CN110692182A - 卷绕模板、卷绕装置和用于运行卷绕装置相应地制造考虑用于拉入到定子中的线圈绕组的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷绕模板(1)，用于将导线(100)卷绕成线圈绕组(101)、尤其是用于随后拉入到定子支架中的线圈绕组，该卷绕模板具有模板前部(2)和模板后部(3)，其中，所述模板前部(2)和模板后部(3)以周面(4)限定用于导线(100)的围绕螺旋轴线(W)的螺旋线形卷绕路径(P)，并且沿所述卷绕路径(P)设置支承元件(10、11)，所述支承元件伸出超过周面(4)并且侧向地限定螺旋线形卷绕路径(P)。本发明还涉及一种具有这种卷绕模板(1)的卷绕装置(50)以及一种用于运行所述卷绕装置(50)的方法。

Description

卷绕模板、卷绕装置和用于运行卷绕装置相应地制造考虑用 于拉入到定子中的线圈绕组的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的卷绕模板、一种根据权利要求16所述的具有这种卷绕模板的卷绕装置以及一种根据权利要求17所述的用于运行这种卷绕装置的方法。

背景技术

由现有技术已知用于制造线圈绕组并且用于装备拉入工具的卷绕装置，所述拉入工具用于将线圈绕组成组地拉入到定子中。所述线圈绕组通过将导线(典型地漆包铜线)呈螺旋线形地围绕卷绕模板卷绕而产生并且紧接着被放置在拉入工具中。为此，导线从线材存储器出发通过线材输送装置被引导至卷绕模板。在所谓的锭翼(Flyer)方法与卷绕方法之间有所区别，在所述锭翼方法中将线材输送装置围绕模板引导，在所述卷绕方法中使卷绕模板旋转。

此外已知的是，将多条导线并排地引导至卷绕模板并且因此同时将多个平行延伸的导体绕组施加到模板上。

所述拉入工具具有由多个在周边上均匀分布的拉入薄片组成的圈环。当电流相的线圈绕组围绕这些拉入薄片放置时，这些拉入薄片的自由端部穿过定子支架的前开口被引导至定子支架的后开口。借助于以突出部移动通过这些拉入薄片之间的中间空间的拉入星形件，线圈绕组被牵拉通过定子支架并且以有序的绕组顺序从拉入工具出来落到定子支架的定子齿之间的拉入槽中。在这里不详细讨论所述本身已知的过程，因为该过程不直接是本发明的主题。然而可以确定，所述拉入过程可相对快速地被实施，而各单个线圈绕组的卷绕总共需要更多的时间。此外，将线圈绕组的各个线匝正确地放置在拉入工具中是决定性的，以便实现拉入槽的高的填充因数并且避免由于拉入槽中的涡流引起的马达的效率损耗。被引入到可供使用的卷绕空间中、尤其是拉入槽中的电导线的量包括其绝缘层被称为机械填充因数。这意味着，在卷绕和剥离线圈绕组时要避免导线的线匝超过相邻的线匝。然而，这在现有技术中经常不能实现。在过去大型电动马达的效率由于电网运行经常也没有完全被充分发挥出来。在具有蓄电池的移动应用中，效率尤其是在电动汽车领域中具有特别大的意义。

现有技术的另一个缺点是卷绕模板非常大的长度，以便能够将用于较大定子的拉入槽的必要数量的线匝完全放置在模板上。这导致模板的巨大且惰性的设计方案，以便这些模板在卷绕过程中是位置精确的且形状稳定的。这使得机器大且购置昂贵并且造成大的安装面积。所述问题在将多个张紧的单个线材进行平行线材卷绕和引导成一捆时特别突出，因为这导致显著的牵引力增大，并伴随有损坏待卷绕的线材或装置的危险。

发明内容

因此，本发明的任务是，克服现有技术的缺点并且找到一种解决方案，利用该解决方案能够成本有利地制造用于随后拉入到定子中的线圈绕组，该线圈绕组还提供如下前提：可以提供一种定子，该定子具有拉入槽的高填充因数以及电动马达的高效率。为此，应当尽可能在紧凑的机器尺寸的情况下有助于线圈绕组的高制造速度。所述解决方案还应当在运行中易于操作并且可靠。

本发明的主要特征在权利要求1以及权利要求16和17的特征部分中给出。设计方案是权利要求2至15和18至20的主题。

本发明涉及一种用于将导线卷绕成线圈绕组的卷绕模板，该卷绕模板具有模板前部和模板后部，其中，所述模板前部和模板后部以一周面限定用于导线的围绕螺旋轴线的螺旋线形卷绕路径。沿所述卷绕路径设置有多个支承元件，这些支承元件伸出超过周面并且侧向地、尤其是局部地限定所述螺旋线形卷绕路径。

