DE102013010234A1

DE102013010234A1 - Winding wire for producing a winding and a method for this purpose and a winding support

Info

Publication number: DE102013010234A1
Application number: DE102013010234.0A
Authority: DE
Inventors: Jörn Blecken
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2014-12-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wickeldraht (2) zur Herstellung einer Wicklung (5) auf einem Wicklungsträger (1). Der Wickeldraht (2) hat eine regelmäßige hexagonale Querschnittsform mit sechs Außenflächen (3), die entlang ihrer Außenkanten (4) verbunden sind. Hierdurch werden in überraschend einfacher Weise ein besonders hoher Füllgrad erreicht und das Anbringen einer Wicklung (5) auf dem Wicklungsträger (1) vereinfacht. Insbesondere liegt der Wickeldraht (2) jederzeit flächig und derart formschlüssig an den Außenflächen (3) der benachbarten Windungen (6, 7, 8) an, dass eine unerwünschte Drehung um eine Drahtlängsachse vermieden werden kann. Der zur Herstellung eingesetzte Wicklungsträger (1) hat an seinem Umfang umlaufend angeordnete nutenförmige Vertiefungen (10) mit gegensinnig geneigten, ebenen Flanken (11) und einer zwischen diesen jeweils eingeschlossenen Nutengrundfläche (12), die parallel zu einer Rotationsachse (13) des Wicklungsträgers (1) verläuft. Bei der durch die Windung (6) gebildeten inneren Lage liegt der Wickeldraht (2) an den Flanken (11) der Vertiefungen (10) und der Nutengrundfläche (12) flächig und formschlüssig an.The invention relates to a winding wire (2) for producing a winding (5) on a winding support (1). The winding wire (2) has a regular hexagonal cross-sectional shape with six outer surfaces (3) which are connected along their outer edges (4). As a result, a particularly high degree of filling is achieved in a surprisingly simple manner and the attachment of a winding (5) on the winding carrier (1) is simplified. In particular, the winding wire (2) lies flat against the outer surfaces (3) of the adjacent turns (6, 7, 8) at all times and in such a form-fitting manner that an undesired rotation about a longitudinal axis of the wire can be avoided. The winding carrier (1) used for the production has circumferentially arranged groove-shaped depressions (10) with oppositely inclined, flat flanks (11) and a groove base surface (12) enclosed between them, which is parallel to an axis of rotation (13) of the winding carrier ( 1) runs. In the case of the inner layer formed by the winding (6), the winding wire (2) lies flat and positively on the flanks (11) of the depressions (10) and the groove base (12).

Description

Die Erfindung betrifft einen eine polygonale Querschnittsfläche aufweisenden Wickeldraht zur Herstellung einer Wicklung für eine elektrische Maschine, insbesondere eine elektrische Antriebsmaschine für ein Fahrzeug, oder für einen Generator. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wickeln eines eine polygonale Querschnittsfläche aufweisenden Wickeldrahtes auf einem Wicklungsträger, bei dem eine Vielzahl von benachbarten Windungen aufweisende, mehrlagige Wicklungen des Wickeldrahtes auf dem Wicklungsträger hergestellt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung einen zur Anwendung bei dem Verfahren bestimmten Wicklungsträger.The invention relates to a polygonal cross-sectional area having winding wire for producing a winding for an electrical machine, in particular an electric drive machine for a vehicle, or for a generator. Furthermore, the invention relates to a method for winding a winding wire having a polygonal cross-sectional area on a winding carrier, wherein a plurality of adjacent turns having multi-layer windings of the winding wire are produced on the winding support. Furthermore, the invention relates to a winding carrier intended for use in the method.

Im Elektromaschinenbau ist es bekannt, Wicklungen aus elektrisch isolierten Drähten anzufertigen. Für die Herstellung solcher Wicklungen werden Drähte mit einem im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt verwendet.In electrical engineering, it is known to make windings of electrically insulated wires. Wires having a substantially circular cross-section are used for the production of such windings.

