-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lösungsvorschläge für das Wickeln
von Spulen aus Draht auf dynamoelektrische Maschinenkomponenten.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Bilden
von Drahtspulen durch gleichzeitiges Wickeln einer Mehrzahl von
Drähten
auf die dynamoelektrische Maschinenkomponente. Beispielsweise können Drahtspulen
auf die Pole eines Laminationskerns (lamination core) gewickelt
werden, oder sie können
in Komponenten welche keine Pole benötigen oder besitzen auf sich
selbst gewickelt werden.
-
Diese
Drahtspulen haben den Zweck, ein elektromagnetisches Feld zu erzeugen,
welches in der bestimmungsgemäßen Anwendung
der dynamoelektrischen Maschinenkomponente benötigt wird. Beispielsweise kann
der zuvor erwähnte
Laminationskern entweder ein Statorkern oder ein Ankerkern einer
dynamoelektrischen Maschine sein. Die dynamoelektrische Maschine
als Ganzes kann ein Elektromotor sein, welcher für viele Typen von Antriebsanwendungen
verwendet wird.
-
Um
die Menge an Draht zu maximieren, welcher in den Zwischenräumen der
dynamoelektrischen Maschinenkomponente platziert werden kann, müssen die
Windungen der Drahtspule regelmäßig angeordnet
sein (z. B. entlang der Seiten der Polstücke), ohne dass die Mehrzahl
von aufeinander liegenden Drähten
verdreht wird. Des Weiteren müssen die
Drähte
so platziert werden, dass die Drahtwindungen in einer aufsteigenden
oder absteigenden Schichtformation positioniert werden (im Stand
der Technik und hierin allgemein als „Stratifikation" bezeichnet).
-
Das
Dokument
CH 456754 befasst
sich mit dem Wickeln eines Stators mit einer Mehrzahl von Drähten, welche
durch eine Drahtdüse
ausgegeben werden, die mehrere Ausgänge aufweist, welche außerhalb
der Schlitze des Stators gehalten werden. Die Drahtdüse wird
neben den Enden des Stators gedreht, um das Verdrehen der Drähte zu verhindern.
-
Das
Dokument
US 5,964,429 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wickeln von Draht auf einen
Stator, welcher abgeschrägte
Schlitze aufweist. Die Lösungsvorschläge der vorliegenden
Anmeldung beziehen sich im Allgemeinen auf diejenigen, welche in
dem US-Patent 6,622,955, welches allgemein auf Stratico et al. eingetragen
ist, beschrieben werden.
-
Gängige Wickelvorrichtungen
können
es bestimmten Teilen der Drahtwindungen gestatten, dass sie ungleichmäßig akkumulieren
und sich an bestimmten Stellen von der Seite der Ansammlung von Drahtspulen
her nach außen
wölben.
Solche Auswölbungen
können,
insbesondere wenn man den begrenzten Raum in Betracht zieht, welcher
auf einer dynamoelektrischen Maschinenkomponente erhältlich ist,
während
des Drahtwickelprozesses einen Zugang durch die begrenzten Komponentenzwischenräume be-
oder verhindern.
-
Die
Situation verschlimmert sich sogar noch, wenn der Wickelprozess
ein simultanes Wickeln einer Mehrzahl von Drähten verlangt, um eine einzige Drahtspule
zu bilden, insbesondere wenn das Drahtausgabemittel durch die Zwischenräume auf
der dynamoelektrischen Maschinenkomponente verlaufen muss, um die
verschiedenen Drähte
zu wickeln. Als ein Ergebnis des Bedarfs an mehreren Drähten werden
mit höherer
Wahrscheinlichkeit Ausbuchtungen durch das Verdrehen der Mehrzahl
von Drähten
erzeugt und können
die Bewegung des Drahtausgabemittels innerhalb der Komponentenzwischenräume behindern.
