DE3328403C2

DE3328403C2 - Vorrichtung zum Spulenwickeln bei elektrischen Maschinen

Info

Publication number: DE3328403C2
Application number: DE3328403A
Authority: DE
Inventors: Yoshio Katsuta Ibaraki Hashimoto; Kazuo Kimura; Shinichi Hitachi Ibaraki Sakamoto; Shun Suzuki; Yukinori Taneda; Shinichi Yokohama Tsuyuki
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1982-08-07
Filing date: 1983-08-05
Publication date: 1986-08-14
Also published as: DE3328403A1; US4520965A; CH661158A5

Abstract

Zum Einwickeln von Spulenwindungen in die Schlitze von Statoren oder Rotoren für elektrische rotierende Geräte wird der von einem Legekopf ablaufende Wicklungsdraht durch bewegbare Formelemente so geleitet, daß sich in den Schlitzen aufeinanderfolgende Schichten von Spulenwindungen bilden, ohne daß unerwünschter Totraum in den Schlitzen entsteht. Die Formelemente werden in radialer Richtung schrittweise bewegt, um aufeinanderfolgende Wickelräume in den Schlitzen zu schaffen, so daß aufeinanderfolgende Spulen-Windungsschichten dicht aneinander in die Räume eingelegt werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von Spulen in einen mit axialen Nuten versehenen Magnetkern von elektrischen Maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer bekannten Vorrichtung zum Wickeln von Spulen in Statoren (DE-OS 15 63 080) ist ein bewegbarer Drahtwickelkopf zum Einlegen eines Wicklungsdrahtes in Nuten im Stator vorgesehen. Der Wickelkopf kann längs der Schlitze in Axialrichtung des Stators hin- und herbewegt und quer zur Statorachse geschwenkt werden, um den Draht kontinuierlich als Spulenwicklungen in die Nuten einzulegen und dabei in den Nuten aufeinanderfolgende Windungen zu bilden. Die Spulenwindungen sind beim Einsetzen in die Nuten frei in diesen bewegbar und neigen daher dazu, sich gegenseitig zu überkreuzen und dabei »Toträume« zu bilden. Wenn auch eine derartige Spulenwickelvorrichtung Spulen schneller in den Stator einlegen kann, als wenn die Spulen vorher geformt und dann in die Statornuten eingesetzt werden, so wird doch die Wirksamkeit der Spulen und damit des Stators von den großen Toträumen beeinträchtigt, die den Nutfüllfaktor der Statorspulen erniedrigen.

Es ist auch eine Spulenwickelvorrichtung mit umlaufendem Drahtwickelkopf zum Wickeln von Ankerspulen bekannt (DE-OS 29 15 840). Diese Ankerwickelvorrichtung enthält mindestens einen an einer Spindel befestigen umlaufenden Drahtwickelkopf, der zum kontinuierlichen Zuführen eines Wicklungsdrahtes drehbar ist, und an der Spindel befestigte, in Längsrichtung des Ankers angeordnete Einlaufbleche. Der Draht wird durch den umlaufenden Wickelkopf längs der Einlaufbleche in im Außenumfang des Ankers angebrachte Nuten zu Spulen eingewickelt. Bei einer weiteren bekannten Wikkelvorrichtung für kleine Motoren sind zwei umlaufende Wickelköpfe so gehalten, daß sie in getrennten Umläufen in entgegengesetzter Richtung um eine gemeinsame Achse drehbar sind, die sich senkrecht zur Achse des Ankers erstreckt. Die Windungen werden so wie sie durch die Umlaufköpfe gebildet werden, durch Wicklungsformer in die Nuten des Ankers hineingeleitet.

Die Wicklungsformer dieser bekannten Spulenwikkelvorrichtung mit umlaufenden Wickelköpfen sind an Futtern befestigt und mit ausreichendem Abstand vom Anker angebracht, so daß sie nicht die endgültig angebrachten Spulen behindern, wenn der Anker schrittweise weitergedreht wird, damit in alle Nuten Spulen gewickelt werden können. Da die Wicklungsformer den Draht nur bis zum Eingang der Nuten leiten können, werden auch hier die in die Nuten eingelegten Windungen gelockert und können sich frei in den Nuten bewegen.