Der Anteil des vom Spulendrahtmaterial eingenommenen Raumes im Verhältnis zum Gesamtvolumen der Spulenwicklung wird Füllfaktor bzw. Kupferfüllfaktor genannt. Bei einem über eine höhere Windungszahl realisierten höheren Füllfaktor, d. h. mittels einer dichteren Packung der Windungen, erhält man bei unverändertem Drahtdurchmesser und bei gleichem Spulenstrom ein größeres Statorpolfeld und damit ein höheres Motordrehmoment, wobei das Spulenvolumen unverändert beibehalten wird.The proportion of the space occupied by the coil wire material in relation to the total volume of the coil winding is called fill factor or copper fill factor. For a higher fill factor realized over a higher number of turns, i. H. By means of a denser packing of the turns, one obtains a larger Statorpolfeld and thus a higher motor torque with unchanged wire diameter and the same coil current, wherein the coil volume is maintained unchanged.

Bei elektrischen Maschinen stellt die Leistungsdichte zunehmend das für die Praxis entscheidende Kriterium dar. Dies gilt beispielsweise für Hybrid-, Brennstoffzellen- bzw. Elektro-Antriebe in einem Kraftfahrzeug, da hier besonders hohe Ansprüche hinsichtlich eines möglichst reduzierten Gewichtes und Volumens des Elektromotors herrschen.In electric machines, the power density increasingly represents the decisive criterion for practice. This applies, for example, hybrid, fuel cell or electric drives in a motor vehicle, since there are particularly high demands in terms of reduced possible weight and volume of the electric motor.

Der erreichbare Füllfaktor für Drähte mit kreisförmigem Querschnitt solcher Wicklungen bzw. Nuten liegt in der Größenordnung von ca. 65%. Es ist auch bereits bekannt, im Querschnitt rechteckige Kupferdrähte oder Kupferbänder zu verwenden. Bei Kupferdrähten, die einen Querschnitt von weniger als 1 mm² aufweisen, ist das Verlegen von Formdrähten schwierig.The achievable fill factor for wires with a circular cross-section of such windings or grooves is on the order of about 65%. It is also already known to use in cross section rectangular copper wires or copper strips. For copper wires having a cross section of less than 1 mm ² , laying of shaped wires is difficult.

Die EP 0 356 498 B1 bezieht sich auf die Herstellung eines Eisenkörpers aus einer Wicklung mit einer Vielzahl neben- und übereinander liegender Windungen aus einem elektrisch isolierten Draht von im Wesentlichen kreisrundem Querschnitt. Durch eine äußere Krafteinwirkung werden die Windungen wabenartig verformt.The EP 0 356 498 B1 relates to the production of an iron body from a winding having a plurality of juxtaposed and superimposed turns of an electrically insulated wire of substantially circular cross-section. By an external force, the windings are deformed like a honeycomb.

Die DE 33 47 195 A1 beschreibt ebenfalls verpresste Wicklungen.The DE 33 47 195 A1 also describes pressed windings.

Darüber hinaus ist es auch bereits bekannt, durch die Verwendung eines eckigen Querschnittes in Rechteck- oder Trapezform den verfügbaren Platz optimal auszunutzen. Dadurch wird ein möglichst großer Kupferdrahtquerschnitt untergebracht, ohne dass hierzu eine Verformung der erzeugten Wicklung erforderlich ist.Moreover, it is also already known to optimally utilize the available space by using a rectangular cross-section in a rectangular or trapezoidal shape. As a result, the largest possible copper wire cross-section is housed, without requiring a deformation of the winding produced is required.

Aus der DE 103 13 148 A1 ist eine Wicklung für eine elektrische Maschine umfassend ein Leiterbündel aus eckigen Einzeldrähten bekannt, die jeweils gegeneinander isoliert sind.From the DE 103 13 148 A1 is a winding for an electric machine comprising a conductor bundle of square individual wires known, which are each isolated from each other.

Die DE 10 2004 037 866 A1 bezieht sich auf Maßnahmen zur Verbesserung des Raumfaktors beim Wickeln eines rechteckigen Drahtes auf einen Wicklungsträger.The DE 10 2004 037 866 A1 refers to measures to improve the space factor when winding a rectangular wire on a winding support.

Die DE 10 2004 025 105 A1 offenbart Wicklungen, die aus einem Rechteckdraht gefertigt sind, der einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist, um den Raumfaktor zu verbessern.The DE 10 2004 025 105 A1 discloses windings made of a rectangular wire having a substantially rectangular cross section to improve the space factor.

