DE4217974A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bewickeln eines Blechpaketes für einen Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewickeln eines Blechpaketes, insbesondere eines Stators, für einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 040 115 bekannt. Das dort beschriebene Verfahren zum Bewickeln eines Stators wird so durchgeführt, daß der von einer Wickelnadel abgegebene Draht um an der Isolierung des Magnetkernes angeordnete Wickel­ hilfen gelegt und in die Aussparungen zwischen zwei Pol­ schuhen geführt wird. Die Vorrichtung zum Bewickeln eines solchen Statorbauteiles ist so ausgestaltet, daß die Wickel­ hilfen in axialer Richtung eine Verlängerung von an den Pol­ schuhen angeordneten Haltelappen darstellen. Die lichte Weite zwischen den Wickelhilfen und die lichte Weite zwischen den Polschuhen des Stator-Bauteiles sind gleich. Die Wickelnadel der Wickelvorrichtung muß eine weite seitliche Bewegung aus­ führen, daß die gesamte Breite des zu bewickelnden Bauteiles umfaßt wird. Dieser Bewegungsablauf ist nur bei Statorbautei­ len mit zwei Wicklungen möglich. Sollen mehrere Pole vorgese­ hen sein, so ist ihre gleichzeitige Bewicklung nach dem be­ schriebenen Verfahren nicht möglich. Dies ist nachteilig.

Daneben ist aus der EP 0 208 811 B1 eine weitere Vorrichtung und Verfahren zur Bildung von Wicklungen auf Elektromotorsta­ toren bekannt. Das Verfahren besteht aus mehreren Schritten. Es ist eine Wickelnadel-Spezialkonstruktion erforderlich, wobei mittels mehrerer bewegbarer Teile bestimmte Vorgaben des Wickelvorganges erfüllt werden müssen. Dieses Verfahren ist nur mit dieser Spezialvorrichtung durchführbar, d. h. für normale Wickelmaschinen nicht geeignet und somit aufwendig.

Auch die DE-PS 33 28 403 offenbart ein ähnlich aufwendiges Verfahren. Darin wird eine Spezialvorrichtung zum Wickeln von Spulen vorgestellt, welche aus mehreren miteinander zusammen­ arbeitenden Teilen besteht. Diese einzelnen Teile der Vorrichtung werden an dem zu wickelnden Spulengerüst bewegbar angeordnet und ermöglichen ein verbessertes Bewickeln der Spule. Diese Vorrichtung eignet sich jedoch nur zum Bewickeln einzelner Spulen, das Bewickeln von Bauteilen der elektri­ schen Motoren wie z. B. eines Stators oder eines Rotors, ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bewickeln von Blechpaketen anzugeben, welche als mehrpolige Motorbauteile eingesetzt werden und bei denen alle Wicklungen gleichzeitig hergestellt werden. Die Vorrichtung soll darüber hinaus preisgünstig und das Ver­ fahren einfach ausführbar sein, geeignet für konventionelle Wickelmaschinen.

Diese Aufgabe ist durch die in den Ansprüchen 1 und 4 angege­ bene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhaf­ te Weiterbildungen dar.

