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Ankerwickelmaschine Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Be-%vickelri
elektrischer Dynamo-, Motoranker od. dgl.
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Zum maschinellen Bewickeln von Ankern sind Wickelniaschinen bekannt,
bei denen der Anker eine Sch-,vingbewegung um seine Achse und die Dralitfährting
eine [linundlierbewegung ausführt. Weiterhin sind schon Ankerwickelmaschinen bekamit,
bei (lenen der Anker gegenüber der Drahtführtitig sowohl eine Schwingbewegung um
seine Achse als auch eine Hinundherbewegung ausfü#hrt.
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Die bekannten Ankerwickelmaschinen arbeiten #,erli:iltnism:ißig langsam,
vor allem weil nach dem Befestigen eines neuzubewickelnden Ankers in der Maschine
der Drahtanfang von Hand an der den Anker tragenden Vorrichtung befestigt werden
muß. Weiterhin gestatten die bekannten Wickelniaschinen nur jeweils ein Nutenpaar
gleichzeitig 7u bewickeln, was die Wickelzeit erheblich herauf-Setzt.
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1)ie Erfindung vermeidet diese Nachteile. Nach der Erfindung wird
vorgeschlagen, bei einer AnkerwIckelniaschine, bei welcher der zu bewickelnde Anker
gegenüber Drahtfiihrungsgliedern sowohl eine drehende als auch eine Hinundherbewegung
ausführt, zum Befestigen des Ankers eine den Anker an einem Wellenende erfassende
Hohlspindel vorzusehen, die in einem verschiebbaren Spindelkasten gelagert ist,
wobei der Spindelkasten au.s zwei gegeneinander
verschiebbaren
Teilen besteht, durch deren Relativbewegung ein auf der Hohlspindel angeordnetes,
zum Erfassen und Trennen der Drä"hte dienendes Werkzeug zum Ein-griff gebradht werden
kann.
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Zunächst wird durch den Vorschlag nach der Erfindung erreicht, daß
der Anker mit seinem Wellenende leicht in die Hohlspindel einschiebbar ist. Durch
Drehen der Hohlspindel kann die Drehbewegung und durch Verschieben des Spindelkastens
die Hinundherbewegung erzeugt werden. Die zweiteitige Ausbildung ödes Spindellkastens
gestattet weiterhin zusätzlich zu der Hinundherbewegung für das Bewickeln des Ankers
eine Verstellbewegung auszuführen, durch welche nach dem Fertigwickeln des Ankers
der Drahtanfang von der Festklemmvorric.htung gelöst und das Drahtende von der Maschine
selbsttätig wieder in die Festklemmvorrichtung eingebracht werden kann. Die Hinundherbewegung
des Spindelkastens für das Bewickeln des Ankers soll nach der Erfindung vorzugsweise
durch eine Kurvenscheibe und die Verstellbewegung der Spindelkastenteile gegeneinander
durch eine hydraulische Vorrichtung erfolgen.
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Gemäß der weiteren Erfindung wird vorgeschlagen, die Hohlepindel über
ein eine hin und her drehende Bewegung erzeugendes Zahnradzahnstangengetriebe zu
betätigen. Weiterhin soll die Hohlspindel zum Erfassen der Ankerwelle mit einer
Spannzange versehen sein, die vorzugsweise durch hydraulische Mittel betätigt wird.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Hdhlspindel mit
einem Spannfutter zum Erfassen des zu bewickelnden Ankers, hydraulischen Mitteln
für die Betätigung des Spannfutters, Werkzeugen zum Erfassen und Abzwicken der Drähte
und,hydraulisohen Mitteln zum Betätigen der Werkzeuge zusammenarbeitet.
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Weiterhin betrifft die Erfindung die ringartige Anordnung der Drahtführungsstücke,
deren so viele vorgesehen sind, wie der zu bewickelnde Anker Nuten hat, die auf
radial verlaufenden Armen angebracht #sind. Die Arme können von einem drehbeweglichen,
hydraulisch betätigten Glied radial bewegt werden.
