Statorwickelmaschine Es ist bekannt, die Statorwicklungen kleiner elek trischer Maschinen, die ansonsten im allgemeinen durch Einsetzen der vorher auf einer Wickelschablo ne gewickelten Spulen in die Statornuten hergestellt werden, auch mit Hilfe von Statorwickelmaschinen aufzubringen.
Die bisher bekannten Statorwickelma- schinen arbeiten im Prinzip so, dass ein hin- und her gehender und in seinen Endlagen um seine Achse schwenkbarer Wickelarm über einen geeigneten Wik- kelfinger den Draht in die Nuten einlegt und die Spu- lenstirnverbindungen unterstüzt von entsprechenden Führungsfingern und unter Zuhilfenahme von geeig neten Schablonen formt.
Die mit dem Erfindungsge genstand am ehesten vergleichbare Statorwickelma- schine bildet die einzelnen Spulenwindungen einer Statorwicklung im wesentlichen so, dass der Wickel finger auf dem einen Ende einer Stange sitzt, deren anderes Ende in einem Gelenklager gleitend geführt ist, über ein etwa in Stangenmitte angreifendes Ge stänge hin- und herbewegt und in den Endphasen ihrer Hin- und Herbewegung vermittels eines auf ihr sitzenden Zahnrades und einer unter Zwischenschal tung eines Gestänges von einem Exzenter angetriebe nen Zahnstange um ihre Achse verdreht wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine wesentli che Verbesserung der kinematischen Lösung für die erforderliche Wickelfingerbewegung, um damit die Verwendbarkeit solcher automatischer Statorwickel- maschinen auf einen wesentlich grösseren Anwen dungsbereich zu erstrecken und unabhängiger von Nutform, erforderlicher Polzahl des zu bewickelnden Stators, Statorgrösse und eventuell erforderlicher Drahtparallelführung zu machen.
Gegenstand der Erfindung ist eine automatische Statorwickelmaschine unter Verwendung eines durch die Statorbohrung hin- und zurückzuführenden und in seinen Endlagen um seine Achse schwenkbaren, den Wickelfinger tragenden Führungsarmes, bei der in erfindungsgemässer Weise der den Wickelfinger tragende Führungsarm ausser um seine eigene Achse auch um eine dazu senkrechte Achse verdrehbar in einem hin- und herbewegbaren schlittenartigen Teil gelagert ist,
wobei seine Drehung um die zur Füh- rungsarmachse senkrechte Achse durch auf den Füh rungsarm hebelartig wirkende Teile, die mit einer oder mehreren entsprechend geformten Schablonen zusammenarbeiten, gesteuert wird und seine Drehung um die eigene Achse zur Bildung der Statorwickel- köpfe dadurch bewerkstelligt wird,
dass in den End- phasen der Hin- und Herbewegung des schlittenarti gen Teiles durch Auflaufen auf entsprechend geform te Kufen der Führungsarm gedreht und. der darauf be findliche Wickelfinger im Zusammenwirken mit einer entsprechend geformten Wickelschablone im Sinne des Wickelschrittes von einer Statornut zur anderen geführt wird und so die beabsichtigte Nutenfüllung durchführt.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen soll eine beispielsweise erfindungsgemässe kinematische Lösung der Wickelfingerbewegung bei Statorwickel- maschinen der in Rede stehenden Art näher erläutert werden.
Die Fig. 1 und 2 zeigen in zwei Ansichten und zum Teil im Schnitt die Lagerung (Kugellager la, 1b) des den Wickelfinger tragenden Führungsarmes 2 in einem winkelhebelförmigen Teil 3, der seinerseits wieder um seinen Kniepunkt verdrehbar (Kugellager 4a, 4b) an einem schlittenartigen Teil 5 gelagert ist, der über vier an seinen Eckpunkten vorgesehene Gleitlager 6, 7, 8, 9 auf horizontalen, über entspre chende Ständer an der Maschinengrundplatte gela gerten Führungsstangen gleitend,
vorzugsweise über einen Exzenterantrieb (Pleuelstange 10) im Ausmass der Länge des zu bewickelnden Stators und der Aus ladung der Wickelköpfe hin- und herbewegt wird. Auf das eine freie Ende des winkelhebelförmigen Teiles 3 wirkt die Kraft einer Druckfeder 11, die sich am schlittenartigen Teil 5 abstützt und Teil 3 um die Achse des Kugellagers 4a, 4b zu schwenken sucht.
Andererseits stützt sich das freie Ende des Teiles 3 über eine auf entsprechend geformte, an der Maschi- nengrundplatte gelagerte Schablone 14 (strichliert angedeutet), so dass die Schwenkbewegung des Teiles 3 nur nach Massgabe der Schablonenform erfolgen kann.
Die Lage des die Gleitrolle 13 tragenden Hebels 12 ist über eine Schraube 15 relativ zum Teil 3 einstellbar. Die Fig. 1 und 2 zeigen ferner einen am aus seiner Lagerung am Teil 3 herausragenden Ende des Führungsarmes 2 sitzenden einarmigen Hebel 16 samt einer an seinem freien Ende sitzenden Gleitrolle 17.
