Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, der einen ringförmigen Grundkörper mit einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Nuten und Zähnen aufweist, wobei die Zähne jeweils mit einer Spule zur Schaffung einer mehrphasigen Wicklung belegt sind. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Formvorrichtung für einen Stator sowie eine elektrische Maschine mit einem derartigen Stator.The present invention relates to a stator for an electrical machine which has an annular base body with a plurality of regularly arranged slots and teeth, the teeth each being covered with a coil to create a multi-phase winding. The invention also relates to a molding device for a stator and an electrical machine with such a stator.
Aus dem Stand der Technik sind Statoren für elektrische Maschinen bekannt, insbesondere für permanent erregte Synchronmaschinen, wobei die Statoren jeweils einen Grundkörper aufweisen, der eine vorgegebene Anzahl von Statorzähnen aufweist, wobei zwischen jeweils zwei umfangsseitig benachbarten Statorzähnen eine Statornut ausgebildet ist. Jeder Statorzahn ist mit einer einen Wickelkörper ausbildenden Spule als Teil einer mehrphasigen Statorwicklung belegt. Vorbekannte Statorwicklungen weisen im Allgemeinen ungefüllten Wickelraum auf, wodurch sich die Anzahl von stromführenden Wickeldrähten und damit ein Wirkungsgrad einer mit einem solchen Stator ausgerüsteten elektrischen Maschine reduziert. Darüber hinaus erschweren Toleranzen der Wickeldrähte und des Stators üblicherweise eine vollständige Ausnutzung des geometrisch theoretisch nutzbaren Wickelraums.Stators for electrical machines are known from the prior art, in particular for permanently excited synchronous machines, the stators each having a base body which has a predetermined number of stator teeth, a stator slot being formed between each two circumferentially adjacent stator teeth. Each stator tooth is covered with a coil forming a winding body as part of a polyphase stator winding. Known stator windings generally have unfilled winding space, which reduces the number of current-carrying winding wires and thus the efficiency of an electrical machine equipped with such a stator. In addition, tolerances of the winding wires and the stator usually make it difficult to fully utilize the winding space that is theoretically usable in terms of geometry.
Die DE 10 2013 112 168 A1 beschreibt eine Spule mit einer erhöhten Packungsdichte für eine elektrische Maschine. Diese vorbekannte Spule weist wenigstens einen Spulenkörper und wenigstens eine darauf angeordnete Wicklung aus einem elektrisch leitenden Draht mit einer den Draht umgebenden Isolierung auf. Der Draht ist nach dem Wickeln zur Verdichtung von zwischen den Drähten der Wicklung verbleibenden Zwischenräumen komprimiert. Die Wicklung ist auf einem Hilfsträger so angeordnet, dass die Wicklung auf dem Hilfsträger durch einen Pressvorgang mittels eines Formwerkzeugs mit vier Schiebern und einem Stempel und/oder durch einen Spritzgießvorgang komprimierbar ist. Der Hilfsträger ist für eine Verbindung mit dem Spulenkörper ausgelegt.the DE 10 2013 112 168 A1 describes a coil with an increased packing density for an electrical machine. This known coil has at least one bobbin and at least one winding, arranged thereon, made of an electrically conductive wire with insulation surrounding the wire. After winding, the wire is compressed to compress any gaps remaining between the wires of the winding. The winding is arranged on an auxiliary carrier in such a way that the winding on the auxiliary carrier can be compressed by a pressing process using a molding tool with four slides and a stamp and / or by an injection molding process. The submount is designed to be connected to the bobbin.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, der einen ringförmigen Grundkörper mit einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Nuten und Zähnen aufweist, wobei die Zähne jeweils mit einer Spule zur Schaffung einer mehrphasigen Wicklung belegt sind. Die Spulen sind in wenigstens drei Raumrichtungen geformt, insbesondere verdichtet.The present invention relates to a stator for an electrical machine which has an annular base body with a plurality of regularly arranged slots and teeth, the teeth each being covered with a coil to create a multi-phase winding. The coils are shaped, in particular compressed, in at least three spatial directions.
Hierdurch ergibt sich eine effektive Kompaktierung der Spulen, die anschließend auf Zähnen eines Stators montierbar sind. Etwaig vorhandene Kavitäten zwischen lackisolierten Drähten der Spulen werden effektiv eliminiert. Infolgedessen kann die Leistung einer mit derartigen Spulen bestückten elektrischen Maschine beträchtlich erhöht oder deren Baugröße bei gleicher Leistung reduziert werden. Zwischen den Spulen und den Zähnen des Stators ist bevorzugt jeweils eine ein- oder mehrteilige Isolierhülse angeordnet, um eine Beschädigung der Drähte zu vermeiden.This results in an effective compaction of the coils, which can then be mounted on the teeth of a stator. Any existing cavities between the enamel-insulated wires of the coils are effectively eliminated. As a result, the output of an electrical machine equipped with such coils can be increased considerably or its size can be reduced with the same output. A one-part or multi-part insulating sleeve is preferably arranged between the coils and the teeth of the stator in order to avoid damage to the wires.