按照本发明的支承元件的优点是，可以防止线圈绕组的各个线匝在剥离时改变顺序。另一个优点是，支承元件允许将多层绕组施加到卷绕模板上。由此，卷绕模板的必要长度能够大致减少对应于层的数量的因数，也就是说在两个层的情况下仅需要一半那么长的卷绕模板来卷绕具有相同导线长度的线圈绕组。因此，整个机器可以设计得更紧凑，因为由张紧的导线作用到模板上的杠杆力更小。导线应全部具有相同的直径。这使得机器成本有利并且所需的安装面积小。卷绕模板尤其是用于准备将线圈绕组拉入到定子支架或定子支架的拉入槽中。

根据一种特殊的设计方案，所述支承元件这样设置，使得螺旋线形卷绕路径具有均匀的宽度。这尤其是支持将相邻地位于支承元件之间的导线保持在一起。由此例如在第一层上的第二层导线没有将下面的导线推散开。优选地，支承元件是长形的并且在横向于螺旋轴线到平行于卷绕路径之间定向。由此，卷绕路径的线匝能够紧密地放在一起。也有助于此的是，支承元件横向于卷绕路径的宽度优选最大为待卷绕的导线的直径的3倍、进一步优选最大为待卷绕的导线的直径的2倍并且特别优选最大为待卷绕的导线的直径的1.5倍。

在一种实施变型方案中，所述支承元件至少以待卷绕的导线的直径的1.5倍、优选最大以待卷绕的导线的直径的3倍伸出超过周面。从导线直径的大约1.5倍起，可以侧向地支承第二层导线。优选的上限(即导线直径的3倍)能够实现侧向地支承第三层导线。直至该高度，支承元件还能够设计得相对窄，使得在卷绕路径的两个相邻的线匝之间的间距保持得小。此外，直至该上限还可以通过合适的措施将线圈绕组从卷绕模板上剥离并且将其放置在拉入工具中。

在卷绕模板的一种特别的实施形式中规定，该卷绕模板具有用于多条导线的线材输送装置，利用该线材输送装置可以同时将多条导线的第一部分彼此平行地放置在卷绕路径上的第一层中并且将多条导线的第二部分彼此平行地放置在第一层上的第二层中。在此有利的是，多条导线卷绕到卷绕模板上，其中，卷绕模板每旋转一圈的线材长度的总和与沿卷绕模板的长度需求相比是高的。这些层优选同时被施加到模板上。优选地，多条导线最大为40条、进一步优选最大为35条并且特别优选最大为30条。此外，多条导线优选为至少4条、进一步优选为至少5条、还进一步优选为至少6条并且特别优选为至少8条。

在一种特殊的设计方案中，所述线材输送装置包括用于多条导线的单个线材引导装置，其中，用于多条导线的第一部分的单个线材引导装置沿第一排设置，并且用于多条导线的第二部分的单个线材引导装置沿第二排设置。因此，导线在放置在卷绕模板上之前已经分类成两层。为此，第一排和第二排应彼此平行地以及相邻地设置。

在实际的应用中已被证实特别实用的是，多条导线的第二部分是多条导线的其余部分。因此，所有的导线都被分配到第一层和第二层上。

替代地，然而工具模板的如下一种实施形式也是可能的，在该实施形式中卷绕模板具有用于多条导线的线材输送装置，利用该线材输送装置可以同时将多条导线的第一部分彼此平行地放置在卷绕路径上的第一层中、将多条导线的第二部分彼此平行地放置在第一层上的第二层中并且将多条导线的剩余部分彼此平行地放置在第二层上的第三层中。由此，每个模板长度还可以有更多的绕组被放置在卷绕模板上。原则上甚至还可以设置有多于三层的导线。然而，在以最大40条导线的上限作为基础时，最大五层的实施方式就足够了。

按照本发明的支承元件尤其是防止第一层的导线滑脱。附加地，支承元件应防止第二层的导线落到周面上或落到第一层的导线之间。相应的情况适用于设置有多于两层的实施变型方案。

如下设计方案是有利的，在所述设计方案中，螺旋线形卷绕路径的均匀宽度大于第一层的导线直径的总和。因此，第一层的导线在没有挤压和/或损坏的情况下配合在支承元件之间。此外优选的是，螺旋线形卷绕路径的均匀宽度小于第一层的导线直径加上另一(不存在的)导线直径的总和。因此，不再有附加的导线配合在支承元件之间，由此第二层的导线不会落到周面上或者挤到第一层的导线之间。

为了能够使尽可能多的导线在支承元件之间被分层，提出一种布置结构，根据该布置结构，第一层中的导线数量对应于第二层中的导线数量，并且如果存在其它层的话对应于其他层中的导线数量。

此外，在卷绕模板的一种特殊的实施形式中规定，支承元件包括第一支承元件，所述第一支承元件可下降、优选可完全下降到周面中。这使得将线圈绕组从卷绕模板上剥离变得容易。

在此如下一种设计方案是优选的，其中，第一支承元件中的多个第一支承元件或全部第一支承元件具有共同的驱动机构。由此支承元件可以自动下降并且所述共同的驱动机构的成本很低。

