WO2005002026A2 - Verfahren und vorrichtung zum formen von wellenwicklungen für rotor- und statorblechpakete elektrischer maschinen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum formen von wellenwicklungen für rotor- und statorblechpakete elektrischer maschinen Download PDF

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Elmotec Statomat Vertriebs Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for shaping and inserting shaft windings with web sections connected by winding heads in rotor and stator laminated core assemblies of electrical machines, in which the shaft windings each have a specific number of waves from a continuously shaped shaft winding band of rectangular or round cross section Winding wire are cut, which is laid by a wire guide alternately around the outer side surfaces of molded projections arranged on the circumference of a rotatingly driven molding element during the molding process, and then the wave windings cut off from the shaft winding band in radially open grooves of a rotor or stator laminated core or one rotor-like transmission tool is inserted and, if necessary, displaced from the grooves of the rotor-like transmission tool into radially open grooves in a rotor or stator laminated core.
  • the winding wire is alternately laid around the right or left side surface of shaping projections formed in a row on a continuously driven, endless conveyor chain, by shaping rollers actuated by tappets.
  • the shaft windings are displaced from the radially open grooves of the transmission tool into radially open grooves of a rotor or stator laminated core.
  • a disadvantage of this method is the complicated and lengthy shaping operation of each individual shaft of the shaft winding by means of four wire guides in the form of ram-operated shaping rollers, which are used one after the other.
  • the shape of the winding heads remains imprecise, since when they are plastically deformed, only the pull-off tension of the winding wire from the wire supply is available.
  • stators with a plurality of radially open slots with rectangular cross sections are provided created, are introduced into the shaft windings of rectangular coil wire such that in cross section of a groove, the cross sections through the coil wire with a plurality of radial layers form a row extending along the groove and fill the cross section of the groove.
  • the difficulty in making such a Chen stator is that the strong rectangular wire, the width of which corresponds to the slot width, is difficult to deform in a conventional winding and drawing-in process and normally the winding heads protruding from the end of the stator laminated core due to the large number of coil turns overlapping on the circumference and the poor deformability of the coil wire add up to an excessively large radial width, which can hardly be reduced practically with conventional winding-head forming tools.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device by means of which shaft windings can be produced in a simpler manner from relatively thick winding wire and can be introduced into rotor or stator laminated core assemblies.
  • the axial distance between a projection of the one row and the following projection of the other row is increased by such an amount that the outer side surfaces of the projections form the winding heads of the shaft windings.
  • the invention offers the advantage that in a single integrated process the winding wire is continuously brought into the form of a shaft fixed by stops and then assumes the desired final wave shape under tension by plastic deformation. All in all, only two very simple shaping processes are required, namely, apart from the aforementioned bending of the wire to the shaft winding band, only the bending of the shaft windings cut to length from the shaft winding band into a ring with the relatively large radius of curvature of the ring-shaped arrangement of the shaft winding in. Rotor or stator laminated core.
  • the device proposed according to the invention for carrying out the new method has a shaping device for forming a shaft winding band and a device for introducing shaft windings cut off therefrom into radially open grooves of a rotor or stator laminated core or a rotor-like transmission tool, the shaping device being uniform over the circumference of a rotatable one For-elements has distributed form projections and a winding wire can be placed in an alternating wave shape around the outer side surfaces of the successive form projections on the circumference, the shape of which corresponds to the shape to be produced of the winding heads of the shaft windings, and is characterized in that the rotatable form element has two rotatable disks one row each or a rotatable roller with two rows of uniformly distributed over the circumference, offset from one another relative to the other row, over the disc or ' The protruding projections of the roller circumference, the axial distance of which can be changed during one rotation of the disks or the roller, and has a wire guide guided
  • This device has the advantage that it is fundamentally independent of which wave shape, length and relative position to one another have the shaft windings to be introduced into a rotor or stator laminated core. It can therefore be used for a variety of different winding designs. If the shaft windings are to be introduced into a rotor or stator laminated core with radially open grooves, i.e. into an outer stator or the rotor of an external rotor motor or generator, the above-mentioned rotor-like transmission tool is used with an additional operation to first of all to force windings generated in the transmission tool from its grooves radially outward into the grooves of the outer stator or external rotor.
  • FIG. 1 shows a wave winding in front of a rod-shaped pickup and lateral guide rails
  • FIG. 3 shows a plan view of a system for forming and introducing shaft windings into stator laminated core assemblies consisting of several sub-devices;
  • FIG. 4 shows a side view of a device for continuously shaping a shaft winding strip with a connected embossing device
  • FIG. 5 shows a top view of the molding device and the embossing device according to FIG. 4;
  • 7 shows a plan view from above of the wire guide forming part of the device for forming the wave winding tape
  • 8 is a simplified side view of a rotor or stator laminated core or a rotor-like transmission tool with radially open grooves in cooperation with the rod-shaped pickup and guide members shown in FIGS. 1 and 2 for transferring the shaft windings from the transducer into the rotor or stator laminated core or into the rotor-like transmission tool;
  • FIG. 9 shows a schematic top view of the rod-shaped pickup and the cut guide elements according to FIG. 8, the shaft windings lying in the slots of the pickup also being shown for reasons of drawing;
  • FIG. 10 shows a simplified partial cross section through a rotor-like transmission tool in a concentric position and assumed in the transmission of shaft windings in a stator laminated core
  • FIG. 11 shows a simplified longitudinal section through the transfer tool according to FIG. 10.
  • the shaft winding 10 shown in FIG. 1 has a certain number of waves, depending on the number and occupancy of the slots of the rotor or stator laminated core to be fitted with it are formed by parallel web sections 12 and giebelför-shaped winding heads 14.
  • the connection ends of the wave winding are designated 16.
  • the wave winding 10 shown covers every sixth slot of a stator core, with the web sections 12 extending through the stator slots and the gable-shaped winding heads 14 protruding from the end of the stator core. Between two stator slots occupied by the shaft winding 10, five stator slots each remain free in the exemplary embodiment, into which further such shaft windings 10 are inserted. In total, e.g. B. In the rectangular cross section shown in FIG.
  • the radially open grooves 18 of a stator core 20 each have eight layers or layers - which here means a wire layer in a groove 18 - are present. This number is only one example.
  • the grooves 18, which are rectangular in cross section, could in each case already be filled with four wire layers of a thicker rectangular wire.
  • other numbers of layers may also occur, wherein two or more wire layers in a slot can also be formed by a single, one-piece shaft winding 10. This is e.g. B. in a so-called.
  • Distributed wave winding the case in which the web sections lie in two or more layers in the same stator slots, but the winding heads of one or more layers on one
  • the front end protrudes from the laminated core, while the winding heads of the other layer or layers protrude from the stator laminated core on the opposite side.
  • Another way to fill several layers of wire in a slot with a single wave winding is to use one as long
  • FIGS. 1 and 2 It can also be seen from FIGS. 1 and 2 that a wave winding of twice the circumferential length can be folded and folded in the middle in such a way that two web sections lie one above the other and the winding heads are arranged opposite one another.
  • one of two identical shaft windings of simple circumferential length could be turned over, placed on the other and electrically connected to it at one end. This also results in a distributed shaft winding with two web sections in each slot and with winding heads arranged directly opposite one another.
  • the insertion into the grooves of the rod-shaped pickup 22 can also be carried out in such a way that the six shaft windings, which form a wire layer, are first inserted with only half their length. Then the sequence is reversed over the second half of the length of the rod-shaped pickup 22, so that the winding wire last inserted with its first half is inserted first into the second half of the pickup 22, the penultimate wave winding as the second, etc. This is achieved so that with the winding heads of the second wire layer in the stator, the wire crossings are on the other half of the gable.
  • Fig. 2 illustrates the very uniform arrangement of the winding heads of a multi-layer winding.
  • FIG. 3 shows a top view of an overview of a complete production system for winding and introducing shaft windings into stator laminated cores.
  • 24 and 24 ' denote two shaping devices operating in parallel, in each of which a winding wire drawn off from a supply roll 26 or 26' is continuously formed into a shaft winding band, from which the shaft windings shown in FIGS. 1 and 2 are obtained as sections become.
  • 28 and 28 ' denote an embossing station in which the winding heads of the shaft windings are shaped by stamps and dies in such a way that they can be guided past one another in different planes.
  • the shaft windings 10 can be cut to the length required in each case from the continuously generated shaft winding tape and the connection ends 16 can be pulled out.
  • the shaft windings 10 are in the order provided and Arrangement placed in the grooves of the rod-shaped pick-up 22, with as many wire layers in each groove as are jointly introduced into the grooves of a rotor or stator laminated core or a rotor-like transmission tool in a single step.
  • a conveyor system is provided with pallets, each of which carries a rod-shaped pickup 22 with grooves. After a pickup 22 according to FIG. 2 has been loaded with shaft windings, the corresponding pallet 32 or 32 'moves into the transfer station shown at 34, and another pallet 36 or 36' with an empty rod-shaped pickup 22 moves into the loading station 30 after.
  • the shaft windings are first transferred from a rod-shaped pickup 22 in the example to a rotor-like transfer tool with radially open grooves.
  • a rotor-like transfer tool with radially open grooves.
  • FIGS. 8 and 9 the shaft windings are then transferred from a rod-shaped pickup 22 in the example to a rotor-like transfer tool with radially open grooves.
  • the filled transfer tool is then pivoted from a turntable 40 into an insertion station 38, in which the rotor-like transfer tool is inserted into the bore of a stator laminated core in such a way that its radially open grooves are aligned with the grooves of the transfer tool, so that radially movable slides Can push shaft windings radially from the transmission tool into the slots in the stator core.
  • the turntable 40 then pivots the stator laminated core into a compression station 42, in which the group of shaft windings introduced first is pushed or pulled radially outward in the stator slots and the winding heads are compressed.
  • a finished wound stator lamination stack is then transported from the turntable 40 to an output station 44 and removed or removed there. fed. If a second or a further group of shaft windings is to be accommodated in the stator laminated core, the partially wound stator laminated core is again brought into the insertion station 38 and equipped with the second or further group of shaft windings. Then there is again a compression process in the compression station 42 before the stator lamination stack is removed in the output station.
  • the wave windings formed in the shaping device 24 ′ may be expedient to design the wave windings formed in the shaping device 24 ′ with somewhat narrower winding heads than in the shaping device 24 and in the transfer station 34 and the insertion station 38 alternately first a group of wave windings from the shaping device 24 and then a group of wave windings from the shaping device 24 '' to be inserted into the stator laminated core using suitable transmission tools.
  • suitable transmission tools With the different width winding heads, the different radii of the shaft windings can be taken into account after they have been inserted into the stator laminated core.
  • FIGS. 4 and 5 show the molding device 24 in more detail and FIGS. 4 and 5 also show the embossing device 28.
  • the main parts of the molding device 24 are two continuously rotating disks 46, 48 arranged axially next to one another each over the circumferential surface protruding projections 50.
  • the disks 46, 48 cooperate in the continuous production of a shaft winding tape 52 with a wire guide which is mounted next to the circumference of the disks 46, 48 rotating stepwise about a horizontal axis.