Bevorzugt sind die Spulen in wenigstens einer Raumrichtung mittels nur eines beweglichen Umformwerkzeugs umgeformt.The coils are preferably formed in at least one spatial direction by means of only one movable forming tool.
Somit ergibt sich ein einfacher konstruktiver Aufbau des Umformwerkzeugs.This results in a simple structural design of the forming tool.
Vorzugsweise erzeugen die den Spulen zugeordneten Spulenköpfe in einer Raumrichtung beim Umformen einen mechanischen Widerstand.The coil heads assigned to the coils preferably generate a mechanical resistance in one spatial direction during forming.
Infolgedessen ist eine dritte, radial einwärts gerichtete Umformrichtung der zu verdichtenden Spule gegeben.As a result, there is a third, radially inward deformation direction of the coil to be compressed.
Bevorzugt ist mindestens ein Isolierblatt an jeweils mindestens einer axial ausgerichteten Seite jeder Spule angeordnet.At least one insulating sheet is preferably arranged on in each case at least one axially aligned side of each coil.
Hierdurch ist eine fertigungstechnisch einfach zu realisierende Isolierung der Spulen untereinander in Umfangsrichtung gegeben. Das Isolierblatt ist bevorzugt selbstklebend ausgebildet.This results in insulation of the coils from one another in the circumferential direction, which is easy to implement from a manufacturing point of view. The insulating sheet is preferably designed to be self-adhesive.
Gemäß einer technisch günstigen Weiterbildung ist mindestens ein bevorzugt durchgehendes Isolierband vorgesehen, das mäandrierend zwischen jeweils einander gegenüberliegenden axialen Seiten umfangsseitig unmittelbar benachbarter Spulen entlanggeführt ist.According to a technically advantageous further development, at least one preferably continuous insulating tape is provided, which is guided in a meandering manner between mutually opposite axial sides on the circumferential side of directly adjacent coils.
Somit ist eine zuverlässige elektrische Isolierung der Spulen untereinander sichergestellt. Die elektrische Isolierung der Spulen ist zudem verhältnismäßig einfach realisierbar.Reliable electrical insulation of the coils from one another is thus ensured. The electrical insulation of the coils is also relatively easy to implement.
Bevorzugt weist der Stator eine Rückschlussstruktur auf.The stator preferably has a return structure.
Aufgrund der magnetischen Rückschlussstruktur ergibt sich eine verbesserte Feldführung mit vergleichsweise geringen magnetischen Verlusten und einem insbesondere verringerten magnetischen Widerstand.The magnetic yoke structure results in improved field guidance with comparatively low magnetic losses and, in particular, reduced magnetic resistance.
Gemäß einer Weiterbildung ist zwischen zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten Spulen jeweils mindestens ein axial verlaufendes Kühlelement vorgesehen, wobei die Kühlelemente in, mittels des plastischen Umformens der Spulen geschaffenen, Ausformungen aufgenommen sind.According to a further development, there is between two directly adjacent coils on the circumferential side in each case at least one axially extending cooling element is provided, the cooling elements being received in formations created by means of the plastic deformation of the coils.
Infolgedessen können die Spulen mit höheren Strömen gespeist werden, was zu einer Leistungssteigerung einer mit den erfindungsgemäßen Spulen ausgerüsteten elektrischen Maschine führt. Durch das Verdichten der Spulen und der hierbei erfolgenden Ausbildung der Ausformungen zur Aufnahme der Kühlelemente bleibt der Fertigungsaufwand vergleichsweise niedrig.As a result, the coils can be fed with higher currents, which leads to an increase in the performance of an electrical machine equipped with the coils according to the invention. Due to the compression of the coils and the resulting formation of the formations for receiving the cooling elements, the manufacturing expenditure remains comparatively low.
Bevorzugt ist im Bereich einer Zahnschaftstirnseite temporär ein Toleranzausgleichselement vorgesehen, das dazu ausgebildet ist, beim Umformen mindestens einer Spule ein Anschmiegen des Drahts der Spule an die Zahnschaftstirnseite zu bewirken.Preferably, a tolerance compensation element is temporarily provided in the area of a tooth shaft end face, which is designed to cause the wire of the coil to nestle against the tooth shaft end face when at least one coil is formed.