Außerdem bezieht sich die DE 10 2007 037 611 B3 auf einen Wicklungsträger mit einem Wickelkörper, dessen Mantelfläche einen trapezförmigen Querschnitt aufweist.In addition, the refers DE 10 2007 037 611 B3 to a winding support with a winding body whose lateral surface has a trapezoidal cross-section.

Es hat sich bereits gezeigt, dass zum Wickeln solcher polygonaler Wickeldrähte zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind. So beschreibt beispielsweise die DE 197 39 520 C2 eine Vorrichtung zum Wickeln eines Flachdrahtes auf einen Kern mit einem jeweils einen Flansch aufweisenden Gegenlager und Wickelwerkzeug. Dabei ist der relative Abstand des Gegenlagers gegenüber dem Wickelwerkzeug derart einstellbar, dass zwischen der Wicklung und dem Flansch ein geeigneter Spalt für den zuzuführenden Flachdraht festlegbar ist.It has already been shown that additional measures are necessary for winding such polygonal winding wires. For example, describes the DE 197 39 520 C2 a device for winding a flat wire on a core with a respective flange having an abutment and winding tool. In this case, the relative distance of the anvil against the winding tool is adjustable so that between the winding and the flange a suitable gap for the supplied flat wire can be fixed.

Aus der DE 1 940 938 A1 ist eine Wickelvorrichtung zur Herstellung von Spulen aus Flachdraht bekannt, durch die mehrere nebeneinander liegende Windungen hochkant um einen Profildorn gewickelt werden.From the DE 1 940 938 A1 is a winding device for the production of coils made of flat wire, through which several adjacent turns are wound edgewise around a profile mandrel.

Weiterhin beschreibt auch die DE 1 638 530 A1 eine Flachdrahtwicklung mit festen Wicklungen, bei denen die Flachdrähte hochkant stehen.Furthermore, also describes the DE 1 638 530 A1 a flat wire winding with fixed windings, in which the flat wires stand upright.

Die DE 29 05 996 A1 bezieht sich auf eine mit einem Flachdraht hergestellte Induktionsspule. Um die Spule nach der Wicklung verformen zu können und dabei das Gleiten der Windungen aneinander zu vermeiden, ist der Querschnitt des verwendeten Flachdrahtes derart gewählt, dass die die Spule bildenden Windungen nach dem Wickeln ineinander gefügt sind. Hierzu kann der Flachdraht eine kreisbogenförmige Querschnittsform aufweisen.The DE 29 05 996 A1 refers to an induction coil made with a flat wire. In order to deform the coil after the winding and thereby avoid the sliding of the windings to each other, the cross section of the flat wire used is chosen such that the Coil-forming windings are joined together after winding. For this purpose, the flat wire may have a circular arc-shaped cross-sectional shape.

Ferner beziehen sich auch die DE 1 188 194 B sowie die JP 2004-071604 A auf die Herstellung von Wicklungen aus Flachdraht.Furthermore, also refer to DE 1 188 194 B as well as the JP 2004-071604 A on the production of windings made of flat wire.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen wesentlich optimierten Wickeldraht zu schaffen. Weiterhin soll ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem solchen Wickeldraht hergestellten Wicklung sowie ein hierzu geeigneter Wicklungsträger geschaffen werden.Against this background, the invention has the object to provide a substantially optimized winding wire. Furthermore, a method for producing a winding produced with such a winding wire and a suitable winding support to be created.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einem Wickeldraht gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The first object is achieved with a winding wire according to the features of claim 1. The subclaims relate to particularly expedient developments of the invention.

