CN117410094A - 扁线构成的线圈的简化的制造 - Google Patents

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Abstract

为了实现一种用于制造尤其扁线形式的线圈匝(101)的方法，该方法精确和在技术上能简单实施，建议将输入线(30)布置到底模(11)的环绕的型腔(13)中形成半个线圈匝，通过所述输入线(30)形成的半个线圈匝通过冲头(12)成形为与输入线(30)的输入方向(Z)横向的匝部段，并且压制后冲头(12)与底模(11)间隔开并且将输入线(30)布置在底模(11)的环绕的型腔(13)中形成另外的半个线圈匝。

Description

扁线构成的线圈的简化的制造
技术领域
本发明涉及一种用于制造尤其呈扁线形式的线圈匝或线圈绕组的方法。此外本发明还涉及一种扁线线圈。
背景技术
在高性能电气机械的研发领域中使用具有扁平横截面的线圈或扁线是有利的。与具有圆线或具有圆形横截面的线的绕组相比可以使槽满率最大化并由此使效率最大化。迄今为止的问题是大批量制造带有扁线的线圈。已知的方法中通过铸造或接合压制的单个部件制造扁线线圈。
由文献DE 10 2014 000 636 A1已知另一种由扁线制造线圈的方法，其中在锻模装置中进行压力成形。为此，线圈由圆线完全缠绕，然后在锻模装置中挤压，以获得具有多个由扁线构成的绕组的线圈。然而这种方法很复杂，成本很高而且在过程技术上不可靠，因为相应的绕组在压制后粘在一起，具有相互有偏差的形状以及横截面分布。一般在同时压制时，由于圆线或输入线的力分布不相同和公差偏差，不能实现对多层扁线的所产生的横截面的控制。由文献DE 10 2013 012 659 A1也已知一种方法，其中，多个线圈匝被同时压制，以制造扁线构成的线圈。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，实现一种用于由扁线制造线圈的方法，其能精确并且在技术上简单地实施。上述技术问题通过一种用于制造线圈匝的方法解决。本发明其他有利的设计方案在本申请文件中说明。
根据本发明的一方面提供一种用于制造尤其扁线形式的线圈匝的方法。在一个步骤中，将输入线布置到环绕的模具或底模的环绕的型腔中，以形成半个线圈匝。输入线优选是圆线或具有圆或圆形的横截面的线。根据不同的设计方案，输入线可以具有任何横截面形状。
底模优选可以具有与待制造的线圈的外部形状和体积基本一致的形状。尤其底模可以与冲头配合作用形成锻模装置。
底模优选设计成是可旋转的，以便插入或定位在底模中的输入线可以通过底模的旋转运动在底模的模具中卷绕或从输入线的输入线卷筒开卷或者说展开。
通过底模的旋转运动，输入线在底模的模具或型腔或凹槽中按照型腔的走向预弯曲，并且因此例如基本上在保持原始的横截面的情况下弯曲成曲线形状或边缘形状。
底模的旋转运动例如可以沿旋转轴进行，旋转轴基本上与输入线的输入方向正交指向。根据不同的设计方案，输入方向可以与旋转轴成角度地指向。
在另外的步骤中，由输入线形成的半个线圈匝通过冲头成形为与输入线的输入方向垂直的匝部段。这种成形可以基本平行于底模的旋转轴实施，并且因此在展开的并且定位于模具中的输入线上压印最终横截面。
压制后冲头与底模间隔开。冲头在此可以是固定或抗扭布置的，并仅用于成形或压制。然后将输入线布置在底模的环绕的型腔中，以形成另外的半个线圈匝。冲头然后可以为布置好的输入线压印或压制出最终的横截面。
为了形成完整的线圈匝，输入线被展开半个绕组、被冲头压制、再次展开半个绕组并且再次被冲头压制。这些步骤可以任意重复，以实现线圈的期望绕组数。
根据本发明的另一方面提供一种线圈，其具有至少一个通过根据本发明的方法制造的线圈匝或者线圈绕组。这种线圈可以由多个相继制造的匝部段形成，其中，两个先后相继的匝部段形成一个线圈匝。在此，相应的匝部段连贯地相互过渡并保持整体或相互材料配合连接。
该方法可以设计为用于制造扁线构成的整个线圈的连续的过程，该方法不需要接合过程。通过针对性地成形输入线的单个层可以精确地设置匝部段的最终横截面。这种由扁线构成的线圈可以在技术上可靠地并且具成本效益地制造。
在有利的设计方案中，输入线可以通过定距件或隔绝层与相邻的匝部段间隔布置在底模的模中。因此可以考虑在线圈制造时额外的特性。
可以进一步简化线圈匝的制造，将输入线导入或拉入底模的环绕的型腔中，通过底模的旋转形成半个线圈匝。通过该措施，底模同时作为驱动装置用于输入线的退卷，以此可以省去用于输入线的输入的单独的执行装置和驱动装置。
根据另外的实施例，成形通过冲头以冷压加工的形式实施。有利的是，为了通过冲头的成形，使用在输入线下方已经成形的匝部段或底模的部段作为支座。通过该措施，已经固化的匝部段或底模的固定基底可以作为用于输入线的成形的支座。通过该措施可以反复精确地制造出由输入线成形产生的匝部段的所导致的横截面。
方法步骤可以用于，在重复输入线的导入或拉入和输入线的成形直至完成线圈时，制造任意尺寸的线圈。通过这些措施，对于线圈尺寸限制性的因素就可以只是底模的模的尺寸和冲头的尺寸。
根据另外的实施方式，通过成形设置匝部段的扁平的横截面，尤其具有正方形或椭圆形或梯形的横截面。根据冲头的形状和横截面，可以选择匝部段的灵活的横截面，在相应的成形步骤中为输入线压印所述横截面。