一种结构简单的设计方案实现将第一支承元件中的多个第一支承元件或全部第一支承元件设置在一个共同的承载元件上，其中，该承载元件包括所述第一支承元件可相对于周面下降。优选地，所述承载元件是一种长形的承载条。这种承载条可以平行于卷绕轴线定向。这可以在结构上简单且成本有利地实现。此外，这种承载条能够可下降地支承在模板前部或模板后部中的槽中。这在结构上也能够以较少的耗费实现。即所述槽可以设计成朝向周面是敞开的。优选地，第一支承元件沿承载条设置。此外优选的是，承载条在未下降的位置中、也就是说尤其是在卷绕期间构成周面的一部分或构成卷绕路径的区段。

存在一种设计方案选择可能性，其中，所述共同的驱动机构是滑动元件，该滑动元件沿滑动轴线可移动地支承，其中，滑动轴线横向于可下降的第一支承元件的运动方向定向，并且该滑动元件在运动学上与可下降的第一支承元件耦合。借助所述滑动元件可以将驱动马达设置在卷绕模板的模板前部和模板后部的外部。例如，凸轮传动装置或控制凸轮适合于运动学的耦合。

在另一种设计变型方案中规定，所述支承元件具有不能下降到周面中的第二支承元件。所述支承元件在制造中是特别简单且成本有利的。此外，所述支承元件是特别运行可靠的。

根据卷绕模板的一种特殊的实施形式，所述螺旋线形卷绕路径具有第一延伸方向和横向于该第一延伸方向定向的第二延伸方向，其中，模板前部和模板后部这样相对于彼此支承，使得螺旋线形卷绕路径在第一延伸方向上的第一跨度可以通过调节模板前部和/或模板后部的位置来调节，并且螺旋线形卷绕路径的第二跨度在第二延伸方向上构成。因此，第一跨度在卷绕之后可以减小，这使剥离已卷绕好的线圈绕组变得容易。优选地，螺旋线形卷绕路径在第一延伸方向上的第一跨度可以通过沿第一延伸方向调节模板前部和/或模板后部的位置而被调节。

为了自动化使用优选的是，卷绕模板具有调节驱动器，借助该调节驱动器调节模板前部和/或模板后部的位置。

此外，在一种设计变型方案中设想，第一支承元件沿第二延伸方向的方向定向。即在第二延伸方向上的跨度优选不可变，由此使通过设置在这里的支承元件将线圈绕组剥离变得困难。由于在此安装的第一支承元件可能下降，线圈绕组能够容易克服第一支承元件。优选地，第一支承元件仅设置在模板前部上。在此，线圈绕组的运动自由度在剥离时由于在拉入薄片中的引导而受到限制。因此，用于可下降的第一支承元件的制造成本仅对于模板前部产生，而对于模板后部不产生。

卷绕模板的一种实施形式规定，第二支承元件的至少一部分沿第一延伸方向的方向定向。由于在第一延伸方向上的优选可改变的跨度，不需要下降第二支承元件。一旦所述跨度减小，右侧形状稳定的线圈绕组就容易在第二支承元件上滑动。第二支承元件的一部分也可以沿第二延伸方向的方向定向。优选地，第二支承元件的至少一部分、优选所有的第二支承元件设置在模板后部上。在此，不可下降的第二支承元件可以在第一延伸方向上的跨度减小时相对简单地在第二支承元件上方滑过。

当第一跨度大于第二跨度时，多个可选特征是特别合适的。由此，例如使在第一延伸方向上的跨度的调节变得容易，而模板前部和模板后部没有变得不稳定。此外，由此导致长形椭圆形的至矩形的线圈绕组，所述线圈绕组以其一个短侧在拉入工具上被穿过。

螺旋线形卷绕路径的第二跨度优选是不可变的。这保持卷绕模板的复杂性和细分性很小并且其刚性高。

在一种特殊的实施形式中，模板前部和模板后部设置在模板基座上。虽然如下设计方案也是可以的，在所述设计方案中，模板前部和模板后部直接相互连接。然而，利用模板基座大多实现其更稳定的支承。在此，模板前部和/或模板后部可以与模板基座固定连接或与其一体地构造。这是特别稳定的。然而优选地，由模板前部和模板后部的组组成的部分中至少一个部分可移动地支承在模板基座上。由此，模板形状可以通过运动发生改变，优选在延伸尺寸方面缩短。一种设计方案是特别优选的，根据设计方案，模板前部和/或模板后部可纵向移动地支承在模板基座上。由此，可以设计在整个长度上均匀地对卷绕模板调节。

在模板基座上可以设置有用于连接到旋转驱动装置上的耦合机构，其中，该耦合机构限定卷绕模板的旋转轴线。因此，卷绕模板能够与所述旋转驱动装置连接。优选地，该耦合机构设置在模板基座的背侧上。模板前部和模板后部优选设置在模板基座的前侧上。