Erfindungsgemäß weist also ein Wickeldraht eine regelmäßige polygonale Querschnittsform auf. Hierdurch wird in überraschend einfacher Weise ein besonders hoher Kupferfüllgrad erreicht, ohne dass hierzu die zuvor hergestellte Wicklung einer nachträglichen Umformung durch Pressen unterzogen werden muss. Indem also auf eine äußere Krafteinwirkung auf die bereits hergestellte Wicklung verzichtet werden kann, wird die damit verbundene Gefahr der Beschädigung des Wickeldrahtes vermieden, sodass sehr hohe Qualitätsanforderungen erfüllt werden können. Die Windungen einer nachfolgenden Windung lassen sich somit nahezu ohne einen unerwünschten Freiraum zwischen benachbarten oder aufeinander aufliegenden Windungen zu der Wicklung fügen, sodass deren Abstand im Wesentlichen lediglich durch die Isolierschicht des Wickeldrahtes bestimmt ist. Insbesondere ist es bei Versuchen bereits gelungen, infolge der polygonalen Querschnittsform des Wickeldrahtes eine nahezu formschlüssige, mehrlagige Wicklung zu erzeugen. Dadurch wird eine unerwünschte seitliche Verlagerung nachfolgender Windungen von der vorbestimmten Position ausgeschlossen. Im Gegensatz zu an sich bekannten Flachdrähten ist hingegen die Drahtführung beim Anbringen der Wicklung wesentlich vereinfacht, weil die Seiten des Wickeldrahtquerschnittes übereinstimmen und somit keiner besonderen Ausrichtung bzw. Führung bedürfen. Eine in Bezug auf die Wickelachse radial nach außen weisende Fläche wird dabei in einfacher Weise während des gesamten Wickelvorganges erhalten. Dabei wird unter einer regelmäßigen polygonalen Querschnittsform jedes Vieleck verstanden, welches gleiche Seiten und gleiche Innenwinkel aufweist und bei welchem die Ecken gleichbeabstandet auf einem Kreis liegen.Thus, according to the invention, a winding wire has a regular polygonal cross-sectional shape. As a result, a particularly high degree of copper filling is achieved in a surprisingly simple manner without the previously produced winding having to be subsequently subjected to subsequent shaping by pressing. By thus can be dispensed with an external force on the already produced winding, the associated risk of damage to the winding wire is avoided, so that very high quality requirements can be met. The turns of a subsequent turn can thus be added to the winding with almost no unwanted free space between adjacent or superimposed turns, so that their spacing is determined essentially only by the insulating layer of the winding wire. In particular, attempts have already been made, as a result of the polygonal cross-sectional shape of the winding wire, to produce a virtually positive, multi-layered winding. This eliminates unwanted lateral displacement of subsequent turns from the predetermined position. In contrast to known flat wires, however, the wire guide when attaching the winding is much easier, because the sides of the winding wire cross-section match and thus require no special alignment or leadership. A radially outwardly facing surface relative to the winding axis is thereby obtained in a simple manner during the entire winding process. In this case, a polygonal cross-sectional shape is understood as meaning any polygon which has identical sides and the same internal angle and in which the corners lie equidistantly on a circle.

Dabei hat es sich bereits als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die polygonale Querschnittsform eine gerade Anzahl gleich langer Seiten aufweist. Hierdurch verlaufen gegenüberliegende Seitenflächen der Wickeldrähte parallel und vereinfachen insbesondere als Auflagefläche für nachfolgende Windungen den Wickelprozess wesentlich.It has already proven to be particularly advantageous if the polygonal cross-sectional shape has an even number of equal sides. As a result, opposite side surfaces of the winding wires run parallel and simplify the winding process, in particular, as a bearing surface for subsequent turns.

Bei einer besonders einfachen Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Wickeldrahtes weist der Wickeldraht eine quadratische Querschnittsfläche auf. Hierdurch wird im Vergleich zu anderen polygonalen Querschnittsformen die seitliche Einfassung in axialer Richtung der Wicklung vereinfacht, die dadurch eine Ebene bildet. Der Füllgrad kann dadurch maximiert werden.In a particularly simple embodiment of the winding wire according to the invention, the winding wire has a square cross-sectional area. As a result, in comparison with other polygonal cross-sectional shapes, the lateral enclosure in the axial direction of the winding is simplified, which thereby forms a plane. The degree of filling can thereby be maximized.

