DE1613109C3 - Vorrichtung zum Einbringen und Verformen der Wicklung eines Magnetkerns einer elektrischen Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einbringen und Verformen der Wicklung eines Magnetkerns einer elektrischen Maschine, mit einer Einrichtung zum Transport des Magnetkerns von einer Wicklungsanordnungsstation, in der mindestens eine Spule gewickelt und in den Magnetkern eingesetzt wird, zu einer Verformungsstation.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 3 191 638) wird mit Hilfe von zahlreichen elektrischen und pneumatischen Antriebseinrichtungen eine weitgehend automatisierte Arbeitsweise der Vorrichtung ermöglicht, die bis zu einer vorläufigen Verformung der Wicklung mit Hilfe einer Abdruckpratze führt. Dabei wird insbesondere als nachteilig angesehen, daß trotz einer verhältnismäßig aufwendigen Einrichtung beim Transport des Magnetkerns von der Wicklungsanordnungsstation in die Verformungsstation nicht mit Sicherheit ausgeschlossen ist, daß Windungen der Wicklung aus den Nuten austreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung derart auszubilden, daß der Magnetkern von der Wicklungsanordnungsstation in die Verformungsstation transportiert werden kann, ohne daß die Windungen der Wicklung aus den Nuten austreten können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Transporteinrichtung ein Halter angeordnet ist, der derart an den Magnetkern anlegbar ist, daß die Windungen der Spule in den Nuten gehalten werden, daß an der Verformungsstation, in ίο axialer Richtung fluchtend mit dem Halter, ein Träger derart angeordnet ist, daß der Magnetkern auf diesen aufschiebbar ist, wobei die Windungen der Spule weiterhin in den Nuten gehalten werden, und daß der Magnetkern durch eine Verschiebung des Halters oder des Trägers in die Verformungsstation einführbar ist, wo eine elektromagnetische Verformung der Wicklung durchgeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig.l,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines Teils der Vorrichtung der Fig. 1, die den Kernträger in der Verformungsstation in der ausgefahrenen Lage zeigt,

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Ansicht, die den Kernträger in der eingefahrenen Lage zeigt,
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 der F i g. 4,

F i g. 6 eine Ansicht einer anderen Ausführungsform des Kernträgers der Verformungsstation.

Die in der Zeichnung gezeigte Vorrichtung 10 dient zum Einbringen und Verformen der Wicklung

11 eines Magnetkerns 13 einer elektrischen Maschine mit einer Leistung von weniger als 1 PS.

Der Magnetkern 13, der isolierte Nuten 12 hat, wird an einer Beschickungsstation A auf das freie Ende 14 eines rohrförmigen Halters 16 einer Transporteinrichtung 17 geschoben. Der Halter 16 weist Führungsrippen 16 α und 16 b auf, die in die Nuten

12 einschiebbar sind, um den Kern 13 auf dem Halter 16 zu sichern. An der Oberseite eines horizontalen Tisches 18 ist ein vertikaler Bügel 19 mit einer Ausnehmung 21 montiert, der zur Halterung des Halters 16 in der gewünschten Lage in der Station A dient. Die Transporteinrichtung 17 ist schwenkbar gelagert, und zwar durch ein Lager 22, eine Buchse 23 und eine Stange 24, um den Halter 16 zwischen der Beschickungsstation A und einer Wicklungsanordnungsstation B zu verschwenken, wo die Wicklung 11 in die Nuten 12 des Kerns 13 eingebracht wird. Die Stange 24 ist an einem Ende mit einem Transportarm 26 verbunden, der den Halter 16 trägt und ein gegengewichtsbelastetes Ende 27 aufweist. Die Stange 24 verläuft durch die Buchse 23, die selbst drehbar in dem Lager 22 gelagert ist, das auf dem Tisch 18 in der Nähe des Arms 26 montiert ist.