此外，卷绕模板应当在卷绕路径的始端的区域内具有线材固定部。在所述线材固定部中可以在卷绕之前固定一条或多条导线的端部。

根据一种特殊的实施形式，所述螺旋线形卷绕路径被划分成卷绕级，其中，围绕卷绕模板的一圈线匝的周长从螺旋线形卷绕路径的始端朝向螺旋线形卷绕路径的末端逐级地减少、尤其是对应于所述卷绕级减少。因此，可以在拉入工具中制造具有不同周长和/或用于不同的薄片位置的线圈绕组。因此每个卷绕级的绕组之后被拉入到定子支架的不同的拉入槽中。

本发明还涉及一种卷绕装置，其具有如在上面以及接着描述的卷绕模板和拉入工具，其中，该卷绕模板支承在旋转驱动装置上，该拉入工具具有由平行地以及在测地学上竖直定向的拉入薄片组成的圈环，其中，卷绕模板和拉入工具这样彼此可移动地支承，使得由导线在卷绕模板上卷绕的线圈绕组能够从上方围绕拉入薄片中的一个拉入薄片或拉入薄片的(尤其是整数的)一部分放置。这些优点对应于这样的卷绕模板的优点，其中尤其要强调，卷绕模板每旋转一圈的线材长度的总和与沿卷绕模板的长度需求相比设计得较高。

典型地，所述拉入薄片在其下端部上被固定并且在其上端部上是独立的。此外提出，将拉入工具设置在工具台上。后者工具台优选与拉入工具可旋转地和/或可移动地支承。由此，拉入工具可以相对于卷绕模板定位。优选地，卷绕模板悬挂地支承在旋转驱动装置的下方。此外，卷绕装置应当具有线材存储器、尤其是带有线材储备的线材存储器。

在线圈绕组卷绕多于一层时提出，拉入薄片之间的距离构造成比由导线直径和层数所构成的因数略大，即距离＞(导线的直径)×(层数)。然而，所述距离应当小于由导线直径和层数加1构成的因数，也就是说距离＜(导线的直径)×(层数+1)。因此，首先相叠的导线可以继续相邻地位于薄片之间并且此外同时、即彼此平行地被推到拉入槽中。由此特别快速拉入每个导线并且实现高的填充因数。

此外，本发明涉及一种用于运行如在上面以及接着描述的卷绕装置的方法，该方法用于利用卷绕模板制造线圈绕组以及装备用于随后将所述线圈绕组拉入到定子支架中的拉入工具，在该方法中首先通过旋转卷绕模板将导线沿螺旋线形卷绕路径卷绕到卷绕模板上。随后将导线的沿螺旋线形卷绕路径延伸的线匝围绕拉入工具的拉入薄片中的一个拉入薄片或拉入薄片的一部分放置。而后将导线的沿螺旋线形卷绕路径延伸的线匝从卷绕模板上越过支承元件剥离并且将所述线匝放置在拉入工具中。按照本方法，支承元件直至剥离防止导线的各个线匝的位置变化。这最终导致所述拉入槽的较高的能够达到的填充因数以及较少的涡流和定子的较高的效率。

优选地，重复进行卷绕、放置和剥离的步骤直到电动马达的定子的一个相的至少所有线圈绕组放置在拉入工具中。

在一种特殊的方法设计中，所述支承元件至少以待卷绕的导线的直径的1.5倍、优选最大3倍伸出超过周面，其中，卷绕模板具有用于多条导线的线材输送装置，利用该线材输送装置在卷绕时可以同时将多个导线的第一部分彼此平行地放置在卷绕路径上的第一层中并且将多条导线的第二部分彼此平行地放置在第一层上的第二层中。由此实现卷绕模板每旋转一圈的线材长度的总和与沿卷绕模板的长度需求的比例很高。在张紧的导线施加的、由卷绕引起的牵引力期间，卷绕模板是相应短的、稳定的并且位置精确的。

根据另一种方法选择可能性规定，所述支承元件包括可下降到周面中的第一支承元件，其中，在将线匝围绕拉入薄片放置之后和在将线匝从卷绕模板上剥离之前，第一支承元件下降到周面中。这使取下变得容易，因为线圈绕组简单地滑动越过下降的第一支承元件。

补充地或替代地可以可选地设置，所述螺旋线形卷绕路径具有第一延伸方向和横向于该第一延伸方向定向的第二延伸方向，其中，模板前部和模板后部这样相对于彼此支承，使得螺旋线形卷绕路径在第一延伸方向上的第一跨度可以通过调节模板前部和/或模板后部的位置来调节，其中螺旋线形卷绕路径的第二跨度在第二延伸方向上构成，并且在将线匝围绕拉入薄片放置之后和在将线匝剥离之前，模板前部的和/或模板后部的位置这样被调节，使得第一跨度缩短。因此，线圈绕组能够容易被剥离。