Damit neigt auch der Draht dieser Spulen, der sich zunächst eng an eine Nutwand anlegt, dazu, nach Wikkeln einiger weniger Spulenwindungen sich von der Nutwand zu lösen, so daß die entstandene Schicht in der Nut /usaninienflilli. Damit ilberkreii/en einander wiederum die Spulenwindungen und liegen locker in der Nut, so daß sie das nachfolgende Auflegen von Spulen-

windungen behindern und Toträume schaffen. Wenn die Spule fertig gewickelt ist, verschließt sie die Eingänge CU.T anliegenden Nuten und verhindert das Einwickeln von Spulenwindungen in diese anliegenden Nuten. Die Spulenenden stören einander und werden am Nutausgang auseinandergehen, wodurch der Nutfüllfaktor der Spulen soweit verschlechtert wird, daß ksin Abschlußteii mehr in die Nuten eingesetzt werden kann.

Mit derartigen bekannten Vorrichtungen zum Wikkeln von Spulen lassen sich bisher Nutfüllfaktoren von ca. 57% für dicKe Wicklungsdrähte und von ca. 60% für dünne Wicklungsdrähte erzielen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Wikkeln von Spulen in elektrischen Maschinen zu schaffen, mit der nacheinander eng aneinandergelegte Spulenwindungen in die Nuten eingelegt werden können, so daß sich ein besserer Nutfüllfaktor ergibt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen beweglichen Drahtführungskonturen, die an den axialen Enden der Nuten angeordnet sind, wird es ermöglicht, die einzelnen Spulenwindungen so eng nebeneinander in die Nuten einzulegen, daß Überkreuzungen von Wicklungsdrähten vermieden werden und keine unerwünschten Toträume entstehen. Dadurch läßt sich der Nutfüllfaktor insbesondere zum Aufbau von Hochleistungsmotoren mit kleinen Außenabmessungen soweit verbessern, daß auch der Temperaturanstieg beim Motorbetrieb verringert und die Lebensdauer der Bürsten erhöht wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Stators mit Nuten,

F i g. 2 eine perspektivische Teildarstellung des Stators aus F i g. 1 und eines Drahtwickelkopfes zur Veranschauiichung des Prinzips des Einlegens von Spulen in die Nuten,

F i g. 3 eine perspektivische Teildarstellung einer Vorrichtung zum Wickeln von Spulen in einen Stator,

F i g. 4 eine Frontansicht der Vorrichtung aus F i g. 3,

F i g. 5 eine Ansicht ähnlich F i g. 3 einer anderen Ausführung einer Spulenwickelvorrichtung für einen Stator, F i g. 6 eine Frontansicht der Vorrichtung aus F i g. 5,

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung eines genuteten Ankers,

F i g. 8 eine Schnittdarstellung einer Vorrichtung zum Wickeln von Spulen in die Nuten des Ankers au? F i g. 7 gemäß einer weiteren Ausführung,

F i g. 9 eine Teil-Frontansicht der Vorrichtung aus F i g. 8 zur Darstellung des Wickelvorgangs von Spulen in die Nuten des Ankers mit einer Vielzahl bewegbarer Drahtführungskonturen und

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Wickelabfolge von Spulen in Nuten und den zugehörigen Niveaus, in denen die bewegbaren Drahtführungskonturen während eines Ankerwickelvorganges zu stellen sind.

F i g. 1 zeigt einen Stator 1 einer elektrischen Maschine, hier eines Induktionsmotors. Der Stator 1 besitzt eine Vielzahl von axialen Nuten ta, die in Umfängsrichtung einen Abstand voneinander aufweisen und für das Einsetzen von Wicklungen bestimmt sind. F i g. 2 zeigt

das Prinzip des Wickeins von Spulen in die Nuten la im Stator 1. Ein Drahtwickelkopf 2 mit einer Legetülle 3 am freien Ende kann einmal in Axialrichtung hin- und herbewegt und dazu um seine Längsachse geschwenkt werden, um nacheinander einen Wicklungsdraht 4 durch die Legetüll? 3 so vorzuschieben, daß der Draht 4 in die Nuten la gelangt. Der Wickelkopf 2 führt die in F i g. 2 mit Pfeilen bezeichnete Bewegung aus, um Einzelwindungen in etwa entgegengesetzt geöffnete Nuten la zur Ausbildung der Statorwicklung einzulegen.

