DE4219374C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen mit mehreren Spulengruppen aus Paralleldrähten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer Schablone durch Drehen der Schablone gewickelt und die fertige Spulengruppe dann auf einen Spulenauf­ nehmer übertragen wird und eine Vorrichtung zum Her­ stellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten mit einer drehbaren Scha­ blone, die einen Schablonenantrieb aufweist, einer in Umfangsrichtung der Schablone ortsfesten Drahtführung und einem Spulenaufnehmer, insbesondere zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das Herstellen von Wicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten ist relativ schwierig. Grundsätz­ lich sollte hierbei das Verdrillen der Paralleldrähte vermieden werden. Durch das Verdrillen der Parallel­ drähte ändern sich beispielsweise die gewünschten Au­ ßenabmessungen der fertigen Spulengruppen, so daß diese nicht mehr in die Stator- oder Rotornuten der elektri­ schen Maschinen oder bereits vorher in die Schlitze der zum Einbau notwendigen Übertragungs- und Einziehwerk­ zeuge passen.

Zum Herstellen von Wicklungen aus mehreren Lagen Par­ alleldrahtes ist es daher bekannt, Windungen auf eine rotierende Schablone aufzuwickeln, wobei der Parallel­ draht durch eine in Umfangsrichtung ortsfeste, aber parallel zur Schablone verfahrbare Zuführeinrichtung zugeführt wird. Der Paralleldraht kann beispielsweise von einer Vorratsrolle abgewickelt oder aus einer Vor­ ratstonne entnommen werden. Bei der Drehung der Scha­ blone wird der Draht aus der Zuführeinrichtung auf die Schablone gezogen. Um eine Spulengruppe zu wickeln, fährt die Zuführeinrichtung entlang der Schablone, die für einzelne Spulen der Spulengruppe getrennte Kammern aufweist, die nacheinander bewickelt werden. Nach Been­ digung des Wickelvorganges wird die fertig gewickelte Spulengruppe mittels eines hierfür abgestimmten Über­ tragungswerkzeuges abgenommen, auf ein Einziehwerkzeug übertragen und in den Stator eingezogen. Um eine Phase herzustellen, wird zum Beispiel bei einem vierpo­ ligen Motor viermal der beschriebene Vorgang wieder­ holt. Es entsteht hierbei nicht nur der Nachteil, daß wiederholt einzelne Übertragungsschritte erforderlich sind, sondern nach dem Einziehen der Wicklung in den Stator oder den Rotor müssen noch die einzelnen Spulen­ gruppen zu einer Phase verschaltet werden, was in der Regel nur mit Handarbeit möglich ist und einen entspre­ chend hohen Aufwand bringt.

Es ist weiter bekannt, komplette Phasen, d. h. alle Spu­ lengruppen einer Phase mit untereinander ununterbroche­ nen Verbindungen, zu wickeln und in einen Spulenaufneh­ mer zu übertragen. Hierbei handelt es sich jedoch um Wickelverfahren und -vorrichtungen mit feststehender Schablone und einem rotierenden Flyer. Bei diesen Ma­ schinen ist es jedoch außerordentlich schwierig, die für die Praxis erforderliche Zuverlässigkeit zu gewähr­ leisten. In der Regel tritt bereits nach kurzer Be­ triebszeit eine Störung auf. Es gibt zwar einen Vor­ schlag, den Paralleldraht-Vorrat mit dem Flyer synchron zu bewegen. Dieser Vorschlag bedingt jedoch einen rela­ tiv großen technischen Aufwand und ist nur auf eine begrenzte Anzahl der zu wickelnden Paralleldrähte anzu­ wenden.

DE 41 23 934 C1 beschreibt ein Verfahren zum Wickeln von Spulen für elektrische Maschinen aus Paralleldrähten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer Schablone durch Drehen der Schablone gewickelt werden, wobei der Spulenaufnehmer zusammen mit der Schablone gedreht wird und die Spule während des Wickelns auf den Spulenaufnehmer übertragen wird. Ferner ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben mit einer drehbaren Schablone, die einen Schablonenantrieb aufweist, einer in Umfangsrichtung der Schablone ortsfesten Drahtführung und einem Spulenaufnehmer, wobei der Spulenaufnehmer drehbar gelagert ist und einen mit dem Schablonenantrieb synchronisierten Aufnehmerantrieb aufweist. Der Aufnehmer steht während des Wickelns in Eingriff mit der Schablone und ist zwischen den Wickelvorgängen relativ zu dieser drehschaltbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe eine komplette Phase in sehr einfacher Weise schnell hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Spulenaufnehmer zumindest dann, wenn er eine Spulengruppe aufgenommen hat, synchron mit der Schablone gedreht wird, solange diese bewickelt wird.

