DE102017124859A1 - Method for producing an electric coil and winding device - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Spule (10), bei welchem ein elektrischer Leiter (20) auf einen Träger (12) aufgewickelt wird. Es wird vorgeschlagen, dass der Leiter (20) vor dem Auflaufen auf den Träger (12) in Richtung einer Längsachse (L) der Spule (10) derart plastisch verformt wird, dass eine resultierende Verformung (38) des Leiters (22) einem gewünschten Windungssprung (22) entspricht.Die Erfindung betrifft ferner eine Wickelvorrichtung (30) zum Herstellen einer elektrischen Spule (10), wobei die Wickelvorrichtung (30) dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Leiter (20) auf einen Träger (12) aufzuwickeln, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens: Die Wickelvorrichtung (30) umfasst eine Umformeinrichtung (32), welche dazu ausgelegt ist, den Leiter (20) vor dem Auflaufen auf den Träger (12) in Richtung einer Längsachse (L) der Spule (10) derart plastisch zu verformen, dass eine resultierende Verformung (38) des Leiters (20) einem gewünschten Windungssprung (22) entspricht.The invention relates to a method for producing an electrical coil (10), in which an electrical conductor (20) is wound onto a carrier (12). It is proposed that the conductor (20) is plastically deformed in such a way in the direction of a longitudinal axis (L) of the coil (10) before emergence onto the carrier (12) that a resulting deformation (38) of the conductor (22) is desired The invention further relates to a winding device (30) for producing an electrical coil (10), wherein the winding device (30) is adapted to wind an electrical conductor (20) on a support (12), in particular for Carrying out the method: The winding device (30) comprises a forming device (32) which is designed to plastically close the conductor (20) in a direction of a longitudinal axis (L) of the coil (10) prior to running on the carrier (12) deforming that a resulting deformation (38) of the conductor (20) corresponds to a desired winding jump (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Spule, bei welchem ein elektrischer Leiter auf einen Träger aufgewickelt wird. Die Erfindung betrifft ferner eine Wickelvorrichtung.The present invention relates to a method of manufacturing an electrical coil, in which an electrical conductor is wound onto a carrier. The invention further relates to a winding device.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In vielen technischen Gebieten steigt die Nachfrage nach leistungsfähigen Elektromotoren, beispielsweise im Bereich der Antriebstechnik für Fahrzeuge oder im Anlagenbau. Vorteilhaft an Elektromotoren sind sowohl das gute Drehmomentverhalten über den gesamten Drehzahlbereich, als auch der hohe Wirkungsgrad.Demand for high-performance electric motors is increasing in many technical areas, for example in the area of drive technology for vehicles or in plant engineering. The advantages of electric motors are the good torque behavior over the whole speed range as well as the high efficiency.

Ein Hauptbestandteil von Elektromotoren sind elektrische Spulen. Um das von dem Elektromotor erzeugte Drehmoment und dessen Wirkungsgrad zu erhöhen, wird die Verwendung von Spulen mit einem möglichst hohen Füllfaktor angestrebt. Der Füllfaktor ergibt quantitativ an, wie gut der zur Verfügung stehende Wickelraum einer Spule mit elektrischen Leitern ausgefüllt ist. Wenn der Füllfaktor erhöht werden kann, so verstärkt sich auch das von der Spule erzeugte elektrische Feld, wodurch bei gleichem Bauraum das Drehmoment und somit die erreichbare Leistung eines Elektromotors erhöht werden kann.A major component of electric motors are electric coils. In order to increase the torque generated by the electric motor and its efficiency, the use of coils with the highest possible filling factor is sought. The fill factor quantitatively indicates how well the available winding space of a coil is filled with electrical conductors. If the fill factor can be increased, so also amplifies the electric field generated by the coil, whereby at the same space, the torque and thus the achievable power of an electric motor can be increased.

Das Herstellen einer elektrischen Spule erfolgt dadurch, dass ein oder mehrere elektrische Leiter auf einen Träger aufgewickelt werden, wobei der Träger beispielsweise ein Wickeldorn ist, der nach dem Wickeln aus der Spule entfernt wird, oder als Spulenkörper ausgebildet ist, der in der Spule verbleibt. Das Wickeln erfolgt durch eine Relativbewegung zwischen dem Träger und einer Zuführeinrichtung, welche den aufzuwickelnden elektrischen Leiter von einer Vorratsrolle oder dergleichen an den Träger heranführt.The electrical coil is produced by winding one or more electrical conductors onto a carrier, the carrier being, for example, a winding mandrel which is removed from the coil after winding or is designed as a coil former which remains in the coil. The winding is carried out by a relative movement between the carrier and a feed device, which leads the wound electrical conductor from a supply roll or the like to the carrier.

Die konkrete Ausgestaltung dieser Relativbewegung wird als Wickelverfahren bezeichnet, wobei allgemein verschiedene Arten von Wickelverfahren bekannt sind. Beispielhaft sei hier das Linearwickelverfahren genannt, bei dem der zu bewickelnde Träger um seine Längsachse rotiert wird und die Zuführung des elektrischen Leiters über ein Drahtführerröhrchen (auch als Drahtführerdüse bezeichnet) erfolgt, die relativ zu dem rotierenden Träger in ein oder mehrere Richtungen verfahren werden kann. Ein weiteres beispielhaftes Wickelverfahren ist das Nadelwickelverfahren, mit dessen Hilfe beispielsweise eng beieinanderliegende Polschuhe eines elektronisch kommutierten Vielpol-Drehstrommotors direkt bewickelt werden können. Da hierbei der elektrische Leiter in einem Winkel von 90° aus der Drahtführerdüse gezogen wird, ist ein gezieltes Ablegen des Leiters nur bedingt möglich. Ein anderes bekanntes Wickelverfahren ist das Flyerwickelverfahren.The specific embodiment of this relative movement is referred to as a winding method, wherein generally different types of winding methods are known. By way of example, the linear winding method is mentioned, in which the support to be wound is rotated about its longitudinal axis and the supply of the electrical conductor via a wire guide tube (also referred to as Drahtführdüse), which can be moved relative to the rotating support in one or more directions. Another exemplary winding method is the needle winding method, with the aid of which, for example, closely spaced pole pieces of an electronically commutated multi-pole three-phase motor can be directly wound. Since in this case the electrical conductor is pulled at an angle of 90 ° from the wire guide nozzle, a targeted placement of the conductor is only possible to a limited extent. Another known winding method is the Flyerwickelverfahren.

