EP0251993A1 - Method of and device for assembling lamination packets, particularly for transformer cores - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for performing the method according to the preamble of claim 9.
- the layered cores for distribution and power transformers with outputs of more than 30 KVA are still layered by hand.
- a further rationalization effect is achieved if the individual sections on a stacking station are already provided in stacks in the correct relative position to one another and if each individual section of a layer is transported together from the stacking station to the positioning station. In this way, all individual sections of a layer can be fed to the positioning station with a single movement, which allows the use of a gripper system. Obviously, this is much easier than feeding with conveyor belts, roller conveyors or robot systems.
- a single layer can be positioned particularly easily on the positioning station if an individual section is fixed in a predetermined position or aligned on a predetermined axis and if all other individual sections of a layer are positioned by pushing, the fixed or aligned individual section being the position of all pushed individual sections determined. This means that no holes are required to position the individual sections. Length tolerances of the individual sections are automatically compensated for, since the individual sections are always pushed against each other up to the stop. This reliably prevents air gaps at the joints. In this way, three-phase transformers with three parallel legs and two yokes can be layered particularly advantageously by first aligning the middle leg on a predetermined axis at the positioning station and then pushing the two yokes and the two outer legs.
- the butt joints can be blunt, mortised or bevelled.
- a teaching yoke can also be provided at the positioning station, which yoke always remains at the positioning station and only serves to align the remaining individual sections. A layer that is open on one side is thus transported from the positioning station to the layer station and piled up to form a core that is open on one side.
- the individual layers are transported from the stacking station to the positioning station, preferably with a movable gripper, which bends the ends of the individual sections when they are lifted off the stack. In this way, the relatively strong adhesive force can be overcome when lifting the individual sheets from the stack. Moving lifting from the stacking station does not have a disadvantage since the individual sections do not have to be placed in an exact position on the positioning station.
- the completely positioned layer is transported from the positioning station to the layer station with a rigid gripper, which guarantees an exactly plane-parallel transport without moving the butt joints. A plane-parallel lifting without the occurrence of adhesive forces from the positioning station is made possible in that the positioning station has a support table with a structured surface.
- Positioning on the positioning station is particularly easy to implement if it has a support table with grooves and if the push-on device consists of push-on elements which protrude from the support table through the grooves and are displaceable in the grooves.
- the push-on device is arranged essentially under the support table, so that there are no disruptive machine elements next to or above the positioning station.
- Two interacting push-on elements are preferably attached to a parallel running rope, so that an axially symmetrical movement of the push-on elements relative to or away from one another is possible.
- the positioning station preferably has a hold-down device with which the bent-up ends of the individual sections can be held down when the individual sections are pushed. This reliably prevents any bent ends of individual sections from lying on top of one another when pushed.
- the hold-down device is advantageously integrated directly into the gripper between the positioning station and the shift station.
- a particularly high degree of automation can be achieved if four grippers are attached at an angle of 90 ° to each other on a rotating unit that can be rotated about a vertical central axis, and if two positioning stations and each are offset around the central axis by 90 ° a stacking station and a shift station are arranged, the two positioning stations being diametrically opposite one another.
- the transport from the stacking station via the positioning station to the shift station takes place in a constant reciprocal reciprocating movement, a shift always being fed and positioned on a positioning station and being lifted off again at the next but one cycle and being transported further. Every single pendulum movement therefore fulfills a function.
- a further optimization of the production can be achieved if different stacking tables can optionally be fed in at the stacking station. In this way, the prepared stacks can be automatically fed to the various stages of a core cross-section on different tables. This makes it possible to produce multi-stage cores practically fully automatically without downtimes for retrofitting etc.
- the various individual sections 3 are first provided in stacks on a stacking station 5.
- the stacks are already in the correct position relative to each other, but are not absolutely exactly aligned.
- the individual sections 3 of a layer are lifted together from the stacking station and placed on the positioning station 4. As indicated by dot-dash lines, these individual sections have the same relative position to one another after being deposited as on the stacking station 5.
- the individual sections of the layer on the positioning station are then pushed against one another until the layer forms a self-contained structure.
- an individual section for example a middle leg, is preferably fixed or at least aligned on a specific axis, while all the remaining individual sections are pushed on.
- the fully positioned individual layer is then closed by the positioning station 4 transported to the shift station 2 and deposited there exactly, or stacked to form a layer body 1. Lateral moments of force no longer act on the already layered individual layers, since the individual sections no longer have to be positioned.
- the exact placement of the positioned individual layers on the shift station can be achieved with simple means.
- the method is particularly advantageous for the layering of transformer cores, especially three-phase transformers.
- transformer cores especially three-phase transformers.
- other laminates can also be built in the same way as they are used in construction or mechanical engineering.
- Various configurations are also conceivable for the configuration of the transformer cores.
- a multi-stage core of a three-phase transformer can be layered, as shown in FIGS. 2 and 3.
- single-phase transformers of the core or jacket type or even more complicated five-leg transformers can also be produced.
- the core cross sections can obviously also be modified as desired.
- core cross sections can also be realized with cooling slots.
- the butt joints of the individual sections can be blunt or mortised, the ends of the individual sections being cut at right angles or at an angle.
- FIGS. 2 and 3 show, for example, a typical core 6 of a three-phase transformer with a stepped cross section, which is composed of the middle leg 12, the two outer legs 13 and the two yokes 14. The ends of the individual sections are cut at an angle of 45 °.
- the cross section of the core is five-stage and is composed of the first and fifth stages 7 and 11, the second and fourth stages 8 and 10 and the middle and third stages 9.
- FIGS. 4 and 5 show the arrangement of the individual sections of two successive layers in more detail.
- the individual successive layers are stacked offset from one another.
- the middle leg 12 has a leg tip 19 which is arranged offset by the dimension a from the central axis 20.
- the yokes 14 are provided with a V-cut 15, which is arranged in the middle of a yoke. When the yokes 14 are pushed onto the middle leg 12 with the offset leg tips 19, the simplest way is that the joints of the yokes with the outer legs 13 also have an offset.
- FIG. 4 shows a layer with the upper yoke offset to the left relative to the central axis 20.
- the middle leg 12 is arranged in the opposite direction, so that the tip 19 of the leg is offset by the dimension a to the right of the central axis 20. This accordingly results in an upper yoke 14 shifted to the right.
- a core consists of shifted layers according to FIGS. 4 and 5. This mutual construction of the core is known per se and is no longer explicitly mentioned in the explanations below.
- Figure 6 shows the processes involved in positioning a layer for a three-legged core.
- the positioning is carried out with push elements 21 which are displaceable in grooves 22.
- the individual sections have their basic position, which corresponds to the position on the stacking station 5 mentioned above.
- the middle leg 12 is aligned and held on the axis of symmetry Y with the aid of the push-on elements 21, as shown in FIG. 6b.
- the middle leg can move freely in the Y-axis, which may be due to rolling elements on the shank elements is made easier.
- the two yokes 14 are pushed with an axially symmetrical movement relative to the axis of symmetry X and with a certain force against the middle leg 12 up to the stop.
- the layer is now aligned with both the Y and X axes.
- the outer legs 13 are also individually struck against the yokes 14 with a parallel movement relative to the axis of symmetry Y. Tolerance fluctuations in the length of the various individual sections are automatically compensated for, so that gap-free joints occur.
- the layer which has been positioned in this way is then fed to the layer station for layering the core using a suitable device.
- FIG. 7 shows the process for positioning a layer for the production of a core that is open on one side.
