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PATENTANSPRUCH
Verfahren zur Festlegung und elektrischen Verbindung des Verbindungsdrahtes zwischen den einzelnen Spulen einer Ankerwicklung und dem Kollektor mit Hilfe einer automatischen Ankerwickelmaschine, bei dem der Anker durch eine
Steuerungs- und Antriebsvorrichtung mit einer Teilscheibe nach dem Bewickeln mit einer Spule in eine Position gebracht wird, in welcher ein Kollektorschlitz unterhalb einer Aussparung eines Leitstückes einer Drahteinlegevorrichtung liegt, ferner der über einen Wickelarm geführte Draht durch seitliches Ausschwenken eines Fanghakens eingefangen und nach Zurückschwenken in den Kollektorschlitz eingelegt und mittels eines Stemmwerkzeuges dort verstemmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Fanghaken (33,
33') zum Einlegen des Drahtes (15) - und zwar nur der Hinleitung zum Kollek tor (11), also nur einer Drahtstärke - in den Kollektorschlitz (12) parallel zur Kollektorachse verschoben und der Draht (15) nach Verstemmen im Kollektorschlitz (12) - und zwar diesmal nur die Rückleitung des Drahtes (15) zum Anker (10), also wiederum nur eine Drahtstärke - durch Rückwärtsdrehung des Wickelarmes (14) und mit Hilfe des Leitstückes (18) unmittelbar über den Verstemmungspunkt (31) zurück in denselben Kollektorschlitz (12) eingelegt wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Es sind Vorrichtungen bekannt (US-Patentschrift 3156037), die beim Einlegen der Drähte in die Kollektor schlitze lange, über den Kollektor hinausragende Drahtschlau fen ergeben, so dass diese am Kollektroschlitz abgeschnitten werden müssen. Eine weitere derartige Ankerwickelmaschine ist aus der DE-Patentschrift 1613313 bekannt, bei welcher der Verlegefinger in den Zwischenraum zwischen dem Anker und Kollektor derart eingeschwenkt wird, dass die gleichsinnig über einen parallel zur Achse von Anker und Kollektor federnd verschiebbaren Schlaufenhaken geführten Drähte achsparallel ausgerichtet und durch einen beweglichen Niederhalter in den Kollektorschlitz eingelegt und nachfolgend verstemmt werden, wobei die über den Kollektorschlitz vorstehenden Drähte der durch den Schlaufenhaken gebildeten, relativ grossen Anschlussschlaufe abgetrennt werden.
Es sind ferner Vorrichtungen bekannt, die zwar der Forderung nach kurzen Drahtschlaufen genügen, aber eine sehr genaue Schlitzbreite und eine aufwendige Teilungsgenauigkeit der Kollektorschlitze erfordern. Ein derartiges Verfahren an einer Ankerwickelmaschine ist aus der US-Patentschrift 3395449 bekannt, bei der die beiden Drahtstücke der Schlaufe in den zugehörigen Kollektorschlitz mittels schlaufenbildender Arme eingelegt werden, indem zunächst mit Hilfe eines Leitstückes der vom Anker kommende Draht in einen Kollektorschlitz eingelegt und mittels einer Stösselklinge hineingedrückt wird.
Dann senkt sich ein Schlaufenhaken auf die Kollektoroberfläche, und der Wickelarm schwenkt zurück, so dass sich um den Schlaufenhaken eine Schlaufe bildet, deren anderes Ende gleichzeitig in denselben Kollektorschlitz über den darin liegenden Draht gelegt und dann durch die Stösselklinge ebenfalls in den Schlitz hineingedrückt wird. Dadurch klemmen die beiden Schlaufenenden vorläufig soweit im Kollektorschlitz fest, dass der Kollektor spulenweise fertig gewickelt werden kann, ehe die Schlaufenenden endgültig in dem Kollektorschlitz befestigt werden und die überstehenden Drahtschlaufen abgeschnitten werden.
Diese bekannten Wickeldrahteinlegevorrichtungen verwenden zum schrittweisen Drehen des in einer Spannvorrichtung gehaltenen Kollektorankers eine vorzugsweise durch einen Schrittmotor betätigte Antriebsvorrichtung, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3973738 (Fig. 9) beschrieben ist. Dabei wirkt sich jedoch ein Spiel zwischen der Antriebsvorrichtung und der Ankerspannwelle beim Einlegen der Drahtschlaufen in die Kollektorschlitze nachteilig aus, und es ist auch eine genaue Kollektorschlitzteilung erforderlich.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Wickelverfahren für automatische Ankerwickelmaschinen anzugeben, bei dem die durch Drahtschlaufen bedingten Drahtverluste vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird nicht nur die Bildung von Drahtschlaufen am Kollektor überhaupt vermieden und damit das Abscheiden von Schlaufen unnötig, sondern die Verankerung des Drahtes an dem Verstemmpunkt des Kollektorschlitzes ergibt gleichzeitig eine ausserordentlich betriebssichere Verbindung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch, teilweise perspektivisch, wiedergegeben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Drahteinlegevorrichtung sowie einer Steuerungs- und Antriebsvorrichtung,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtungen gemäss Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht eines Details der Drahteinlegevorrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Drahteinlegevorrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 5 und 6 Seitenansichten eines Kollektors mit einer eingelegten Drahtschlaufe,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Kollektorankers mit am Kollektorkragen an den Verstemmpunkten verankerten Drahtschlaufen, und
Fig. 8 ein Schema der computergesteuerten Antriebsvorrichtung.