Es können also nacheinander praktisch alle Spulengrup­ pen einer Phase auf den Spulenaufnehmer überführt wer­ den, wobei die Paralleldrähte nicht unterbrochen werden müssen, sondern von Spulengruppe zu Spulengruppe wei­ tergeführt werden können. Dies wird dadurch ermöglicht, daß die relative Zuordnung der fertig gewickelten Spu­ lengruppe und der neu zu wickelnden beziehungsweise aktuell gewickelten Spulengruppe erhalten bleibt. Die von Spulengruppe zu Spulengruppe geführten Parallel­ drähte werden also weder miteinander verdrillt noch durch eine beim Wickelvorgang möglicherweise sich ver­ größernde Entfernung der beiden Spulengruppen in unzu­ lässiger Weise überdehnt oder auseinandergerissen. Die fertige Phase kann dann mit einem einzigen Einziehvor­ gang in den Rotor oder den Stator eingeführt werden. Die Verschaltungen der einzelnen Spulengruppen sind dann bereits vorhanden. Fehler, die beim Verbinden der einzelnen Spulengruppen von Hand entstehen könnten, werden mit hoher Zuverlässigkeit ausgeschaltet. Auch sind derartige Wicklungen im Betrieb zuverlässiger, da sich keine Verbindungen der Spulengruppen lösen können.

Mit Vorteil werden der Spulenaufnehmer und die Schablo­ ne zum Wickeln der Spulengruppe in eine erste radiale Ausrichtung zueinander und zur Übergabe der Spulengrup­ pe in eine zweite radiale Ausrichtung zueinander ge­ bracht. Es gibt also mit anderen Worten eine Wickelpo­ sition, bei der die Schablone und der Spulenaufnehmer eine erste radiale Ausrichtung zueinander haben, und eine Übergabeposition, in der die Schablone und der Spulenaufnehmer eine zweite radiale Ausrichtung zuein­ ander haben. Durch diese beiden Positionen lassen sich Unwuchten verkleinern. In der Übergabeposition befindet sich nämlich die Schablone in bezug auf den Spulenauf­ nehmer relativ weit außermittig. Würden beide Teile zusammen gedreht werden, ergäbe sich eine große Un­ wucht. Andererseits läßt sich eine Übergabe der Spulen­ gruppe in der Wickelposition ohne zusätzliche Maßnahmen nur schwer realisieren. Durch die Verschiebbarkeit von Spulenaufnehmer und Schablone radial zueinander wird dieses Problem auf elegante Art und Weise umgangen. Man kann hierbei entweder bei radial unbeweglicher Schablo­ ne den Spulenaufnehmer in bezug auf die Schablone ver­ schieben oder man kann bei radial unbeweglichem, also ortsfestem Spulenaufnehmer die Schablone in eine radia­ le Richtung bewegen. Selbstverständlich ist auch die Kombination beider Möglichkeiten denkbar.

Um die Unwucht beim Wickeln möglichst klein zu halten, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mittellängsach­ sen von Schablone und Spulenträger auf einer gemeinsa­ men Drehachse angeordnet sind. Beim Wickeln drehen sich also sowohl die Schablone als auch der Spulenträger jeweils um ihren Mittelpunkt. Aufgrund der relativ ge­ ringen Unwucht lassen sich hohe Wickelgeschwindigkeiten erzielen.

Eine noch etwas bessere Verringerung der Unwucht wird in einer anderen bevorzugten Ausgestaltung dadurch er­ reicht, daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mit­ tellängsachse der Schablone und der Massenschwerpunkt des bewickelten Spulenaufnehmers zumindest annähernd auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind. Hier­ bei ist der Massenschwerpunkt der Schablone ohnehin auf der Mittellängsachse angeordnet. Der Massenschwerpunkt des bewickelten Spulenaufnehmers resultiert aus dem Massenschwerpunkt des unbewickelten Spulenaufnehmers und den Massenschwerpunkten der bereits auf dem Spulen­ aufnehmer befindlichen Spulengruppen. Da das Gewicht einer Spulengruppe aber in der Regel wesentlich gerin­ ger ist als das Gewicht des Spulenaufnehmers, läßt sich hier durch relativ geringe Verschiebungen des Spulen­ aufnehmers in radiale Richtung erreichen, daß der Mas­ senschwerpunkt des kombinierten Systems Spulenaufnehmer mit Spulengruppen auf der Drehachse liegt.

Bevorzugterweise wird der Spulenaufnehmer zur Aufnahme der Spulengruppe relativ zur Schablone indexiert. Dies ist eine zusätzliche Drehbewegung, die unabhängig davon erfolgt, ob der Spulenaufnehmer gemeinsam mit der Scha­ blone gedreht wird. Durch diese Verdrehung des Spulen­ aufnehmers relativ zur Schablone läßt sich erreichen, daß die einzelnen Spulengruppen in Umfangsrichtung ver­ setzt zueinander auf dem Spulenaufnehmer plaziert wer­ den, wie dies später auch in der elektrischen Maschine der Fall sein soll.

