DE2243210C3 - Verfahren zum Bewickeln von Kollektorankern elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

25

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bewickeln von Kollektorankern elektrischer Maschinen, bei dem der Wickeldraht zu Beginn der Bewicklung in einer festen Zuordnung zum Anker gehalten, dann um einen vorgewählten Haken des Kollektors geschlungen und anschließend zwischen diesem Haken und dem festgehaltenen Drahtende abgetrennt wird.

Beim Bewickeln von Kollektorankern tritt häufig die Notwendigkeit auf, den Wickeldraht am Kollektorhaken so zu befestigen, daß nach dem Wickeln der ersten Windung der in fester Zuordnung gehaltene Wickeldraht zwischen Haken und einer Drahthalteeinrichtung abgetrennt werden muß. Dies kann z. B. dann erforderlich sein, wenn auf Grund der gewünschten Wicklungsanordnung oder einer bestimmten Anordnung der Drahtzuführung der Anker um einen beträchtlichen Winkel gedreht werden muß oder wenn die Konstruktion der Wickelvorrichtung eine Entferung der Haltetinrichtung aus dem Wickelbereich erforderlich macht.

Bei einem Wickelverfahren der eingangs erwähnten Art, wie es in den USA.-Patentschriften 3 506 864 und 3 585 716 beschrieben ist, stellte sich heraus, daß die Umschlingung der Haken nicht ausreicht, um beim Abiichneiden des Wickeldrahtes die von Wickelarmen bei Beginn des ersten Wickelvorganges ausgeübten Kräfte au kompensieren, so daß sich die Verbindung zwischen Haken und Wickeldraht leicht löst

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, daß ein Lösen des abgeschnittenen Wickeldrahtes von den Haken vermieden wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erzielt, daß der Wickeldraht um den Kollektorhaken in einer Doppeltchieife geschlungen wird.

In Weiterbildung der Erfindung wird bei einem z. B. •us der US-PS 3 474 515 bekannten Verfahren, bei dem der Wickeldraht mittels eines Wickelarmes geführt wird und die Kollektorhaken teilweise mittels einer zylindrischen Hülse abgedeckt werden, die Doppelschleife dadurch gebildet, daß zunächst der vorgewählte Ha ken abgedeckt wird, während der Wickelarm um einen bestimmten Winkel gedreht wird, daß dann der Haken freigegeben und der WickeJarm zurückgedreht wird und daß anschließend diese Bewegungen wiederholt werden.

Mittels der doppelten Umschlingung eines Kollektorhakens wird in einfacher Weise erreicht, daß vor Beginn der Bewicklung der zwischen Hak^n und Halteeinrichtung gehaltene Draht abgetrennt werden kann. Die durch die doppelte Umschlingung geschaffene Haltekraft ist wesentlich größer als bei einfacher Umschlingung und reicht aus, um den sich aus einer Bewegung des Ankers oder aus der Drehung der Wickelarme ergebenden Kräften einen ausreichenden Widerstand entgegenzusetzen, so daß die bislang mit dem Abtrennen des Wickeldrahtes verbundene Gefahr einer Lösung desselben vom Haken beseitigt ist

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer Ankerwickelvorrichtung mit zwei Wickelarmen,

F i g. 2 eine Seitenansicht von Teilen der Vorrichtung der F i g. 1, wobei sich die Vorrichtung in einer ersten Arbeitsstellung zur Bildung einer Schleife um einen Kollekte/haken befindet

F i g. 3 und 5 Seitenansichten ähnlich der F i g. 2, jedoch in anderen Arbeitsstellungen,

F i g. 4 eine Vorderansicht von Teilen der Vorrichtung der F i g. 1, aus der ersichtlich ist, wie der Draht um den Haken geführt wird,

F i g. 6 eine Seitenansicht eines Teils des Kollektors und eines Hakens in Verbindung mit der Herstellung einer ersten Drahtschleife um den Haken und

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht des in F i g. 6 gezeigten Kollektors und eines mit einer Doppelschleife versehenen Hakens.

