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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Wicklungsteil
einer rotierenden elektrischen Maschine, beispielsweise eines Wechselstromgenerators
für Fahrzeuge,
der in einem Personenkraftfahrzeug, einem Lastkraftfahrzeug und
dergleichen vorgesehen ist, ein Herstellungsverfahren für eine Wicklungsanordnung,
die eine Anordnung von jeweils übereinander
angeordneten Wicklungsteilen darstellt, und eine Herstellungseinrichtung
für ein
derartiges Wicklungsteil.
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Die
Patentinhaberin hat ein Verfahren zur Verbesserung des Massenproduktionswirkungsgrades
für die
voranstehend genannte Art eines Wicklungsteils einer rotierenden
elektrischen Maschine und eine Wicklungsanordnung in der
US 6,376,961 B2 vorgeschlagen
(insbesondere in Spalte 11, Zeile 58 bis Spalte 12, Zeile 12 sowie
8).
Bei dieser bekannten Vorgehensweise weist eine Wicklungsanordnung
einer rotierenden elektrischen Maschine mehrere Wicklungskombinationen
auf, die jeweils eine Kombination von zwei Wicklungsteilen darstellen.
Jedes Wicklungsteil wird durch kontinuierliches Verschwenken eines
Drahtes hergestellt. Diese Vorgehensweise kann einen höheren Massenproduktionswirkungsgrad
zur Verfügung
stellen als in jenem Fall, in welchem zahlreiche Leitersegmente
miteinander verbunden werden.
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Die
genannte Druckschrift schlägt
ein Herstellungsverfahren vor, bei welchem mehrere Drähte gleichzeitig
spiralförmig
gewickelt werden, unter Verwendung eines Paars plattenförmiger Wickelkerne, die
in 8 der Druckschrift gezeigt sind. Jeder plattenartige
Wickelkern weist auf der Außenoberfläche mehrere
Vorsprünge
zum Festhalten mehrerer Drähte
auf. Mit dem Verfahren, das derartige plattenartige Wickelkerne
verwendet, können
mehrere (beispielsweise 12) Wicklungsteile gleichzeitig durch Wickeln dieser
Anzahl an Drähten
auf dem Paar plattenartiger Wickelkerne und aufeinanderfolgendes
Abbiegen hergestellt werden.
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Bei
diesem bekannten Verfahren weisen jedoch die Vorsprünge, die
auf der Außenoberfläche jedes
der plattenartigen Wickelkerne vorgesehen sind, feste Abstände auf.
Daher ist es schwierig, den Teilungsabstand jedes von mehreren Wicklungsteilen zu ändern, also
den Abstand zwischen zwei benachbarten, geraden Abschnitten. Zur
Einstellung der Länge
gerader Abschnitte ist es erforderlich, mehrere Paare plattenartiger
Wickelkerne herzustellen, die unterschiedliche Breiten aufweisen,
und ein Paar durch ein anderes zu ersetzen; auch lässt sich
die Länge
gerader Abschnitte nicht einfach einstellen.
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Aus
der
DE 505 020 A sind
eine Maschine und ein Verfahren zur Herstellung flacher Drahtschrauben
großer
Drahtstärke
(mehr als 6 mm) für Viereckmaschengeflecht
bekannt. Hierbei wird eine flache, zickzackförmige Drahtschraube aus einem Draht
hergestellt, wobei die Abmessungen der Drahtschraube einstellbar
sind, und die Drahtschraube durch einander abwechselnde Schwenkschritte
und Drahtzustellschritte gebildet wird. Dadurch, dass sich Klemmbacken
stets in derselben Richtung drehen, wird bei jedem Schwenkschritt
auch der Draht auf der Schwenkbasisoberfläche stets in derselben Richtung gebogen.
Die Länge
gerader Abschnitte wird durch die Lage eines Anschlags bestimmt,
und der Teilungsabstand wird durch den Einführwinkel des Drahtes in die
Herstellungsvorrichtung festgelegt.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
verbesserten Herstellungsverfahrens für ein Wicklungsteil einer rotierenden
elektrischen Maschine, welches einfach den Teilungsabstand und die
Länge gerader
Abschnitte des Wicklungsteils einstellen kann.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
verbesserten Herstellungsverfahrens für die eine Wicklungsanordnung
einer rotierenden elektrischen Maschine, welches einfach den Teilungsabstand
und die Länge
gerader Abschnitte jedes der Wicklungsteile der Wicklungsanordnung einstellen
kann.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer
verbesserten Herstellungseinrichtung für ein Wicklungsteil einer rotierenden
elektrischen Maschine, welche einfach den Teilungsabstand und die
Länge gerader
Abschnitte des Wicklungsteils einstellen kann.
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Die
Erfindung stellt ein Herstellungsverfahren für ein Wicklungsteil einer rotierenden
elektrischen Maschine gemäß Patentanspruch
1 oder 8 zur Verfügung.
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Bei
diesem Herstellungsverfahren für
ein Wicklungsteil einer elektrischen Drehmaschine können vorbestimmte
Abmessungen einfach geändert werden,
und kann daher ein Wicklungsteil hergestellt werden, bei dem sich
die Länge
L und der Teilungsabstand P gerader Abschnitte des Wicklungsteils
einfach ändern
lassen, falls dies erforderlich ist.
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Die
Erfindung stellt weiterhin eine Herstellungseinrichtung für ein Wicklungsteil
einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß Patentanspruch 21 zur Verfügung.
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Bei
dieser Herstellungseinrichtung für
das Wicklungsteil einer elektrischen Drehmaschine können vorbestimmte
Abmessungen einfach geändert werden,
so dass ein Wicklungsteil hergestellt werden kann, bei welchem sich
die Länge
L und der Teilungsabstand P gerader Abschnitte des Wicklungsteils
einfach ändern
lassen, falls dies erforderlich ist.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen sich weitere Vorteile ergeben. Es zeigt:
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1 eine
Abwicklung einer Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen
Maschine, die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird;
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2 eine
Abwicklung eines Teils eines Wicklungsteils einer rotierenden elektrischen
Maschine, das gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird;
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3 eine
Abwicklung eines Teils einer Wicklungskombination einer rotierenden elektrischen Maschine,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt wird;
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4(a) und 4(b) eine
Aufsicht bzw. Vorderansicht des Hauptteils einer Wicklungsherstellungseinrichtung,
die bei einem Herstellungsverfahren für ein Wicklungsteil für eine elektrische
Maschine gemäß der Erfindung
verwendet wird;
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5(a) und 5(b) bis 22(a) und 22(b) jeweilige
Schritte eines Wicklungsschritts einer ersten Ausführungsform
eines Herstellungsverfahrens für ein
Wicklungsteil einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung,
wobei die 5(a), 6(a),
..., 22(a) Aufsichten sind, und die 5(b), 6(b), ..., 22(b) Vorderansichten sind;
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23 eine
Aufsicht auf einen Zwischenzustand des Wicklungsschritts gemäß der ersten
Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
ein Wicklungsteil einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung;
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24(a) und 24(b) eine
Aufsicht bzw. Vorderansicht auf ein Wicklungsteils, das nach Fertigstellung
der Ausführung
des Wicklungsschritts gemäß der ersten
Ausführungsform
erhalten wird;
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25(a) und 25(b) bis 30(a) und 30(b) die jeweiligen
Schritte eines Verschachtelungsschritts einer zweiten Ausführungsform
eines Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine
gemäß der Erfindung, wobei
die 25(a), 26(a),
..., 30(a) Aufsichten sind, und die 25(b), 26(b),
..., 30(b) Vorderansichten sind;
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31 eine
Aufsicht auf eine Wicklungsanordnung, die nach Beendigung der Ausführung des Verschachtelungsschritts
gemäß der zweiten
Ausführungsform
erhalten wird;
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32(A) bis 32(C) einen
Pressschritt und einen Verschiebungsschritt der zweiten Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine
gemäß der Erfindung;
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33 und 34 eine
Aufsicht bzw. eine erläuternde
Darstellung zur Verdeutlichung eines Verschiebungsschritts der zweiten
Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine
gemäß der Erfindung;
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35 eine
Aufsicht zur Erläuterung
eines Verschachtelungsschritts einer dritten Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung;
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36 eine
Aufsicht zur Erläuterung
eines Verschachtelungsschritts einer vierten Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung;
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37 eine
Aufsicht auf eine andere Wicklungsanordnung, die nach Beendigung
der Durchführung
eines Verschachtelungschritts gemäß der Erfindung erhalten wird;
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38 eine
Aufsicht zur Erläuterung
eines Verschachtelungsschrittes einer fünften Ausführungsform des Herstellungsverfahrens
für eine
Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung;
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39 eine
Aufsicht auf eine andere Wicklungsanordnung, die nach Beendigung
der Ausführung
eines Verschachtelungsschrittes gemäß der Erfindung erhalten wird;
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40 eine
Vorderansicht des Aufbaus einer Wickelmaschine (sechste Ausführungsform)
für ein
Wicklungsteil einer rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung;
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41 eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A in 40; und
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42 eine
Schnittansicht einer elektrischen Drehmaschine, welche eine Wicklungsanordnung
gemäß der Erfindung
einsetzt.
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0. Wicklungsteil und Wicklungsanordnung
einer rotierenden elektrischen Maschine]
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Ein
Wicklungsteil und eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen
Maschine, die gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt werden, werden vor der Schilderung von Ausführungsformen
von Herstellungsverfahren für
ein Wicklungsteil und eine Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen
Maschine sowie einer Herstellungseinrichtung für ein Wicklungsteil einer rotierenden
elektrischen Maschine gemäß der Erfindung
beschrieben.
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1 ist
eine Abwicklung einer Wicklungsanordnung einer rotierenden elektrischen
Maschine, die durch das Herstellungsverfahren für eine Wicklungsanordnung einer
rotierenden elektrischen Maschine gemäß der Erfindung hergestellt
wird. 2 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines
Wicklungsteils der in 1 gezeigten Wicklungsanordnung. 3 ist
eine Perspektivansicht eines Teils einer Wicklungskombination der
in 1 gezeigten Wicklungsanordnung.
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Die
Wicklungsanordnung 10 von 1 weist mehrere
Wicklungskombinationen 12 auf, genauer gesagt 6 Wicklungskombinationen 12A bis 12F.
Jede der Wicklungskombinationen 12A bis 12F verläuft spiralförmig kontinuierlich
vom linken Ende zum rechten Ende in 1. Jede
Wicklungskombination 12 ist eine Kombination aus mehreren
Wicklungsteilen 15, genauer gesagt von zwei Wicklungsteilen 151 und 152.
Wie in 2 gezeigt, wird jedes Wicklungsteil 15 durch
Wickeln eines einzelnen, isolierten Drahtes in Spiralform hergestellt.
Die Wicklungsanordnung 10 von 1 weist
zwölf Wicklungsteile 15 insgesamt auf,
da die Wicklungsanordnung 10 die sechs Wicklungskombinationen 12 enthält, und
jede Wicklungskombination 12 zwei Wicklungsteile 15 enthält. Der Draht
der Wicklungsteile 15 ist ein langes Teil, bei welchem
ein leitfähiges
Material wie beispielsweise Kupfer mit einem Isoliermaterial beschichtet
ist; so ist beispielsweise ein leitfähiges Material mit einem kreisförmigen Querschnitt
mit einer Emailbeschichtung beschichtet. Alternativ kann ein beschichteter Draht
mit rechteckigem Querschnitt verwendet werden.
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In
dem in 2 gezeigten, abgewickelten Zustand weist jedes
Wicklungsteil 15 mehrere Abschnitte 15A auf, die
in einer ersten Ebene liegen, mehrere zweite Abschnitte 15B,
die in einer zweiten Ebene liegen, mehrere erste Schwenkabschnitte 15C,
und mehrere zweite Schwenkabschnitte 15D. Jedes Wicklungsteil 15 wird
durch Wickeln eines einzelnen Drahtes hergestellt, um so die Abschnitte 15A bis 15D auszubilden,
die kontinuierlich ineinander übergehen.
Die erste Ebene, in welcher die mehreren ersten Abschnitte 15A vorhanden
sind, und die zweite Ebene, in welcher die mehreren zweiten Abschnitte 15B vorhanden
sind, sind einander parallel und gegenüberliegend angeordnet, mit
einem sehr kleinen Spalt dazwischen. Jeder der ersten Abschnitte 15A weist
einen ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 auf (die
ersten parallelen, geraden Abschnitte 15a1 liegen parallel
zueinander), sowie zwei Schrägabschnitte 15a2 und 15a3,
die eine Neigung gegenüber
dem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 aufweisen.
Die Schrägabschnitte 15a2 und 15a3 liegen
oberhalb bzw. unterhalb des ersten, parallelen, geraden Abschnitts 15a1 in 2.
Wenn mit L1 und L2 die Länge
des ersten, parallelen, geraden Abschnitts 15a1 bzw. jedes
der zwei Schrägabschnitte 15a2 und 15a3 bezeichnet
wird, dann ist die Länge
L des ersten Abschnitts 15A gegeben durch L = L1 + 2L2.
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Jeder
der zweiten Abschnitte 15B weist einen zweiten, parallelen,
geraden Abschnitt 15b1 auf (die zweiten, parallelen, geraden
Abschnitte 15b1 verlaufen parallel zueinander), sowie zwei
Schrägabschnitte 15b2 und 15b3,
die eine Schrägstellung
gegenüber
dem zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 aufweisen.
Die Schrägabschnitte 15b2 und 15b3 befinden
sich oberhalb bzw. unterhalb des zweiten, parallelen, geraden Abschnitts 15b1 in 2.
Die Länge
des zweiten, parallelen, geraden Abschnitts 15b1 ist ebenso
groß wie
die Länge
des ersten, parallelen, geraden Abschnitts 15a1, nämlich L1.
Die Länge
jedes der Schrägabschnitte 15b2 und 15b3 ist
ebenso groß wie
die Länge
jedes der Schrägabschnitte 15a2 und 15a3,
also L2. Daher ist die Länge
des zweiten Abschnitts 15B gleich der Länge des ersten Abschnitts 15A.
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Der
Abstand zwischen zwei benachbarten, ersten, parallelen, geraden
Abschnitten 15a1 ist gleich dem Abstand zwischen zwei benachbarten, zweiten,
parallelen, geraden Abschnitten 15b1 (in 2 mit
2P bezeichnet). Jeder zweite, parallele, gerade Abschnitt 15b1 verläuft parallel
zu jedem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1, und
liegt genau im Zentrum des Abstandes zwischen den beiden parallelen,
geraden Abschnitten 15b1 neben dem zweiten, parallelen,
geraden Abschnitt 15a1. Daher ist der Abstand zwischen
einem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 und einem
zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1, die einander
benachbart sind, gleich P.