Erheblichen Einfluss auf den Füllfaktor hat insbesondere die Wickelgeometrie. Mit einem Wicklungsaufbau als orthozyklische Wicklung lässt sich insbesondere für Leiter mit rundem Querschnitt ein optimaler Füllfaktor erzeugen. Bei einer orthozyklischen Wicklung wird angestrebt, die Windungen einer Oberwicklung in die Täler einer Unterwicklung abzulegen, sodass die Mittelpunkte von jeweils drei unmittelbar zueinander benachbarten Leitern ein gleichschenkliges Dreieck definieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass ein Großteil der Leiter der Spule rechtwinklig zu der Längsachse der Spule verlaufen, d. h. in Ebenen liegen, die senkrecht zu der Längsachse der Spule verlaufen. Für eine optimale Raumausnutzung wird angestrebt, den größtmöglichen Umfangsanteil einer jeweiligen Windung innerhalb dieser orthogonalen Ebenen zu wickeln. Trifft eine Windung auf den zuvor eingelaufenen Leiter, muss der Leiter einen Windungssprung in der Größe des Leiterdurchmessers vollziehen. Dieser Windungssprung, der auch als Reihensprung oder Windungsschritt bezeichnet wird, kann sich je nach Leiterdurchmesser und Spulendurchmesser und vor allem der Wickelbreite z. B. über einen Winkelbereich von bis zu 60° des Umfangs einer runden Spule bzw. bei rechteckigen Spulen über eine Rechteckseite am Wicklungsgrund in der ersten Windungslage ausbreiten.Significant influence on the filling factor has in particular the winding geometry. With a winding structure as an orthocyclic winding, an optimum fill factor can be generated, in particular for conductors with a round cross section. In an orthocyclic winding, the aim is to deposit the turns of an upper winding in the valleys of an under winding, so that the centers of each three directly adjacent conductors define an isosceles triangle. This can be accomplished by having a majority of the conductors of the coil perpendicular to the longitudinal axis of the coil, i. H. lie in planes that are perpendicular to the longitudinal axis of the coil. For optimum space utilization, the aim is to wind the largest possible peripheral portion of a respective turn within these orthogonal planes. If a winding hits the previously run-in conductor, the conductor must make a winding jump in the size of the conductor diameter. This Windungssprung, which is also referred to as a series jump or Windungsschritt, depending on the conductor diameter and coil diameter and especially the winding width z. B. spread over an angular range of up to 60 ° of the circumference of a round coil or rectangular coils over a rectangular side on the winding base in the first winding layer.

Um zu gewährleisten, dass der elektrische Leiter oder Draht die gewünschte orthozyklische Lage einnimmt, werden Träger eingesetzt, die auf ihrem Wicklungsgrund, d. h. an ihrer Umfangsseite, eingeprägte Rillungen oder Vertiefungen aufweisen, die dem gewünschten Windungsverlauf der ersten Wicklungslage entsprechen. Beim Ablegen der zweiten oder weiteren Wicklungslagen ist jedoch eine zuverlässige Drahtführung, insbesondere im Bereich des Windungssprungs, nicht mehr gegeben.In order to ensure that the electrical conductor or wire occupies the desired orthocyclic position, carriers are used which, on their winding ground, i. H. have on their peripheral side, embossed grooves or depressions corresponding to the desired Windungsverlauf the first winding layer. When storing the second or further winding layers, however, a reliable wire guide, in particular in the region of the winding jump, no longer exists.

Bei orthozyklisch gewickelten Spulen wird angestrebt, dass sich der Windungssprungbereich für verschiedene Lagen stets mehr oder weniger an derselben Winkelposition befindet. Da sich aufgrund der Umkehr der Wickelrichtung die Leiter im Windungssprungbereich von zwei benachbarten Lagen kreuzen, führt dies zu einer Vergrößerung der Wicklungshöhe, d. h. bei einer runden Spule zu einer buckelförmigen Ausformung. Bei der Konstruktion von Elektromotoren wird angestrebt, dass sich diese Bereiche größerer Wicklungshöhe in Positionen befinden, wo ein ausreichender Bauraum zur Verfügung steht, sodass die Leistung und/oder der Wirkungsgrad des Elektromotors nicht oder nur geringfügig beeinträchtigt wird.In the case of orthocyclically wound coils, it is desirable for the winding transition region to always be more or less at the same angular position for different layers. Since due to the reversal of the winding direction, the conductors in the winding jump region of two adjacent layers intersect, this leads to an increase in the winding height, d. H. in a round coil to a hump-shaped shape. In the design of electric motors is intended that these areas of greater winding height are in positions where sufficient space is available, so that the performance and / or efficiency of the electric motor is not or only slightly affected.

Eine Maschine zum Wickeln orthozyklischer Spulen ist beispielsweise in US 1 504 005 A beschrieben. Der Drahtführer wird hier nicht kontinuierlich, sondern zyklisch in axialer Richtung bewegt, um den Windungssprung zu realisieren. Eine ähnliche Maschine ist in DE 1 151 321 B beschrieben. In WO 2011/045016 A2 wird ein Wickelverfahren und eine entsprechende Vorrichtung beschrieben, bei welcher der einlaufende Draht in radialer Richtung bezüglich der Längsachse der Spule, d. h. quer zu einer Ablegerichtung des Drahtes, vorgebogen wird. Dadurch wird vermieden, dass sich bei dem Bewickeln eines nicht kreisrunden Trägerkörpers, beispielsweise einer Spule mit rechteckigem Querschnitt, der Draht nicht vollständig an die zu bewickelnde Oberfläche des Trägerkörpers anlegt. Ein derartiges Aufbauchen resultiert dadurch, dass im Bereich der Ecken des Trägerkörpers der Draht mit einem sehr engen Radius aufgewickelt werden muss, wobei alleine durch den Drahtzuführer keine ausreichende plastische Verformung erzielt werden kann. Da der Draht bestrebt ist, zumindest teilweise in seine ursprüngliche Lage zurückzukehren, führt dies zu einem Abheben von dem Trägerkörper zwischen zwei benachbarten Biegepunkten. A machine for winding orthocyclic coils is, for example, in US Pat. No. 1,504,005 A described. The wire guide is here not moved continuously but cyclically in the axial direction to realize the winding jump. A similar machine is in DE 1 151 321 B described. In WO 2011/045016 A2 a winding method and a corresponding device is described in which the incoming wire in the radial direction with respect to the longitudinal axis of the coil, ie, transverse to a direction of the wire, is pre-bent. This avoids that when winding a non-circular support body, such as a coil with a rectangular cross-section, the wire does not fully applied to the surface to be wound of the carrier body. Such an upset results from the fact that in the region of the corners of the carrier body, the wire must be wound with a very narrow radius, whereby alone by the wire feeder, no sufficient plastic deformation can be achieved. Since the wire tends to at least partially return to its original position, this leads to a lifting of the carrier body between two adjacent bending points.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Spule und eine entsprechende Wickelvorrichtung anzugeben, welche das Herstellen von elektrischen Spulen, insbesondere von elektrischen Spulen mit orthozyklischer Wicklung, verbessert.It is the object of the present invention to specify a method for producing an electrical coil and a corresponding winding device, which improves the production of electrical coils, in particular of electric coils with orthocyclic winding.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Wickelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. der Wickelvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sinngemäß auch als vorteilhafte Ausgestaltungen der Wickelvorrichtung und umgekehrt vorgesehen sein können.The object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a winding device having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the method or the winding device are specified in the dependent claims, wherein advantageous embodiments of the method mutatis mutandis as advantageous embodiments the winding device and vice versa can be provided.