Die Transporteinrichtung 17 wird durch eine Zahnstange 28 bewegt. Die Zahnstange gleitet in einer Führung 29 und wird senkrecht zur Achse der Stange 24 durch einen Druckluftzylinder 31 verschoben.
An der Wicklungsanordnungsstation 5 kann irgendeine geeignete Einrichtung verwendet werden, um die Wicklung in die Nuten 12 des Kerns 13 einzubringen. Beim Ausführungsbeispiel werden zuerst die Spulen mit einer vorgeschriebenen Anzahl von

Windungen gewickelt und danach in die Nuten des Kerns durch eine bekannte Vorrichtung (USA.-Patentschrift 2 836 204) eingesetzt. Ein Schlitten 32 ist auf einer Führung 33 montiert (F i g. 2), die um eine stationäre Spulenform 34 rotiert, die durch einen unter dem Tisch 18 montierten Motor angetrieben wird. Leitspindeln 36 drehen die Führung 33 und verschieben damit den Schlitten entlang der Führung, um einen Anzahl von Spulen 37 (Fig. 1) zu wickeln, die der Anzahl der Spulen pro Pol entspricht. Im Ausführungsbeispiel haben die Kerne 36 Nuten, die vier Spulengruppen mit drei konzentrischen Spulen aufnehmen können. Entsprechend werden drei Spulen mit verschiedenem Durchmesser auf die Form 34 gewickelt.

Wenn die Spulen 37 gewickelt sind, werden sie von der Form durch Trennplatten (nicht abgebildet) entfernt, die zwischen Schiebeflügeln laufen und die Spulen 37 in einen Einsetzkopf 38 schieben, der rechtwinkelig zur Achse der Form 34 verläuft. Durch den Einsetzkopf werden die Spulen in die Nuten des Kerns 13 eingesetzt, wobei der Kern durch zwei stationäre Halbringe 41 festgehalten wird.

Nachdem ein Spulensatz von der Form 34 abgenommen worden ist, wird der Draht auf die Form in entgegengesetzter Richtung gewickelt, um einen weiteren Spulensatz zu bilden. Ein zweiter Motor, der in der Nähe des ersten Motors angeordnet und mit dem Schlitten 32 in umgekehrter Richtung verbunden ist, kann zu diesem Zweck verwendet werden. Auf diese Weise werden benachbarte Polspulengruppen gebildet, die eine abwechselnde Polarität aufweisen, ohne daß der Draht zwischen den Spulengruppen abgeschnitten werden muß.

Der Halter 16 ist an einem Ende am Arm 26 über eine übliche Einrichtung 42 befestigt, die intermittierend von einem Druckluftzylinder 43 betätigt wird, um den Halter 16 nach jeder Anordnung eines Spulensatzes um 180° elektrisch weiterzudrehen.

Das von der Transporteinrichtung 17 entfernte Ende der Stange 24 ist durch eine Stange 44 mit einer Stange 46 verbunden, die ihrerseits mit dem Einsetzkopf 38 verbunden ist. Wenn der Kopf 38 zur Bohrung des Kerns geschoben wird, wird gleichzeitig die Transporteinrichtung 17 mit dem Halter 16 und der Einrichtung 42 in der gleichen Richtung durch die Stange 44 und die Stange 24 bewegt, die in der Buchse 23 gleitet. Eine Rolle 47, die starr mit der Transporteinrichtung 17 verbunden ist und auf einer auf dem Tisch 18 montierten Schiene 48 läuft, trägt die Transporteinrichtung während dieser Bewegung.

Wenn der Halter 16 die Bohrung des Kerns 13 verlassen hat und die Transporteinrichtung die in der F i g. 1 gestrichelt dargestellte Lage einnimmt, tritt der Einsetzkopf 38 in die Bohrung des Kerns 13 ein und setzt die Spulen 37 in die ausgewählten Nuten des Kerns ein. Danach werden der Einsetzkopf und die Transporteinrichtung in die ausgezogen dargestellte Lage der F i g. 1 eingefahren, wobei der Halter 16 wieder von der Bohrung des Kerns aufgenommen wird. Gleichzeitig wird, während der nächste Spulensatz gewickelt wird, die Einrichtung 42 durch den Zylinder 43 betätigt. Die Einrichtung 42 dreht den Halter 16 und den Kern 13 mit einem Spulensatz um 180° elektrisch, so daß die Nuten 12 richtig ausgerichtet sind, um den nächsten Spulensatz aufzunehmen. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Spulensätze eingesetzt sind.

Anschließend wird die Zahnstange 28 nach links verschoben, so daß die Stange 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Dadurch wird die Transporteinrichtung 17 gedreht, bis der Halter 16, der den Kern 13 trägt, zur Beschickungsstation A zurückbewegt worden ist, wobei der Halter 16 in der Ausnehmung 21 des vertikalen Bügels 19 aufliegt.