匝部段和/或线圈的最终的横截面分布可以被灵活设置，若至少一个匝部段的恒定或可变的横截面积通过借助冲头的成形设置。
在另外的实施例中，在使用或不使用润滑剂的情况下通过冲头实施成形。优选的是，铝或铜或钢或金属合金制成的输入线在底模的环绕的模中布置形成半个线圈匝。这些措施实现了制造装置实施时以及线圈的另外的自由度和特性。
至少一个线圈匝可以以技术上特别简单的方式制造，若冲头和底模设计成锻模或锻模装置。
附图说明
下面根据附图进一步阐述本发明的实施例。其中：
图1A、1B示出锻模装置的视图以表示根据本发明的实施方式的用于制造线圈匝的方法，
图2A、2B示出图1的锻模装置的细节，
图3A-3E示出底模的立体视图以表示根据本发明的实施方式的用于制造线圈匝的方法。
在附图中，相同的结构上的元件分别具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1A和图1B示出锻模装置10的视图，以表示根据本发明的实施方式的用于制造线圈匝101、102、103的方法。在此图1A示出该方法的第一步骤，其中，输入线30布置在模具装置10的底模11的环绕的型腔13中，以形成半个线圈匝101。图1A在此示出通过底模11预弯曲的具有圆形横截面的输入线30。此外在横截面中示出底模11连同模具装置10的冲头12的截面图，以表示作用方式。
底模11具有环绕的型腔13，型腔具有基本上矩形的走向。模具13的边缘或者说边棱是倒圆的。图1B在详细视图中示出模具13和型腔的横截面。
底模11优选可以具有与待制造的线圈100(见图2)的外部形状和体积基本一致的模具或者说型腔13。在所示实施例中，底模11与冲头12配合作用形成锻模工具10。
底模11设计成可沿旋转轴D旋转，以便插入或定位在底模11中的输入线30可以通过底模11的旋转运动在底模的型腔11中卷绕或从输入线30的未示出的输入线卷筒退卷。
通过底模的旋转运动，输入线在底模的模具或型腔或凹槽中与型腔的走向一致地预弯曲，并且因此例如基本上在保持原始的横截面的情况下弯曲成曲线形状或边缘形状。
底模的旋转运动例如可以沿旋转轴进行，旋转轴基本上与输入线的输入方向正交指向。根据不同的设计方案，输入方向可以与旋转轴成角度地指向。
在图1B中所示另外的步骤中，由输入线30形成的半个线圈匝101通过冲头12成形为与输入线30的输入方向Z垂直的匝部段40。该成形基本上平行于底模11的旋转轴D并在位于模具或型腔13中的输入线30上压印最终横截面。这样成形的输入线30与匝部段40相对应，其在所示实施例中成形为扁线。
压制后冲头12与底模11间隔开。冲头12在此可以是固定或抗扭布置的，并仅用于成形或压制。冲头12的压制运动通过箭头在图1A和图1B的横截面视图中表示。
然后将输入线30布置在底模11的环绕的型腔13中，以形成另外的半个线圈匝。冲头12然后可以在布置好的输入线30上压印或再次压制最终的横截面。
为了形成线圈100的完整的线圈匝101，输入线30被展开半个绕组、通过冲头12压制、再次展开半个绕组并且再次通过冲头12压制。这些步骤可以任意重复，以实现线圈101的期望绕组数。在此，通过输入线30在模具或型腔13中退卷并随后通过借助冲头12的顺序成形，利用匝部段40连续地且无需材料分离或者材料去除地制造线圈100。在此始终仅逐个地以线圈100的半个匝的长度退卷并且然后分别从圆形成形或者挤压成平的横截面。
在所示实施例中，冲头12或压制工具每半匝执行一个冲程。每个冲程后，底模11沿旋转轴D旋转180°。因此在每两个半转或者说半匝和压制过程之后逐层地产生线圈100。该过程在图2A、图2B和图3A-3E中对线圈100的前三层或匝101、102、103示出。
由于从线圈100的成形好的输入线40或者说匝部段40和原始的输入线30的过渡部位于底模11的型腔13中，所以底模11可以沿输入方向Z执行输入线30的退卷或输入。
图1A和图1B中示出线圈100的第一匝101的制造。图2A在模具装置10的剖视图中示出线圈100的第二匝102的制造。与此相对应的是线圈100的第三匝103的形成，这由图2B示出。在所示的实施例中，线圈100具有三个线圈匝101、102、103，并由此制造完成。
图3中逐步示出制造第二层或第二线圈匝102的过程。图3A示出步骤，其中，输入线30被底模11沿输入方向Z拉入型腔13。
图3B示出底模11在通过冲头12成形后的状态，为了清楚起见在此没有示出冲头12。因此半个线圈匝是以扁线或成形好的匝部段40的形式设计的。
在图3C中，底模11沿旋转轴D旋转180°，由此将另外的输入线30拉入型腔13。在该方法的后续步骤中，如图3D所示，再次通过冲头12成形输入线30的半个线圈匝。在图3E中，底模11再次沿旋转轴D进行旋转运动，以拉入另外的输入线30。然后可以任意重复该顺序，以制造具有任何匝数的由扁线或不同于输入线30的圆形截面的其他截面构成的线圈100。
附图标记列表：
100 线圈
101 线圈匝
102 第二线圈匝
103 第三线圈匝
10 锻模装置
11底模
12 冲头
13 底模的型腔
30 输入线
40成形的输入线/匝部段
D底模的旋转轴
Z输入线的输入方向。