Es wird vorgeschlagen, dass der Leiter vor dem Auflaufen auf den Träger in Richtung einer Längsachse der Spule derart plastisch verformt wird, dass eine resultierende Verformung des Leiters einem gewünschten Windungssprung entspricht. Dem elektrischen Leiter oder Draht wird also der Windungssprung bereits vor dem Aufwickeln auf den Träger durch die plastische Verformung dauerhaft eingeprägt, sodass ein präziser, gut steuerbarer Wicklungsaufbau erzielt werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Wickelverfahren, bei denen die Drahtführung und das Ablegen des Drahtes auf dem Träger bzw. der bereits gewickelten Spule alleine durch die Zuführeinrichtung erfolgt, welche den auflaufenden Draht in der Regel nur elastisch verformt, wird insbesondere ein Verrutschen des Drahtes und damit ein Ausbilden einer wilden Wicklung vermieden.It is proposed that the conductor is plastically deformed in such a way in the direction of a longitudinal axis of the coil prior to emergence on the carrier that a resulting deformation of the conductor corresponds to a desired winding jump. The electrical wire or wire so the Windungssprung is permanently impressed before winding on the carrier by the plastic deformation, so that a precise, well controllable winding structure can be achieved. In comparison to conventional winding methods, in which the wire guide and the laying of the wire on the carrier or the already wound coil is done alone by the feeder, which deforms the incoming wire usually only elastically, in particular slipping of the wire and thus a Forming a wild winding avoided.

Weiterhin kann auch eine korrekte Positionierung des Leiters auf der Spule im Bereich der Stirnseiten des Trägers erreicht werden. Bei herkömmlichen Trägern ist aufgrund der stirnseitigen Flansche, die die nötige axiale Auslenkung des einlaufenden Leiters begrenzen, ein korrektes Anliegen des einlaufenden Drahtes an die Flanschflächen bzw. die Stirnseiten nahe bereits gewickelter Windungen nicht gewährleistet. Dieser Nachteil wird durch das Vorformen des Leiters vermieden.Furthermore, a correct positioning of the conductor on the coil in the region of the front sides of the carrier can be achieved. In conventional carriers is due to the frontal flanges that limit the necessary axial deflection of the incoming conductor, a correct concern of the incoming wire to the flange or the end faces near already wound turns not guaranteed. This disadvantage is avoided by preforming the conductor.

Das Merkmal, wonach der Leiter derart verformt wird, dass eine resultierende Verformung des Leiters einem gewünschten Windungssprung entspricht, ist so zu verstehen, dass die resultierende Verformung nicht zwingend exakt dem gewünschten Windungssprung, etwa dem Drahtdurchmesser, entspricht, sondern die plastische Verformung insbesondere auch etwas größer als der Windungssprung sein kann, um eine plastische oder elastische Rückverformung durch eine in Längsrichtung auf den Leiter einwirkende Wickelzugspannung zu kompensieren.The feature according to which the conductor is deformed in such a way that a resulting deformation of the conductor corresponds to a desired winding jump is to be understood such that the resulting deformation does not necessarily correspond exactly to the desired winding jump, such as the wire diameter, but the plastic deformation in particular also somewhat may be greater than the winding pitch to compensate for plastic or elastic recovery due to a longitudinal tensile stress on the conductor.

Der gewünschte Windungssprung kann auch ein Mehrfaches des Leiterdurchmessers betragen. So können auch Spulen gewickelt werden, bei denen die Lagen nach außen hin, d. h. mit zunehmender Lagenzahl, immer weniger Windungen aufweisen. Auf diese Weise können z. B. Spulen gefertigt werden, die zur besseren Ausnutzung eines vorhandenen Einbauraums im Längsschnitt nicht rechteckig sind, sondern zu einem Ende konisch oder trapezförmig zulaufen.The desired winding jump can also amount to a multiple of the conductor diameter. Thus, coils can be wound, in which the layers to the outside, d. H. with increasing number of layers, fewer and fewer turns. In this way, for. B. coils are made, which are not rectangular for better utilization of an existing installation space in longitudinal section, but run to one end conical or trapezoidal.

Zusätzlich zu einem Verformen in Richtung einer Längsachse der Spule kann der Leiter auch quer zur Längsachse derart plastisch verformt werden, dass die resultierende Verformung des Leiters einem gewünschten Lagensprung entspricht. In addition to being deformed in the direction of a longitudinal axis of the coil, the conductor can also be plastically deformed transversely to the longitudinal axis such that the resulting deformation of the conductor corresponds to a desired positional jump.

Der Träger kann als Wickeldorn ausgebildet sein, der nach dem Wickeln der Spule entfernt werden kann oder durch einen Spulenkörper gebildet sein, der in der Spule verbleibt und insbesondere an seinen Stirnseiten Flansche zur Begrenzung und Fixierung der Spule in axialer Richtung aufweisen kann.The carrier may be formed as a winding mandrel, which may be removed after winding the coil or be formed by a bobbin, which remains in the coil and in particular at its end faces flanges for limiting and fixing the coil in the axial direction.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Spule als eine orthozyklische Wicklung aufgebaut. Bei einer solchen Wicklungsgeometrie hat sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen, da bei orthozyklisch gewickelten Spulen eine präzise Ausformung des Windungssprungs den erreichbaren Füllfaktor weiter optimiert. Die Gefahr eines Verrutschens von Windungen, insbesondere bei höheren Wicklungslagen, die hier wiederum besonders im Bereich sich kreuzender Leiter benachbarter Lagen besteht, wird deutlich reduziert.According to an advantageous embodiment, the coil is constructed as an orthocyclic winding. In the case of such a winding geometry, the method according to the invention has proved to be particularly advantageous since, in the case of orthocyclically wound coils, a precise shaping of the winding jump further optimizes the achievable fill factor. The risk of slippage of turns, especially at higher winding layers, here Again, especially in the area of crossing ladder adjacent layers is significantly reduced.