- a teaching yoke 17 is arranged on the positioning station, which takes on the function of the second yoke.
- the push-on elements 21 engage in longitudinal slots 23, so that a lateral movement of the yoke relative to the axis of symmetry Y is possible.
- FIG. 7a shows, the individual sections are first placed back on the positioning station.
- the middle leg 12 is then aligned and held in the Y-axis, as shown in FIG. 7b.
- the teaching yoke 17 is then first moved into position.
- the teaching yoke in the slots 23 can move to the left or to the right.
- the yoke 14 is pushed onto the middle leg 12 parallel to the X axis with a certain force.
- the two outer legs 13 are again pushed in parallel, as shown in FIG. 7e.
- the yoke obviously remains on the positioning station, so that a core open on one side is stacked on the layer station.
- the positioning station 4 has a support table 24 which is provided with grooves 22 in which the push-on elements 21 projecting beyond the table can be displaced.
- FIG. 8 shows a cross section through a single groove with an individual section 3 lying on the support table 24.
- the individual push-on elements 21 are pivotally mounted on an axis 26, which in turn is fastened to a push-on carriage 25.
- the push-on elements 21 are prestressed in the push-on direction with a spring 31 and can be adjusted with a stop screw 27.
- the push-on carriages 25 are fastened to a parallel running rope 28 and move on rollers 30 on a linear guide 29.
- the parallel running rope 28 is tensioned by means of deflection rollers 33.
- a push-on carriage 25 and 25auf is attached to each stretched section of the parallel running rope.
- the two push-on carriages 25 and 25 ⁇ obviously move towards or away from each other. This achieves an axially symmetrical movement which is used to push the sheet metal sections.
- the parallel rope 28 is driven by a drive rope 36 which is tensioned parallel to the parallel rope 28.
- This drive cable 36 is driven via a drive wheel 37 by a motor, not shown, at a constant speed.
- the connection between the drive cable 36 and parallel running cable 28 is established via a driver 34, which is connected to the parallel by means of a cable clamp 35
- Running rope 28 is attached.
- the driver 34 is resiliently mounted relative to the drive cable in that a spring 40 is arranged between the cable clamp 63 on the drive cable 36 and the driver 34.
- the drive cable 36 is guided through a bore 64 on the driver 34.
- the spring 40 can be preloaded with the rope clamp 65. With the cable clamp 63 fixed to the drive cable 36 is a cam 38 with which a switch 39 on the driver 34 can be activated.
- the driver 34 pulls the parallel running rope 28 in the direction of arrow A, so that the two push-on carriages 25 and 25 ⁇ move towards one another.
- the pushing carriages 25 and 25 ⁇ are braked by tensioning the springs 31 on the pushing elements 21.
- the driver 34 moves relative to the drive rope 36, which continues to run.
- the spring 40 which has a smaller spring constant than the springs 31, is pressed together until the cam 38 actuates the switch 39. This brings the drive wheel 37 to a standstill.
- a measuring device 32 is preferably actuated, as is indicated schematically in FIG. 9. It can be an incremental or an absolute measuring system.
- the position of the push-on elements 21 is determined with the measuring system and passed on to a control device.
- the control device compares the determined values, for example the width of the middle leg and the position of the yoke and side leg pushers with predetermined values and triggers an interference signal if there are deviations between the actual dimension and the target dimension.
- the drive wheel 37 is reversed until the push-on carriages 25 and 25 ⁇ have reached an opening position determined by the measuring system 32.
- the drive wheel 37 is then stopped and the positioning station is ready for a further pushing operation.
- FIG. 10 shows the combination of several parallel running ropes, as is required, for example, for the push-on process shown in FIG. 6.
- 41 and 41 ⁇ the two cables for pushing the outer legs are shown.
- the only difference from the parallel running rope shown in FIG. 9 is that the two push-on elements 21 do not move parallel, but diagonally towards one another, but parallel to the X axis.
- the drive with the aid of a drive cable is otherwise exactly the same, but is not shown in Figure 10 for reasons of clarity.
- the push elements 21 of the cables 41 move in the direction of arrow B.
- Position 42 shows the cable pull for the middle leg.
- two push-on elements 21 are fastened in pairs on a push-up carriage 25 via the axis 26 and move in pairs towards or away from each other in the direction of arrow C.
- the cable pull 43 for pushing the yokes is constructed in the same way as the cable pull 42, but arranged at 90 ° to it.
- the push-on elements 21 of the cable pull 43 move in the direction of the arrow D.
- the individual cable pulls are arranged under the support table 24 in such a way that they do not interfere with one another.
- additional cables with parallel running cables could be arranged under the support table.
- the push-on elements 21 could also be actuated in other ways be done, such as with counter-rotating spindles, with pneumatic cylinders or similar drive elements.
- FIG. 11 and 12 relate to the gripper device.
- a movable suction gripper 44 is used to lift the individual sheets from the stacking station 5, in which the ends of each sheet are bent open when they are lifted off.
- the gripper has a plurality of resiliently mounted gripper arms 46 and at least one bellows 45 for each individual section.
- the gripper arms 46 and the bellows 45 are connected via a line 66 to a vacuum source.
- the gripping arms 46 are provided on the underside with suction heads 49, while the bellows has a suction lip, not shown.
- FIG. 11a shows the position of the gripper immediately before being placed on the stack at the stacking station 5.
- FIG. 11b shows the uppermost section.
- FIG. 11c shows the beginning of the lifting process.
- FIG. 11d shows that the individual sections 3 are transported from the stacking station 5 to the positioning station 4 not in a plane-parallel manner but rather in a slightly bent manner. However, this does no further harm, since the individual sections do not have to be placed exactly on the positioning station.
- a hold-down device 50 is preferably used, as shown in FIG.
- the hold-down device 50 is preferably in the Integrated gripping device. It has the effect that the possibly bent ends of the individual sections 3 are held down in such a way that they cannot be pushed over one another when pushed onto the support table 24.
- spacer pins 51 can be used, each of which ensures a minimal air gap between the flat individual sections 3 and the underside of the holding-down device 50.
- FIG. 12 shows a gripping device with a rigid gripper plate 48, as is used for the transport of a positioned layer from the positioning station 4 to the layer station 2.
- the support table 24 is structured by means of depressions 47, so that virtually no adhesive forces can occur when a layer is lifted off.
- the gripper plate itself is preferably also structured so that the layer does not stick to the gripper plate 48 when it is deposited at the shift station 2.
- the gripping device with the integrated hold-down device is lowered onto the positioning station. It is positioned on and then sucked in. This ensures an absolutely precise transport to the shift station without moving the individual sections.
- a layer device On a rotating unit 52 in the form of a cross, four grippers are arranged offset from one another by 90 °. This is a first sheet gripper 60, a second sheet gripper 61 and a first layer gripper 58 and a second layer gripper 59.
- the rotating unit 52 is mounted on a center column 53 and can be rotated about it.
- a stacking station 5, two positioning stations 4 and 4 ⁇ and a shift station 2 are arranged around the center column 53, likewise offset by 90 ° to one another.
- the two posi toning stations 4 and 4 ⁇ are arranged diametrically opposite one another.
- stacking tables 62 and 62 ⁇ can optionally be fed to the stacking station 5 on rails 56.
- the stacking tables 62 are arranged on trolleys 55. As FIG. 16 shows, the stacking table 62 is at the stacking station 5, while the stacking table 62 ⁇ is in the waiting position directly next to it. Individual sections of different widths can be provided on the stacking tables 62 for the different stages of a transformer core.