-
Die
vorliegende Erfindung schlägt
daher vor, mehrere Drahtwickelprozesse auszuführen, die Drahtverdrehungen
sowie eine unsachgemäße Platzierung
der Drähte
verhindern. Des Weiteren schlägt die
vorliegende Erfindung vor, die Fähigkeit
des Drahtausgabemittels zu verbessern, die Zwischenräume der
dynamoelektrischen Maschinenkomponente zu überqueren. Als eine Konsequenz
sind die Wickelprozesse, welche mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden,
weniger störungsanfällig und
in der Lage, mehr Draht innerhalb der Komponentenzwischenräume aufzunehmen
und höhere
Wickelgeschwindigkeiten bereitzustellen.
-
Diese
oder andere Ziele der vorliegenden Erfindung werden in Übereinstimmung
mit den Ansprüchen
1 und 13 erreicht und werden noch offensichtlicher werden bei einer
Betrachtung der folgenden Zeichnungen und der detaillierten Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Nicht
einschränkende
Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1 eine
teilweise Aufrissansicht eines gewickelten Statorkerns ist, von
einem axialen Ende her betrachtet;
-
2 eine
teilweise Schnittansicht des Statorkerns ist, welche bestimmte Teile
der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt, wie aus der Richtung 2 gemäß 1 zu
gesehen;
-
3 eine
teilweise Schnittansicht der Vorrichtung entlang der Linie 3-3 gemäß 2 ist,
-
4 eine
teilweise Schnittansicht ähnlich zu 3 ist,
welche die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt, wie sie
links von der in 3 gezeigten Vorrichtung angeordnet
ist und
-
5 eine
schematische Ansicht ist, welche die Gesamtvorrichtung der Erfindung
zeigt, gesehen von den Linien 5-5 gemäß 2.
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Bezug
nehmend auf 1 weist der Statorkern 10 einen
hohlen zylindrischen Innenraum 11 auf, welcher entlang
der longitudinalen Achse 12 zentriert ist. Der Innenraum 11 wird
nach außen
hin durch die Polstücke 13 begrenzt,
welche von dem ringförmigen Teil 14 des
Statorkerns abstehen. Die Verlängerungen 13' der Polstücke 13 sind üblicherweise
die innersten Teile des Statorkerns 10 und beschränken den
Innenraum 11. Die Lücken 16,
welche zwischen benachbarten Verlängerungen 13' angeordnet
sind, sind Zugangspassagen, welche eine Kommunikation zwischen dem
Innenraum 11 und den Schlitzräumen 15 gestatten.
Im Falle des gezeigten Statorkerns sind die Lücken 16 und die Schlitzräume 15 um
einen vorbestimmten Winkel bezüglich
der zentralen Achse 12 geneigt.
-
Moderne
Statorkerne müssen
eine kompakte Größe aufweisen.
Gleichzeitig müssen
die Statorkerne eine signifikante Menge an ferromagnetischem Material
aufweisen und somit eine hohe Drahtpräsenz innerhalb der Schlitzräume 15.
Als ein Ergebnis sind die Lücken 16 enger
und die Räume 15 sind,
im Vergleich zu den früheren
Statorkernen, sogar noch mehr mit Draht gefüllt. Zusätzlich wird das elektrische Schema
des Statorkerns üblicherweise
so sein, das jede Spule C um einen einzelnen Pol herum gewickelt
wird, wie z.B. eines der Polstücke 13,
welche in 1 gezeigt sind. Unter Bezugnahme
auf 1, werden die Spulen C unterteilt gezeigt. Aus
Gründen der
Klarheit werden Teile der Spulen C, welche sich außerhalb
des Statorkerns befinden, nicht gezeigt.
-
Die
Ausführungsform,
welche in der vorliegenden Anmeldung gezeigt wird, ist auf das gleichzeitige
Wickeln von drei Drähten
um die Pole eines Statorkerns herum, gerichtet. Es sollte jedoch
verstanden werden, dass jede beliebige Anzahl von Drähten gleichzeitig
gewickelt werden kann in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung. Es sollte auch verstanden werden,
dass, obwohl die folgende Beschreibung sich auf eine Ausführungsform
konzentriert, in der die Drahtspulen um einen einzelnen Pol herumgewickelt
werden, die vorliegende Erfindung auch verwendet werden kann, um
eine Drahtspule um mehrere Pole zu wickeln.