  • the formation of the winding wire fed from the supply 26 to the shaft winding band 52 is best the simplified schematic representation in FIGS. 6A, 6B and 6C.
  • the beginning of the winding wire denoted by 56 according to FIG. 6A is temporarily clamped to a shaping projection 50 of the left-hand disk 46 or held in another way and placed around the next shaping projection 50 of the right-hand disk 48 that follows in the circumferential direction as a loop ,
  • the wire guide 54 which consists of a rotatably mounted carrier 55, for. B. in the form of a disk or a bar and diametrically opposed near the outer circumference, axially projecting towards the disks 46, 48
  • the wire guide 54 which consists of a rotatably mounted carrier 55, for. B. in the form of a disk or a bar and diametrically opposed near the outer circumference, axially projecting towards the disks 46, 48
  • a driving pin 58, 60 that begins to turn according to the directional arrow 62, but in the example according to FIG.
  • the driver pin 58 also guides the winding wire around a molded projection 50 of the left-hand disk 46, on the circumferential surface of which it is held by a plunger 64 which is arranged centrally on the carrier 55 or extends non-rotatably through the carrier 55 and is pushed axially against the molded projection.
  • the plunger is preferably formed at its free end with a retaining lug 66 which pushes the wire onto the molded projection 50 sufficiently far.
  • a loop is formed on the above-mentioned shaped projection 50 of the disk 46 and on the driver pin 58 at the same time.
  • the wrap angle of the two loops increases, as the intermediate stage shown in FIG. 6B shows.
  • the driver pins 58 and 60 are located approximately vertically one above the other in front of the disk 46.
  • the plunger 64 has been withdrawn from the disk 46 because the wire loop on the projection 50 of the disk 46, which has been turned a little further, now holds by itself.
  • a guide plate 70 shown in FIG. 4 is provided, which overlies the winding wire 56 guides the next projection 50 away.
  • the processes described above are then repeated when, with continued rotation, the driving pin 60 reaches the position in which the driving pin 58 is located in FIG. 6A.
  • the molded projections 50 are on the two disks 46 and 48 arranged relative to one another on a gap, the circumferential distance between a molded projection 50 on one disc and the immediately following molded projection 50 on the other disc being approximately as large as the diameter of the winding wire 56. Since the continuous rotational movement of the discs 46 and 48 is matched to the interrupted rotational movement of the wire guide 54 in such a way that a wire loop is successively transferred to each form projection 50 of both disks 46, 48, the overall result is the uninterrupted shaft winding band 52.
  • a suitable stepping mechanism e.g. in the form of a Maltese cross drive.
  • the wire withdrawal from the wire supply 26 contains a wire brake. Therefore, the winding wire 56 stands during the formation of
  • the molded projections 50 are mounted so as to be controllably displaceable in the axial direction on a wide roller with the intended spacing, the roller can rotate uniformly about a straight axis.
  • the molded projections 50 do not need to perform a relative axial movement, because it is sufficient to support the disks 46, 48 in such a way that the distance between two obliquely opposite one another during the rotational movement Form projections that carry the shaft winding tape, first enlarged and then reduced again.
  • the axes of rotation of the two disks 46, 48 can be inclined to the side to drop outwards for this purpose.
  • the distance between the two disks 46, 48 and thus between the obliquely opposite projections 50 is greatest at the top, smallest at the bottom and at the loop formation point approximately as large as at the point where the shaft winding band 52 is from the disks 46, 48 expires.
  • the intermediate distance between the molded projections 50 increases, as desired, and then becomes smaller again.
  • other bearings for the disks 46, 48 could also be selected, which produce a wobbling movement of the disks with the stated effect.
  • the shaped projections 50 can also have another shape suitable for winding heads instead of the gable-shaped cross section. The same applies to the arrangement of the pins that are used alternatively.
  • a deflector plate arranged in the intermediate space between the disks 46, 48 can ensure that the shaft winding band 52 reliably detaches from the form projections 50 and initially a freely hanging one Loop 74 forms before the shaft winding belt 52 is grasped by an endlessly drivable transport belt 76 with drivers 78 attached on its outside and is transported to the embossing device 28.
  • the freely hanging loop 74 fluctuates in length during operation and forms a buffer memory which compensates for the uneven pulling speed as a result of the idle times of the transport belt 76 in relation to the uniform conveying speed of the disks 46, 48.
  • the loop 74 can optionally be supported by a flexible guide 80 which is resiliently resilient under weight load, in order to prevent the shaft winding band 52 from becoming too long due to its own weight.
  • the embossing station 28 has the function of thus deforming the winding heads 14 perpendicular to the plane of the shaft winding strip 52. men that the overlapping winding heads in the assembled state in the stator laminated core do not hinder and the shaft windings 10 of the same wire layer, for. B. the radially outermost wire layer, can be introduced as stress-free as possible in their respective position or position in the stator slots, so that not only during the insertion process do the crossing winding heads have to be pressed together so strongly that they deform and the web sections of the shaft windings 10 can assume their intended position in the stator slots.
  • the punches 82 and matrices 84 are dimensioned and designed such that one or more winding heads 14 can be pressed out in whole or in part relative to the main plane of the shaft winding strip 52 upwards or downwards during each stamping operation.
  • all winding heads 14 of a wave winding 10 can be shaped simultaneously with a single stroke with a sufficient number of stamps.
  • the transport belt 76 will be stopped during the shaping, during which time the disks 46, 48 convey the generated shaft winding band 52 into the loose loop 74 serving as a buffer store.
  • the punches 82 and dies 84 can also be operated on the fly in connection with a longer transport belt 76, so that they are moved parallel to the transport belt 76 during the molding process. Such a mode of operation does not require the free hanging loop 74.
  • cutting tools (not shown) are attached, which cut through the shaft winding band 52 at predetermined locations in order to obtain shaft windings 10 of a certain length. The wire ends of the cut shaft windings are pulled out by grippers, not shown, to the connection ends 16 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the web sections 12 can be formed into a rectangular cross section by wave windings produced from round wire.
  • a further work station is optionally connected to the embossing device 28, in which a long wave winding 10 is folded back onto itself by machine or by hand in such a way that a wave winding which is distributed half as long is produced.
  • two wave windings 10 can be superimposed to form a distributed wave winding and electrically connected to one another at one end.
  • the shaft windings 10 are inserted at the charging station designated by 30 in FIG. 3 into the transverse grooves of the rod-shaped or rack-shaped receiver 22 also shown in FIGS. 1 and 2 and in FIGS. 8 and 9 .
  • an endless conveyor belt transports 1, several shaft windings 10, the winding heads 14 of which are guided in the guide rails 86 shown in FIG. 1, in the respectively predetermined position above or below certain transverse grooves of the rod-shaped pickup 22.
  • the shaft windings 10 are raised or lowered by the guide rails 86 or alternatively introduced by lifting or lowering the rod-shaped pickup 22 in its transverse grooves.
  • the shaft windings 10 are also the possibility of inserting the shaft windings 10 into the grooves of the rod-shaped pick-up 22 from above and then turning them together with the inserted shaft windings in order to bring it into the position according to FIG. 8.
  • FIG. 8 shows the transmission of the shaft windings from the rod-shaped pickup into a rotor magazine or rotor-like transmission tool 88 with grooves 89 open radially on the outside. This process takes place in the transmission station designated 34 in FIG. 3. Instead of the transmission tool 88, a rotor or stator laminated core with radially open grooves could also be present there.
  • the rod-shaped pickup 22 is oriented tangentially for the transfer process with reference to the rotor-like transfer tool 88 or a rotor or stator laminate stack provided in its place, the grooves of the rod-shaped pickup 22 and the grooves 89 of the transfer tool 88 with their openings point towards each other.
  • the spacing of the grooves and the relative movement of the transducer 22 and the transfer tool 88 are coordinated with one another in such a way that the two opposite grooves are each aligned with one another at the tangential contact point.
  • the transfer tool 88 performs a counterclockwise rotary movement about a stationary axis, while at the same time the rod-shaped pickup 22 is advanced in a straight line from right to left along a linear guide (not shown) at the peripheral speed of the transfer tool 88. While these coordinated movements are taking place, two top view U-shaped guide elements 90, 92 press the shaft windings 10, which may have been held up to that point by guide rails corresponding to the guide rails 86 in the slots of the sensor 22, in the area of the tangential contact point and the area behind them in the direction of movement of the transducer 22 in the opposite grooves of the transmission tool 88. Since the rod-shaped transducer 22 according to FIGS.
  • the U-shaped guide members 90, 92 can be on either side engage the rod-shaped pickup 22 on the outer regions of the web sections 12 and the winding heads 14 in order to successively displace the web sections from the grooves of the pickup 22 and to push them into the grooves of the transfer tool 88.
  • the number of shaft windings transferred from the rod-shaped pickup 22 to the transfer tool 88 and from there to a stator or rotor laminated core with radially open slots depends on the individual case. Normally, you will probably get along with two transmission processes.
  • FIGS. 10 and 11 show a partial cross section of the rotor magazine or transmission tool 88 on a larger scale and its longitudinal section during the radial insertion of the shaft windings 10 into the radially open grooves 18 of a stator laminated core 20.
  • the stator laminated core 20 is used for this transmission process in the rotational position axially placed on the transmission tool 88 or inserted into the bore of the stator 20 such that the radially inside open grooves 18 are aligned with the radially outside open grooves of the transmission tool 88.
  • the shaft windings seated in the grooves of the latter are formed by lamellar slides 94 which are seated radially further inward in the same grooves displaced radially outward into the grooves 18 of the stator core 20.
  • 10 shows an example of a groove 18 into which four wire layers of shaft windings have already been inserted during an earlier transmission process, while four further wire layers of shaft windings are still seated in the corresponding groove 89 of the transmission tool 88 and radially in the next transmission process by the associated slide 94 have to be pushed outwards into the aligned stator groove.
  • Another stator groove with a rectangular cross-section is already completely filled with eight wire layers of matching shaft windings.
  • FIG. 11 It has lamellar slides 94 which are guided radially displaceably in the radially outwardly open grooves of the transfer tool 88 but are axially fixed.