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Darüberbinaus erfaßt die Erfindung das Zusammenwirken der Spindel
mit der den Spindelkasten hin und her bewegenden Kurvenscheibe und hydraulische
Kupplungen für den weiter unten beschriebenen Zweck.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
und den Patentansprüchen.
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In der Zeichnung stellt dar: Fig. i eine Seitenansicht, Fig. 2 eine
Vorderansicht, die den allgemeinen Aufbau ein-er Ankerwickelmaschine nach der Erfindung
wiedergibt, Fig. 3 einen Schnitt des zweiteiligen Spindelkastens (in größerem
Maßstabe als Fig. i und 2) und der Betätigungseinrichtung, Fig. 4 eine Seitenansicht
eines Teils der Betätigungsglieder des Spindelkastens, Fig. 5 einen von hinten
gesehenen Schnitt, Fig. 6 einen von hinten gesehenen Schnitt eines Teils
der genannten Einrichtung, Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil des mechanischen
Aufbaus, der mit dem Spindelkasten zusammen die Greif- und Trennwerkzeuge betätigt,
Fig. 8 und 9 sind entsprechend geschnittene Vorder- und Seitenansichten
der Drähtführungsstücke, Fig. io bis 18 sind schematische Darstellungen, die den
Arbeitsvorgang beim Ankerwickeln mit einer Maschine nach F , ig. i bis
9 wiedergeben. Auf einem horizontalen Bett a befindet sich ein Oberschlitten
b und ein Unterschlitten c. Der Unterschlitten kann auf dem Bett gleiten,
und der Oberschlitten kann auf dem Unterschlitten gleiten. Zur Hinundherbewegung
des gesamten Spindelkastens wird ein innerhalb des Bettesa umlaufendesKurvenrad
d, das auf einer Welle e sitzt, verwendet (Fig. 3).
Das Kurvenrad hat
eine geeignet geformte Nut auf seinem Umfang. In diese ragt ein Stift oder eine
Rolle f ein, die aus der Unterseite des Unterschlittens c herausragt. Zur
Hinundherbewegung des Oberschlittens gegenüber dem Unterschlitten ist im Spindelkasten
ein Zylinder g mit einem Kolben h verbunden. Dieser wird durch Druckluft
oder andere ähnliche Antriebsmittel #in Tätigkeit gesetzt. Im Oberschlitten ist
in horizontaler Lage die Hohlspindel i angebracht, die am einen Ende mit einem Spannfutter
j zumFesthaltendeseinenAnkerwellenendes k des zu bewickelnden Ankers
1 dient. Am anderen Ende der Hohlspindel sitzt der Zylinder m. In ihm gleitet
ein Kolben n, der durch Preßluft angetrieben das Spannfutter j über den in
der Spin-del i verlaufenden Bolzen o betätigt. Die Spindel i erhält ihre
Drehbewegung über ein Zahnrad p, das mittels Vielfachnut und Sternkeil auf
der Spindel festgelegt ist. Das Zahnrad ist in dem Gehäuse q
untiergebracht
und steht im E#ingriff mitder hin und her gehenden Zahnstange r,:die senkrecht zur
Hohlspindel i verläuft. Sie wird von einer Kurvenscheibe s, die an ihrem Umfang
eine entsprechend geformte Nut hat, bewegt. In der Nut läuft eine Rolle oder ein
Stift t, der aus der Zahnstange herausragt. Die Kurvünscheibe s sitzt auf der Welle
u.
