spulenstränge vom Abnahmestab (10.1) aufgenommen und aus den Schablonenkammern (34) ausgehoben sind, so daß die Schablonen-

sätze (33/33.1) abgezogen und anschließend die Spulen vom Abnahmestab gestreift und an einen bereitgestellten Spulenwagen in Gebrauchslage abgehängt werden können.

5. Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahrensschritte nach Anspruch 1.4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

5.1 Am geschlossenen Ende der Einziehleiste (70) ist

der Mitnahmenocken (73) so befestigt, daß er zwischen die Montagebügel (71/74) hineinsteht, wobei der Montagebügel (74) mit einer Randerhöhung (74a) in eine Ausnehmung (7Oa) der Einziehleiste eingreift.

5.2 Der an sich bekannte Aufnehmer (81) für den Deckstreifen (82) ist mit einem Mitnehmeransatz (85) versehen, der in die Führungsnut (58) der Kammleiste

(59) einschiebbar ist.

5.3 An den Montagebügel (71) ist eine längenverstellbare Zugstange (87) anschließbar, die an ihrem anderen Ende mit einer Zugplatte (86) versehen ist, welche so bemessen ist, daß sie sich beim Einziehvorgang an die mit den Einziehleisten formschlüssig verbundenen Deckstreifen-Aufnehmer (81) anlegt.