Da die in die Nuten la eingelegten Windungen in der. Nuten frei bewegbar sind, entstehen Überkreuzungen, so daß in den Nuten la »Toträume«, d. h. schlechte Ausnutzung des vorhandenen Freiraumes die Folge ist

Entsprechend der vorliegenden Erfindung, wird, wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, ein bewegbarer Wicklungsformer 5 für jede Nut la im Innenraum des Stators 1 angeordnet Der Wicldungsformer 5 besteht aus zwei in Axialrichtung mit Abstand angebrachten Drahtführungskonturen 5a, die an den axialen Enden des Stators 1 angeordnet und durch eine sich in Axialrichtung des Stators 1 erstreckende Welle 5b verbunden sind. Jede Drahtführungskontur 5a besitzt mit Abstand von der außengelegenen Innnenwandfläche der entsprechenden Nut la eine radial nach außen gewendete erste Führungskante. Die Führungskonturen sind in Schritten von einer Ausgangs'age, die etwa zum Boden der Nut la reicht und in F i g. 4 durchgezogen dargestellt ist, bis zu eine·- Lage am offenen Ende der Nut la bewegbar, die in F i g. 4 strichpunktiert dargestellt ist. Wenn Wicklungen in den Stator 1 eingewickelt werden sollen, werden die Führungskonturen 5a so gesetzt, daß die unteren geraden zweiten Führungskanten der Führungskonturen 5a von den Böden der Nuten einen Abstand aufweisen, der geringfügig größer als der Durchmesser des Drahtes 4 ist. Wenn der Wickelkopf 2 sich in der anhand der F i g. 2 beschriebenen Weise bewegt, wird der ablaufende Draht 4 durch die entsprechende Führungskontur 5a so geleitet, daß er durch einen Spalt \b in die Nut la emtritt Da auf den Draht 4 durch die Bewegung des Wikkelkopfes 2 eine etwa radial nach innen gerichtete Kraft ausgeübt wird, versetzt sich der Draht 4 von der Außenseite der Nut la mehr zu deren Innenseite, und es entsteht eine Windung in der Nut la, die etwa am Boden der Nut la unterhalb der zweiten Führungskanten der Führungskonturen 5<i verläuft. Wenn der Raum zwischen dem Nutboden und den zweiten Führungskanten der Führungskonturen 5a durch nacheinandergelegte Spulenwindungen angefüllt ist, wird Wicklungsformer 5 gemäß den in F i g. 4 eingezeichneten Pfeilen in Schwenkrichtung und in Höhenrichtung angehoben, so daß ein zusätzlicher Raum in der Nut la für eine weitere Lage von Spulenwindungen über der bereits angebrachten Windungslage freigegeben wird. Daraufhin wird der Wickelkopf 2 wieder so betrieben, daß er aufeinanderfolgende Windungen in den nun entstandenen zusätzlichen Raum legt. Dieser beschriebene Ablaufzyklus wird wiederholt, bis die erforderliche Spule in den beiden Statornuten la entstanden ist. Die Spulenwindungen werden beim Einlegen in die Nuten dicht gelegt und überkreuzen einander dabei nicht Damit wird der Nutfüllfaktor der Spulen in diesen Statornuten erhöht, und der mit diesem Stator gebildete Motor besitzt eine verbesserte Wirksamkeit.

In den F i g. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform einer Spulenwickelvorrichtung gezeigt. Hier sind zwei Wicklungsformer 5' bei dem Stator 1 jeweils für jede zu bewickelnde Nut la angebracht, und es sind zwei Finger