-
Unter
Bezugnahme auf 2, wird eine Drahtdüse 20 in
verschiedenen relativen aufeinanderfolgenden Positionen P1–P8 gezeigt,
welche die Drahtdüse
einnimmt, wenn sie sich um das Polstück 13 herumbewegt,
um gleichzeitig die Drähte
W1, W2, W3 auszugeben. Insbesondere werden durch relative Bewegungen
der Drahtdüse 20 um
das Polstück 13 herum
die Drähte
W1, W2, W3 gleichzeitig von jeweiligen Drahtausgängen 21, 22 und 23 der
Drahtdüse 20 ausgegeben,
um gegenüber
dem Polstück 13 gespannt
zu werden.
-
Das
Positionieren der Drahtdüse 20 in
den Positionen P1–P8
kann durch relative Bewegungen zwischen dem Statorkern 10 und
der Drahtdüse 20 erreicht
werden. Beispielsweise können
der Statorkern 10 und die Drahtdüse 20 mit einer relativen
Drehung R1 gedreht werden, wenn die Drahtdüse 20 sich jenseits
des Endes 10' des
Statorkerns 10 befindet. Im Gegensatz dazu kann die relative
Drehung R2 bereitgestellt werden, wenn die Drahtdüse 20 sich jenseits
des Endes 10'' des Statorkerns 10 befindet. Die
Drehungen R1 und R2 erfolgen jeweils im Wesentlichen um die zentrale
Achse 12 des Statorkerns 10 herum.
-
Zwischen
diesen Drehungen, und selbst während
der Drehungen, können
der Statorkern 10 und die Drahtdüse 20 relativ in die
Richtungen T1 und T2 bewegt werden, welche im Wesentlichen parallel
zu der zentralen Achse 12 des Statorkerns 10 sind.
Aus Gründen
der Klarheit zeigt 2 nicht die verschiedenen Positionen
des Statorkerns 10, wenn dieser relativ zu einer stationären Drahtdüse 20 bewegt
wird. Stattdessen zeigt 2 die Position der Drahtdüse 20 in
der ersten Ebene (der Ebene von 2), wenn
diese die relativen Bewegungen C1 und C2 und die relativen Drehungen
R1 und R2 vollführt,
während
der Statorkern 10 stationär ist. Es sollte jedoch verstanden
werden, dass die Drehungen R1 und R2 und die Bewegungen T1 und T2
lediglich relativ zwischen der Drahtdüse 20 in dem Stator 10 erfolgen.
Es können
entweder die Düse 20 oder
der Stator 10 bewegt werden, um diese relative Bewegung
auszuführen.
Es wird im Folgenden auch nützlich
sein, eine unmittelbare relative „Flugbahn" (oder Bewegungsrichtung) der Drahtdüse 20 bezüglich der relativen
Bewegung zwischen der Drahtdüse 20 und dem
Statorkern 10 zu definieren. Diese unmittelbare relative
Flugbahn (oder Bewegungsrichtung) der Drahtdüse 20 sollte verstanden
werden als die unmittelbare Bewegungsrichtung der Drahtdüse 20 aufgrund
der relativen Bewegung zwischen der Drahtdüse 20 und dem Stator 10,
gesehen von einem Bezugsrahmen, in welchem der Stator 10 festgehalten wird.
-
Es
sollte verstanden werden, dass die Drehungen R1 und R2 sequenziell
ablaufen können,
und kombiniert werden können
mit den Translationen T1 und T2 um den geschlossenen Pfad 17 der
Drahtdüse 20,
um das Polstück 13 herum
zu vervollständigen.
