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Vorrichtung zum gleichzeitigen Einlegen von mehreren Spulen in die
Ständer elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft einen Antrieb für eine Wickelmaschine,
mit der gleichzeitig mehrere Spulen in die Ständer elektrischer Maschinen eingelegt
werden können. Die Erfindung hat zum Ziel, die bekannten Antriebe für derartige
Wickelmaschinen so zu verbessern, daß bei gleichzeitiger Vereinfachung des Antriebes
höhere Wickelgeschwindigkeiten erreicht werden können.
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Um die maschinelle Bewicklung der Ständer elektrischer Maschinen zu
ermöglichen, wurden bisher verschiedene Vorrichtungen vorgeschlagen. Im allgemeinen
wird für die Drahtzuführung ein sogenannter Wickelarm verwendet. Die Halterung und
Formgebung der Stirnverbindungen erfolgt unter anderem mittels Schablonen, Einwindeformen
oder Wickelstützen.
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Mit manchen Wickelmaschinen kann gleichzeitig immer nur eine Spule
in den Ständer eingelegt werden. Zum Beispiel ist eine Wickelmaschine bekanntgeworden,
deren Wickelarm zur Spulenbildung hin- und hergehende Bewegungen sowie Schwenkbewegungen
ausführt, wobei die maximale Wickelgeschwindigkeit mit 200 Windungen pro Minute
angegeben wird.
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Es wurden auch Wickelmaschinen ausgeführt, die das gleichzeitige Einlegen
von mehreren Spulen, insbesondere von gleichzeitig drei Spulen einer Drehstrom-Ständerwicklung,
ermöglichen. Diese Wickelmaschinen besitzen gegenüber den vorher geschilderten den
Vorteil, daß bei gleichen Wickelzeiten wesentlich niedrigere Wickelgeschwindigkeiten
erforderlich sind. Das Einlegen der Drähte erfolgt dadurch, daß der Wickelarm Längsbewegungen
ausführt und zur Bildung der Wickelköpfe entweder der Ständer oder der Wickelarm
und die Kopfformplatten Drehbewegungen erfahren. Die Steuerung dieser Bewegungen
erfolgt hydraulisch oder mittels Kurvenscheiben. Die letztere Art der Steuerung
wird bei einem bekanntgewordenen Antrieb mittels dreier in der Kurvenform voneinander
vollkommen abweichender Kurvenscheiben erreicht. Eine Kurvenscheibe bewirkt die
Ständerdrehung, derart, daß der Ständer zwecks besserer Ausfüllung des Nutraumes
zum Schluß jeder Drehbewegung eine Gegendrehung erfährt. Eine zweite Kurvenscheibe
steuert- den Wickelarm. Diese Bewegung wird von einer dritten Kurvenscheibe über
ein Differentialgetriebe derart beeinflußt, daß beim Wickeln der Spulen der zweiten
Ebene das Ausschwenken der Schwenkhebel verzögert erfolgt. Dadurch wird ein Beschädigen
der Isolation der Drähte der ersten Ebene durch die einzulegenden Drähte der zweiten
Ebene weitestgehend vermieden. Diese Kurvensteuerung hat jedoch den Nachteil, daß
infolge der verzögernden bzw. gegendrehenden Bewegungen ungünstige Beschleunigungen
auftreten, wodurch die Wickelgeschwindigkeit stark begrenzt werden muß. Es ist erfindungsgemäß
vorgesehen, die Dreh- und/ oder Längsbewegungen ausführenden Wickelelemente derartig
zu steuern, daß sie zeitlich verschoben den gleichen Bewegungsverlauf erfahren.
Dies läßt sich in einfacher Weise durch eine gemeinsame Kurvenscheibe erreichen,
wobei die wechselweisen Dreh- oder Längsbewegungen dadurch erzielt werden, daß die
Betätigungsglieder an um 90° versetzt liegenden Punkten der Kurvenscheibe angreifen.