Das Verfahren zum Bewickeln des Blechpaketes wird so durchge­ führt, daß eine in der Mitte eines Statorbauteiles eines elektrischen Motors befindliche Wickelnadel in die Längser­ streckungsrichtung dieses Bauteiles bewegt wird und daß ihre seitliche Bewegung minimal ist. Sie ist gerade so groß, daß der Draht um die freien Enden der als Wickelhilfen ausgebil­ deten Führungen gelegt wird. Die Führungen sind an der Isola­ tion des Blechpaketes, welche meistens aus Kunststoff be­ steht, einstückig angeformt. Sie erstrecken sich axial über den Rand des Blechpaketes hinaus unter Bildung eines Kegel­ mantels um die Längsmittelachse des Blechpaketes. Jedem Blechpol eines Stators ist eine Führung zugeordnet. Sie weist an ihrem mit der Isolation verbundenen Ende die Breite des Polschuhs auf. Der erste, sich in axiale Richtung erstrecken­ de Abschnitt der Führung verläuft parallel zu der Längs­ achse des zu bewickelnden Blechpaketes. Diesem Abschnitt folgt ein radial schräggestellter Abschnitt der Führung. Der Querschnitt des schräggestellten Abschnittes verjüngt sich in axialer Richtung. Durch diese Ausgestaltung der einzelnen Führungen ist gewährleistet, daß ihre freien Enden sehr nah aneinander stehen, was ein gleichzeitiges Anbringen von meh­ reren Wicklungen an einem Bauteil eines Elektromotors ermög­ licht. Die sich von der Mitte des Bauteiles aus bewegende Wickelnadel vollführt nur geringe seitliche Bewegungen. Der Wickelvorgang verläuft so, daß der Draht zunächst um die En­ den der Führungen gelegt und anschließend durch die Längsbe­ wegung der Wickelnadel an den Seitenflanken der Führungen in die Schlitze zwischen den Polschuhen gelegt wird. Das erfin­ dungsgemäße Verfahren gewährleistet, daß die Auslenkung der Wickelnadel kleiner ist als die Breite der herzustellenden Wicklung. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch auch elektrische Bauteile mit mehreren dicht aneinander liegenden Wicklungen gleichzeitig und-genau bewickelt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht der seitliche Abstand der den einzelnen Blechpolen zugeordneten Führungen zueinander der Breite des Schlitzes zwischen zwei Polschuhen. Jedoch ist durch einen größeren seitlichen Abstand der Führungen zuein­ ander gewährleistet, daß der Draht besonders einfach in die Räume zwischen den Führungen eingeführt werden kann, um an den Seitenflanken derselben in die Schlitze zwischen den Polschuhen eingeführt zu werden.

Das Abtrennen der Führungen geschieht vorteilhafterweise so, daß ein Teil der Führungen, mindestens ihr axial verlaufender Abschnitt, bestehen bleibt. Dies hat den Vorteil, daß die Wicklung durch diesen überstehenden Teil der Führung gesi­ chert und ein Abrutschen der einzelnen Windungen weitgehend vermieden wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgen­ den Figuren dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen mit Führungen versehenen zu bewickelnden Stator,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Stator mit abgetrennten Führungen,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 3.

Der Statorbauteil 1 weist vier Polschuhe 2 auf, um welche Wicklungen 3 gelegt werden sollen. Die Oberfläche des zu be­ wickelnden Stators 1 ist mit einer Kunststoffisolation 4 ab­ gedeckt, an der die Führungen 5, 6, 7, 8 als Wickelhilfen an­ geformt sind. Jede Führung 5, 6, 7, 8 weist an ihrem mit der Kunststoffisolation 4 verbundenen Ende eine Breite 9 auf, welche der Breite des Polschuhs 2 bzw. der an diesem angeord­ neten Wicklung 3 entspricht. Jede Führung 5, 6, 7, 8 besteht aus zwei Abschnitten: Einem parallel zu der Längsmittelachse des zu bewickelnden Teiles 1 verlaufenden Abschnitt 6a, 8a und einem radial schräggestellten Abschnitt 6b, 8b. Die schräggestellten Abschnitte aller Führungen 5, 6, 7, 8 laufen unter Bildung eines Kegelmantels aufeinander zu, derart, daß sie etwa einen an seinem oberen Ende abgeschnittenen Kegel bilden, und daß die lichte Weite A zwischen den schrägge­ stellten Abschnitten der Führungen 5, 6, 7, 8 kleiner ist als die lichte Weite R zwischen den zu bewickelnden Polschuhen 2 des Blechteiles 1. Die während des Wickelvorganges sich von der Mitte des zu bewickelnden Teiles 1 aus bewegende Wickel­ nadel muß nur eine solche seitliche Bewegung vollführen, die der halben Breite B des oberen Endes einer Führung 5, 6, 7, 8 entspricht. Der seitliche Abstand der einzelnen Führungen 5, 6, 7, 8 zueinander entspricht mindestens der Breite C des Schlitzes zwischen zwei Polschuhen, vorteilhafterweise ist er größer und weist eine Breite D auf. Ein größerer Abstand er­ leichtert die Einführung des Drahtes in die Räume zwischen den Führungen 5, 6, 7, 8. Nach dem Einführen des Drahtes in den Raum D zwischen zwei Führungen 6, 7 gleitet dieser an der äußeren Flanke 7a der Führung 7 nach unten und wird anschlie­ ßend durch den Schlitz C um den Polschuh 2 gelegt und gewickelt.