Ein einziger geschlossener Pfad 17 kann eine Windung der
Drahtspule C mit den Drähten
W1, W2 und W3 um den Pol 13 herumwickeln. Eine kumulative
oder vorbestimmte Anzahl von geschlossenen Pfaden wie 17 (progressiv
vervollständigt)
hat das Wickeln der Anzahl von Windungen zur Folge, welche für die Spule
C erforderlich sind. Wie es im Nachfolgenden vollständiger beschrieben
wird, sind die Drahtdüse 20 und
der Stator 10 auch mit relativen radialen Bewegungen S1
und S2 ausgestattet, welche im Wesentlichen parallel zu den Polstückseiten 13'' (und im Wesentlichen rechtwinklig
zu der zentralen Achse 12) sind, um die zuvor beschriebene Drahtstratifikation
zu erreichen. Die Stratifikationsbildung erfordert das Vollenden
der geschlossenen Pfade, wie 17, auf einer Anzahl von benachbarten
parallelen Ebenen, welche parallel sind zu der ersten Ebene (die
Ebene gemäß 2).
Mit anderen Worten werden die verschiedenen Drähte auf benachbarten Ebenen
ausgegeben, welche parallel zueinander sind, und welche im Wesentlichen
rechtwinklig sind zu Radien, welche rechtwinklig aus der zentralen Achse 12 hervorgehen.
-
Unter
Bezugnahme auf 2, zeigt die Position P1 die
Drahtdüse 20,
in dem Moment in dem sie damit beginnt, eine longitudinale Verlängerung
der Lücke 16 zu überqueren.
Um den notwendigen Hub zum Überqueren
der longitudinalen Verlängerung
zu vollführen,
wird die Translation T1 mit der Drehung R1 kombiniert, um den Neigungswinkel
der longitudinalen Verlängerung
bezüglich
der zentralen Achse 12 zu erreichen. Die Position P2 zeigt
die Drahtdüse 20 während des
zuvor beschriebenen Hubs. Die Position P3 zeigt die Drahtdüse 20,
wenn der zuvor beschriebene Hub gerade beendet wird. Die Position P4
zeigt die Drahtdüse 20 in
dem Moment wo eine Drehung R1 auftritt. Die Position P5 zeigt die
Drahtdüse 20 in
dem Moment wo die Drehung R1 beendet wird, und ein gegenläufiger Hub
zum Überqueren
der gegenüberliegenden
Verlängerung
der Lücke 16 gerade
beginnt. Die Position P6 zeigt die Drahtdüse 20 während des
Rückkehrhubs,
um die gegenüberliegende
Verlängerung
der Lücke 16 zu überqueren, wobei
der Rückkehrhub
die Translation T2 und die Drehung R2 umfasst. Die Position P7 zeigt
die Drahtdüse 20 in
dem Moment wo der Rückkehrhub
gerade beendet wird. Die Position P8 zeigt die Drahtdüse 20, in
dem Moment wo eine Drehung R2 auftritt. Es sollte verstanden werden,
dass die relative Bewegung von P3 zu P5 und von P7 zu P1, zusätzlich jeweils
Bewegungen zu den Drehungen R1 und R2, umfassen kann. Beispielsweise
können
die Translationen T1 und T2 und die Stratifikationsbewegungen S1
und S2 programmiert sein, um diese Hübe die Drähte W1, W2 und W3 in einer
gespannten Weise gegen die Enden 13''' des Polstücks 13 anzuordnen.
Auf ähnliche Weise
können
die Überquerhübe von Position
P1 zu P3 und von Position P5 zu P7 des Weiteren auch so programmiert
werden, dass sie die Stratifikationsbewegungen S1 und S2 umfassen.
-
Wie
in 2 gezeigt, muss die Drahtdüse 20 während des Überquerungshubs
in einer bestimmten Ausrichtung bezüglich der Lücke 16 sein, um die Drähte W1,
W2 und W3 innerhalb des Schlitzraums 15 in einer gespannten
Art und Weise gegen die Seiten des Polstücks 13 auszugeben,
ohne die Drähte zu
verdrehen oder zu überlappen.