Ein abwechselnder Stillstand der Schwingen wird dadurch erreicht, daß zwei gegenüberliegende
Kurvenstücke innerhalb eines bestimmten Winkels a Kreisbögen darstellen, deren Mittelpunkte
mit dem Drehpunkt der Kurvenscheibe zusammenfallen. Es liegt auch im Sinne der Erfindung,
daß die beiden. Bewegungen mittels kongruenter, äquivalenter oder in der Kurvenform
ähnlicher Kurvenscheiben gesteuert werden.
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Der angestrebte gleiche und lediglich zeitlich verschobene Bewegungsverlauf
für beide Bewegungen setzt jedoch voraus, daß die Verzögerungsbewegung des Wickelarmes
und die Gegendrehung in Wegfall kommen können. Die Gegendrehung kann dadurch vermieden
werden, daß man z. B. besondere Gummirollen dicht an den Ständerendblechen vorbeilaufen
läßt, die die Drähte auf den Nutgrund drücken, sowie die Form der Wickelstützen
so wählt, daß die Drähte beim Einlegen bestrebt sind, sich auf den Nutgrund zu legen.
Die Beschädigungen der Drähte der ersten Ebene durch die einzulegenden Drähte der
zweiten Ebene lassen sich durch umgerollte Enden der Stützbleche sowie durch angebrachte
Nasen an denselben weitestgehend vermeiden.
Die Ausführbarkeit der
verschiedenen Wickelschritte konzentrischer Spulen löst die Erfindung dadurch, daß
der Drehpunkt der zwischen der Kurvenscheibe und dem drehbaren Maschinenteil angeordneten
Schwinge verlagert wird. Das Bewickeln von Ständern verschiedener Breite und die
damit bedingte Einstellbarkeit des Hubes des Wickelarmes wird dadurch erreicht,
daß die Länge der auf den Wickelarm wirkenden Schwinge zwischen dem Angriffspunkt
an der Kurvenscheibe und dem Drehpunkt am Maschinengestell vergrößert oder verkleinert
und dadurch der Hub des Wickelarmes verkleinert oder vergrößert wird.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnungen an einem Beispiel erläutert.
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Abb. 1 zeigt die gesamte Wickelmaschine im Schnitt. Die den Erfindungsgegenstand
kennzeichnenden Antriebsteile sind besonders hervorgehoben. Die Spulenbildung erfolgt
in der Weise, daß der Wickelarm Längsbewegungen und der Ständer Drehbewegungen erfährt.
Die Welle 3, auf der eine Kurvenscheibe 4 sitzt, wird über Vorgelege (oder Schaltgetriebe)
von dem Motor 2, der erforderlichenfalls ein Bremsmotor sein kann, angetrieben.
Die Anzahl der Umdrehungen der Welle 3 entspricht dabei der Zahl der gewickelten
Windungen je Spule. Die Kurvenscheibe 4 steht über die in Abb. 2 dargestellten Zwischenglieder
mit den Schwingen 5 und 8 in formschlüssiger Verbindung. Die Schwinge 5 wirkt über
ein Kopplungsglied 6 auf den Wickelarm 7, die Schwinge 8 bewirkt über ein Kopplungsglied
9 und eine Zahnstange 10 die Drehung der Ständeraufnahme 11. Die Geradführungen
12 und 13 gewährleisten, daß die Betätigungsglieder an um 90° versetzt liegenden
Punkten der Kurvenscheibe 4 angreifen.
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Die Einzelheiten bei X, in Pfeilrichtung A gesehen, sind in Abb. 2
vergrößert dargestellt. Auf die Bezeichnung der einzelnen Teile ist verzichtet worden.