Aufgrund der Umformung ergibt sich eine Änderung einer Umfangskontur der Spulenköpfe im Bereich einer Zahnschaftstirnseite, wodurch die Drähte in Umfangsrichtung gespannt werden und auf einem jeweils zugeordneten Zahn befestigbar sind.The deformation results in a change in the circumferential contour of the coil heads in the area of a tooth shaft end face, as a result of which the wires are tensioned in the circumferential direction and can be fastened to a respective associated tooth.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Formvorrichtung zur Herstellung eines oben beschriebenen Stators, mit einem Werkzeugunterteil und einem stempel- sowie tellerartigen Werkzeugoberteil. Die Formvorrichtung weist eine Vielzahl von U-förmigen Führungsmitteln zur Führung von Formwerkzeugelementen auf.Furthermore, the present invention relates to a molding device for producing a stator described above, with a lower tool part and a stamp-like and plate-like upper tool part. The molding device has a plurality of U-shaped guide means for guiding molding tool elements.
Somit sind die Formwerkzeugelemente zuverlässig gehalten und während des Umformvorgangs verlässlich geführt.Thus, the mold elements are reliably held and reliably guided during the forming process.
Bei einer technisch günstigen Weiterbildung ist mittels des stempel- und tellerartigen Werkzeugoberteils eine auf die einzelnen Formwerkzeugelemente einwirkende Kraft erzeugbar.In a technically favorable further development, a force acting on the individual mold elements can be generated by means of the punch-like and plate-like upper tool part.
Infolgedessen kann die für den Umformprozess notwendige Kraft gleichmäßig verteilt auf eine Vielzahl von Spulen einwirken.As a result, the force required for the forming process can act evenly on a large number of coils.
Bevorzugt weist das Werkzeugoberteil eine Vielzahl von axial ausgerichteten, fingerartigen sowie keilförmigen Fortsätzen auf.The upper tool part preferably has a multiplicity of axially aligned, finger-like and wedge-shaped projections.
Hierdurch wird die extern aufgebrachte axiale Kraft in eine ausreichend hohe Umfangskraft für den Umformvorgang transformiert bzw. untersetzt. Das Werkzeugoberteil und das Werkzeugunterteil können mechanisch oder hydraulisch und/oder pneumatisch zusammengepresst werden. Alternativ kann auch ein Umformwerkzeug mit Formwerkzeugelementen Verwendung finden, die mittels hydraulischer und/oder pneumatischer Aktoren betätigbar sind.As a result, the externally applied axial force is transformed or reduced into a sufficiently high circumferential force for the forming process. The upper tool part and the lower tool part can be pressed together mechanically or hydraulically and / or pneumatically. Alternatively, a forming tool with forming tool elements can also be used which can be actuated by means of hydraulic and / or pneumatic actuators.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem oben beschriebenen Stator und mit einem zu diesem relativ beweglichen Rotor.In addition, the invention relates to an electrical machine with an above-described stator and with a rotor that is movable relative to the latter.
Hierdurch kann die Leistung einer solchermaßen bestückten und aufgebauten elektrischen Maschine vergleichsweise erhöht werden. Der Stator kann hierbei wahlweise als ein Außenstator oder als ein Innenstator ausgeführt sein.As a result, the performance of an electrical machine equipped and constructed in this way can be increased comparatively. The stator can optionally be designed as an outer stator or as an inner stator.
FigurenlisteFigure list
Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer auf einem T-förmigen Wickelkern aufgenommenen und verdichteten Spule mit einem seitlichen Isolierblatt,
- 2 eine perspektivische Ansicht der auf einer Isolierhülse aufgenommenen unverdichteten Spule von 1,
- 3 eine perspektivische Teilansicht eines Stators mit einer Vielzahl von auf Isolierhülsen aufgenommenen und verdichteten Spulen nach Maßgabe von 2, mit einem umfangsseitig verlaufenden Isolierband,
- 4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Formvorrichtung zum Verdichten einzelner Spulen in drei Raumrichtungen,
- 5 eine perspektivische Ansicht des Stators von 3 mit einem mäandrierend zwischen den Spulen verlaufenden Isolierband,
- 6 eine perspektivische Ansicht des Stators von 3 mit einem Schrumpfrohr zur Befestigung der Spulen,
- 7 eine perspektivische Ansicht des Stators von 3 mit plattenförmigen Kühlelementen zwischen den Spulen,
- 8 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer Formvorrichtung zum Verdichten einzelner auf einer Isolierhülse aufgenommener Spulen in zwei Raumrichtungen sowie im Bereich einer Vorderseite eines Spulenkopfes mit Hilfe eines Toleranzausgleichselements,
- 9 eine perspektivische Ansicht der vervollständigten Formvorrichtung von 8 mit zwei weiteren Formwerkzeugelementen,
- 10 eine perspektivische Ansicht der Formvorrichtung von 9 mit der verdichteten Spule,