Zusätzlich
sollte es verstanden werden, dass die Drahtdüse 20 während jedes Überquerungshubs
einen Teil der Lücke 16 belegen
muss (3), so dass sie teilweise in den Raum 15 eingesetzt
wird. Wie zuvor beschrieben, müssen,
um mit der Neigung der Lücke 16 in
dem Raum 15 bezüglich
der Zentralachse 12 des Statorkerns fertig zu werden, Teile
der Drehungen R1 und R2 mit den Translationen T1 und T2 kombiniert
werden, so dass die Drahtdüse 20 sich
innerhalb der Lücken 16 ohne
Kollision mit den Grenzen der Ausdehnungen 13' bewegt.
-
Um
das Verdrehen der Drähte
W1, W2 und W3 während
der Translationen und Drehungen T1, T2, R1 und R2 zu verhindern,
muss die Drahtdüse 20 anders
ausgerichtet werden in Abhängigkeit
von der relativen Position, welche sie um das Polstück 13 herum
einnimmt (d. h. die Position der Düse 20 auf dem geschlossenen
Pfad 17). Mit anderen Worten muss die Drahtdüse 20 während der
Translationen und der Drehungen T1, T2, R1 und R2 gelenkt oder programmierbar
gesteuert werden, um die Drahtausgänge 21, 22 und 23 auf
geeignete Weise auszurichten, und die notwendige Größe der Lücken 16 zu
reduzieren.
-
Unter
Bezugnahme auf die 2 und 3 und unter
Berücksichtigung
der Tatsache, dass die Drahtdüse 20 auf
einem geschlossenen Pfad 17 entweder im Uhrzeigersinn oder
gegen den Urzeigersinn um das Polstück 13 herum verläuft (in
dem Fall von 2 durchläuft die Drahtdüse 20 den
geschlossenen Pfad 17 im Uhrzeigersinn), hält das Lenken der
Drahtdüse 20 um
die zentrale Achse 34 der Drahtdüse herum den Drahtausgang 21 (oder
einen vorderen Teil der Drahtdüse)
immer am vorderen Ende der Drahtdüse 20 in der relativen
Bewegungsrichtung der Drahtdüse 20 entlang
des geschlossenen Pfads 17. Dies verhindert das Verdrehen
der Drähte
W1, W2 und W3 während
des Wickelns. Wie es nachfolgend genauer erläutert wird, erfordert das Lenken
der Drahtdüse 20 um
die Achse 34 herum, dass die Drahtdüse 20 veranlasst wird,
vorgeschriebene Drehungen R0 um die Achse 34 herum zu vollführen, so
dass die Drahtdüse 20 auf
geeignete Weise um die Achse 34 herum ausgerichtet werden kann,
wenn sie auf dem geschlossenen Pfad 17 verläuft.
-
Unter
Bezugnahme auf 3, ist die Drahtdüse 20 durch
ein Flanschteil 32' mit
der Oberseite der Welle 31 verbunden. Das Flanschteil 32' ist mit der
Oberseite der Welle 31 mittels Schrauben 32'' verbunden. Die Welle 31 ist
ebenfalls mit einem Riemenscheibenteil 33 ausgestattet,
welches in Eingriff mit dem Riemen 46 ist. Die Welle 31 wird
für eine Drehung
um die Achse 34 herum unterstützt unter Verwendung von Unterstützungsbuchsen 35 und 36, welche
jeweils in den Unterstützungsplatten 39 und 40 angeordnet
sind. Die Unterstützungsplatten 39 und 40 sind
durch die senkrechte Platte 44 voneinander beabstandet.
Die Unterstützungsplatten 39 und 40 und
die senkrechte Platte 44 können, wie in 3 gezeigt,
verbunden werden, um eine einzige Armstruktur zu bilden und zwar
durch Bolzen, wie 45. Der Riemen 46 kann kreisförmig um
die senkrechte Platte 44 herum verlaufen.