当在方法步骤中多条平行的导线的放置图案旋转180度(或180度的倍数)时、更确切地说在卷绕模板每旋转半圈或旋转完整一圈之后，这尝试可以实现定子效率提高的出人意料的结果。在线圈绕组中这样产生的扭绞随后在拉入到拉入槽中时被定位在定子端部上、即被定位在拉入槽的外部。也能够在沿卷绕路径没有支承元件的情况下实现效率提高。所述扭绞在将导线多层地卷绕到卷绕模板上时是特别有效的。为此，优选设置有多个支承元件。为了实现扭绞，线材输送装置可以这样与翻转装置耦合，使得线材输送装置可以与翻转装置一起来回枢转180度(或180度的倍数)。优选地，这围绕(虚拟的)枢转轴线发生，该枢转轴线位于平行引导的多条导线的中心。

此外，该方法可以在参考卷绕模板和卷绕装置的所有上述的和下述的特征的情况下实施。

所述卷绕装置和所述方法可以可选地如下补充：至少两个按照本发明的卷绕模板并排地定位并且对应于同一拉入工具。这样的第二卷绕模板可以通过第二线材储备和用于第二线材的第二线材输送装置供应线材。优选地，第一和第二卷绕模板的旋转驱动装置可以同时被操控、优选是同步的。优选地，第一和第二卷绕模板此外这样可调节地相对于拉入工具支承，使得在第一卷绕模板上产生的线圈绕组可与在第二卷绕模板上产生的线圈绕组同时或当时围绕拉入工具的薄片中的一个薄片或薄片中的一部分放置。这优选正好相反对置地进行。这具有如下优点：能够同时或当时在分开的、但与所述装置在功能上关联的卷绕模板上制造至少两个线圈绕组并且这些线圈绕组然后也可以同时被放置在拉入工具中。由此，整个机器几乎不大于具有仅一个卷绕模板的装置，因为在生产计划时基本上仅略多地设置用于线材储备的基面。卷绕模板可以设置在一个共同的支架上，从而一个共同的进给驱动装置可以使两个卷绕模板与已卷绕的线圈绕组一起同步地相对于拉入工具移动。

附图说明

本发明的其它特征、细节和优点由权利要求的文本以及由借助附图对实施例的以下描述得出。其中：

图1示出卷绕模板的侧向的轮廓视图；

图2示出卷绕模板的示意性示出的横截面；

图3示出卷绕模板的示意性示出的纵剖面；

图4示出具有两个卷绕模板和一个拉入工具的卷绕装置；以及

图5示出拉入薄片和拉入槽的横截面的一部分。

具体实施方式

在图1中可看到卷绕模板1的侧向的轮廓视图。卷绕模板1用于将导线100卷绕成用于定子的线圈绕组101，该线圈绕组随后被放置在拉入工具中。图2示出示意性示出的横截面并且图3示出与图1类似的卷绕模板的示意性示出的纵剖面。相同的附图标记(Bz.)表示同类的技术特征。

在图1中可看出，卷绕模板1具有模板前部2和模板后部3，它们共同构成一个共同的周面4。后者周面限定用于导线100的围绕螺旋轴线W的螺旋线形卷绕路径P。卷绕路径P由之后将导线100卷绕在周面4上而产生并且不必通过周面4上的物理元件来识别。唯一的基本条件是，周面4适合于螺旋线形地放置导线100。周面4基本上平行于螺旋轴线W定向。在当前情况中可看出周面4的两个凸肩，其中，上凸肩的围绕周面4的周长大于下凸肩的周长。所述凸肩被称为卷绕级。因此，螺旋线形卷绕路径P被划分成卷绕级，其中，围绕卷绕模板1的一圈线匝的周长从螺旋线形卷绕路径P的始端E1朝向螺旋线形卷绕路径P的末端E2逐级地减小。不同卷绕级的线圈绕组101之后围绕拉入工具的不同的拉入薄片放置并且之后也被拉入到定子支架的不同的拉入槽中。

螺旋线形卷绕路径P具有第一延伸方向R1和横向于该第一延伸方向定向的第二延伸方向R2，使得卷起的线圈绕组101具有根据螺旋线形卷绕路径P在第一延伸方向R1上的第一跨度W1的第一直径。此外，卷起的线圈绕组101具有横向于其定向的第二直径，该第二直径由螺旋线形卷绕路径P在第二延伸方向R2上的第二跨度W2(参见图2)实现。

模板前部2和模板后部3设置在模板基座5的前侧8上。在此，卷绕路径P的始端E1位于模板基座5的区域中并且末端E2位于模板前部和模板后部2、3的相对置的端部上。相对于前侧8，模板基座5具有背侧7，在该背侧上设置有用于连接到旋转驱动装置上的耦合机构6。该耦合机构6限定卷绕模板1的旋转轴线A。

此外，模板后部3可移动地、尤其是可纵向移动地支承在模板基座5上。模板前部2与模板基座5固定连接。由此，模板前部2和模板后部3这样相对于彼此支承，使得螺旋线形卷绕路径P的第一跨度W1可以通过在第一延伸方向R1上调节模板后部3的位置来调节。为此，优选设置有调节驱动器，利用该调节驱动器调节模板后部件3的位置。总体上，第一跨度W1大于第二跨度(参见图2和图3中的附图标记W2)，该第二跨度不会通过调节而发生改变。