Vorteilhafterweise weist der Träger eine rillenfrei ausgebildete Mantelfläche auf. Derartige rillenfreie Träger, welche keine Vertiefungen oder Erhebungen aufweisen, die den aufgewickelten Draht führen, können universell, d. h. für unterschiedliche Leiterdurchmesser verwendet werden. Bei einer Änderung des Leiterdurchmessers, muss folglich kein neuer Wickeldorn oder Spulenkörper konstruiert und hergestellt werden.Advantageously, the carrier has a groove-free lateral surface. Such groove-free carriers, which have no depressions or elevations which guide the wound wire, can be universally, d. H. be used for different conductor diameters. When changing the conductor diameter, therefore, no new winding mandrel or bobbin must be designed and manufactured.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Verformen derart durchgeführt, dass die beiden Leiterabschnitte, welche sich unmittelbar vor und hinter der Verformung befinden, parallel und in Richtung der Längsachse der Spule versetzt zueinander verlaufen. Der Leiter wird also annähernd S-förmig verformt. Somit entspricht der Verlauf des Leiters vor dem Aufwickeln der Abwicklung der gewickelten Spule.According to an advantageous embodiment, the deformation is performed such that the two conductor sections, which are located immediately before and behind the deformation, parallel to each other and in the direction of the longitudinal axis of the coil. The conductor is thus deformed approximately S-shaped. Thus, the course of the conductor before winding the unwinding of the wound coil corresponds.

In dem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Verformen ferner derart durchgeführt wird, dass zwischen den beiden parallel versetzt zueinander verlaufenden Leiterabschnitten ein gerader Übergangsabschnitt gebildet ist, welcher um einen Übergangswinkel geneigt zu den beiden parallel versetzt zueinander verlaufenden Leiterabschnitten verläuft. Ein derartiger gerader Übergangsabschnitt hat sich für das Ausbilden einer orthozyklischen Wicklung als besonders vorteilhaft erwiesen. Das Maß des Windungssprungs wird im Wesentlichen durch den Übergangswinkel und die Länge des Übergangsabschnitts bestimmt, wobei jedoch auch die Biegeradien zwischen dem Übergangsabschnitt und den beiden parallel versetzt zueinander verlaufenden Leiterabschnitten einen gewissen Einfluss ausüben. Der Übergangswinkel kann beispielsweise zwischen 5° und 60°, insbesondere zwischen 10° und 40° liegen.In this context, it has proven to be advantageous if the deformation is further carried out such that between the two parallel mutually offset conductor portions, a straight transition portion is formed, which is inclined by a transition angle to the two mutually parallel offset conductor portions. Such a straight transition section has proved to be particularly advantageous for the formation of an orthocyclic winding. The extent of the winding jump is essentially determined by the transition angle and the length of the transition section, but also the bending radii between the transition section and the two parallel mutually offset conductor sections exert a certain influence. The transition angle may for example be between 5 ° and 60 °, in particular between 10 ° and 40 °.

Vorteilhafterweise sind die Länge des Übergangsabschnitts und/oder der Übergangswinkel veränderbar. Dadurch kann die Ausgestaltung des Windungssprungs an die bereits erreichte Wicklungshöhe bzw. Lagenzahl angepasst werden.Advantageously, the length of the transition section and / or the transition angle are variable. As a result, the configuration of the winding jump can be adapted to the already achieved winding height or layer number.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der elektrische Leiter ein Draht. Derartiger Leiterdraht eignet sich besonders für die vorgesehene plastische Verformung.According to an advantageous embodiment, the electrical conductor is a wire. Such conductor wire is particularly suitable for the intended plastic deformation.

Vorteilhafterweise wird der Leiter an vorgegebenen Längspositionen verformt, wobei die Längspositionen in Abhängigkeit von einer bereits gewickelten Anzahl von Windungen vorbestimmt sind und insbesondere zumindest für eine vorgegebene Anzahl von Windungen äquidistant sind. Beispielsweise kann der Abstand der Längspositionen für alle Windungen einer jeweiligen Lage konstant gehalten werden und für eine nachfolgende Lage entsprechend der durch den Lagensprung bedingten Umfangsvergrößerung der Spule angepasst werden.Advantageously, the conductor is deformed at predetermined longitudinal positions, wherein the longitudinal positions are predetermined in dependence on an already wound number of turns and in particular are equidistant at least for a predetermined number of turns. For example, the distance between the longitudinal positions can be kept constant for all turns of a respective layer and adapted for a subsequent position in accordance with the circumferential enlargement of the coil caused by the layer jump.

Vorteilhafterweise ist der Abstand der Längspositionen in Abhängigkeit von der Anzahl der bereits gewickelten Windungen und/oder Lagen veränderbar.Advantageously, the distance of the longitudinal positions in dependence on the number of already wound turns and / or layers is variable.

Die Erfindung betrifft ferner eine Wickelvorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Spule, wobei die Wickelvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Leiter auf einen Träger aufzuwickeln, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen. Die Wickelvorrichtung umfasst eine Umformeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, den Leiter vor dem Auflaufen auf den Träger in Richtung einer Längsachse der Spule derart plastisch zu verformen, dass eine resultierende Verformung des Leiters einem gewünschten Windungssprung entspricht. Mit einer derartigen Wickelvorrichtung lassen sich die bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens beschriebenen Vorteile ebenfalls erreichen.The invention further relates to a winding device for producing an electrical coil, wherein the winding device is adapted to wind an electrical conductor on a support, in particular for carrying out the method according to one of the embodiments described above. The winding device comprises a forming device, which is designed to plastically deform the conductor in such a way in the direction of a longitudinal axis of the coil before it comes to rest on the carrier that a resulting deformation of the conductor corresponds to a desired winding step. With such a winding device, the advantages described with respect to the method according to the invention can also be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Umformeinrichtung zumindest ein mit dem Leiter zusammenwirkendes, quer zu einer Längserstreckung des Leiters in Richtung einer Längsachse der Spule versetzbares erstes Umformelement. Durch das erste Umformelement werden die zum Verformen des Leiters notwendigen Querkräfte aufgebracht. Vorteilhafterweise sind zwei erste Umformelemente vorgesehen, welche derart ausgebildet sind, dass diese den Leiter in zueinander entgegengesetzte Richtungen verformen können.According to an advantageous embodiment, the forming device comprises at least one cooperating with the conductor, transverse to a longitudinal extension of the conductor in the direction of a longitudinal axis of the coil displaceable first forming element. By the first forming element necessary for deforming the conductor transverse forces are applied. Advantageously, two first forming elements are provided, which are designed such that they can deform the conductor in mutually opposite directions.