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In 2 sind
die ersten Schwenkabschnitte 15C oberhalb der ersten Abschnitte 15A und
der zweiten Abschnitte 15B angeordnet, und sind die zweiten
Schwenkabschnitte 15D unterhalb der ersten Abschnitte 15A und
der zweiten Abschnitte 15B angeordnet. Jeder erste Schwenkabschnitt 15C verbindet
einen ersten Abschnitt 15A (in der ersten Ebene) und einen
zweiten Abschnitt 15B (in der zweiten Ebene), der sich
auf einer Seite des ersten Abschnitts 15A und neben diesem
befindet. Im einzelnen verbindet jeder erste Schwenkabschnitt 15C einen
Schrägabschnitt 15a2 (in
der ersten Ebene), der eine Schrägstellung
gegenüber
einem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 aufweist,
und einen Schrägabschnitt 15b2 (in
der zweiten Ebene), der einen Schrägstellung gegenüber einem
zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 aufweist, der
auf einer Seite des ersten, parallelen, geraden Abschnitts 15a1 und
in dessen Nähe
angeordnet ist.
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Jeder
zweite Schwenkabschnitt 15D verbindet einen ersten Abschnitt 15A (in
der ersten Ebene) und einen zweiten Abschnitt 15B (in der
zweiten Ebene), der sich auf der anderen Seite des ersten Abschnitts 15A und
in dessen Nähe
befindet. Genauer gesagt verbindet jeder zweite Schwenkabschnitt 15D einen
Schrägabschnitt 15a3 (in
der ersten Ebene), der eine Schrägstellung
gegenüber
einem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 aufweist,
und einen Schrägabschnitt 15b3 (in
der zweiten Ebene), der eine Schrägstellung gegenüber einem
zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 aufweist, der
sich auf der anderen Seite des ersten, parallelen, geraden Abschnitts 15a1 und
in dessen Nähe
befindet.
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Jede
Wicklungskombination 12, also jede der Wicklungskombinationen 12A bis 12F,
welche die in 1 gezeigte Wicklungsanordnung 10 bilden, ist
wie in 3 gezeigt ausgebildet. Hierbei ist selbstverständlich auch
in 3 ein abgewickelter Zustand dargestellt. Jede
Wicklungskombination 12 ist eine Kombination von zwei Wicklungsteilen 151 und 152.
Bei der Wicklungskombination 12, die in 3 im
abgewickelten Zustand gezeigt ist, berühren die zweiten, parallelen,
geraden Abschnitte 15b1 des Wicklungsteils 152 von
unten die jeweiligen ersten, parallelen, geraden Abschnitte 15a1 des
Wicklungsteils 151, und berühren die ersten, parallelen, geraden
Abschnitte 15a1 des Wicklungsteils 152 von oberhalb
die jeweiligen zweiten, parallelen, geraden Abschnitte 15b1 des
Wicklungsteils 151.
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Die
Wicklungsanordnung 10 von 1 wird in
mehrere Schlitze der Innenumfangsoberfläche eines zylindrischen Statoreisenkerns
in vorbestimmten Abständen
eingesetzt. Die Wicklungsanordnung 10 nimmt ebenfalls insgesamt
eine Zylinderform in jenem Zustand an, in welchem sie an dem Statoreisenkern
angebracht ist; 1 zeigt die Wicklungsanordnung 10 in
eine Ebene abgewickelt. In dem Zustand, in welchem das Wicklungsteil 10 an
dem Statoreisenkern angebracht wird, wird ein erster, paralleler,
gerader Abschnitt 15a1 des Wicklungsteils 151 in
einen Schlitz eingeführt,
und wird ein zweiter, paralleler, gerader Abschnitt 15b1 des
Wicklungsteils 152 in denselben Schlitz eingeführt, um
den ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 von unten
aus zu berühren. Ein
zweiter, paralleler, gerader Abschnitt 15b1 des Wicklungsteils 151 wird
in einen anderen Schlitz eingeführt,
der von dem erstgenannten Schlitz um den Teilungsabstand P beabstandet
ist, und ein erster, paralleler, gerader Abschnitt 15a1 und
ein erster, paralleler, gerader Abschnitt 15a1 des Wicklungsteils 152 wird
in denselben Schlitz eingeführt,
um den zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 von oben
aus zu berühren.
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1. Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens
für ein
Wicklungsteil 15 einer elektrischen Drehmaschine
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Ausführungsform
1
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Nachstehend
wird eine erste Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
ein Wicklungsteil 15 einer elektrischen Drehmaschine gemäß der Erfindung
beschrieben.
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Bei
dem Herstellungsverfahren für
eine Wicklungsanordnung 10 gemäß der Erfindung werden in dieser
Reihenfolge ein Wicklungsschritt der Ausbildung von Wicklungsteilen 15,
ein Verschachtelungsschritt, ein Pressschritt, ein Verschiebungsschritt,
und ein Einführungsschritt
ausgeführt.
Da der Verschachtelungsschritt und die folgenden Schritte ein Herstellungsverfahren
einer Wicklungsanordnung 10 unter Verwendung von Wicklungsteilen 15 bilden,
wird zuerst die erste Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
ein Wicklungsteil 15 gemäß der Erfindung beschrieben,
nämlich
hauptsächlich
der Wicklungsschritt der Ausbildung eines Wicklungsteils 15,
und wird dann eine Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung 10 unter Verwendung der sich ergebenden Wicklungsteile 15 beschrieben.
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Bei
dem Herstellungsverfahren für
die Wicklungsanordnung 10 werden die ersten und zweiten Abschnitte 15A, 15B gebogen,
damit die parallelen, geraden Abschnitte 15a1, 15b1 und
die Schrägabschnitte 15a2, 15a3 und 15b2, 15b3 entstehen,
die in 3 gezeigt sind, durch Verschieben in dem Verschiebungsschritt.
Vor dem Verschieben werden die ersten und zweiten Abschnitte 15A und 15B nicht
gebogen, und sind die ersten und zweiten Abschnitte 15A, 15b1 gerade
Abschnitte, die Abschnitte 15a1, 15b1 und Abschnitte 15a2, 15a3, 15b2, 15b3 enthalten,
die gebogen werden. Der erste Abschnitt 15A und der zweite
Abschnitt 15B werden vor ihrer Verschiebung als der gerade
erste Abschnitt 15A und der gerade zweite Abschnitt 15B bezeichnet.
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1.1 Hauptaufbau der verwendeten Wickelmaschine
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Die 4(a) und 4(b) sind
eine Aufsicht bzw. Vorderansicht des Hauptaufbaus einer Wickelmaschine 20,
die bei der ersten Ausführungsform
verwendet wird. Wie aus den
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4(a) und 4(b) hervorgeht,
weist die Wickelmaschine 20 einen Schwenkmechanismus 30 auf,
einen Drahtvorschubmechanismus 50, sowie einen Drückmechanismus 60,
und wickelt einen Draht 17 spiralförmig auf.
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Der
Schwenkmechanismus 30 weist eine Drehplatte 31 auf,
eine zentrale Welle 33, und eine Formgebungsrolle 35.
Der Schwenkmechanismus 30 weist einen Drehantriebsmechanismus 37 zum
Drehantrieb der Drehplatte 31 auf. Die Drehplatte 31 wird intermittierend
um ihre Achse O-O in Richtungen gedreht, die durch Pfeile A1 und
A2 angedeutet sind. Die Drehplatte 31 ist beispielsweise
kreisförmig,
und ihre eine Hauptoberfläche
ist eine kreisförmige
Drehoberfläche 32,
die als Schwenkbasisoberfläche dient,
um den Draht 17 spiralförmig
auszubilden. Die zentrale Welle 33 weist die Achse O-O
als ihre Achse auf. Die zentrale Welle 33 ist direkt an
der Drehplatte 31 angebracht oder angeordnet, so dass ihre
Achse die Achse O-O ist, wenn sie von der Drehplatte 31 getrennt
ist. Die zentrale Welle 33 weist einen kreisförmigen Querschnitt
mit einem Durchmesser d1 auf.
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Der
Schwenkmechanismus 30 weist einen Drehplattenbewegungsmechanismus 39 auf,
der eine Hin- und Herbewegung der Drehplatte 31 um ihre
Achse O-O durchführt.
Die Drehplatte 31 wird so angetrieben, dass sie sich entlang
ihrer Achse O-O in Richtungen hin- und herbewegt, die durch Pfeile
B1 und B2 angedeutet sind.
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Die
Formgebungsrolle 35 ist auf der Schwenkbasisoberfläche 32 angeordnet
und an der Drehplatte 31 angebracht, und dreht sich daher
zusammen mit der Drehplatte 31. Die Formgebungsrolle 35 weist
einen kreisförmigen
Querschnitt mit einem größeren Durchmesser
als dem Durchmesser des kreisförmigen
Querschnitts der zentralen Welle 33 auf, und bildet zusammen
mit der zentralen Welle 33 einen Formgebungsspalt 36 aus.
Die Abmessungen des Formgebungsspaltes 36 in Radialrichtung
der Drehwelle 31 sind gleich dem Durchmesser d des Drahtes 17 plus
einer kleinen Toleranz. Die Toleranz wird so gewählt, dass ein glattes Einführen des
Drahtes 17 in den Formgebungsspalt 36 ermöglicht wird.
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Der
Drahtvorschubmechanismus 50 weist ein Paar von Vorschubrollen 51 und 52 auf,
von denen zumindest eine als elastische Rolle ausgebildet ist. Die
Vorschubrollen 51 und 52 führen den Draht 17 intermittierend
in einer durch den Pfeil C angedeuteten Richtung zum Formgebungsspalt 36 hin
zu, während
sie den Draht 17 elastisch zwischen sich haltern.
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Der
Drückmechanismus 60 weist
ein Drückteil 61 und
für dieses
einen Antriebsmechanismus 62 zur Hin- und Herbewegung auf.
Der Antriebsmechanismus 62 für die Hin- und Herbewegung,
der dazu dient, den Draht 17 entlang der Achse O-O der
Drehplatte 31 so zu drücken,
dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 weg bewegt,
um gerade erste Abschnitte 15A und gerade zweite Abschnitte 15B eines
Wicklungsteils 15 auszubilden, das spiralförmig gewickelt
ist, treibt das Drückteil 61 so
an, dass es eine intermittierende Hin- und Herbewegung entlang der
Achse O-O der Drehplatte 31 in Richtungen durchführt, die
durch Pfeile D1 und D2 angedeutet sind. Das Drückteil 61 ist sehr
nahe an der Drehplatte 31 unmittelbar über jenem Teil des Drahts 17 angeordnet,
der sich zwischen dem Formgebungsspalt 36 und dem Drahtvorschubmechanismus 50 befindet.
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Die
Wickelmaschine 20 der 4(a) und 4(b) weist weiterhin Einstellelemente 23 und 25 zur Einstellung
vorbestimmter Abmessungen L und p auf. Das erste Einstellelement 23 dient
dazu, in dem intermittierend angetriebenen Drahtvorschubmechanismus 50 eine
Vorschublänge
L des Drahts 17 zum Zeitpunkt jedes Vorschubes einzustellen.
Das Einstellelement 25 dient zur Einstellung der Drücklänge p des
Drückteils 61.
Die Drahtvorschublänge
L ist gleich der Länge
jedes der geraden, ersten Abschnitte 15A und der geraden,
zweiten Abschnitte 15B des Wicklungsteils 15,
das in 2 gezeigt ist, ist also gleich der Summe der Länge L1 jedes
ersten, parallelen, geraden Abschnitts 15a1 und jedes zweiten, parallelen,
geraden Abschnitts 15b1 und des Zweifachen der Länge L2 jedes
der Schrägabschnitte 15a2, 15a3, 15b2 und 15b3.
Die Drücklänge p legt
den Teilungsabstand P zwischen dem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 und
dem zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 fest, und
ist beispielsweise auf 2P eingestellt.
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1.2 Wickelschritt
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Die 5(a) und 5(b) bis 22(a) und 22(b) zeigen
in der richtigen Reihenfolge die Schritte des Wickelschritts der
Ausbildung eines Wicklungsteils 15 gemäß der Erfindung. Der Wicklungsschritt zur
Ausbildung eines Wicklungsteils 15 wird nachstehend im
einzelnen unter Bezugnahme auf diese Zeichnungen erläutert. Die 5(a), 6(a),
..., 22(a) sind Aufsichten, und die 5(b), 6(b),
..., 22(b) sind Vorderansichten. Bei
diesem Wickelschritt wird ein Wicklungsteil 25 hergestellt,
wie es in 24 gezeigt ist. 31 zeigt
eine Wicklungsanordnung, die nach Beendigung der Ausführung eines
Verschachtelungsschrittes für
mehrere Wicklungsteile 15 erhalten wird. Die in 31 gezeigte
Wicklungsanordnung, mit der die Verschachtelung durchgeführt wurde, durchläuft dann
einen Pressschritt und einen Verschiebungsschritt, wodurch eine
Wicklungsanordnung 10 ausgebildet wird, wie sie in 1 gezeigt
ist, die in die Schlitze eines Eisenkerns eingeführt wird.
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1.3 Erster Schritt (Drahtvorschubschritt; 5(a) und 5(b) und
die 6(a) und 6(b))
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In
einem ersten Schritt, der ein erster Drahtvorschubschritt ist, wird
ein Abschnitt mit der Länge
L für einen
geraden, ersten Abschnitt 15A eingestellt. In diesem Schritt
stehen die Drehplatte 31 und das Drückteil 61 der Wickelmaschine 20 still.
In diesem Zustand wird der Drahtvorschubmechanismus 50 in Betrieb
gesetzt, wodurch der Draht 17 dem Formgebungsspalt 36 zugeführt wird,
wie das durch den Pfeil C angedeutet ist. Der Berührungspunkt
der Vorschubrollen 51 und 52 und des Formgebungsspalte 36 liegen
in der Ebene E-E. Es wird angenommen, dass der Draht 17 in
Horizontalrichtung von dem Vorschubmechanismus 50 dem Formgebungsspalt 36 zugeführt wird,
so dass er eine Drahtzufuhrlinie durchläuft, die in der Ebene E-E liegt.
