Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einer Führungsbacke zur Führung einer Mehrzahl von Drähten auf einer Wickelschablone zur Herstellung von Wellenwicklungen, wobei die Führungsbacke eine Anzahl von ersten Führungsnuten aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Wickelvorrichtung mit derartigen Führungsbacken sowie ein Verfahren zur Korrektur von Formungsfehlern der Wellenwicklungen.

Eine Wickelvorrichtung mit Führungsbacken ist z.B. in der DE 102015 120661 A1 beschrieben. Bei dem gezeigten Verfahren kann es vorkommen, dass aufgrund von Reibkräften und auf die Drähte wirkenden Zugkräften Drähte nicht in der geometrisch gewünschten Position auf der Wickelschablone abgelegt werden. Dies führt zu einer Asymmetrie der Wickelköpfe und verkürzten geraden Drahtabschnitten zwischen den Wickelköpfen, was die weitere Verarbeitung der Drähte erschwert und auch zu erheblichen Beschädigungen beim Einziehen der Wickelung in die Nuten von Statoren führen kann. Es ist auch bereits bekannt, die Wellenwicklungen im Bereich der Wickelköpfe nachzuformen, was aber als zusätzlicher Arbeitsschritt außerhalb des eigentlichen Verfahrens sehr ineffizient ist.

Die Führungsnuten der Führungsbacken können auch nicht beliebig verlängert werden, da in dem Fall, dass bereits vor dem ersten Absenken die Drähte in Bereich der geraden Abschnitte verformt sind, hier bereits Beschädigungen auftreten könnten.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Führungsbacken zu schaffen, mit denen sich das Problem der Verformungen zwischen den Wicklungsköpfen und den geraden Drahtabschnitten besser in den Griff bekommen lässt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Führungsbacke im Bereich der Führungsnuten ein zu einem ersten Teil bewegliches Führungselement mit einer entsprechenden Anzahl zweiten Führungsnuten aufweist, wobei das Führungselement relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke beweglich ist, während die Drähte in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten gehalten sind, so dass sich die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten oder zweiten Führungsnuten alleine vergrößert.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass sich die Führungsbacke mit einer verkürzten Führungslänge zunächst auf die Drähte aufsetzen lässt und dann durch die Bewegung der zweiten Führungsnuten in Richtung der Wicklungsköpfe nicht nur die Länge der Führung vergrößern und damit deren Stabilität verbessern lässt, sondern auch aktiv der Übergangsbereich zwischen den geraden Abschnitten und den Wicklungsköpfen nachgeformt werden kann, ohne dass hierzu ein separater, vom eigentlichen Verfahren getrennter Schritt erforderlich wäre.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Führungselement mit den zweiten Führungsnuten den ersten Führungsnuten vorauseilt und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Drähte relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke beweglich ist.

Durch diese Ausgestaltung können die zweiten Führungsnuten zunächst in einen weiter mittig liegenden Bereich der Drähte eingerückt werden, in dem sichergestellt ist, dass die Drähte dort einen geraden Verlauf haben, so dass es beim Einrücken nicht zu einer Kollision der Ränder der Nuten mit den in der Regel mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildeten Drähten kommen kann. Die zweiten Führungsnuten rücken dann in Richtung der Wicklungsköpfe, so dass die ersten Führungsnuten in den weiter mittig liegenden Bereich der Drähte einrücken können.

Der Bewegungsablauf des zweiten Führungselements kann durch aktive Stellelemente bewirkt werden, er kann aber auch durch entsprechende Führungselemente zwischen dem Führungselement und dem ersten Teil erreicht werden, die die ohnehin vorgesehene Zustellbewegung der Führungsbacke in Richtung des Wicklungsschwertes ausnutzt, das quasi als Anschlag dient. So ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Führungselement und dem ersten Teil der Führungsbacke eine Schräge vorgesehen ist, die bei einem Absenken der Führungsbacke in Richtung der Drähte das Führungselement in eine Richtung zu dem ersten Teil führt, die eine Komponente parallel zu den ersten Führungsnuten und eine Komponente senkrecht zu den Drähten aufweist.