- a turntable which feeds the correspondingly pre-stacked stacks of a certain dimension to the stacking station 5.
- the height of the stacking table 62 is adjustable and can be adapted to the respective stacking height.
- the shift station 2 consists of a scissor table 54 which can also be moved and the height of which can be adapted to the core to be layered. After the layering process has ended, the scissor table 54 can be moved to the tilting station 57, where the layered core can be set up for further processing.
- FIGS. 17 to 19 show the various automated work cycles when the core is layered on the layer station 2.
- a sheet layer is picked up by the stacking station 5 with the first sheet metal gripper 60.
- a first positioned layer is picked up by the positioning station 4 with the first layer gripper 58.
- the second sheet gripper 61 places a sheet layer previously picked up at the stacking station 5 on the second positioning station 4 ⁇ and the second layer gripper 59 puts a ready positioned layer picked up on the positioning station 4 ⁇ onto the layer station 2.
- the rotating unit 52 moves in the direction of the arrow E until the rotating unit has assumed the position shown in FIG. 19.
- the first sheet metal gripper 60 places its sheet metal layer previously picked up by the stacking station 5 on the now empty positioning station 4, while the second sheet metal gripper 61 picks up a new layer at the stacking station 5.
- the first layer gripper 58 places its positioned layer picked up by the positioning station 4 on the layer station 2 and the second layer gripper 59 picks up the positioned layer from the positioning station 4 ⁇ .
- the rotating unit 52 is pivoted back in the direction of the arrow F, so that it again assumes the position shown in FIG. The process of picking up and putting down the various layers can start again.
- the device produces an optimal rationalization effect in that the cost of layering a core is up to five times less than manual layering.
- the system can be operated practically fully automatically, so that an operator is only required for the preparatory work or if a fault occurs. Different yoke and leg lengths can be stacked on the system without any significant conversion work. Different nominal dimensions for the stops can be preprogrammed in a control device, so that the operator only has to select the program corresponding to the desired core configuration.
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 9.The invention relates to a method according to the preamble of
Die geschichteten Kerne für Verteil- und Leistungstransformatoren mit Leistungen von mehr als 30 KVA werden mit wenigen Ausnahmen auch heute noch von Hand geschichtet. Als Montagehilfen dienen dabei mechanische Anschläge und vororientierte Stapel, welche um die Schichtstation bereitgestellt werden. Eine Arbeitskraft schichtet ca. 6 bis 30 Bleche pro Minute, je nach der Grösse der Bleche und der zur Verfügung stehenden Montageeinrichtung.With a few exceptions, the layered cores for distribution and power transformers with outputs of more than 30 KVA are still layered by hand. Mechanical stops and pre-oriented stacks, which are provided around the shift station, serve as assembly aids. A worker shifts approx. 6 to 30 sheets per minute, depending on the size of the sheets and the available assembly equipment.
Für das Schichten der Kerne sind auch bereits voll- und halbautomatische Anlagen gebaut worden. Dabei werden beispielsweise zugeschnittene Einzelabschnitte auf Förderbänder verteilt und der Schichtstation zugeführt. Einzelne der parallel zugefuhrten Abschnitte müssen dabei mit einer Drehvorrichtung um 90° gewendet und angeschlagen werden. Diese Anlagen haben den Nachteil, dass sie relativ kompliziert und sehr teuer sind. Für das Umstellen auf andere Blechdimensionen sind jeweils aufwendige Umrüstarbeiten erforderlich, so dass die Anlage hohe Stillstandzeiten aufweist. Ausserdem ist es in den meisten Fällen nötig, die Bleche zum Zentrieren beim Schichten mit Bohrungen zu versehen, was sich am fertigen Transformatoren-Kern nachteilig auswirkt.Fully and semi-automatic systems have already been built for layering the cores. For example, cut individual sections are distributed on conveyor belts and fed to the shift station. Some of the sections fed in parallel must be turned and struck 90 ° using a rotating device. The disadvantage of these systems is that they are relatively complicated and very expensive. To convert to other sheet metal dimensions, time-consuming retrofitting work is required so that the system has long downtimes. In addition, in most cases it is necessary to drill the sheets for centering during layering, which has a disadvantageous effect on the finished transformer core.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen ein vollautomatisches Schichten von Blechkernen mit minimalem Aufwand und grosser Effizienz möglich ist. Dabei sollen sich Toleranzschwankungen bei den Aussenabmessungen der Bleche nicht negativ auswirken, d.h. nicht zu Luftspalten an den Stossstellen führen, welche elektrische Verluste des Transformators zur Folge hätten. Das Verfahren soll ausserdem ohne mechanische Veränderung der Bleche, d.h. ohne Zentrierlöcher oder dergleichen, durchführbar sein.It is therefore an object of the invention to provide a method and a device of the type mentioned at the beginning with which a fully automatic layering of sheet metal cores is possible with minimal effort and great efficiency. Tolerance fluctuations in the external dimensions of the sheets should not have a negative effect, i.e. do not lead to air gaps at the joints, which would result in electrical losses of the transformer. The process should also be carried out without mechanical changes to the sheets, i.e. without centering holes or the like.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäss Anspruch 1 bzw. mit ener Vorrichtung mit den Merkmalen gemäss Anspruch 9 gelöst. Das eigentliche Positionieren und Anschlagen der Einzelabschnitte einer Schicht erfolgt dabei auf einer separaten Positionierstation und nicht auf der Schichtstation auf dem bereits teilweise geschichteten Schichtkörper. Am Schichtkörper selbst sind daher keine Massnahmen erforderlich, um ein Verrutschen der Einzelabschnitte zu verhindern, da auf der Schichtstation nur noch bereits positionierte und angeschlagene Einzelschichten abgelegt werden.This object is achieved according to the invention with a method with the features according to
Ein weiterer Rationalisierungseffekt wird erreicht, wenn die Einzelabschnitte auf einer Stapelstation bereits in der richtigen Relativlage zueinander stapelweise bereitgestellt werden, und wenn jeweils alle Einzelabschnitte einer Schicht gemeinsam von der Stapelstation auf die Positionierstation transportiert werden. So können mit einer einzigen Bewegung alle Einzelabschnitte einer Schicht der Positionierstation zugeführt werden, was den Einsatz eines Greifersystems erlaubt. Dies ist ersichtlicherweise wesentlich einficher als das Zuführen mit Förderbändern, Rollenbahnen oder Robotersystemen.A further rationalization effect is achieved if the individual sections on a stacking station are already provided in stacks in the correct relative position to one another and if each individual section of a layer is transported together from the stacking station to the positioning station. In this way, all individual sections of a layer can be fed to the positioning station with a single movement, which allows the use of a gripper system. Obviously, this is much easier than feeding with conveyor belts, roller conveyors or robot systems.