-
Durch
den Antriebsriemen 46 kann die Drahtdüse mit der Rotation R0 um die
Achse 34 herum versehen werden, um geeignete Ausrichtungen zu
erreichen. Die Welle 31 ist hohl und am Ende 31' abgerundet,
um eine glatte Passage der Drähte
W1, W2 und W3 zu erreichen. Die Drahtdüse 20 ist für eine Passage
der Drähte
W1, W2 und W3 von der Welle 31 zu der Drahtdüse 20 mit
einer unteren Bohrung 35 versehen. Die untere Bohrung 35 kommuniziert
mit einem vergrößerten hohlen
Teil 36 der Drahtdüse 20,
wo sich die Drähte
W1, W2 und W3 trennen, um ihre entsprechenden Drahtausgänge 21, 22, 23 zu
erreichen.
-
Die
Drahtausgänge 21, 22 und 23 sind
auf separaten Oberflächen 21', 22', 23' der Drahtdüse 20 angeordnet,
welche auch als Demarkation für
separate benachbarte parallele Ebenen angesehen werden können. Jede
dieser benachbarten parallelen Ebenen ist im Wesentlichen rechtwinklig
zu der zentralen Achse 34 der Drahtdüse 20 und im Wesentlichen
parallel zu der ersten Ebene. Auf diese Weise können die Drähte W1, W2 und W3 von der Drahtdüse 20 entlang
von separaten Bahnen, wie jeweils 41, 42 und 43,
ausgegeben werden. Das Ausgeben der Drähte entlang dieser verschiedenen
Bahnen ist ein weiteres Merkmal zur Vermeidung des Verdrehens der
Drähte
W1, W2 und W3 während
jeder relativen Bewegung der Drahtdüse 20 bezüglich des
Statorkerns 10.
-
Des
Weiteren können
die Drahtausgänge 21, 22 und 23 in
vorbestimmten Ausrichtungen um die Achse 34 gehalten werden,
wenn die Drahtdüse 20 entlang
des geschlossenen Pfads 17 verläuft. Mit anderen Worten wird
die Drahtdüse 20 gelenkt
oder programmierbar gesteuert durch Beibehalten der Ausrichtung
einer Achse in der ersten Ebene, welche mit den Drahtausgängen bezüglich einer
unmittelbaren, relativen Bewegungsrichtung der Düse 20 ausgerichtet
ist. Der Winkel zwischen dieser Drahtausgangsachse in der ersten
Ebene und der unmittelbaren relativen Bewegungsrichtung, wird als
Winkel A definiert. Insbesondere wird die winkelmäßige Ausrichtung
der Drahtdüse
(um die Achse 34 herum) und somit die Ausrichtung der Drahtausgangsachse
programmierbar gesteuert, um sich zu ändern, wenn die Düse 20 entlang
des geschlossenen Pfads 17 verläuft. Deshalb kann der Winkel
A in bestimmten Teilen des geschlossenen Pfads konstant sein (z.
B. während
der Überquerungshübe) und
variabel in anderen Teilen (z. B. während der Drehungen R1 und R2).
Die Konfiguration der äußeren Oberfläche (gebildet
durch die Seiten 13'' und die Enden 13''')
von Polstück 13 kann
die Wahl des Winkels A bestimmen. Beispielsweise kann eine kreisförmige Konfiguration der
Enden der Polstücke 13 eine
Variation eines Winkels A erfordern, so dass die Drahtausgangsachse
in der ersten Ebene, welche die Drahtausgänge 21, 22 und 23 enthält, im Wesentlichen
tangential zu der kreisförmigen
Konfiguration der äußeren Kontur
der Enden 13''' gehalten wird.