此外，线材固定部设置在模板基座5上卷绕路径P的始端E1的区域中。在所述线材固定部中在卷绕之前固定一条或多条导线100的自由端部。

此外可看出，支承元件10、11沿卷绕路径P设置。这些支承元件伸出超过周面4并且局部侧向地限定螺旋线形卷绕路径P。为此，支承元件10、11这样设置，使得螺旋线形卷绕路径P具有均匀的宽度。支承元件10、11以大于待卷绕的导线100的直径的1.5倍伸出超过周面4。

此外，支承元件10、11是长形的并且横向于螺旋轴线W定向。可选地，支承元件也可以倾斜地定向，尤其是使得它们平行于卷绕路径P定向。支承元件10、11横向于卷绕路径P的宽度大约为待卷绕的导线100的直径。

借助于用于多条导线100的线材输送装置(未示出)可以同时将多条导线100的第一部分彼此平行地在第一层S1中放置在卷绕路径P上并且将多条导线100的第二部分(即剩余的部分)彼此平行地在第二层S2中放置在第一层S1上。在当前情况中，八条导线100同时被卷绕成两个四层S1、S2。所有的导线100具有相同的直径并且是由具有线材储备的单个线材存储器提供的漆包铜线。

为了能够将导线100有序地放置在卷绕路径P上，所述线材输送装置应该具有用于导线100的线材引导部、尤其是单条线材引导部或者多条线材引导部，在所述单条线材引导部中一条导线被单个地引导，在所述多条线材引导部中至少两条导线相邻地并且接触地被引导。用于多条导线100的第一部分的线材引导部应当沿第一排设置，并且用于多条导线100的第二部分的线材引导部应当沿第二排设置。因此，这些排优选相邻并且彼此平行。

支承元件10、11防止第一层S1的导线100滑脱。此外，支承元件尤其是通过将第一层S1保持在一起来防止第二层S2的导线100掉落到周面4上。

可看出，螺旋线形卷绕路径P的均匀宽度略宽于第一层S1的导线100的直径之和(尤其是参见图3)。但是在它们之间不再匹配有其它的导线100。换句话说，螺旋线形卷绕路径P的均匀宽度小于第一层S1的导线100的直径加上另一(不存在的)导线的直径之和。优选地，第一层S1中的导线100的数量对应于第二层S2中的导线100的数量。

为了使线圈绕组101可以简单地向下从卷绕模板上滑落，支承元件10、11的一部分由第一支承元件10构成，所述第一支承元件的特征在于它们可下降到周面4中。多个所述第一支承元件10共用一个共同的驱动机构12(对此参见图2)，该驱动机构构造成滑动元件。该滑动元件沿平行于卷绕轴线W定向的滑动轴线可移动地支承。因此，滑动轴线横向于被驱动的第一支承元件10的运动方向定向。滑动元件借助控制凸轮或凸轮传动装置与可下降的第一支承元件10运动学地耦合。可看出，所有的第一支承元件10均沿第二延伸方向R2的方向定向并且设置在模板前部2上。此外，多个支承元件10位于一个共同的承载条上，该承载条平行于卷绕轴线W定向并且可下降地支承在模板前部2中的槽中。第一支承元件10沿承载条设置。所述槽朝向周面4构造成敞开的。在非下降的位置中、即在卷绕导线期间，承载条与第一支承元件10之间的区域一起构成周面4的一部分并且因此也构成卷绕路径的区段。

然而并非所有的支承元件10、11都能够下降，而是也设置有第二支承元件11，所述第二支承元件不能够下降到周面4中。所述第二支承元件所有都设置在模板后部3上。第二支承元件11指向第一和第二延伸方向R1、R2的方向。

图4示出具有两个卷绕模板1和一个拉入工具60的卷绕装置50。但是本发明也明确地涉及具有仅一个卷绕模板1的实施形式。所述两个卷绕模板1分别在其技术特征方面对应于图1、2和3的卷绕模板。然而所述两个卷绕模板1相对于彼此镜像地构造并且反向地运行。原则上也可以设置有三个或四个卷绕模板。

每个卷绕模板1悬挂地支承在旋转驱动装置51的下方。在卷绕模板1下方放置有工具台62，在该工具台上设置有拉入工具60。具有拉入工具60的工具台62可旋转地并且可移动地被支承。所述拉入工具60具有由平行地以及在测地学上竖直地定向的拉入薄片61组成的圆形圈环。拉入薄片的数量对应于之后待装备的定子支架的拉入槽的数量。此外，所述拉入薄片61在其下端部上固定并且在其上端部上是独立的。

卷绕模板1和拉入工具60现在可相对于彼此移动地支承，使得在由导线100卷绕到卷绕模板1上的线圈绕组101分别可从上方围绕拉入薄片61中的一个或一部分放置。这优选正好相反对置地进行。在此，线圈绕组101的大部分位于拉入工具60的外部并且被放置在工具台62上。