Besonders einfach lässt sich eine einzelne Schicht auf der Positionierstation positionieren, wenn jeweils ein Einzelabschnitt in einer vorbestimmten Position fixiert oder auf eine vorbestimmte Achse ausgerichtet wird und wenn alle übrigen Einzelabschnitte einer Schicht durch Anschieben positioniert werden, wobei der fixierte bzw. ausgerichtete Einzelabschnitt die Lage aller angeschobenen Einzelabschnitte bestimmt. Dadurch werden zum Positionieren der Einzelabschnitte keine Bohrungen benötigt. Längentoleranzen der Einzelabschnitte werden automatisch ausgeglichen, da die Einzelabschnitte immer bis zum Anschlag aneinander angeschoben werden. Luftspalte an den Stossstellen werden so zuverlässig vermieden. Auf diese Weise lassen sich besonders vorteilhaft Dreiphasen-Transformatoren mit drei parallelen Schenkeln und zwei Jochen schichten, indem an der Positionierstation zuerst der Mittelschenkel auf eine vorbestimmte Achse ausgerichtet wird und anschliessend die beiden Joche und die beiden Aussenschenkel angeschoben werden. Die Stossstellen können dabei stumpf, verzapft oder mit Schrägschnitt ausgebildet sein.A single layer can be positioned particularly easily on the positioning station if an individual section is fixed in a predetermined position or aligned on a predetermined axis and if all other individual sections of a layer are positioned by pushing, the fixed or aligned individual section being the position of all pushed individual sections determined. This means that no holes are required to position the individual sections. Length tolerances of the individual sections are automatically compensated for, since the individual sections are always pushed against each other up to the stop. This reliably prevents air gaps at the joints. In this way, three-phase transformers with three parallel legs and two yokes can be layered particularly advantageously by first aligning the middle leg on a predetermined axis at the positioning station and then pushing the two yokes and the two outer legs. The butt joints can be blunt, mortised or bevelled.
Da zum Aufbringen der Spulenkörper auf die parallen Schenkel wenigstens ein Joch nach dem Schichten wieder entfernt werden muss, kann an der Positionierstation auch ein Lehrjoch vorgesehen sein, welches immer an der Positionierstation verbleibt und nur zur Ausrichtung der übrigen Einzelabschnitte dient. Von der Positionierstation wird somit jeweils eine einseitig offene Schicht auf die Schichtstation transportiert und zu einem einseitig offenen Kern aufgeschichtet.Since at least one yoke has to be removed again after layering in order to apply the bobbins to the parallel legs, a teaching yoke can also be provided at the positioning station, which yoke always remains at the positioning station and only serves to align the remaining individual sections. A layer that is open on one side is thus transported from the positioning station to the layer station and piled up to form a core that is open on one side.
Einzelabschnitte werden auf der Positionierstation vorzugsweise mit einer axialsymmetrischen Bewegung in ihre Endposition geschoben und in dieser Position mit einem Messystem vermessen. Auf diese Weise konnen fehlende oder falsch dimensionierte Bleche oder solche mit falscher Position ermittelt werden. Auch das automatische Erstellen eines Messprotokolls ist möglich, so dass die Beschaffenheit des geschichteten Kerns aufgrund von Messdaten überprüft werden kann.Individual sections are preferably pushed into their end position with an axially symmetrical movement on the positioning station and measured in this position with a measuring system. In this way, missing or incorrectly dimensioned sheets or those with the wrong position be determined. Automatic creation of a measurement protocol is also possible, so that the nature of the layered core can be checked on the basis of measurement data.
Die einzelnen Schichten werden von der Stapelstation auf die Positionierstation vorzugsweise mit einem beweglichen Greifer transportiert, der die Enden der Einzelabschnitte beim Abheben von den Stapeln aufbiegt. Auf diese Weise kann die relativ starke Adhäsionskraft beim Abheben der Einzelbleche vom Stapel überwunden werden. Das bewegliche Abheben von der Stapelstation wirkt sich nicht nachteilig aus, da die Einzelabschnitte auf der Positionierstation nicht in einer exakten Lage abgelegt werden müssen. Dagegen wird die fertig positionierte Schicht von der Positionierstation auf die Schichtstation mit einem starren Greifer transportiert, der einen exakt planparallelen Transport ohne Verschiebung der Stossstellen gewährleistet. Ein planparalleles Abheben ohne Auftreten von Adhäsionskräften von der Positionierstation wird dabei dadurch ermöglicht, dass die Positionierstation einen Auflagetisch mit einer strukturierten Oberfläche aufweist.The individual layers are transported from the stacking station to the positioning station, preferably with a movable gripper, which bends the ends of the individual sections when they are lifted off the stack. In this way, the relatively strong adhesive force can be overcome when lifting the individual sheets from the stack. Moving lifting from the stacking station does not have a disadvantage since the individual sections do not have to be placed in an exact position on the positioning station. On the other hand, the completely positioned layer is transported from the positioning station to the layer station with a rigid gripper, which guarantees an exactly plane-parallel transport without moving the butt joints. A plane-parallel lifting without the occurrence of adhesive forces from the positioning station is made possible in that the positioning station has a support table with a structured surface.
Das Positionieren auf der Positionierstation lässt sich besonders einfach realisieren, wenn diese einen Auflagetisch mit Nuten aufweist, und wenn die Anschiebevorrichtung aus Anschiebeelementen besteht, welche durch die Nuten aus dem Auflagetisch ragen und in den Nuten verschiebbar sind. Bei dieser Anordnung ist die Anschiebevorrichtung im wesentlichen unter dem Auflagetisch angeordnet, so dass neben oder über der Positionierstation keine störenden Maschinenelemente vorhanden sind. Je zwei zusammenwirkende Anschiebeelemente sind vorzugsweise an einem Parallellaufseil befestigt, so dass eine axialsymmetrische Bewegung der Anschiebeelemente zueinander bzw. voneinander weg möglich ist.Positioning on the positioning station is particularly easy to implement if it has a support table with grooves and if the push-on device consists of push-on elements which protrude from the support table through the grooves and are displaceable in the grooves. In this arrangement, the push-on device is arranged essentially under the support table, so that there are no disruptive machine elements next to or above the positioning station. Two interacting push-on elements are preferably attached to a parallel running rope, so that an axially symmetrical movement of the push-on elements relative to or away from one another is possible.
Die Positionierstation weist vorzugsweise eine Niederhaltevorrichtung auf, mit der beim Anschieben der Einzelabschnitte eventuell aufgebogene Enden derselben niedergehalten werden können. Damit wird zuverlässig verhindert, dass eventuell aufgebogene Enden von Einzelabschnitten beim Anschieben übereinander zu liegen kommen. Vorteilhafterweise wird die Niederhaltevorrichtung direkt in den Greifer zwischen Positionierstation und Schichtstation integriert.The positioning station preferably has a hold-down device with which the bent-up ends of the individual sections can be held down when the individual sections are pushed. This reliably prevents any bent ends of individual sections from lying on top of one another when pushed. The hold-down device is advantageously integrated directly into the gripper between the positioning station and the shift station.