Die 6(a) und 6(b) zeigen
einen Zustand, in welchem sich die Spitze des Drahts 17 um
die Länge
L von dem Formgebungsspalt 36 nach links bewegt hat, wodurch
ein Abschnitt mit der Länge
L für den
geraden, ersten Abschnitt 15A eingestellt wird. Der Vorschub
des Drahts 17 durch den Vorschubmechanismus 50 wird
unterbrochen, sobald der Zustand von 6(a) und 6(b) erreicht ist. Die 5(a) und 5(b) zeigen einen Zustand auf halbem Wege,
bevor der Zustand von 6(a) und 6(b) erreicht wird. Bei diesem ersten Schritt
ist die Formgebungsrolle 35 unmittelbar unter der zentralen
Welle 33 angeordnet, und befindet sich die Zentrumsachse
der Formgebungsrolle 33 unmittelbar unter der Achse O-O
(in Vertikalrichtung).
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1.4 Zweiter Schritt (Verschwenkschritt; 7(a) und 7(b) und 8(a) und 8(b))
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Ein
zweiter Schritt ist ein Schwenkschritt zum Biegen des Drahtes 17,
also ein Schritt, in welchem ein gerader, erster Abschnitt 15A und
ein erster Schwenkabschnitt 15C in dem Draht 17 ausgebildet werden.
Bei diesem Schritt wird die Drehung des Drahtvorschubmechanismus 50 unterbrochen,
und wird der Draht 17 durch die Vorschubrollen 51 und 52 sandwichartig
zwischen diesen festgehalten. Die Drehplatte 31 wird in
einer durch den Pfeil A1 angedeuteten Richtung gedreht. Dies führt dazu,
wenn sich die Formgebungsrolle 36 dreht, dass jener Abschnitt
des Drahts 17, der gegenüber dem Formgebungsspalt 36 vorspringt,
entlang der Außenumfangsoberfläche der
zentralen Welle 33 auf der Schwenkoberfläche 32 gebogen
wird. Die 7(a) und 7(b) zeigen
einen Zustand, in welchem sich die Drehplatte 31 um 90° aus der
in den 6(a) und 6(b) gezeigten
Position gedreht hat, und etwa die Hälfte eines Schwenkabschnitts 15C um
die zentrale Welle 33 herum ausgebildet wurde.
-
Zwischen
dem Zustand der 6(a) und 6(b) und dem Zustand der 7(a) und 7(b) wird die Drehplatte 31 entlang
ihrer Achse O-O in einer durch den Pfeil B1 angedeuteten Richtung
bewegt, wodurch der Winkel des Schwenkabschnitts 15C eingestellt
wird.
-
In
dem zweiten Schritt steht das Drückteil 60 still.
-
Bei
dem zweiten Schritt wird zwischen dem Zustand der 7(a) und 7(b) und dem Zustand der 8(a) und 8(b) die Drehplatte 31 um weitere
90° in der
durch den Pfeil A1 angedeuteten Richtung bewegt. In dem Zustand
der 8(a) und 8(b) wurde die
Drehplatte 31 um 180° gegenüber dem Zustand der 6(a) und 6(b) gedreht;
die Formgebungsrolle 35 befindet sich unmittelbar über der
zentralen Welle 33, jener Abschnitt des Drahts 17,
der gegenüber dem
Formgebungsspalt 36 vorspringt, verläuft horizontal in der Ebene
F-F, und die Spitze des Drahtes 17 zeigt nach rechts. Die
Ebene F-F verläuft
parallel zur Ebene E-E und ist höher
als die Ebene E-E, und zwar um eine Abmessung, die gleich dem Durchmesser
d1 der zentralen Welle 33 ist. Ein vollständiger Schwenkabschnitt 15C wird
ausgebildet, infolge der Verschwenkung um 180° des Drahtes 17. Der
Innendurchmesser des Schwenkabschnitts 15C ist annähernd gleich
dem Durchmesser d1 der zentralen Welle 33. Ein gerader,
erster Abschnitt 15A wird zwischen der Spitze des Drahts 17 und
dem Schwenkabschnitt 15C ausgebildet. Der gerade, erste
Abschnitt 15A und der Schwenkabschnitt 15C entsprechen
dem linken Endabschnitt des Wicklungsteils 15 von 2.
Da jedoch mit dem Draht 17 noch nicht der Verschiebungsschritt
durchgeführt
wurde, wurden ein erster, paralleler, gerader Abschnitt 15a1 und Schrägabschnitte 15a2 und 15a3 noch
nicht ausgebildet, so dass der gerade, erste Abschnitt 15A immer
noch gerade ist. Die Drehung der Drehplatte 31 wird unterbrochen,
sobald der Zustand der 8(a) und 8(b) erreicht ist. Zwischen dem Zustand
der 7(a) und 7(b) und
dem Zustand der 8(a) und 8(b) wird die Drehplatte 31 entlang
ihrer Achse O-O in einer durch einen Pfeil B2 angedeuteten Richtung zurückgestellt,
die entgegengesetzt zur durch den Pfeil B1 dargestellten Richtung
ist.
-
In
dem zweiten Schritt wird eine halbe Verschwenkung des gewünschten
Wicklungsteils 15 ausgebildet, welches den geraden, ersten
Abschnitt 15A enthält,
der in der Ebene F-F liegt, und den ersten Schwenkabschnitt 15C.
-
1.5 Dritter Schritt (Drückschritt; 9(a) und 9(b) und 10(a) und 10(b))
-
Der
dritte Schritt ist der Schritt, in welchem der gerade, erste Abschnitt 15A gedrückt wird.
Bei diesem Drückschritt
wird, nachdem die halbe Verschwenkung im zweiten Schritt ausgebildet
wurde, das Drückteil 61 entlang
der Achse O-O in einer durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung
bewegt, wodurch der eine, gerade, erste Abschnitt 15A in
der Ebene F-F so gedrückt
wird, dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 entfernt. Die 9(a) und 9(b) zeigen
einen Zustand, in welchem die Drehplatte 31 stillsteht,
der Vorschub des Drahts 17 durch den Vorschubmechanismus 50 unterbrochen
ist, und der Draht 17 sandwichartig zwischen den Vorschubrollen 51 und 52 festgehalten
wird. In diesem Zustand wird das Drückteil 61 entlang
der Achse O-O in der durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung bewegt, wodurch
der eine, gerade, erste Abschnitt 15A um die vorbestimmte
Abmessung p so gedrückt
wird, dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 entfernt. Zwischen
dem Zustand der 9(a) und 9(b) und dem Zustand der 10(a) und 10(b) wird das Drückteil 61 zur Ausgangslage
zurückgestellt,
in der durch den Pfeil D2 angedeuteten Richtung, die entgegengesetzt
zur durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung verläuft. Weiterhin
wird zwischen dem Zustand der 9(a) und 9(b) und dem Zustand der 10(a) und 10(b) die Drehplatte 31 in einer
durch den Pfeil A2 angedeuteten Richtung gedreht, die entgegengesetzt
zu der Richtung verläuft,
die durch den Pfeil A1 angedeutet ist, so dass die Formgebungsrolle 35 zur
Position unmittelbar unterhalb der zentralen Welle 33 zurückkehrt.
-
1.6 Vierter Schritt (Drahtzufuhrschritt; 11(a) und 11(b) und 12(a) und 12(b))
-
Der
vierte Schritt ist ein zweiter Drahtvorschubschritt, nämlich der
gleiche Drahtzufuhrschritt wie der erste Schritt. Die einzelnen
Bauteile der in den 4(a) und 4(b) gezeigten Wickelmaschine 20 werden
auf dieselbe Art und Weise wie in dem ersten Schritt bewegt. In
dem vierten Schritt wird ein Abschnitt mit der vorgeschriebenen
Länge L
für einen geraden,
zweiten Abschnitt 15B in der Ebene E-E zwischen dem einen
Schwenkabschnitt 15C und dem nächsten Schwenkabschnitt 15D eingestellt.
In dem vierten Schritt stehen die Drehplatte 31 und das Drückteil 61 still,
und wird der Draht 17 durch den Drahtvorschubmechanismus 50 vorgestellt.
Die 11(a) und 11(b) zeigen
einen Zustand auf halbem Wege eines Vorgangs, bei welchem der Draht 17 in
der durch den Pfeil C angedeuteten Richtung in der Ebene E-E vorgeschoben
wird. Dann wird der Draht 17 weiter durch den Drahtvorschubmechanismus 50 vorgeschoben,
bis der Zustand der 12(a) und 12(b) erreicht ist, so dass er um die Länge L gegenüber dem
Zustand der 10(a) und 10(b) vorgeschoben
wird. In dem Zustand der 12(a) und 12(b) wird in der Ebene E-E ein Abschnitt
mit der Länge
L zwischen dem Schwenkabschnitt 15C des Drahts 17 und
dem Formgebungsspalt 36 eingestellt. Sobald der Zustand
der 12(a) und 12(b) erreicht ist,
wird der Vorschub des Drahts 17 durch den Drahtvorschubmechanismus 50 unterbrochen.
-
1.7 Fünfter
Schritt (Schwenkschritt; 13(a) und 13(b) und 14(a) und 14(b))
-
In
dem fünften
Schritt, der ein Schwenkschritt ist, werden die einzelnen Bauteil
der Wickelmaschine 20 auf dieselbe Art und Weise wie in
dem zweiten Schritt bewegt, wodurch der nächste Schwenkabschnitt 15D ausgebildet
wird. In dem fünften
Schritt ist der Vorschub des Drahts 17 durch den Drahtvorschubmechanismus 50 unterbrochen,
und stattdessen wird die Drehplatte 31 in der durch den Pfeil
A1 angedeuteten Richtung erneut bewegt. Die 13(a) und 13(b) zeigen einen Zustand, in welchem
die Drehplatte 31 in der durch den Pfeil A1 angedeuteten
Richtung um 90° gegenüber dem
Zustand der 12(a) und 12(b) gedreht
wurde, und die 14(a) und 14(b) zeigen einen Zustand, in welchem
die Drehplatte 31 weiter in der durch den Pfeil A1 angedeuteten
Richtung um 90° gegenüber dem
Zustand der 13(a) und 13(b) gedreht
wurde. Die Drehplatte 31 wird zusammen mit der Formgebungsrolle 35 in
einem solchen Zustand gedreht, dass jener Abschnitt des Drahts 17,
der um die Länge L
gegenüber
dem Formgebungsspalt 36 in dem vierten Schritt vorsprang,
sandwichartig zwischen der zentralen Welle 33 und der Formgebungsrolle 35 eingeschlossen
ist, wodurch der nächste
Schwenkabschnitt 15E an einem Ort ausgebildet wird, der
von dem Schwenkabschnitt 15C um die Länge L beabstandet ist. In dem
Zustand der 14(a) und 14(b) ist
der erste Abschnitt 15A in der Ebene E-E angeordnet, und
wird ein gerader, zweiter Abschnitt 15B zwischen den Schwenkabschnitten 15C und 15D in der
Ebene F-F ausgebildet. Der Innendurchmesser des Schwenkabschnitts 15D ist
annähernd
gleich dem Durchmesser d1 der zentralen Welle 33.
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Infolge
der Ausführung
der voranstehend geschilderten vierten und fünften Schritte wird die nächste halbe
Verschwenkung des gewünschten Wicklungsteils 15 einschließlich des
geraden, zweiten Abschnitts 15B und des zweiten Schwenkabschnitts 15D ausgebildet.
Infolge der Ausführung
der voranstehend geschilderten ersten bis fünften Schritte wird eine Wicklung
des gewünschten
Wicklungsteils 15 einschließlich des geraden, ersten Abschnitts 15A,
des Schwenkabschnitts 15C, des zweiten, geraden Abschnitts 15B und
des Schwenkabschnitts 15D in dem Draht 17 hergestellt.
-
1.8 Sechster Schritt (Drückschritt; 15(a) und 15(b) und 16(a) und 16(b))
-
Der
sechste Schritt ist ein Drückschritt.
Die einzelnen Bauteile der Wicklungsmaschine 20 werden
auf dieselbe Art und Weise wie in dem dritten Schritt bewegt, der
in den 9(a) und 9(b) und
den 10(a) und 10(b) gezeigt
ist. Bei dem sechsten Schritt wird, nachdem die nächste, halbe
Wicklung des gewünschten
Wicklungsteils 15 in dem fünften Schritt hergestellt wurde,
das Drückteil 61 erneut
in der durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung bewegt, wodurch
der eine zweite Abschnitt 15B, der in dem fünften Schritt
hergestellt wurde, in der Ebene F-F um die vorbestimmte Abmessung
p gedrückt wird,
so dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 entfernt. Das
Drückteil 61 wird
in der durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung zwischen dem Zustand
der 14(a) und 14(b) und
dem Zustand der 15(a) und 15(b) bewegt, und wird dann in der durch
den Pfeil D2 angedeuteten Richtung bewegt, die entgegengesetzt zu
der durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung verläuft, und
so in die Ursprungslage zwischen dem Zustand der 15(a) und 15(b) und dem Zustand der 16(a) und 16(b) zurückgestellt. Bei dem sechsten
Schritt ist der Vorschub des Drahts 17 durch den Vorschubmechanismus 15 unterbrochen.
Andererseits wird die Drehung der Drehplatte 31 zwischen
dem Zustand der 14(a) und 14(b) und dem Zustand der 15(a) und 15(b) unterbrochen, und wird sie in die
durch den Pfeil A2 angedeutete Richtung zurückgestellt, die entgegengesetzt
zur Richtung verläuft,
die durch den Pfeil A1 angedeutet ist, zwischen dem Zustand der 15(a) und 15(b) und
dem Zustand der 16(a) und 16(b).
-
1.9 Siebter Schritt (Drahtvorschubschritt; 17(a) und 17(b) und 18(a) und 18(b))
-
In
dem siebten Schritt, der ein Drahtvorschubschritt ist, werden die
einzelnen Bauteile der Wickelmaschine 20 auf dieselbe Art
und Weise wie bei dem ersten Schritt bewegt, der in den 5(a) und 5(b) und
den 6(a) und 6(b) gezeigt
ist, und wie beim vierten Schritt, der in den 11(a) und 11(b) und den 12(a) und 12(b) gezeigt ist. Während die Drehung der Drehplatte 31 weiterhin
unterbrochen bleibt (der Zustand der 16(a) und 16(b) beibehalten wird), wird der Draht 17 durch
den Vorschubmechanismus 50 in der durch den Pfeil C angedeuteten
Richtung vorgestellt, so dass er der Zustelllinie folgt. Die 17(a) und 17(b) zeigen
einen Zustand, in welchem der Draht 17 um eine Länge L/2 gegenüber dem
Zustand der 16(a) und 16(b) nach
links zugestellt wurde, so dass er der Zustelllinie folgt, und die 18(a) und 18(b) zeigen
einen Zustand, in welchem der Draht 17 um eine Länge L gegenüber dem
Zustand der 16(a) und 16(b) zugestellt
wurde, so dass er der Zustelllinie folgt. Die 18(a) und 18(b) zeigen einen Zustand, in welchem
der Schwenkabschnitt 15D um die Länge L gegenüber dem Zustand der 16(a) und 16(b) nach links
vorgeschoben wurde, und ein Abschnitt mit der Länge L zwischen dem Schwenkabschnitt 15D und dem
Formgebungsspalt 36 in der Ebene E-E ausgebildet wurde.