Wie aus der F i g. 3 ersichtlich ist, wird dann der Kern 13 mit den Spulen 37 α zu einer Verformungsstation C transportiert, die sich auf dem Tisch 18 in der Nähe der Beschickungsstation A befindet. In der Station C wird der Kern mit den Spulen in einem Schutzgehäuse 51 angeordnet und elektrisch mit einem Stromstoßgenerator 52 verbunden, der sich in einem Gehäuse unterhalb des Tisches 18 befindet. Die Stromstöße erzeugen elektromagnetische Kräfte, die auf die Spulen einwirken und die gewünschte Verformung der Spulen bewirken.

Zum Transport des Kerns 13 mit den Spulen 37 ω

so von der Station ,4 zur Station C wird ein Träger 53 verwendet, der so gehaltert ist, daß er zwischen einer ausgefahrenen Lage in Eingriff mit dem Halter 16 in der Station A und einer eingefahrenen Lage in dem Gehäuse 51 verschiebbar ist. Die Achse des Trägers 53 fluchtet mit der Achse des Halters 16, wenn der Halter vom Bügel 19 in der Station A gestützt wird. Der Träger weist eine Isolierhülse 54 auf, die einen Körper 55 umgibt, der auf einer zentralen Welle 56 befestigt ist. Der Träger ist an seinem von der Station/4 entfernten Ende mit dem Ende 57 einer Antriebsstange 58 durch eine Halterungsplatte 59 aus Isolierstoff verbunden.

Weiter verlaufen mehrere Bolzen 61 vollständig durch den Körper 55 und durch einen metallischen Gewindesockel 62 der Platte 59. Ferner ist eine Schraube 63 mit einem Kopf, der in der Platte 59 von einem Hohlraum 54 aufgenommen ist, in ein Ende der Welle 56 eingeschraubt. Das Ende 57 der Antriebsstange 58 paßt in den Hohlraum 64 und ist durch Schrauben 66 mit der Platte 59 verbunden. Durch diese Konstruktion wird der Körper 55 über die Isolierplatte 59 fest an der Stange 58 gesichert. Ferner isoliert die Platte 59 den Körper 55 von der metallischen Stange 58.

Um eine Längsverschiebung des Trägers 53 zu ermöglichen, ist in einer Wand 67 des Gehäuses 51 und in einer von der Wand 67 mit Abstand angeordneten Stütze jeweils ein Gleitlager 68 zur gleitenden Lagerung der Stange 58 vorgesehen. Führungsstifte 69 in der Wand 67 passen in Bohrungen in der Platte 59, um die Führung des Trägers zu unterstützen. Der Träger ist in der eingefahrenen Lage der F i g. 4 durch eine Schraubenfeder 72 vorgespannt, die über einen Hebel 71 mit der Stange 58 verbunden ist.

Zum Verschieben des Trägers wird ein Handgriff 73 verwendet, der an der Stange 58 befestigt ist.

Um den Transport des Kerns 13 vom Halter 16 zum Träger 53 zu erleichtern und die Spulenwindungen in den Nuten des Kerns besser zu halten, und um ferner einen Austausch der Hülse 54 zu ermöglichen, ist ein Enddeckel 74 (F i g. 3) lösbar durch eine Schraube 75 an dem dem. Halter 16 gegenüberliegenden Ende des Trägers 53 befestigt. Dieser Deckel hat einen zylindrischen Vorsprung, der in eine ringförmige Aussparung des Halters 16 paßt. Somit kann der Träger 53 in eingepaßten Eingriff mit dem freien Ende des Halters 16 gebracht und der Kern mit den Spulen auf die Hülse 54 geschoben werden. Ein Iso-

lierstück 76, das an der Hülse in der Nähe der Platte 59 befestigt ist, dient zur Begrenzung der axialen Bewegung des Kerns mit den Spulen auf dem Träger.

Wenn der Träger 53 in die eingefahrene Lage der F i g. 4 bewegt worden ist, wird der Kern durch einen verstellbaren Ständer 77 im Gehäuse 51 winkelmäßig relativ zum Träger ausgerichtet. Der Ständer hat eine ebene Plattform zum Angriff an der Umfangsfläche des Kerns 13, um dessen Drehung gegen den Träger 53 zu verhindern. Sobald der Träger die eingefahrene Lage der F i g. 4 eingenommen hat, werden die Spulen elektrisch mit Klemmen des Stromstoßgenerators 52 verbunden. Der Deckel des Gehäuses 51 wird geschlossen und eingeklinkt, wie bei 79 in der F i g. 5 gezeigt ist.