利用这种卷绕装置50可以实施用于利用卷绕模板1制造线圈绕组101以及用于装备用于随后将所述线圈绕组101拉入到定子支架70(参见图5中的附图标记70)中的拉入工具60的方法，该方法中实施以下步骤：

a)通过使卷绕模板1旋转将导线100沿螺旋线形卷绕路径P卷绕到卷绕模板1上；

b)随后将导线100的沿螺旋线形卷绕路径P延伸的线匝围绕拉入工具60的拉入薄片61中的一个拉入薄片或一部分放置；

c)随后将导线100的沿螺旋线形卷绕路径P延伸的线匝从卷绕模板1越过支承元件10、11剥离并且将所述线匝放置在拉入工具60中。

应重复这些步骤，直到电动马达的定子的一个相的所有线圈绕组101都被放置在拉入工具60中。

优选地，在卷绕在每个卷绕模板1上时，分别同时将多条导线100的第一部分彼此平行地放置在卷绕路径P上的第一层S1中并且将多条导线100的第二部分彼此平行地放置在第一层S1上的第二层S2中。

第一支承元件10优选在将线匝围绕拉入薄片61放置之后并且在将线匝从卷绕模板1上剥离之前下降到周面4中。

附加地，在将线匝围绕拉入薄片61放置之后并且在剥离线匝之前，模板后部3的位置应当这样调节，使得第一跨度W1变短。这可以在第一支承元件10下降之前、之后进行或同时进行。

在图5中可看出拉入工具60的两个拉入薄片61和在定子支架70的两个定子齿71之间的拉入槽72的横截面的一部分。这些拉入薄片61形锁合地套装到定子齿71上，因此它们在拉入时不会改变其位置。在拉入槽72之内首先引入绝缘层73，以便在导线100上绝缘断裂的情况下定子架70不处于应力下。例如可以将绝缘纸放入到拉入槽72中作为绝缘层73。可看出一些线圈绕组101已经被拉入到拉入槽72中。此外，在两个拉入薄片61之间穿过线圈绕组101的另外八条导线100。所述八条导线如在卷绕期间那样位于第一层和第二层中，使得两条并排的导线100总是被同时拉入到拉入槽中。为此，拉入薄片之间的距离比由导线的直径和层数所构成的因数略大。此外，所述距离小于由导线的直径和层数加1的因数，也就是说(导线的直径)×(层数)＜距离＜(导线的直径)×(层数+1)。

因此，本发明也涉及一种补充的或独立的用于拉入线圈绕组的方法，在该方法中将线圈绕组借助具有拉入薄片和拉入星形件或者拉入菌形件的拉入工具通过定子支架牵拉，其中，拉入薄片之间的距离稍微大于由导线的直径和根据线圈绕组的前一线匝的层数构成的因数，并且其中所述距离小于由导线的直径与层数加1的因数，并且其中根据层的数量的一定数量的导线同时相邻地被拉入到拉入槽中。

本发明并不限于上述实施例中的任一个，而是可以以很多不同的方式进行修改。

所有由权利要求书、说明书以及附图得出的特征以及优点(包括结构上的细节、空间布置以及方法步骤)不仅自身而且各种各样的组合对于本发明而言都是必不可少的。

附图标记列表

1 卷绕模板

2 模板前部

3 模板后部

4 周面

5 模板基座

6 耦合机构

7 背侧

8 前侧

10 第一支承元件

11 第二支承元件

12 (支承元件的)驱动机构

50 卷绕装置

51 旋转驱动装置

60 拉入工具

61 拉入薄片

62 工具台

70 定子支架

71 定子齿

72 拉入槽

73 电绝缘层

100 导线

101 线圈绕组

A 旋转轴线

D (导线的)直径

E1 (卷绕路径)的始端

E2 (卷绕路径)的末端

P 螺旋线形卷绕路径

R1 第一延伸方向

R2 第二延伸方向

S1 第一层

S2 第二层

W 螺旋轴线

W1 第一跨度

W2 第一跨度

Claims (20)

1.卷绕模板(1)，用于将导线(100)卷绕成线圈绕组(101)，该卷绕模板具有模板前部(2)和模板后部(3)，其中，所述模板前部(2)和所述模板后部(3)以周面(4)限定用于导线(100)的围绕螺旋轴线(W)的螺旋线形卷绕路径(P)，

其特征在于，沿所述卷绕路径(P)设置支承元件(10、11)，所述支承元件伸出超过周面(4)并且侧向地限定螺旋线形卷绕路径(P)。

2.根据权利要求1所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述支承元件(10、11)设置为使得螺旋线形卷绕路径(P)具有均匀的宽度。

3.根据权利要求1或2之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述支承元件(10、11)至少以待卷绕的导线(100)的直径(D)的1.5倍、优选最大3倍伸出超过周面(4)。

4.根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，该卷绕模板具有用于多条导线(100)的线材输送装置，利用该线材输送装置能够同时将所述多条导线(100)的第一部分彼此平行地放置在卷绕路径(P)上的第一层(S1)中并且将所述多条导线(100)的第二部分彼此平行地放置在所述第一层(S1)上的第二层(S2)中。