Vorteilhafterweise umfasst die Umformeinrichtung ferner zumindest ein mit dem Leiter zusammenwirkendes zweites Umformelement, welches in Richtung der Längserstreckung des Leiters von dem ersten Umformelement beabstandet ist. Das oder die zweiten Umformelemente sind bevorzugt nicht versetzbar, d. h. sie sind an dem Verformungsprozess nur passiv beteiligt. Sie fixieren den Leiter an einem Ende des Übergangsanschnitts, während die ersten Umformelemente aktiv das Verformen bewirken. Das oder die zweiten Umformelemente können aber in ihrer Position justierbar sein. Sie sind bevorzugt in der Zuführrichtung des Leiters betrachtet oberhalb der ersten Umformelemente angeordnet.Advantageously, the forming device further comprises at least one cooperating with the conductor second forming element, which is spaced in the direction of the longitudinal extent of the conductor of the first forming element. The one or more second forming elements are preferably not displaceable, d. H. they are only passively involved in the deformation process. They fix the conductor at one end of the transition gate while the first forming elements actively effect the deformation. However, the second forming element or elements can be adjustable in their position. They are preferably arranged in the feed direction of the conductor above the first forming elements.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, umfasst die Umformeinrichtung zwei quer zu der Längserstreckung des Leiters voneinander beabstandete erste Umformelemente und zwei quer zu der Längserstreckung des Leiters voneinander beabstandete zweite Umformelemente, wobei insbesondere der Abstand der ersten Umformelemente zueinander und/oder der Abstand der zweiten Umformelemente zueinander und/oder der Abstand zwischen den ersten Umformelementen und den zweiten Umformelementen veränderbar ist. Durch eine Änderung des Abstandes der ersten Umformelemente zueinander bzw. des Abstandes der zweiten Umformelemente zueinander, kann der jeweilige Spalt zwischen den ersten bzw. den zweiten Umformelementen, durch den der zulaufende Leiter hindurchgeführt wird, an den Querschnitt des Leiters angepasst werden, sodass eine präzise Führung des Leiters während des Umformens gewährleistet ist. Durch eine Änderung des Abstandes zwischen den ersten und den zweiten Umformelementen, kann die Länge des Übergangsabschnitts beeinflusst werden, wobei diese Änderung insbesondere in Abhängigkeit von der bereits gewickelten Lagenzahl erfolgen kann.According to a particularly advantageous embodiment, the forming device comprises two transverse to the longitudinal extent of the conductor spaced from each other first Umformelemente and two spaced transversely to the longitudinal extent of the conductor second Umformelemente, wherein in particular, the distance between the first forming elements to each other and / or the distance between the second forming elements to each other and / or the distance between the first forming elements and the second forming elements is variable. By changing the distance of the first forming elements to each other or the distance of the second forming elements to each other, the respective gap between the first and the second forming elements, through which the tapered conductor is passed, be adapted to the cross section of the conductor, so that a precise Guiding the conductor during forming is guaranteed. By changing the distance between the first and the second forming elements, the length of the transition section can be influenced, wherein this change can be made in particular depending on the already wound layer number.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Wickelvorrichtung eine Zuführeinrichtung für den Leiter auf, wobei die Umformeinrichtung dazu eingerichtet ist, das Umformelement in Abhängigkeit von einer Relativwinkelposition zwischen der Zuführeinrichtung und der Spule zu versetzen. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass die Verformung immer an einer gewünschten, insbesondere stets derselben Winkelposition der Spule zu liegen kommt.According to a further advantageous embodiment, the winding device has a feed device for the conductor, wherein the forming device is adapted to offset the forming element in dependence on a relative angular position between the feed device and the coil. This can be ensured, for example, that the deformation always comes to rest at a desired, in particular always the same angular position of the coil.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung und der zugehörigen Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird diese Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen:

  • 1 eine schematische und nicht maßstäbliche Seitenansicht einer orthozyklisch gewickelten elektrischen Spule gemäß dem Stand der Technik; und
  • 2 und 3 schematische und nicht maßstäbliche Ansichten einer Wickelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Further advantages emerge from the drawing and the associated description of the drawing. In the drawings, embodiments of the invention are shown. The drawing, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider these features individually and combine them into meaningful further combinations. Show it:
  • 1 a schematic and not to scale side view of an orthocyclic wound electrical coil according to the prior art; and
  • 2 and 3 schematic and not to scale views of a winding device according to an embodiment.

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.In the figures, the same or similar components are numbered with the same reference numerals.

1 zeigt eine teilweise gewickelte elektrische Spule 10 mit einem orthozyklischen Wicklungsaufbau. Die Spule 10 umfasst einen Träger, welcher im Ausführungsbeispiel als Spulenkörper 12 ausgestaltet ist, welcher eine Mantelfläche 14 aufweist, die sich entlang einer Längsachse L erstreckt. Der Spulenkörper 12 wird stirnseitig von zwei Flanschen 16 begrenzt, welche die Mantelfläche 14 in radialer Richtung allseits überragen. Die Flansche 16 erstrecken sich in Ebenen, die senkrecht zur Längsachse L verlaufen. 1 shows a partially wound electrical coil 10 with an orthocyclic winding structure. The sink 10 comprises a carrier, which in the embodiment as a bobbin 12 is configured, which has a lateral surface 14 which extends along a longitudinal axis L extends. The bobbin 12 is frontally of two flanges 16 limited, which the lateral surface 14 projecting in the radial direction on all sides. The flanges 16 extend in planes perpendicular to the longitudinal axis L run.

Der Spulenkörper 12 ist rillenfrei aufgebaut, d. h., die Mantelfläche 14 ist frei von Vertiefungen oder Erhebungen, welche bei herkömmlichen Herstellverfahren für orthozyklisch gewickelte Spulen benötigt werden.The bobbin 12 is built groove-free, ie, the lateral surface 14 is free of depressions or elevations, which are required in conventional manufacturing processes for orthocyclic wound coils.

Anstelle des hier gezeigten Spulenkörpers 12 kann auch ein Wickeldorn als Träger verwendet werden, von dem die Spule nach erfolgter Wicklung und gegebenenfalls einem anschließenden Verbacken der Windungen, als freitragende Spule abgenommen werden kann. Der Wickeldorn ist vorteilhafterweise ebenfalls rillenfrei ausgebildet.Instead of the bobbin shown here 12 can also be used as a carrier winding mandrel, from which the coil after winding and, where appropriate, a subsequent caking of the turns, can be removed as a cantilever coil. The mandrel is advantageously also formed groove-free.