  • a power cylinder or other drive moves a central drive rod 96 to which conical or wedge disks 98 are fixedly attached, the front and rear parallel wedge surfaces of which extend obliquely to the longitudinal axis engage in correspondingly obliquely arranged recesses in the lamellar slides 94.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen und Einführen von Wellenwicklungen mit durch Wicklungsköpfe verbundenen Stegabschnitten in Rotor- ­oder Statorblechpakete elektrischer Maschinen. Hierbei werden die Wellenwicklungen (10) von einem fortlaufend geformten Wellenwicklungsband (52) aus Wicklungsdraht (56) abgeschnitten, der beim Formvorgang von einem Drahtführer (54) abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von auf dem Umfang von zwei axial nebeneinander rotierend antreibbaren Scheiben (46, 48) gegeneinander versetzt angeordneten Formvorsprüngen (50) gelegt wird. Während das Wellenwicklungsband (52) auf dem Umfang der Scheiben (46, 48) mitgenommen wird, wird der Abstand zwischen einem Formvorsprung (50) der einen Reihe und dem folgenden Formvorsprung der anderen Reihe vergrößert, so daß die äußeren Seitenflächen der Formvorsprünge (50) die Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) formen. Die vom Wellenwicklungsband (52) abgeschnittenen Wellenwicklungen (10) werden anschließend in radial außen offene Nuten (89) eines Rotor- oder Statorblechpakets oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) eingeführt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Wellenwicklungen für Rotor- und Statorblechpakete elektrischer Maschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen und Einführen von Wellenwicklungen mit durch Wicklungsköpfe verbundenen Stegabschnitten in Rotor- und Statorblechpakete elektrischer Maschinen, bei denen die Wellenwick- lungen jeweils mit einer bestimmten Anzahl Wellen von einem fortlaufend geformten Wellenwicklungsband aus im Querschnitt rechteckigem oder rundem Wicklungsdraht abgeschnitten werden, der beim Formvorgang von einem Drahtführer abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von auf dem Umfang eines rotierend an- treibbaren Formelements angeordneten Formvorsprüngen gelegt wird, und dann die von dem Wellenwicklungsband abgeschnittenen Wellenwicklungen in radial außen offene Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs eingeführt und ggf. aus den Nuten des roto- rähnlichen Ubertraungswerkzeugs in radial innen offene Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets verdrängt werden.
Es ist seit längerer Zeit z. B. durch die EP 1 012 951 Bl, die EP 0 604 797 A2 und die US 5 881 778 bekannt, Wellenwick- lungen, insbesondere verteilte Wellenwicklungen zur Herstellung von Kraftfahrzeug-Lichtmaschinen, durch eine um eine Schablone umlaufende Wickeldüse oder eine vor einer feststehenden Wickeldüse umlaufende Schablone zu erzeugen und die so geformten ringförmigen Wellenwicklungen axial in einen Stator einzuziehen. Es ist weiterhin in der US 4,864,715 ein Verfahren zum Formen und Einführen von Wellenwicklungen mit durch Wicklungsköpfe verbundenen Stegabschnitten in ein rotorähnliches Übertragungswerkzeug beschrieben, bei dem die Wellenwicklungen von einem aus Wicklungsdraht fortlaufend geformten Wellenwicklungsband abgeschnitten werden. Der Wicklungsdraht wird beim Formvorgang zum Wellenwicklungsband von durch Stößel betätigten Formrollen abwechselnd um die rechte bzw. linke Seitenfläche von in einer Reihe auf einer umlaufend angetriebenen, endlosen Förderkette ausgebildeten Formvorsprüngen gelegt. Am Ende werden die Wellenwicklungen aus den radial außen offenen Nuten des Übertragungswerkzeugs in radial innen offene Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets verdrängt. Nachteilig ist bei diesem Verfahren die umständliche und langwierige Formoperation jeder einzelnen Welle der Wellenwicklung durch vier jeweils nacheinander zum Einsatz kommende Drahtführer in Form von stößelbetriebenen Formrollen. Außerdem bleibt die Formung der Wicklungsköpfe ungenau, da bei deren plastischer Verformung nur die Abzugsspannung des Wicklungsdrahts vom Drahtvorrat zur Verfügung steht.
In dem Bestreben, mit möglichst wenig Kupfer einen möglichst hohen Füllfaktor der Statornuten und gleichzeitig gut belüftete Wicklungsköpfe zu erhalten, die nur ein verhältnismäßig geringes Laufgeräusch erzeugen, sind gemäß EP 1 120 881 A2 Statoren mit einer Vielzahl von radial innen offenen, im Querschnitt rechteckigen Nuten geschaffen worden, in die Wellenwicklungen aus rechteckigem Spulendraht derart eingebracht werden, daß im Querschnitt einer Nut die Querschnitte durch den Spulendraht mit mehreren radialen Lagen eine sich längs der Nut erstreckende Reihe bilden und den Querschnitt der Nut ausfüllen. Die Schwierigkeit bei der Herstellung eines sol- chen Stators besteht darin, daß sich der starke Rechteckdraht, dessen Breite der Nutbreite entspricht, bei einem herkömmlichen Wickel- und Einziehverfahren nur schwer verformen läßt und normalerweise die stirnseitig über das Statorblechpaket vorstehenden Wicklungsköpfe wegen der Vielzahl der sich am Umfang überlappenden Spulenwindungen und der schlechten Verformbarkeit des Spulendrahts sich zu einer allzu großen radialen Breite addieren, die sich mit herkömmlichen Wickelkopf-Formwerkzeugen praktisch kaum verringern läßt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit deren Hilfe sich auch aus verhältnismäßig dickem Wicklungsdraht in einfacherer Weise Wellenwicklungen herstellen und in Rotor- oder Statorblechpakete einführen lassen.
Ausgehend von dem in der US 4,864,715 beschriebenen Verfahren, wird vorstehende Aufgabe nach dem Vorschlag der Erfindung verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß der Wicklungsdraht abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von in jeweils einer Reihe auf dem Umfang von zwei axial nebeneinander rotierend antreibbaren Scheiben oder in zwei Reihen auf dem Umfang einer rotierend antreibbaren Rolle gegeneinander versetzt angeordneten Formvorsprüngen gelegt wird, wobei in dem Winkelbe- reich, in dem das Wellenwicklungsband auf dem Umfang der
Scheiben bzw. Rolle mitgenommen wird, der axiale Abstand zwischen einem Formvorsprung der einen Reihe und dem folgenden Formvorsprung der anderen Reihe um ein solches Maß vergrößert wird, daß die äußeren Seitenflächen der Formvorsprünge die Wicklungsköpfe der Wellenwicklungen formen. Die Erfindung bietet den Vorteil, daß in einem einzigen integrierten Vorgang der Wicklungsdraht fortlaufend in die Form einer durch Anschläge fixierten Welle gebracht wird und dann unter Spannung durch plastische Verformung die gewünschte endgültige Wellenform annimmt. Insgesamt sind nur zwei sehr einfache Formvorgänge erforderlich, nämlich außer dem erwähnten Biegen des Drahts zum Wellenwicklungsband nur noch das Biegen der von dem Wellenwicklungsband abgelängten Wellenwicklungen zu einem Ring mit dem verhältnismäßig großen Krüm- mungsradius der ringförmigen Anordnung der Wellenwicklung im . Rotor- oder Statorblechpaket.
Die erfindungsgemäß zur Durchführung des neuen Verfahrens vorgeschlagene Vorrichtung hat eine Formeinrichtung zur For- ung eines Wellenwicklungsbandes und eine Einrichtung zum Einführen davon abgeschnittener Wellenwicklungen in radial außen offene Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs, wobei die Formeinrichtung gleichmäßig über den Umfang eines drehbaren For- elements verteilte Formvorsprünge aufweist und ein Wicklungsdraht wellenförmig abwechselnd um die äußeren Seitenflächen der am Umfang aufeinanderfolgenden Formvorsprünge legbar ist, deren Form der zu erzeugenden Form der Wicklungsköpfe der Wellenwicklungen entspricht, und ist dadurch gekennzeich- net, daß das drehbare Formelement zwei drehbare Scheiben mit jeweils einer Reihe oder eine drehbare Rolle mit zwei Reihen von gleichmäßig über den Umfang verteilten, relativ zur jeweils anderen Reihe versetzt zueinander angeordneten, über den Scheiben- bzw.' Rollenumfang vorstehenden Formvorsprüngen, deren axialer Abstand während einer Umdrehung der Scheiben bzw. der Rolle veränderbar ist, und einen derart geführten Drahtführer aufweist, daß der Wicklungsdraht wellenförmig ab- wechselnd um die äußeren Seitenflächen der jeweils der einen bzw. anderen Reihe zugehörenden, aufeinander folgenden Formvorsprünge legbar ist.
Diese Vorrichtung bietet den Vorteil, daß sie grundsätzlich unabhängig davon ist, welche Wellenform, Länge und relative Lage zueinander die in ein Rotor- oder Statorblechpaket einzuführenden Wellenwicklungen haben. Sie ist daher für eine Vielzahl unterschiedlicher Gestaltungen der Wicklung anwend- bar. Wenn die Wellenwicklungen in ein Rotor- oder Statorblechpaket mit radial innen offenen Nuten, also in einen äußeren Stator oder den Rotor eines Außenläufer-Motors oder -generators eingebracht werden sollen, kommt das oben erwähnte rotorähnliche Übertragungswerkzeug zum Einsatz mit einem zusätzlichen Arbeitsgang, um die zunächst in dem Übertragungswerkzeug erzeugten Wicklungen aus dessen Nuten radial nach außen in die Nuten des äußeren Stators oder Außenläufer- Rotors zu verdrängen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des vorstehend bezeichneten Verfahrens und der neuen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Aus- führungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Wellenwicklung vor einem stabför- migen Aufnehmer und seitlichen Führungsschienen;
Fig. 2 zwölf in den stabförmigen Aufnehmer nach Fig. 1 eingelegte Wellenwicklun- gen, die anschließend gemeinsam in ein Rotor- oder Statorblechpaket oder in ein rotorähnliches Übertragungswerkzeug eingebracht werden;
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine aus mehreren Teilvorrichtungen bestehende Anlage zum Formen und Einführen von Wellenwicklungen in Stator-Blechpakete;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Einrichtung zum fortlaufenden Formen eines Wellenwicklungsbandes mit einer angeschlossenen Prägeeinrichtung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Formeinrichtung und die Prägeeinrichtung nach Fig. 4;
Fig. 6A, B, C Seitenansichten, mit Bezug auf Fig. 4 von links, der Einrichtung zum Formen eines Wellenwicklungsbandes, wobei die Teile der Einrichtung in verschiedenen Stadien während der Formung einer Wel- lenwicklung gezeigt sind;
Fig. 7 eine Draufsicht von oben auf den einen Teil der Einrichtung zum Formen des Wellenwicklungsbandes bildenden Draht- führer; Fig. 8 eine vereinfachte Seitenansicht eines Rotor- oder Statorblechpakets oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs mit radial außen offenen Nuten im Zusammenwirken mit dem in Fig. 1 und 2 gezeigten stabförmigen Aufnehmer und Leitorganen zum Überleiten der Wellenwicklungen von dem Aufnehmer in das Rotor- oder Statorblechpaket bzw. in das rotorähnliche Übertragungswerkzeug;
Fig. 9 eine schematische Draufsicht auf den stabförmigen Aufnehmer und die geschnittenen Leitorgane nach Fig. 8, wo- bei aus zeichnerischen Gründen auch die in den Nuten des Aufnehmers liegenden Wellenwicklungen dargestellt sind;
Fig.10 einen vereinfachten Teil-Querschnitt durch ein rotorähnliches Übertragungswerkzeug in einer bei der Übertragung von Wellenwicklungen in ein Statorblechpaket eingenommenen konzentrischen Stellung und
Fig.11 einen vereinfachten Längsschnitt durch das Übertragungswerkzeug nach Fig. 10.