Die Fig. 3 und 4 zeigen Schnitte nach den Linien AB bzw. CD der Fig. 1 und lassen erkennen, dass auf das den genannten einarmigen Hebel 16 tragende Ende des Führungsarmes 2 für den Wickelfinger auch eine Rasteinrichtung einwirkt, die nach der dar gestellten Variante im wesentlichen aus einer Kasten scheibe 18 und einem mit ihr zusammenarbeitenden, im Teil 3 gelagerten federbelasteten Bolzen 19 be steht.
Die Kastenscheibe 18 hat, wie die Fig. 4 erken nen lässt, im wesentlichen dreieckförmige Gestalt und ergibt im Zusammenwirken mit zwei einstellbaren Schrauben 20a, 20b zwei Raststellungen. Der Über gang von einer Raststellung in die andere erfolgt durch Auflaufen der Gleitrolle 17 auf an der Grund platte befestigte Kufen (schräge Bahnen) jeweils am Ende der hin- und hergehenden Bewegung des schlit- tenförmigen Teiles 5.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Sta- torwickelmaschine ist folgende.
Über den etwa von einem Kurbeltrieb an sich be kannter Art hin- und hergeführten schlittenförmigen Teil 5 wird der an ihm gelagerte Führungsarm 2 und damit auch der an seinem Ende sitzende eigentliche Wickelfinger in die Ständerbohrung hinein und wie der zurückgeführt (Bewegung in Statorachsrichtung). Die seine Drehbewegung um die Achse seiner Lage rung (Kugellager 4a, 4b) im Verein mit der Feder 11 steuernde Schablone 14 hat solche Form, dass der Führungsarm 2,
solange sieh der eigentliche Wickel finger im Bereich des Statorbledhpaketes befindet, im wesentlichen parallel zur Ständerachse geführt wird, in den Endphasen der Schlittenbewegung jedoch durch Auflaufen auf entsprechend geformte Kurven der Schablone 14 um seine Lagerung geschwenkt wird (Bewegung in Richtung eines Statorradius)
. Gleich zeitig wird der Führungsarm 2 durch Auflaufen der Gleitrolle 17 auf entsprechend angeordnete Schräg flächen in diesen Phasen der Schlittenbewegung von einer Raststellung in die jeweils andere geführt (Be wegung in Statorumfangsrichtung), woraus für den eigentlichen Wickelfinger eine zusammengesetzte Be- wegeng resultiert, die etwa der Form des zu bilden den Spulenkopfes entspricht und das Hineingleiten des Drahtes in die in bekannter Weise vorgesehene Wickelschablone ermöglicht.
Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen eine weitere konstruk tive Lösung für die Herleitung und Steuerung der Drehbewegung des Führungsarmes für den Wickel finger um seine eigene Achse und die Fig. 8 und 9 in vergrösserter Darstellung die den Wickelschritt be stimmende Rastenscheibe in gestufter Ausführung.
Wie bei den früheren Figuren bedeutet 2 den den Wickelfinger tragenden Führungsarm, der über Teil 3 im Schlitten 5 so gelagert ist, dass er um seine eigene und eine dazu senkrechte Achse verdrehbar ist, um dem eigentlichen Wickelfinger neben seiner Bewe gungskomponente in Statorachsrichtung auch die er forderlichen Bewegungskomponenten in Statorum- fangsrichtung und in Richtung eines Statorradius ver mitteln zu können.
Auf dem Führungsarm 2 sitzt nach dieser konstruktiven Variante ein gezahntes Kegelrad 21, welches mit einem im Teil 3 mit zur Führungsarmachse senkrechter Achse gelagerten Kegelrad 22 kämmt. Das Kegelrad 22 trägt über zwei diametral gegenüberliegende Achsstummel 23a, 23b Auflaufrollen 24a, 24b, die in den Endphasen der Schlittenbewegung auf entsprechende Kurvenbahnen auflaufen und damit über die genannten Kegelräder den Führungsarm um seine Achse verdrehen.
Am aus seiner Lagerung im Teil 3 herausragenden Ende des Führungsarmes 2 ist die Rasteinrichtung in Form eines Schwenksegmentes 26 aufgekeilt, welches im Zusammenwirken mit einer an ihm angreifenden und sich mit dem anderen Ende am Teil 3 abstützenden Teleskopfeder 27 und zwei Anschlagbolzen 28a, 28b zwei stabile Gleichgewichtslagen ergibt, die den Stel lungen des Wickelfingers beim automatischen. Wik- keln einer Spule bestimmter Spulenweite entspre chen.
In .weiterer Ausgestaltung der Rasteinrichtung ist, wie dies die Fig. 8 und 9 deutlicher erkennen-las- sen, das Schwenksegment 26, in Richtung der Füh- rungsarmachse gesehen, gestuft, d. h., die an den Bol zen 28a, 28b zum Anschlag kommenden Segment flanken 29, 30 haben zu einer Vertikalebene durch die Führungsazmachse verschiedene Neigung (Winkel a/2 in Fig. 9).