Bei der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispieles der Drahteinlegevorrichtung sowie der Steuerungsund Antriebsvorrichtung und ihrer Arbeitsweise wird nur auf die für die Drahtbefestigung am Kollektor notwendigen Teile eingegangen, da die für die eigentliche Bewicklung des Ankers erforderlichen Teile, wie Leitbleche, Wickelarme u.
dgl. der Ankerwickelmaschine als bekannt vorausgesetzt werden können.
Die Fig. 1 zeigt eine Drahteinlegevorrichtung 17 sowie eine Steuerungs- und Antriebsvorrichtung 1, wobei ein Antriebsmotor 2 mit dem Tachogenerator 3 und eine Spannweite 7 mit einer Teilscheibe 4 auf einer gemeinsamen Welle 8 angeordnet sind. Die Teilscheibe 4 ist zur Positionierung eines am Antriebsende der Welle 8 aufgespannten, zu bewikkelnden Kollektorankers 10 vorgesehen. Auf dem entgegengesetzten Wellenende ist der Kollektoranker 10 in einem Spannmittel 26, beispielsweise einem nicht dargestellten Drehkreuz, gehalten.
Die Spannvorrichtung 7 ist ohne Übertragungsmittel, wie Zahnräder, Riemen u. dgl. über einen nicht dargestellten Kolben und eine Feder 5 mit dem Antriebsmotor 2, vorzugsweise mit einem Gleichstrom-Scheibenläufermotor mit geringem Massenträgheitsmoment,direkt gekuppelt, so dass eine spielfreie Übertragung der Positionswerte von der Teilscheibe 4 auf den Kollektoranker 10 erfolgen kann. Die an der Teilscheibe 4 entsprechend der Kollektorschlitz-Teilung mittels eines Sensors 28 beispielsweise optisch oder magnetisch abgetasteten Positionswerte werden in elektrische Signale umgewandelt und in einem Mikrocomputer 25 digital ausgewertet (Fig. 8).
Die Drahteinlegevorrichtung 17 besteht aus einem Leit
stück 18, welches Aussparungen 19, 19' (Fig. 2) und eine Führungskante 6 aufweist (Fig. 3, 4). Der Wickeldraht 15 wird durch eine seitliche Schwenkbewegung der aus der Ausgangsposition I in die Fangposition II geführten Fanghaken 33, 33' (Fig. 3) schwenkbarer Fangvorrichtungen 32, 32' gefangen und in den Bereich eines Kollektors 11 durch Zurückschieben in die Position III der Fanghaken 33, 33' zur Drahtschlaufen Bildung gebracht. Durch radial zum Kollektor 11 durch Aussparungen 19, 19' des Leitstückes 18 verschiebbare Verstemmwerkzeuge 24, 24' erfolgt das Verstemmen der Kollektorschlitze 12 in Form von Verstemmpunkten 31 (Fig. 5,6). Die Verstemmwerkzeuge 24, 24' werden durch Verstemmzylinder 30, 30' pneumatisch oder hydraulisch betätigt.
Fig. 5 zeigt bei einem Kragenkollektor 11' und Fig. 6 bei einem Walzenkol- lektor 11" die an dem Verstemmpunkt 31 verankerte Drahtumlenkung 16 und Fig. 7 den mit kurzen Drahtumlenkungen 16 fertiggestellten Kollektoranker 10 mit Kollektorkragen 13.
Anhand der Fig. 1 bis Fig. 4 und der Fig. 8 wird der Arbeitsablauf der erfindungsgemäss arbeitenden Drahteinlegevorrichtung sowie der Steuerungs- und Antriebsvorrichtung näher beschrieben.
Am Ende jeder Spulenwicklung werden die Fanghaken 33, 33' aus der Ausgangsposition I in die Fangposition II (Fig. 3) ausgeschwenkt, so dass gemäss Fig. 1 und Fig 2 der Wickeldraht 15 in der Wickelebene der Wickelarme 14, 14' gefangen wird. Durch Einschwenken der Fanghaken 33, 33' zurück in die Ausgangsposition I und nachfolgendem Zurückschieben der Fanghaken 33, 33' achsparallel zum Kollektor 11 in die Position III gelangt der Wickeldraht 15 gemäss Fig. 3 und Fig. 4 in den Bereich der Kollektorschlitze 12 und über eine Führungskante 6 des konisch ausgebildeten Leitstückes 18 in den entsprechenden Kollektorschlitz 12.