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1.10 Achter Schritt (Schwenkschritt; 19(a) und 19(b) und 20(a) und 20(b))
-
In
dem achten Schritt, der ein Schwenkschritt ist, werden die einzelnen
Bauteile der Wickelmaschine 20 auf dieselbe Art und Weise
wie bei dem zweiten Schritt bewegt, der in den 7(a) und 7(b) und den 8(a) und 8(b) gezeigt ist, und wie bei dem fünften Schritt,
der in den 13(a) und 13(b) und den 14(a) und 14(b) gezeigt
ist. Der Betrieb des Drahtvorschubmechanismus 50 ist unterbrochen. Die
Drehplatte 31 wird wiederum in der durch den Pfeil A1 angedeuteten
Richtung gedreht, während der
Draht 17 sandwichartig zwischen den Rollen 51 und 52 gehaltert
wird. Die 19(a) und 19(b) zeigen
einen Zustand, in welchem die Formgebungsrolle 35 um 90° gegenüber dem
Zustand der 18(a) und 18(b) gedreht
wurde, und die 20(a) und 20(b) zeigen einen Zustand, in welchem
die Formgebungsrolle 35 um 180° gegenüber dem Zustand der 18(a) und 18(b) gedreht
wurde, zur Ausbildung des nächsten
Schwenkabschnitts 15C. In dem achten Schritt wird die nächste halbe
Wicklung des gewünschten
Wicklungsteils 15 einschließlich eines geraden, ersten
Abschnitts 15A und eines ersten Schwenkabschnitts 15C hergestellt.
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1.11 Neunter Schritt (Drückschritt; 21(a) und 21(b) und 22(a) und 22(b))
-
In
dem neunten Schritt, der ein Drückschritt ist,
werden die einzelnen Bauteile der Wickelmaschine 20 auf
dieselbe Art und Weise wie in dem dritten Schritt bewegt, der in
den 9(a) und 9(b) und
den 10(a) und 10(b) gezeigt
ist, und so wie im sechsten Schritt, der in den 15(a) und 15(b) und den 16(a) und 16(b) gezeigt ist. In einem Zustand, in welchem
der Draht 17 sandwichartig zwischen den Rollen 51 und 52 festgehalten
wird, wie dies in den 21(a) und 21(b) gezeigt ist, wird das Drückteil 61 in
der durch den Pfeil D1 angedeuteten Richtung bewegt, wodurch der
gerade, erste Abschnitt 15A um die vorbestimmte Länge P so
gedrückt
wird, dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 entfernt. In dem
Zustand der 21(a) und 21(b) wird
die Formgebungsrolle 35 unmittelbar über der zentralen Welle 33 gehalten,
wie in dem Zustand der 20(a) und 20(b). Andererseits wird zwischen dem Zustand
der 21(a) und 21(b) und
dem Zustand der 22(a) und 22(b) die Formgebungsrolle 35 in
der durch den Pfeil A2 angedeuteten Richtung bewegt (zurückgestellt),
bis sie sich unmittelbar unter der zentralen Welle 33 befindet.
Weiterhin wird zwischen dem Zustand der 21(a) und 21(b) und dem Zustand der 22(a) und 22(b) das Drückteil 61 in der durch den
Pfeil D2 angedeuteten Richtung bewegt, und in die Ausgangslage auf
diese Art und Weise zurückgestellt.
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Der
erste bis neunte Schritt des Wickelschritts zur Ausbildung eines
Wicklungsteils 15 wurden voranstehend im einzelnen beschrieben.
Aus der voranstehenden Beschreibung wird deutlich, dass der erste
bis dritte Schritt (drei Schritte), der vierte bis sechste Schritt
(drei Schritte), und der siebte bis neunte Schritt (drei Schritte)
jeweilige Wicklungsschritteinheiten bilden. Jede Wicklungsschritteinheit enthält den Drahtzufuhrschritt,
der durch den ersten, vierten, und siebten Schritt repräsentiert
wird, den Schwenkschritt, der durch den zweiten, fünften, und achten
Schritt repräsentiert
wird, und den Drückschritt,
der durch den dritten, sechsten und neunten Schritt repräsentiert
wird. Die einzelnen Bauteile der Wicklungsmaschine 20 werden
auf dieselbe Art und Weise in jeder Wickelschritteinheit bewegt,
jedesmal dann, wenn eine Wickelschritteinheit ausgeführt wird, wodurch
eine halbe Wicklung des gewünschten Wicklungsteils 15 ausgebildet
wird, und dann um die vorbestimmte Länge p so gedrückt wird,
dass es sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 entfernt. Durch wiederholtes
Ausführen
der Wickelschritteinheit werden daher halbe Wicklungen des gewünschten
Wicklungsteils 15 hintereinander ausgebildet. Auf diese Art
und Weise wird ein Wicklungsteil 15 mit einer erforderlichen
Anzahl an Wicklungen hergestellt. 23 zeigt
einen Zustand, in welchem dreieinhalb Windungen durch Ausführung der
Wickelschritteinheit sieben mal hergestellt wurden. 24(a) bzw. 24(b) ist eine Aufsicht bzw. Vorderansicht
eines Wicklungsteils 15, das nach der Beendigung der Ausführung des
Wicklungsschrittes erhalten wurde.
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Bei
dem Herstellungsverfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
wird die Länge
L jedes geraden, ersten Abschnitts 15A und jedes geraden,
zweiten Abschnitts 15B eines Wicklungsteils 15 durch
die Vorschublänge
L des Drahts 17 infolge des Drahtvorschubmechanismus 50 in
dem ersten Schritt (5(a) und 5(b) und 6(a) und 6(b)), in dem vierten Schritt (11(a) und 11(b) und 12(a) und 12(b)),
und im siebten Schritt (17(a) und 17(b) und 18(a) und 18(b)) festgelegt, und kann daher einfach
dadurch geändert
werden, dass das Einstellelement 23 zur Änderung
des Einstellwertes für
die Länge
L veranlaßt
wird. Der Teilungsabstand P zwischen dem ersten, parallelen, geraden
Abschnitt 15a1 und dem zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 eines
Wicklungsteils 15 wird durch die Drücklänge p des Drückteils 61 in
dem dritten Schritt (9(a) und 9(b) und 10(a) und 10(b)), in dem sechsten Schritt (15(a) und 15(b) und 16(a) und 16(b)),
und in dem neunten Schritt (21(a) und 21(b) und 22(a) und 22(b)) bestimmt, und kann daher einfach
dadurch geändert werden,
dass das Einstellelement 25 zur Änderung des Einstellwertes
für die
Länge p
veranlaßt
wird. Es ist insbesondere möglich,
den Teilungsabstand P teilweise in einer einzelnen Wicklungskombination 12 zu ändern. Weiterhin
können,
da der Draht 17 auf der gemeinsamen Schwenkbasisoberfläche 32 gebogen wird,
Schwenkabschnitte kleiner als bei dem herkömmlichen Verfahren ausgebildet
werden, bei dem ein Paar plattenartiger Wickelkerne gedreht werden.
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Die
erste Ausführungsform
kann korrekt Schwenkabschnitte ausbilden, deren Form gleichmäßig ist,
da erste Schwenkabschnitte 15C und zweite 25D unter
Verwendung des Schwenkmechanismus 30 ausgebildet werden.
Da der Schwenkmechanismus 30 mit der zentralen Welle 33 und
der Formgebungsrolle 35 versehen ist, die um die zentrale
Welle 33 gedreht wird, wird der Draht 17 zur Ausbildung
jedes Schwenkabschnitts glatt gebogen. Selbst wenn der Draht ein
isolierter Draht ist, treten keine Schwierigkeiten in der Hinsicht
auf, dass die Isolierbeschichtung an Schwenkabschnitten abblättert. Da
der Draht 17 durch die Drehung der Formgebungsrolle 35 am Formgebungsspalt 36 zwischen
der zentralen Welle 33 und der Formgebungsrolle 35 gebogen
wird, lassen sich Schwenkabschnitte einfach ausbilden. Da die Formgebungsrolle 35 und
ebenso die zentrale Welle 33 auf der Drehplatte 31 vorgesehen
sind, ergibt sich eine einfache Konstruktion des Schwenkmechanismus 30.
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Bei
der ersten Ausführungsform
wird der Draht 17 durch den Schwenkmechanismus 30 in
einem Zustand gebogen, in welchem der Draht 17 von dem
Drahtvorschubmechanismus 50 festgehalten wird. Eine Bewegung
des Drahts 17 beim Biegen wird verhindert, so dass der
Draht 18 korrekt gebogen werden kann. Die erste Ausführungsform
verwendet das Drückteil 61,
das sich in Axialrichtung der Drehplatte 31 bewegen kann.
Das Drückteil 61 kann einfach
einen geraden, ersten Abschnitt 15A und einen geraden,
zweiten Abschnitt 15B so druckbeaufschlagen, dass sie sich
von der Schwenkbasisoberfläche 32 entfernen.
Weiterhin verwendet die erste Ausführungsform den Drehplattenbewegungsmechanismus 39 zum
Bewegen der Drehplatte 31 in ihrer Axialrichtung. Hierdurch
kann der Winkel der Schwenkabschnitte durch Bewegen der Drehplatte 31 in
ihrer Axialrichtung einfach eingestellt werden.
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2. Ausführungsformen eines Herstellungsverfahrens für die Wicklungsanordnung 10 einer
rotierenden elektrischen Maschine
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Ausführungsform
2
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Nunmehr
erfolgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens
für eine
Wicklungsanordnung 10 einer rotierenden elektrischen Maschine,
welche mehrere Wicklungsteile 15 aufweist. Bei der zweiten
Ausführungsform
wird eine Wicklungsanordnung 10 unter Verwendung von Wicklungsteilen 15 hergestellt,
die gemäß der ersten
Ausführungsform
hergestellt wurden. Bei diesem Herstellungsverfahren für eine Wicklungsanordnung 10 werden
ein Verschachtelungsschritt, ein Pressschritt, ein Verschiebungsschritt, und
ein Einführungsschritt
in dieser Reihenfolge durchgeführt.
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2.1 Verschachtelungsschritt
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Bei
der zweiten Ausführungsform
werden, nachdem zahlreiche Wicklungsteile 15, die in den 24(a) und 24(b) gezeigt
sind, durch den Wicklungsschritt hergestellt wurden, ein Wicklungsteil 15 und
ein anderes miteinander verschachtelt.
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Der
Verschachtelungsschritt wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 25(a) und 25(b) bis
zu den 30(a) und 30(b) beschrieben,
wobei die 25(a), 26(a),
..., 30(a) Aufsichten sind, und die 25(b), 26(b),
..., 30(b) Vorderansichten sind.
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Die 25(a) und 25(b) zeigen
einen Anfangszustand des Verschachtelungsschrittes. Bei dem Verschachtelungsschritt
wird ein Wicklungsteil 151 mit einem anderen Wicklungsteil 152 verschachtelt.
In den 25(a) und 25(b) befindet
sich das Wicklungsteil 151 auf der linken Seite, und das
Wicklungsteil 152 an der rechten Seite. Der erste der geraden,
ersten Abschnitte 15A von der linken Seite des Wicklungsteils 152 aus
wird oberhalb des ersten der geraden, zweiten Abschnitte 15B von
der rechten Seite des Wicklungsteils 151 angeordnet, so
dass er letzteren kreuzt. Sämtliche
Schwenkabschnitte 15C der Wicklungsteile 151 und 152 werden
an der Oberseite ausgerichtet, und sämtliche Schwenkabschnitte 15D der
Wicklungsteile 151 und 152 werden an der Unterseite
ausgerichtet.
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Die 26(a) und 26(b) zeigen
einen Zustand, in welchem das Wicklungsteil 152 um seine Wicklungsachse
um 90° gegenüber dem
Zustand der 25(a) und 25(b) gedreht
wurde, und um eine halbe Umdrehung in Richtung auf das Wicklungsteil 151 vorgeschoben
wurde. In dem Zustand der 26(a) und 26(b) sind die Wicklungsteile 151 und 152 um eine
Wicklung miteinander verschachtelt. Der erste eine gerade erste
Abschnitt 15A von der linken Seite des Wicklungsteils 152 aus
wird oberhalb des ersten der geraden ersten Abschnitte 15A von
der rechten Seite des Wicklungsteils 151 so angeordnet,
so dass er letzteren kreuzt. Weiterhin wird der erste der geraden,
zweiten Abschnitte 15B von der linken Seite des Wicklungsteils 152 aus
oberhalb des ersten der geraden, zweiten Abschnitte 15B von
der rechten Seite des Wicklungsteils 151 aus so angeordnet,
dass er letzteren kreuzt.
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Die 27(a) und 27(b) zeigen
einen Zustand, in welchem das Wicklungsteil 152 weiter
um seine Wicklungsachse um 90° gegenüber dem
Zustand der 26(a) und 26(b) gedreht
wurde. Das Wicklungsteil 152 wurde nicht in Richtung auf
das Wicklungsteil 151 vorgeschoben. Die Wicklungsteile 151 und 152 werden
miteinander um eine Umdrehung verschachtelt, wie in dem Zustand
der 26(a) und 26(b).
In dem Zustand der 27(a) und 27(b) befinden sich die Schwenkabschnitte 15C des
Wicklungsteils 151 an der Oberseite, und die Schwenkabschnitte 15C des
Wicklungsteils 152 an der Unterseite, so dass deren Schwenkabschnitte 15C an
der Oberseite und Unterseite in entgegengesetzter Anordnung angeordnet
sind.
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Die 28(a) und 28(b) zeigen
einen Zustand, in welchem das Wicklungsteil 152 weiter
um seine Wicklungsachse um 90° gegenüber dem
Zustand der 27(a) und 27(b) gedreht
wurde, und weiter um eine halbe Umdrehung in Richtung auf das Wicklungsteil 151 gegenüber dem
Zustand der 27(a) und 27(b) vorgeschoben
wurde. In dem Zustand der 28(a) und 28(b) sind die Wicklungsteile 151 und 152 miteinander
um 1,5 Umdrehungen verschachtelt. Der erste der geraden, ersten
Abschnitte 15A von der linken Seite des Wicklungsteils 152 wird
oberhalb des zweiten der geraden, zweiten Abschnitte 15B von
der rechten Seite des Wicklungsteils 151 so angeordnet,
dass er letzteren kreuzt.
