CN110176840A - 用于制造波形绕组的波绕设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种波绕设备，所述波绕设备具有出线嘴口配置系统(1)，通过所述出线嘴口配置系统输送一个绕线(2)或多个绕线(2)。所述波绕设备还具有相对于所述出线嘴口配置系统(1)至少能可旋转地移位的型芯(4)，所述一个绕线(2)或所述多个绕线(2)能缠绕到所述型芯上。所述波绕设备还具有能进给至所述绕线(2)的弯曲辅助件(3、3a)，所述弯曲辅助件设计成使从所述出线嘴口配置系统(1)输送的绕线(2)的区段(2a)在所述区段(2a)放在所述型芯(4)上之前弯曲。

Description

用于制造波形绕组的波绕设备和方法

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的波绕设备(Wellenwickelvorrichtung)和一种按照权利要求5前序部分所述的用于制造波形绕组的方法。

背景技术

为了缠绕定子或转子芯主要使用波形绕组。一个或多个波浪形的绕组(如它例如在DE19922794B4、DE102004035084A1或DE102008021779A1中公开的那样)构造成缠绕线团(Wickelmatte)。在此，所述一个线材或所述多个线材绕型芯缠绕并且置于希望的形状中。这些缠绕线团在后续步骤中置于定子或转子的对应的槽中。所缠绕的导线的横截面通常是圆的或矩形的。

在构造这样的波形绕组时的要点是构造绕头。所述绕头必须在缠绕线团中这样构造，使得在引入到定子或转子的槽中时(其中，缠绕线团最后卷起)绕头不相互妨碍或占据技术上不利的形状或位置。因此，线材的弯曲在制造波形绕组时起重要作用。DE60018369T2公开了在弯曲时通过以下方式减少材料削弱，即，线材在弯曲部位处扭转。与此相关的缺点是弯曲部位的较大的空间需求。

当然证实为有利的是，也缠绕具有矩形横截面的导线束。在这里，如在DE102008019479A9中公开的那样，经由宽侧的弯曲在线材同时旋转180°时进行，因为所述线材在扁平线材经由窄侧弯曲时由于扭转而偏离(ausweichen)。这样的弯曲占据一定的体积，因为宽侧同样旋转180°。通过所述空间需求困难的是，恰好在紧凑的结构方式中在定子的周边上设置相邻的弯曲部。必须以错位和因此较高的空间需求进行工作。

在按照常规方法构建波形绕组(图11)时，线材2绕型芯缠绕。在此，发生单阶段的成型过程，它包括在绕头2a的区域中同时的弯曲(箭头P3)和弯折(箭头P1和P2)。线材扁平的三角形的绕头2a。这样的解决方案也许可能同样要求相对多的空间。

节省空间的是在DE102014110377A1中公开的解决方案。在这个所谓的发夹技术中，绕组不作为线团生产，而是各个线圈这样设置，使得属于同一整体的端部处于并排并且随后相互连接。借助发夹技术(参见图12)制造的绕头不是如上扁平地构造、而是螺旋形地成形。这样的绕头在产品方面证实为紧凑的且关于线圈突变部有利的，尤其是在使用竖起扁平线材时。这种形状基于两阶段的成型过程形成。直的线材2首先U形地弯曲(P3)并且随后、亦即在时间上在后地弯折(P1和P2)。在弯曲时形成冷作硬化，所述冷作硬化在随后的弯折中给予绕头特别的螺旋形的线材形状。这样的布置结构虽然在定子或转子的周向上节省空间，但这种制造方法仍与在制造连接时显著的劳动消耗相关。