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Die Wellen e und u, auf denen die beiden Kurvenscheiben
d und s sitz-en, werden über Schneckengetriebe v und w einer Zwischenwelle
x und Kegelräder y von der Antriebswelle z angetrieben (Fig. 3
und,
5). Die Ankupplung #-d-er Kegelräder an die Antriebswelle z erfolgt über
die Kupplung 2, deren Steuerung weiter unten beschrieben isst. Die Antriebswelle
z ist beispielsweise über das Getriebe 3
mit dem A:ntriebsmotor, der ein Elektrornotor
sein kann, mit einer Kupplung 4 verbunden, die vom Bedienungsmann oder automatisch
in der später beschriebenen Art überwacht wird. Der Antrieb erfolgt über die Antriebswelle
z auf das Getriebe 5,
die Zwischenwelle 6, das Schneckengetriebe
7, eine Vorgelegewelle8, das Getriebe g (Fig.4) und die urvenscheibenwelle
io, die mehrere Nocken i i zur Überwachung einer Ventilbatterie 12 trägt. Die Ventile
steuern eine Flüssigkeit, können jedoch auch mit anderen Antriebsmitteln betrieben
werden. Weitere Kurvenscheiben 13, 14 auf derKurvenscheibenwelle
io
bedienen die Cberwachungsglieder der beiden Ktii)I)Itill'-#CII 2 und 4, die auf
der Antriebswelle sitzen.
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Das bewegliche Glied der Kupplung 2 besitzt auf seinem Umfang eine
Nut, die eine schrauben- oder nockenartige Seitenführung bewirkt, in der ein Stift
15 gleiten katin, welcher auf einem unter Wirkung einer Feder 17 stehenden
Hebel 16 sitzt, dessen eines Ende mit der Kurvenscheibe 13 auf der Welle
io zusammenarbeitet (Fig. 5). Solange nun der Hebel am Kurvenscheibenumfang
13 anliegt, ist der Stift aus derNut herausgehoben,unddieKupplungsteile werden
von der Feder 18 im Eingriff gehalten. Sobald aber die Ausnehmung 19 des
Kurverirades dem Hebel gegenübersteht, schaltet der Stift unter Wirkung der Feder
17 die Kupplung um, und die Führung des Stiftes in der Kurvensc#heibermut bewirkt
die Trennung der Kupplungsteile, so daß die Kurvenscheiben d und s
ausgeschaltet werden. Dies geschieht bei jedem Arbeitsgang einmal.
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Auch das gleitende Glied der Kupplung 4 ist mit einer am Umfang verlaufenden
Nut versehen, deren Wangenfläche schrauben- oder kurvenartig ausgebildet ist. Diese
Nut steuert den Stift 20, der auf den unter Federwirkung stehenden Hebel 21 wirkt.
Dieser ist dem Hebel 16 ähnlich und wird ebenfalls von einer Kurvenscheibe 14 betätigt
(Fig. 4). Außerdem ist der Hebel 21 unabhängig vom Ablauf vom Bedienungsmaiin schaltbar,
wodurch die Feder 22 die Kupplung im Eingriff halten kann. Beim Anlassen der Maschine
zu Beginn eines jeden Arbeitsganges liebt der Bedienungsmann den Hebel 21 in geeigneter
Weise an (nicht gezeichnet). Die Feder 22 schiebt dann das gleitende Kupplungsglied
in den Eingriff seines Ergänzungsgliedes, wodurch die Maschine in Gang gerät. Während
der nun folgenden Tätigkeit der Maschine ist der Hebel 21 gegenüber der Kurvenscheibe
14 außer Einwirkung. Erst bei Beendigung des Umlaufs läßt die Kurvenscheibe den
Hebel los, und dadurch greift das entkuppelte gleitende Glied wieder ein und läßt
die Maschine halten, sobald der Kreislauf vollendet ist. Im Anlauf eines jeden Arbeitsganges
hebt die Kurvenscheibe 13 den, am Hebel 16 sitzenden Stift 15 aus der zugeordheten
Nut, so daß #die Kupplung 4 in Eingriff kommt. Bei jedem vollständigen Umlauf bewirkt
die Kurvenscheibe 13 die Ausschaltung der Kupplung 4, nachdem die erforderliche
Anzahl Windungen auf den Anker gewickelt worden ist und das Kurvenrad 14 veranlaßt,
daß die Maschine hält, sobald der Arbeitsgang vollendet ist.
