DE3915606A1 - Verfahren zum einfuegen einer statorwicklung in einen stator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einfügen einer Statorwicklung in einen Stator mit einer geraden Anzahl Nuten, wie beispielsweise sechzehn Nuten.

Ein solcher Stator wird üblicherweise für Einphasenmotoren angewendet. Es ist jedoch wünschenswert den gleichen Stator auch für Dreiphasenmotoren anwenden zu können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einige der Wicklun­ gen über mehrere Nuten derart verteilt werden, daß einige der Nuten Wicklungsteile mehrerer Phasenwicklungen auf­ nehmen.

Hierdurch wird ein automatisches Einfügen einer Dreiphasen­ wicklung in einen Stator mit sechzehn Nuten ermöglicht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einige Wickeldorne zum Unterstützen der Spulen während des Aufwickelns derselben,

Fig. 2 die Wickeldorne mit darauf aufgewickelten Spulen,

Fig. 3 wie die Spulen zu einem aufgeschlitzten Spulenhalter (Einfügvorrichtung - "Inserter") abgegeben werden,

Fig. 4 wie die aufgewickelten Spulen in die Nuten eines Stators eingeführt werden,

Fig. 5 einen aufgeschlitzten Spulenhalter zum Einführen der Spulenteile in die Nuten,

Fig. 6 eine entfaltete, über sechzehn Nuten verteilte Statorwicklung für einen Dreiphasen-Zweipolmotor,

Fig. 7-13 die Wickelmaschiene, und

Fig. 14 die Keilherstellungsvorrichtung.

Bei einer der bekannten Vorrichtungen zum Einfügen der Statorwicklung in einen Elektromotor (Statomat der Firma Fickert Spezial Maschinen GmbH und Co. KG) wird der Stator, nachdem vorgefertigte Spulengruppen über einige Stütz- und Führungslamellen gelegt worden sind, auf die Führungsla­ mellen in Richtung der Stützlamellem mittels einer Haltevor­ richtung eingeschoben. Die Stützlamellen weisen eine schmale Anlagefläche auf, die sich in tangentialer Richtung er­ streckt und am Zahnkopf anliegt. Darüber hinaus ist die Breite der Anlagefläche größer als die Zahnbreite und zwar um ungefähr 2 mal die Dicke der Nutisolierung. Hinter der Anlagefläche ist eine Vertiefung vorgesehen, die die umge­ bogenen Flansche der Nutisolierung derart aufnimmt, daß die Flansche ein Eindringen des Wicklungsfadens, wenn der Einschiebkopf durch die Statorbohrung geführt wird, sowie ein Eindringen der Deckstreifen mindestmöglich behindern. Die Deckstreifen sind in Führungen in den Stützlamellen gehalten und werden mittels der Einschieblamellen einge­ schoben.

Die Wickeldorne gemäß der Erfindung gehen aus Fig. 1 hervor.

Jeder Wickeldorn ist mit drei Wickelflächen a, a′, b, b′, c, c′ versehen, um welche die Spulenteile gewickelt werden können, vgl. Fig. 2. Die Wickeldorne werden danach in senkrechter Richtung über einen aufgeschlitzten Spulenhal­ ter, vgl. Fig. 5, heruntergedreht, vgl. Fig. 3. Die beiden Teile jedes Dorns werden danach einander angenähert, so daß die Spulen in die Schlitze des Spulenhalters herunter­ fallen. Danach werden die Wickeldorne entfernt, und ein mit Nuten versehener Stator wird über den Spulenhalter angeordnet, vgl. Fig. 4. Die Spulen lassen sich danach mittels eines weiteren Dorns in die betreffenden Nuten des Stators hinaufführen.

Es ist jedoch wünschenswert, einen Stator mit sechzehn Nuten auch für zweipolarige dreiphasige Motoren anwenden zu können, und dies ist gemäß der Erfindung dadurch ermög­ licht, daß einige der Wicklungen über mehrere Nuten verteilt werden, so daß einige der Nuten Wicklungsteile mehrerer Phasenwicklungen aufnehmen, vgl. Fig. 6. Aus Fig. 6 geht hervor, wie die erste Phasenwicklung über der ersten, zweiten, siebten und achten Nute verteilt ist, während die zweite Phasenwicklung über der dritten, vierten, zehnten und elften Nute und die dritte Phasenwicklung über der elften, zwölften, zweiten und dritten Nute verteilt ist. Diese Ver­ teilung wird mittels des in Fig. 1 gezeigten Wickeldorns mit drei Wickelflächen erzielt, um welche die Spulenteile gewickelt werden, bevor sie in die längs verlaufenden Schlitze des in Fig. 5 gezeigten Spulenhalters herunter­ geführt werden. Für zwei der Phasenwicklungen gilt, daß die eine Seite des ersten Drittels einer Phasenwicklung am Wickeldorn die gleiche Anbringung hat wie die eine Seite des zweiten Drittels der Wicklung, während die andere Seite des zweiten Drittels der Wicklung die gleiche Anbringung hat wie die andere Seite des dritten Drittels der Wicklung.