发明内容

本发明的任务在于，提供用于制造波形绕组的一种缠绕设备和一种方法，其能实现尤其是扁平线材的低成本的且节省空间的弯曲。

所述任务通过一种具有权利要求1所述特征的缠绕设备和一种具有权利要求5所述特征的用于制造波形绕组的方法解决。

本发明的主题是一种波绕设备，所述波绕设备具有出线嘴口配置系统和相对于所述出线嘴口配置系统至少能可旋转地移位的型芯，通过所述出线嘴口配置系统输送一个绕线或多个绕线，所述一个绕线或所述多个绕线能缠绕到所述型芯上，其中，所述波绕设备还具有能进给(zustellen，移动)至所述绕线的弯曲辅助件，所述弯曲辅助件设计成使从所述出线嘴口配置系统输送的绕线的区段在所述区段放在所述型芯上之前弯曲。所述弯曲辅助件用作线材在弯曲时的引导装置并且阻止：恰好当线材经由窄侧弯曲时，线材在弯曲时扭转。因此，扁平线材可以在波形缠绕时节省空间地经由窄侧缠绕，而无须附加地还构建线材区段的连接。利用按照本发明的波绕设备可能的是，将用于完成成形的成形线材在型芯上预备地、亦即在放在型芯上之前成形。

按照本发明的一种有利的实施方式，所述弯曲辅助件具有梳状的形状。梳状的形状能实现，将线材分别容纳在梳的两个尖齿或突出部之间并且因此使多个线才同时弯曲，由此多个线材也能够同时加工。

在一种特别有利的实施方式中，所述绕线是扁平线材并且所述弯曲辅助件的梳状的形状具有间隙，所述间隙的宽度这样确定，使得所述宽度大于所述扁平线材的窄侧但小于所述扁平线材的宽侧。因此，扁平线材可以容易地以窄侧插入到梳的间隙中，其中，在尖齿或突出部之间的确定成窄的间隙阻止：线材可能在弯曲时扭转。恰好在应经由窄侧弯曲的扁平线材中出现扭力，因为线材因此将避开较大的材料伸展。

按照一种完全特别优选的实施方式，所述弯曲辅助件能沿平行于所述绕线的输送方向的方向进给。因为总是仅在线材的弯曲超过最小角度时需要弯曲辅助件，所以弯曲辅助件仅在超过最小角度时进给。由此，出线嘴口配置系统可以非常紧地在型芯上引导并且因此提高缠绕精度。

此外，本发明也涉及一种用于制造波形绕组的方法，其中，由出线嘴口配置系统将一个绕线或多个绕线输送给型芯并且通过使所述型芯旋转将所述一个绕线或所述多个绕线缠绕到所述型芯上，其中，

i)将所输送的绕线放在所述型芯上并且固定在所述型芯上，

ii)然后使所述型芯旋转180°，

其中，在所述步骤i)和所述步骤ii)之间，在步骤ia)中将弯曲辅助件进给至所输送的绕线，从而通过所述弯曲辅助件尤其是在竖起位置中保持所述绕线。在将所述绕线放在所述型芯上之前，通过在弯曲辅助件处的弯曲使绕线弯曲。

如果将所述绕线实施为扁平线材，则通过所述弯曲辅助件可以将所述绕线保持在竖起位置中。通过将弯曲辅助件放过去，将线材这样保持，使得所述线材在经由窄侧弯曲时不能在所述线材扭转时偏离。在经由弯曲辅助件弯曲之后，通过使型芯旋转将绕线放到所述型芯上。

在一种优选的方法中，在所述步骤ii)期间、尤其是大致在所述型芯旋转90°之后，在步骤iia)中将所述弯曲辅助件从与所述绕线的嵌接撤回。如果弯曲过程如此程度地进行，使得线材的偏离运动在进一步弯曲时可忽略不计，则使弯曲辅助件再次缩回，因此可以将出线嘴口配置系统又引导接近型芯。

在一种特别优选的方法中，重复实施所述步骤i)和ii)，尤其是i)、ia)、ii)、iia)。在连续的过程中可以这样构建波形绕组，其中，弯曲辅助件在线材经由窄侧弯曲时阻止：线材可能由于扭转而偏离所述弯曲。