Bevorzugterweise wird die Spulengruppe bei nichtdrehen­ der Schablone und nichtdrehendem Spulenaufnehmer in einem Zug von der Schablone auf den Spulenaufnehmer übertragen. Bevor die Spulengruppe also von der Schablone auf den Spulenauf­ nehmer übertragen wird, wird der Wickelvorgang kurzfri­ stig angehalten. Durch die Übertragung in einem Zug läßt sich eine schnelle Übertragung erreichen. Zur Un­ terstützung kann die Schablone entspannt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Spulenauf­ nehmer während des Wickelns der ersten Spule nicht mit­ gedreht, sondern in die zweite radiale Ausrichtung zur Schablone verbracht. Beim Wickeln der ersten Spulen­ gruppe besteht noch keine Gefahr, daß die Paralleldräh­ te, die die Verbindung zu einer anderen Spulengruppe einer Phase herstellen sollen, durch eine Relativbewe­ gung zwischen Spulenaufnehmer und Schablone abgerissen oder verdrillt werden. Man kann sich dies zunutze ma­ chen, um den Spulenaufnehmer bereits in die Übergabepo­ sition zu verfahren. Hierdurch ergibt sich eine zwar geringe, aber merkliche Zeitersparnis, die zur Be­ schleunigung der Herstellung ausgenutzt werden kann.

Bevorzugterweise werden der Spulenaufnehmer und die Schablone zur Übergabe der Spulengruppe miteinander in Eingriff gebracht. Die Schablone kann sich also unbe­ einflußt vom Spulenaufnehmer drehen, um die Spule auf­ zuwickeln. Erst wenn die Spule fertig ist, wird ein Eingriff zwischen Spulenaufnehmer und der Schablone hergestellt. Mit einem derartigen Eingriff wird die Übergabe zwischen der Schablone und dem Spulenaufnehmer vereinfacht. Die Spulengruppe muß nur noch von der Schablone auf den Spulenaufnehmer geschoben werden. Da die beiden letztgenannten Teile miteinander in Eingriff stehen, ist die zuvor bestehende Lücke geschlossen. Einzelne Spulenwindungen können nicht in falsche Schlitze geraten.

Weiterhin ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vor­ gesehen, daß um 180° auf dem Spulenaufnehmer auseinan­ derliegende Spulengruppen unmittelbar aufeinanderfol­ gend gewickelt werden. Dies hat den Vorteil, daß eine durch Spulengruppen bedingte Unwucht des Spulen­ aufnehmers immer nur beim Wickeln jeder zweiten Spu­ lengruppe auftritt. Sobald die einzelnen Spulengruppen paarweise auf dem Spulenaufnehmer angeordnet sind, sind sie miteinander im Gleichgewicht. Das Auswuchten wird relativ einfach.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Spulenaufnehmer drehbar gelagert ist und einen mit dem Schablonen­ antrieb synchronisierten Aufnehmerantrieb aufweist, wobei Schablone und Spulenaufnehmer zumindest in eine radiale Richtung relativ zueinander bewegbar sind.

Durch die gemeinsame Drehbarkeit von Spulenaufnehmer und Schablone mit der gleichen Drehzahl und in die gleiche Richtung wird gewährleistet, daß sich die rela­ tive Lage einer auf dem Spulenaufnehmer bereits befind­ lichen Spulengruppe und der aktuell gewickelten Spulen­ gruppe zueinander auch während des Wickelns nicht än­ dert. Insbesondere wird gewährleistet, daß die Positio­ nen, an denen die Paralleldrähte die jeweiligen Spulen­ gruppen verlassen bzw. in sie eintreten, im gleichen Abstand und in der gleichen räumlichen Beziehung zuein­ ander verbleiben. Der Aufnehmerantrieb kann durch einen Motor, eine Getriebeeinrichtung oder direkt durch die Schablone gebildet sein. Dieser Antrieb kann gegebenen­ falls auskuppelbar sein. Andererseits wird durch die relative Bewegbarkeit von Schablone und Spulenaufnehmer in zumindest eine radiale Richtung sichergestellt, daß der Spulenaufnehmer so zur Schablone verbracht werden kann, daß er die fertig gewickelte Spulengruppe aufneh­ men kann. Er kann aber auch so weit wieder in die ent­ gegengesetzte Richtung verfahren werden, daß er eine Unwucht beim Rotieren relativ gering hält.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Schablone und der Spu­ lenaufnehmer in einer ersten radialen Stellung relativ zueinander eine gemeinsame Drehachse aufweisen und in einer zweiten radialen Stellung Aufnahmeelemente des Spulenaufnehmers mit der Schablone in Eingriff bringbar sind. Die erste radiale Stellung ist also eine Wickel­ stellung, in der sich Schablone und Spulenaufnehmer gemeinsam drehen können. Die zweite Stellung ist die Übergabestellung, in der die Spulengruppe von der Scha­ blone auf den Spulenaufnehmer wechseln kann. Außerhalb der Übergabestellung sind dann Schablone und Spulenauf­ nehmer nicht in Eingriff miteinander.