Es ergibt sich dabei der bereits zuvor beschriebene Bewegungsablauf, bei welchem zunächst die zweiten Führungsnuten des Führungselements die Drähte in einem relativ weit innen lie- genden Bereich erfassen und dann unter weiterer Zustellung des ersten Teils der Führungsbacke in Richtung der Wicklungsköpfe verschoben werden, während die ersten Führungsnuten weiter nachrücken und sodann ebenfalls die Drähte erfassen, so dass am Ende des Ablaufes die ersten und zweiten Führungsnuten fluchtend hintereinander liegen und eine entsprechend größere Führungslänge bieten als herkömmlicher Führungsbacken.

Um beim Anheben der Führungsbacke einen umgekehrten Bewegungsablauf sicherzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Bewegung der Führungselements beim Absenken der Führungsbacke gegen die Rückstellkraft wenigstens eines Federelements erfolgt.

Um mittig Platz für Werkzeug zu erhalten, kann es von Vorteil sein, dass die ersten Führungsnuten jeweils in zwei Nutenteile mit einer mittigen Ausnehmung aufgeteilt sind.

Während es in aller Regel genügt, die Drähte mittels eines beweglichen Führungselements zu begradigen und zu führen, sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen auf beiden Seiten der ersten Führungsnuten Führungselemente vorgesehen sind. Konstruktiv sind als entweder ein Führungselement an einem der beiden Nutenteile oder Führungselemente an beiden Nutenteilen vorgesehen sind.

Wie bereits erwähnt, lässt die zuvor beschriebene Führungsbacke in den Bewegungsablauf einer an sich bekannten Wickelvorrichtung zum Wickeln von flachen Wellenwicklungen mit einer Drahtzufuhr für eine Mehrzahl von Drähten, einer schwertförmigen Wickelschablone sowie in Richtung der Wickelschablone absenkbaren Führungsbacken zur Führung der Drähte während des Wickelvorgangs integrieren, wobei die Führungsbacken der zuvor beschriebenen Art im Bereich der Führungsnuten ein zu einem ersten Teil bewegliches Führungselement mit einer entsprechenden Anzahl zweiten Führungsnuten aufweist, wobei das Führungselement parallel zu den Drähten beweglich ist, während die Drähte in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten gehalten sind, so dass sich die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten vergrößert.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Führungsbacken kommt bei einer derartigen Wickelvorrichtung besonders zur Geltung, weil der an sich bereits konstruktive ermöglichte Absenkvorgang der Führungsbacke nun noch dazu ausgenutzt wird, die Drähte nachzuformen und die Länge der Führung über den gesamten geraden Drahtbereich zwischen den Wicklungsköpfen zu erweitern.

Ein weiterer Vorteil im Ablauf ergibt sich dadurch, dass die Oberfläche der Wickelschablone als Anschlag für die Führungsbacke dienen kann, so dass der gewünschte Bewegungsablauf ohne weitere Steuerungselemente ermöglicht ist.

Dieser Bewegungsablauf ist dann in der Wickelvorrichtung derart umgesetzt, dass das Führungselement mit seinen zweiten Führungsnuten den ersten Führungsnuten vorauseilt und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Drähte relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke beweglich ist, wobei zwischen dem Führungselement und dem ersten Teil der Führungsbacke eine Schräge vorgesehen ist, die bei einem Absenken der Führungsbacke auf die Wickelschablone das Führungselement in eine Richtung zu dem ersten Teil führt, die eine Komponente parallel zu den ersten Führungsnuten und eine Komponente senkrecht zu den Drähten aufweist.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Korrektur von Fehlformungen im Bereich gerader Drahtabschnitte von Drähten in flachen Wellenwicklungen während der Wickelns auf einer Wickelschablone mit Führungsbacken, die die Drähte in den gewünschten Lagen führen, wobei ein an der Führungsbacke beweglich angeordnetes Führungselement mit zweiten Führungsnuten zu ersten feststehenden Führungsnuten parallel zu den Drähten derart bewegt wird, während die Drähte in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten gehalten sind, dass die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten vergrößert wird und der gerade Drahtabschnitt bei verformten Drähten über diese Länge begradigt wird.