Ferner ist der die Anschlagbolzen 28a, 28b tragende Teil 31 gegenüber Teil 3, an dem er-be- festigt ist, in Richtung der Führungsarmachse ver schiebbar, etwa über Langlöcher 32, wodurch die Anschlagbolzen mit verschiedenen geneigten Flanken des Schwenksegmentes 26 zusammenarbeiten kön nen.
Natürlich kann das Schwenksegment 26 auch mehr als zwei Stufen besitzen und kann die axiale Verschiebung des Teiles 31 ausser von Hand auch hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch er folgen. Schliesslich ist in den Fig. 5 und 7 auch noch ein Teil der Schablone 14 angedeutet, über die die Verdrehung des Führungsarmes 2 um eine zu seiner Achse senkrechte Achse gesteuert wird, um dem Wickelfinger die erforderliche Bewegungskompo nente in Richtung eines Statorradius mitzuteilen.
Die Vorteile dieser konstruktiven Variante liegen zunächst einmal darin, dass die Auflaufkurven 25 einfache geometrische Form annehmen, weil die Achsen der Auflaufrollen 24a, 24b stets waagrecht liegen. Da das Kegelrad 22 zwei diametral gegen überliegende Auflaufrollen trägt, die abwechselnd in den Endlagen der Schlittenbewegung zur Wirkung kommen, liegen die Auflaufkurven 25 ferner spiegel bildlich zur Mitte des Schlittenweges.
Ferner lässt sich über die vorgesehenen Kegelräder die Übertra gung des Schwenkimpulses für den Wickelfinger in Statorumfangsrichtung dahingehend beeinflussen, dass auch bei einem grossen Schwenkwinkel des Wickelfingers (entsprechend einem kleinen Winkel a in Fig. 9), wie er etwa bei zweipoligen Statoren erfor derlich wird, ein harter Anschlag der Rollen 24a, 24b beim Auflaufen auf die Kurvenbahnen 25 und damit Maschinenlärm und rascher Verschleiss vermieden werden kann, weil zufolge der gegebenen Wegüber setzung flachere Auflaufkurven 25 vorgesehen wer den können,
als dies bei unmittelbarer Übertragung des Schwenkimpulses möglich wäre. Über die ge stufte Ausführung des Schwenksegmentes 26 und die Verstellbarkeit des die Anschlagbolzen 28a, 28b tra genden Teiles 31 in Richtung der Führungsarmachse kann in rascher und einfacher Weise der Wickel schritt geändert werden und können somit Spulen verschiedener Weite ohne nennenswerte Umrüst- zeiten für die Maschineneinstellung gewickelt wer den.
Die in den dargestellten Beispielen auf rein mechanischem Wege (Rastenscheibe 18, federbela steter Bolzen 19, Justierschrauben 20a, 20b bzw. Schwenksegment 26, Teleskopfeder 27, Anschlagbol zen 28a, 28b) gelöste Begrenzung der Drehbewegung des Führungsarmes 2 um seine eigene Achse könnte natürlich auch unter Verwendung an sich bekannter hydraulischer oder pneumatischer Mittel realisiert werden (Druckluft- oder hydraulische Steuerung).
Wegen der sicherlich vorhandenen und für den Fachmann vielleicht auch naheliegenden konstrukti ven Varianten für die erfindungsgemässe Lösung der für automatische Statorwickelmaschinen erforderli- chen Kinematik für den eigentlichen Wickelfänger sei betont, dass die Erfindung nicht auf die zeichnerisch dargestellten Lösungen beschränkt sein, sondern alle weiteren möglichen Lösungen mit einschliessen soll, die von dem grundlegenden Gedanken Gebrauch machen,
den Führungsarm für den Wickelfinger in einem in Statorachsrichtung hin- und hergehenden Teil um seine und eine dazu senkrechte Achse dreh bar zu lagern und die Drehbewegung um die beiden genannten Achsen abhängig von der Bewegung des hin- und hergehenden Teiles zu steuern.
Die Lagerung des den eigentlichen Wickelfinger tragenden Führungsarmes in einem hin- und herge henden Schlitten legt es nahe, einen zweiten, gegen läufig bewegten Schlitten und eine zweite Statorauf- nahme vorzusehen, womit von einem gemeinsamen Antrieb zwei Statoren gleichzeitig bewickelt werden können und überdies ein weitgehender Ausgleich der hin- und hergehenden Massen erzielbar ist, welcher höhere Hubzahlen ermöglicht, ohne zu grossen Ver- schleiss, herrührend von den Massenkräften, be fürchten zu müssen.
Die beiden gegenläufigen Schlit ten können entweder in einer gemeinsamen Ebene geführt sein, wobei die zu bewickelnden Statoren also axial hintereinander liegen, oder in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sein, wobei die Achsen der beiden zu bewickelnden Statoren zueinander parallel liegen. Erstere Anordnung wird bei Bedie nung einer solchen Doppelmaschine durch zwei Arbeitskräfte vorteilhafter sein, während die Neben einanderanordnung der zu bewickelnden Statoren bei Bedienung durch nur eine Kraft die zweckmässigere sein wird.