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Die 29(a) und 29(b) zeigen
einen Zustand, in welchem das Wicklungsteil 152 weiter
um seine Wicklungsachse um 90° gegenüber dem
Zustand der 28(a) und 28(b) gedreht wurde.
Das Wicklungsteil 152 wurde nicht in Richtung auf das Wicklungsteil 151 vorgeschoben.
Die Wicklungsteile 151 und 152 werden miteinander
um 1,5 Umdrehungen verschachtelt, wie in dem Zustand der 28(a) und 28(b).
In dem Zustand der 29(a) und 29(b) sind sämtliche Schwenkabschnitte 15C der
Wicklungsteile 151 und 152 an der Oberseite ausgerichtet,
und sind alle ihre Schwenkabschnitte 15D an der Unterseite
ausgerichtet.
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Wie
voranstehend geschildert wird das Wicklungsteil 152 fortschreitend
in das Wicklungsteil 152 jeweils um eine halbe Umdrehung
eingebaut, durch wiederholtes Ausführen des Schrittes des Drehens des
Wicklungsteils 152 um seine Wicklungsachse um 90°, und Vorstellen
des Wicklungsteils 152 zum Wicklungsteil 151 um
eine halbe Umdrehung hin, so dass die Überlappung zwischen den Wicklungsteilen 151 und 152 erhöht wird,
und den Schritt des Drehens des Wicklungsteils 152 weiter
um seine Wicklungsachse um 90°.
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Die 30(a) und 30(b) zeigen
einen Zustand, in welchem die Verschachtelung des Wicklungsteils 152 in
das Wicklungsteil 151 fertiggestellt ist. In dem Zustand
der 30(a) und 30(b) ist
jeder gerade, erste Abschnitt 15A des Wicklungsteils 152 zwischen
zwei benachbarten, geraden, ersten Abschnitten 15A des
Wicklungsteils 151 in der Ebene E-E angeordnet, und verlaufen
alle diese geraden, ersten Abschnitte 15A parallel zueinander.
Jeder gerade, zweite Abschnitt 15B des Wicklungsteils 152 ist zwischen
zwei benachbarten, geraden, zweiten Abschnitten 15B des
Wicklungsteils 151 in der Ebene F-F angeordnet, und alle
diese geraden, zweiten Abschnitte 15B verlaufen parallel
zueinander. Jeder gerade erste Abschnitt 15A des Wicklungsteils 152 ist oberhalb
des zugehörigen,
geraden, zweiten Abschnitts 15B des Wicklungsteils 151 so
angeordnet, dass er letzteren kreuzt, und jeder gerade, zweite Abschnitt 15B des
Wicklungsteils 152 ist unterhalb des zugehörigen, geraden,
ersten Abschnitts 15A des Wicklungsteils 151 so
angeordnet, dass er letzteren kreuzt.
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Weiterhin
sind in dem Zustand der 30(a) und 30(b) sämtliche
Schwenkabschnitte 15C der Wicklungsteile 151 und 152 an
der Oberseite ausgerichtet, und sind alle ihre Schwenkabschnitte 15D an der
Unterseite ausgerichtet.
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31 zeigt
eine Wicklungsanordnung 10 in einem Zustand, in welchem
die Anzahl von elf anderen Wicklungsteilen 15 in ein Wicklungsteil 15 eingebaut
wurde. In dem Zustand von 31 sind
sämtliche
ersten Abschnitte 15A der zwölf Wicklungsteile 15 annähernd parallel
zueinander in der ersten Ebene E-E angeordnet, und sind alle zweiten
Abschnitte 15B der zwölf
Wicklungsteile 15 annähernd
parallel zueinander in der zweiten Ebene F-F angeordnet. Die ersten
Schwenkabschnitte 15C sind an der Oberseite der Wicklungsanordnung 10 ausgerichtet,
und die zweiten Schwenkabschnitte 15D sind an der Unterseite
des Wicklungsteils 10 ausgerichtet.
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2.2 Pressschritt
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird der Pressschritt nach dem Verschachtelungsschritt durchgeführt. In
dem Pressschritt wird die Wicklungsanordnung 10, die nach
Beendigung der Ausführung des
Verschachtelungsschritts erhalten wurde, druckbeaufschlagt, so dass
die erste Ebene E-E, in welcher die geraden, ersten Abschnitte 15A vorhanden sind,
und die zweite Ebene F-F, in welcher die geraden, zweiten Abschnitte 15B vorhanden
sind, näher zueinander
gelangen.
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Die 32(A) und 32(B) erläutern, wie
der Pressschritt durchgeführt
wird. 32(A) ist eine Aufsicht auf
die Wicklungsanordnung 10, die nach Beendigung der Ausführung des
Verschachtelungsschritts erhalten wurde. Die erste Ebene E-E, in
welcher die geraden, ersten Abschnitte 15A vorhanden sind,
und die zweite Ebene F-F, in welcher die geraden, zweiten Abschnitte 15B vorhanden
sind, sind voneinander beabstandet, und verlaufen parallel zueinander.
Wie in 32(B) gezeigt ist, wird zumindest
einer der geraden, ersten Abschnitte 15A und der geraden,
zweiten Abschnitte 15B an den anderen angedrückt, damit
die Innenumfangsoberflächen
der geraden ersten und der zweiten Abschnitte 15A und 15B in
dem Pressschritt annähernd
in derselben Ebene angeordnet werden.
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2.3 Verschiebungsschritt
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird der Verschiebungsschritt bei einer Wicklungsanordnung 10 durchgeführt, die
nach Beendigung der Ausführung
des Pressschritts erhalten wurde. In dem Verschiebungsschritt wird,
nachdem der Pressschritt bei der in 31 gezeigten
Wicklungsanordnung 10 durchgeführt wurde, jedes Wicklungsteil 15 der
Wicklungsanordnung 10 so verformt, dass es ein Schildkrötenpanzer ähnliches
Muster annimmt, wie in 2 gezeigt, und jedes Paar von
Wicklungsteilen 15 kombiniert und aufeinander angeordnet
wird, wie dies in 3 gezeigt ist, wodurch mehrere
Wicklungskombinationen 12 ausgebildet werden.
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Bei
dem Verschiebungsschritt werden vier bewegliche Teile 80A, 80B, 80C und 80D verwendet, die
jeweils mehrere Stifte aufweisen. Wie in 32(C) gezeigt
ist, sind die beweglichen Teile 80A und 80C auf
der Seite der geraden, ersten Abschnitte 15A jedes Wicklungsteils 15 vorgesehen,
und sind die beweglichen Teile 80B und 80D an
der entgegengesetzten Seite vorgesehen, also an der Seite der geraden,
zweiten Abschnitte 15B jedes Wicklungsteils 15.
Das bewegliche Teil 80A weist mehrere Stifte 80a zum
gleichzeitigen Bewegen unterer Abschnitte 15ab der geraden,
ersten Abschnitte 15A jedes Wicklungsteils 15 auf,
und das bewegliche Teil 80B weist mehrere Stifte 80b zum
gleichzeitigen Bewegen unterer Abschnitte 15bb der geraden,
zweiten Abschnitte 15B jedes Wicklungsteils 15 auf.
Das bewegliche Teil 80C weist mehrere Stifte 80c zum gleichzeitigen
Bewegen oberer Abschnitte 15aa der geraden, ersten Abschnitte 15A jedes
Wicklungsteils 15 auf, und das bewegliche Teil 80D weist
mehrere Stifte 80d zum gleichzeitigen Bewegen oberer Abschnitte 15ba der
geraden, zweiten Abschnitte 15B jedes Wicklungsteils 15 auf.
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Die 33 und 34 erläutern, wie
die beweglichen Teile 80A bis 80D bewegt werden.
Wie in den 33 und 34 gezeigt
wird das bewegliche Teil 80A nach rechts bewegt, wodurch
die unteren Abschnitte 15ab der geraden, ersten Abschnitte 15A durch
die jeweiligen Stifte 80a nach rechts bewegt werden. Das
bewegliche Teil 80B wird nach links bewegt (also in entgegengesetzter
Richtung zu jener Richtung, in welcher das bewegliche Teil 80A bewegt wird),
wodurch die unteren Abschnitte 15bb der geraden, zweiten
Abschnitte 15B durch die jeweiligen Stifte 80b nach
links bewegt werden. Das bewegliche Teil 80C wird nach
links bewegt, wodurch die oberen Abschnitte 15aa der geraden,
ersten Abschnitte 15A nach links durch die jeweiligen Stifte 80c bewegt
werden. Das bewegliche Teil 80D wird nach rechts bewegt
(also in entgegengesetzter Richtung zu jener, in welcher das bewegliche
Teil 80C bewegt wird), wodurch die oberen Abschnitte 15ba der
geraden, zweiten Abschnitte 15B nach rechts durch die jeweiligen Stifte 80d bewegt
werden. Infolge der Bewegungen der beweglichen Teile 80A bis 80D wird
jedes Wicklungsteil 15 aus einem Zustand, der in 34 mit durchgezogenen
Linien dargestellt ist, zu einem Zustand verformt, der durch gestrichelte
Linien dargestellt ist.
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Wie
aus 34 deutlich wird, wird der obere Abschnitt 15aa jedes
geraden, ersten Abschnitts 15A, der in der ersten Ebene
E-E vorhanden ist, nach links bewegt, und wird sein unterer Abschnitt 15ab nach
rechts bewegt, wodurch ein erster, paralleler, gerader Abschnitt 15a1 und
Schrägabschnitte 15a2 und 15a3 ausgebildet
werden. Der obere Abschnitt 15ba jedes geraden, zweiten
Abschnitts 15B, der in der zweiten Ebene F-F vorhanden
ist, wird nach rechts bewegt, und sein unterer Abschnitt 15bb wird nach
links bewegt, wodurch ein zweiter, paralleler, gerader Abschnitt 15b1 und
Schrägabschnitte 15b2 und 15b3 ausgebildet
werden. Auf diese Weise wird ein verformtes Wicklungsteil 15 ausgebildet,
wie es in 2 gezeigt ist.
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Es
wird nunmehr die Beziehung zwischen dem einen Wicklungsteil 15,
das in 34 mit durchgezogenen Linien
dargestellt ist, und dem anderen Wicklungsteil 15 näher untersucht,
das gestrichelt dargestellt ist. Vor Ausführung des Verschiebungsschrittes
kreuzt jeder gerade, erste Abschnitt 15A des anderen Wicklungsteils 15,
das gestrichelt dargestellt ist, den zugehörigen, geraden, zweiten Abschnitt 15B des
einen Wicklungsteils 15, das mit durchgezogenen Linien
dargestellt ist, an dem Punkt G in der Mitte. Nachdem die beweglichen
Teile 80A bis 80D bewegt wurden, ist jeder erste,
parallele, gerade Abschnitt 15a1 des anderen Wicklungsteils 15, das
gestrichelt dargestellt ist, in Berührung mit dem zugehörigen zweiten,
parallelen, geraden Abschnitt 15b1 angeordnet, der gestrichelt
dargestellt ist, an seiner Oberseite. Entsprechend kreuzt vor Ausführung des
Verschiebungsschrittes jeder gerade, zweite Abschnitt 15B des anderen
Wicklungsteils 15, das gestrichelt dargestellt ist, den
zugehörigen,
geraden, ersten Abschnitt 15A des einen Wicklungsteils 15, das
mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, an seinem Punkt G in
der Mitte. Nachdem die beweglichen Teile 80A bis 80D bewegt
wurden, ist jeder zweite, parallele, gerade Abschnitt 15b1 des
anderen Wicklungsteils 15, das gestrichelt dargestellt
ist, in Berührung
mit dem zugehörigen,
ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 angeordnet,
der gestrichelt dargestellt ist, an seiner Unterseite. Auf diese
Art und Weise wird in dem Verschiebungsschritt eine Wicklungskombination 12 wie
in 3 dargestellt so ausgebildet, dass zugehörige, parallele,
gerade Abschnitte 15a1 und 15b1 aufeinander verlegt
werden.
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2.4 Einführungsschritt
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird ein Einführungsschritt,
bei welchem die Wicklungsanordnung 10 in die Schlitze eines
Statoreisenkerns einer elektrischen Drehmaschine eingeführt wird,
nach dem Verschiebungsschritt durchgeführt. Der Statoreisenkern ist
abgewickelt, so dass er die Form einer ebenen Platte annimmt, und
seine eine Oberfläche wird
mit mehreren Schlitzen in vorbestimmten Abständen versehen. Ein Paar aus
parallelen, geraden Abschnitten 15a1 und 15b1,
die aufeinanderliegen, einer Wicklungskombination 12 der
Wicklungsanordnung 10 wird in einen Schlitz als eine innere
Lage bzw. äußere Lage
eingeführt.
Typischerweise ist in dem einen Schlitz der parallele, gerade Abschnitt 15a1 als
die innere Schicht angeordnet, und ist der parallele, gerade Abschnitt 15b1 als
die äußere Schicht
angeordnet. Ein anderes Paar aus parallelen, geraden Abschnitten 15b1 und 15a1,
die aufeinanderliegen, derselben Wicklungskombination 12 der Wicklungsanordnung 10 wird
als innere Schicht bzw. äußere Schicht
in einen anderen Schlitz eingeführt, der
eine Entfernung von N Schlitzen gegenüber dem einen Schlitz aufweist.
Typischerweise ist in dem anderen Schlitz der parallele, gerade
Abschnitt 15b1 als dessen innere Schicht angeordnet, und
der parallele, gerade Abschnitt 15a1 als dessen äußere Schicht.
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Nachdem
auf die voranstehend geschilderte Art und Weise sämtliche
Wicklungskombinationen 12 in die Schlitze eingeführt wurden,
wird der Statoreisenkern in eine Zylinderform gebogen, so dass die Schlitze
innen liegen, und werden die beiden Enden des Statoreisenkerns miteinander
verbunden. Dann wird ein Verbindungsschritt durchgeführt, bei
welchem die erforderlichen internen Verbindungen für die Wicklungsanordnung 10 hergestellt
werden, also die Enden der Wicklungsteile 15 ordnungsgemäß miteinander
verbunden werden, wodurch ein Stator fertiggestellt ist.