In Fig. 3 und 4 ist ein Statorbauteil nach Entfernung der Führungen 5, 6, 7, 8 dargestellt. Die Führungen 5, 6, 7, 8 werden nach Beendigung des Wickelvorganges oberhalb ihrer axial verlaufenden Abschnitte 6a, 8a abgetrennt derart, daß auch noch ein Teil der schräggestellten Abschnitte 6b, 8b stehenbleibt. Die Trennung erfolgt so, daß der Raum oberhalb des elektrischen Bauteiles, begrenzt durch die Wände 10 des Blechpaketes 1 frei ist und daß z. B. in dem in Fig. 3 darge­ stellten Stator 1 in den Raum R ein Rotor eingefügt werden kann. Desweiteren haben die hervorstehenden Führungsteile den Vorteil, daß sie das Abrutschen der Wicklungen 3 von den Pol­ schuhen 2 verhindern.

Claims (7)

1. Verfahren zum Bewickeln eines Blechpaketes, insbesondere eines Stators, für einen Elektromotor mit mehreren Polen und mit an der Isolation derselben in axialer Richtung angeformten Führungen als Wickelhilfen, welche nach Be­ endigung des Wickelvorganges entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht von der Mitte des Motor­ bauteiles (1) aus, durch eine Wickelnadel um die freien Enden der Führungen (5, 6, 7, 8) geführt wird, wobei die seitlichen Bewegungen der Wickelnadel innerhalb der lichten Weite (A) zwischen den zur Mitte des Bauteiles (1) hin schräggestellten Führungen (5, 6, 7, 8) statt­ finden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorbauteil (1) vier Pole (2) aufweist und jedem Pol (2) eine Wickelnadel zugeordnet ist, und daß alle vier Pole (2) gleichzeitig gewickelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die seitliche Auslenkung der Wickelnadel klei­ ner ist als die, in Umfangrichtung gesehen, Breite des Polschuhs (2) bzw. Breite der an diesem angeordneten Wicklung (3).

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Isolation (4) des Blechpaketes (1) angeformten und sich axial über den Rand desselben hinaus erstrecken­ den Führungen (5, 6, 7, 8) im Anschluß an ihren axial verlaufenden Abschnitt (6a, 8a) schräggestellt sind, und an ihren mit der Isolation (4) verbundenen Enden die Breite (9) der Polschuhe (2) aufweisen, wobei die schräggestellten Abschnitte (6b, 8b) sich in axialer Richtung verjüngen und um die Längsmittelachse des Blechpaketes (1) einen Kegel bilden, derart, daß die lichte Weite (A) zwischen ihren oberen Enden kleiner ist als die lichte Weite (R) zwischen den Polen des Motor­ bauteiles.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand (D) der einzelnen Führungen (5, 6, 7, 8) voneinander mindestens der Breite (C) des Schlitzes zwischen den einzelnen Polschuhen (2) ent­ spricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der seitliche Abstand (D) der einzelnen Führungen (5, 6, 7, 8) voneinander größer ist als die Breite (c) des Schlitzes zwischen den einzelnen Polschuhen (2).

7. Bewickeltes Blechpaket, insbesondere Stator oder Rotor eines Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß in Längserstreckungsrichtung des Blechpaketes betrachtet, an mindestens einem Ende desselben mit seiner Isolation (4) verbundene und an dieser angeformte Teile (6a, ,6b, 8a, 8b) einer bereits abgetrennten Führung (6, 8) sich befinden, welche die Wicklung in ihrer Längserstreckungs­ richtung stützen.