Nachfolgend wird Bezug auf die F i g. 1 und 2 genommen, die den Beginn der Bewicklung eines mit 10 bezeichneten Ankers mit einem auf der Ankerwelle 16 angebrachten Ankerkern 12 betreffen, der mit Nuten 14 zur Aufnahme der Wicklung versehen ist Ein Kollektor 18 ist auf der Welle angeordnet und besitzt eine Vielzahl von Segmenten 20, die Haken 22 aufweisen. Der Teil der Welle 16 zwischen dem Kern 12 und dem Kollektor 18 ist durch eine Isoliermuffe 23 abgedeckt.

Die Doppelwickelarm-Ankerwickelvorrichtung nach F i g. I besitzt rechte und linke Drahtleitkörper, die mit 24 und 26 bezeichnet sind. Der Anker 10 ist wenigstens teilweise durch die einander gegenüberliegenden, konkav gekrümmten Flächen dieser Körper gehalten. Der linke Drahtleitkörper 24 ist an einer Platte 28 befestigt, die wiederum in einem Lagergehäuse 30 gehalten wird, das eine Spindel 32 mit einem daran angeordneten Wickelarm 34 drehbar aufnimmt. Der rechte Drahtleitkörper 26 ist in gleicher Weise an einer Platte 36 befestigt, die von einem Lagergehäuse 38 gehalten wird, das eine Spindel 40 für einen weiteren Wickelarm 42 drehbar aufnimmt.

In herkömmlicher Weise wird ein mit W bezeichneter Wickeldraht von einer nicht gezeigten Vorratsspule abgewickelt und durch die Spindel 32 um eine drehbar daran gelagerte Rolle 44 und eine weitere Rolle 46 geführt, die am äußeren Ende des Wickelarmes 34 drehbar angebracht ist Ein weiterer Strang Wickeldraht W wird in gieicher Weise dem anderen Wickelarm 42 zugeführt Wie bekannt, können die Arme 34 und 42 zum gleichzeitigen Wickeln von zwei Spulen in unterschied-

lichen Nuten 14 des Kerns 12 gedreht werden. Nicht gezeigte Steuereinrichtungen sind vorgesehen, um die Drahtieitkörper 24 und 26 zu spreizen, wenn ein Anker eingelegt oder entnommen werden soll, um die Arme 34 und 42 in zweckentsprechender Zeitfolge zu drehen und um den Anker 10 schrittweise so zu bewegen oder zu drehen, damit neue Nutenpaare zum Aufnehmen von Spulen freigegeben werden.

Während der Intervalle, in denen die Arme 34 w.d 42 gedreht werden, ist es notwendig, die Kollektorhaken 22 abzuschirmen, so daß die Drähte nicht zufällig um diese geschlungen werden. Zu diesem Zweck ist eine feststehende, zylindrische innere Hülse 48 vorgesehen, die beim Bewickeln den Kollektor 18 umgibt. Die Hülse 48 besitzt ein paar einander diametral gegenüberliegende Nuten 50. Die Nuten 50 liegen in einer gemeinsamen horizontalen Ebene, wobei die Hülse 48 alle Haken 22, außer den beiden in der erwähnten horizontalen Ebene liegenden, abdeckt Beim Wickeln werden die somit durch die Nuten 50 freigelassenen Haken 22 durch eine bewegbare äußern Hülse 52 bedeckt, welche in geeigneter Weise in bezug auf die innere Hülse 48 verschiebbar ist. Wenn Verbindungen zwischen den vorderen Drahtenden und den Haken 22 herzustellen sind, wird die äußere Hülse 52 zurückgezogen, um auch die horizontal angeordneten Haken 22 freizugeben.

Während des Wickelvorganges drehen sich die beiden Arme in entgegengesetzten Richtungen. Mit Bezug auf die Anordnung der Teile gemäß F i g. 1 dreht sich also der Arm 34 von oben nach vorn und gleichzeitig der Arm 42 von oben nach rückwärts. Die Bewegung der beiden Arme 34 und 42 kann als gleich angesehen werden, außer in dem Fall der Wicklung von Ankern mit einer ungeraden Anzahl von Nuten. Daher wird im folgenden nur auf den Arm 34 Bezug genommen, wobei sich versteht, daß der andere Wickelarm in gleicher Weise arbeitet.