Wie bereits erwähnt liegt der Vorteil dieses Verfahrens in dem Umstand, dass es sich ohne Zeitverlust in bestehende Abläufe integrieren lässt und im Übrigen auch die Prozesssicherheit der bekannten Verfahren verbessert.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des bei bekannten Wickelverfahren bestehenden Problems von Drahtfehlstallungen; Fig. 2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Wickelvorrichtung nach Fig. 2.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch das beim Wickeln von Wellenwicklungen auf einer flachen Schablone auftretende Problem von Formabweichungen der gewickelten Drähte 100 einer auf einer flachen Wickelschablone 110 gewickelten Wellenwicklung 104. Bedingt durch Reibungskräfte und auf die Drähte wirkende Zugkräfte bei der Bewegung einer Drahtzuführung 114 um die Wegstrecke X findet eine Verformung im Übergangsbereich zwischen den Wicklungsköpfen 106 und den dazwischen liegenden geraden Drahtabschnitten 108 statt. Hierbei kann sich entsprechend der Kraftrichtung eine Ist-Geometrie IG ausbilden, die von einer in Fig. 1 ebenfalls gezeigten Soll-Geometrie SG abweicht. Eine Knickstelle 112 des Drahtes 100 wandert bei einer solchen Krafteinwirkung um ein Wegstück Y in Richtung der Schablonenmitte, so dass der mittlere, gerade Drahtabschnitt 108 gegenüber der Sollgeometrie verkürzt ausgebildet ist. Dies kann im weiteren Verfahrensablauf bei der Herstellung eines Stators zu erheblichen Problemen beim Drahthandling und insbesondere auch beim Einziehen der Wellenwicklung 104 in die Nuten des Stators führen, wobei neben dem erschwerten Einziehen auch die Gefahr einer Beschädigung der Drähte besteht.

Fig. 2 und 3 zeigen Teile einer Wickelvorrichtung 10 mit Führungsbacken 12, 14 auf beiden Seiten einer flach ausbildeten Wickelschablone 16, die eine mittige Ausnehmung 18 aufweist. Auch die Führungsbacken sind nicht durchgängig über die gesamte Länge der mittleren geraden Drahtabschnitte 108 (in Fig. 2 nicht gezeigt) ausgeführt, sondern besitzen jeweils zwei Nutenteile 20, 22 an den Enden der zu führenden geraden Drahtabschnitte 108, die erste Führungsnuten 23 für die Drähte der Wellenwicklung bilden. Die Führungsbacken 12, 14 oberhalb und unterhalb der Wickelschablone 16 sind im Übrigen identisch ausgebildet, weshalb ihre Einzelteile auch mit identischen Bezugszeichen versehen sind.

Die Führungsbacken 12, 14 sind mit jeweils einem beweglichen Führungselement 24 ausgebildet, dass entlang einer Führungsschräge 26 beweglich an einem ersten Teil 28 der Führungsbacken gelagert ist. Druckfedern 30 sind vorgesehen, um die Führungselemente 24 in Richtung ihrer über die Führungsnutenteile 20, 22 hervorstehende Ruhestellung zu bewegen. An ihren der Wellenwicklung bzw. der Wickelschablone 16 zugewandten Ende verfügen die Führungselemente 24 über zweite Führungsnuten 32, die in der gleichen Vertikalebene liegen wie die ersten Führungsnuten 23. Fig. 2 zeigt eine Schrägansicht, bei der beide Führungsbacken 12, 14 sich ein einer Ruhestellung mit ausgefederten Führungselementen 24 befinden. In Fig. 3 ist dieser Zustand bei der Wickelschablone 12 oberhalb der Wickelschablone 16 gezeigt, während sich die Führungsbacke 14 unterhalb der Wickelschablone in einer Führungsstellung mit eingefedertem Führungselement 24 befindet. In dieser Stellung werden die mittleren geraden Drahtabschnitte der Wellenwicklung 104 sowohl von den ersten Führungsnuten 23 der ersten Teile 28 der Führungsbacken 12, 14 als auch von den dann in Flucht zu ihnen liegenden zweiten Führungsnuten 32 geführt.

