Title:
Vorrichtung zur Anfertigung einer Wicklung
Kind Code:
U1


Abstract:

Wickelvorrichtung zur Anfertigung einer Wicklung für eine eisenlose und bürstenlose ein- oder mehrphasige elektrische Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsebene (2) vorhanden ist, in der Leitelemente (5 bis n) gehaltert und beweglich angeordnet sind, und dass oberhalb der Leitelemente (5 bis n) mindestens ein Magazin (4) zur Zuführung von Leitermaterial zur Erstellung der Wicklung (36) vorhanden ist.




Application Number:
DE202017005871U
Publication Date:
11/21/2017
Filing Date:
11/13/2017
Assignee:
Ginzel, Lothar, Dipl.-Ing., 58239 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE2503625A1N/A1975-10-09



Claims:
1. Wickelvorrichtung zur Anfertigung einer Wicklung für eine eisenlose und bürstenlose ein- oder mehrphasige elektrische Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsebene (2) vorhanden ist, in der Leitelemente (5 bis n) gehaltert und beweglich angeordnet sind, und dass oberhalb der Leitelemente (5 bis n) mindestens ein Magazin (4) zur Zuführung von Leitermaterial zur Erstellung der Wicklung (36) vorhanden ist.

2. Wickelvorrichtung zur Anfertigung einer Wicklung für eine eisenlose und bürstenlose ein- oder mehrphasige elektrische Maschine, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsebene (2) vorhanden ist, in der Leitelemente (5 bis n) gehaltert und beweglich angeordnet sind, und dass oberhalb der Führungsebene (2) ein beweglicher Abstreifer (3) angeordnet ist, der in gleicher Weise von den Leitelementen (5 bis n) beweglich durchdrungen wird, und dass oberhalb der Leitelemente (5 bis n) mindestens ein Magazin (4) zur Zuführung von Leitermaterial zur Erstellung der Wicklung (36) vorhanden ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsebene (2) und der Abstreifer (3) eine topologische Ausdehnung aufweisen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsebene (2) und der Abstreifer (3) eine kreisrunde Ausbildung aufweisen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (5 bis n) innerhalb der Führungsebene (2) und den Abstreifern (3) translatorisch bewegbar sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Leitelement (5 bis n) zur Lageveränderung ein Betätigungselement (19 bis m) zugeordnet ist, oder dass die Leitelemente (5 bis n) durch eine kurvenförmige Vorrichtung nacheinander translatorisch veränderbar sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Magazin (4) ein oder mehrere Führungselemente zur Zuführung des Leitermaterials zwischen die einzelnen Elemente (5 bis n) vorhanden sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem ausgeführten Wickelvorgang zwischen zwei benachbarten Leitelementen jeweils zwei Leiter des Leitermaterials übereinander angeordnet sind, wobei das Leitermaterial aus Drähten oder verdrillten Litzen, die aus Kupfer oder Aluminium bestehen, besteht.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsebene (2) oder das Magazin (4) bei einem Wickelvorgang ortsveränderbar ist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (5 bis n) aus Blechmaterialien bestehen.

Description:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anfertigung einer selbsttragenden Wicklung, die für eisenlose und bürstenlose ein- oder mehrphasige elektrische Maschinen verwendet werden.

Eine derartige Wicklung für einen synchronen Motor kann DE 25 03 625 A1 entnommen werden. Dabei besteht die Wicklung aus einer Mehrzahl sich in ringförmiger Anordnung überlappender Spulen, die mit einem harzartigen Material zu einer einheitlichen Struktur verbunden sind. Dabei weist die Wicklungsstruktur einen ringscheibenförmigen Bereich auf, der oben und unten durch Spulenendköpfe abgeschlossen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Anfertigung einer Wicklung für eisen- und bürstenlose ein- und mehrphasige elektrische Maschinen zu automatisieren, damit die Herstellkosten derartiger Wicklungen gesenkt werden können. Des Weiteren soll durch die Automatisation eine qualitativ gleichwertige Wicklung herstellbar sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Die sich daran anschließenden Unteransprüche geben eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens wieder.

Neben den kreisrunden Ausführungen von Wicklungen für elektrische Maschinen, wie Motoren oder Generatoren, betrifft die Erfindung auch die Herstellung von Wicklungen für elektrische Linearantriebe.

Um eine Wicklung für eine eisenlose und bürstenlose ein- oder mehrphasigen elektrische Maschine anfertigen zu können, ist es notwendig, den Herstellprozess der Wicklung zu normieren. Dadurch wird neben der Herabsetzung der Bearbeitungszeit auch eine gleichbleibende konstante Qualität zu gewährleistet. Da die vorbezeichneten elektrischen Maschinen keinen Kern in Form von Eisen oder anderen Trägern aufweisen, ist der Herstellprozess der Wicklung wesentlich schwieriger, da die Wicklungen nicht um den vorhandenen Kern oder den Träger gewickelt werden. Aus diesem Grunde ist es notwendig, dass die Wicklung in einem Prozess hergestellt wird, der außerhalb des Fertigungsprozesses für elektrische Maschinen mit Eisen liegt.