Um die gewünschte Verformung der Spulen zu erzielen, ist bei den Anordnungen der F i g. 3, 4 und 5 eine Primärwicklung 81 im Träger 53 vorgesehen. Die Wicklung -81 v/ird von dem Körper 54 getragen und erzeugt Magnetpole, die den von den Spulen 37 a gebildeten Polen des Kerns 13 entsprechen. Die Anschlußleitungen 82 und 83 der Wicklung 81 sind mit Klemmen 84 und 85 des Stromstoßgenerators 52 verbunden. Die Enden 86 und 87 der Spulen 37 a sind in Anschlußstücken 88 und 89 eingespannt, die mindestens eine bewegliche, gezahnte Backe zum Durchschneiden des Lacküberzugs des Drahts haben, um einen guten elektrischen Kontakt mit dem Draht herzustellen. Die Anschlußstücke 88 und 89 sind ihrerseits mit Klemmen 84 und 91 des Stromstoßgenerators 52 über Leitungen 92 und 93 verbunden.

Um die gewünschte Spulenverformung durchzuführen, wird ein Schalter 94 geschlossen. Dadurch liefert der Stromstoßgenerator einen ersten Stromstoß, in die Wicklung 81, während die Spulen 37 a einen geschlossenen Stromkreis bilden. Der durch die Wicklung 81 fließende Stromstoß induziert einen Strom in den Spulen 37 α und erzeugt damit elektromagnetische Kräfte, die die Spulen sowohl in den Nuten als auch an den Wickelköpfen zurückdrücken. Danach liefert der Stromstoßgenerator einen zweiten Stromstoß in die Spulen 37 a, während die Wicklung 81 kurzgeschlossen ist.

Das Zurückdrücken der Spulen einschließlich der Verbindung der Spulenenden 86 und 87 mit den Anschlußstücken 88 und 89 kann in etwa 25 see erreicht werden. Diese Zeit ist kleiner als die Zeit zum Einsetzen der Spulen in der Station B, insbesondere wenn vier oder mehr Spulensätze eingesetzt werden. Es ist daher der Bedienungsperson möglich, einen Kern 13 α (Fi g. 4) auf den Halter 16 der Transporteinrichtung an der Beschickungsstation A zu setzen und den Transport des Kerns zur Stations durch Betätigung eines Schalters 97 auszulösen, bevor die Verbindungen der Spulen 37 a in der Station C hergestellt worden sind.

Nachdem die Spulenverformung in der Station C sdurchgeführt worden ist, wird der Deckel des Genau- ' ses 51 entriegelt und geöffnet. Der Kern mit den Spulen wird dann vom Träger 53 geschoben.

In der F i g. 6 ist eine Ausführungsform abgebildet, bei der die Spulen 37 a mit einem Stromstoßgenerator 52 α zur Erzeugung mindestens eines Stromstoßes in den Spulen elektrisch gekoppelt sind, um ihre Verformung zu bewirken. Der Träger 53 a ist ähnlich ausgebildet wie der vorbeschriebene Träger 53. Der Körper 55 a ist jedoch ein Vollzylinder aus einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Material. Der Enddeckel 74 ist direkt an einem Ende des Körpers 55 α und die Platte 59 an seinem anderen Ende befestigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Einbringen und Verformen der Wicklung eines Magnetkerns einer elektrischen Maschine, mit einer Einrichtung zum Transport des Magnetkerns von einer Wicklungsanordnungsstation, in der mindestens eine Spule gewickelt und in den Magnetkern eingesetzt wird, zu einer Verformungsstation, dadurch gekennzeichnet, daß an der Transporteinrichtung (17) ein Halter (16) angeordnet ist, der derart an den Magnetkern (13) anlegbar ist, daß die Windungen der Spule in den Nuten gehalten werden, daß an der Verformungsstation (C), in axialer Richtung fluchtend mit dem Halter (16), ein Träger (53) derart angeordnet ist, daß der Magnetkern (13) auf diesen aufschiebbar ist, wobei die Windungen der Spule weiterhin in den Nuten gehalten werden, und daß der Magnetkern (13) durch eine Verschiebung des Halters (16) oder des Trägers (53) in die Verformungsstation (C) einführbar ist, wo eine elektromagnetische Verformung der Wicklung durchgeführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (16) mit in Nuten des Magnetkerns (13) einschiebbaren Führungsrippen (16 a, 16 b) versehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der freien Stirnfläche des Trägers (53) ein Enddeckel (74) befestigt ist, der einen einer Aussparung in der Stirnfläche des Halters (16) entsprechenden zylindrischen Vorsprung aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (53) relativ zu dem feststehenden Halter (16) in axialer Richtung verschiebbar ist.