Bei einer anderen, besonders praxisnahen Ausgestaltung weist der Wickeldraht eine regelmäßige hexagonale Querschnittsfläche auf, wobei also der Querschnitt sechs Seiten aufweist, die gleich lang sind und wobei alle Winkel an den sechs Ecken gleich groß sind und die Seiten so ein regelmäßiges Sechseck bilden. Im Querschnitt der die Wicklung bildenden Windungen zeigen diese eine regelmäßige Wabenstruktur. Es hat sich auch bereits gezeigt, dass die hexagonalen Wickeldrähte regelmäßige Lagen aus mehreren benachbarten Windungen erzeugen, in deren Zwischenraum sich die nachfolgende Windung problemlos einfügen lässt. Die raumsparende Wabenstruktur entsteht dabei ohne großen Führungsaufwand und ohne dass ein nachträgliches Verpressen notwendig wird. Indem die benachbarten Windungen eine nutenförmige Aussparung begrenzen, deren Flanken geneigt sind, bilden diese zugleich eine Führungshilfe für die nachfolgend aufzubringende Windung einer weiteren Windungsebene.In another, particularly practical embodiment of the winding wire has a regular hexagonal cross-sectional area, so the cross section has six sides that are the same length and all angles are the same size at the six corners and form the sides so a regular hexagon. In the cross-section of the turns forming the winding, these show a regular honeycomb structure. It has also been shown that the hexagonal winding wires produce regular layers of several adjacent turns, in the space between which the subsequent turn can be easily inserted. The space-saving honeycomb structure is created without great management effort and without subsequent compression is necessary. By the adjacent turns define a groove-shaped recess whose flanks are inclined, these also form a guide to the subsequently applied turn of another winding plane.

Der Wickeldraht weist üblicherweise eine Isolierschicht, insbesondere aus einem Kunststoffmaterial auf, die auch als Lack aufgebracht werden kann, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt ist. Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der Wickeldraht eine Backlackschicht aufweist, um so die Wicklung nach der Fertigstellung zu einer unlösbaren Einheit zu verbinden und diese problemlos von dem Wicklungsträger lösen zu können.The winding wire usually has an insulating layer, in particular of a plastic material, which can also be applied as a lacquer, without the invention being limited thereto. It is also particularly advantageous if the winding wire has a baked enamel layer so as to be able to connect the winding after completion to a non-detachable unit and to be able to detach it from the winding support without any problems.

Weiterhin hat es sich bereits als Erfolg versprechend erwiesen, wenn der Durchmesser des Wickeldrahtes größer oder gleich 1 mm in Bezug auf einen die Ecken des polygonalen Querschnittes verbindenden Kreises bemessen ist.Furthermore, it has already proven to be promising if the diameter of the winding wire is greater than or equal to 1 mm with respect to a connecting the corners of the polygonal cross-section circle.

Die zweitgenannte Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer mit einem solchen Wickeldraht hergestellten Wicklung zu schaffen, wird dadurch gelöst, dass der Drahtführer für den Wickeldraht in Abhängigkeit der mittels eines insbesondere eine CCD-Kamera aufweisenden optischen Sensors erfassten Signale in Richtung von drei Raumachsen bewegt wird. Hierdurch wird ein Regelkreis bei der Herstellung der Wicklung realisiert, durch den eine unmittelbare Korrektur möglicher Soll-Ist-Abweichungen vorgenommen werden kann. Mittels des optischen Sensors werden dabei beispielsweise die Lage und Orientierung einer Außenfläche des polygonalen Wickeldrahtes erfasst, sodass in einfacher Weise eine unerwünschte Drehung des Wickeldrahtes um seine Längsachse vermieden werden kann. Hierzu kann beispielsweise das von der Oberfläche des Wickeldrahtes reflektierte Licht kontinuierlich nach dem Prinzip der Triangulation erfasst werden.The second-mentioned object of providing a method for producing a winding produced with such a winding wire is achieved by moving the wire guide for the winding wire in the direction of three spatial axes as a function of the optical sensor having a particular CCD camera , As a result, a control loop is realized in the production of the winding, through which a Immediate correction of possible target-actual deviations can be made. By way of example, the position and orientation of an outer surface of the polygonal winding wire are detected by means of the optical sensor, so that undesired rotation of the winding wire about its longitudinal axis can be avoided in a simple manner. For this purpose, for example, the light reflected from the surface of the winding wire light can be continuously detected according to the principle of triangulation.

Indem gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung während des Wickelprozesses ein Soll-Ist-Abgleich der Drahtposition durchgeführt und gegebenenfalls ein Korrektursignal für die Drahtführer erzeugt wird, lässt sich nicht nur die axiale Position des Wickeldrahtes in Bezug auf den Wicklungsträger korrigieren, sondern auch dessen Winkellage in Bezug auf seine Längsachse. Hierzu ist der Drahtführer um die Längsachse des Wickeldrahtes schwenkbeweglich ausgeführt und entsprechend der erfassten Signale steuerbar.By according to a particularly advantageous embodiment during the winding process, a target-actual adjustment of the wire position performed and optionally a correction signal for the wire guide is generated, not only the axial position of the winding wire with respect to the winding carrier can be corrected, but also its angular position with respect on its longitudinal axis. For this purpose, the wire guide is designed to be pivotable about the longitudinal axis of the winding wire and controllable according to the detected signals.