In der nachfolgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber auf die Ausführung einer Wicklung für einen Linearantrieb zurückgegriffen, weil dieses an einem Modell wesentlich einfacher zu beschreiben ist. Jedoch ist diese Ausführung auch gleichermaßen für kreisrunde Anwendungen in gleicher Art und Weise übertragbar.

In der Regel besteht eine Wicklung der vorbeschriebenen Art aus mehreren Spulen, weil eine solche Wicklung in der Regel für mehrere Phasen ausgelegt wird. Die Wickelvorrichtung wird zentral durch eine Führungsebene gebildet, die von einer Vielzahl von Leitelementen durchbrochen wird. Diese Leitelemente stellen beim Wicklungsvorgang neben einer Abstandshalterung für die einzelnen Drähte oder verdrillten Litzen auch gleichzeitig eine Ordnung für die Ausführung bei mehrphasigen Motoren dar. Dafür sind in der Führungsebene die Leitelemente so beweglich angeordnet, dass eine translatorische Veränderung möglich ist. Oberhalb der Führungsebene für die Leitelemente kann ein Abstreifer angeordnet sein. Dieser Abstreifer kann dazu dienen, nach Beendigung des Wicklungsvorganges die fertige Wicklung, die sich noch in einem labilen Zustand befindet, aus der Wickelvorrichtung herausnehmen zu können. Dafür wird der Abstreifer hochgezogen, so dass die einzelnen Drähte oder verdrillten Litzen aus den Leitelementen herausgeschoben werden. Die Leitelemente bestehen aus dünnen Blechen, wobei hier unterschiedliche Materialien eingesetzt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann auf den Abstreifer verzichtet werden, denn bei dieser Ausführung können die Leitelemente in der Führungsebene so weit zurückgefahren werden, dass diese mit ihrer Oberkante mit der Führungsebene abschließen. So kann nach dem Zurückziehen der Leitelemente die fertige Wicklung aus der Wickelvorrichtung entfernt werden.

Um beim Wickelvorgang eine geordnete Zuführung des Leitermaterials in Form der Drähte oder verdrillten Litzen ausführen zu können, kann oberhalb der Leitelemente ein Magazin angeordnet sein, in dem das Leitermaterial für die zu wickelnde Anzahl von Spulen vorhanden ist. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass sich dieses Magazin während der Wicklungsherstellung in Richtung der vorstehenden Leitelemente bewegt, um so den Wickelvorgang über die Leitelemente gesteuert ausführen zu können.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, dass sich die gesamte Vorrichtung schrittweise auf der Kreisebene bewegt, wobei in einer solchen Ausführung das Magazin ortsfest angeordnet sein kann.

Für die Fertigung einer Wicklung für einen Linearantrieb ist eine Anordnung der Führungsebene und des möglichen Abstreifers mit den Leitelementen in einer topologischen Ausdehnung notwendig. Bei einer Wicklung für kreisrunde elektrische Maschinen ist es erforderlich, dass die Führungsebene und möglicherweise der Abstreifer ebenfalls in unterschiedlichen Durchmessern ausgeführt werden. Die Wickelvorrichtung kann aber auch in einer geraden, langgestreckten Ausführungsform zur Herstellung von Wicklungen für Linearantriebe verwendet werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass der gesamte Wickelvorgang mit der Wickelvorrichtung über eine Programmsteuerung abläuft. Dabei werden beispielsweise die Leitelemente innerhalb der Führungsebene und des Abstreifers translatorisch entweder über Betätigungselemente, die jedem einzelnen der Leitelemente zugeordnet sind oder über unterhalb der Leitelemente angeordnete Kurvenführungen in ihrer Höhe verändert.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels einer möglichen Wickelvorrichtung für einen Linearantrieb näher erläutert.

Es zeigt:

1 Eine Anordnung der Wickelvorrichtung in einer Seitenansicht;

2 wie 1, jedoch mit einem Blick auf die Leitelemente;

3 eine schematische Darstellung der Veränderung der Leitelemente, wie sie bei einem Wickelvorgang ablaufen;

4 eine Darstellung einer fertigen Wicklung, die sich noch innerhalb der Leitelemente befindet.