Mit Vorteil verläuft die Drehachse etwa durch den Mas­ senschwerpunkt des leeren Spulenaufnehmers beziehungs­ weise bei beladenem Spulenaufnehmer durch den resultie­ renden Massenschwerpunkt des Spulenaufnehmers und der darauf befindlichen Spulengruppen. Hierdurch wird eine Unwucht beim Drehen oder Rotieren des Spulenaufnehmers weitgehend vermieden. Die Drehzahl kann hierdurch be­ trächtlich gesteigert werden. Da sich der Spulenaufneh­ mer und die Schablone gemeinsam drehen müssen, kann hierdurch die Wickelgeschwindigkeit erhöht und die Zeit zum Herstellen einer Spulengruppe drastisch vermindert werden.

Bevorzugterweise sind die Schablone und/oder der Spu­ lenaufnehmer in der zweiten Stellung axial zueinander bewegbar. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, um Aufnahmeelemente des Spulenaufnehmers mit der Scha­ blone in Eingriff zu bringen.

Auch ist von Vorteil, daß der Spulenaufnehmer und/oder die Schablone auf je einem drehbaren Träger montiert und radial zu diesem verschiebbar sind. Durch die Dreh­ barkeit des Trägers wird die Drehbarkeit des Spulenauf­ nehmers beziehungsweise der Schablone sichergestellt. Durch die radiale Verschiebbarkeit des Spulenaufnehmers beziehungsweise der Schablone zu ihrem Träger läßt sich sicherstellen, daß der resultierende Massenschwer­ punkt jeweils auf der Drehachse liegt.

Hierbei ist bevorzugterweise der Träger senkrecht zur Drehachse bewegbar. Hierdurch läßt sich ein Wechsel von Wickelposition und Übergabeposition relativ rasch er­ zielen. Es reicht sogar aus, wenn der Träger in eine einzige Richtung vorwärts und rückwärts bewegbar ist. Die unterschiedlichen Wickelpositionen, in denen die Spulengruppen angeordnet werden müssen, können dann durch ein Verdrehen des Spulenaufnehmers erreicht wer­ den.

Bevorzugterweise ist der Träger in mindestens zwei Po­ sitionen festlegbar. Diese Positionen sind so gewählt, daß sich in der einen Position der Spulenaufnehmer in bezug auf die Schablone in der Wickelposition befindet, während er sich im anderen Fall in der Übergabeposition befindet.

Mit Vorteil sind die Aufnahmeelemente spannbar. Hier­ durch lassen sich die Spulengruppen nach der Übergabe von der Schablone auf den Spulenaufnehmer auf dem Spu­ lenaufnehmer festlegen. Durch die Spannung wird die Reibung zwischen Spulenaufnehmer und Spulengruppen er­ höht. Die Gefahr, daß sich einzelne Spulen der Spulen­ gruppen versehentlich vom Spulenaufnehmer lösen und zu einer Verwirrung der Paralleldrähte führen, ist hier­ durch vermindert.

Mit Vorteil sind die Aufnahmeelemente hierbei durch Stäbe gebildet, von denen zumindest einige in Bezug zu ihrer Aufnahmestellung neigbar sind. Da sich die Spu­ lengruppen über eine gewisse Länge auf den Stäben ver­ teilen, ist hierdurch die Spannbarkeit zumindest für einen Teil der Spulen gewährleistet. Andererseits be­ wirkt die Neigung der Stäbe, daß die einzelnen Spulen­ gruppen nicht mehr von dem Spulenaufnehmer herunter­ rutschen können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenauf­ nehmer relativ zur Schablone verdrehbar und in vorbe­ stimmten Winkelstellungen festlegbar. Hierdurch lassen sich auf einfache Art und Weise die einzelnen Spulen­ gruppen in ihrer winkelmäßigen Zuordnung zueinander auf dem Spulenaufnehmer festlegen, ohne daß der Spulenauf­ nehmer im Raum mehrere unabhängige Bewegungen in ver­ schiedene Richtungen durchführen müßte.

Vorteilhafterweise weist die Schablone eine Abstreif­ vorrichtung auf. Wenn nun die Spulengruppen fertig ge­ wickelt sind, erleichtert und beschleunigt die Ab­ streifvorrichtung das Wechseln der Spulengruppen von der Schablone auf den Spulenaufnehmer.