Für die Einzelheiten bei Y gilt im wesentlichen die Darstellung der Abb. 2.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen vergrößert die Einzelheiten bei Z. Zwischen
einer Grundplatte 14, die am Maschinengestell 1 befestigt ist, Zwischenleisten 15
und Deckleisten 16 ist ein Rahmen 17 verschiebbar angegeordnet. In diesem Rahmen
17 sind Zapfenschrauben 18 drehbar gelagert. Diese Zapfenschrauben 18 nehmen die
Schwinge 8 verschiebbar auf. In den Köpfen der Zapfenschrauben 18 sind Zahnräder
19 derart angeordnet, daß mittels Spindeln 20, die mit der Schwinge 8 festverbunden
sind, eine Verstellbarkeit der Schwinge 8 gegenüber dem Rahmen 17 gegeben ist. Die
Zahnräder 19 stechen mit einem Zahnrad 21, deren Verzahnung die Veränderlichkeit
des Winkels zwischen den Achsen berücksichtigt, in Verbindung. Dieses Zahnrad 21
ist auf einer Keilwelle 22 verschiebbar und wird über die Welle 23 und die Stirnräder
24, 25 mittels eines Verstellmotors 26 betätigt. Die Wellen 22 und 23 sind in Lagerplatten
27, die an die Grundplatte 14 angeschweißt sind, axial unverschiebbar angeordnet.
Die mit Gewinde versehene Welle 23 bewirkt die Verstellung des Rahmens 17 gegenüber
der Grundplatte 14. Die Wirkungsweise dieser Anordnung zur Drehpunktverlagerung
der Schwinge 8 ist folgende: Das Wickeln der Teilspulen mit dem kleinsten Wickelschritt
erfolgt bei einem Schwingendrehpunkt in Stellung I (vgl. Abb. 3). Um die Wickelmaschine
für die nächstgrößeren Teilspulen umzustellen, ist eine Verlagerung des Drehpunktes
nach Stellung II erforderlich. Der zur Verstellung kurzzeitig eingeschaltete Verstellmotor
treibt die Welle 23 an und bewegt den Rahmen 17 nach rechts in die Stellung II.
Zu gleicher Zeit werden über die Teile 23, 24, 25, 22 und 21 die Zahnräder 19 angetrieben,
wodurch die Spindeln 20 und somit die Schwinge 8 gegenüber dem Rahmen 17 um den
gleichen Betrag der Rahmenverstellung nach links bewegt werden. Gegenüber dem Maschinengestell
1 behält also die Schwinge 8 während der Verstellung des Drehpunktes ihre Lage bei.
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Diese Verstellung wiederholt sich bei jeder Umstellung der Wickelmaschine
auf einen anderen Wickelschritt. Zum Beispiel sind bei einer 4poligen Drehstromwicklung
mit q gleich drei und Anordnung der Stirnverbindungen in zwei Ebenen dreimal zwei
Verstellungen notwendig. Die Umschaltung der Wickelmaschine auf eine andere Wickelebene
kann durch Veränderung der Länge des Kopplungsgliedes 9 erfolgen.
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Um Ständer verschiedener Breite bewickeln zu können, muß der Hub des
Wickelarmes einstellbar sein. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein
Bolzen 28 (s. Abb. 1) umgesteckt wird, wodurch die Länge der Schwinge 5 zwischen
der Kurvenscheibe 4 und dem Drehpunkt am Maschinengestell vergrößert oder verkleinert
und dadurch der Hub des Wickelarmes verkleinert oder vergrößert werden kann. Die
Drehpunktverlagerung kann auch stetig einstellbar, ähnlich wie für die Schwinge
8, erfolgen.
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Die Abb. 5 zeigt den Bewegungsverlauf der an der Kurvenscheibe angreifenden
Betätigungsglieder. Mit entsprechenden Maßstäben ergibt sich damit der Hub des Wickelarmes
bzw. die Ständerverdrehung. Günstige Werte für die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte
ergeben sich, wenn der Beschleunigungsverlauf zwischen zwei Stillständen sinusförmig
ist. In der Abb.5 stellt die gestrichelte Linie den Verlauf dar. I-II ist die dazugehörige
Nullinie.