Anschliessend wird der Kollektorschlitz 12 mit dem eingelegten Wickeldraht 15 durch die durch die Aussparungen 19, 19' radial zum Kollektor 11 geführten Verstemmwerkzeuge 24, 24' verstemmt. Durch Drehen der Wickelarme 14, 14' gegen die Wickelrichtung gleitet der Wickeldraht 15 aus den Fanghaken 33, 33' wieder heraus, die wieder in ihre Ausgangsposition I zurückgeführt werden, und der bereits im Kollektorschlitz 12 eingelegte Wickeldraht 15 wird unter Umlenkung bei 16 um den Verstemmpunkt 31 herumgezogen und in denselben Kollektorschlitz 12 eingelegt.
Der Steuerungsablauf der Antriebsvorrichtung 1 zum Drehen und Positionieren des Kollektorankers 10 erfolgt mittels des Sensors 28 an der Teilscheibe 4; die abgetasteten Soll Positionswerte und die in einem Eingabegerät 27 vorgewählten digitalen Eingabewerte, beispielsweise die Lamellenanzahl, Verschaltwinkel u.dgl. werden an einen Mikrocomputer 25 weitergeleitet. Der Mikrocomputer 25 errechnet aus diesen Werten automatisch die richtigen Positionen, und mittels eines Motorsteuergerätes 29 wird der Antriebsmotor 2 entsprechend gesteuert, wobei der Tachogenerator 3 den Soll Ist-Vergleich ebenfalls an das Motorsteuergerät 29 übergibt.
Durch das Motorsteuergerät 29 wird jede Positionsabweichung ausgeglichen, wodurch eine hohe Positions- und Haltegenauigkeit erreicht wird.
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PATENT CLAIM
Method for fixing and electrical connection of the connecting wire between the individual coils of an armature winding and the collector using an automatic armature winding machine, in which the armature by a
Control and drive device with a indexing disk after being wound with a coil is brought into a position in which a collector slot lies below a recess in a guide piece of a wire insertion device, and the wire guided over a winding arm is captured by swiveling out a catch hook laterally and after swiveling back into the Collector slot is inserted and caulked there by means of a caulking tool, characterized in that the catch hook (33,
33 ') for inserting the wire (15) - and only the feed to the collector gate (11), i.e. only one wire gauge - in the collector slot (12) parallel to the collector axis and the wire (15) after caulking in the collector slot (12 ) - this time only the return line of the wire (15) to the armature (10), i.e. again only one wire gauge - by turning the winding arm (14) backwards and with the help of the guide piece (18) directly above the caulking point (31) back into the same Collector slot (12) is inserted.
The invention relates to a method according to the preamble of the claim.
Devices are known (US Pat. No. 3156037) which, when the wires are inserted into the collector, result in long wire protrusions protruding beyond the collector, so that they have to be cut off at the collector slot. Another such armature winding machine is known from DE patent 1613313, in which the laying finger is pivoted into the space between the armature and the collector in such a way that the wires, which are guided in the same direction via a loop hook which is resiliently displaceable parallel to the axis of the armature and the collector, are aligned axially and through a movable hold-down device is inserted into the collector slot and subsequently caulked, the wires projecting beyond the collector slot from the relatively large connecting loop formed by the loop hook being separated.
Devices are also known which, although they meet the requirement for short wire loops, require a very precise slot width and a complex division accuracy of the collector slots. Such a method on an armature winding machine is known from US Pat. No. 3,395,449, in which the two wire pieces of the loop are inserted into the associated collector slot by means of loop-forming arms, by first inserting the wire coming from the anchor into a collector slot and using a guide piece Ram blade is pushed in.
Then a loop hook lowers on the collector surface, and the wrap arm swings back so that a loop forms around the loop hook, the other end of which is simultaneously placed in the same collector slot over the wire therein and then also pushed into the slot by the plunger blade. As a result, the two loop ends temporarily clamp in the collector slot so that the collector can be completely wound in coils before the loop ends are finally fastened in the collector slot and the protruding wire loops are cut off.
These known winding wire insertion devices use a drive device, which is preferably actuated by a stepping motor, for the stepwise rotation of the collector armature held in a tensioning device, as described, for example, in US Pat. No. 3,973,738 (FIG. 9). In this case, however, play between the drive device and the armature tensioning shaft has an adverse effect when the wire loops are inserted into the collector slots, and an exact collector slot division is also required.