Hierzu weist die Schablone bevorzugterweise mehrere Kammern auf, wobei jede Kammer mit einer über den ra­ dialen Umfang der Kammer vorstehenden Haltefingerein­ richtung versehen ist, die durch eine Bewegung der Ab­ streifeinrichtung absenkbar ist. Die Haltefingerein­ richtung, die im einfachsten Fall aus mehreren Halte­ fingern bestehen kann, hält die einzelnen Spulen der Spulengruppe in ihren jeweiligen Kammern fest. Die ein­ zelnen Kammern können beispielsweise durch nebeneinan­ der angeordnete Zylinderabschnitte mit unterschiedli­ chen Durchmessern gebildet sein. Wenn nun die Abstreif­ einrichtung in Aktion tritt, übt sie nicht nur eine axial gerichtete Kraft auf die einzelnen Spulen aus, sie senkt auch im Verlauf der Abstreiferbewegung, d. h. kurz vor dem Abstreifen, die zur Fixierung der Spulen in ihren Kammern dienenden Haltefinger ab, um so eine ungestörte Bewegung der Spulen von der Schablone her­ unter auf den Spulenaufnehmer hinauf zu ermöglichen.

Konstruktiv kann dies in einer bevorzugten Ausgestal­ tung beispielsweise dadurch gelöst werden, daß die Hal­ tefingereinrichtung in Kurvenbahnen einer Führungsein­ richtung geführte Vorsprünge aufweist, wobei die Füh­ rungseinrichtung durch die Abstreifeinrichtung bewegbar ist.

Der Spulenaufnehmer kann als Übertragungswerkzeug oder als Einziehwerkzeug ausgebildet sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Schablone und

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungs­ form.

Fig. 1 zeigt eine Wickelvorrichtung 1 mit einem im we­ sentlichen U-förmigen Gestell 10, an dessen linkem Schenkel eine Schablone 12 und an dessen rechten Schen­ kel 13 ein Spulenaufnehmer 14 gelagert ist. Die Scha­ blone 12 ist im linken Schenkel 11 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Die Schablone 12 weist ferner einen Abstreifer 16 auf.

Im Bereich der axialen Erstreckung der Schablone 12 ist eine Verlegeeinheit 18 angeordnet, die mittels eines Motors 20 entlang der Schablone 12 geführt werden kann, so daß Paralleldrähte 19 aus nicht gezeigten Vorrats­ tonnen oder -spulen über die Verlegeeinheit 18 auf die Schablone 12 geführt werden können, wenn die Schablone gedreht wird. Die Verlegeeinheit 18 ist hierbei in Um­ fangsrichtung der Schablone ortsfest angeordnet, d. h. bei einer Drehung der Schablone 12 werden die Parallel­ drähte 19 aus der Verlegeeinheit 18 herausgezogen.

Die Schablone 12 selbst wird über einen weiteren Motor 22 angetrieben, der über ein im Gehäuse 10 geführtes Gestänge 24 auch den Spulenaufnehmer 14 mit antreibt. Die Übersetzung zwischen Motor 22 und Schablone 12 be­ ziehungsweise zwischen Motor 22 und Spulenaufnehmer 14 ist so gewählt, daß sich der Spulenaufnehmer 14 mit der gleichen Drehzahl und in die gleiche Richtung wie die Schablone 12 dreht. Angedeutet ist eine Kupplungs­ einrichtung 23, mit deren Hilfe die Wirkverbindung zwi­ schen dem Motor 22 und dem Spulenaufnehmer 14 unterbro­ chen werden kann. Es kann also auch die Schablone 12 angetrieben werden, ohne daß sich der Spulenaufnehmer 14 gleichzeitig drehen muß.

Der Spulenaufnehmer 14 weist zur Aufnahme von Spulen­ gruppen eine Anzahl von Stäben auf, nämlich mittlere Stäbe 26, die in einem runden Kranz angeordnet sind, und äußere Stäbe 28, die in einzelnen Segmenten in Um­ fangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die äußeren Stäbe 28 können mit ihrem vom Spulenaufnehmer 14 weg­ weisenden Ende nach außen geneigt werden. Eine auf dem Spulenaufnehmer 14 aufgenommene Spulengruppe wird da­ durch gespannt und, wegen des größeren Abstandes der Stäbe 28 von den Stäben 26 an ihrem äußeren Ende, daran gehindert, vom Spulenaufnehmer 14 herunterzurutschen.