Die in Fig. 1 gezeigte Wellenwicklung 10 hat je nach der Anzahl und Belegung der Nuten des damit zu bestückenden Rotoroder Statorblechpakets eine bestimmte Anzahl Wellen, die durch parallele Stegabschnitte 12 und giebelför ige Wicklungsköpfe 14 gebildet sind. Die Anschlußenden der Wellenwicklung sind mit 16 bezeichnet. Im Beispielsfall wird mit der gezeigten Wellenwicklung 10 jede sechste Nut eines Sta- torblechpakets belegt, wobei sich die Stegabschnitte 12 durch die Statornuten erstrecken und die giebelförmigen Wicklungsköpfe 14 stirnseitig aus dem Statorblechpaket vorstehen. Zwischen zwei von der Wellenwicklung 10 belegten Statornuten bleiben im Ausführungsbeispiel jeweils fünf Statornuten frei, in die weitere derartige Wellenwicklungen 10 eingeführt werden. Insgesamt können z. B. in die in Fig. 10 im Querschnitt gezeigten rechteckigen, radial innen offenen Nuten 18 eines Statorblechpakets 20 jeweils acht Schichten bzw. Lagen - worunter hier eine Drahtlage in einer Nut 18 verstanden wird - vorhanden sein. Diese Zahl ist aber nur ein Ausführungsbeispiel. Die im Querschnitt rechteckigen Nuten 18 könnten jeweils auch schon mit vier Drahtlagen eines stärkeren Rechteckdrahts gefüllt sein. Je nach der Art des Motors bzw. Generators und der gewählten Wicklung können noch andere Lagen- zahlen vorkommen, wobei auch zwei oder mehr Drahtlagen in einer Nut durch eine einzige, einstückige Wellenwicklung 10 gebildet sein können. Dies ist z. B. bei einer sog. verteilten Wellenwicklung der Fall, bei der die Stegabschnitte in zwei oder mehr Lagen in denselben Statornuten liegen, aber die Wicklungsköpfe von einer oder mehreren Lagen auf der einen
Stirnseite aus dem Blechpaket hervorragen, während die Wicklungsköpfe der anderen Lage bzw. Lagen auf der gegenüberliegenden Seite aus dem Statorblechpaket vorstehen. Eine weitere Möglichkeit, mit einer einzigen Wellenwicklung mehrere Draht- lagen einer Nut auszufüllen, besteht darin, eine so lange
Wellenwicklung nach Fig. 1 zu benutzen, daß sie sich nach dem Einführen in das Statorblechpaket mehrmals um dessen Umfang erstreckt.
Die Vorteilhaftigkeit der giebelförmigen Wicklungsköpfe wird deutlich, wenn man sich anhand der Fig. 1 vorstellt, daß in den dort gezeigten stabförmigen Aufnehmer 22 nach der gezeigten ersten Wellenwicklung 10 eine weitere derartige Wellenwicklung in diejenigen Nuten gelegt wird, die sich jeweils unmittelbar rechts von den durch die Stegabschnitte 12 der ersten Wellenwicklung 10 belegten Nuten befinden. Die dritte derartige Wellenwicklung wird dann wiederum in die nächsten sich nach rechts anschließenden Nuten eingelegt und ebenso die vierte, fünfte und sechste Wellenwicklung. Am Ende wird man feststellen, daß immer nur die linken Schenkel der gie- belförmigen Wicklungsköpfe 14 über die rechten Schenkel der Wicklungsköpfe der zuvor schon eingelegten Wellenwicklungen hinweggeführt werden müssen, die rechten Schenkel dann aber keine schon zuvor eingelegten Wellenwicklungen zu kreuzen brauchen. Man wird weiterhin feststellen, daß sich alle defi- nierten Kreuzungspunkte, an denen ein linker Schenkel über einen rechten Schenkel einer zuvor eingelegten Wellenwicklung hinweggeführt ist, jeweils die einzige Kreuzung an dieser Stelle bilden. Demnach braucht man nur die kreuzenden linken Schenkel der Wicklungsköpfe insgesamt oder stellenweise an den Kreuzungspunkten etwas anzuheben und danach wieder in die Ebene der Stegabschnitte abzusenken, um zu erreichen, daß sämtliche Stegabschnitte und jeweils die Hälfte der giebel- förmigen Wicklungsköpfe der nacheinander verlegten sechs Wel¬ lenwicklungen zwanglos in derselben Drahtlage in den Nuten liegen. Das stellenweise Anheben und Absenken einer Giebelhälfte, um diese über eine oder mehrere Giebelhälften zuvor eingelegter Wellenwicklungen hinwegzuführen, kann durch eine Prägung der Wellenwicklungen vor dem Einlegen in den stabförmigen Aufnehmer 22 geschehen. Es versteht sich, daß alternativ auch die überkreuzte Giebelhälfte abgesenkt oder die eine Giebehälfte etwas angehoben und die andere etwas abgesenkt werden kann .
Anhand von Fig. 1 und Fig. 2 ist auch ersichtlich, daß eine Wellenwicklung von zweifacher Umfangslänge in der Mitte derart gefaltet und zusammengelegt werden kann, daß jeweils zwei Stegabschnitte übereinander liegen und die Wicklungsköpfe gegenüberliegend angeordnet sind. Alternativ könnte von zwei identischen Wellenwicklungen einfacher Umfangslänge die eine gewendet, auf die andere gelegt und an einem Ende elektrisch mit dieser verbunden werden. Man erhält dadurch ebenfalls ei- ne verteilte Wellenwicklung mit jeweils zwei Stegabschnitten in jeder Nut und mit direkt gegenüberliegend angeordneten Wicklungsköpfen .
Wenn die Wellenwicklungen 10 die doppelte Umfangslänge haben, kann beim Einlegen in die Nuten des stabförmigen Aufnehmers 22 auch so vorgegangen werden, daß zunächst in der oben beschriebenen Reihenfolge die sechs Wellenwicklungen, die eine Drahtlage bilden, nur mit ihrer halben Länge eingelegt werden. Dann wird auf der zweiten Hälfte der Länge des stabför- migen Aufnehmers 22 die Reihenfolge umgedreht, so daß der mit seiner ersten Hälfte zuletzt eingelegte Wicklungsdraht als erster in die zweite Hälfte des Aufnehmers 22 eingelegt wird, die vorletzte Wellenwicklung als zweite usw.. Man erreicht damit, daß bei den Wicklungsköpfen der zweiten Drahtlage im Stator die Drahtkreuzungen auf der anderen Giebelhälfte liegen. Neben solchen Faltungen, elektrischen Verbindungen und Abwechslungen der Reihenfolge besteht beim Einlegen der Wellenwicklungen in die Nuten des Aufnehmers 22 die weitere Möglichkeit, einzelne Wellen einer bereits eingelegten Wellenwicklung aufzubiegen und nach dem Einlegen einer oder mehrerer weiterer Wellenwicklungen wieder in die Nuten des Aufnehmers 22 zurückzubiegen, wodurch an einer bestimmten Stelle eine Veränderung der Reihenfolge der übereinander liegenden Wellenwicklungen erzielt wird.
Fig. 2 veranschaulicht die sehr gleichmäßige Anordnung der Wicklungsköpfe einer mehrlagigen Wicklung.
Fig. 3 zeigt in Draufsicht einen Überblick über eine voll- ständige Produktionsanlage zum Wickeln und Einführen von Wellenwicklungen in Statorblechpakete. Dabei sind mit 24 und 24' zwei parallel arbeitende Formeinrichtungen bezeichnet, in denen jeweils ein von einer Vorratsrolle 26 bzw. 26' abgezogener Wicklungsdraht kontinuierlich zu einem Wellenwicklungs- band geformt wird, aus dem die in Fig. 1 und 2 gezeigten Wellenwicklungen als Abschnitte gewonnen werden. Mit 28 bzw. 28' ist in Fig. 3 jeweils eine Prägestation bezeichnet, in der die Wicklungsköpfe der Wellenwicklungen durch Stempel und Matrizen so geformt werden, daß sie in unterschiedlichen Ebenen aneinander vorbeigeführt werden können. Außerdem können in dieser Station die Wellenwicklungen 10 in der jeweils benötigten Länge von dem kontinuierlich erzeugten Wellenwicklungsband abgeschnitten und die Anschlußenden 16 ausgezogen werden.
In der nächsten, mit 30 bzw. 30' bezeichneten Station werden die Wellenwicklungen 10 in der vorgesehenen Reihenfolge und Anordnung in die Nuten des stabförmigen Aufnehmers 22 eingelegt, und zwar mit so vielen Drahtlagen in jeder Nut, wie gemeinsam in einem einzigen Arbeitsschritt in die Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets oder eines rotorähnlichen Über- tragungswerkzeugs eingebracht werden. Gemäß Fig. 3 ist ein Fördersystem mit Paletten vorgesehen, welche jeweils einen stabförmigen Aufnehmer 22 mit Nuten tragen. Nachdem ein Aufnehmer 22 gemäß Fig. 2 mit Wellenwicklungen beladen worden ist, fährt die entsprechende Palette 32 bzw. 32' in die bei 34 gezeigte Übertragungsstation, und es rückt eine weitere Palette 36 bzw. 36' mit einem leeren stabförmigen Aufnehmer 22 in die Ladestation 30 nach.
In der Übertragungsstation 34 werden die Wellenwicklungen von einem stabförmigen Aufnehmer 22 im Beispielsfall zunächst auf ein rotorähnliches Übertragungswerkzeug mit radial außen offenen Nuten übertragen. Zu Einzelheiten wird nachfolgend auf Fig. 8 und 9 Bezug genommen. Das befüllte Übertragungswerkzeug wird anschließend von einem Drehtisch 40 in eine Ein- schubstation 38 verschwenkt, in der das rotorähnliche Übertragungswerkzeug in die Bohrung eines Statorblechpakets derart eingeführt wird, daß dessen radial innen offene Nuten mit den Nuten des Übertragungswerkzeugs fluchten, so daß radial bewegbare Schieber die Wellenwicklungen aus dem Übertragungs- Werkzeug radial in die Nuten des Statorblechpakets schieben können. Danach verschwenkt der Drehtisch 40 das Statorblechpaket in eine Kompressionsstation 42, in der die zuerst eingebrachte Gruppe von Wellenwicklungen in den Statornuten noch weiter radial nach außen geschoben oder gezogen und die Wick- lungsköpfe komprimiert werden. Anschließend wird ein fertig bewickeltes Statorblechpaket von dem Drehtisch 40 zu einer Ausgabestation 44 transportiert und dort abgenommen oder aus- gespeist. Wenn noch eine zweite oder weitere Gruppe von Wellenwicklungen in dem Statorblechpaket aufgenommen werden soll, wird das teilweise bewickelte Statorblechpaket noch einmal in die Einschubstation 38 gebracht und mit der zweiten oder weiteren Gruppe von Wellenwicklungen bestückt. Dann folgt wiederum ein Kompressionsvorgang in der Kompressionsstation 42, bevor das Statorblechpaket in der Ausgabestation abgenommen wird.