- 11 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugunterteils einer alternativen Ausführungsform einer Formvorrichtung zum gleichzeitigen Verdichten einer Vielzahl von Spulen,
- 12 eine perspektivische Ansicht der vervollständigten Formvorrichtung von 11 mit einem zugehörigen Werkzeugoberteil,
- 13 eine perspektivische Ansicht eines Wickelkernaufbaus mit dem Wickelkern von 1 mit einer darauf aufgenommenen Spule, fünf Formwerkzeugelementen und einem U-förmigen Führungselement als Teil einer weiteren Ausführungsform einer Formvorrichtung zum gleichzeitigen Verdichten einer Vielzahl von Spulen,
- 14 eine perspektivische Ansicht einer Ringanordnung einer Vielzahl von Wickelkernaufbauten jeweils nach Maßgabe von 13,
- 15 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugunterteils als ein Teil der Ausführungsform der Formvorrichtung von 13 mit der darin aufgenommenen ringförmigen Anordnung von Wickelkernaufbauten gemäß 14,
- 16 eine perspektivische Ansicht eines stempelartigen Werkzeugoberteils als ein weiteres Teil der Ausführungsform der Formvorrichtung von 13 mit darin eingelegten Formwerkzeugelementen,
- 17 eine perspektivische Ansicht der vollständigen Ausführungsform der Formvorrichtung von 13 mit dem Werkzeugunterteil mit der darin aufgenommenen ringförmigen Anordnung und mit dem aufgesetzten Werkzeugoberteil zum Verdichten der Spulen mittels der Kraft F, und
- 18 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Wickelkernaufbaus mit dem Wickelkern von 1 zum Verdichten der Spule in drei Raumrichtungen mit Hilfe von sechs Werkzeugelementen sowie zwei U-förmigen Führungselementen.
The invention is explained in more detail in the following description on the basis of exemplary embodiments shown in the drawings. Show it: - 1 a perspective view of a T-shaped winding core received and compressed coil with a lateral insulating sheet,
- 2 FIG. 4 is a perspective view of the uncompacted coil of FIG 1 ,
- 3 a perspective partial view of a stator with a plurality of received on insulating sleeves and compressed coils according to FIG 2 , with an insulating tape running around the circumference,
- 4th a perspective view of an embodiment of a molding device for compressing individual coils in three spatial directions,
- 5 FIG. 3 is a perspective view of the stator of FIG 3 with a meandering insulating tape running between the coils,
- 6th FIG. 3 is a perspective view of the stator of FIG 3 with a shrink tube to fix the coils,
- 7th FIG. 3 is a perspective view of the stator of FIG 3 with plate-shaped cooling elements between the coils,
- 8th a perspective view of part of a further embodiment of a molding device for compressing individual coils received on an insulating sleeve in two spatial directions and in the area of a front side of a coil head with the aid of a tolerance compensation element,
- 9 FIG. 3 is a perspective view of the completed molding apparatus of FIG 8th with two further mold elements,
- 10 FIG. 3 is a perspective view of the molding apparatus of FIG 9 with the compacted coil,
- 11 a perspective view of a lower tool part of an alternative embodiment of a molding device for simultaneously compressing a plurality of coils,
- 12th FIG. 3 is a perspective view of the completed molding apparatus of FIG 11 with an associated upper tool part,
- 13th FIG. 3 is a perspective view of a hub assembly with the hub of FIG 1 with a spool received thereon, five mold elements and a U-shaped guide element as part of a further embodiment of a molding device for the simultaneous compression of a large number of coils,
- 14th a perspective view of a ring arrangement of a plurality of winding core structures each according to FIG 13th ,
- 15th FIG. 8 is a perspective view of a tool base as part of the embodiment of the molding apparatus of FIG 13th with the annular arrangement of winding core assemblies received therein according to FIG 14th ,
- 16 a perspective view of a punch-like upper tool part as a further part of the embodiment of the molding device from FIG 13th with mold elements inserted therein,
- 17th FIG. 3 is a perspective view of the complete embodiment of the molding apparatus of FIG 13th with the lower tool part with the annular arrangement received therein and with the upper tool part placed on it for compressing the coils by means of the force F, and
- 18th FIG. 4 is a perspective view of another hub assembly with the hub of FIG 1 for compressing the coil in three spatial directions with the help of six tool elements and two U-shaped guide elements.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments
In den Figuren sind konstruktiv im Wesentlichen identische Elemente mit gleicher oder vergleichbarer Funktion aus Gründen der Zeichnungsökonomie durchgängig mit denselben Bezugszeichen versehen und nur einmal detaillierter beschrieben.In the figures, structurally essentially identical elements with the same or comparable function are consistently provided with the same reference symbols for reasons of economy of the drawing and are only described once in greater detail.