-
Des
Weiteren wird in der Ausführungsform der
Drahtdüse
in der die Drahtdüse 20 eine
Länge und
eine Breite aufweist und welche in 2 gezeigt wird,
es verstanden werden, dass die winkelmäßige Ausrichtung der Drahtdüse 20 um
die Achse 34 programmierbar gesteuert ist, um ein Querschnittsgebiet der
Drahtdüse
in Bezug auf die unmittelbare relative Bewegungsrichtung der Drahtdüse 20 zu
minimieren (d. h. durch Ausrichten der Länge der Drahtdüse 20 mit
der Bewegungsrichtung). Das zuvor erwähnte Querschnittsgebiet der
Drahtdüse 20 erstreckt
sich über
eine Ebene, die im Wesentlichen rechtwinklig zu der unmittelbaren
relativen Bewegungsrichtung der Drahtdüse 20 in der ersten
Ebene gemäß 2 ist. Solch
ein Schema des Ausrichtens der Drahtdüse 20 kann insbesondere
während
des Überquerungshubs nützlich sein,
um die benötigte
Größe der Lücken 16 zu
minimieren, und um die Wahrscheinlichkeit einer Kollision oder Störung mit
den Drähten,
welche bereits innerhalb der Räume 15 gewickelt
wurden, zu vermeiden. Solch eine Ausrichtung kann auch als eine
Ausrichtung der Drahtausgangsachse mit der unmittelbaren relativen
Bewegungsrichtung der Drahtdüse 20 verstanden
werden, so dass der Winkel A null ist.
-
Unter
Bezugnahme auf 4, werden die Platten 39 und 40 mit
dem Fortsatz 50 der Trägerstruktur 51 mittels
Bolzen, wie 52, verbunden. Die Motoreinheit 53 kann
durch die Platte 39 unterstützt werden und mittels Bolzen 54 an
ihr befestigt werden. Die Riemenscheibe 55 wird an der
Ausgangswelle der Motoreinheit 53 befestigt. Die Riemenscheibe 55 steht
in Eingriff mit dem Riemen 46, so dass eine Drehung der
Motoreinheit die Drehungen R0 der Drahtdüse 20 um die Achse 34 herum
bewirkt. Die Trägerstruktur 51 ist
mit weiteren Fortsätzen 56 ausgestattet.
Jeder der Fortsätze 56 weist
Gleitteile 57 auf, welche in der Lage sind, auf Führungen 58 zu
laufen. Die Führungen 58 werden
von der Rahmenstruktur 59 (teilweise gezeigt in 4 und 5)
getragen, um im Wesentlichen rechtwinklig zu den Ebenen zu sein,
in denen die Translationen T1 und T2 ausgeführt werden. Die Motoreinheit 60,
welche die Schraube 61 antreibt (welche in Eingriff ist
in einem mit einem Gewinde versehenen Teil der Trägerstruktur 51),
wird bereitgestellt, um die Trägerstruktur 51 zu
veranlassen, entlang der Führungen 58 zu
verlaufen. Die Führungen
sind auch parallel zu den Richtungen S1 oder S2, welche für die Stratifikationsbewegung
der Drahtdüse 20 verwendet
werden.
-
Mit
anderen Worten sind durch die Betätigung der Motoreinheit 60 die
Platten 39 und 40 in der Lage, sich in die Richtungen
S1 oder S2 zu bewegen (d. h. parallel zu den Führungen 58), so dass
die Drahtdüse 20 sich
in radiale Richtungen S1 oder S2 bewegen kann, um die Drähte W1,
W2 und W3 entlang des Polstücks 13 zu
stratifizieren. Während
der relativen Bewegungen der Drahtdüse 20 und des Statorkerns 10 können sich
die Drähte
W1, W2 und W3 ungehindert zu dem Ende 31' der Welle 31 von einer
Drahtquelle und Spannungseinheit (nicht gezeigt) bewegen, um von
den Ausgängen
der Drahtdüse 20 ausgegeben
zu werden. Das Positionieren des Statorkerns 10 bezüglich der
Drahtdüse 20 kann mittels
der Anordnung 70 erreicht werden, welche in 5 gezeigt
wird. Insbesondere hält
die Anordnung 70 den Statorkern in einer vorbestimmten
Position bezüglich
der Rahmenstruktur 59.