Es kann zweckmäßig sein, die in der Formeinrichtung 24' geformten Wellenwicklungen mit etwas schmaleren Wicklungsköpfen auszubilden als in der Formeinrichtung 24 und in der Übertragungsstation 34 und der Einschubstation 38 abwechselnd erst eine Gruppe Wellenwicklungen aus der Formeinrichtung 24 und dann eine Gruppe Wellenwicklungen aus der Formeinrichtung 24' mittels passender Übertragungswerkzeuge in das Statorblechpaket einzuführen. Mit den unterschiedlich breiten Wicklungsköpfen kann man den unterschiedlichen Radien der Wellenwicklungen nach ihrem Einführen in das Statorblechpaket Rechnung tragen.
Die Fig. 4, 5 und 6A, B, C zeigen die Formeinrichtung 24 genauer und die Fig. 4 und 5 daneben auch die Prägeeinrichtung 28. Die Hauptteile der Formeinrichtung 24 sind zwei kontinu- ierlich umlaufende, axial nebeneinander angeordnete Scheiben 46, 48 mit jeweils über die Umfangsflache vorstehenden Formvorsprüngen 50. Die Scheiben 46, 48 wirken bei der kontinuierlichen Erzeugung eines Wellenwicklungsbandes 52 mit einem Drahtführer zusammen, der unmittelbar neben dem Umfang der Scheiben 46, 48 um eine horizontale Achse schrittweise rotierend gelagert ist. Die Formung des vom Vorrat 26 zugeführten Wicklungsdrahts zum Wellenwicklungsband 52 geht am besten aus der vereinfachten schematischen Darstellung in den Fig. 6A, 6B und 6C hervor.
Zu Beginn des kontinuierlichen Formvorgangs wird der Anfang des mit 56 bezeichneten Wicklungsdrahts gemäß Fig. 6A vorübergehend an einem Formvorsprung 50 der linken Scheibe 46 geklemmt oder in anderer Weise gehalten und um den in Umlauf- richtung folgenden nächsten Formvorsprung 50 der rechten Scheibe 48 als Schlaufe gelegt. Wenn anschließend der Draht- führer 54, der aus einem drehbar gelagerten Träger 55, z. B. in Form einer Scheibe oder eines Balkens und diametral gegenüberliegend nahe dem äußeren Umfang angebrachten, axial zu den Scheiben 46, 48 hin vorspringenden Mitnehmerzapfen 58, 60 besteht, gemäß Richtungspfeil 62 zu drehen beginnt, stößt im Beispielsfall nach Fig. 6A der Mitnehmerzapfen 58 gegen den vom Vorrat 26 kommenden Wicklungsdraht 56 und beginnt, an seinem Umfang eine Schlaufe zu bilden. Gleichzeitig führt der Mitnehmerzapfen 58 den Wicklungsdraht auch um einen Formvorsprung 50 der linken Scheibe 46, auf dessen Umfangsflache er durch einen zentral am Träger 55 angeordneten oder sich undrehbar durch den Träger 55 erstreckenden, axial gegen den Formvorsprung vorgeschobenen Stößel 64 gehalten wird. Der Stößel ist vorzugsweise an seinem freien Ende mit einer Haltenase 66 ausgebildet, die den Draht ausreichend weit auf den Formvorsprung 50 schiebt. Somit wird in der in Fig. 6A gezeigten Phase gleichzeitig an dem vorstehend genannten Formvorsprung 50 der Scheibe 46 und am Mitnehmerzapfen 58 je eine Schlaufe gebildet. Bei weiterer Drehbewegung des Drahtführers 54 im Sinne des Richtungspfeils 62 und gleichzeitiger Drehung der Scheiben 46 und 48 im Sinne des Richtungspfeils 68 vergrößern sich die Umschlingswinkel der beiden Schlaufen, wie das in Fig. 6B dargestellte Zwischenstadium zeigt. Dort be- finden sich die Mitnehmerzapfen 58 und 60 etwa senkrecht übereinander vor der Scheibe 46. Der Stößel 64 wurde von der Scheibe 46 zurückgezogen, weil inzwischen die Drahtschlaufe auf dem Vorsprung 50 der ein Stück weiter gedrehten Scheibe 46 von allein hält.
Um zu verhindern, daß in der Phase nach Fig. 6B der Wicklungsdraht 56 gegen den nächsten Formvorsprung 50 der Scheibe 46 stößt, der dem die Schlaufe bildenden Formvorsprung 50 folgt, ist ein in Fig. 4 gezeigtes Leitblech 70 vorgesehen, das den Wicklungsdraht 56 über den nächsten Formvorsprung 50 hinweg leitet.
Nachdem der Drahtführer 54 weitergedreht worden ist und die Stellung nach Fig. 6C erreicht hat, befindet sich unmittelbar axial vor dem Mitnehmerzapfen 58 ein Formvorsprung 50 der Scheibe 48. Die Drehbewegung des Drahtführers 54 wird kurzzeitig unterbrochen, und ein in Fig. 4 und 7 gezeigter Abstreifer 72 streift die auf dem Mitnehmerzapfen 58 sitzende Drahtschlaufe axial von diesem herab und auf den vor ihm befindlichen Formvorsprung 50 hinüber. Gleichzeitig oder unmittelbar danach fährt der Stößel 64 wieder axial vor und schiebt den Draht 56 über, d.h. in Bewegungsrichtung vor den Formvorsprung 50 der Scheibe 46, an dem er gerade zuvor durch das Leitblech 70 vorbeigeleitet worden ist, so daß nunmehr dieser Formvorsprung die nächste Schlaufe bildet.
Anschließend wiederholen sich die vorstehend geschilderten Vorgänge, wenn bei fortgesetzter Drehung der Mitnehmerzapfen 60 in diejenige Stellung gelangt, in der sich in Fig. 6A der Mitnehmerzapfen 58 befindet. Wie in der Zeichnung gezeigt, sind die Formvorsprünge 50 auf den beiden Scheiben 46 und 48 relativ zueinander auf Lücke angeordnet, wobei der am Umfang gemessene Zwischenabstand zwischen einem Formvorsprung 50 auf der einen Scheibe und dem unmittelbar nachfolgenden Formvorsprung 50 auf der anderen Scheibe etwa so groß ist wie der Durchmesser des Wicklungsdrahts 56. Da die kontinuierliche Drehbewegung der Scheiben 46 und 48 auf die unterbrochene Drehbewegung des Drahtführers 54 so abgestimmt ist, daß auf jeden Formvorsprung 50 beider Scheiben 46, 48 nacheinander eine Drahtschlaufe übertragen wird, ergibt sich insgesamt das ununterbrochene Wellenwicklungsband 52.
Um für den Drahtführer 54 eine Drehbewegung mit kurzzeitigen Unterbrechungen jeweils in derjenigen Phase zu erhalten, in der Drahtschlaufen von den Mitnehmerzapfen 58, 60 auf die Formvorsprünge 50 der Scheibe 48 hinübergestreift werden, kann ein geeignetes Schrittschaltwerk, z.B. in Form eines Malteserkreuzantriebs benutzt werden.
Der Drahtabzug vom Drahtvorrat 26 enthält eine Drahtbremse. Daher steht der Wicklungsdraht 56 während der Bildung von
Schlaufen um die Formvorsprünge 50 unter Zugspannung, und es findet bereits während des Ablegens der Drahtschlaufen auf den Formvorsprüngen 50 eine gewisse Formung zu Wellen bzw. einer Zickzackform statt. Die Zugspannung im Wicklungsdraht würde jedoch normalerweise nicht ausreichen, um die giebel- förmigen Wicklungsköpfe 14 mit ihrem Winkeln und geraden Zwischenstücken exakt zu formen, selbst wenn die Formvorsprünge 50 einen der Form der Wicklungsköpfe 14 entsprechenden Querschnitt haben. Um die gewünschte Form der Wicklungsköpfe 14 zu erzielen, ist deshalb vorgesehen, daß die Formvorsprünge 50 in den beiden Umfangsreihen auf den Scheiben 46, 48 auf dem Umfangsbereich, auf dem das Wellenwicklungsband 52 von der Schlaufenbildungsstelle zu der Stelle des Ablaufs von den Scheiben 46, 48 transportiert wird, zunächst um ein bestimmtes Maß, das ausreicht, eine verhältnismäßig hohe, für die Formgebung des Wicklungsdrahts notwendige Zugspannung zu er- reichen, vergrößert und dann wieder verringert wird. Wenn die Formvorsprünge 50 mit dem vorgesehenen Zwischenabstand auf einer breiten Rolle in axialer Richtung steuerbar verschieb- lich angebracht sind, kann die Rolle gleichmäßig um eine gerade Achse rotieren. Wenn dagegen statt einer breiten Rolle zwei Scheiben 46, 48 zum Einsatz kommen, brauchen nicht die Formvorsprünge 50 eine relative axiale Bewegung auszuführen, denn es genügt, die Scheiben 46, 48 so zu lagern, daß sich während der Drehbewegung der Abstand zwischen zwei schräg gegenüberliegenden Formvorsprüngen, die das Wellenwicklungsband tragen, erst vergrößert und dann wieder verringert. Im einfachsten Fall können zu diesem Zweck die Drehachsen der beiden Scheiben 46, 48 nach seitlich außen abfallend geneigt sein. Dann ist der Abstand zwischen den beiden Scheiben 46, 48 und damit zwischen den schräg gegenüberliegenden Formvor- Sprüngen 50 oben am größten, unten am kleinsten und an der Schlaufenbildungsstelle etwa ebenso groß wie an der Stelle, wo das Wellenwicklungsband 52 von den Scheiben 46, 48 abläuft. Auf dem Weg von der Schlaufenbildungsstelle zur Ablaufstelle vergrößert sich daher, wie gewünscht, der Zwi- schenabstand zwischen den Formvorsprüngen 50, und wird dann wieder kleiner. Selbstverständlich könnten auch andere Lagerungen für die Scheiben 46, 48 gewählt werden, die eine Taumelbewegung der Scheiben mit der genannten Wirkung erzeugen.
Schließlich sei angemerkt, daß es zur Erzeugung giebelförmi- ger Wicklungsköpfe 14 nicht notwendig ist, Formvorsprünge 50 mit einer entsprechenden Querschnittform zu benutzen. Letzte- re könnten z.B. auch jeweils durch drei Stifte ersetzt werden, die an denjenigen Stellen sitzen, wo sich die seitlich äußersten Ecken der Formvorsprünge 50 befinden. Die Herstellung der Stifte ist kostengünstiger als die Herstellung der Formvorsprünge 50.
Es versteht sich, daß die Formvorsprünge 50 statt des giebel- förmigen Querschnitts auch eine andere für Wicklungsköpfe geeignete Form haben können. Entsprechendes gilt für die Anord- nung der alternativ zur Anwendung kommenden Stifte.