1 zeigt einen beispielhaften T-förmigen Wickelkern 100, der illustrativ über eine quaderförmige Basis 102 verfügt. Senkrecht auf der Basis 102 ist ein bevorzugt rechteckprofilartiger Spulenträger 104 ausgebildet, auf dem eine verdichtete Spule 120 aufgenommen ist. Im Bereich eines freien Endes 106 des Spulenträgers 104 befindet sich ein Spulenkopf 112 und eine Spulenbasis 114 schließt an die Basis 102 des Wickelkerns 100 an. Die Spule 120 verjüngt sich illustrativ ausgehend von dem Spulenkopf 112 bis hin zu der Spulenbasis 114 konusartig. Ein Isolierblatt 110 liegt zur elektrischen Isolierung bevorzugt bereichsweise an einer ersten axialen Seite 140 der Spule 120 an, während eine der ersten axialen Seite 140 gegenüberliegende, zweite axiale Seite 142 der Spule 120 hier unbedeckt ist. Der T-förmige Wickelkern 100 ist mit einem metallischen und unmagnetischen Werkstoff, wie einer Edelstahllegierung oder dergleichen, gebildet. 1 shows an exemplary T-shaped winding core 100 , the illustrative on a cuboid base 102 disposes. Vertical on the base 102 is a preferably rectangular profile-like bobbin 104 formed on which a compressed coil 120 is recorded. In the area of a free end 106 of the bobbin 104 there is a coil head 112 and a coil base 114 closes to the base 102 of the winding core 100 at. The sink 120 illustratively tapers starting from the coil head 112 right down to the coil base 114 cone-like. An insulating sheet 110 for electrical insulation is preferably located in areas on a first axial side 140 the coil 120 on, while one of the first axial side 140 opposite, second axial side 142 the coil 120 is uncovered here. The T-shaped winding core 100 is formed with a metallic and non-magnetic material such as a stainless steel alloy or the like.
2 zeigt die unverdichtete Spule 120 von 1, die auf einer Isolierhülse 130 aufgenommen ist. Ein Draht 122 ist vorzugsweise zur Bildung eines Spulenkörpers 124 der Spule 120 in einer Vielzahl von einzelnen Windungen 126 um einen Basiskörper 132 der Isolierhülse 130 gleichmäßig herumgewickelt. Der Basiskörper 132 der Isolierhülse 130 verfügt hier lediglich beispielhaft über eine Querschnittsgeometrie, die annähernd der eines Rechteckhohlprofils entspricht. Die Isolierhülse 130 ist bevorzugt mit einem hochfesten Kunststoff gebildet. 2 shows the uncompacted coil 120 from 1 resting on an insulating sleeve 130 is recorded. One wire 122 is preferably to form a bobbin 124 the coil 120 in a multitude of individual turns 126 around a base body 132 the insulating sleeve 130 evenly wrapped around. The base body 132 the insulating sleeve 130 only has a cross-sectional geometry, which corresponds approximately to that of a rectangular hollow profile, by way of example. The insulating sleeve 130 is preferably formed with a high-strength plastic.
3 zeigt einen ringförmigen Stator 150, der illustrativ einen ringförmigen Grundkörper 152 aufweist, der beispielhaft rotationssymmetrisch zu einer Längsmittelachse 154 ausgebildet ist. Der Grundkörper 152 des Stators 150 umfasst unter anderem eine Vielzahl von wicklungstragenden Zähnen 162, die jeweils identisch aufgebaut sind. Die Zähne 162 sind bevorzugt umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet, wobei zwischen jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten Zähnen 162 jeweils eine Nut 160 vorgesehen ist. Auf den Zähnen 162 des Stators 150 ist jeweils vorzugsweise eine Isolierhülse 130 aufgesteckt. Zwischen den Zähnen 162 und den Isolierhülsen 130 besteht eine Übergangs- oder eine leichte Presspassung. 3 shows an annular stator 150 , the illustrative an annular base body 152 has, which is, for example, rotationally symmetrical to a longitudinal center axis 154 is trained. The basic body 152 of the stator 150 includes, among other things, a large number of winding-bearing teeth 162 which are each constructed identically. The teeth 162 are preferably arranged uniformly spaced from one another on the circumferential side, with between two immediately adjacent teeth on the circumferential side 162 one groove each 160 is provided. On the teeth 162 of the stator 150 each is preferably an insulating sleeve 130 attached. Between your teeth 162 and the insulating sleeves 130 there is a transition or a slight interference fit.