Ein aus einem Paar Backen bestehender Drahthalter 54 ist oberhalb des Kollektors 18 und dicht am obersten Kollektorhaken 22 angeordnet. Selbstverständlich ist ein zweiter, nicht gezeigter Drahthalter vorgesehen, der mit dem Arm 42 zusammenwirkt und unterhalb des Kollektors 18 angeordnet ist. Der Drahthalter 54 hält den Draht IV zur Vorbereitung auf dessen Abschneiden, nachdem ein Anker vollständig bewickelt worden ist und die abschießenden Befestigungen des Drahtendes hergestellt worden sind. Nach Spannen des Drahtes trennt ein in F i g. 2 in Form eines Messers 55 teilweise gezeigter Schneidemechanismus den Draht zwischen dem Drahthalter 54 und dem benachbarten Haken 22. Wenn beide Drähte zwischen den Armen und dem bewickelten Anker festgehalten und abgeschnitten sind, wird der bewickelte Anker entfernt. Danach wird ein nicht bewickelter Anker von den Drahtleitkörpern 24 und 26 ergriffen, schrittweise bewegt, um die Haken 22 und Nuten 14 in bezug auf die Arme auszurichten. Um die verschiedenen Teile in F i g. 1 deutlicher zeigen zu können, sind die Hülsen 48 und 52 in einem gewissen Abstand von ihren tatsächlichen Arbeitsstellungen dargestellt. Mit Ausnahme der Lage der Hülsen 48 und 52 zeigt F i g. 1 die richtige Stellung der Teile beim Beginn des Wicklungsvorgangs. Die gleiche Stellung des Armes 34 und des Drahtes Wist in F i g. 2 mit voll ausgezogenen Linien gezeigt Dns Bewickeln des Ankers wird wie folgt vorgenommen: ί>5

Gemäß F i g. 2, in der die äußere Hülse 52 die Haken 22 bedeckt wird der Arm 34 im Uhrzeigersinn gedreht, um den Draht quer über die gegenüber dem Ankerkern 12 liegende, hintere Fläche des Kollektorhakens 22 zu bringen. Diese Drehrichtung des Armes 34 wird als Vorwärtsrichtung bezeichnet Die Anordnung des Armes 34 und des Drahtes W nach dieser Vorwärtsdrehung ist in F i g. 2 in der Stellung 34' bzw. W jeweils in gestrichelten Linien dargestellt Wie sich daraus ergibt, ist diese Bewegung des Armes 34 der erste Schritt zum Umschlingen des in F i g. 2 gezeigten, horizontal angeordneten Hakens 22 mit dem Draht W.

In F i g. 3 ist der nächste Schritt des Umschlingens des gleichen Hakens 22 mit dem Draht Wgezeigt Hier sind der Arm 34 und der Draht Wm ihrer Stellung 34' bzw. W in ausgezogenen Linien gezeigt Die äußere Hülse 52 ist vom Kern 12 zurückgezogen, um den in der horizontalen Ebene liegenden Haken 22 freizugeben, der durch die Nut 50 freigelegt ist Der Arm 34 wird dann zurückgedreht d. h, gegen den Uhrzeigersinn gemäß dem Pfeil in Fig.3, worauf der Draht W unter und quer über die Vorderfläche des KolJektorhakens 22 geschlungen wird.

Nachfolgend wird auf F i g. 5 Bezug genommen. Das Umschlingen des Hakens 22 mit dem Draht wird vollendet indem die Hülse 52 wieder abdeckend über den Haken 22 geschoben wird. Dann wird der Arm 34 in die Stellung 34' vorwärts gedreht und der Draht W wieder quer über die hintere Fläche des Hakens 22 geführt. Auf diese Weise wird eine erste Schleife Li um den Haken 22 gelegt (F i g. 6).

Das Umschlingen des Hakens 22 mit einer einzigen Drahtschleife Li gemäß F i g. 6 reicht in der Regel aus und es ist möglich, den Draht W zwischen dem Haken und dem Halter 54 abzutrennen, ehe die Bewicklung durch den linken Arm 34 begonnen hat Jedoch wurde beim Wickeln von Ankern mit relativ feinem Draht, d. h. in der Größenordnung von etwa 5 μ oder bei notwendiger Drehung des Ankers vor dem Wickeln der ersten Windungen um einen bedeutenden Winkel festgestellt, daß eine einzige Drahtschleife um den Haken nicht zuverlässig hält, weil die durch die Drehung des Armes erzeugte Kraft groß genug ist, um den Draht wenigstens gelegentlich vom Haken zu lösen.