Bei Spulenwicklungen werden Windungen der Spulenwicklung spiralförmig aufgebracht, wobei die Windungen in mehreren Lagen angeordnet sind. Vorzugsweise wird der Wickelprozess dabei als orthozyklische Wicklung durchgeführt, um den orthozyklischen Aufbau einer Wicklung zu begünstigen, indem der Wicklungsträger mit einer Profilierung versehen ist. Die Struktur der Prägung weist eine Rillenstruktur auf. Die Rillenstruktur ermöglicht ein definiertes Ablegen der ersten Lage von Windungen der Spulenwicklung.In coil windings, windings of the coil winding are spirally applied, the windings being arranged in multiple layers. Preferably, the winding process is carried out as orthocyclic winding in order to promote the orthocyclic structure of a winding by the winding support is provided with a profiling. The structure of the embossment has a groove structure. The groove structure allows a defined deposition of the first layer of turns of the coil winding.

Schließlich wird die Aufgabe, einen zur Anwendung bei dem Verfahren geeigneten Wicklungsträger zu schaffen, dadurch gelöst, dass dieser an seinem Umfang umlaufend angeordnete nutenförmige Vertiefungen aufweist, mit gegensinnig geneigten, ebenen Flanken. Hierdurch liegt der Wicklungsdraht während der Durchführung des Wickelprozesses an den Flanken der Vertiefungen flächig und formschlüssig an.Finally, the object of providing a winding support suitable for use in the method is achieved in that it has circumferentially arranged groove-shaped recesses on its circumference, with oppositely inclined, flat flanks. As a result, the winding wire lies flat and positively against the flanks of the depressions during the implementation of the winding process.

Dabei könnten die Vertiefungen derart ausgeführt sein, dass die Flanken eine parallel zur Rotationsachse verlaufende, einen Nutengrund bildende Grundfläche bilden. Besonders vorteilhaft ist hingegen eine Variante des erfindungsgemäßen Wicklungsträgers, bei der die ebenen Flanken der Vertiefung im Bereich des Nutengrundes aufeinandertreffen. Hierdurch liegt der Wickeldraht nicht mit einer seiner Außenflächen parallel zu der Wickelachse des Wicklungsträgers auf diesem auf, sondern mit einer zwei Außenflächen verbindenden Außenkante. Somit wird jede Vertiefung lediglich durch die gegenüberliegenden Flanken gebildet, sodass nicht nur der Herstellungsaufwand für den Wicklungsträger reduziert ist, sondern zudem das Anbringen der einzelnen, benachbarten Windungen dadurch erleichtert wird, dass diese unmittelbar gegeneinander liegen.In this case, the recesses could be embodied such that the flanks form a base surface running parallel to the axis of rotation and forming a groove base. By contrast, a variant of the winding carrier according to the invention in which the flat flanks of the depression meet in the area of the groove base is particularly advantageous. As a result, the winding wire does not lie with its outer surfaces parallel to the winding axis of the winding carrier on this, but with an outer edge connecting two outer surfaces. Thus, each recess is formed only by the opposite edges, so that not only the manufacturing cost of the winding support is reduced, but also the attachment of the individual, adjacent windings is facilitated by the fact that they are directly against each other.