An der der Schlaufenbildungsstelle im Beispielsfall etwa gegenüberliegenden Stelle am Umfang der Scheiben 46, 48 kann ein in dem Zwischenraum zwischen den Scheiben 46, 48 angeord- netes Abweisblech dafür sorgen, daß sich das Wellenwicklungsband 52 zuverlässig von den Formvorsprüngen 50 löst und zunächst eine frei hängende Schlaufe 74 bildet, bevor das Wellenwicklungsband 52 von einem endlos umlaufend antreibbaren Transportriemen 76 mit auf seiner Außenseite angebrachten Mitnehmern 78 erfaßt und zu der Prägeeinrichtung 28 transportiert wird. Die frei hängende Schlaufe 74 schwankt während des Betriebs in ihrer Länge und bildet einen Pufferspeicher, der die infolge Stillstandszeiten des Transportriemens 76 ungleichmäßige Abzugsgeschwindigkeit im Verhältnis zu der gleichförmigen Fördergeschwindigkeit der Scheiben 46, 48 ausgleicht. Die Schlaufe 74 kann gegebenenfalls durch eine unter Gewichtsbelastung federnd nachgiebige, flexible Führung 80 unterstützt sein, um einer zu starken Verlängerung des Wellenwicklungsbandes 52 infolge Eigengewichts vorzubeugen.
Die Prägestation 28 hat die Funktion, die Wicklungsköpfe 14 senkrecht zur Ebene des Wellenwicklungsbands 52 so zu verfor- men, daß sich die im montierten Zustand im Statorblechpaket überlappenden Wicklungsköpfe nicht behindern und die Wellenwicklungen 10 derselben Drahtlage, z. B. der radial äußersten Drahtlage, möglichst spannungsfrei in ihre jeweilige Lage bzw. Position in den Statornuten eingebracht werden können, so daß nicht erst bei dem Einführvorgang die sich kreuzenden Wicklungsköpfe so stark aneinander gepreßt werden müssen, daß sie sich verformen und die Stegabschnitte der Wellenwicklungen 10 ihre vorgesehene Lage in den Statornuten einnehmen können.
Entsprechend der Aufgabenstellung sind die Stempel 82 und Matrizen 84 so dimensioniert und gestaltet, daß bei jedem Prägevorgang ein oder mehrere Wicklungsköpfe 14 insgesamt oder teilweise relativ zur Hauptebene des Wellenwicklungsbandes 52 nach oben oder unten herausgedrückt werden können. Es lassen sich auf diese Weise mit einer ausreichenden Anzahl von Stempeln sämtliche Wicklungsköpfe 14 einer Wellenwicklung 10 gleichzeitig mit einem einzigen Hub formen. Alternativ be- steht die Möglichkeit, die Wicklungsköpfe 14 einer Wellenwicklung 10 mit weniger Stempeln 82 in mehreren Hüben zu formen. Normalerweise wird man während der Formgebung den Transportriemen 76 anhalten, wobei in dieser Zeitspanne die Scheiben 46, 48 das erzeugte Wellenwicklungsband 52 in die als Pufferspeicher dienende lose Schlaufe 74 fördern. Wenn eine hohe Fertigungskapazität erwünscht ist, können die Stempel 82 und Matrizen 84 in Verbindung mit einem längeren Transportriemen 76 auch fliegend betrieben werden, so daß sie während des Formvorgangs mit der Geschwindigkeit des Transportriemens 76 parallel zu diesem verfahren werden. Bei einer solchen Arbeitsweise bedarf es nicht der frei hängenden Schlaufe 74. In der Prägeeinrichtung 28 sind neben den Stempeln 82 nicht gezeigte Schneidwerkzeuge angebracht, die das Wellenwicklungsband 52 an vorbestimmten Stellen durchtrennen, um Wellenwicklungen 10 bestimmter Länge zu erhalten. Die Drahtenden der abgeschnittenen Wellenwicklungen werden von nicht gezeigten Greifern zu den in Fig. 1 und 2 gezeigten Anschlußenden 16 ausgezogen. Außerdem können in der Prägeeinrichtung 28 oder in einer weiteren Formstation die Stegabschnitte 12 von aus Runddraht erzeugten Wellenwicklungen zu einem rechtecki- gern Querschnitt umgeformt werden.
An die Prägeeinrichtung 28 schließt sich gegebenenfalls noch eine weitere Arbeitsstation an, in der maschinell oder von Hand eine lange Wellenwicklung 10 derart auf sich selbst zu- rückgefaltet wird, daß eine halb so lange verteilte Wellenwicklung entsteht. Alternativ können auch zwei Wellenwicklungen 10 zu einer verteilten Wellenwicklung übereinandergelegt und an einem Ende elektrisch miteinander verbunden werden. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, zwei oder mehr Wel- lenwicklungen, die nebeneinander in unterschiedlichen Nuten liegen sollen, an bestimmten Stellen derart zu kreuzen, daß auf einem Teil ihrer Länge die eine Wellenwicklung unter einer anderen Wellenwicklung liegt, aber auf einem anderen Teil ihrer Länge darüber liegt.
Im nächsten Arbeitsschritt werden die, wie vorstehend beschrieben, geformten Wellenwicklungen 10 an der in Fig. 3 mit 30 bezeichneten Ladestation in die Quernuten des auch in Fig. 1 und 2 sowie in Fig. 8 und 9 gezeigten stabförmigen bzw. zahnstangenf rmigen Aufnehmers 22 eingelegt. Zu diesem Zweck befördert ein endloser Transportriemen nach Art des Trans- portriemens 76 nacheinander mehrere Wellenwicklungen 10, deren Wicklungsköpfe 14 dabei in den in Fig. 1 gezeigten Führungsschienen 86 geführt sind, in die jeweils vorbestimmte Lage über oder unter bestimmten Quernuten des stabförmigen Aufnehmers 22. Dann werden die Wellenwicklungen 10 durch Anheben bzw. Absenken der Führungsschienen 86 oder alternativ durch Anheben oder Absenken des stabförmigen Aufnehmers 22 in dessen Quernuten eingeführt. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Wellenwicklungen 10 von oben in die Nu- ten des stabförmigen Aufnehmers 22 einzuführen und dann diesen zusammen mit den eingelegten Wellenwicklungen zu wenden, um ihn in die Lage nach Fig. 8 zu bringen.
In Fig. 8 ist die Übertragung der Wellenwicklungen von dem stabförmigen Aufnehmer in ein Rotormagazin bzw. rotorähnliches Übertragungswerkzeug 88 mit radial außen offenen Nuten 89 gezeigt. Dieser Vorgang findet in der in Fig. 3 mit 34 bezeichneten Übertragungsstation statt. Anstelle des Übertragungswerkzeugs 88 könnte dort auch ein Rotor- oder Stator- blechpaket mit radial außen offenen Nuten vorhanden sein.
Gemäß Fig. 8 wird für den Übertragungsvorgang der stabförmige Aufnehmer 22 mit Bezug auf das rotorähnliche Übertragungswerkzeug 88 bzw. ein an seiner Stelle vorhandenes Rotor- oder Statorblechpaket tangential ausgerichtet, wobei die Nuten des stabförmigen Aufnehmers 22 und die Nuten 89 des Übertragungswerkzeugs 88 mit ihren Öffnungen gegeneinander weisen. Außerdem sind der Abstand der Nuten und die Relativbewegung des Aufnehmers 22 und des Übertragungswerkzeugs 88 so aufeinander abgestimmt, daß an der tangentialen Berührungsstelle die beiden gegenüberliegenden Nuten jeweils miteinander fluchten. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 führt während des Übertra- gungsVorgangs das Übertragungswerkzeug 88 eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn um eine ortsfeste Achse aus, während gleichzeitig der stabförmige Aufnehmer 22 mit der Umfangsgeschwindigkeit des Übertragungswerkzeugs 88 entlang ei- ner nicht gezeigten Linearführung geradlinig von rechts nach links vorgeschoben wird. Während diese koordinierten Bewegungen stattfinden, drücken zwei in Draufsicht U-förmige Leitorgane 90, 92 die gegebenenfalls bis dahin durch Führungsschienen entsprechend den Führungsschienen 86 in den Nuten des Aufnehmers 22 gehaltenen Wellenwicklungen 10 im Bereich des tangentialen Berührungspunkts und dem in Bewegungsrichtung dahinterliegenden Bereich aus den Nuten des Aufnehmers 22 in die jeweils gegenüberliegenden Nuten des Übertragungswerkzeugs 88. Da der stabförmige Aufnehmer 22 gemäß Fig. 1, 2 und 9 schmaler ist als die Länge der Stegabschnitte 12 der Wellenwicklungen 10, können die U-förmigen Leitorgane 90, 92 auf beiden Seiten neben dem stabförmigen Aufnehmer 22 an den äußeren Bereichen der Stegabschnitte 12 sowie den Wicklungsköpfen 14 angreifen, um die Stegabschnitte nacheinander aus den Nuten des Aufnehmers 22 zu verdrängen und in die Nuten des Übertragungswerkzeugs 88 zu schieben.
Statt der zwei Leitorgane 90, 92 könnte auch ein einziges, größeres Leitorgan Verwendung finden. Alternativ bestünde die Möglichkeit, maschinell betätigbare Stößel oder Schieber vorzusehen, die mit einem oder zwei Hüben jeweils die in einer Nut des Aufnehmers 22 gehaltenen Stegabschnitte in die gegenüberliegende Nut des Übertragungswerkzeugs 88 schieben.
Die in Fig. 8 gezeigte tangentiale Anordnung eines gradlinig stabförmigen Aufnehmers 22 mit Bezug auf das rotorähnliche Übertragungswerkzeug 88 kommt für den Übertragungsvorgang mit sehr einfachen Bewegungsantrieben aus . Wenn man darauf zu verzichten bereit ist, kann man auch erfindungsgemäß einen mit Bezug auf Fig. 8 mit einem bestimmten Radius nach oben oder unten gekrümmten stabförmigen Aufnehmer 22 verwenden, weil auch dann am Punkt der Berührung des Übertragungswerkzeugs 88 eine im wesentlichen tangentiale Ausrichtung und Relativbewegung vorhanden ist. In allen Fällen kann, während das jeweils andere Teil feststeht, entweder das Übertragungswerkzeug 88 oder der stabförmige Aufnehmer 22 in einer kombi- nierten Bewegung so geführt werden, daß eine die Übertragung der Wellenwicklungen erlaubende Abwälzbewegung zustande kommt .
Wieviele Wellenwicklungen in einem Arbeitsgang von dem stab- förmigen Aufnehmer 22 auf das Übertragungswerkzeug 88 und von diesem auf ein Stator- oder Rotorblechpaket mit radial innen offenen Nuten übertragen werden, hängt vom Einzelfall ab. Normalerweise wird man wohl mit zwei Übertragungsvorgängen auskommen.