Deshalb wird gemäß F i g. 7 eine Doppelschleife um den Haken 22 geschlungen, wobei die erste Schleife Li, wie vorstehend beschrieben, gebildet wird. Die zweite mit Li bezeichnete Schleife wird durch Wiederholen der an Hand der F i g. 3 und 5 dargestellten und beschriebenen Arbeitsvorgänge gebildet, Das heißt nach Bildung der ersten Schleife Li gemäß F i g. 5 wird die zweite Schleife La. dadurch geschaffen, daß die Hülse 52 zuerst zurückgezogen und dann der Arm 34 in entgegengesetzter Richtung entsprechend der F i g. 3 gedreht wird. Dadurch wird erreicht, daß der Draht um den Haken 22 geschlungen wird. Die Hülse 52 wird dann wieder vorgeschoben und der Arm 34 nach vorn gedreht worauf er in die in F i g. 5 gezeigte Stellung 34' zurückkehrt. Der Draht kann dann zwischen Halter 54 und Haken 22 abgetrennt werden, um das um den Haken 22 geschlungene Drahtende freizugeben. Vorzugsweise wird der Anker zuerst schrittweise so gedreht, daß der Haken 22 dicht am Halter 54 zu liegen kommt, bevor der Draht abgeschnitten wird. Der Arm 34 kann dann vorwärts gedreht werden, um die erste Windung zu wickeln.

Es wurde festgestellt, daß die doppelt um die Haken geschlungenen Drähte sich geringfügig abwickeln, wenn die Arme mit dem Wickeln des ersten Windungspaares beginnen. Das Abwickeln zeigt sich darin, daß sich die abeetrennten freien Drahtenden um einen rela-

tiv kleinen Winkel um die Haken 22 drehen, wenn die ersten Windungen gewickelt werden. Dieses geringfügige Abwickeln kann in Kauf genommen werden und in der Praxis sogar vorteilhaft sein, da die abgetrennten Drahtenden dazu neigen, nach innen in Richtung der Ankerwelle 16 zu weisen. Bei sehr feinem Drahi können die abgetrennten Enden schließlich sogar im Inneren der Haken angeordnet sein. Es wurde auch herausgefunden, daß durch die Doppelschleife der Halt an den Haken 22 viel größer als erwartet ist. Offensichtlich resultiert der starke Halt aus der Tatsache, daß durch das Festhalten der freien Drahtenden beim Herstellen der zweiten Schleife die erste sich enger dem Haken anpaßt, d. h. die Drahtbiegungen der ersten Schleife sind ausgeprägter und stellen beim Abwickeln einen höheren Widerstand entgegen. Dabei kann beobachtet werden, daß in einigen Fällen die vollständige Herstellung der zweiten Schleife nicht wesentlich ist, d. h., daß gemäß F i g. 5 der Arm 34 in der in ausgezogenen Linien gezeigten Stellung angehalten und das festgehaltene Drahtstück an dieser Stelle abgetrennt werden könnte. Üblicherweise wird jedoch vorgezogen, die zweite Schleife vollständig auszubilden, und zwar wegen des dadurch erzielten zusätzlichen Haltes und auch, um das vom Kollektorhaken 22 zur Rolle 46 führende Drahtstück aus dem Bereich des festgehaltenen Drahtabschnittes zu entfernen. In diesem Bereich nämlich wird das Messer 55 betätigt.

Es ist in den meisten Fällen notwendig, bei Beginn der Ausbildung der zweiten Schleife Li die Drähte genauer zu führen. Andernfalls würden sich die Drähte nicht um die Flächen der gegenüber dem Kern 12 angeordneten Haken 22 schlingen, sondern lediglich über sie gleiten, obwohl die Haken 22 frei liegen. Das gleiche Problem kann auftreten, wenn gemäß F i g. 3 die erste Schleife Lx gebildet wird, jedoch kann dieses Problem in vielen Fällen durch zweckmäßiges Anordnen der Drahthalter 54 in bezug auf die Haken 22 weitgehend vermieden werden.