Auf dem Spulenkörper 12 ist ein elektrischer Leiter oder Draht 20 in mehreren Windungen 18 aufgewickelt. Die einzelnen Windungen 18 liegen mit Ausnahme eines bestimmten Winkelbereichs in Ebenen, die parallel zu den Flanschen 16 und damit senkrecht zu der Längsachse L verlaufen. In den Bereichen, wo die Windungen 18 nicht parallel zu den Flanschen 16 verlaufen, geht der Draht 20 von einer Windung zur nächsten über. Dieser Bereich wird als Windungssprung 22 bezeichnet. Beim Wickeln der Spule 10, kann der Draht mithilfe einer Zuführeinrichtung (in 1 nicht dargestellt) an den Spulenkörper 12 herangeführt werden. Nach dem Wickeln einer vollständigen Windung 18, wird die Zuführeinrichtung um einen Betrag entsprechend des Drahtdurchmessers in einer parallel zur Längsachse L verlaufenden Ablegerichtung A versetzt.On the bobbin 12 is an electrical conductor or wire 20 in several turns 18 wound. The individual turns 18 lie in planes that are parallel to the flanges except for a certain angle range 16 and thus perpendicular to the longitudinal axis L run. In the areas where the turns 18 not parallel to the flanges 16 The wire goes 20 from one turn to the next. This area is called a winding jump 22 designated. When winding the coil 10 , the wire can by means of a feeder (in 1 not shown) to the bobbin 12 be introduced. After winding a complete turn 18 , the feeding device is moved by an amount corresponding to the wire diameter in a direction parallel to the longitudinal axis L extending direction of departure A added.

Nachdem eine Lage der Spule 10 gewickelt wurde, wird die Ablegerichtung A umgekehrt.Having a layer of the coil 10 is wound, the direction of departure becomes A vice versa.

Eine orthozyklisch gewickelte Spule 10 kann einen maximalen mechanischen Füllfaktor von 91 % aufweisen, wobei dies jedoch nur für den Teil der Spule 10 gilt, in dem die Windungen 18 orthozyklisch ausgerichtet sind. In einem Übergangsbereich, in dem der Windungssprung 22 vorliegt, ist der Füllfaktor aufgrund der sich kreuzenden Leiter benachbarter Windungslagen geringer.An orthocyclic wound coil 10 can have a maximum mechanical fill factor of 91%, but only for the part of the coil 10 applies, in which the turns 18 are aligned orthocyclically. In a transition area in which the winding jump 22 is present, the fill factor is lower due to the intersecting conductor adjacent turns.

In 2 und 3 ist eine beispielhafte Wickelvorrichtung 30 zum Herstellen einer elektrischen Spule, insbesondere einer orthozyklisch gewickelten Spule 10 gemäß 1, gezeigt. Im Ausführungsbeispiel kann die Wickelvorrichtung 30 nach dem Linearwickelverfahren arbeiten. Hierzu kann der Spulenkörper 12 um seine Längsachse L rotiert werden, wobei eine Zuführeinrichtung (nicht dargestellt) den Draht 20 entsprechend dem Windungsfortschritt in Richtung der jeweiligen Ablegerichtung A kontinuierlich oder in diskreten Schritten verschieben kann.In 2 and 3 is an exemplary winding device 30 for producing an electrical coil, in particular an orthocyclically wound coil 10 according to 1 , shown. In the embodiment, the winding device 30 work according to the linear winding method. For this purpose, the bobbin 12 around its longitudinal axis L be rotated, wherein a feeding device (not shown) the wire 20 according to the winding progress in the direction of the respective direction of departure A can move continuously or in discrete steps.

Die Wickelvorrichtung 30 umfasst eine Umformeinrichtung 32, in welcher der von einer Vorratsspule (nicht dargestellt) kommende Draht in einer Zuführrichtung Z einläuft und die Umformeinrichtung 32 in Richtung der Spule 10 verlässt. The winding device 30 includes a forming device 32 in which the wire coming from a supply reel (not shown) is in a feed direction Z enters and the forming device 32 in the direction of the coil 10 leaves.

Die Umformeinrichtung 32 weist ein Paar von ersten, versetzbaren Umformelementen 36A, 36B sowie ein davon entgegen der Zuführrichtung Z beabstandetes Paar von zweiten, feststehenden Umformelementen 34A, 34B auf. Der Draht 20 verläuft zwischen den Umformelementen 34A, 34B bzw. 36A, 36B hindurch. Der Abstand zwischen den feststehenden Umformelementen 34A, 34B und zwischen den versetzbaren Umformelementen 36A, 36B kann einstellbar sein, um eine Anpassung an unterschiedliche Drahtstärken zu gewährleisten.The forming device 32 has a pair of first displaceable forming elements 36A . 36B as well as one of them counter to the feeding direction Z spaced pair of second fixed forming elements 34A . 34B on. The wire 20 runs between the forming elements 34A . 34B or. 36A . 36B therethrough. The distance between the fixed forming elements 34A . 34B and between the displaceable forming elements 36A . 36B can be adjustable to ensure adaptation to different wire thicknesses.

Die versetzbaren Umformelemente 36A, 36B befinden sich in 2 in ihrer Neutrallage, in welcher der Spalt zwischen den Umformelementen 36A, 36B mit dem Spalt zwischen den feststehenden Umformelementen 34A, 34B fluchtet. Die versetzbaren Umformelemente 36A, 36B können mithilfe von geeigneten Antriebsvorrichtungen, beispielsweise Pressluftzylindern, in einer Versetzrichtung V, welche parallel zu der Längsachse L der Spule und quer, insbesondere senkrecht zu der Zuführrichtung Z des Drahtes 20 verläuft, versetzt werden. Das Versetzen kann dabei in Positionen beiderseits der in 2 dargestellten Neutrallage erfolgen, wobei in 3 nur das Versetzen in die linke Position dargestellt ist.The displaceable forming elements 36A . 36B are located in 2 in its neutral position, in which the gap between the forming elements 36A . 36B with the gap between the fixed forming elements 34A . 34B flees. The displaceable forming elements 36A . 36B can by means of suitable drive devices, such as pneumatic cylinders, in a displacement direction V , which are parallel to the longitudinal axis L the coil and transversely, in particular perpendicular to the feed direction Z of the wire 20 runs, be offset. The displacement can be in positions on both sides of the in 2 shown neutral position, wherein in 3 only the move to the left position is shown.

Das Versetzen der versetzbaren Umformelemente 36A, 36B erfolgt gleichsinnig, wobei der Abstand oder Spalt zwischen den versetzbaren Umformelementen 36A, 36B im Wesentlichen erhalten bleibt. Es kann jedoch auch eine geringfügige Abstandsverkleinerung vorgesehen sein, um den Draht 20 während des Umformvorgangs zu klemmen.The displacement of the displaceable forming elements 36A . 36B takes place in the same direction, with the distance or gap between the displaceable forming elements 36A . 36B essentially preserved. However, it may also be provided a slight reduction in distance to the wire 20 to clamp during the forming process.