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Obwohl
bei der voranstehend geschilderten zweiten Ausführungsform der Pressschritt
vor dem Verschiebungsschritt durchgeführt wird, kann der Pressschritt
auch nach dem Verschiebungsschritt durchgeführt werden.
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Auch
bei dem Herstellungsverfahren für
eine Wicklungsanordnung 10 gemäß der zweiten Ausführungsform
wird die Länge
jedes der geraden ersten Abschnitte 15A und der geraden
zweiten Abschnitte 15B jedes Wicklungsteils 15 durch
die Länge
L des Vorschubs des Drahts 17 durch den Drahtvorschubmechanismus 50 bestimmt,
bei dem ersten Schritt (5(a) und 5(b) und den 6(a) und 6(b)), dem vierten Schritt (11(a) und 11(b) und 12(a) und 12(b)),
und dem dritten Schritt (17(a) und 17(b) und 18(a) und 18(b)), und kann daher einfach dadurch
geändert
werden, dass das Einstellelement 23 dazu veranlaßt wird,
den Einstellwert für
die Länge
L zu ändern.
Der Teilungsabstand P zwischen dem ersten, parallelen, geraden Abschnitt 15a1 und dem
zweiten, parallelen, geraden Abschnitt 15b1 jedes Wicklungsteils 15 wird
durch die Drücklänge p des
Drückteils 61 bestimmt,
in dem dritten Schritt (9(a) und 9(b) und 10(a) und 10(b)), dem sechsten Schritt (15(a) und 15(b) und 16(a) und 16(b)),
und dem neunten Schritt (21(a) und 21(b) und 22(a) und 22(b)), und kann daher einfach dadurch
geändert
werden, dass das Einstellelement 25 dazu veranlaßt wird,
den Einstellwert für
die Länge
p zu ändern.
Insbesondere ist es möglich,
den Teilungsabstand P nur zum Teil in einer einzelnen Wicklungskombination 12 zu ändern. Weiterhin
können,
da der Draht 17 auf der gemeinsamen Schwenkbasisoberfläche 32 gebogen
wird, Schwenkabschnitte kleiner ausgebildet werden als bei dem herkömmlichen
Verfahren, bei welchem ein Paar plattenartiger Wickelkerne gedreht
wird.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
kann eine Wicklungsanordnung 10 einfach dadurch ausgebildet
werden, dass mehrere Wicklungsteile 15 miteinander so verschachtelt
werden, dass ihre ersten Abschnitte 15A, zweiten Abschnitte 15B,
ersten Schwenkabschnitten 15C und zweiten Schwenkabschnitten 15D jeweils
Seite an Seite zueinander angeordnet werden. insbesondere kann eine
Wicklungsanordnung 10 einfach dadurch ausgebildet werden,
dass die Verschachtelung durchgeführt wird, nachdem mehrere Wicklungsteile 15 hergestellt
wurden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird, nachdem mehrere Wicklungsteile 15 hergestellt und
miteinander verschachtelt wurden, der Verschiebungsschritt durchgeführt, bei
welchem ein erster, paralleler, gerader Abschnitt 15a1 an
jedem Abschnitt 15A ausgebildet wird, und ein zweiter,
paralleler, gerader Abschnitt 15b1 an jedem zweiten Abschnitt 15B ausgebildet
wird. Daher können
die Wicklungsteile 15 einfach in die Schlitze in einem
Zustand eingeführt werden,
in welchem die ersten, parallelen, geraden Abschnitte 15a1 und
die zweiten, parallelen, geraden Abschnitte 15b1 parallel
zueinander verlaufen.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird für zwei
Wicklungsteile 15 die Art und Weise, auf welche ein erster,
paralleler, gerader Abschnitt 15a1 und ein zweiter, paralleler,
gerader Abschnitt 15b1, die einander zugeordnet sind, aufeinander
in der Beziehung oben oder unten angeordnet sind, in dem Verschiebungsschritt
geändert.
Daher können
die elektrischen Eigenschaften der beiden Wicklungsteile 15 in den
Schlitzen enger aneinander angepaßt werden. Da die Positionsbeziehung
zwischen den beiden Wicklungsteilen 15 bei jeder Umdrehung
so geändert wird,
dass in einem bestimmten Schlitz der erste, parallele, gerade Abschnitt 15a1 eines
ersten Wicklungsteils 15 als eine erste Schicht dient,
und der zweite, parallele, gerade Abschnitt 15b1 eines
zweiten Wicklungsteils 15 als eine zweite Schicht dient, und
dann in einem Schlitz, der von dem genannten Schlitz entfernt ist,
der erste, parallele, gerade Abschnitt 15a1 des ersten
Wicklungsteils 15 als eine zweite Schicht dient, und der
zweite, parallele, gerade Abschnitt 15b1 des zweiten Wicklungsteils 15 als eine
erste Schicht dient. Hierdurch können
die elektrischen Eigenschaften noch weiter aneinander angeglichen
werden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
werden die Enden der Wicklungsteile 15 miteinander verbunden, nachdem
eine Wicklungsanordnung 10 in einen Eisenkern eingeführt wurde.
Daher kann der Einführungsvorgang
einfach durchgeführt werden,
und lassen sich einfach Verbindungen für die Wicklungsanordnung 10 herstellen.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird der Pressschritt durchgeführt,
bei dem die erste Ebene, in der die ersten Abschnitte 15A mehrerer
Wicklungsteile 15 vorhanden sind, und die zweite Ebene,
in denen ihre zweiten Abschnitte 15B angeordnet sind, näher zueinander
gebracht werden. Dies macht es einfacher, erste und zweite Wicklungsteile 15 näher aneinander
in jeden Schlitz zu bringen. Insbesondere kann, da der Pressschritt
nach dem Verschachtelungsschritt und vor dem Verschiebungsschritt
durchgeführt
wird, der Verschiebungsschritt effizienter durchgeführt werden,
da die beiden Ebenen näher aneinander
durch den Pressschritt angenähert
wurden.
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3. Ausführungsform 3
-
Eine
dritte Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer elektrischen Drehmaschine gemäß der Erfindung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf 35 beschrieben.
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Die
dritte Ausführungsform
betrifft ein Verschachtelungsverfahren, bei dem nach Beendigung der
Ausführung
des Wicklungsschritts an einem Wicklungsteil 15 ein anderes
Wicklungsteil 15 mit dem Wicklungsteil 15 verschachtelt
wird, während
es durch Wickeln des Drahts 17 hergestellt wird. In 35 sind
Bauteile und Abschnitte, die ebenso wie bei der ersten oder zweiten
Ausführungsform
ausgebildet sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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In 35 ist
ein Wicklungsteil 151, das mittels Durchführung des
Wickelschritts erhalten wurde, an der linken Seite vorhanden, und
ein anderes Wicklungsteil 153 an der rechten Seite vorhanden. 35 zeigt
einen Zustand, in welchem die Wicklungsteile 151 und 153 miteinander über nur
2,5 Umdrehungen verschachtelt wurden. Der erste der geraden, ersten Abschnitte 15A von
der linken Seite des Wicklungsteils 153 aus wird oberhalb
des dritten der geraden, zweiten Abschnitte 15B von der
rechten Seite des Wicklungsteils 151 so angeordnet, dass
er letzteren kreuzt. Der vierte der geraden, ersten Abschnitte 15A von
der linken Seite des Wicklungsteils 153 aus wurde gerade
eben durch das Drückteil 61 so
gedrückt, dass
er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 um die Abmessung
p entfernt.
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In
dem Zustand von 35 wird ein Drahtvorschubschritt,
bei dem das Wicklungsteil 153 nach oben (in 3)
um die Abmessung L vorgeschoben wird, auf dieselbe Weise wie beispielsweise
beim vierten Schritt durchgeführt,
der in den 11(a) und 11(b) und
den 12(a) und 12(b) gezeigt
ist. Dann wird ein Schwenkschritt zur Ausbildung des nächsten Schwenkabschnitts 15D und
des zweiten Abschnitts 15B durch Biegen des Drahtes 17 auf
dieselbe Weise durchgeführt
wie beispielsweise im fünften
Schritt, der in den 13(a) und 13(b) und in den 14(a) und 14(b) gezeigt ist. Dann wird ein Drückschritt durchgeführt, in
welchem der zweite Abschnitt 15B durch das Drückteil 61 so
gedrückt
wird, dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 um die Abmessung
p entfernt, auf dieselbe Weise durchgeführt wie beispielsweise im sechsten
Schritt, der in den 15(a) und 15(b) und den 16(a) und 16(b) gezeigt ist. Bei dem Schwenkschritt
unter den voranstehend geschilderten Schritten wird das Wicklungsteil 153 um
seine Wicklungsachse um 180° gedreht,
wodurch der erste der geraden, ersten Abschnitte 15A von
der linken Seite des Wicklungsteils 153 aus unterhalb des
geraden, ersten Abschnitts 15A des Wicklungsteils 151 angeordnet
wird, so dass er letzteren kreuzt, auf dieselbe Art und Weise, wie
dies in den 27(a) und 27(b) gezeigt
ist. In dem sich anschließenden
Drückschritt
wird das Wicklungsteil 153 zum Wicklungsteil 151 hin
gedrückt,
um mit dem Wicklungsteil 151 um einen weiteren halben Teilungsabstand
verschachtelt zu werden, wodurch der erste der geraden, ersten Abschnitte 15A von
der linken Seite des Wicklungsteils 153 aus oberhalb des nächsten,
geraden, zweiten Abschnitts 15B des Wicklungsteils 151 so
angeordnet wird, dass er letzteren kreuzt, auf dieselbe Art und
Weise, wie dies in den 29(a) und 29(b) gezeigt ist.
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Wie
voranstehend geschildert wird bei der dritten Ausführungsform
das Wicklungsteil 153 fortschreitend in das Wicklungsteil 151 eingebaut
oder mit diesem verschachtelt, während
es durch Wickeln des Drahtes 17 hergestellt wird. Der Wicklungsschritt zur
Ausbildung eines Wicklungsteils 15 und der Verschachtelungsschritt
des Verschachtelns dieses Wicklungsteils 15 mit einem anderen
Wicklungsteil 15 können
daher gleichzeitig durchgeführt
werden. Dies ermöglicht
es, den getrennten Verschachtelungsschritt wegzulassen, wodurch
der Vorgang vereinfacht wird, und die Bearbeitungszeit verkürzt wird.
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4. Ausführungsform 4
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Eine
vierte Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung einer elektrischen Drehmaschine gemäß der Erfindung wird
nachstehend unter Bezugnahme auf 36 beschrieben.
Die vierte Ausführungsform
betrifft ein Verschachtelungsverfahren, bei welchem mehrere Wicklungsteile 15 in
andere Wicklungsteile 15 eingebaut werden, die bereits
miteinander zusammengebaut wurden, während sie durch Wickeln von
Drähten 17 hergestellt
wurden. In 36 werden Bauteile und Abschnitte,
die ebenso wie bei der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform
ausgebildet sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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In 36 sind
Wicklungsteile 151 und 152, die durch Ausführung des
Wicklungsschritt erhalten wurden, an der linken Seite vorhanden,
und sind andere Wicklungsteile 153 und 154 an
der rechten Seite vorhanden. In 36 sind
die Wicklungsteile 151 und 152 bereits miteinander
verschachtelt, infolge der Ausführung
des Wicklungsschrittes und des Verschachtelungsschrittes. 36 zeigt
einen Zustand, in welchem die Wicklungsteile 153 und 154 in
die Wicklungsteile 151 und 152 nur über zweieinhalb Umdrehungen
eingebaut wurden. Die ersten der geraden, ersten Abschnitte 15A von
der linken Seite des jeweiligen Wicklungsteils 153 bzw. 154 aus
werden oberhalb der dritten der geraden, zweiten Abschnitte 15B von
der rechten Seite des jeweiligen Wicklungsteils 151 bzw. 152 aus
angeordnet, so dass sie letztere kreuzen. Die vierten der geraden,
ersten Abschnitte 15A von der linken Seite des jeweiligen Wicklungsteils 153 bzw. 154 aus
wurden gerade eben durch das Drückteil 61 gedrückt, so
dass sie sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 um die Abmessung
p entfernen.
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In
dem Zustand von 36 wird ein Drahtvorschubschritt
des Vorschiebens der Wicklungsteile 153 und 154 nach
oben (in 36) um die Abmessung L durchgeführt, auf
dieselbe Art und Weise wie beispielsweise bei dem vierten Schritt,
der in den 11(a) und 11(b) und
den 12(a) und 12(b) gezeigt
ist. Dann wird ein Schwenkschritt zur Ausbildung der nächsten Schwenkabschnitte 15D und
geraden, zweiten Abschnitte 15B durch Biegen der Drähte 17 durchgeführt, auf
dieselbe Weise wie beispielsweise im fünften Schritt, der in den 13(a) und 13(b) und
den 14(a) und 14(b) gezeigt
ist. Dann wird ein Drückschritt
durchgeführt,
bei welchem die geraden, zweiten Abschnitte 15B durch das Drückteil 61 so
gedrückt
werden, dass sie sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 um die Abmessung p
entfernen, auf dieselbe Art und Weise wie beispielsweise im sechsten
Schritt, der in den 15(a) und 15(b) und den 16(a) und 16(b) gezeigt ist. In dem Schwenkschritt
unter den voranstehend geschilderten Schritten werden die Wicklungsteile 153 und 154 von 36 um
ihre Wicklungsachse um 180° gedreht,
wodurch ihre ersten der geraden, ersten Abschnitte 15A von
der linken Seite des Wicklungsteils 153 bzw. 154 aus
unterhalb der geraden, ersten Abschnitte 15A der Wicklungsteile 151 bzw. 152 angeordnet
werden, so dass sie letztere kreuzen, auf dieselbe Art und Weise,
wie dies in den 27(a) und 27(b) gezeigt ist. In dem sich daran anschließenden Drückschritt
werden die Wicklungsteile 153 und 154 zu den Wicklungsteilen 151 und 152 hin
gedrückt,
um in die Wicklungsteile 151 und 152 um einen
weiteren halben Teilungsabstand eingebaut zu werden, wodurch die
ersten der geraden, ersten Abschnitte 15A von der linken
Seite der Wicklungsteile 153 und 154 aus oberhalb
der nächsten,
zweiten Abschnitte 15B der Wicklungsteile 151 und 152 angeordnet
werden, so dass sie diese kreuzen, auf dieselbe Art und Weise, wie
dies in den 29(a) und 29(b) gezeigt
ist.