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In Höhe des zu bewickelnden Ankers 1 ist ein feststehendes
ringartiges Gehäuse 23 (Fig. 8 und 9)
angebracht, an dem die
Zuführstücke für die Drähte, die in die Ankernuten zu legen sind, befestigt sind.
jedes Zuführstück besteht aus einem kurzen Flachstück 2,4, das parallel zur Umfangsfläche
des Ankers 1 und in dessen Nähe gehalten, ist (Fig. i). Wenn es, wie
im vorliegenden Beispiel beschrieben, erforderlich wird, zwei Drähte gleichzeitig
in den Schlitz zu legen, erhält das Führungsglied in entsprechendem Abstand zwei
Löwcher 25. Die Anzahl der Führung,sglieder entspricht der Nutenzahl im Anker.
Sie liegen rund um den Anker mit gleichem Abstand gegeneinander. Die Führungsstücke
sind so lang, daß sie beim Wickeln verhindern, daß die eingelegten Drähte wieder
aus den Ankernutenheraustreten können.
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Von jedem Führungsstück geht ein Arm 26 radial nach außen.
Dieser besitzt an seinem äußeren Ende an einer Seite eine schräg verlaufende Nut
27, in die ein Stift 28 einragt, der aus dem vom Gehäuse
23
getragenen Ring 29 hervorsteht. Der Ring 29 ist, soweit erforderlich, mittels
eines durch Preßluft oder Flüssigkeit betätigten Kolbens 30 und eines am
Gehäuse angebrachten Zylinders 31 drehbeweglioh, wodurch er den Führungsstücken
24 die Radialbewegung erteilt. Die'radiale Verstellung der Führungsstücke 24 erfolgt
zu Beginn des Wickelvorganges zur Erzeugung eines geeigneten Knickes am Dralitanfang
und beim Einfädeln des Drahtanfanges in das zum Erfass.en und Trennen der Drähte
dienende Werkzeug nach dem Aufbringen neuer Drahtspulen.
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Zur Regelung der Spannung der den Führungsstücken zugeführten Drähte
sind einstellbare Leitrollenpaare 32 in passendem Abstand voneinander so
angebracht, daß die Drähte sie berühren müssen.
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Die Werkzeuge zum Erfassen und Trennen der Drähte nach dem Bewickeln
sind dem Verwendungszweck entsprechend ausgebildet. Sie werden an dem Hohlspindelende
i, das auch den Anker aufnimmt, befestigt. Die Werkzeuge bestehen aus den drei Teilen
33, 3,4,35 und sind mit herumlaufenden Nuten für die Aufnahme der Drähte
versehen.
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Das Teil 33 wird von einer MansAette 36 umfaßt, die
auf das vordere Ende der Spindel i aufgesetzt ist (Fig. 3 und 7).
Das Teil 34 nimmt eine weitere Manschette auf, die auf der Manschette
36
sitzt. Das Teil 35 besteht aus einem Ring, der in Leerlaufverbindung
mit beiden Teilen 33, 34 steht. Die verlangte Drehbewegung des zweiten und
.dritten Teils gegenüber allen anderen und gegenüber der ersten Manschette zum Erfassen
der Dräfite, Einlegen in die Ankernut und eventuellem Trennen geschieht mittels
eines Paares schräg angebrachter Nasen 37 auf dem Teil 34. Diese Vorsprünge gleiten
in Schlitzen eines um den Umfang laufenden Anlagestückes 38, das von einem
Ring 39
betätigt wird. Der Ringist axial beweglich, so,daß es über die Nasen
den Manschetten die erforderliche Drelibewegung erteilen kann. Vorzugsweise wird
es von einem jochartigen Arm 4o bewegt, der an einer Seite am Lagerschild 41 an
den Spindelkasten angelenkt ist und am anderen Ende von dem Kolben 42 und dem am
Spindelkasten sitzenden Zylinder 43 betätigt wird. Der Zylinder erhält seinen Antrieb
durch Luft oder Flüssigkeit. Zum Abschneiden erfaßt die dem Ring 35 gegenüberstehende
Manschette 34 die Drähte, die in die Nuten dieser Teile gelegt werden. Alsdann wird
der Ring 35 gegenüber dem Teil 33 gedreht, wobei die Drähte abgeschnitten
werden.