Der Spulenaufnehmer 14 ist auf einem Träger 15 angeord­ net und gegenüber diesem relativ verschiebbar. Der Trä­ ger 14 seinerseits ist auf einem Gestänge 17 nach oben und nach unten verfahrbar und in zwei Positionen fest­ legbar. In der dargestellten Position, der Wickelposi­ tion, haben die Schablone 12 und der Spulenaufnehmer 14 die gleiche Drehachse, d. h. die Mittellängsachse 32 der Schablone 12 fluchtet mit der Mittellängsachse 34 des Spulenaufnehmers 14. Die Schablone 12 und der Spulen­ aufnehmer 14 können sich gemeinsam drehen, ohne daß eine Verbindung 21 zwischen der bereits fertig gewic­ kelten und auf den Spulenaufnehmer 14 übertragenen Spu­ lengruppe 30 und einer auf der Schablone 12 neu zu wickelnden Spulengruppe durch die Bewegung der Schablo­ ne 12 abreißen oder sich die Drähte dort verdrillen können. Dadurch, daß sowohl die Schablone 12 als auch der Spulenaufnehmer 14 um ihre Mittellängsachsen 32 beziehungsweise 34 gedreht werden, treten praktisch keine Unwuchten auf beziehungsweise nur solche Unwuch­ ten, die beherrschbar sind. Man kann also mit relativ hohen Wickelgeschwindigkeiten fahren. Sollte es, bei­ spielsweise aufgrund eines großen Spulengruppenge­ wichts, doch zu merklichen Einflüssen der Spulengruppen auf den Rundlauf des Spulenaufnehmers 14 kommen, so kann man den Spulenaufnehmer 14 relativ zum Träger 15 so verschieben, daß sich der Massenschwerpunkt auf der Drehachse 32 der Schablone 12 befindet. In diesem Fall wird die Unwucht relativ gut ausgeglichen. Die Ver­ schiebung zwischen dem Spulenaufnehmer 14 und dem Trä­ ger 15 ist immer nur dann notwendig, wenn eine einsei­ tige Unwucht existiert. Durch eine geschickte Vertei­ lung der einzelnen Spulengruppen auf dem Spulenaufneh­ mer 14 läßt sich das Entstehen der Unwuchten minimie­ ren. So kann man beispielsweise um 180° auf dem Spulen­ träger 14 versetzt angeordnete Spulengruppen unmittel­ bar nacheinander wickeln. Eine größere Unwucht tritt dann nur bei jeder zweiten Spulengruppe auf.

Wenn nun die Schablone 12 mit der nächsten Spulengruppe bewickelt ist, fährt der Spulenaufnehmer 14 nach oben, so daß die freien Stäbe 26, 28 mit der Schablone 12 fluchten. In dieser Stellung wird die Schablone 12 axi­ al nach rechts verschoben. Der Spulenaufnehmer 14 kommt damit in Eingriff mit der Schablone 12. Der Abstreifer 16 tritt in Aktion und streift die fertig gewickelte Spule in einem Zug auf den Spulenaufnehmer 14. Es ist auch möglich, mit dem Abstreifer 16 nur kurz hinter die Stäbe 26, 28 des Spulenaufnehmers 14 zu fahren und die Schablone 12 wieder nach links zurückzufahren, um die Spulengruppe abzustreifen. Anschließend wird die Spu­ lengruppe auf den Stäben durch Neigen der äußeren Stäbe 28 nach außen fixiert, und der Spulenaufnehmer 14 kann wieder in die in Fig. 1 gezeigte Wickelstellung fahren.

In Fig. 1 ist ein Zustand gezeigt, in dem eine Spulen­ gruppe 30 im Spulenaufnehmer 14 abgelegt und das Ende 21 der Wicklung an der Schablone 12 festgelegt ist, so daß bei erneutem Anfahren der Schablone 12 der Spulen­ aufnehmer 14 mitdrehen muß, damit die durch das Ende 21 gebildete Schaltverbindung nicht unterbrochen wird.

Ein Drehen des Spulenaufnehmers 14 ist dann nicht not­ wendig, wenn noch keine Spulengruppe 30 in den Spulen­ aufnehmer verbracht worden ist, weil dann keine Schaltverbindung 21 gesichert werden muß.

Auf die gleiche Art und Weise können alle für eine Pha­ se notwendigen Spulengruppen auf den Spulenaufnehmer 14 übertragen werden. Dies sind zum Beispiel bei einer vierpoligen Maschine vier Spulengruppen pro Phase, die jeweils um 90° in Umfangsrichtung versetzt im Spulen­ aufnehmer 14 abgelegt werden. Der Spulenaufnehmer 14 wird dann zumindest nach der Aufnahme der ersten drei Spulengruppen jeweils um 90° in bezug auf die Schablone verdreht. Bei anderen Polzahlen ändern sich die Winkel­ schritte entsprechend. Nachdem eine komplette Phase der Wicklung in den Spulenaufnehmer 14 übertragen wurde, schwenkt dieser um 180° aus dem Schablonenbereich her­ aus. Gleichzeitig schwenkt ein neuer Spulenaufnehmer 14 in den Schablonenbereich ein. Der herausgeschwenkte Spulenaufnehmer wird einem nicht näher dargestellten Einziehwerkzeug zugeführt, und die Spulen können über­ tragen werden.