Mithilfe der Umformeinrichtung 32 wird der Draht 20 derart verformt, dass die Verformung einen gerade verlaufenden Übergangsabschnitt 40 aufweist, welcher geneigt zu den beiden parallel versetzt zueinander verlaufenden, benachbarten Leiterabschnitten verläuft. Die Biegeradien zwischen dem Übergangsabschnitt 40 und den parallel versetzt zueinander verlaufenden Leiterabschnitten werden bevorzugt so eng gewählt, wie es das verwendete Drahtmaterial zulässt, um eine möglichst kompakte Wicklung zu erzielen, bei welcher der Windungssprung 22 sich nur über einen möglichst geringen Winkelbereich einer jeweiligen Windung 18 erstreckt.Using the forming device 32 becomes the wire 20 deformed such that the deformation of a straight transition section 40 has, which is inclined to the two mutually parallel offset, adjacent conductor sections. The bending radii between the transition section 40 and the mutually offset parallel conductor sections are preferably selected as narrow as it allows the wire material used to achieve the most compact possible winding in which the winding jump 22 only over the smallest possible angular range of a respective turn 18 extends.

Durch das Versetzen der Umformelemente 36A, 36B wird in dem zulaufenden Draht 20 eine annähernd S-förmige Verformung 38 erzeugt, welche dem gewünschten Windungssprung 22 der Spule 10 entspricht. Der Draht 20 wird durch die Umformelemente 34A, 34B, 36A, 36B nicht nur plastisch verformt, sondern auch elastisch, sodass das Maß des Versatzes der Verformung 38 nach dem Freigeben durch die Umformelemente 34A, 34B, 36A, 36B bzw. nach dem Verlassen der Umformeinrichtung 32 aufgrund der elastischen Rückstellkräfte wieder etwas kleiner wird, als es dem Verstellweg der versetzbaren Umformelemente 36A, 36B entsprechen würde. Um diese Rückstellwirkung zu kompensieren, kann der Verstellweg der versetzbaren Umformelemente 36A, 36B über das Maß des gewünschten Windungssprungs 22 erhöht werden. Bei dieser Erhöhung kann ggf. auch eine weitere Rückverformung des Drahtes 20 berücksichtigt werden, die durch eine Drahtbremse (nicht dargestellt) verursacht wird, welche oberhalb der Umformeinrichtung 32 vorgesehen sein kann, um einen geeigneten Wickelzug auf den einlaufenden Draht 20 auszuüben.By moving the forming elements 36A . 36B gets in the incoming wire 20 an approximately S-shaped deformation 38 generated, which the desired Windungssprung 22 the coil 10 equivalent. The wire 20 is through the forming elements 34A . 34B . 36A . 36B not only plastically deformed, but also elastic, so the measure of the offset of the deformation 38 after being released by the forming elements 34A . 34B . 36A . 36B or after leaving the forming device 32 due to the elastic restoring forces again slightly smaller than it is the adjustment of the displaceable forming elements 36A . 36B would correspond. To compensate for this return effect, the adjustment of the displaceable forming elements 36A . 36B about the degree of the desired winding jump 22 increase. At this increase may possibly also a further recovery of the wire 20 be taken into account, which is caused by a wire brake (not shown), which above the forming device 32 may be provided to provide a suitable winding tension on the incoming wire 20 exercise.

Das Umformen oder Verformen des Drahtes 20, kann in bestimmten Längsabständen des Drahtes 20 erfolgen, wobei sich diese Abstände aus dem Umfang der jeweiligen Windungen 18 ergeben. Die Umformeinrichtung 32 wird jeweils dann betätigt, wenn der Draht 20 eine entsprechende Längsposition erreicht hat, wobei diese Längsposition direkt durch Messen der durchlaufenden Drahtlänge oder indirekt in Abhängigkeit von einer jeweiligen Winkelposition der rotierenden Spule 10 bestimmt werden kann.The forming or deformation of the wire 20 , may be in certain longitudinal distances of the wire 20 take place, these distances from the scope of the respective turns 18 result. The forming device 32 is always pressed when the wire 20 has reached a corresponding longitudinal position, said longitudinal position directly by measuring the continuous wire length or indirectly in response to a respective angular position of the rotating coil 10 can be determined.

Wenn eine Windungslage vollständig gewickelt wurde, erfolgt eine Umkehr der Ablegerichtung A. Zugleich wird auch die Versetzrichtung V geändert, sodass die Verformung 38 einen spiegelbildlichen Verlauf aufweist. Bei der in den 2 und 3 dargestellten Anordnung verlaufen die Ablegerichtung A des Drahtes 20 auf der Spule 10 und die Versetzrichtung der versetzbaren Umformelemente 36A, 36B in entgegengesetzter Richtung.When a winding layer has been completely wound, the direction of deflection is reversed A , At the same time, the offset direction V changed, so that the deformation 38 has a mirror image. In the in the 2 and 3 The arrangement shown extend the direction of deposition A of the wire 20 on the spool 10 and the displacement direction of the displaceable forming elements 36A . 36B in the opposite direction.

Bei dem hier gezeigten Linearwickelverfahren ist eine separate Zuführeinrichtung für den Draht 20 nicht dargestellt. Die Funktion einer Zuführeinrichtung kann auch durch ein lineares Versetzen der Umformeinrichtung 32 in Richtung der Ablegerichtung A erfüllt werden, wobei dieses Versetzen kontinuierlich oder schrittweise, z. B. synchron mit dem Auflaufen der Verformung auf dem Spulenkörper 12, erfolgen kann. Zum Versetzen der Umformeinrichtung 32 kann eine nicht dargestellte Verstellvorrichtung vorgesehen sein.In the linear winding method shown here is a separate feed device for the wire 20 not shown. The function of a feed device can also be achieved by a linear displacement of the shaping device 32 in the direction of the direction of departure A be fulfilled, this displacement continuously or stepwise, z. B. synchronous with the emergence of the deformation on the bobbin 12 , can be done. For moving the forming device 32 may be provided an adjusting device, not shown.

Durch die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung 10 und durch das damit durchgeführte Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Spule 10 ist es möglich, insbesondere orthozyklisch gewickelte Spulen herzustellen, welche einen definierten, durch die plastische Verformung 38 in den Leiter 20 eingeprägten Windungssprung 22 aufweisen. Durch die Vorprägung des Windungssprungs 22, wird ein Verrutschen von einzelnen Windungen und damit ein unerwünschtes Erzeugen von wilden Wicklungen vermieden, welche den Füllfaktor wesentlich reduzieren. Somit wird ein präzises Wickeln der Spule 10 mit maximalem Füllfaktor ermöglicht.By the winding device according to the invention 10 and by the method performed therewith for producing an electrical coil 10 It is possible, in particular to produce orthocyclically wound coils, which have a defined, by the plastic deformation 38 in the ladder 20 embossed winding jump 22 respectively. By the impression of the winding jump 22 , becomes a Slippage of individual turns and thus avoid unwanted generation of wild windings, which significantly reduce the fill factor. Thus, a precise winding of the coil 10 with maximum fill factor.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
SpuleKitchen sink
1212
Träger, SpulenkörperCarrier, bobbin
1414
Mantelflächelateral surface
1616
Flanschflange
1818
Windungconvolution
2020
Leiter, DrahtLadder, wire
2222
WindungssprungWindungssprung
3030
Wickelvorrichtungwinder
3232
Umformeinrichtungreshaping
34A, 34B34A, 34B
feststehendes Umformelementfixed forming element
36A, 36B36A, 36B
versetzbares Umformelementdisplaceable forming element
3838
Verformungdeformation
4040
ÜbergangsabschnittTransition section
AA
Ablegerichtungdischarge direction
LL
Längsachselongitudinal axis
VV
Versetzrichtungoffset direction
ZZ
Zuführrichtungfeed