6 vorhanden, die den von dem Wickelkopf 2 ablaufenden Draht 4 jeweils halten und leiten. Jeder Wicklungsformer 5' besteht aus zwei Führungskonturen 5a' die jeweils an den axialen Enden des Stators 1 angeordnet sind und radial nach innen gewendete erste Führungskanten besitzen, die jeweils mit einem Abstand von der radial innenliegenden Innenwandfläche der jeweiligen Nuten Schlitze la angeordnet sind. Jeder Finger 6 besitzt einen Winkelstab 6a, der einesteils um die Längsachse des Fingers 6 in Richtung der eingezeichneten Pfeile schwenkbar und andererseits in seiner Höhenlage in Richtung des Doppelpfeiles am Fingerfuß bewegbar ist. Die in den F i g. 5 und 6 dargestellte Anordnung ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Draht 4 in der Nut la aufeinanderfolgend von der Innenseite zur Außenseite hin eingesetzt werden soll. Während des Betriebes der Vorrichtung wird jede Spulenwindung, die in die Nuten la eingesetzt wird, nicht durch eine sonst entstehende radial nach innen gerichtete Kraft beeinflußt, da die eingesetzten Spulenwindungen durch die Winkelstäbe 6a der Finger 6 radial nach außen in die zwischen den Boden der Nuten la und den zweiten Führungskanten der entsprechenden Führungskonturen 5a' gebildeten Räume hineingezogen werden. Nachdem eine unterste Lage aufeinanderfolgender Spulenwicklungen in die Nuten la eingelegt wurde, werden die Wicklungsformer 5' angehoben, damit ein weiterer Raum zur Aufnahme einer weiteren Schicht von aufeinanderfolgenden Spulenwicklungen freigegeben wird.

F i g. 7 zeigt nun einen genuteten Anker 7, der ebenfalls bewickelt werden soll, wobei dieser Anker 7 zur Verwendung in einer rotierenden Elektromaschine, beispielsweise einem Motor oder einem Generator ausgelegt ist

F i g. 8 zeigt nun eine Vorrichtung 10 für das Bewikkeln des Ankers 7 mit Wicklungsdrähten 11. Die Vorrichtung 10 wird durch zwei mit Abstand angebrachte Stützen 13 und 14 an einem horizontalen Tisch 12 gehalten. Die Vorrichtung 10 besitzt zwei mit Abstand voneinander angebrachte Gehäuse 15 und 16, die jeweils mittels eines horizontalen Schlittens 17 bzw. 18 an den Stützen 13 bzw. 14 angebracht ist Die Gehäuse 15 und 16 können mittels der horizontalen Schlitten 17 bzw. 18 in Horizontalrichtung aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden, und der Antrieb geschieht durch entsprechende (nicht gezeigte) Antriebsmittel wie Dmckluftzylinder oder mittels einer Spindel über einen Gleichstrommotor.

Der Anker 7 ist an einem (im einzelnen nicht dargestellten) Schrittmechanismus angebracht der auf dem horizontalen Tisch 12 ruht, und so kann der Anker 7 in Winkelrichtung schrittweise so verstellt werden, daß jeweils unterschiedliche Nutpaare in die Spulenwickelstellung gebracht werden.

Zwei Wicklungsformergehäuse 19 und 20 sind einander gegenüber über Lager an jeweiligen Enden von koaxialen Hohlwellen 28 bzw. 29 angebracht, und die Hohlwellen 28, 29 sind über Lager 34, 34' an jedem Gehäuse 15 bzw. 16 abgestützt

In den Wicklungsformergehäusen 19 und 20 sind jeweils Futter 21 bzw. 22 aufgenommen sowie je ein Paar bewegbarer Drahtführungskonturen 45, 46 bzw. 47, 48, die längs des durch den Schrittmechanismus abgestützten Ankers 7 angeordnet sind.

Wie F i g. 9 zeigt, besitzen die Futter 21 und 22 jeweils Endabschnitte 21' bzw. 22' und schräg vom Anker her zurückgehende Flächen 21" bzw. 22", und durch diese Flächen werden feststehende Führungskonturen 24, 24' bzw. 25, 25' gebildet, die sich in Längsrichtung der Außenumfangsfläche des Ankers 7 erstrecken. Die Futter 21 und 22 besitzen weiter teilzylindrisch ausgeschnittene Flächen 23 bzw. 23', deren Form der Zylinder-Außenfläche des Ankers 7 angepaßt ist. Im Betrieb wird der Anker 7 in die ausgeschnittenen Flächen 23 und 23' eingepaßt und sicher so gestellt, daß alle Nuten des Ankers 7 bis auf die mit Spulen zu versehenden abgedeckt sind,
ίο An der Vorrichtung (F i g. 8) sind Wickelköpfe 26 und

27 an den Wellen 28 bzw. 29 hinter den Gehäusen 19 bzw. 20 angebracht, und diese werden über die Wellen

28 bzw. 29 so angetrieben, daß die Drähte 11 zu Spulen im Anker 7 gewickelt werden.