Claims (9)

1.一种用于制造线圈匝(101)的方法，所述线圈匝尤其呈扁线的形式，其特征在于，将输入线(30)布置到底模(11)的环绕的型腔(13)中形成半个线圈匝，其中，通过冲头(12)使由所述输入线(30)形成的半个线圈匝成形为与输入线(30)的输入方向(Z)垂直的匝部段，并且其中，压制后冲头(12)与底模(11)间隔开并且将输入线(30)布置在底模(11)的环绕的型腔(13)中形成另外的半个线圈匝。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将输入线(30)导入或拉入底模(11)的环绕的型腔(13)中，通过底模(11)的旋转形成半个线圈匝。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，成形通过冲头(12)以冷压加工的形式实施，其中，对于通过冲头(12)的成形使用在输入线(30)下方已经成形的匝部段或底模(11)的部段作为支座。
4.按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，重复输入线(30)的导入或拉入和输入线(30)的成形，直至制造完成线圈(100)。
5.按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，通过成形设置匝部段的扁平的横截面，尤其具有正方形或椭圆形或梯形的横截面。
6.按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，线圈匝(101)的至少一个匝部段的恒定或可变的横截面积通过借助冲头(12)的成形设置。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在使用或不适用润滑剂的情况下通过冲头(12)实施成形，其中，铝或铜或钢或金属合金制成的输入线(30)布置在底模(11)的环绕的型腔(13)中，以形成半个线圈匝(101)。
8.按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，冲头(12)和底模(11)设计成锻模装置(10)。
9.一种线圈(100)，其具有至少一个线圈匝(101,102,103)，其特征在于所述线圈匝是通过按照上述权利要求之一所述的方法制造的。
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