The object of the invention is to provide a winding method for automatic armature winding machines in which the wire losses caused by wire loops are avoided.
This object is achieved by the characterizing features of the patent claim.
The method according to the invention not only avoids the formation of wire loops on the collector and thus eliminates the need to separate loops, but also anchoring the wire at the caulking point of the collector slot results in an extraordinarily reliable connection.
In the drawing, an embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically, partly in perspective.
It shows:
1 is a side view of a wire insertion device according to the invention and a control and drive device,
2 shows a front view of the devices according to FIG. 1,
3 shows a plan view of a detail of the wire insertion device according to FIG. 1,
4 shows a side view of the wire insertion device according to FIG. 1,
5 and 6 side views of a collector with an inserted wire loop,
7 is a perspective view of the collector anchor with wire loops anchored to the collector collar at the caulking points, and
Fig. 8 is a diagram of the computer-controlled drive device.
In the description of the illustrated embodiment of the wire insertion device as well as the control and drive device and its mode of operation, only the parts necessary for wire attachment to the collector are dealt with, since the parts required for the actual winding of the armature, such as guide plates, winding arms and the like.
Like. The armature winding machine can be assumed to be known.
1 shows a wire insertion device 17 and a control and drive device 1, a drive motor 2 with the tachometer generator 3 and a span 7 with a partial disk 4 being arranged on a common shaft 8. The graduated disk 4 is provided for positioning a collector armature 10 to be developed and clamped at the drive end of the shaft 8. On the opposite shaft end, the collector armature 10 is held in a tensioning means 26, for example a turnstile, not shown.
The tensioning device 7 is without transmission means such as gears, belts and the like. Like. Directly coupled via a piston, not shown, and a spring 5 with the drive motor 2, preferably with a DC disc rotor motor with a low mass moment of inertia, so that the position values can be transferred from the indexing disc 4 to the collector armature 10 without play. The position values, for example optically or magnetically scanned on the indexing disk 4 corresponding to the collector slot division by means of a sensor 28, are converted into electrical signals and digitally evaluated in a microcomputer 25 (FIG. 8).
The wire insertion device 17 consists of a guide
Piece 18, which has recesses 19, 19 '(Fig. 2) and a leading edge 6 (Fig. 3, 4). The winding wire 15 is caught by a lateral pivoting movement of the catch hooks 33, 33 '(FIG. 3) of the catch hooks 32, 32', which lead from the starting position I into the catch position II, and into the area of a collector 11 by pushing back into position III of the catch hooks 33, 33 'brought to wire loop formation. By means of caulking tools 24, 24 'which can be displaced radially to the collector 11 through recesses 19, 19' of the guide piece 18, the caulking slots 12 are caulked in the form of caulking points 31 (FIGS. 5, 6). The caulking tools 24, 24 'are actuated pneumatically or hydraulically by caulking cylinders 30, 30'.
5 shows the wire deflection 16 anchored at the caulking point 31 for a collar collector 11 'and FIG. 6 for a roller collector 11 "and FIG. 7 the collector anchor 10 with collector collar 13 finished with short wire deflections 16.
1 to 4 and FIG. 8, the work flow of the wire insertion device according to the invention and of the control and drive device is described in more detail.
At the end of each coil winding, the catch hooks 33, 33 'are pivoted out of the starting position I into the catch position II (FIG. 3), so that, according to FIGS. 1 and 2, the winding wire 15 is caught in the winding plane of the winding arms 14, 14'. By pivoting the catch hooks 33, 33 'back into the starting position I and then pushing the catch hooks 33, 33' back axially parallel to the collector 11 into the position III, the winding wire 15 according to FIGS. 3 and 4 reaches the area of the collector slots 12 and over a leading edge 6 of the conically shaped guide piece 18 in the corresponding collector slot 12.
The collector slot 12 is then caulked with the inserted winding wire 15 by the caulking tools 24, 24 ', which are guided radially through the recesses 19, 19' to the collector 11. By turning the winding arms 14, 14 'against the winding direction, the winding wire 15 slides out of the catch hooks 33, 33', which are returned to their starting position I, and the winding wire 15 already inserted in the collector slot 12 is deflected at 16 around the Caulking point 31 pulled around and inserted into the same collector slot 12.
The control sequence of the drive device 1 for rotating and positioning the collector armature 10 takes place by means of the sensor 28 on the indexing disk 4; the scanned target position values and the digital input values preselected in an input device 27, for example the number of slats, interconnection angle and the like. are forwarded to a microcomputer 25. The microcomputer 25 automatically calculates the correct positions from these values, and the drive motor 2 is correspondingly controlled by means of a motor control device 29, the tachometer generator 3 also transmitting the target / actual comparison to the motor control device 29.
Every positional deviation is compensated for by the motor control device 29, as a result of which a high positional and holding accuracy is achieved.