Die Wickelköpfe 26 und 27 bestehen jeweils aus Armen 30 bzw. 31, an deren, freien Enden Führungsrollen 32 bzw. 33 angebracht sind, um die Drähte 11 beim Wickeln zu leiten. An den Armen 30 und 31 sind jeweils Gegengewichte 32 bzw. 32' angebracht, damit sich die Wickelköpfe 26 und 27 in ausgewuchtetem Zustand drehen können.

An jeder Welle 28 und 29 ist am Außenende eine Riemenscheibe 35 bzw. 36 angebracht, und diese sind durch Muttern 37 bzw. 38 zur drehfesten Verbindung mit den Wellen 28 bzw. 29 befestigt. Antriebsriemen 39 bzw. 40 dienen zum Antrieb der Wellen 28,29 und werden durch einen (nicht dargestellten), unter dem horizontalen Tisch 12 angebrachten Motor angetrieben.
In der hohlen Welle 28 sind zwei ineinandergepaßte mit Längskeilen versehene Wellen 41 und 43 eingesetzt und über Lager 49 und 51 abgestützt; in gleicher Weise sind zwei koaxiale mit Längskeilen versehene Wellen 42 und 44 in der Welle 29 untergebracht und durch Lager 50 und 52 abgestützt. Die Keilwellen 41 und 43 sind über Lager 66 bzw. 65 mit Wellen-Verschiebeplatten 63 bzw. 64 verbunden, und diese sind über Kugelumlaufspindeln mit den Wellen von Motoren 61 bzw. 62 gekoppelt. In gleicher Weise sind die Keilwellen 42 und 44 über Lager 66' und 65' mit Wellenverschiebeplatten 63' bzw. 64' verbunden, welche über Kugelumlaufspindeln mit den Wellen von Motoren 61' bzw. 62' gekoppelt sind. Dadurch können die Keilwellen 41, 42, 43, 44 unabhängig durch diese Motore 61, 62, 61', 62' in Axialrichtung der Hohlwellen 28,29 vor- und zurückbewegt werden.

Die inneren Keilwellen 41 und 42 besitzen Axialbohrungen, durch welche die Drähte 11 zu den Wickelköpfen 26 bzw. 27 geleitet werden. Die inneren und die äußeren Keilwellen 41,43 und 42,44 besitzen miteinander ausgerichtete radiale Öffnungen, und ebenso sind die Hohlwellen 28 und 29 mit Radialöffnung in Ausrichtung mit diesen radial ausgerichteten Öffnungen der Keilwellen 41,43,42,44 versehen, so daß die Drähte 11 zu den Wickelköpfen 26,27 gelangen können.

An den Keilwellen 41 und 43 sind Gleitklötze 56 bzw. 55 an den Enden benachbart zu dem Futter 21 über Lager 54 bzw. 53 angebracht, um L-förmige Antriebsarme 71 bzw. 72 für die Führungskonturen 45,46,47,48 zu drehen. In gleicher Weise sind an den Keilwellen 42 und 44 Gleitklötze 56', 55' an den dem Futter 22 benachbarten Enden über Lager 54' bzw. 53' angebracht, um entsprechende L-förmige Antriebsarme 7V bzw. 72' anzutreiben. Die Gleitklötze 55, 56, 55' und 56' können in Axialrichtung gleiten, werden aber durch Führungsstäbe 60 und 60', die an den Gehäusen 19 bzw. 20 befestigt sind gegen Drehung gesichert Stifte 59 sind an den Gleitklötzen 55, 55', 56 und 56' befestigt und greifen in Schlitze ein, die jeweils in einem Ende der Antriebsarme 71, 71', 72 und 72' für die Führungskonturen 45, 46, 47,

48 bestimmt sind, um die Antriebsarme 71, 7Γ, 72, 72' bei einer Axialbewegung der Gleitklötze 55,55', 56 und 56' in Drehung zu versetzen. Die Antriebsarme 71, 71' 72 und 72' sind jeweils mit Schwenkstiften 57 an den Futtern 21 bzw. 22 gehalten und stehen an ihren anderen Enden über dort angebrachte Schlitze mit Stiften 58 in Eingriff, die an den Führungskonturen 45, 46, 47 und 48 befestigt sind. Auf diese Weise sind die Führungskonturen 45, 46, 47 und 48 in Radialrichtung des Ankers 7 nach außen bzw. nach innen gegenüber dem Anker 7 bewegbar in Abhängigkeit von der Axialbewegung der Gleitklötze 55,55', 56 und 56'.