Bei einer weiteren, ebenfalls besonders Erfolg versprechenden Variante der Erfindung ist der Wicklungsträger mehrteilig ausgeführt, sodass jedes Wicklungsträgerteil lediglich einen Anteil des gesamten Umfanges des Wicklungsträgers als Umfangsabschnitt aufweist. Hierdurch lässt sich die Wicklung nach der Fertigstellung von dem Wicklungsträger lösen, indem dessen Wicklungsträgerteile getrennt werden. Bei einer einfachen Variante ist der Wicklungsträger hierzu aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, deren Teilungsebene durch die Dreh- oder Symmetrieachse des Wicklungsträgers verläuft. Hierzu besteht der Wicklungsträger zumindest in seinem die Auflagefläche für den Wickeldraht bildenden Bereich aus Kunststoff.In another, also particularly promising variant of the invention, the winding support is designed in several parts, so that each winding support member has only a portion of the entire circumference of the winding support as a peripheral portion. In this way, the winding can be solved by the winding support after completion by the winding support members are separated. In a simple variant, the winding support for this purpose is composed of two half-shells, the division plane extends through the axis of rotation or symmetry of the winding support. For this purpose, the winding support at least in its the support surface for the winding wire forming region of plastic.

Der Wicklungsträger könnte rotationssymmetrisch ausgeführt sein. Besonders Erfolg versprechend ist hingegen eine Ausführungsform, bei welcher der Wicklungsträger einen polygonalen Querschnitt hat.The winding carrier could be rotationally symmetrical. On the other hand, an embodiment in which the winding carrier has a polygonal cross-section is particularly promising.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt jeweils in einer geschnittenen Darstellung inThe invention allows numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in each case in a cut representation in

1 einen Wicklungsträger zur flachen Auflage einer Außenfläche des Wickeldrahtes; 1 a winding support for supporting a flat surface of an outer surface of the winding wire;

2 eine Variante des Wicklungsträgers, bei der der Wickeldraht über seine Außenkante gewickelt wird. 2 a variant of the winding carrier in which the winding wire is wound over its outer edge.

1 zeigt in einer längs geschnittenen Ansicht einen erfindungsgemäßen Wicklungsträger 1 für einen Wickeldraht 2 mit einer regelmäßigen polygonalen Querschnittsform und sechs gleichen Außenflächen 3, die entlang ihrer Außenkanten 4 verbunden sind. Hierdurch werden in überraschend einfacher Weise ein besonders hoher Füllgrad erreicht und das Anbringen einer Wicklung 5 auf dem Wicklungsträger 1 vereinfacht. In dem dargestellten Beispiel des Wickeldrahtes 2 mit einer Querschnittsform eines regelmäßigen Sechsecks begrenzen jeweils die ebenen Außenflächen 3 von drei Windungen 6, 7, 8 eine Vertiefung für die nachfolgend anzubringende, lediglich gestrichelt dargestellte Windung 9, wobei eine erste Windung 6 einer inneren Ebene zugeordnet ist und die beiden übrigen Windungen 7, 8 einer mittleren Ebene zugeordnet sind. Somit liegt der Wickeldraht 2 jederzeit flächig und derart formschlüssig an den Außenflächen 3 der benachbarten Windungen 6, 7, 8 an, dass eine unerwünschte Drehung um eine Drahtlängsachse vermieden werden kann. Um die gewünschte hohe Packungsdichte zuverlässig zu erreichen, hat der Wicklungsträger 1 an seinem Umfang umlaufend angeordnete nutenförmige Vertiefungen 10 mit gegensinnig geneigten, ebenen Flanken 11 und einer zwischen diesen jeweils eingeschlossenen Nutengrundfläche 12, die parallel zu einer Rotationsachse 13 des Wicklungsträgers 1 verläuft. Bei der durch die Windung 6 gebildeten inneren Lage liegt der Wickeldraht 2 an den Flanken 11 der Vertiefungen 10 und der Nutengrundfläche 12 flächig und formschlüssig an. 1 shows in a longitudinal sectional view of a winding support according to the invention 1 for a winding wire 2 with a regular polygonal cross-sectional shape and six equal outer surfaces 3 along their outer edges 4 are connected. As a result, a particularly high degree of filling can be achieved in a surprisingly simple manner and the attachment of a winding 5 on the winding carrier 1 simplified. In the illustrated example of the winding wire 2 with a cross-sectional shape of a regular hexagon limit each of the flat outer surfaces 3 of three turns 6 . 7 . 8th a recess for the following to be attached, only dashed shown turn 9 where a first turn 6 an inner level is assigned and the two remaining turns 7 . 8th are assigned to a middle level. Thus, the winding wire is located 2 always flat and so form-fitting on the outer surfaces 3 the neighboring turns 6 . 7 . 8th that an undesirable rotation about a wire axis can be avoided. To the desired high packing density To achieve reliable, has the winding support 1 circumferentially arranged groove-shaped depressions on its circumference 10 with oppositely inclined, flat flanks 11 and a groove base included between each of them 12 parallel to a rotation axis 13 of the winding carrier 1 runs. By the turn 6 formed inner layer is the winding wire 2 on the flanks 11 the wells 10 and the groove base 12 flat and form-fitting.