In Fig. 2 ist eine Schablone 12 gezeigt, in der der Abstreifer 16 geführt gehalten ist und eine Position eingenommen hat, in der die Schablone 12 bewickelt wer­ den kann. Die Schablone weist einzelne Kammern 36, 38, 40, 42, 44 auf, wobei jede dieser Kammern für eine Spu­ le der Spulengruppe vorgesehen ist. Die einzelnen Spu­ len sind dabei für unterschiedliche Schrittweiten vor­ gesehen. Sind die einzelnen Kammern 36 bis 44 bewickelt und hat die Schablone 12 die Übergabeposition zum Spu­ lenaufnehmer 14 eingenommen, so kann der Abstreifer 16 aus einer Ruheposition 46 in eine Abstreifposition 48 verfahren werden. Hierbei entriegelt er zuerst über eine in einer Führungseinrichtung 53 angeordnete Kur­ venbahn 50 gesteuerte Haltefinger 52, die Vorsprünge 55 in den Kurvenbahnen 50 aufweisen und die im Ruhezustand über den Umfang der einzelnen Kammern 36 bis 44 vorste­ hen und die Spulen am Herunterrutschen aus den Kammern heraus hindern, und streift anschließend die gesamte Spulengruppe 30 in den Spulenaufnehmer 14. Beim Zurück­ fahren des Abstreifers 16 werden die Haltefinger 52 wieder ausgefahren und bilden somit jeweils einen Ab­ schluß für ihre Wickelkammer 36 bis 44 mit dem Vorteil, daß beim erneuten Bewickeln die einzelnen Spulenwindun­ gen in der Kammer besser gehalten und somit mehr Win­ dungen aufgenommen werden können. Es ist bei diesem Wickelprinzip nicht erforderlich, bei der kleinsten Kammer 36 anzufangen. Es ist durchaus möglich, bei der größten Kammer 44 anzufangen oder wahlweise, wenn es erforderlich ist, nur bestimmte Kammern oder nur eine Kammer zu bewickeln.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Wickel­ vorrichtung 101, bei der gleiche Teile mit gleichen, entsprechende Teile mit um 100 erhöhten Bezugszeichen versehen sind.

Im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 1 sind im Beispiel der Fig. 3 die Schablone 12 und der Spulenauf­ nehmer 114 nicht horizontal nebeneinander, sondern ver­ tikal übereinander angeordnet. Hierbei ist die Schablo­ ne 12 oberhalb des Spulenaufnehmers 114 angeordnet. Die Übergabe der Spulengruppe von der Schablone 12 auf den Spulenaufnehmer 114 wird dann nach dem Einfahren der Haltefinger 52 durch die Schwerkraft unterstützt.

Während in der Ausführungsform nach Fig. 1 der Spulen­ aufnehmer 14 als Übertragungswerkzeug ausgebildet war, ist der Spulenaufnehmer 114 in der Ausführungsform nach Fig. 3 als Einziehwerkzeug 54 ausgebildet, d. h. es sind nur noch zwei Schritte notwendig, um die Spulengruppen einer Phase in den Stator der elektrischen Maschine einzuziehen, nämlich einmal die Übertragung der Spulen­ gruppen von der Schablone 12 auf das Einziehwerkzeug 54 und zum andern der auf dem Einziehwerkzeug 54 fertigge­ stellten Teil-Wicklung in die elektrische Maschine.

Weiterhin ist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 geändert, daß nicht mehr der Spulenaufnehmer 14, son­ dern die Schablone 12 radial gegenüber ihrer Drehachse verfahrbar ist, um aus einer Wickelposition, die in Fig. 3 für die Schablone 12 dargestellt ist, in eine Übergabeposition zu gelangen, die mit einer halben Schablone 12′ links von der Schablone 12 angedeutet ist. In dieser Übergabeposition steht die Schablone 12′ den Stäben 26, 28 gegenüber und kann mit diesen in Ein­ griff gebracht werden, so daß in dieser Position eine Übertragung der Spulengruppe von der Schablone 12 auf den Spulenaufnehmer 114 problemlos möglich ist. Da der Spulenaufnehmer 114 als Einziehwerkzeug 54 ausgebildet ist, sind die mittleren Stäbe 26 als Einzieh- und Deck­ streifenlamellen ausgebildet.

Ein Motor 56 ist zum Rotationsantrieb von Schablone 12 und Spulenaufnehmer 114 vorgesehen.

In Fig. 3 sind zwei Einziehwerkzeuge 54, 54′ darge­ stellt, die auf einem gemeinsamen Träger 65 um eine Drehachse 57 gedreht werden können. Während ein Ein­ ziehwerkzeug 54 in eine Wickelstation 60 verbracht wird, wird das andere Einziehwerkzeug 54′ in eine Ein­ ziehstation 58 verbracht. Dort wird auf die Einziehla­ mellen 26′ ein Stator 62 einer elektrischen Maschine aufgesetzt. Gleichzeitig wird ein Flansch 64, an dem Segmente der äußeren Stäbe 28 befestigt sind, abge­ senkt, wodurch in bekannter Weise die Spulengruppen 30′ in den Stator 62 eingezogen werden können. Während des Einziehens der Spulengruppen 30′, von denen aus Gründen der Übersicht lediglich eine dargestellt ist, kann in der Wickelstation 60 eine andere Wicklung beziehungs­ weise Teilwicklung fertiggestellt werden. Wenn die bei­ den Arbeitsschritte beendet worden sind, wird der Trä­ ger 65 um 180° um die Achse 57 gedreht, so daß das Her­ stellen einer neuen Wicklung beziehungsweise Teilwick­ lung und das Einziehen dieser Teilwicklungen in den Stator 62 praktisch ohne größere Unterbrechungen fort­ gesetzt werden können.