Die Fig. 10 und 11 zeigen einen Teil-Querschnitt des Rotormagazins bzw. Übertragungswerkzeugs 88 in größerem Maßstab sowie dessen Längsschnitt während des radialen Einschiebens der Wellenwicklungen 10 in die radial innen offenen Nuten 18 ei- nes Statorblechpakets 20. Für diesen Übertragungsvorgang wird das Statorblechpaket 20 in derjenigen Drehstellung axial auf das Übertragungswerkzeug 88 gesetzt oder dieses in die Bohrung des Stators 20 eingeschoben, daß die radial innen offenen Nuten 18 mit den radial außen offenen Nuten des Übertra- gungswerkzeugs 88 fluchten. Dann werden die in den Nuten des letzteren sitzenden Wellenwicklungen durch radial weiter innen in denselben Nuten sitzende, lamellenför ige Schieber 94 radial nach außen in die Nuten 18 des Statorblechpakets 20 verdrängt. Fig. 10 zeigt beispielhaft eine Nut 18, in die bereits bei einem früheren Übertragungsvorgang vier Drahtlagen von Wellenwicklungen eingeschoben worden sind, während vier weitere Drahtlagen von Wellenwicklungen noch in der entsprechenden Nut 89 des Übertragungswerkzeugs 88 sitzen und im nächsten Übertragungsvorgang durch den zugehörigen Schieber 94 radial nach außen in die fluchtende Statornut geschoben werden müssen. Eine andere im Querschnitt rechteckige Stator- nut ist bereits durch acht Drahtlagen von im Querschnitt passenden Wellenwicklungen vollständig gefüllt.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um durch Kraftzylinder oder Schraubgetriebe die Schieber 94 radial auszufahren und zurückzuziehen. Ein einfaches Ausführungsbeispiel ist in Fig. 11 gezeigt. Es hat lamellenartige Schieber 94, die in den radial außen offenen Nuten des Übertragungswerkzeugs 88 radial verschieblich geführt aber axial fixiert sind. Um sie radial zu bewegen, verschiebt ein Kraftzylinder oder anderer Antrieb eine zentrale Antriebsstange 96, an der konische oder Keilscheiben 98 fest angebracht sind, deren sich schräg zur Längsachse erstreckende vordere und hintere parallele Keilflächen in entsprechend schräg angeordnete Ausnehmungen in den lamellenförmigen Schiebern 94 eingreifen. Somit führt ei- ne Bewegung der Antriebsstange 96 mit Bezug auf Fig. 11 nach oben zum radialen Ausspreizen der Schieber 94 und dadurch zum Verdrängen der in den Nuten 89 des Übertragungswerkzeugs 88 sitzenden Wellenwicklungen in die Statornuten 18. Durch Rückzug der Antriebsstange 96 nach unten werden nach dem Übertra- gungsvorgang die Schieber 94 wieder radial nach innen gezogen. Alternativ zu den Scheiben 46, 48 könnten auch Stangen, entsprechend Scheiben mit unendlich großem Durchmesser, mit darauf angebrachten Formvorsprüngen 50 oder, analog zu der erwähnten Rolle, eine Stange mit zwei Reihen querverschiebli- cher Formvorsprünge 50 im Zusammenwirken mit einem Drahtführer 54 die Formeinrichtung für bandförmige Wellenwicklungen 10 bilden. Bei dieser Ausführungsform könnten alle übrigen vorstehend beschriebenen Teile und Maßnahmen unverändert bleiben bzw. sinngemäß übernommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Formen und Einführen von Wellenwicklungen (10) mit durch Wicklungsköpfe (14) verbundenen Stegabschnitten (12) in Rotor- oder Statorblechpakete (20) elektrischer Maschinen, bei dem die Wellenwicklungen (10) jeweils mit einer bestimmten Anzahl Wellen von einem fortlaufend geformten Wellenwicklungsband (52) aus im Querschnitt rechteckigem oder rundem Wicklungsdraht (56) abgeschnitten werden, der beim Formvorgang von einem Drahtführer (54) abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von auf dem Umfang eines rotierend antreibbaren Formelements angeordneten Formvorsprüngen (50) gelegt wird, und dann die von dem Wellenwicklungsband (52) abgeschnittenen Wellenwicklungen (10) in radial außen offene Nuten (89) eines Rotor- oder Statorblechpakets oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) eingeführt und ggf. aus den Nuten (89) des rotorähnlichen Ubertraungswerkzeugs (88) in radial innen offene Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets verdrängt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsdraht (56) abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von in jeweils einer Reihe auf dem Umfang von zwei axial nebeneinander rotierend antreibbaren Scheiben (46, 48) oder in zwei Reihen auf dem Umfang einer rotierend antreibbaren Rolle gegeneinander versetzt angeordneten Formvorsprüngen (50) gelegt wird, wobei in dem Winkelbereich, in dem das Wellenwicklungsband (52) auf dem Umfang der Scheiben (46, 48) bzw. Rolle itgenom- men wird, der axiale Abstand zwischen einem Formvorsprung (50) der einen Reihe und dem folgenden Formvorsprung der anderen Reihe um ein solches Maß vergrößert wird, daß die äußeren Seitenflächen der Formvorsprünge (50) die Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) formen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungsdraht (56) bei jedem Formvorgang durch Andruck wenigstens eines an einem rotierend antreibbaren Träger (55) exzentrisch angebrachten Mitnehmerzapfens (58, 60) gegen den Drahtumfang und dabei ausgeübte Querkräfte um einen Formvorsprung (50) der einen Reihe zu ei- ner ersten Schlaufe und um den Mitnehmerzapfen (58, 60) zu einer zweiten Schlaufe gebogen wird, die auf einen Formvorsprung (50) der anderen Reihe abgestreift wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ende des Winkelbereichs hin, in dem das Wellenwicklungsband (52) auf dem Umfang der Scheiben (46, 48) bzw. Rolle mitgenommen wird, durch Verkleinerung des Ab- stands zwischen den beiden Reihen von Formvorsprüngen (50) die Spannung im Wicklungsdraht (56) wieder abgebaut wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) giebelförmig geformt wird und dann vor deren Einbringen in die Nuten eines stabförmigen Aufnehmers (22) mindestens eine Giebelhälfte wenigstens teilweise durch plastische Verformung aus der Ebene der an die Wicklungsköpfe (14) angrenzenden Stegabschnitte (12) herausgedrückt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das fortlaufend geformte Wellenwick- lungsband (52) wenigstens zwischen zwei Formstationen (24, 28) und/oder Montagestationen als lose Schlaufe (74) geführt wird, die unterschiedliche Fördergeschwindigkeiten in den zwei Formstationen (24, 28) und oder Montage- Stationen ausgleicht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Schnittstellen des Wicklungsdrahts (56) angrenzenden Wellen aufgebogen und zu Anschlußenden (16) der Wellenwicklungen (10) geformt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stegabschnitte (12) mehrerer Wel- lenwicklungen (10) in parallele Quernuten eines stabförmigen Aufnehmers (22) eingelegt werden und durch diesen bei der Übergabe an radial nach außen offene Nuten (89) eines Rotor- oder Statorblechpakets oder rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) geführt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwicklungen (10) im wesentlichen tangential an ein Rotor- oder Statorblechpaket oder ein rotorähnliches Übertragungswerkzeug (88) jeweils mit radial außen offenen Nuten (89) herangeführt und während einer Drehbewegung des Rotor- oder Statorblechpakets bzw. des rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) und einer dessen Umfangsgeschwindigkeit entsprechenden, im wesentlichen tangentialen Relativbewegung der Wellenwicklungen (10) deren Stegabschnitte (12) in die Nuten (89) gedrückt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aufnahme der Wellenwicklungen (10) das rotorähnliche Übertragungswerkzeug (88) in ein Rotor- oder Statorblechpaket (20) mit radial innen offenen Nuten (18) eingesetzt und die Wellenwicklungen (10) aus den Nuten (89) des rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) radial in die Nuten (18) des Rotor- oder Statorblechpakets (20) verdrängt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwicklungen (10) so lang sind, daß sie während mehrerer Umdrehungen des Rotor- oder Statorblechpakets oder des rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) mit radial außen offenen Nuten (89) in diese Nuten (89) einzuführen sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenwicklungen (10) jeweils einstückig mehrlagig in den stabförmigen Aufnehmer (22) ein- gelegt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei Lagen einer Wellenwicklung (10) wenigstens eine Lage einer anderen Wellenwick- lung (10) in andere Nuten des stabförmigen Aufnehmers (22) eingelegt wird.
13". Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Welle einer in den stabförmigen Aufnehmer (22) eingelegten Wellenwicklung (10) um etwa 90° aus deren bandförmiger Ebene herausgebogen und nach dem Einlegen wenigstens einer weiteren Wel- lenwicklung (10) in den stabförmigen Aufnehmer (22) zurückgebogen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge- kennzeichnet, daß nach dem Einführen mehrerer Wellenwicklungen (10) in ein Rotor- oder Statorblechpaket (20) mit radial innen offenen Nuten (18) die stirnseitig aus dem Rotor- oder Statorblechpaket (20) vorstehenden Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) weiter radial nach außen verdrängt und dann weitere Wellenwicklungen (10) in diese Nuten (18) eingeführt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem ersten Schritt in die Nuten (18) des Rotor- oder Statorblechpakets (20) eingeschobenen Wellenwicklungen (10) mit breiteren Wicklungsköpfen (14) geformt werden als die in einem zweiten Schritt eingeführten Wellenwicklungen (10) .
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die im zweiten Schritt in die Nuten (18) des Rotor- oder Statorblechpakets (20) eingeschobenen Wellenwicklungen (10) mit höheren Wicklungsköpfen (14) geformt werden als die im ersten Schritt eingeführten Wellenwicklungen (10).