Jede Phase wird separat aufgewickelt und zur Einfügvor­ richtung abgegeben, und wenn alle drei Phasen zur Einfügvor­ richtung abgegeben worden sind, wird der Stator an die Einfügvorrichtung montiert, wonach die drei Phasen gleich­ zeitig in den Stator geschoben werden.

Gemäß der Erfindung wird somit gezeigt, wie die Spulen automatisch einführbar sind, obwohl sie in einer etwas schiefen Weise verteilt werden müssen.

Die Wickelmaschine kann alternativ ein Pease Windamatic Typ EGNC-8-III sein.

Die drei grundlegenden Funktionen der Spuleneinführungsma­ schine von Essex Group sind: das Herstellen von Keilen, das Einfügen von Keilen, und das Einfügen von im voraus aufgewickelten Spulen in eine große Anzahl verschiedener Typen von Vielschlitz-Statoren. Die Spuleneinführungsma­ schine läßt sich am besten verstehen, wenn man mit ihren nachstehenden Grundkomponenten, vgl. Fig. 7, 8 und 9, vertraut ist.

Die Spuleneinführungsmaschine ist vollständig hydraulisch betrieben. Eine hydraulische Stromversorgung versorgt die verschiedenen Zylinder und Motoren in der Maschine mit dem Öldruck (bis 1000 P.S.I.). Magnetgesteuerte Ventile werden zum Steuern der Öldurchflußrichtung angewendet.

Die Keilherstellungsvorrichtung ist eine hydraulische, motorangetriebene, mechanisch zeitlich gesteuerte Vor­ richtung, die Stücke abschneidet und Keile aus den Stücken bildet. Die Vorrichtung ist direkt hinter der Werkzeugbe­ stückung derart angeordnet, daß die gebildeten Keile nach dem Abschneiden der Stücke in das Keilmagazin überführt werden.

Der Ausdruck "Spuleneinfügen" bedeutet das Überführen einer Gruppe oder Gruppen von im voraus aufgewickelten Drahtspulen aus der Statorbohrung und in die Statorschlitze längs eines begrenzten, im voraus festgelegten Weges. Der begrenzte, im voraus festgelegte Weg wird von den Drahtführungslamellen gebildet, die in die Statorbohrung passen und die die Drahtspulen gegen Beschädigung der Statorgriffe während deren Überführung von der Statorbohrung in die Stator­ schlitze schützen. Aufgewickelte Spulen werden über und durch die Drahtführungslamellen derart angeordnet, daß jeder Spulenschenkel zwischen zwei nebeneinanderliegenden Drahtführungslamellen angeordnet ist. Somit weist ein mit drei Spulen versehener Stufenpol mit einer Verteilung von 1 bis 12, 2 bis 11, und 3 bis 10 (zweipoliger, mit 24 Schlitzen versehener Stator) sechs Spulenschenkel (zwei Schenkel für jeden Spulenschritt) auf und wird über ent­ sprechende Drahtführungslamellen derart gelegt, daß das eine Ende jeder Spule innerhalb des Kreises ist. Die Spulen werden danach heruntergezogen, d.h. tief in die von den Drahtführungslamellen gebildeten Schlitze herunter. Wenn die Spulen angeordnet sind, wird ein Statorabgleichein­ richtung eingesetzt. Diese Einrichtung schützt die Fühungs­ lamellen gegen Beschädigung während der Ladung des Stators. Gleichzeitig ist auch ein Verfahren zum Prüfen des Stators betreffend korrekte Dimensionen, Durchlaßöffnungen und Fluchtlinien geschaffen. Ein Stator 11 wird danach auf die Werkzeugbestückung angeordnet, wonach die Klammern manuell zusammengeklemmt werden. Der Stator 11 ist jetzt für das Einfügen der Spulen bereit. Eine den Spulenenden innerhalb des Kreises von Drahtführungslamellen erteilte lineare Bewegung hat zur Folge, daß sich die Spulen in den Stator 11 bewegen. Während dieser Bewegung werden die Spulen­ schenkel nach oben längs der von den Drahtführungslamellen gebildeten Schlitze geführt.

Die Spulen werden aus den Schlitzen, die von den Draht­ führungslamellen gebildet werden, mittels des Teiles der Werkzeugbestückung, der Stripper genannt wird, geschoben. Der Stripper weist Griffe auf, die in die Schlitze passen und auf der die Spulenschenkel vor und während ihrer Be­ wegung nach oben ruhen. Die Bewegung des Strippers hat zur Folge, daß die Spulenschenkel gleichzeitig in die Stator­ schlitze geschoben werden. Wenn der Stripper in seiner vollständig erweiterten Stellung ist, sind alle Spulen­ schenkel in ihren respektiven Statorschlitzen eingeschoben, und die oberen Enden der Spulen sind über das obere Ende der Drahtführungslamellen gelegt oder gerollt.