这样的方法使得可能的是，利用扁平线材节省空间地且低成本地制造定子或转子绕组。

附图说明

下面应借助图1至13详细解释本发明：

图1示出局部图，其中，型芯以绕线缠绕；

图2示出出线嘴口配置系统以及绕线和可进给的弯曲辅助件；

图3示意性示出定子或转子芯的一部分，其中，绕组置于槽中；

图4至10示出缠绕步骤的顺序；

图11示出按照现有技术的绕头的制造；

图12示出按照发夹技术的绕头的制造；

图13示出按照本发明的方法的绕头的制造。

具体实施方式

图1示出型芯4，该型芯恰好被缠绕。绕线2通过弯曲辅助件3的梳状端部3a引导并且放在型芯4的扁平侧上。绕线2在型芯4上借助线保持元件6保持。优选所述线保持元件6是夹持钳，所述夹持钳抓住绕线2并且将其压到型芯4上。

在型芯4的下端部上示出绕线的弯曲区段2a。所示出的情况在时间上在即将使型芯4绕中轴线旋转开始时，所述中轴线处于图平面中。随着旋转的开始，绕线2通过弯曲辅助件3的梳状端部3a引导，以便阻止绕线2在弯曲时的扭转。随后，线保持元件6横向于绕线取向地在型芯4上移动，以便在弯曲时实现绕线2的预定错位、弯折。在此，绕线2基于在投影中径向缩短放在斜撑上，并且由弯曲辅助件3使用的结构空间不再存在。借助图4至10在下面详细解释缠绕过程。

图2示出出线嘴口配置系统1，从该出线嘴口配置系统排出多个绕线2。在排出嘴的区域中(在示出的实例中在所述排出嘴的下方)设置有弯曲辅助件3，所述弯曲辅助件能够沿X方向相对于出线嘴口配置系统1运动。所述状况示出具有处于部分伸出状态中的梳状端部3a的弯曲辅助件3。在梳状端部3a的尖齿或突出部之间的间隙稍微宽于绕线2的窄侧，从而所述绕线可以在竖起位置中沉入到梳的间隙中。同时，所述间隙明显窄于扁平的绕线2的宽侧，从而如此构造的弯曲辅助件阻止：绕线2在弯曲时扭转并且因此可能在窄侧上偏离。

图3示出定子或转子芯5的局部图，其中，由扁平材料构成的绕线2置于槽5a中。绕线2沿窄侧的方向弯曲成绕头2a并且因此沿定子或转子的周边的方向不鼓起。这样的实施方式允许定子或转子的非常紧凑的结构方式。

图4示出绕组的初始状况。型芯4以其最小的厚度向上指向。绕线2放在上侧上并且由线保持元件6保持。绕线2来自出线嘴口配置系统1。在出线嘴口配置系统1的下方(也可设想在上方)设置有弯曲辅助件3，所述弯曲辅助件处于出线嘴口配置系统1下方的非使用位置中。在型芯4的左端部和右端部上示出绕线2的区段2a，所述区段具有大曲率并且来自在前的缠绕周期。

在图5中，弯曲辅助件3以梳状端部3a进给，其方式是，所述弯曲辅助件沿箭头方向X从非使用位置运动出来。在图6中，型芯4开始旋转，其中，绕线2引导到弯曲辅助件3的梳状端部3a中。在图7中型芯4旋转90°，并且绕线2在区段2a上弯曲90°，其中，绕线2在该部位处通过弯曲辅助件3的梳状端部3a引导和保持。在这种状况中，绕线2处于型芯4的尖端的上方。这对应于在图1中示出的状况。随后，如图8示出的那样，弯曲辅助件3又返回到出线嘴口配置系统1下方的非使用位置中。

在下一个步骤中，所放置的绕线2借助线保持元件6拉入图平面中，由此绕线2交叠并且因此绕线2的通过弯曲形成的绕头2a处于型芯4的窄侧上，如它在图9中示出。由此，如在预制的U形发夹弯折时(参见图12)那样，在绕头中形成线材突变部的另一种对于绕头2a的紧凑性优化的形状。