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Wie
voranstehend geschildert werden bei der vierten Ausführungsform
die Wicklungsteile 153 und 154 in die Wicklungsteile 151 und 152 eingebaut oder
verschachtelt, und zwar fortschreitend, während sie durch Wickeln der
Drähte 17 hergestellt
werden. Daher können
der Wickelschritt zur Ausbildung von zwei Wicklungsteilen 15 und
der Verschachtelungsschritt der Verschachtelung dieser Wicklungsteile 15 mit
anderen Wicklungsteilen 15 gleichzeitig durchgeführt werden.
Dies ermöglicht
es, den getrennten Verschachtelungsschritt wegzulassen, wodurch
der Vorgang vereinfacht wird, und die Bearbeitungszeit verkürzt wird.
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Obwohl
bei der vierten Ausführungsform
das Verfahren zur Herstellung der beiden Wicklungsteile 153 und 154 gleichzeitig
durch Wickeln der Drähte 17 beschrieben
und dargestellt wurde, ist es möglich, eine
größere Anzahl
(beispielsweise drei oder vier) an Wicklungsteilen 15 herzustellen,
während
diese mit anderen Wicklungsteilen 15 verschachtelt werden.
Obwohl die vierte Ausführungsform
so ausgebildet ist, dass Wicklungsteile 15 in die beiden
Wicklungsteile 151 und 152 eingebaut oder mit
diesen verschachtelt werden, die bereits miteinander verschachtelt
wurden, kann auch ein Wicklungsteil in ein einzelnes Wicklungsteil 15 eingebaut
oder mit diesem verschachtelt werden, oder in drei oder mehr Wicklungsteile 15,
die bereits miteinander verschachtelt wurden.
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37 zeigt
eine andere Wicklungsanordnung 10a, die nach Beendigung
der Ausführung
des Verschachtelungsschritts erhalten wurde. Die Wicklungsanordnung 10A ist
grundsätzlich
ebenso aufgebaut wie die in 31 gezeigte
Wicklungsanordnung 10, und unterscheidet sich von letzterer
in Bezug auf den Aufbau von Endabschnitten der Wicklungsanordnung.
In dem Falle von 31 verlaufen im linken Endabschnitt
und im rechten Endabschnitt der Wicklungsanordnung 10 die
Endabschnitte sämtlicher zwölf Wicklungsteile 15 nach
unten. Im Gegensatz hierzu erstrecken sich bei der Wicklungsanordnung 10A von 37 die
ersten Abschnitte 15A, die in dem linken Endabschnitt angeordnet
sind, von sechs Wicklungsteilen 15, sowie deren zweite
Abschnitte 15B, die sich in dem rechten Endabschnitt befinden, nach
unten. Weiterhin erstrecken sich die zweiten Abschnitte 15B,
die in dem linken Endabschnitt angeordnet sind, der übrigen sechs
Wicklungsteile 15 sowie deren erste Abschnitte 15A,
die sich in dem rechten Endabschnitt befinden, nach oben. Auch eine derartige
Wicklungsanordnung 10A kann einfach in kurzer Zeit mit
dem Verfahren gemäß der vierten Ausführungsform
hergestellt werden.
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5. Ausführungsform 5
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Eine
fünfte
Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für
eine Wicklungsanordnung für eine
elektrische Drehmaschine gemäß der Erfindung wird
nachstehend und in Bezugnahme auf die 38 und 39 beschrieben.
Die fünfte
Ausführungsform betrifft
ein anderes Verschachtelungsverfahren, bei welchem Wicklungsteile 15 in
ein anderes Wicklungsteil 15 eingebaut werden, während sie
durch Wickeln von Drähten 17 hergestellt
werden. In 38 sind gleiche Bauteile und
Abschnitte wie bei der ersten, zweiten, dritten oder vierten Ausführungsform
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Wie
in 38 gezeigt, werden Wicklungsteile 152 und 153 von
beiden Seiten, während
sie durch Wickeln von Drähten 17 hergestellt
werden, in ein Wicklungsteil 151 eingebaut oder mit diesem
verschachtelt, welches bereits durch den Wickelschritt hergestellt
wurde. Zwei Wickelmaschinen 20A und 20B werden
zur Ausbildung der Wicklungsteile 152 und 153 verwendet.
Die Wickelmaschinen 20A und 20B sind ebenso ausgebildet
wie die Wickelmaschine 20 der 4(a) und 4(b), mit Ausnahme der Tatsache, dass sie
zusätzlich
mit einem Mantelabschälmechanismus 75 versehen
sind. Die Wickelmaschinen 20A und 20B sind so
angeordnet, dass ihre Schwenkbasisoberflächen 32 einander gegenüberliegen.
In dem in 38 gezeigten Zustand wurde das
Wicklungsteil 152 in das Wicklungsteil 151 von links
aus um zweieinhalb Umdrehungen eingebaut, und wurde das Wicklungsteil 153 in
das Wicklungsteil 151 von rechts aus um zweieinhalb Umdrehungen eingebaut.
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Bei
jeder der Wickelmaschinen 20A und 20B, die in 38 gezeigt
sind, ist der Mantelabschälmechanismus 75 zwischen
dem Drahtvorschubmechanismus 50 und dem Drückteil 61 vorgesehen.
Der Mantelabschälmechanismus 75 schält einen
gewünschten
Abschnitt des Isoliermantels von dem Draht 17 dadurch ab,
dass er diesen Abschnitt zwischen einem Rollenpaar sandwichartig
einschließt.
Bei dem in 38 dargestellten Beispiel sind
vom Mantel befreite Abschnitte 15H an den Enden jedes der
Wicklungsteile 151, 152, und 153 durch
den Mantelabschälmechanismus 75 hergestellt
worden. In jedem vom Mantel befreiten Abschnitt 15H ist
der Isoliermantel des Drahts 17 entfernt, und liegt der
innere Leiter frei. Unter diesen vom Mantel befreiten Abschnitten 15H sind
der am rechten Ende vom Mantel befreite Abschnitt 15H des Wicklungsteils 152 und
der am linken Ende vom Mantel befreite Abschnitt 15H des
Wicklungsteils 153 nahe aneinander im Zentrum des Wicklungsteils 151 angeordnet,
wodurch sie einfach dort miteinander verbunden werden können. Diese
Anordnung von Wicklungsteilen ist dazu wirksam, eine Wicklungsanordnung 10B herzustellen,
die in 39 gezeigt ist. Bei der Wicklungsanordnung 10B von 39 sind mehrere
Verbindungsklemmen 15J in ihrem zentralen Abschnitt vorgesehen.
Jede Verbindungsklemme 15J wird durch Verbinden zweier
abisolierter Abschnitte 15H hergestellt.
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Die
fünfte
Ausführungsform
ist dazu wirksam, eine Verbindungsklemme 15J im Zentrum
auszubilden, wie im Falle der Wicklungsanordnung 10B. Weiterhin
können
zwei Wicklungsteile 152 und 153 in ein anderes
Wicklungsteil 151 eingebaut werden, während sie durch Wickeln von
Drähten 17 von
den beiden Wickelmaschinen 20A und 20B hergestellt werden.
Daher hat die fünfte
Ausführungsform
die Auswirkung, dass sie den Wickelschritt und den Verschachtelungsschritt
vereinfacht.
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38 erläutert das
Verschachtelungsverfahren, bei welchem die Wicklungsteile 152 und 153 in
das Wicklungsteil 151 eingebaut werden, das durch den Wickelschritt
ausgebildet wurde, von der rechten und linken Seite aus, während es
durch Wickeln der Drähte 17 hergestellt
wurde. Es ist auch ein anderes Verfahren möglich, bei welchem das Wicklungsteil 151 weggelassen
wird, und die beiden Wicklungsteile 152 und 153 miteinander
verschachtelt werden, während
sie durch Wickeln der Drähte 17 hergestellt
werden. Bei diesem Verfahren können
die beiden Wicklungsteil 152 und 153 miteinander
verschachtelt werden, während
sie durch die beiden Wickelmaschinen 20A und 20B hergestellt
werden. Dies macht die Durchführung
eines getrennten Verschachtelungsschrittes entbehrlich.
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6. Ausführungsform einer Herstellungseinrichtung
für ein
Wicklungsteil einer rotierenden elektrischen Maschine
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Eine
sechste Ausführungsform
einer Herstellungseinrichtung für
ein Wicklungsteil einer rotierenden elektrischen Maschine wird nachstehend
geschildert.
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6.1 Ausführungsform 6
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Zur
Vereinfachung der Erläuterung
wurde der Hauptaufbau der Wickelmaschine 20 voranstehend
unter Bezugnahme auf die 4(a) und 4(b) beschrieben. Nunmehr erfolgt eine
Beschreibung der Ausbildung der Wickelmaschine 20 gemäß der sechsten
Ausführungsform.
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40 ist
eine Vorderansicht des Aufbaus der Wickelmaschine 20. 21 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in 40.
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Wie
bereits erläutert,
weist die Wickelmaschine 20 den Schwenkmechanismus 30 auf,
den Drahtvorschubmechanismus 50, und den Drückmechanismus 60.
Die 41 und 41 zeigen
zugehörige
Antriebsmechanismen zusammen mit einem Gehäuse 21. Die Drehplatte 31 des
Schwenkmechanismus 30 ist an einer Drehwelle 40 angebracht,
und wird durch einen Drehantriebsmechanismus 37 und einen
Drehplattenbewegungsmechanismus 39 angetrieben. Die Drehwelle 40 erstreckt
sich durch das Gehäuse 21,
und ein Elektromotor 41 als Drehantriebsmechanismus 37 ist
innerhalb vorgesehen, und an dem Gehäuse 21 befestigt.
Der Elektromotor 41 weist auf seiner Drehachse ein Zahnrad 42 auf,
das mit einem Zahnrad 43 kämmt, das an der Drehwelle 40 der
Drehplatte 31 angebracht ist. Der Elektromotor 41 dreht
die Drehplatte 31 über
die Zahnräder 42 und 43.
Die Drehplatte 31 wird in der durch den Pfeil A1 in 4(b) angedeuteten Richtung gedreht, wenn sich
der Elektromotor 41 in der normalen Richtung dreht, und
wird in der durch den Pfeil A2 in 4(b) angedeuteten
Richtung gedreht, wenn sich der Elektromotor 41 in entgegengesetzter
Richtung dreht. Der Drehwinkel der Drehplatte 31 kann dadurch
eingestellt werden, dass die Anzahl an Umdrehungen des Elektromotors 41 eingestellt
wird.
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Ein
Elektromotor 45 als der Drehplattenbewegungsmechanismus 39 ist
ebenfalls innerhalb des Gehäuses 21 vorgesehen
und an diesem angebracht. Der Elektromotor 45 sorgt für eine Hin- und Herbewegung
der Drehplatte 31 entlang ihrer Zentrumsachse in jenen
Richtungen, die durch Pfeile B1 und B2 in 4(a) angedeutet
sind. Die Drehwelle 40 der Drehplatte 31 weist
eine mit Gewinde versehene Welle 40a auf, deren Außenumfangsoberfläche mit
dem Gewinde versehen ist. Ein Zylinder 46 steht im Gewindeeingriff
mit der Gewindewelle 40a. Der Zylinder 46 ist über einen
Riemen 47 mit einem Zylinder 48 verbunden, der
an der Drehwelle des Elektromotors 45 angebracht ist. Die
Drehkraft des Elektromotors 45 wird auf den Riemen 47 über den
Zylinder 48 übertragen,
dreht den Zylinder 46, und bewegt dann die Gewindewelle 40 entlang
ihrer Achse. Dies führt
dazu, dass die Drehplatte 31 entlang ihrer Achse bewegt
wird. Wird der Motor 45 einmal in Normalrichtung und dann
in entgegengesetzte Richtung gedreht, führt die Drehplatte 31 eine
Hin- und Herbewegung in den durch die Pfeile B1 und B2 in 4(a) angedeuteten Richtungen durch. Die
Länge der
Bewegung wird dadurch eingestellt, dass die Anzahl an Umdrehungen
des Elektromotors 45 eingestellt wird.
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Als
nächstes
wird der Drahtvorschubmechanismus 50 beschrieben. Der Antriebsmechanismus für den Drahtvorschubmechanismus 50 weist
einen Elektromotor 55 auf, der innerhalb des Gehäuses 21 angeordnet
und an diesem angebracht ist. Der Elektromotor 55 dreht
die untere Vorschubrolle 52 der beiden Vorschubrollen 51 und 52.
Die Vorschubrollen 51 und 52 stehen miteinander
in elastischer Berührung, wobei
der Draht 17 sandwichartig zwischen ihnen eingeschlossen
ist. Der Draht 77 kann durch Drehen der einen Vorschubrolle 52 zugestellt
werden. In dem Zustand, in welchem der Elektromotor 55 anhält, wird der
Draht 17 durch die Vorschubrollen 51 und 52 festgehalten,
zwischen denen er sandwichartig eingeklemmt ist, und kann sich nicht
bewegen. Die Vorschubrolle 52 ist an einer Drehwelle 56 angebracht, die
von dem Gehäuse 21 über ein
Kugellager 57 gehaltert wird.
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Die
Drehwelle 56 ist mit einer Drehwelle 59 des Elektromotors 55 über eine
Kupplung 58 verbunden.
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Die
Anzahl an Umdrehungen des Elektromotors 55 legt die Vorschublänge L des
Drahtes 17 fest. Der Wickelschritt für ein Spulenteil 15 umfasst
die Drahtzufuhrschritte (den ersten Schritt, der in den 5(a) und 5(b) und
den 6(a) und 6(b) gezeigt ist,
die vierten Schritt, der in den 11(a) und 11(b) und in den 12(a) und 12(b) gezeigt ist, und den siebten Schritt,
der in den 17(a) und 17(b) und den 18(a) und 18(b) gezeigt
ist). Die Vorschublänge
L des Drahts 17 in der durch den Pfeil C angedeuteten Richtung
ist vorgegeben. Ein Einstellelement 23 stellt die Vorschublänge L durch
Einstellung der Anzahl an Umdrehungen des Elektromotors 55 ein.
Die Vorschublänge
L kann einfach dadurch geändert
werden, dass die Anzahl an Umdrehungen des Elektromotors 55 durch
das Einstellelement 23 geändert wird.
