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
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
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 und3 schematische und nicht maßstäbliche Ansichten einer Wickelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic and not to scale side view of an orthocyclic wound electrical coil according to the prior art; and -
2 and3 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.
Der Spulenkörper
Anstelle des hier gezeigten Spulenkörpers
Auf dem Spulenkörper
Nachdem eine Lage der Spule
Eine orthozyklisch gewickelte Spule
In
Die Wickelvorrichtung
Die Umformeinrichtung
Die versetzbaren Umformelemente
Das Versetzen der versetzbaren Umformelemente
Mithilfe der Umformeinrichtung
Durch das Versetzen der Umformelemente
Das Umformen oder Verformen des Drahtes
Wenn eine Windungslage vollständig gewickelt wurde, erfolgt eine Umkehr der Ablegerichtung
Bei dem hier gezeigten Linearwickelverfahren ist eine separate Zuführeinrichtung für den Draht
Durch die erfindungsgemäße Wickelvorrichtung
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
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- DE 1151321 B [0009]DE 1151321 B [0009]
- WO 2011/045016 A2 [0009]WO 2011/045016 A2 [0009]
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