最后，如图10示出的那样，型芯4进一步旋转，直至180°旋转结束。在上方处于型芯4上的新缠绕的绕线2由线保持元件6抓住和固定。随后可以重复按照图4至10的下一个缠绕周期。

此外，通过将弯曲辅助件3以其梳状端部3a放过去恰好在弯曲过程中阻止：绕线2在弯曲时由于扭转偏离经由窄侧的弯曲运动。利用这样的弯曲辅助件3，窄的扁平线材2能够可靠地经由窄侧成形为波形绕组并且因此低成本且节省空间地插入到定子或转子芯5中。

在图13中再一次示意性地示出按照本发明的成型过程。在构建波形绕组时，借助弯曲辅助件3实施集成的预弯曲过程和随后的弯折过程。在此，涉及两阶段的成型过程：首先使绕线2弯曲以用于放在型芯上(P3)并且在随后放在型芯上时实施弯折(P1、P2)，其中，线材的两个直的区段沿箭头B1或PII的方向相对于彼此分开。以这种方式，在这里也能够制造这样的绕头2a，所述绕头如在发夹技术中(参见图12)那样更容易螺旋形地构造并且其中利用波形绕组制造的产品可以非常紧凑地构造。在这里示出的使用竖起地缠绕的扁平线材的特别情况中(也可设想其他线材几何结构)，通过弯曲辅助件的梳形形状附加地阻止在弯曲时倾翻并且产生稳定的均匀的缠绕形象。

Claims (8)

1.波绕设备，所述波绕设备具有出线嘴口配置系统(1)和相对于所述出线嘴口配置系统(1)至少能可旋转地移位的型芯(4)，通过所述出线嘴口配置系统输送一个绕线(2)或多个绕线(2)，所述一个绕线(2)或所述多个绕线(2)能缠绕到所述型芯上，

其特征在于，

所述波绕设备还具有能进给至所述绕线(2)的弯曲辅助件(3、3a)，所述弯曲辅助件设计成使从所述出线嘴口配置系统(1)输送的绕线(2)的区段(2a)在所述区段(2a)放在所述型芯(4)上之前弯曲。

2.按照权利要求1所述的波绕设备，

其特征在于，

所述弯曲辅助件(3)具有梳状的形状。

3.按照权利要求2所述的波绕设备，

其特征在于，

所述绕线(2)是扁平线材并且所述弯曲辅助件(3)的梳状的形状具有间隙，所述间隙的宽度确定成，使得所述宽度大于所述扁平线材(2)的窄侧但小于所述扁平线材(2)的宽侧。

4.按照上述权利要求中任一项所述的波绕设备，

其特征在于，

所述弯曲辅助件(3、3a)能沿平行于所述绕线(2)的输送方向的方向进给。

5.用于制造波形绕组的方法，其中，由出线嘴口配置系统(1)将一个绕线(2)或多个绕线(2)输送给型芯(4)并且通过使所述型芯(4)旋转将所述一个绕线或所述多个绕线缠绕到所述型芯上，其中，

i)将所输送的绕线(2)放在所述型芯(4)上并且固定在所述型芯上；

ii)然后使所述型芯(4)旋转180°；

其特征在于，

在所述步骤i)和所述步骤ii)之间，在步骤ia)中将弯曲辅助件(3)进给至所输送的绕线(2)，从而通过所述弯曲辅助件(3)保持所述绕线(2)。

6.按照权利要求5所述的方法，

其特征在于，

作为绕线(2)使用扁平线材，通过所述弯曲辅助件(3)将所述扁平线材保持在竖起位置中。

7.按照权利要求5或6所述的方法，

其特征在于，

在所述步骤ii)期间、尤其是大致在所述型芯(4)旋转90°之后，在步骤iia)中将所述弯曲辅助件(3)从与所述绕线(2)的嵌接撤回。

8.按照权利要求6至7中任一项所述的方法，

其特征在于，

重复实施所述步骤i)和ii)，尤其是i)、ia)、ii)、iia)。