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Mitunter ist es erwünscht, die Arbeit der Kurvenscheiben
d und s während der Wickelarbeit vor-Übergehend auszuschalten. Hierzu wird
die Kurvenscheibe
(1 durch die Kupplung 44 gegenüber ihrer Welle
festgelegt. Die Kupplung 44 wird durch Luft oder Flüssigkeit vom Kolben 45 und Zylinder
46 betätigt. Dabei kann die Kurvenscheibe entweder mit ihrer Welle oder mit einem
anderen an der Maschine befestigten Teil fest verbunden werden. Der Kolben 45 arbeitet
auf die Kupplung 44 über den IlebIel 47, welcher eine Sperrklinke 48 besitzt, die
in (las zur Kurvenscheibe gehörige Ktipplungsteil eingreift, sobald das mitdrehende
Kupplungsteil außer Eingriff ist. Auch die Hohlspindel i besteht ans zwei Teilen.
Auf einem sitzt das Zahnrad p und das Spannfutter j. Das andere Teil,
der iMantel 49, liegt um das erste herum und trägt das Werkzeug, das den Draht festhält
und abzwickt. Eine mit Flüssigkeit betätigte Kolbenzylindereinheit 51,
52
schaltet die Kupplung 50, so daß der Spindelmantel 49 mit der Hohlspindel
i verbunden oder gegenüber dem Spindelkasten festgelegt werden kann. Die Betätigung
der Kupplungen wird ebenfalls von auf der Welle io sitzenden Kurvenscheiben, wie
oben angegeben, überwacht.
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Außer den in der Beschreibung angeführten Hauptteilen gibt es jedoch
Ergänzungsteile und weitere geeignete Geräte, z. B. zur Aufnahme der Drahtrollen
und zur Drahtführung, die zur Erfindung gehören. Für einen Gebrauchszweck wird z.
B. ein ringartiger Rahmen 53 (Fi-. 1, 2) gebraucht, der zur besseren
Beschickung gedreht werden kann und d-er so gebaut ist, daß eine Anzabl radial liegender
Abteilungen entsteht, in deren jeder zwei Drahtspulen 54 drehbar cingelegt werden
können. In den Raihmen ist ein ringartiger Aufbau eingebaut, der angetriebene Speiserollen
55 enthält, welche die Drähte erfassen und sie in geeignetem Maße den Führungsstücken
2.4, die sich in dem Rahmen befinden, zuleiten.
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Die Maschine b - ewickelt einen Anke r auf folgende Weise,
wobei die Fig. io bis 18 zur Erläuterung dienen. Es wird der leichteren Verständlichkeit
wegen angenommen, daßnur ein Draht in ein Nutenpaar mit auf entgegengesetzter Seite
liegenden Arikerlängsnuten in den Anker einzulegen ist. Ferner wird vorausgesetzt,
daß bereits ein Anker bew,ickelt und durch einen zu bewickelnden neuen ersetzt ist.