Ein besonders hoher Automatisierungsgrad kann erreicht werden, wenn vier Greifer in einem Winkel von je 90° versetzt zueinander an einer Dreheinheit befestigt sind, die um eine vertikale Mittelachse drehbar ist, und wenn um die Mittelachse ebenfalls um je 90° versetzt zueinander zwei Positionierstationen und je eine Stapelstation und eine Schichtstation angeordnet sind, wobei die beiden Positionierstationen einander diametral gegenüberliegen. Der Transport von der Stapelstation über die Positionierstation auf die Schichtstation erfolgt dabei in einer dauernden wechselseitigen Pendelbewegung, wobei immer auf einer Positionierstation eine Schicht zugeführt und positioniert und beim übernächsten Takt wieder abgehoben und weiter transportiert wird. Jede einzelne Pendelbewegung erfullt somit eine Funktion. Eine weitere Optimierung der Fertigung kann erreicht werden, wenn an der Stapelstation verschiedene Stapeltische wahlweise zuführbar sind. So können für die verschiedenen Stufen eines Kernquerschnitts die vorbereiteten Stapel auf verschiedenen Tischen automatisch zugeführt werden. Dies erlaubt es, mehrstufige Kerne praktisch vollautomatisch ohne Stillstandzeiten für Umrüsten usw. herzustellen.A particularly high degree of automation can be achieved if four grippers are attached at an angle of 90 ° to each other on a rotating unit that can be rotated about a vertical central axis, and if two positioning stations and each are offset around the central axis by 90 ° a stacking station and a shift station are arranged, the two positioning stations being diametrically opposite one another. The transport from the stacking station via the positioning station to the shift station takes place in a constant reciprocal reciprocating movement, a shift always being fed and positioned on a positioning station and being lifted off again at the next but one cycle and being transported further. Every single pendulum movement therefore fulfills a function. A further optimization of the production can be achieved if different stacking tables can optionally be fed in at the stacking station. In this way, the prepared stacks can be automatically fed to the various stages of a core cross-section on different tables. This makes it possible to produce multi-stage cores practically fully automatically without downtimes for retrofitting etc.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachstehend genauer beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung des Arbeitsablaufs beim Schichten,Figur 2 eine Draufsicht auf den Kern eines mehrstufigen Dreiphasen-Transformators,Figur 3 einen Querschnitt durch die Linie I-I des Kerns gemässFigur 2,Figur 4 eine Draufsicht auf eine Einzelschicht mit versetzten Stossstellen,Figur 5 eine Draufsicht auf eine an die Schicht gemässFigur 4 anschliessende Schicht mit wechselseitig versetzten Stössen,Figur 6 den Positioniervorgang einer Schicht gemäss denFiguren 4 und 5,- Figur 7 den Positioniervorgang für eine einseitig offene Schicht mit Lehrjoch,
Figur 8 einen Querschnitt durch einen Auflagetisch mit darunter angeordneter Anschiebevorrichtung,Figur 9 eine stark vereinfachte Draufsicht auf die Vorrichtung gemässFigur 8,Figur 10 eine stark vereinfachte Draufsicht auf eine Anschiebevorrichtung zum Positionieren einer Schicht gemässFigur 6,Figur 11 das Abheben eines Einzelabschnitts von der Stapelstation mit einem beweglichen Greifer in vier Stadien,Figur 12 einen Querschnitt durch Greifvorrichtung und Auflagetisch in zwei Stadien,Figur 13 einen Querschnitt durch eine Niederhaltevorrichtung mit verbogenen Einzelabschnitten,Figur 14 eine alternative Ausgestaltung einer Niederhaltevorrichtung,Figur 15 eine Seitenansicht auf eine Schichtvorrichtung mit pendelnder Dreheinheit,Figur 16 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemässFigur 15,Figuren 17 bis 19 die virschiedenen Arbeitstakte der Vorrichtung gemäss denFiguren 15 und 16.
- FIG. 1 shows a schematic representation of the workflow during layering,
- FIG. 2 shows a top view of the core of a multi-stage three-phase transformer,
- FIG. 3 shows a cross section through line II of the core according to FIG. 2,
- FIG. 4 shows a plan view of a single layer with offset joints,
- FIG. 5 shows a top view of a layer adjoining the layer according to FIG. 4 with mutually offset joints,
- 6 shows the positioning process of a layer according to FIGS. 4 and 5,
- FIG. 7 shows the positioning process for a layer open on one side with a yoke,
- FIG. 8 shows a cross section through a support table with a pushing device arranged underneath,
- FIG. 9 shows a greatly simplified top view of the device according to FIG. 8,
- FIG. 10 shows a greatly simplified top view of a push-on device for positioning a layer according to FIG. 6,
- FIG. 11 the lifting of a single section from the stacking station with a movable gripper in four stages,
- FIG. 12 shows a cross section through the gripping device and support table in two stages,
- FIG. 13 shows a cross section through a hold-down device with bent individual sections,
- FIG. 14 shows an alternative embodiment of a hold-down device,
- FIG. 15 shows a side view of a layer device with an oscillating rotating unit,
- FIG. 16 shows a plan view of the device according to FIG. 15,
- FIGS. 17 to 19 show the different work cycles of the device according to FIGS. 15 and 16.
Wie in Figur 1 dargestellt, werden auf einer Stapelstation 5 zuerst die verschiedenen Einzelabschnitte 3 stapelweise bereitgestellt. Die Stapel haben dabei relativ zueinander bereits die richtige Lage, sind jedoch nicht absolut exakt ausgerichtet. Die Einzelabschnitte 3 einer Schicht werden von der Stapelstation gemeinsam abgehoben und auf der Positionierstation 4 abgelegt. Wie strichpunktweise angedeutet, haben diese Einzelabschnitte nach dem Ablegen die gleiche Relativposition zueinander wie auf der Stapelstation 5. Die Einzelabschnitte der Schicht auf der Positionierstation werden anschliessend gegeneinander angeschoben, bis die Schicht ein in sich geschlossenes Gebilde darstellt. Dabei wird vorzugsweise ein Einzelabschnitt, beispielsweise ein Mittelschenkel fixiert oder wenigstens auf eine bestimmte Achse ausgerichtet, während alle übrigen Einzelabschnitte angeschoben werden. Die fertig positionierte Einzelschicht wird anschliessend geschlossen von der Positionierstation 4 auf die Schichtstation 2 transportiert und dort exakt abgelegt, bzw. zu einem Schichtkörper 1 aufgeschichtet. Dabei wirken auf die bereits geschichteten Einzelschichten keine seitlichen Kraftmomente mehr ein, da kein Positionieren der Einzelabschnitte mehr erforderlich ist. Das exakte Ablegen der positionierten Einzelschichten auf der Schichtstation lässt sich mit einfachen Mitteln realisieren.As shown in FIG. 1, the various
Das Verfahren eignet sich besonders vorteilhaft für das Schichten von Transformatoren-Kernen, insbesondere von Dreiphasen-Transformatoren. Selbstverstandlich können aber auf die gleiche Art und Weise auch andere Schichtkörper aufgebaut werden, wie sie teilweise in der Bautechnik oder im Maschinenbau Anwendung finden. Auch bei der Konfiguration der Transformatorenkerne sind verschiedene Ausgestaltungen denkbar. So kann beispielsweise ein mehrstufiger Kern eines Dreiphasen-Transformators geschichtet werden, wie er in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist. Selbstverständlich können aber auch Einphasen-Transformatoren des Kern- oder Manteltyps oder aber auch kompliziertere Fünfschenkel-Transformatoren hergestellt werden. Auch die Kernquerschnitte können ersichtlicherweise beliebig modifiziert werden. Je nach Anwendungsfall können auch Kernquerschnitte mit Kühlschlitzen realisiert werden. Die Stossstellen der Einzelabschnitte können stumpf oder verzapft ausgebildet sein, wobei die Enden der einzelnen Abschnitte im rechten Winkel oder schräg geschnitten sein können.The method is particularly advantageous for the layering of transformer cores, especially three-phase transformers. Of course, other laminates can also be built in the same way as they are used in construction or mechanical engineering. Various configurations are also conceivable for the configuration of the transformer cores. For example, a multi-stage core of a three-phase transformer can be layered, as shown in FIGS. 2 and 3. Of course, single-phase transformers of the core or jacket type or even more complicated five-leg transformers can also be produced. The core cross sections can obviously also be modified as desired. Depending on the application, core cross sections can also be realized with cooling slots. The butt joints of the individual sections can be blunt or mortised, the ends of the individual sections being cut at right angles or at an angle.