Mit Bezug auf Fig. 3 wird nachfolgend das Zusammenwirken der zweiteiligen Führungsbacken 12, 14 mit der Wickelschablone und der zwischenliegenden Wellenwicklung 104 erläutert.

Oberhalb der Wickelschablone 16 ist die dort vorgesehene Führungsbacke 12 noch nicht im Eingriff mit der Wellenwicklung 104. Gut zu erkennen ist das ausgefederte Führungselement 24 mit seinen in dieser Stellung in Richtung der Wickelschablone 16 über die ersten Führungsnuten 23 hinausragenden zweiten Führungsnuten.

Nach dem Ablegen der geraden Drahtabschnitte 108 auf der Wickelschablone 16 wird die Führungsbacke 12 abgesenkt und in Fig. 3 unterhalbe der Wickelschablone 16 gezeigten Zustand überführt. In der Bewegung greifen dabei zunächst die zweiten Führungsnuten 32 zwischen die mittleren Drahtabschnitte 108 ein. Bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Führungselement 24 die Wickelschablone 16 erreicht und diese in der Folge als Anschlag wirkt, bewegen sich der erste Teil 28 der Führungsbacke 12 und das Führungselement 24 gemeinsam., ohne dass sich ihre Relativlage zueinander ändert.

Nach dem Erreichen der als Anschlag wirkenden Wickelschablone 16, bewirkt die Führungsschräge 26, dass sich das Führungselement 24 nach außen bewirkt. Die zweiten Führungsnuten 32 bewegen sich also im Eingriff mit den Drähten nach außen, wobei der Draht ggf. nachgeformt und die Ist -Geometrie in die Soll-Geometrie umgeformt wird. Dadurch, dass die zweiten Führungsnuten 32 zunächst weiter mittig einrücken, wird auch vermieden, dass die Ränder der Führungsnuten mit den von der Idealform abweichenden Drähten kollidieren, weil der Eingriff in einem Bereich erfolgt, in welchem der Draht sicher gerade liegt. Unter der weiter ausgeführten Zustellbewegung der Führungsbacke 12 mit sich im vertikalen Anschlag an der Wickelschablone befindlichen Führungselement 24, wird dieses also ausschließlich nach außen Richtung der Wickelköpfe 106 verschoben, während die ersten Führungsnuten 23 in die mittleren Drahtabschnitte 108 eingreifen. Die zweiten Führungsnuten 32 weichen dabei den ersten Führungsnuten 23 seitlich aus und liegen am Ende des Zustellvorgangs als Verlängerung der ersten Führungsnuten 23 in Flucht zu diesen. Neben der verlängerten und damit verbesserten Führung im folgenden Handling der Wicklungsmatte sind, wie oben erwähnt, Nachkorrekturen der Ist-Geometrie in Richtung der Soll-Geometrie möglich. Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.

Sämtliche aus den Ansprüchen und der Beschreibung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichen liste

10 Wickelvorrichtung

12 Führungsbacke

14 Führungsbacke

16 Wickelschablone

18 Ausnehmung

20 Nutenteil

22 Nutenteil

23 erste Führungsnuten

24 Führungselement

26 Führungsschräge

28 Erster Teil der Führungsbacke

30 Druckfedern

32 zweite Führungsnuten

100 Drähte

104 Wellenwicklung

106 Wickelköpfe

108 gerade Drahtabschnitte

110 Wickelschablone

112 Knickstelle