Auf den Isolierhülsen 130 ist jeweils bevorzugt eine gleichartig ausgebildete Spule 120 zur Schaffung einer mehrphasigen Wicklung 180 aufgenommen. Jede der Spulen 120 weist hierbei einen Spulenkörper 124 mit einer radial innenliegenden Spulenbasis 114 und mit einem radial außenliegenden Spulenkopf 112 auf. Die Isolierhülsen 130 des Stators 150 sind vorzugsweise umfangsseitig mit einem Isolierband 174 belegt, das bevorzugt im Bereich jedes Zahns 162 jeweils eine rechteckförmige Aussparung 176 zur höchstens abschnittsweisen Durchführung eines Zahnkopfes 164 eines der Zähne 162 aufweist. Infolgedessen kann eine Verbindung zwischen den Zähnen 162 und einer hier nicht dargestellten magnetischen Rückschlussstruktur (vgl. insb. 6; Bezugsziffer 310) mit einem möglichst kleinen magnetischen Widerstand geschaffen werden. Jeder der Zähne 162 des Stators 150 verfügt ferner über eine erste Zahnschaftstirnseite 186 und eine dieser axial gegenüberliegende zweite Zahnschaftstirnseite 188.On the insulating sleeves 130 is in each case preferably a similarly designed coil 120 to create a multi-phase winding 180 recorded. Each of the coils 120 here has a bobbin 124 with a radially inner coil base 114 and with a radially outer coil head 112 on. The insulating sleeves 130 of the stator 150 are preferably on the circumference with an insulating tape 174 proven, preferably in the area of each tooth 162 each a rectangular recess 176 for carrying out a tooth tip at most in sections 164 one of the teeth 162 having. As a result, there can be a connection between the teeth 162 and a magnetic yoke structure, not shown here (cf. esp. 6th ; Reference number 310 ) can be created with the lowest possible magnetic resistance. Each of the teeth 162 of the stator 150 also has a first tooth shaft end face 186 and one of these axially opposite second tooth shaft end face 188 .
Ein rechtwinkliges Koordinatensystem 210 veranschaulicht die Lage sämtlicher Komponenten des Stators 150 im Raum, wobei eine erste Raumrichtung x bzw. die x-Achse des Koordinatensystems 210 in einer Umfangsrichtung des Stators 150 verläuft und die y-Achse parallel zur Längsmittelachse 154 des Rotors 150 orientiert ist. Entsprechend verläuft eine dritte Raumrichtung z des Koordinatensystems 210 bzw. die z-Achse des Koordinatensystems 210 senkrecht zu den Raumrichtungen x, y. Der Stator 150 ist hier lediglich exemplarisch als ein Au-ßenstator zum Betrieb mit einem vorzugsweise permanenterregten Innenrotor einer elektrischen Maschine ausgeführt. Alternativ kann der Stator 150 aber auch als ein Innenstator mit einem beispielsweise permanenterregten Außenrotor ausgebildet sein.A right-angled coordinate system 210 illustrates the location of all components of the stator 150 in space, with a first spatial direction x or the x-axis of the coordinate system 210 in a circumferential direction of the stator 150 and the y-axis is parallel to the longitudinal center axis 154 of the rotor 150 is oriented. A third spatial direction z of the coordinate system runs correspondingly 210 or the z-axis of the coordinate system 210 perpendicular to the spatial directions x, y. The stator 150 is designed here only as an example as an external stator for operation with a preferably permanently excited internal rotor of an electrical machine. Alternatively, the stator 150 but it can also be designed as an inner stator with, for example, a permanently excited outer rotor.
4 zeigt eine beispielhafte Formvorrichtung 200 gemäß einer Ausführungsform, die zum erfindungsgemäßen Verdichten bzw. Formen der Spule 120 in wenigstens drei Raumrichtungen x, y, z des Koordinatensystems 210 ausgebildet ist. Hierbei weist die Formvorrichtung 200 lediglich beispielhaft ein erstes und ein zweites Umformwerkzeug 220, 222, sowie ein drittes und viertes Umformwerkzeug 224, 226 auf. Die Basis 102 des T-förmigen Wickelkerns 100 von 1 fungiert dabei als ein fünftes Umformwerkzeug 228, das seinerseits mit einem sechsten, im Wesentlichen quaderförmigen Umformwerkzeug 230 zusammenwirkt. In der Darstellung von 4 befinden sich die Umformwerkzeuge 220 bis 230 der Formvorrichtung 200 in einem vollständig auseinander gefahrenen Zustand. 4th shows an exemplary molding apparatus 200 according to one embodiment that is used for compressing or shaping the coil according to the invention 120 in at least three spatial directions x, y, z of the coordinate system 210 is trained. Here, the molding device 200 only by way of example a first and a second forming tool 220 , 222 , as well as a third and fourth forming tool 224 , 226 on. The base 102 of the T-shaped winding core 100 from 1 acts as a fifth forming tool 228 , in turn with a sixth, essentially cuboid-shaped forming tool 230 cooperates. In the representation of 4th are the forming tools 220 until 230 the molding device 200 in a fully expanded state.