Der Betrieb der in F i g. 8 und 9 gezeigten Vorrichtung wird nun anhand der Fig. 10 beschrieben. Beim Wickeln von ersten Spulen in Nuten S\, S₆ und S₇, Sn wird beispielsweise der Anker 7 so schrittweise gedrehi, daß diese Nuten Si, S₂, S₇, S12, wie Fig.9 zeigt, in die Freigabelage kommen, und dann wird der Anker 7 durch die Futter 21 und 22 festgelegt, woraufhin die feststehenden Führungskonturen 24, 24', 25, 25' in die richtige Stellung gebracht werden. Die Motore 61, 62, 61' und 62' werden so angetrieben, daß sie die Wellenverschiebeplatten 63, 64, 63' und 64', die Lager 65, 68, 65' und 66', die Keilwellen 43, 41, 44 und 42, die Lager 53,54,53' und 54', die Gleitklötze 55,56,55' und 56' und die Antriebsarme 71, 72, 7V und 72' so antreiben, daß diese die bewegbaren Führungskonturen 45,46,47 und 48 radial von einem äußeren Niveau L5 zu einem Wicklungsbeginn-Niveau L\ bewegen. Sobald die bewegbaren Führungskonturen 45, 46, 47, 48 auf diese Weise gesetzt sind, werden die Anfänge der Drähte 11 in den Nuten 102 oder an Haken 103 des Kommutators 101 für den Anker 7 (F i g. 7) befestigt. Nachdem die bewegbaren Führungskonturen 45, 46, 47, 48 gestellt wurden, werden die Wickelköpfe 26 und 27 so angetrieben, daß sie zum Einlegen einer vorbestimmten Anzahl von Spulenwindungen umlaufen, welche sie nacheinander in die zwischen den bewegbaren Führungskonturen 45,46,47 und 48 und den Böden der Nuten Si, S₆, S₇ und Si₂ bestimmten Räume einlegen. Dabei werden die Drähte 11 beim Einsetzen als Spulenwicklungen durch die festehenden Führungskonturen 24, 24', 25 und 25' und die beweglichen Führungskonturen 45, 46,47 und 48 geleitet. Die eingesetzten Spulenwindungen werden als Schichten eng aneinander in diese Nuten Si, S₆, S₇, S12 eingebracht, ohne daß ein Überkreuzen der einzelnen Windungen erfolgt. Sobald der Wickelvorgang beendet ist, werden die umlaufenden Wickelköpfe 26 und 27 angehalten, und die Abschlußenden und die nächsten Anfänge der Drähte 11 werden an dem Kommutator 101 angeschlossen.

Wenn eine nächste Schicht von Windungen in Nuten S₂, S₇ und Si, Ss eingesetzt werden soll, wird der Anker 7 gemäß F i g. 9 im Gegenuhrzeigersinn um einen Schritt verdreht Da die Nuten S₇, Si bereits eine Schicht von Spulenwindungen enthalten, könnten die Enden dieser Spulenwicklungen die bewegbaren Drahtführungskonturen 48 und 45 behindern, falls diese beim Niveau L\ bleiben. Deswegen sind vor dem Schrittvorschub des Ankers 7 die bewegbaren Führungskonturen 48 und 45 auf das Wickelniveau L₂ anzuheben. Dann werden die Futter 21 und 22 etwas zurückgezogen, um den Anker 7 freizugeben, und dieser wird um einen Schritt gedreht Dann werden Spulenwindungen in die Nuten S₂, S₇ und Si, Se eingesetzt Dabei werden die Spulenwicklungen als erste Schicht in die beiden Nuten S2 und Ss eingesetzt und als zweite Schicht in die Nuten Si und S₇, und hier werden die zusätzlichen Spulenwindungen aufeinanderfolgend in einen Zwischenraum eingeleitet, der zwischen der vorher gelegten Windungsschicht und den bewegbaren Führungskonturen 45 und 48 definiert ist.
Mit dieser Vorrichtung werden Spulenwicklungen nicht aneinander und störungsfrei in Nuten eingewikkelt, ohne daß die bekannten Probleme des Aufstauens, Überkreuzens und der Erzeugung unerwünschter Toträume entstehen, und die Spulenenden stören einander nicht. Der Nutfüllfaktor der Spulen in den Nuten kann bis auf ca. 70% erhöht werden, und ist damit höher als ein Nutfüllfaktor, wie er mit Vorrichtungen nach dem Stand der Technik erreicht werden kann.