In der schematischen Darstellung nach 1 wird eine Wickelvorrichtung 1 wiedergegeben, die durch Leitelemente 5 bis n geprägt wird. Diese Leitelemente 5 bis n stellen einen Ausschnitt einer Wickelvorrichtung 1 in einer Längsausrichtung dar. Die Anzahl der Leitelemente wird durch die Größe, das heißt die Länge des Linearantriebes bestimmt. Um die Leitelemente 5 bis n platzieren zu können, ist im unteren Bereich eine Führungsebene 2 vorhanden, durch die die Leitelemente 5 bis n translatorisch bewegt und auch gleichzeitig geführt werden. Der Bewegungsablauf ist dabei in zwei Richtungen möglich. Oberhalb der Führungsebenen 2 ist ein Abstreifer 3 dargestellt worden. Dieser Abstreifer 3 dient dazu, eine fertige Wicklung aus der Wickelvorrichtung 1 zu entfernen. Um die Beweglichkeit der Leitelemente 5 bis n ausführen zu können, sind in dem Ausführungsbeispiel jedem Leitelement ein Betätigungselement 19 bis m zugeordnet worden. Dadurch ist es möglich, dass individuell diese Leitelemente 5 bis n in ihrer Position während des Wicklungsvorganges und auch nach Beendigung des Wickelvorganges verändert werden können.

Oberhalb der vorbeschriebenen Anordnung, im Wesentlich bestehend aus der Führungsebene 2 mit dem Abstreifer 3 und den Leitelementen 5 bis n, ist ein Magazin 4 vorhanden. Innerhalb dieses Magazins 4 sind die zur Verwendung kommenden Drähte oder verdrillten Litzen angeordnet. Um eine genaue Zuführung zu den einzelnen Zwischenräumen zwischen den Leitelementen 5 bis n ausführen zu können, können für die einzelnen Drähte oder verdrillten Litzen je nach Anzahl der Phasen an dem Magazin 4 noch Leitvorrichtungen eingesetzt werden.

Während eines Wickelvorganges werden die Leitelemente 5 bis n beispielsweise durch die Betätigungselemente 19 bis m translatorisch in ihrer Position verändert. Dieses kann der 3 entnommen werden. Durch diese Veränderung der Position der Leitelemente 5 bis n wird in Verbindung mit dem Magazin 4 und der nicht dargestellten Führungsvorrichtung für die Drähte oder verdrillten Litzen eine sichere Ausführungsform gewählt, weil durch das Zuführen der Drähte oder Litzen gegen ein entsprechendes Leitelement 5 bis n das Einfädeln und auch das Herumführen der Drähte oder der verdrillten Litzen vereinfacht wird.

Die 2 zeigt in einer Vorderansicht die Anordnung der Wickelvorrichtung 1 mit den Leitelementen 5 bis n, die in der Führungsebene und dem Abstreifer 3 angeordnet sind. Die Leitelemente 5 bis n können beispielsweise aus dünnen Blechen bestehen.

Wie die Anordnung einer beispielsweise fertigen Wicklung 36 innerhalb der Wickelvorrichtung 1 aussehen kann, gibt die 4 wieder. Dabei sind zwischen zwei benachbarten Leitelementen, beispielsweise 5, 6 übereinander zwei Drähte oder verdrillte Litzen einer Spule 33 angeordnet. Daneben ist zwischen den Leitelementen 6, 7 ein Teil der Spule 34 dargestellt. Anschließend ist zwischen den Leitelementen 7, 8 ein Teil der Spule 35 durch die angegebenen Leiter dargestellt worden. Wie dieser Darstellung und entnehmen ist, handelt es sich bei einer derartigen Wicklung 36 um eine dreiphasige Wicklung mit drei Spulen 33, 34, 35.

Neben einer schrittweisen Ortsveränderung des Magazins 4 während eines Wickelvorganges ist es auch möglich, dass das Magazin 4 stationär angeordnet ist und sich stattdessen in Schritten die Führungsebene 2 und der Abstreifer 3 fortbewegen.

Die Wickelvorrichtung eignet sich insbesondere dazu, dass alle Einzelspulen der Wicklung in einem Durchgang ausgeführt werden.

Die für die Wicklungen verwendeten Drähte oder verdrillten Litzen können aus Kupfer oder Aluminium oder anderen gleichwertigen Leitermaterialien bestehen.

Bezugszeichenliste

1
Wickelvorrichtung
2
Führungsebene
3
Abstreifer
4
Magazin
5
Leitelement
6
Leitelement
7
Leitelement
8
Leitelement
9
Leitelement
10
Leitelement
11
Leitelement
12
Leitelement
13
Leitelement
14
Leitelement
15
Leitelement
16
Leitelement
17
Leitelement
19
Betätigungselement
20
Betätigungselement
21
Betätigungselement
22
Betätigungselement
23
Betätigungselement
24
Betätigungselement
25
Betätigungselement
26
Betätigungselement
27
Betätigungselement
28
Betätigungselement
29
Betätigungselement
30
Betätigungselement
31
Betätigungselement
33
Spule 1
34
Spule 2
35
Spule 3
36
Wicklung
37
Bewegungsrichtung
n
Leitelement
m
Betätigungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • DE 2503625 A1 [0002]