Die unteren Spulenenden sind außerhalb der Drahtführungsla­ mellen angeordnet, da sie nie innerhalb des Kreises von Drahtführungslamellen gewesen sind. Das Einfügen des Drahtes in die Statorschlitze ist damit beendet.

Nach dem Einfügen der Spulen und der Keile in den Stator kehrt der Preßkolben zu seiner Anfangsstellung zurück, und der Keilherstellungsvorgang fängt automatisch an. Die Keile sind aus einem dielektrischen Material und in den Keilführungen derart gelagert, daß sie gleichzeitig mit dem Einfügen der Spulen in den Stator eingefügt werden können.

Das dielektrische, in korrekter Breite aufgeschlitzte und in Rollen aufgewickelte Material wird auf die Einführungsma­ schine angebracht. Das Material wird von einer Rolle zu einer Abschneidevorrichtung geführt, die einen Keil von einer im voraus bestimmten Länge abschneidet. Unmittelbar nach dem Abschneiden wird der Keil durch eine Schnittplatte mittels eines Stanzstempels geführt. Der Stanzstempel führt auch den Keil in den direkt unter der Schnittplatte ange­ ordneten Keilmagazinteil der Werkzeugbestückung hinein. Das Magazin sichert, daß die Form des Keils beibehalten wird. Jeder Keil ist in einem separaten Schlitz des Magazins angeordnet, d.h. ein mit 24 Schlitzen versehener Stator weist ein mit 24 Schlitzen versehenes Magazin auf. Eine Greiferzuführungsvorrichtung zum Kontrollieren der Papier­ länge, die Abschneidevorrichtung, der Stanzstempel und der Magazinzeiger sind alle mechanisch miteinander verbunden, so daß die Vorgänge in korrekter Reihefolge ablaufen.

Die Keile werden im Magazin gebildet und in den Keilfüh­ rungen gelagert. Wenn das Keilmuster oder die Keillänge zu ändern ist, muß die Maschine in der Einstellstellung sein und der Preßkolben wird zweimal betätigt (d.h. um gelagerte Keile zu entfernen und das Magazin zu leeren, wonach die gelagerten Keile entfernt werden). Nach der gewünschten Änderung muß der Preßkolben wieder betätigt werden um die neuen Keile in den Keilführungen zu lagern.

Nachdem Keile in den Keilführungen gelagert und Spulen eingefügt worden sind, und nachdem die Kombination Draht­ führung und Statoreinstellvorrichtung angeordnet worden ist, wird ein Stator 11 an die Einfügvorrichtung 12, d.h. die Drahtführungslamellen, angebracht. Dann werden die Anpreßbalken eingestellt und der Stator befestigt. Wenn die Statorklammern 13 geschloßen sind, geben Detektoren ein Betätigungssignal zum Hauptkolben ab.

Der hintere sternförmige Körper beginnt, die Keile aus dem Keilmagazin und in den Keilführungsteil der Werkzeug­ bestückung zu schieben, und der vordere sternförmige Körper schiebt die gelagerten Keile. Wenn die Keile zu einer im voraus bestimmten Stelle kommen, fängt der Stripper an, die Spulen nach oben längs der Drahtführungsschlitze in den Stator 11 hineinzuschieben. Der Zeitunterschied zwischen dem Einschieben der Keile und dem Einschieben der Spulen ermöglicht somit, daß die Keile den Draht einholen können und unmittelbar nach dem Draht oder den Spulen in die Statorschlitze eingeführt werden können, vgl. Fig. 3.

Die Spulen und die Keile bewegen sich nach oben längs der Drahtführungen bis der Preßkolben zum Ende seiner Hublänge kommt. Alle Spulenschenkel sind jetzt von den Drahtführungen abgerollt, und die Keile sind eingefügt und gelagert. Der Stripper wird jetzt in seine untere Stellung zurückgezogen und die Statorklammern werden geöffnet. Der Stator kann jetzt von der Werkzeugbestückung entfernt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Einfügen einer Statorwicklung in einen Stator mit einer geraden Anzahl Nuten, wie beispiels­ weise sechzehn Nuten, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einige der Wicklungen über mehrere Nuten derart verteilt werden, daß einige der Nuten Wicklungsteile mehrerer Phasenwicklungen aufnehmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Wickeldorn mit drei Wickel­ flächen angewendet wird, um welche die Spulenteile gewickelt werden, bevor sie in längs verlaufende Schlitze eines Spulenhalters zum Einführen der Spulen­ teile in die betreffenden Nuten eines Stators herunter­ geführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die eine Seite des ersten Drittels einer Phasenwicklung am Wickeldorn die gleiche Anbringung hat wie die eine Seite des zweiten Drittels der Wicklung, während die andere Seite des zweiten Drittels der Wicklung die gleiche Anbringung hat wie die andere Seite des dritten Drittels der Wicklung.

4. Vorrichtung zum Einfügen einer Statorwicklung in die Nuten eines Elektromotors im wesentlich wie oben beschrieben und unter Hinweis auf die Zeichnungen.