Motore mit durch die beschriebenen Vorrichtung gefertigten Wicklungen können eine höhere Ausgangsleistung erzielen und besitzen dazu verbesserte Wirksamkeit, beispielsweise bezüglich des Temperaturanstiegs im Betrieb, der Lebensdauer der Bürsten und insbesondere mit Bezug auf die Motorgröße.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Wickeln von Spulen in einen mit axialen Nuten versehenen Magnetkern von elektrischen Maschinen mit einem Drahtwickelkopf, der gegenüber dem Magnetkern bewegbar ist, um einen Draht in einzelnen Windungen in ein ausgewähltes Paar von Nuten kontinuierlich einzulegen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Drahtwickelkopf (2) bewegliche Drahtführungskonturen (5a;5a'; 45,46,47,48) mit ersten und zweiten Führungskanten vorgesehen sind, die so an den Enden der Nuten (la; la';Si, 52,.. -Si₂) angeordnet sind, daß in axialer Richtung gesehen zwischen der ersten Führungskante und einer der Seitenwände der Nut (la, la', S_{, S₂,.. .S₁₂) ein Führungsspalt (16, \b') für den Drahi gebildet ist und daß wiederum in axialer Richtung gesehen zwischen der zweiten Führungskante und dem Boden der Nut (la, la' Si, S₂,.. .S12) oder einer vorher gelegten Wicklungsschicht Raum für im wesentlichen eine weitere Wickiungsschicht freibleibt, wobei die Drahtführungskonturen (5s; 5a'; 45, 46, 47, 48) schrittweise in Richtung auf die offenen Seiten der Nuten (la, la' Si, S₂, ...Su) bewegbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Wickeln von Spulen in einen Stator mit ausgeprägten Polen, deren Polschuhe zusammen mit dem Joch die zu bewikkelnden Nuten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungskonturen (5a) gegenüber dem Stator (1) in tangentialer Richtung bewegbar und schwenkbar angeordnet sind, wobei die ersten, sich in Umfangsrichtung des Stators (1) erstreckenden Führungskanten radial außen an den Drahtführungskonturen (5a) vorgesehen sind und jeweils mit einer zugeordneten, radial außen liegenden Seitenwand der Nuten den entsprechenden Führungsspalt (Umbilden, während sich die zweiten Führungskaaten in radialer Richtung erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Wickeln von Spulen in einen Stator mit ausgeprägten Polen, deren Polschuhe zusammen mit dem Joch die zu bewikkelnden Nuten bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtführungskonturen (5a') gegenüber dem Stator (1) in tangentialer Richtung bewegbar und schwenkbar angeordnet sind, wobei die ersten sich in Umfangsrichtung des Stators (1) erstreckenden Führungskanten radial innen an den Drahtführungskonturen (5a') vorgesehen sind und jeweils mit einer zugeordneten, radial innen liegenden Seitenwand der Nuten den entsprechenden Führungsspalt [Xb') bilden, während sich die zweiten Führungskanten in radialer Richtung erstrecken, und daß jeder Drahtführungskontur (5a') ein bewegbarer Drahtführungsfinger (6) zugeordnet ist, um die jeweils zuletzt gebildete Spulenwindung in der entsprechenden Nut (la,) radial nach außen zu versetzen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Wickeln von Spulen auf einen genuteten Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtführungskonturen (45,46,47, 48) durch schwenkbar an einander in Radialrichtung des Ankers (7) gesehen gegenüberliegenden Futtern (21, 22) angelenkte Antriebsarme (7t, 72, 71'., 72') gehalten sind, die durch nuf Keilwellen (41, 43, 42, 44) Belagerte üleitklotze (54, 55, 54', 55') schrittweise bewegbar .sind, um die Führungskonturen (45,46, 47, 48) in Radialrichtung des Ankers (7) nach außen zu verschieben, wobei die Keilwellen (41,43,42,44) in drehbar gelagerten Wellen (28, 29) drehbar und axial bewegbar abgestützt sind, die an ihren Enden die den Anker (7) haltenden Futter (21,22) sowie die umlaufenden Drahtwickelköpfe (26,27) abstützen.