17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16 mit einer Formeinrichtung (24) zur Formung eines Wellenwicklungsbandes (52) und einer Einrichtung (22, 90, 92) zum Einführen davon abgeschnittener Wellenwicklungen (10) in radial außen offene Nuten (89) eines Rotor- oder Statorblechpakets (20) oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88), wobei die For- meinrichtung (24) gleichmäßig über den Umfang eines drehbaren Formelements (46, 48) verteilte Formvorsprünge (50) aufweist und ein Wicklungsdraht (56) wellenförmig abwechselnd um die äußeren Seitenflächen der am Umfang aufein- anderfolgenden Formvorsprünge (50) legbar ist, deren Form der zu erzeugenden Form der Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Formelement zwei drehbare Scheiben (46, 48) mit jeweils einer Reihe oder eine drehbare Rolle mit zwei Reihen von gleichmäßig über den Umfang verteilten, relativ zur jeweils anderen Reihe versetzt zueinander angeordneten, über den Scheiben- bzw. Rollenumfang vorstehenden Formvorsprüngen (50) , deren axialer Abstand während einer Umdrehung der Scheiben (46, 48) bzw. der Rolle veränderbar ist, und einen derart geführten Drahtführer (54) aufweist, daß der Wicklungsdraht (56) wellenförmig abwechselnd um die äußeren Seitenflächen der jeweils der einen bzw. anderen Reihe zugehörenden, aufeinander folgenden Formvorsprünge (50) legbar ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der am Umfang zwischen einem Formvorsprung (50) der einen Reihe und dem folgenden Formvorsprung (50) der anderen Reihe gemessene freie Abstand der Stärke des Wicklungs- drahts (56) entspricht.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander weg weisenden Seitenflächen der Formvorsprünge (50) in der Draufsicht auf den Schei- ben- bzw. Rollenumfang jeweils die Form eines Giebels ha¬ ben.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfangsabschnitt , den eine Wellenwicklung (10) auf den Scheiben (46, 48) bzw. der Rolle zurücklegt, der axiale Abstand zwischen einem Form- vorsprung (50) der einen Reihe und dem folgenden Formvorsprung (50) der anderen Reihe erst vergrößerbar und dann verringerbar ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Reihen von Formvorsprüngen (50) an einer einzeln derart taumelnd oder schräg gelagerten Scheibe (46, 48) angebracht ist, daß sich der Abstand zwischen den beiden Reihen auf dem von einer Wellenwicklung (10) zurückgelegten Umfangsabschnitt erst vergrößert und dann"" verringert, wobei durch die Abstandsvergrößerung der straff gegen giebelförmige Außenflächen der Formvorsprünge (50) gezogene Wicklungsdraht (56) mit entsprechenden giebelförmigen Wicklungsköpfen (14) formbar ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtführer (54) ein um eine im wesentlichen quer zur Drehachse der Scheiben (46, 48) bzw. Rolle liegende Drehachse rotierend antreibbarer Träger (55) mit wenigstens einem exzentrischen Mitnehmerzap- fen (58, 60) und einem im wesentlichen auf der Drehachse angeordneten, gesteuert axial vorschiebbaren Stößel (64) ist, wobei der Träger (55) mit dem oder den Mitnehmerzapfen (58, 60) unmittelbar neben den Scheiben (46, 48) bzw. der Rolle in zeitlicher Abstimmung mit deren Drehbewegung umläuft und in einer ersten Zwischenphase eines Arbeitszyklus der Stößel (64) gegen den in den Raum zwischen den Träger (55) und die Scheiben (46, 48) bzw. Rolle zuge- führten Wicklungsdraht (56) und einen Formvorsprung (50) der einen Reihe vorschiebbar ist, so daß der Wicklungsdraht (56) auf diesem Formvorsprung (50) zur Bildung einer ersten Schlaufe gehalten ist, und in einer zweiten Zwischenphase, in der sich axial vor einem Mitnehmerzapfen (58, 60) ein Formvorsprung (50) der anderen Reihe befindet, ein Abstreifer (72) betätigbar ist, durch den eine aus dem Wicklungsdraht (56) auf dem Mitnehmerzapfen (58, 60) gebildete zweite Schlaufe von dem Mitnehmerzap- fen (58, 60) auf den vor ihm befindlichen Formvorsprung (50) abstreifbar ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (55) in derjenigen Drehrichtung umläuft, in welcher der mit seiner Umfangsflache gegen den Wicklungsdraht (56) bewegte Mitnehmerzapfen (58, 60) die erste Schlaufe um einen Formvorsprung (50) der einen Reihe und gleichzeitig die zweite Schlaufe um sich selbst bildet.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (55) des wenigstens einen Mitnehmerzapfens (58, 60) ungleichmäßig umläuft, z.B. durch einen Malteserkreuzantrieb angetrieben ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Höhe der Wellenwicklungen (10) entsprechend unterschiedlichen Blechpakethöhen der maximale axiale Abstand zwischen den beiden Reihen von Formvorsprüngen (50) und die Exzentrizität des oder der Mitnehmerzapfen (58, 60) am Träger (55) veränderlich einstellbar sind.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Formeinrichtung (24) und der Ladestation (30) zum Einlegen der Wellenwicklungen (10) in einen stabförmigen Aufnehmer (22) eine Prägeein- richtung (28) angeordnet ist, die ein der Wellenwicklung (10) angepaßtes Fördermittel (76), z.B. einen endlos umlaufend geführten, positionsgenau steuerbaren Transportriemen (76) mit auf der Außenseite im Abstand der Stegabschnitte (12) angebrachten Mitnehmern (78), sowie seitlich neben dem Transportriemen (76) ein oder mehrere Stempel (82) und Matrizen (84) aufweist, durch die wenigstens ein Teil eines Wicklungskopfs (14) einer in den Aufnehmer (22) einzulegenden Wellenwicklung (10) aus der Ebene der angrenzenden Stegabschnitte (12) herauszudrük- ken ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeeinrichtung (28) Schneidwerkzeuge zum Ablängen der Wellenwicklungen (10) vom Wellenwicklungsband (52) aufweist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Formeinrichtung (24) und der Prägeeinrichtung (28) eine lose Führung (80) für das ge- formte Wellenwicklungsband (52) vorhanden ist, so daß durch dieses eine als Pufferspeicher dienende Schlaufe (74) veränderlicher Länge bildbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einführen der Wellenwicklungen (10) in ein Rotor- oder Statorblechpaket (20) oder ein rotorähnliches Übertragungswerkzeug (88) eine Führung (22) für die Wellenwicklungen (10) aufweist, die mit Bezug auf ein durch einen Drehantrieb rotierend antreibbares Rotor- oder Statorblechpaket oder rotorähnliches Übertragungswerkzeug (88) jeweils mit radial außen offenen Nuten (89) im wesentlichen tangential angeordnet ist, und ein Antrieb zum relativen Vorschub der Wellenwicklungen (10) mit ihren durch Wicklungsköpfe (14) verbundenen Stegabschnitten (12) und des Blechpakets oder Übertragungswerkzeugs (88) längs der Führung (22) mit ei- ner der Umfangsgeschwindigkeit des Rotor- oder Statorblechpakets bzw. rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) entsprechenden Geschwindigkeit sowie Leit- oder Schuborgane (90, 92) vorhanden sind, durch welche die an das Rotor- oder Statorblechpaket bzw. Übertragungswerk- zeug (88) herangeführten Stegabschnitte (12) der Wellenwicklungen (10) nacheinander in die radial außen offenen Nuten (89) einführbar sind.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung einen in Längsrichtung verfahrbaren, stabförmigen Aufnehmer (22) mit parallelen Quernuten aufweist, in welche mehrere in einem Arbeitsschritt gemeinsam in das Rotor- oder Statorblechpaket oder rotorähnliche Übertragungswerkzeug (88) einzuführende Wellenwicklungen (10) mit ihren Stegabschnitten (12) in der vorbestimmten Rela¬ tivstellung einlegbar sind.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, gekennzeichnet durch ortsfest angeordnete, an den äußeren Bereichen der Stegab- schnitte (12) und/oder den Wicklungsköpfen (14) der Wel¬ lenwicklungen (10) angreifende Leitorgane (90, 92) , durch welche diese in die radial außen offenen Nuten (89) des Rotor- oder Statorblechpakets oder rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) verdrängbar sind, während es um eine ortsfeste Achse rotiert und sich dabei an dem tangential vorbeigeführten stabförmigen Aufnehmer (22) oder an einer zu diesem parallelen Linie abwälzt.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das rotorähnliche Übertragungswerkzeug (88) in den radial außen offenen Nuten (89) radial verschieblich geführte, bis über den Außenumfang ausfahrbare Schieber (94) aufweist, durch welche in den Nuten (89) aufgenommene Wellenwicklungen (10) in fluchtende, radial innen offene Nuten (18) eines zur Übertragung konzentrisch angeordneten Rotor- oder Statorblechpakets (20) verdrängbar sind.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die axial fixierten Schieber (94) mit Keilflächen versehen und durch entsprechende Keil- oder Konusflächen (98) eines gemeinsamen, axial bewegbaren Antriebsglieds (96) radial verfahrbar sind.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ladestation (30) zum Einlegen der Wellenwicklungen (10) in einen stabförmigen Aufnehmer (22) bewegbar gelagerte, sich parallel zueinander und zu dem Aufnehmer (22), in Projektion neben diesem erstrek- kende Führungsschienen (86) aufweist, welche die Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) führen, sowie weiterhin einen endlos umlaufend geführten, positionsgenau steuerbaren Transportriemen (76) mit auf seiner Außenseite im Abstand der Stegabschnitte (12) angebrachten Mitnehmern (78) und einen Stellantrieb zur Bewegung der Führungsschienen aus einer Position vor den Nuteingängen des stabförmigen Aufnehmers (22) in eine Position neben diesem, wobei die Stegabschnitte (12) der Wellenwicklun- gen (10) in die Nuten des Aufnehmers (22) einführbar sind.
35. Verfahren zum Formen und Einführen von Wellenwicklungen (10) mit durch Wicklungsköpfe (14) verbundenen Stegab- schnitten (12) in Rotor- oder Statorblechpakete (20) elektrischer Maschinen, bei dem die Wellenwicklungen (10) bandförmig jeweils mit einer bestimmten Anzahl Wellen aus im Querschnitt rechteckigem oder rundem Wicklungsdraht (56) geformt werden, indem der Draht von einem Drahtfüh- rer (54) abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von in einer Reihe angeordneten, in Längsrichtung der Reihe linear bewegbaren Formvorsprüngen (50) gelegt wird und dann die von einem Drahtvorrat (26) abgeschnittenen Wellenwicklungen (10) in radial außen offene Nuten (89) eines Rotor- oder Statorblechpakets (20) oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) eingeführt und ggf. aus den Nuten (89) des rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88) in radial innen offene Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets (20) verdrängt werden, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Wicklungsdraht (56) abwechselnd um die äußeren Seitenflächen von auf zwei nebeneinander linear in Längsrichtung antreibbaren Stangen in jeweils einer Reihe oder auf einer linear in Längsrichtung antreibbaren Stange in zwei Reihen gegeneinander versetzt angeordneten Formvorsprüngen (50) gelegt wird, und dann der Abstand zwischen einem Formvorsprung (50) der einen Reihe und dem folgenden Formvorsprung der anderen Reihe um ein solches Maß vergrößert wird, daß die äußeren Seitenflächen der Formvorsprünge (50) die Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) formen.
36. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 35 mit einer Formeinrichtung (24) zur Formung von Wellenwicklungen (10) und einer Einrichtung (22, 90, 92) zum Einführen der Wellenwicklungen (10) in radial außen offene Nuten (89) eines Rotor- oder Statorblechpakets (20) oder eines rotorähnlichen Übertragungswerkzeugs (88), wobei die Formeinrichtung in einer Reihe angeordnete, in Längsrichtung der Reihe linear bewegbare Formvorsprünge (50) aufweist und ein Wicklungsdraht (56) wellenförmig abwechselnd um die äußeren Seitenflächen aufeinander fol- gender Formvorsprünge (50) legbar ist, deren Form der zu erzeugenden Form der Wicklungsköpfe (14) der Wellenwicklungen (10) entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß die Formeinrichtung (24) für die Wellenwicklungen (10) zwei nebeneinander angeordnete, in Längsrichtung linear ver- schiebliche Stangen mit jeweils einer Reihe oder eine Stange mit zwei Reihen von gleichmäßig verteilten, relativ zur jeweils anderen Reihe versetzt zueinander angeordneten, quer zur Bewegungsrichtung verschieblichen Formvorsprüngen (50), deren Abstand quer zur Längsrich- tung der Reihen veränderbar ist, sowie einen derart geführten Drahtführer (54) aufweist, daß der Wicklungsdraht (56) wellenförmig abwechselnd um die äußeren Seitenflächen der jeweils der einen bzw. der anderen Reihe zugehörenden, aufeinander folgenden Formvorsprünge (50) legbar ist.
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