In den Figuren 2 und 3 ist beispielsweise ein typischer Kern 6 eines Dreiphasen-Transformators mit Stufenquerschnitt dargestellt, der sich aus dem Mittelschenkel 12, den beiden Aussenschenkeln 13 und den beiden Jochen 14 zusammensetzt. Die Enden der Einzelabschnitte sind in einem Winkel von 45° schräg geschnitten. Der Querschnitt des Kerns ist fünfstufig und setzt sich zusammen aus der ersten und fünften Stufe 7 und 11, der zweiten und vierten Stufe 8 und 10 und aus der mittleren und dritten Stufe 9.FIGS. 2 and 3 show, for example, a
In den Figuren 4 und 5 ist die Anordnung der Einzelabschnitte von jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schichten genauer dargestellt. Um die magnetischen Verluste innerhalb des Kerns so klein wie möglich zu halten, werden die einzelnen aufeinanderfolgenden Schichten versetzt zueinander gestapelt. Dies erfolgt beim dreischenkligen Kern auf einfachste Weise dadurch, dass der Mittelschenkel 12 eine Schenkelspitze 19 aufweist, die jeweils um das Mass a versetzt zur Mittelachse 20 angeordnet ist. Die Joche 14 sind mit einem V-Schnitt 15 versehen, der jeweils in der Mitte eines Jochs angeordnet ist. Beim Anschieben der Joche 14 an den Mittelschenkel 12 mit den versetzten Schenkelspitzen 19 wird auf einfachste Weise erreicht, dass die Stossstellen der Joche mit den Aussenschenkeln 13 ebenfalls einen Versatz aufweisen. Figur 4 zeigt eine Schicht mit relativ zur Mittelachse 20 nach links versetztem oberem Joch. Bei der nächstfolgenden Schicht gemäss Figur 5 ist der Mittelschenkel 12 seitenverkehrt angeordnet, so dass die Schenkelspitze 19 um das Mass a rechts der Mittelachse 20 versetzt ist. Dies ergibt dementsprechend ein nach rechts versetztes oberes Joch 14. Ein Kern besteht aus in sich versetzten Schichten gemäss den Figuren 4 und 5. Dieses wechselseitige Aufbauen des Kerns ist an sich bekannt und wird bei den nachstehenden Erläuterungen nicht mehr ausdrücklich erwahnt.FIGS. 4 and 5 show the arrangement of the individual sections of two successive layers in more detail. In order to keep the magnetic losses within the core as small as possible, the individual successive layers are stacked offset from one another. In the case of the three-legged core, this is done in the simplest way by the fact that the
Figur 6 zeigt die Vorgänge beim Positionieren einer Schicht für einen dreischenkligen Kern. Das Positionieren erfolgt dabei mit Anschiebeelementen 21, welche in Nuten 22 verschiebbar sind. In Figur 6a haben die Einzelabschnitte ihre Grundposition, welche der Position auf der oben erwähnten Stapelstation 5 entspricht. In einem ersten Schritt wird der Mittelschenkel 12 mit Hilfe der Anschiebeelemente 21 auf die Symmetrieachse Y ausgerichtet und gehalten, wie Figur 6b zeigt. Der Mittelschenkel kann sich jedoch in der Y-Achse frei bewegen, was ggf. noch durch Wälzkörper an den Anschie beelementen erleichtert wird. In einem nächsten Schritt gemäss Figur 6c werden die beiden Joche 14 mit einer axialsymmetrischen Bewegung relativ zur Symmetrieachse X und mit einer bestimmten Kraft an den Mittelschenkel 12 bis zum Anschlag angeschoben. Die Schicht ist jetzt sowohl auf die Y- als auch auf die X-Achse ausgerichtet. Schliesslich werden in einem letzten Schritt gemäss Figur 6d auch die Aussenschenkel 13 mit einer parallelen Bewegung relativ zur Symmetrieachse Y einzeln an die Joche 14 angeschlagen. Toleranzschwankungen in der Länge der verschiedenen Einzelabschnitte werden dabei automatisch kompensiert, so dass spaltfreie Stossstellen entstehen. Die derart fertig positionierte Schicht wird anschliessend mit einer geeigneten Vorrichtung der Schichtstation zum Aufschichten des Kerns zugeführt.Figure 6 shows the processes involved in positioning a layer for a three-legged core. The positioning is carried out with
Figur 7 zeigt den Vorgang zum Positionieren einer Schicht für die Herstellung eines einseitig offenen Kerns. Dabei ist auf der Positionierstation ein Lehrjoch 17 angeordnet, welches die Funktion des zweiten Jochs einnimmt. Beim Lehrjoch 17 greifen die Anschiebeelemente 21 in Längsschlitze 23, so dass eine seitliche Bewegung des Lehrjochs relativ zur Symmetrieachse Y möglich ist. Wie Figur 7a zeigt, werden die Einzelabschnitte zunächst wieder auf der Positionierstation abgelegt. Anschliessend wird der Mittelschenkel 12 ausgerichtet und in der Y-Achse gehalten, wie Figur 7b zeigt. Gemäss Figur 7c wird dann zunächst das Lehrjoch 17 auf Position gefahren. Je nachdem, ob die Schenkelspitze des Mittelschenkels nach links oder nach rechts verschoben ist, kann das Lehrjoch in den Schlitzen 23 nach links oder nach rechts ausweichen. Im nächsten Schritt gemäss Figur 7d wird das Joch 14 mit einer bestimmten Kraft parallel zur X-Achse an den Mittelschenkel 12 angeschoben. Am Ende erfolgt wiederum das einzelne parallele Anschieben der beiden Aussenschenkel 13, wie Figur 7e zeigt. Beim Abheben der positionierten Schicht verbleibt das Lehrjoch ersichtlicherweise auf der Positionierstation, so dass auf der Schichtstation ein einseitig offener Kern aufgeschichtet wird.FIG. 7 shows the process for positioning a layer for the production of a core that is open on one side. A
Aufbau und Wirkungsweise einer Anschiebevorrichtung werden nachstehend anhand der Figuren 8 bis 10 genauer beschrieben. Wie bereits kurz erwähnt, weist die Positionierstation 4 einen Auflagetisch 24 auf, der mit Nuten 22 versehen ist, in welchen die über den Tisch hinausragenden Anschiebeelemente 21 verschiebbar sind. Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch eine einzelne Nut mit einem auf dem Auflagetisch 24 liegenden Einzelabschnitt 3. Die einzelnen Anschiebeelemente 21 sind schwenkbar an einer Achse 26 gelagert, welche ihrerseits an einem Anschiebewagen 25 befestigt ist. Die Anschiebeelemente 21 sind mit einer Feder 31 in Anschieberichtung vorgespannt und können mit einer Anschlagschraube 27 justiert werden. Die Anschiebewagen 25 sind an einem Parallellaufseil 28 befestigt und bewegen sich auf Rollen 30 auf einer Linearführung 29.The structure and mode of operation of a push-on device are described in more detail below with reference to FIGS. As already briefly mentioned, the
Wie insbesondere Figur 9 zeigt, ist das Parallellaufseil 28 mittels Umlenkrollen 33 gespannt. An jedem gestreckten Abschnitt des Parallellaufseils ist je ein Anschiebewagen 25 und 25ʹ befestigt. Bei einem Antrieb des Parallellaufseils 28 in eine Drehrichtung erfolgt ersichtlicherweise eine Bewegung der beiden Anschiebewagen 25 und 25ʹ aufeinander zu bzw. voneinander weg. Dadurch wird eine axialsymmetrische Bewegung erzielt, die zum Anschieben der Blechabschnitte verwendet wird.As shown in FIG. 9 in particular, the