Der Anker i, das Drahtführungsstück 24 und die Dra,litgreifwerkzeuge (mit der Saminelnurnmer
56
bezeichnet, welchedieoberigenanntenWerkzeuge33, 34,35 im ganzen bezeiehnen
#soll) befinden sich in den Stellungen, die die Fig. io zeigt. Die Spindel i mit
den Werkzeugen und dem Anker wird nunmehr nach rechts bewegt, und die Führung24
wird kurzzeitig, wie in Fig. i i dargestellt, zurückgezogen, damit der Draht am
vorderen Ende des Werkzeugs eine Drahtknickung erhält, so daß sich bei der Rückkehr
des Führungsstückes in die Normalstellung der Draht in der Stellung der Fig. 12
befindet. Nun wird die Spindel zunächst um ungefähr i 8o'gedrebt, wie
Z> el i11 Fig. 13 gezeigt, dann nach rechts bewegt, wodurch sich der Draht
seiner Länge nach in eine Ankernut einlegt, wie in Fig. 14 dargestellt. Eine %#.-eitere
Drehbewegung um etwa i8o 'bringt den Anker in die i11 Fig. 15 gezeichnete
Stellung. Die Spindel wird alsdann, Nvie in Fig. 16 gezeigt, nach links bewegt,
so daß der Dralit in die auf der entgegengesetzten Seite liegende Ankernut gelangt.
Die Folge der hin und her gehenden linearen und Drehbewegungen der Spi
. iidel wird so lange wiederholt, bis die gewünschte Anzahl Dralitwindungen
in die Ankernuten eingelegt ist. Zuin besseren Verständnis %vird angenommen, daß
die Wicklung fertig ist, so-1,ald die Teile in der Stellung der Fig. 16 sind. In
(liesci- Lage wird nun (las von den Werkzeugteilen #fcst,-zelialtelie Dralitende,durch
derenDrehbewegung ios-elassen und das Spannfutter j in der Werkzeugspiiiidel
nach links bewegt, so daß der Anker den Werkzeugen gegenüber in Bewegung gerät und
das #,orlier fest-ehaltene Dralitende aus den Werkzeugen herausgezogen wird, wie
in Fig. 17 dargestel lt. Der Obersclilitteii des Spiiidelkastens wird nun
gegenüber deni Unterschlitten. nach links verschoben, was die Werkzetige und den
Anker in die Lage der Fig. 18 bringt, so daß ein Teil des Drahtes in die
Werkzeugnut eintritt. Eine Drehbewegung der Werkzeugteile gegeneinander zwickt nun
den Dralit ab, #vobei ein Dralitende von den Werkzeugen festgehalten wird. Nach
Entferntin- des Ankers von der iMaschihe wird dieser durch einen anderen ersetzt,
und der nächste Arbeitsgang beginnt, wie in Fi.g. io gezeigt. Die Arbeitsgänge folgen
einander, bis der Dralitvorrat der Rollen verbraucht ist. Beim 1, ' insetzen
neuer Rollen \\,erden die freien Drahtenden durch die Löcher der Führungsdrähte
gefädelt. Dainit nun die Drahtenden von den Werkzeugen richtig erfaßt werden ki#iinen,
werden die Führungsstücke vorübergehend zurückgeschoben. In der Beschreibung
\\ urde nur von einem Draht gesprochen, der in ein an den entgegengesetzten
Seiten liegendes Nutenpaar einzulegen ist. Es werden jedoch im gleichen Arbeitsgang
in allen Ankernuteii t'Icid117eitig die Dr#dite eingelegt.
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Bei einigen Wickelarbeiten geht die Werkzeugspindel nur etwa i8o'
hin und klier. Dazu werden die Kupplungen 44 und 5o nicht gebraucht. Im obeil beschriebenen
Beispiel erfolgt jedoch eine Drehung der Werkzeugspindel tun. etwa 360 '
in zwei Stufel' von je i8o '. Wenn der Anker eine ungerade Anzahl von einzulegenden
Windungen hat, wird es nötig, um die Werkzeugspindel und die Kurvenscheibe (1 zu
überwachen, beide Kupplungen in Tätigkeit zu setzen. Die Kur\-enscheibe s inacht
dann eine ausgleichende 1,eerlaufl)eN#,-e,<"tilig.
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Das Bewickeln von Ankern mit einer nach de. Erfindun g gebauten
_IMaschine kann sehr einfach und schnell ausgeführt werden.