Die zu verdichtende Spule 120 ist illustrativ auf dem T-förmigen Wickelkern 100 aufgenommen. Das sechste Umformwerkzeug 230 weist unterseitig eine kleine, in Richtung des freien Endes 106 des Spulenträgers 104 weisende, quaderförmige Vertiefung 240 auf, in der das freie Ende 106 des Spulenträgers 104 des T-förmigen Wickelkerns 100 abschnittsweise aufnehmbar ist, so dass auch entlang der Raumrichtung z eine vollständige Verdichtung der Spule 120 möglich ist. Die Umformwerkzeuge 220 bis 230 sind jeweils paarweise einander gegenüberliegend innerhalb der Formvorrichtung 200 positioniert.The coil to be compressed 120 is illustrative on the T-shaped hub 100 recorded. The sixth forming tool 230 has a small underside in the direction of the free end 106 of the bobbin 104 pointing, cuboid recess 240 on, in which the free end 106 of the bobbin 104 of the T-shaped winding core 100 can be received in sections, so that a complete compression of the coil also along the spatial direction z 120 is possible. The forming tools 220 until 230 are in pairs opposite one another within the molding device 200 positioned.
Die Spule 120 ist durch das bevorzugt zeitgleiche Zusammenpressen der jeweils paarweise gruppierten Umformwerkzeuge 220, 222 und 224, 226 sowie 228, 230 in wenigstens drei Raumrichtungen x, y, z verdichtbar. Die beiden Umformwerkzeuge 220, 222 sind hierbei entlang der Raumrichtung x des Koordinatensystems 210 derart verfahrbar, dass die Spule 120 in der Raumrichtung x mit einer Kraft F verdichtbar ist. Entsprechend sind die beiden einander gegenüberliegenden Umformwerkzeuge 224, 226 entlang der Raumrichtung y des Koordinatensystems 210 verfahrbar, so dass die Spule 120 durch die Einwirkung der Kraft F auch in dieser Raumrichtung verdichtbar ist. Von den beiden übrigen Umformwerkzeugen 228, 230 ist vorzugsweise lediglich das sechste Umformwerkzeug 230 aktiv entlang der Raumrichtung z des Koordinatensystems 210 unter Aufbringung der auf die Spule 120 einwirkenden Kraft F bewegbar, während das fünfte Umformwerkzeug 228 bzw. die Basis 102 des T-förmigen Wickelkerns 100 ortsfest ist bzw. sich auf einem festen Widerlager 236 abstützt, so dass sich nur das Umformwerkzeug 230 auf den T-förmigen Wickelkern 100 zu bewegt. Alle Umformwerkzeuge 220 bis 230 weisen im vollständig zusammengefahrenen, zeichnerisch nicht dargestellten Zustand, eine innere Oberflächengeometrie auf, die der vorgegebenen äußeren Oberflächengeometrie der Spule 120 mit möglichst hoher Genauigkeit entspricht, um die im Stator zur Verfügung stehende Einbaugeometrie für die Spulen im Idealfall kavitätsfrei ausnutzen zu können.The sink 120 is due to the preferably simultaneous pressing together of the forming tools grouped in pairs 220 , 222 and 224 , 226 as 228 , 230 compressible in at least three spatial directions x, y, z. The two forming tools 220 , 222 are here along the spatial direction x of the coordinate system 210 movable in such a way that the coil 120 can be compressed in the spatial direction x with a force F. The two opposing forming tools are correspondingly 224 , 226 along the spatial direction y of the coordinate system 210 moveable so that the coil 120 can also be compressed in this spatial direction by the action of the force F. From the other two forming tools 228 , 230 is preferably only the sixth forming tool 230 active along the spatial direction z of the coordinate system 210 while applying the to the coil 120 acting force F movable while the fifth forming tool 228 or the base 102 of the T-shaped winding core 100 is stationary or is on a fixed abutment 236 supported so that only the forming tool 230 on the T-shaped winding core 100 too moved. All forming tools 220 until 230 have in the completely moved together state, not shown in the drawing, an inner surface geometry that corresponds to the predetermined outer surface geometry of the coil 120 with the highest possible accuracy in order to be able to utilize the installation geometry available in the stator for the coils in the ideal case without cavities.