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Der
Drückmechanismus 60 für das Drückteil 61 weist
einen Elektromotor 63 auf, der innerhalb des Gehäuses 21 vorgesehen
und an diesem angebracht ist. Wie in den 40 und 41 gezeigt,
weist das Drückteil 61 einen
ausgeschnittenen Abschnitt 61a auf, um die Zufuhr des Drahtes 17 zu
ermöglichen,
so dass es die Vorschublinie des Drahtes 17 überbrückt. Das
Drückteil 61 weist
eine Drückoberfläche 62 auf, die
auf der vorderen Oberfläche
der Zustelllinie des Drahtes 17 angeordnet ist. Der Wickelschritt
für ein Wicklungsteil 15 umfasst
die Schwenkschritte (den zweiten Schritt, der in den 7(a) und 7(b) und
in den 8(a) und 8(b) gezeigt
ist, den fünften
Schritt, der in den 13(a) und 13(b) und in den 14(a) und 14(b) gezeigt ist, und den achten Schritt,
der in den 19(a) und 19(b) und
in den 20(a) und 20(b) gezeigt
ist), wobei ein erster Abschnitt 15A und ein zweiter Abschnitt 15B,
ebenso wie Schwenkabschnitte 15C und 15D, in diesen
Schwenkschritten hergestellt werden. Der erste Abschnitt 15A oder
der zweite Abschnitt 15B wird so ausgebildet, dass er sich
unmittelbar vor der Drückoberfläche 62 erstreckt,
und wird von dem Drückteil 61 in
dem sich anschließenden
Drückschritt
gedrückt.
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Das
Drückteil 61 ist über ein
Lager an einer Gewindewelle 65 angebracht, deren Außenumfangsoberfläche mit
einem Gewinde versehen ist, und dreht sich daher nicht, wenn sich
die Gewindewelle 65 dreht. Die Gewindewelle 65 geht
durch das Gehäuse 21 hindurch,
wobei dazwischen ein Zylinder 66 angeordnet ist, und ist
mit einer Drehwelle 68 des Elektromotors 63 über eine
Kupplung 67 verbunden. Die Innenumfangsoberfläche des
Zylinders 66 bildet ein Gewindeloch, das im Gewindeeingriff
mit der Gewindewelle 65 steht. Bei Drehung bewegt sich
die Gewindewelle 65 in ihrer Axialrichtung. Wenn sich die
Gewindewelle 65 in ihrer Art bewegt, bewegt sich das Drückteil 61 entlang
der Achse der Drehplatte 31. Durch Drehen des Elektromotors 63 in
normaler Richtung bzw. in entgegengesetzter Richtung fuhrt das Drückteil 61 eine
Hin- und Herbewegung durch, in den Richtungen, die durch die Pfeile
D1 und D2 in 4(a) angedeutet sind,
und zwar um die Entfernung p. Die Drückentfernung p des Drückteils 61 wird durch
die Anzahl an Umdrehungen des Elektromotors 65 festgelegt.
Ein Einstellelement 35 stellt die Drückentfernung p des Drückteils 61 durch
Einstellen der Anzahl an Umdrehungen des Motors 63 ein.
Die Drückentfernung
p kann einfach dadurch geändert werden,
dass der Einstellwert des Einstellelements 35 geändert wird.
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Der
Betriebsablauf der in den 40 und 41 gezeigten
Wickelmaschine 20, der voranstehend im einzelnen unter
Bezugnahme auf die 5(a) und 5(b) bis zu den 22(a) und 22(b) beschrieben wurde, wird nachstehend
zusammengefaßt.
Die folgenden drei Schritte, nämlich
der Drahtzustellschritt, der Schwenkschritt, und der Drückschritt,
werden in dieser Reihenfolge wiederholt durchgeführt, wodurch ein gerader, erster
Abschnitt 15A, ein erster Schwenkabschnitt 15C,
ein gerader, zweiter Abschnitt 15B, und ein zweiter Schwenkabschnitt 15D bei
dem Draht 17 hergestellt werden, und der gerade, erste
Abschnitt 15A und der gerade, zweite Abschnitt 15B zur
Seite gedrückt
werden.
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6.2 Drahtzustellschritt
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Der
Drahtzustellschritt wird durch den ersten Schritt repräsentiert,
der in den 5(a) und 5(b) und in
den 6(a) und 6(b) gezeigt
ist, den vierten Schritt, der in den 11(a) und 11(b) und den 12(a) und 12(b) gezeigt ist, und den siebten Schritt,
der in den 17(a) und 17(b) und
den 18(a) und 18(b) gezeigt
ist. Beim Drahtzustellschritt sind sämtliche Operationen angehalten,
nämlich
dass der Elektromotor 41 die Drehplatte 31 dreht, der
Elektromotor 45 eine Hin- und Herbewegung der Drehplatte 31 in
ihrer Axialrichtung durchführt,
und dass der Elektromotor 63 eine Druckbewegung des Drückteils 61 durchführt. In
diesem Zustand treibt der Elektromotor 55 die Vorschub-
oder Zustellrolle 52 des Drahtzustellmechanismus 50 an,
wodurch der Draht 17 durch den Formgebungsspalt 36 in
der Richtung, die durch den Pfeil C angedeutet ist, zugestellt wird,
um eine Entfernung L, die von dem Einstellelement 23 eingestellt
wurde.
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Dieser
Vorgang stellt einen Abschnitt mit der Länge L ein, der ein gerader,
erster Abschnitt 15A oder ein gerader, zweiter Abschnitt 15B werden
soll.
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6.3 Schwenkschritt
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Der
Schwenkschritt wird durch den zweiten Schritt repräsentiert,
der in den 7(a) und 7(b) und den 8(a) und 8(b) gezeigt
ist, den dritten Schritt, der in den 13(a) und 13(b) und den 14(a) und 14(b) gezeigt ist, und den achten Schritt,
der in den 19(a) und 19(b) und
den 20(a) und 20(b) gezeigt
ist. Bei dem Schwenkschritt wird der Vorschub des Drahts 17 durch
den Elektromotor 55 (Drahtzustellmechanismus 50)
unterbrochen, und wird der Draht 17 sandwichartig zwischen
den Zustellrollen 51 und 52 festgehalten. Der
Vorgang, dass der Elektromotor 63 das Drückteil 61 drückt, ist
ebenfalls unterbrochen. In diesem Zustand werden die Vorgänge durchgeführt, dass
der Elektromotor 41 die Drehplatte 31 dreht, und
der Elektromotor 45 eine Hin- und Herbewegung der Drehplatte 31 in
ihrer Axialrichtung durchführt.
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Angetrieben
durch den Elektromotor 41 wird zuerst die Drehplatte 31 in
der durch den Pfeil A1 angedeuteten Richtung gedreht, und wird die
Formgebungsrolle 35 um die zentrale Welle 33 gedreht,
wodurch der Draht 17 an dem Formgebungsspalt 36 auf der
Schwenkbasisoberfläche 32 abgebogen
wird. Dies fuhrt dazu, dass ein erster Schwenkabschnitt 15C oder
ein zweiter Schwenkabschnitt 15D hergestellt wird. Gleichzeitig
wird, mit der Ausbildung des ersten Schwenkabschnitts 15C und
des zweiten Schwenkabschnitts 15D, ein gerader, erster
Abschnitt 15A oder ein gerader, zweiter Abschnitt 15B hergestellt,
für welchen
die Länge
L in dem vorangehenden Drahtzustellschritt eingestellt wurde. Nach der
Herstellung des ersten Schwenkabschnitts 15C oder des zweiten
Schwenkabschnitts 15D wird die Drehplatte 31 durch
den Elektromotor 41 so angetrieben, dass sie sich in der
durch den Pfeil A2 angedeuteten Richtung dreht, und wird hierdurch
in die Ausgangslage zurückgestellt.
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Während des
voranstehend geschilderten Vorgangs veranlaßt der Elektromotor 45 die
Drehplatte 31 zu einer Hin- und Herbewegung in den Richtungen,
die durch die Pfeile B1 und B2 angedeutet sind (Axialrichtung),
wodurch der Winkel des Schwenkabschnitts 15C oder 15D eingestellt
wird.
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6.4 Drückschritt
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Der
Drückschritt
wird durch den dritten Schritt repräsentiert, der in den 9(a) und 9(b) und den 10(a) und 10(b) gezeigt
ist, den sechsten Schritt, der in den 15(a) und 15(b) und den 16(a) und 16(b) gezeigt ist, und den neunten Schritt,
der in den 21(a) und 21(b) und
den 22(a) und 22(b) gezeigt
ist. Bei dem Drückschritt sind
sowohl der Vorgang, dass der Elektromotor 41 die Drehplatte 31 dreht,
als auch der Vorgang, dass der Elektromotor 45 eine Hin-
und Herbewegung der Drehplatte 31 in Axialrichtung durchführt, unterbrochen.
Der Drahtvorschubvorgang durch den Elektromotor 55 ist
ebenfalls unterbrochen, und daher wird der Draht 18 sandwichartig
zwischen den Zustellrollen 51 und 52 festgehalten.
In diesem Zustand wird, angetrieben durch den Elektromotor 63,
das Drückteil 61 in
den Richtungen hin- und herbewegt, die durch die Pfeile D1 und D2
angedeutet sind (Axialrichtung der Drehplatte 31), wodurch
der gerade, erste Abschnitt 15A oder der gerade, zweite
Abschnitt 15B in Axialrichtung der Drehplatte 31 um
die vorbestimmte Entfernung p gedrückt wird, die von dem Einstellelement 25 eingestellt
wird, so dass er sich von der Schwenkbasisoberfläche 32 weg bewegt.
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Der
Mantelabisoliermechanismus 75 wird zusätzlich bei der Wickelmaschine 20 vorgesehen, falls
dies erforderlich ist. Der Mantelabschälmechanismus 75 ist
auf der Drahtzustelllinie zwischen dem Drahtzustellmechanismus 50 und
dem Drückteil 61 angeordnet,
und an dem Gehäuse 21 befestigt.
Der Mantelabschälmechanismus 75 wird
dazu verwendet, vom Mantel befreite Abschnitte 15H bei
dem Draht 17 an erforderlichen Orten auszubilden. So wird
beispielsweise der Mantelabschälmechanismus 75 wirksam
dazu eingesetzt, Verbindungsklemmen 15J in einer Wicklungsanordnung
herzustellen, wie in den 38 und 39 gezeigt
ist.
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Bei
der Wickelmaschine 20 gemäß der sechsten Ausführungsform
kann die Länge
L sowohl des geraden, ersten Abschnitts 15A als auch des
geraden, zweiten Abschnitts 15B einfach geändert werden,
durch Ändern
der Einstelllänge
L des Einstellelements 23. Die Drückentfernung p des geraden,
ersten Abschnitts 15A oder des geraden, zweiten Abschnitts 15B kann
ebenfalls einfach geändert
werden, durch Änderung
des Einstellwertes p des Einstellelements 25. Weiterhin
kann die Drückentfernung
p einfach teilweise selbst während
der Herstellung eines Wicklungsteils 15 geändert werden.
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Bei
der Wickelmaschine 20 gemäß den 40 und 41 sind
die zentrale Welle 33 sowie die Formgebungsrolle 35 an
der Drehplatte 31 angebracht. Dies vereinfacht den Aufbau
zum anbringen der zentralen Welle 33 und der Formgebungsrolle 35, und
werden die Abmessungen des Formgebungsspaltes 36 zwischen
der zentralen Welle 33 und der Formgebungsrolle 35 konstant gehalten,
was eine bessere Herstellung eines Wicklungsteils 15 ermöglicht.
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Bei
der Wickelmaschine 20 wird sowohl ein erster Schwenkabschnitt 15C oder
ein zweiter Schwenkabschnitt 15D in einem Zustand hergestellt, in
welchem der Draht 17 von dem Drahtzustellmechanismus 50 festgehalten
wird. Daher lassen sich die Schwenkabschnitte 15C und 15D verläßlicher und
korrekter herstellen. Da der Drehplattenbewegungsmechanismus 39 vorgesehen
ist, um die Drehplatte 31 in deren Axialrichtung zu bewegen,
kann darüber
hinaus die Schrägstellung
jedes der Schwenkabschnitte 15C und 15D einfach
eingestellt werden. Wenn der Beschichtungsabschälmechanismus 75 vorgesehen
ist, können
vom Mantel befreite Abschnitte 15H einfach bei einem Wicklungsteil 15 an
vorbestimmten Orten ausgebildet werden, und beispielsweise mittlere
Verbindungsklemmen 15J einfach hergestellt werden.
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7. Rotierende elektrische Maschine, die
eine Wicklungsanordnung gemäß der Erfindung
verwendet
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42 ist
eine Schnittansicht eines Beispiels für eine rotierende elektrischen
Maschine, welche eine Wicklungsanordnung 10, 10A oder 10B verwendet,
die gemäß der Erfindung
hergestellt wurde.
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Diese
rotierende elektrischen Maschine ist ein Wechselstromgenerator,
der auf einem Fahrzeug vorgesehen ist, und dazu verwendet wird,
eine Batterie des Fahrzeugs zu laden, Strom an verschiedene elektrische
Verbraucher in dem Fahrzeug zu liefern, und für andere Zwecke. Der Wechselstromgenerator weist
eine Drehwelle 101 auf, zwei Stützen 110 und 111,
einen Rotor 120, und einen Stator 130.
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Der
Rotor 120 weist ein Paar von Rotoreisenkernen 121 und 122 und
eine Drehwicklung 123 auf. Da es sich um eine Feldwicklung
handelt, wird die Drehwicklung 123 durch ein Bürstenpaar 102 und 103 und
Schlupfringe 104 und 105 erregt, die auf der Drehwelle 101 vorgesehen
sind. Die Drehwelle 1010 wird durch die beiden Stützen 110, 111 über Lager 112 und 113 gehaltert.
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Der
Stator 130 weist einen ringförmigen Statoreisenkern 131 und
eine Wicklungsanordnung 10 auf, die um den Rotor 120 herum
vorgesehen sind. Die Innenumfangsoberfläche des Statoreisenkerns 131 ist
mit einer großen
Anzahl an Schlitzen in vorbestimmten Abständen versehen, und Wicklungskombinationen 12 der
Wicklungsanordnung 10 sind in die Schlitze eingeführt. Im
einzelnen sind zugehörige erste
und zweite, parallele, gerade Abschnitte 15a1 und 15b1 der
jeweiligen Wicklungsteile 15 jeder Wicklungskombination 12 in
denselben Schlitz eingeführt.
Die Wicklungsanordnung 10 dient als Ausgangswicklung des
Wechselstromgenerators. Wenn die Drehwelle 101 durch eine
Brennkraftmaschine oder dergleichen angetrieben wird, erzeugt der
Generator eine Wechselspannung, die beispielsweise durch einen Gleichrichter
in eine Gleichspannung umgewandelt wird, die der Batterie und den
verschiedenen elektrischen Verbrauchern zugeführt wird.