5.根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述支承元件(10、11)包括能下降到周面(4)中的第一支承元件(10)。

6.根据权利要求5所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述第一支承元件(10)中的多个第一支承元件或全部第一支承元件具有共同的驱动机构(12)。

7.根据权利要求6所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述共同的驱动机构(12)是滑动元件，该滑动元件沿滑动轴线可移动地支承，其中，所述滑动轴线横向于能下降的第一支承元件(10)的运动方向定向，并且该滑动元件与能下降的第一支承元件(10)运动学地耦合。

8.根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述支承元件(10、11)包括不能下降到周面(4)中的第二支承元件(11)。

9.根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述螺旋线形卷绕路径(P)具有第一延伸方向(R1)和横向于该第一延伸方向定向的第二延伸方向(R2)，其中，模板前部(2)和模板后部(3)如此相对于彼此支承，使得螺旋线形卷绕路径(P)在第一延伸方向(R1)上的第一跨度(W1)能够通过调节模板前部(2)和/或模板后部(3)的位置来调节，并且螺旋线形卷绕路径(P)的第二跨度(W2)在第二延伸方向(R2)上构成。

10.根据权利要求9结合权利要求5-7之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述第一支承元件(10)沿第二延伸方向(R2)的方向定向。

11.根据权利要求9或10之一结合权利要求8所述的卷绕模板(1)，其特征在于，第二支承元件(11)的至少一部分沿第一延伸方向(R1)的方向定向。

12.根据上述权利要求9至11之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述第一跨度(W1)大于所述第二跨度(W2)。

13.根据上述权利要求9至12之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，螺旋线形卷绕路径(P)的第二跨度(W2)是不可变的。

14.根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述模板前部(2)和模板后部(3)设置在模板基座(5)上。

15.根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)，其特征在于，所述螺旋线形卷绕路径(P)被划分成卷绕级，其中，围绕卷绕模板(1)的一圈线匝的周长从螺旋线形卷绕路径(P)的始端(E1)朝向螺旋线形卷绕路径(P)的末端(E2)逐级地减少。

16.卷绕装置(50)，其具有根据上述权利要求之一所述的卷绕模板(1)和拉入工具(60)，该卷绕模板支承在旋转驱动装置(51)上，该拉入工具具有由平行地以及在测地学上竖直定向的拉入薄片(61)组成的圈环，其中，卷绕模板(1)和拉入工具(60)如此彼此可移动地支承，使得由导线(100)在卷绕模板(1)上卷绕的线圈绕组(101)能够从上方围绕拉入薄片(61)中的一个拉入薄片或拉入薄片的一部分放置。

17.用于运行根据权利要求16所述的卷绕装置(50)的方法，该方法用于利用卷绕模板(1)制造线圈绕组(101)以及装备用于随后将所述线圈绕组(101)拉入到定子支架(70)中的拉入工具(60)，该方法包括以下步骤：

a)通过旋转卷绕模板(1)将导线(100)沿螺旋线形卷绕路径(P)卷绕到卷绕模板(1)上；

b)将导线(100)的沿螺旋线形卷绕路径(P)延伸的线匝围绕拉入工具(60)的拉入薄片(61)中的一个拉入薄片或拉入薄片的一部分放置；

c)将导线(100)的沿螺旋线形卷绕路径(P)延伸的线匝从卷绕模板(1)上越过支承元件(10、11)剥离并且将所述线匝放置在拉入工具(60)中。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述支承元件(10、11)至少以待卷绕的导线(100)的直径(D)的1.5倍、优选最大3倍伸出超过周面(4)，并且卷绕模板(1)具有用于多条导线(100)的线材输送装置，利用该线材输送装置在卷绕时同时将多条导线(100)的第一部分彼此平行地放置在卷绕路径(P)上的第一层(S1)中并且将所述多条导线(100)的第二部分彼此平行地放置在所述第一层(S1)上的第二层(S2)中。

19.根据权利要求17或18之一所述的方法，其特征在于，所述支承元件(10、11)包括能下降到周面(4)中的第一支承元件(10)，其中，在将线匝围绕拉入薄片(61)放置之后和在将线匝从卷绕模板(1)上剥离之前，使第一支承元件(10)下降到周面(4)中。

20.根据权利要求17至19之一所述的方法，其特征在于，所述螺旋线形卷绕路径(P)具有第一延伸方向(R1)和横向于该第一延伸方向定向的第二延伸方向(R2)，其中，模板前部(2)和模板后部(3)如此相对于彼此支承，使得螺旋线形卷绕路径(P)在第一延伸方向(R1)上的第一跨度(W1)能够通过调节模板前部(2)和/或模板后部(3)的位置来调节，并且螺旋线形卷绕路径(P)的第二跨度(W2)在第二延伸方向(R2)上构成，其中，在将线匝围绕拉入薄片(61)放置之后和在将线匝剥离之前，模板前部(2)的和/或模板后部(3)的位置被调节为使得第一跨度(W1)缩短。

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