-
Die
Anordnung 70 kann ähnlich
zu dem Teil der Vorrichtung sein, welches in dem zuvor zitierten US-Patent
von Stratico et al. gezeigt wurde, und zum Drehen und Weiterschalten
des Statorkerns dient. Die Motoreinheit 71 und die Rotationsstange 74 der Anordnung 70 werden
zum Drehen des Statorkerns hinsichtlich der Drehungen R1 und R2
verwendet. Die Rotationsstange 74 trägt ein Getriebe (nicht gezeigt),
welches in ein ringförmiges
Getriebe eingreift (nicht gezeigt); welches den Statorkern 10 umgibt,
so dass eine Drehung der Rotationsstange 74 das ringförmige Getriebe
dreht und somit den Statorkern 10. Die Motoreinheit 72 und
die Schraube 73 der Anordnung 70 können verwendet
werden, um den Statorkern 10 mit den Translationen T1 und
T2 zu versehen. Das zuvor beschriebene Getriebe, welche von der
Rotationsstange 74 getragen wird, weist Keilnuten auf,
welche es dem Getriebe gestatten, sich entlang der Rotationsstange 74 zu
bewegen, um mit dem zuvor erwähnten
ringförmigen
Getriebe während
der Translationen T1 und T2 in Eingriff zu bleiben.
-
Die
Motoreinheiten 53, 60, 71 und 72 können durch
das Steuerungssystem 73 jeweils entlang der Signal- und
der elektrischen Versorgungsleitungen 53', 60', 71' und 72' betätigt und beschleunigt werden.
Das Steuerungssystem 73 ist in Übereinstimmung mit den neuesten
erhältlichen
Techniken zum Steuern und Programmieren von allgemeinen Bewegungen
und Positionierungen mit NC-Achsen
(numerisch gesteuerte Achsen) konfiguriert.
-
Die
Sequenz- und Regel-Algorithmen, welche externe Inputdaten verwenden,
können
durch das Steuerungssystem 73 angewandt werden, um die
Motoreinheiten zu betätigen,
so dass die Translationen T1 und T2, die Drehungen R1 und R2, die Stratifikationsbewegungen
S1 und S2 und die Drehungen R0 als Operationen ausgeführt werden,
welche einer sequenziellen Ordnung folgen oder in Kombination miteinander.
Die präzise
Synchronisation zwischen diesen Bewegungen kann durch das Steuerungssystem 73 sichergestellt
werden. Die Werte dieser Bewegungen können durch praktische Versuche
gefunden werden, die das Wickeln der tatsächlichen Drähte auf beispielhafte Modelle
der Polkonfigurationen umfassen. Des Weiteren können dreidimensionale Computersimulationen
der Drahtdüsen- und
der Statorkernbewegungen bezüglich
der Polstückkonfiguration
zusammen mit Darstellungen der verschiedenen Drahtverlängerungen
von der Drahtdüse
zu dem Polstück
in den verschiedenen Stadien der Bewegungen verwendet werden, um
die anfänglichen
Werte für
die praktischen Versuche zu bestimmen.
-
Somit
werden verbesserte Systeme und Verfahren für eine Drahtdüse bereitgestellt,
welche simultan mehrere Drähte
auf eine dynamoelektrische Maschinenkomponente wickeln, wobei ein
Verdrehen des Drahts und eine Verminderung des erforderlichen Lückenraums
dadurch verhindert wird, dass eine Steuerung der Ausrichtung der
Düse bereitgestellt
wird. Ein Fachmann wird zu würdigen
wissen, dass die vorliegende Erfindung durch andere als die beschriebenen
Ausführungsformen
ausgeführt
werden kann, welche zum Zwecke der Darstellung präsentiert
wurden, und nicht zum Zwecke der Einschränkung.