Demgegenüber treffen bei der in 2 dargestellten Variante eines Wicklungsträgers 14 die Flanken 11 einer Vertiefung 16 in einem Nutengrund 15 V-förmig entlang einer Geraden aufeinander. Demensprechend liegt der Wickeldraht 2 nicht mit einer seiner Außenflächen 3 parallel zu der Rotationsachse 13 des Wicklungsträgers 14 auf diesem auf, sondern mit der zwei Außenflächen 3 verbindenden Außenkante 4. Somit wird jede Vertiefung 16 lediglich durch die gegenüberliegenden Flanken 11 gebildet, sodass der Herstellungsaufwand für den Wicklungsträger 14 reduziert ist. Zudem liegt der Wickeldraht 2 jeder Windung 8 gegen die Außenflächen 3 des Wickeldrahtes 2 von lediglich zwei vorhergehenden Windungen 6, 7 an.In contrast, meet at the in 2 illustrated variant of a winding carrier 14 the flanks 11 a depression 16 in a groove bottom 15 V-shaped along a straight line. Demensprechend is the winding wire 2 not with one of its outer surfaces 3 parallel to the axis of rotation 13 of the winding carrier 14 on top of that, but with the two exterior surfaces 3 connecting outer edge 4 , Thus every depression becomes 16 only through the opposite flanks 11 formed, so that the manufacturing cost of the winding carrier 14 is reduced. In addition, there is the winding wire 2 every turn 8th against the outer surfaces 3 of the winding wire 2 of only two previous turns 6 . 7 at.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Wicklungsträgerwinding support
22: Wickeldrahtwinding wire
33: Außenflächeouter surface
44: Außenkanteouter edge
55: Wicklungwinding
66: Windungconvolution
77: Windungconvolution
88th: Windungconvolution
99: Windungconvolution
1010: Vertiefungdeepening
1111: Flankeflank
1212: Nutengrundflächegroove bottom surface
1313: Rotationsachseaxis of rotation
1414: Wicklungsträgerwinding support
1515: Nutengrundgroove base
1616: Vertiefungdeepening

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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DE 1638530 A1 [0015]
DE 2905996 A1 [0016]
DE 1188194 B [0017]
JP 2004-071604A [0017]

Claims

A polygonal cross-sectional area having winding wire ( 2 ) for producing a winding ( 5 ) for an electric machine or a generator, characterized in that the winding wire ( 2 ) has a regular polygonal cross-sectional shape.

Winding wire ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the polygonal cross-sectional shape has an even number of equal sides.

Winding wire ( 2 ) according to claims 1 or 2, characterized in that the winding wire ( 2 ) has a square cross-sectional area.

Winding wire ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the winding wire ( 2 ) has a regular hexagonal cross-sectional area.

Winding wire ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the winding wire ( 2 ) has a baked enamel layer.

Winding wire ( 2 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diameter of the winding wire ( 2 ) is at least 1 mm.

Method for winding a winding wire having a non-circular, in particular a polygonal cross-sectional area ( 2 ) on a winding support ( 1 . 14 ), in which a plurality of adjacent turns ( 6 . 7 . 8th . 9 ), multilayer windings ( 5 ) of the winding wire ( 2 ) on the winding support ( 1 ) are produced by means of a wire guide, characterized in that the wire guide for the winding wire ( 2 ) is moved in response by means of an in particular a CCD camera having optical sensor detected signals in the direction of three spatial axes.

Winding carrier ( 1 . 14 ), characterized by circumferentially arranged on its circumference groove-shaped depressions ( 10 . 16 ) with oppositely inclined, flat flanks ( 11 ).

Winding carrier ( 1 . 14 ) according to claim 8, characterized in that the flat flanks ( 11 ) of the depression ( 16 ) in the region of the groove bottom ( 15 ) meet.

Winding carrier ( 1 . 14 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the winding support ( 1 . 14 ) has a polygonal cross-sectional shape.