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 1504005 A [0009]US 1504005 A [0009]
  • DE 1151321 B [0009]DE 1151321 B [0009]
  • WO 2011/045016 A2 [0009]WO 2011/045016 A2 [0009]

Claims (13)

Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Spule (10), bei welchem ein elektrischer Leiter (20) auf einen Träger (12) aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (20) vor dem Auflaufen auf den Träger (12) in Richtung einer Längsachse (L) der Spule (10) derart plastisch verformt wird, dass eine resultierende Verformung (38) des Leiters (22) einem gewünschten Windungssprung (22) entspricht.Method for producing an electrical coil (10), in which an electrical conductor (20) is wound onto a carrier (12), characterized in that the conductor (20) is guided in the direction of a longitudinal axis (FIG. L) of the coil (10) is plastically deformed such that a resulting deformation (38) of the conductor (22) corresponds to a desired winding step (22). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (10) als eine orthozyklische Wicklung aufgebaut wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the coil (10) is constructed as an orthocyclic winding. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (12) eine rillenfrei ausgebildete Mantelfläche aufweist.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the carrier (12) has a groove-free formed lateral surface. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen derart durchgeführt wird, dass die beiden Leiterabschnitte, welche sich unmittelbar vor und hinter der Verformung (38) befinden, parallel und in Richtung der Längsachse der Spule (10) versetzt zu einander verlaufen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation is carried out such that the two conductor sections, which are located immediately before and behind the deformation (38) parallel to and extend in the direction of the longitudinal axis of the coil (10) to each other , Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformen ferner derart durchgeführt wird, dass zwischen den beiden parallel versetzt zueinander verlaufenden Leiterabschnitten ein gerader Übergangsabschnitt (40) gebildet ist, welcher um einen Übergangswinkel geneigt zu den beiden parallel versetzt zueinander verlaufenden Leiterabschnitten verläuft.Method according to Claim 4 , characterized in that the deformation is further carried out such that between the two parallel mutually offset conductor portions, a straight transition portion (40) is formed, which is inclined by a transition angle to the two mutually parallel offset conductor portions. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Übergangsabschnitts (40) und/oder der Übergangswinkel veränderbar sind.Method according to Claim 5 , characterized in that the length of the transition section (40) and / or the transition angle are variable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Leiter (20) ein Draht ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical conductor (20) is a wire. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (20) an vorgegebenen Längspositionen verformt wird, wobei die Längspositionen in Abhängigkeit von einer bereits gewickelten Anzahl von Windungen (18) vorbestimmt sind und insbesondere zumindest für eine vorgegebene Anzahl von Windungen (18) äquidistant sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor (20) is deformed at predetermined longitudinal positions, wherein the longitudinal positions in dependence on an already wound number of turns (18) are predetermined and in particular at least for a predetermined number of turns (18 ) are equidistant. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Längspositionen in Abhängigkeit von der Anzahl der bereits gewickelten Windungen (18) und/oder Lagen veränderbar ist.Method according to Claim 8 , characterized in that the distance of the longitudinal positions in dependence on the number of already wound turns (18) and / or layers is variable. Wickelvorrichtung (30) zum Herstellen einer elektrischen Spule (10), wobei die Wickelvorrichtung (30) dazu eingerichtet ist, einen elektrischen Leiter (20) auf einen Träger (12) aufzuwickeln, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umformeinrichtung (32), welche dazu ausgelegt ist, den Leiter (20) vor dem Auflaufen auf den Träger (12) in Richtung einer Längsachse (L) der Spule (10) derart plastisch zu verformen, dass eine resultierende Verformung (38) des Leiters (20) einem gewünschten Windungssprung (22) entspricht.Winding device (30) for producing an electrical coil (10), wherein the winding device (30) is adapted to wind an electrical conductor (20) on a support (12), in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized by a forming device (32) which is designed to plastically deform the conductor (20) in such a way that it protrudes onto the carrier (12) in the direction of a longitudinal axis (L) of the coil (10) in such a way that a resulting deformation (38) of the Ladder (20) corresponds to a desired winding jump (22). Wickelvorrichtung (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (32) zumindest ein mit dem Leiter (20) zusammenwirkendes, quer zu einer Längserstreckung des Leiters (20) in Richtung einer Längsachse der Spule (10) versetzbares erstes Umformelement (36A, 36B) umfasst.Winding device (30) after Claim 10 , characterized in that the forming device (32) at least one with the conductor (20) cooperating, transverse to a longitudinal extension of the conductor (20) in the direction of a longitudinal axis of the coil (10) displaceable first forming element (36A, 36B). Wickelvorrichtung (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (32) ferner zumindest ein mit dem Leiter (20) zusammenwirkendes zweites Umformelement (34A, 34B) umfasst, welches in Richtung der Längserstreckung des Leiters (20) von dem ersten Umformelement (36A, 36B) beabstandet ist.Winding device (30) after Claim 11 , characterized in that the forming device (32) further comprises at least one with the conductor (20) cooperating second forming element (34A, 34B), which in the direction of the longitudinal extension of the conductor (20) from the first forming element (36A, 36B) is spaced , Wickelvorrichtung (30) nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (20) zwei quer zu der Längserstreckung des Leiters voneinander beabstandete erste Umformelemente (36A, 36B) und zwei quer zu der Längserstreckung des Leiters (20) voneinander beabstandete zweite Umformelemente (34A, 34B) umfasst, wobei insbesondere der Abstand der ersten Umformelemente (36A, 36B) zueinander und/oder der Abstand der zweiten Umformelemente (34A, 34B) zueinander und/oder der Abstand zwischen den ersten Umformelementen (36A, 36B) und den zweiten Umformelementen (34A, 34B) veränderbar ist.Winding device (30) after Claim 11 and 12 , characterized in that the forming device (20) has two transverse to the longitudinal extent of the conductor spaced from each other first Umformelemente (36A, 36B) and two transversely to the longitudinal extent of the conductor (20) spaced from each other second Umformelemente (34A, 34B), in particular the distance of the first forming elements (36A, 36B) from each other and / or the distance of the second forming elements (34A, 34B) from each other and / or the distance between the first forming elements (36A, 36B) and the second forming elements (34A, 34B) is variable ,
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