In den F i g. 1 und 4 ist eine Vorrichtung gezeigt, die sich zum Führen der Drähte um die Haken 22 zu Beginn der Bildung der Schleife Li eignet. Die Vorrichtung enthält gemäß F i g. 1 zwei mit 58 und 60 bezeichnete Drahtführungselemente, welche jeweils bei 62 und 64 an den Drahtleitkörpern 24 und 26 schwenkbar angelenkt sind. Das Drahtführungselement 58 wirkt mit dem Arm 34, das Element 60 mit dem Arm 42 zusammen. Das Element 58 weist eine Nut 66 zum Aufnehmen des Hakens 22, eine Drahtführungsfläche 68 zur Drahtführung gegenüber dem Kollektor 18 und eine zweite Drahtführungsfläche 70 auf, welche an der Stirnfläche des Elements 58 angeordnet ist. Das Führungselement 60 besitzt gleicherweise eine Nut 72 und

ίο Flächenbereiche zur Drahtführung, welche den Drahtführungsflächen 68 und 70 entsprechen.

Bei Betrieb der Vorrichtung sind die Führungselemente 58 und 60 durch innerhalb der Drahtleitkörper 24 und 26 liegende, nicht gezeigte Spanneinrichtungen in eine solche Anordnung geschwenkt, in der die Nuten 66 und 72 sich in Abstand zum Kollektor 18 befinden. Wenn die äußere Hülse 52 zurückgezogen ist, um die beiden horizontal angeordneten Haken 22 freizulegen, werden die Elemente 58 und 60 so geschwenkt, daß die Nuten 66 und 72 in eine die freien Haken bedeckende Anordnung gelangen. Daraus folgt, daß bei Rückwärtsdrehen der Arme zum Umschlingen der Kollektorhaken 22 mit den Drähten diese von den Drahtführungsflächen der Elemente 58 und 60 um die Schwenkstifte 62 und 64 durch vertikal bewegbare Betätigungsfinger 76 und 78 gedreht werden, welche normalerweise außerhalb des Wickelbereiches angeordnet sind. Die Finger werden jedoch nach oben bewegt, um nicht gezeigte Antriebselemente zu erfassen und zu bewegen, die in den Drahtleitkörpern 24 und 26 verschieblich angebracht sind und jeweils angeformte Betätigungsstifte 80 und 82 aufweisen, die jeweils in Bohrungen 84 und 86 in den Elementen 58 und 60 angeordnet sind. Nach dem Umschlingen der Drähte gemäß den F i g. 3 und 4 werden die Betätigungsfinger 76 und 78 aus dem Wikkelbereich zurückgezogen, woraufhin die Nuten der Führungselemente 58 und 60 wieder vom Kollektor 18 wegbewegt werden. Obwohl das genaue Führen der Drähte an sich nur von Bedeutung ist, wenn die zweiten Schleifen gebildet werden, ist es doch zweckmäßig und praktisch, die gleiche Vorrichtung zum genauen Führen der Drähte um die Haken 22 zu verwenden, wenn die ersten Schleifen gebildet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bewickeln von KoIIektoranitem elektrischer Maschinen, bei dem der Wickel- draht zu Beginn der Bewicklung in einer festen Zuordnung zum Anker gehalten, dann um einen Vorgewählten Haken des Kollektors geschlungen lind anschließend zwischen diesen Haken und dem festgehaltenen Drahtende abgetrennt wird, da- ι ο «iurch gekennzeichnet, daß der Wickeldraht um den Kollektorhaken in einer Doppel-Schleife geschlungen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Wikkeidraht mittels eines Wickelarms geführt wird und 4ie Kollektorhaken teilweise mittels einer zylindrischen Hülse abgedeckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelschleife dadurch gebildet wird, daß zunächst der vorgewählte Haken abgedeckt wird, während der Wickelarm um einen be stimmten Winkel gedreht wird, daß dann der Haken freigegeben und der Wickelarm zurückgedreht wird, und daß anschließend diese Bewegungen wiederholt werden.