Claims (23)

1. Verfahren zum Herstellen von Rotor- oder Stator­ wicklungen elektrischer Maschinen mit mehreren Spulengruppen aus Paralleldräh­ ten, bei dem Spulen einer Spulengruppe auf einer Schablone durch Drehen der Schablone gewickelt und die fertige Spulengruppe dann auf einen Spulenauf­ nehmer übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer zumindest dann, wenn er eine Spulengruppe aufgenommen hat, synchron mit der Schablone gedreht wird, solange diese bewickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und die Schablone zum Wic­ keln der Spulengruppe in eine erste radiale Aus­ richtung zueinander und zur Übergabe der Spulen­ gruppe in eine zweite radiale Ausrichtung zueinan­ der gebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mittel­ längsachsen von Schablone und Spulenträger auf ei­ ner gemeinsamen Drehachse angeordnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten radialen Ausrichtung die Mittel­ längsachse der Schablone und der Massenschwerpunkt des bewickelten Spulenaufnehmers zumindest annähernd auf einer gemeinsamen Drehachse angeord­ net sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer zur Aufnahme der Spulen­ gruppe relativ zur Schablone indexiert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulengruppe bei nichtdre­ hender Schablone und nichtdrehendem Spulenaufnehmer in einem Zug von der Schablone auf den Spulenaufnehmer übertra­ gen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer während des Wickelns der ersten Spule nicht mitgedreht, sondern in die zweite radiale Ausrichtung zur Schablone verbracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und die Schablone zur Übergabe der Spulengruppe miteinander in Eingriff gebracht werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß um 180° auf dem Spulenaufnehmer auseinanderliegende Spulengruppen unmittelbar auf­ einanderfolgend gewickelt werden.

10. Vorrichtung zum Herstellen von Rotor- oder Stator­ wicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldräh­ ten mit einer drehbaren Schablone, die einen Scha­ blonenantrieb aufweist, einer in Umfangsrichtung der Schablone ortsfesten Drahtführung und einem Spulenaufnehmer, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14, 114) drehbar gelagert ist und einen mit dem Scha­ blonenantrieb (22, 56) synchronisierten Aufnehmer­ antrieb (24) aufweist, wobei Schablone (12, 12′) und Spulenaufnehmer (14, 114) zumindest in eine radiale Richtung relativ zueinander bewegbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schablone (12, 12′) und der Spulenauf­ nehmer (14, 114) in einer ersten radialen Stellung relativ zueinander eine gemeinsame Drehachse (32, 34) aufweisen und in einer zweiten radialen Stel­ lung derart verschoben sind, daß Aufnahmeelemente (26, 28) des Spulenaufnehmers (14, 114) mit der Schablone (12, 12′) in Eingriff bringbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Drehachse etwa durch den Massenschwer­ punkt des leeren Spulenaufnehmers beziehungsweise bei beladenem Spulenaufnehmer durch den resultie­ renden Massenschwerpunkt des Spulenaufnehmers (14) und der darauf befindlichen Spulengruppe (30) ver­ läuft.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schablone (12) und/oder der Spulenaufnehmer (14) in der zweiten Stellung axial zueinander bewegbar sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer und/ oder die Schablone auf je einem drehbaren Träger (15) montiert und radial zu diesem verschiebbar sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (15) senkrecht zur Drehachse (34) bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (15) in mindestens zwei Posi­ tionen festlegbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeelemente (26, 28) spannbar sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmeelemente (26, 28) durch Stäbe gebildet sind, von denen zumindest einige in Bezug zu ihrer Aufnahmestellung neigbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14, 114) relativ zur Schablone verdrehbar und in vorbe­ stimmten Winkelstellungen festlegbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schablone (12) eine Abstreifvorrichtung (16) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schablone (12) mehrere Kammern (36, 38, 40, 42, 44) aufweist, wobei jede Kammer mit einer über den radialen Umfang der Kammer vorste­ henden Haltefingereinrichtung (52) versehen ist, die durch eine Bewegung der Abstreifvorrichtung (16) absenkbar ist.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich­ net, daß die Haltefingereinrichtung (52) in Kurven­ bahnen (50) einer Führungseinrichtung (53) geführte Vorsprünge (55) aufweist, wobei die Führungsein­ richtung (53) durch die Abstreifvorrichtung (16) bewegbar ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spulenaufnehmer (14, 114) als Übergabewerkzeug oder als Einziehwerkzeug (54) ausgebildet ist.