Der Antrieb eines Parallellaufseils 28 erfolgt über ein Antriebsseil 36, welches parallel zum Parallellaufseil 28 gespannt ist. Dieses Antriebsseil 36 wird über ein Antriebsrad 37 von einem nicht dargestellten Motor mit konstanter Drehzahl angetrieben. Die Verbindung zwischen Antriebsseil 36 und Parallellaufseil 28 wird über einen Mitnehmer 34 hergestellt, der mittels einer Seilklemme 35 am Parallel laufseil 28 befestigt ist. Der Mitnehmer 34 ist relativ zum Antriebsseil federnd gelagert, indem zwischen der Seilklemme 63 am Antriebsseil 36 und dem Mitnehmer 34 eine Feder 40 angeordnet ist. Das Antriebsseil 36 ist durch eine Bohrung 64 am Mitnehmer 34 geführt. Die Feder 40 kann mit der Seilklemme 65 vorgespannt werden. Mit der Seilklemme 63 fest am Antriebsseil 36 befestigt ist ein Nocken 38, mit dem ein Schalter 39 am Mitnehmer 34 aktivierbar ist. Beim Anschieben der Blechabschnitte auf dem Auflagetisch 24 zieht der Mitnehmer 34 das Parallellaufseil 28 in Pfeilrichtung A, so dass sich die beiden Anschiebewagen 25 und 25ʹ aufeinander zu bewegen. Sobald der Abschnitt 3 in Position gebracht wurde und sich auf dem Auflagetisch 24 nicht mehr weiter verschieben lässt, werden die Anschieberwagen 25 und 25ʹ abgebremst, indem die Federn 31 an den Anschiebeelementen 21 gespannt werden. Sobald das Parallellaufseil dadurch zum Stillstand gebracht wurde, bewegt sich der Mitnehmer 34 relativ zum Antriebsseil 36, welches weiterläuft. Dabei wird die Feder 40, die eine kleinere Federkonstante aufweist als die Federn 31, zusammengepresst, bis der Nocken 38 den Schalter 39 betätigt. Dieser bringt das Antriebsrad 37 zum Stillstand.The
In der angeschobenen Position der Anschiebeelemente 21 wird vorzugsweise eine Messvorrichtung 32 betätigt, wie sie in Figur 9 schematisch angedeutet ist. Es kann sich dabei um ein inkrementales oder ein absolutes Messystem handeln. Mit dem Messystem wird die Position der Anschiebeelemente 21 ermittelt und an eine Kontrollvorrichtung weitergegeben. Die Kontrollvorrichtung vergleicht die ermittelten Werte, beispielsweise die Breite des Mittelschenkels und die Position der Joch- und Seitenschenkel-Anschieber mit vorgegebenen Werten und löst ein Störsignal aus, falls Abweichungen zwischen Istmass und Sollmass vorliegen.In the pushed-on position of the push-on
Für das Oeffnen der Anschiebeelemente wird das Antriebsrad 37 reversiert, bis die Anschiebewagen 25 und 25ʹ eine uber das Messystem 32 ermittelte Oeffnungsposition erreicht haben. Anschliessend wird das Antriebsrad 37 gestoppt und die Positionierstation ist fur einen weiteren Anschiebevorgang bereit.For the opening of the push-on elements, the
Figur 10 zeigt die Kombination mehrerer Parallellaufseile, wie sie beispielsweise für den in Figur 6 dargestellten Anschiebevorgang erforderlich ist. Mit 41 und 41ʹ sind die beiden Seilzüge zum Anschieben der Aussenschenkel dargestellt. Der einzige Unterschied zu dem in Figur 9 dargestellten Parallellaufseil besteht darin, dass die beiden Anschiebeelemente 21 sich nicht parallel, sondern schräg aufeinander zu, aber parallel zur X-Achse bewegen. Der Antrieb mit Hilfe eines Antriebsseiles erfolgt im übrigen genau gleich, ist jedoch in Figur 10 aus Gründen der besseren Uebersichtlichkeit nicht dargestellt. Die Anschiebeelemente 21 der Seilzüge 41 bewegen sich in Pfeilrichtung B.FIG. 10 shows the combination of several parallel running ropes, as is required, for example, for the push-on process shown in FIG. 6. With 41 and 41ʹ the two cables for pushing the outer legs are shown. The only difference from the parallel running rope shown in FIG. 9 is that the two push-on
Mit Position 42 ist der Seilzug für den Mittelschenkel dargestellt. Hier sind an einem Anschieberwagen 25 über die Achse 26 jeweils zwei Anschiebeelemente 21 paarweise befestigt und bewegen sich paarweise in Pfeilrichtung C aufeinander zu bzw. voneinander weg.
Der Seilzug 43 für das Anschieben der Joche ist gleich aufgebaut wie der Seilzug 42, jedoch um 90° versetzt zu diesem angeordnet. Die Anschiebeelemente 21 des Seilzugs 43 bewegen sich in Pfeilrichtung D. Selbstverständlich sind die einzelnen Seilzüge unter dem Auflagetisch 24 derart angeordnet, dass sie sich gegenseitig nicht behindern. Je nach der Anzahl der zu positionierenden Einzelabschnitte könnten unter dem Auflagetisch noch weitere Seilzüge mit Parallellaufseilen angeordnet sein. Selbstverständlich könnten jedoch die Anschiebeelemente 21 auch auf andere Weise betä tigt werden, wie z.B. mit gegenläufigen Spindeln, mit Pneumatikzylindern oder dergleichen Antriebselementen.The cable pull 43 for pushing the yokes is constructed in the same way as the
Die Figuren 11 und 12 beziehen sich auf die Greifervorrichtung. Wie in Figur 11 dargestellt, wird zum Abheben der Einzelbleche von der Stapelstation 5 ein beweglicher Sauggreifer 44 eingesetzt, bei dem die Enden jedes Blechs beim Abheben aufgebogen werden. Der Greifer hat dabei fur jeden Einzelabschnitt mehrere federnd gelagerte Greifarme 46 und wenigstens einen Faltenbalg 45. Die Greifarme 46 und der Faltenbalg 45 sind über eine Leitung 66 an eine Vakuumquelle angeschlossen. Die Greifarme 46 sind auf der Unterseite mit Saugköpfen 49 versehen, während der Faltenbalg eine nicht näher dargestellte Sauglippe aufweist. Figur 11a zeigt die Position des Greifers unmittelbar vor dem Aufsetzen auf den Stapel an der Stapelstation 5. Beim Absenken auf den Stapel werden alle Saugköpfe 49 und der Faltenbalg 45 auf den obersten Abschnitt gepresst, wie Figur 11b zeigt. Sobald über die Leitung 66 ein Vakuum aufgebaut ist, saugen die Saugköpfe 49 und der Faltenbalg 45 einen Einzelabschnitt 3 an. Dabei wird der Faltenbalg 45 zusammengezogen, so dass er ein Blechende anhebt. Dadurch werden die Adhäsionskräfte am Blech überwunden und Luft kann unter den aufgebogenen Blechabschnitt strömen. Figur 11c zeigt den Beginn des Anhebevorgangs. Figur 11d zeigt, dass die Einzelabschnitte 3 von der Stapelstation 5 auf die Positionierstation 4 nicht planparallel, sondern leicht aufgebogen transportiert werden. Dies schadet jedoch nicht weiter, da die Einzelabschnitte nicht exakt positioniert auf die Positionierstation abgelegt werden müssen.Figures 11 and 12 relate to the gripper device. As shown in FIG. 11, a movable suction gripper 44 is used to lift the individual sheets from the stacking
Um zu verhindern, dass beim Anschieben auf der Positionierstation die aufgebogenen Enden von Einzelabschnitten übereinander geschoben werden, wird vorzugswese eine Niederhaltevorrichtung 50 eingesetzt, wie sie in Figur 13 dargestellt ist. Die Niederhaltevorrichtung 50 ist vorzugsweise in die Greifvorrichtung integriert. Sie bewirkt, dass die eventuell aufgebogenen Enden der Einzelabschnitte 3 derart niedergehalten werden, dass sie beim Anschieben auf dem Auflagetisch 24 nicht übereinander geschoben werden können. Wie Figur 14 zeigt, können dabei Distanzzapfen 51 eingesetzt werden, welche jeweils für einen minimalen Luftspalt zwischen den flachen Einzelabschnitten 3 und der Unterseite der Niederhaltevorrichtung 50 sorgen.In order to prevent the bent ends of individual sections from being pushed one above the other when pushing on the positioning station, a hold-down
Figur 12 zeigt eine Greifvorrichtung mit einer starren Greiferplatte 48, wie sie für den Transport einer positionierten Schicht von der Positionierstation 4 zur Schichtstation 2 verwendet wird. Der Auflagetisch 24 ist mittels Vertiefungen 47 strukturiert, so dass beim Abheben einer Schicht praktisch keine Adhäsionskräfte auftreten können. Vorzugsweise ist auch die Greiferplatte selbst strukturiert, damit die Schicht beim Ablegen an der Schichtstation 2 nicht an der Greiferplatte 48 kleben bleibt.FIG. 12 shows a gripping device with a
Die Greifvorrichtung mit der integrierten Niederhaltevorrichtung wird auf die Positionierstation abgesenkt. Darauf wird positioniert und dann angesaugt. Dies gewährleistet einen absolut präzisen Transport auf die Schichtstation ohne Verschiebungen der Einzelabschnitte.The gripping device with the integrated hold-down device is lowered onto the positioning station. It is positioned on and then sucked in. This ensures an absolutely precise transport to the shift station without moving the individual sections.
Die Gesamtanordnung einer erfindungsgemässen Schichtvorrichtung wird nachstehend anhand der Figuren 15 bis 19 erläutert. An einer Dreheinheit 52 in der Form eines Kreuzes sind vier Greifer um je 90° versetzt zueinander angeordnet. Dabei handelt es sich um einen ersten Blechgreifer 60, einen zweiten Blechgreifer 61 sowie um einen ersten Schichtgreifer 58 und einen zweiten Schichtgreifer 59. Die Dreheinheit 52 ist an einer Mittelsäule 53 gelagert und um diese drehbar. Rund um die Mittelsäule 53 sind, ebenfalls um 90° versetzt zueinander, eine Stapelstation 5, zwei Positionierstationen 4 und 4ʹ sowie eine Schichtstation 2 angeordnet. Die beiden Posi tonierstationen 4 und 4ʹ sind einander diametral gegenüberliegend angeordnet. An die Stapelstation 5 können auf Schienen 56 wahlweise verschiedene Stapeltische 62 und 62ʹ zugeführt werden. Die Stapeltische 62 sind auf Rollwagen 55 angeordnet. Wie Figur 16 zeigt, ist der Stapeltisch 62 an der Stapelstation 5, während sich der Stapeltisch 62ʹ unmittelbar daneben in Wartestellung befindet. Auf den Stapeltischen 62 können für die verschiedenen Stufen eines Transformatorenkerns verschieden breite Einzelabschnitte bereitgestellt werden. Alternativ zur linearen Zuführung der Stapeltische 62 könnte selbstverständlich auch ein Drehtisch vorgesehen werden, der jeweils die entsprechend vorgeschichteten Stapel einer bestimmten Dimension der Stapelstation 5 zuführt. Die Höhe des Stapeltisches 62 ist verstellbar und kann der jeweiligen Stapelhöhe angepasst werden.The overall arrangement of a layer device according to the invention is explained below with reference to FIGS. 15 to 19. On a
Die Schichtstation 2 besteht aus einem ebenfalls fahrbaren Scherentisch 54, dessen Höhe dem jeweils zu schichtenden Kern angepasst werden kann. Der Scherentisch 54 kann nach dem Beenden des Schichtvorgangs zur Kippstation 57 gefahren werden, wo der geschichtete Kern für die weitere Verarbeitung aufgerichtet werden kann.The
Die Figuren 17 bis 19 zeigen die verschiedenen, automatisierten Arbeitstakte beim Schichten des Kerns auf der Schichtstation 2. Bei der Position gemäss Figur 17 wird mit dem ersten Blechgreifer 60 von der Stapelstation 5 eine Blechschicht aufgenommen. Gleichzeitig wird mit dem ersten Schichtgreifer 58 eine fertig positionierte Schicht von der Positionierstation 4 aufgenommen. Der zweite Blechgreifer 61 legt eine vorher an der Stapelstation 5 aufgenommene Blechschicht auf die zweite Positionierstation 4ʹ und der zweite Schichtgreifer 59 legt eine vorher auf der Positionierstation 4ʹ aufgenommene, fertig positionierte Schicht auf die Schichtstation 2.FIGS. 17 to 19 show the various automated work cycles when the core is layered on the
Für den nächsten Arbeitstakt bewegt sich die Dreheinheit 52 in Pfeilrichtung E, bis die Dreheinheit die in Figur 19 dargestellte Position eingenommen hat. Dabei legt der erste Blechgreifer 60 seine vorher von der Stapelstation 5 aufgenommene Blechschicht auf die nunmehr leere Positionierstation 4, während der zweite Blechgreifer 61 an der Stapelstation 5 eine neue Schicht aufnimmt. Gleichzeitig legt der erste Schichtgreifer 58 seine von der Positionierstation 4 aufgenommene positionierte Schicht auf die Schichtstation 2 und der zweite Schichtgreifer 59 nimmt die positionierte Schicht von der Positionierstation 4ʹ auf. Fur den nächsten Arbeitstakt wird die Dreheinheit 52 wieder zurück in Pfeilrichtung F geschwenkt, so dass sie wieder die in Figur 17 dargestellte Position einnimmt. Der Aufnahme- bzw. Ablegevorgang für die verschiedenen Schichten kann von neuem beginnen. Mit jeder Pendelbewegung wird somit eine Schicht von der Stapelstation auf eine Positionierstation bzw. von einer Positionierstation auf die Schichtstation transportiert. Selbstverständlich wäre anstelle der rotativen Förderbewegung auch eine lineare Bewegung mit hintereinander angeordneten Stationen denkbar. Die Vorrichtung bewirkt einen optimalen Rationalisierungseffekt, indem die Kosten für das Schichten eines Kerns gegenüber der manuellen Schichtung bis zum fünfmal kleiner sind. Die Anlage lässt sich praktisch vollautomatisch betätigen, so dass eine Bedienungsperson nur für die Vorbereitungsarbeiten oder beim Auftreten einer Störung erforderlich ist. Verschiedene Joch- und Schenkellängen lassen sich auf der Anlage ohne nennenswerte Umrüstarbeiten stapeln. Verschiedene Nennmasse für die Anschläge können in einer Steuervorrichtung vorprogrammiert werden, so dass die Bedienungsperson nur noch das der gewünschten Kernkonfiguration entsprechende Programm wählen muss.For the next work cycle, the rotating
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