Unter anderem zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der Formvorrichtung 200 kann auch jeweils eines der beiden Umformwerkzeuge 220, 222 und/oder eines der beiden Umformwerkzeuge 224, 226 ortsfest ausgebildet sein. Weiterhin kann auch der T-förmige Wickelkern 100, der hier als fünftes Umformwerkzeug 228 dient - wie durch die mit einer punktierten angedeuteten Kraft F veranschaulicht - aktiv entlang der Raumrichtung z des Koordinatensystems 210 unter Aufbringung der auf die Spule 120 einwirkenden Kraft F verfahrbar ausgeführt sein. In einer solchen Konstellation sind dann alle sechs Umformwerkzeuge 220 bis 230 individuell verfahrbar.Among other things, to simplify the structural design of the molding device 200 can also be one of the two forming tools 220 , 222 and / or one of the two forming tools 224 , 226 be designed to be stationary. The T-shaped winding core can also be used 100 , here as the fifth forming tool 228 serves - as illustrated by the force F indicated by a dotted line - actively along the spatial direction z of the coordinate system 210 while applying the to the coil 120 acting force F be designed to be movable. All six forming tools are then in such a constellation 220 until 230 individually movable.
Zumindest der der Spule 120 zugeordnete Spulenkopf 112 erzeugt beim Umformprozess entlang der Raumrichtung z des Koordinatensystems 210 einen mechanischen Widerstand. Dasselbe gilt für alle weiteren, hier nicht dargestellten Spulenköpfe der Spulen des Stators.At least that of the coil 120 associated coil head 112 generated during the forming process along the spatial direction z of the coordinate system 210 a mechanical resistance. The same applies to all other coil heads, not shown here, of the coils of the stator.
5 zeigt den Stator 150 von 3 mit dem ringförmigen Grundkörper 152. Der Stator 150 bzw. der Grundkörper 152 weist eine Vielzahl von umfangsseitig aneinander gereihten Zähnen 162 auf. Der Stator 150 ist rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse 154 ausgeführt. Auf den Zähnen 162 ist jeweils eine Isolierhülse 130 aufgenommen, die ihrerseits jeweils mit einer der Spulen 120 belegt ist. 5 shows the stator 150 from 3 with the ring-shaped body 152 . The stator 150 or the base body 152 has a large number of teeth lined up on the circumference 162 on. The stator 150 is rotationally symmetrical to the longitudinal center axis 154 executed. On the teeth 162 is an insulating sleeve each 130 recorded, in turn, each with one of the coils 120 is occupied.
Zwischen jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten Spulen verläuft bevorzugt ein Isolierband 250, das mäandrierend zwischen jeweils einander gegenüberliegenden axialen Seiten 140, 142 der Spulen 120 entlanggeführt ist. Infolgedessen liegt das Isolierband 250 jeweils abwechselnd an einer axialen Vorderseite 252 einer Spule 120 und einer axialen Rückseite 254 der jeweils umfangsseitig unmittelbar benachbarten Spule 120 an. Das mäandrierende Isolierband 250 ist auf diese Art und Weise mindestens einmal um sämtliche Spulen 120 zur Erreichung einer vollständigen elektrischen Isolation herumgeschlungen. Ein erstes und ein zweites Ende 260, 262 des Isolierbands 250 können beabstandet, überlappend oder auf Stoß angeordnet sowie erforderlichenfalls fest verbunden sein. Die mechanisch feste Verbindung der beiden Enden 260, 262 des Isolierbands 250 kann durch Verschweißen, Verkleben und/oder eine Formschlussverbindung realisiert sein.An insulating tape preferably runs between two directly adjacent coils on the circumferential side 250 that meander between each opposite axial sides 140 , 142 of the coils 120 is led along. As a result, the electrical tape lies 250 alternately on an axial front side 252 a coil 120 and an axial back 254 of the coil which is immediately adjacent on the circumferential side 120 at. The meandering electrical tape 250 is in this way at least once around all the coils 120 looped around to achieve complete electrical isolation. A first and a second end 260 , 262 of the insulating tape 250 can be arranged at a distance, overlapping or abutting and, if necessary, firmly connected. The mechanically firm connection of the two ends 260 , 262 of the insulating tape 250 can be realized by welding, gluing and / or a form-fit connection.
6 zeigt den zur Längsmittelachse 154 rotationssymmetrischen Grundkörper 152 des Stators 150 von 3 und 5, der die umfangsseitig aneinander gereihten Zähne 162 mit den Isolierhülsen 130 und den darauf jeweils aufgenommenen Spulen 120 aufweist. Zur Lagesicherung der Spulen 120 auf den Zähnen 162 und/oder zur mechanischen Verbindung der Zähne 162 untereinander sind die Zähne 162 mit den darauf aufgenommenen Spulen 120 von einem hohlzylindrischen Schrumpfrohr 300 umfangsseitig eingefasst und werden hierdurch radial einwärts mit einer hohen Kraft fest aneinander gepresst und zuverlässig in der gezeigten Lage fixiert. 6th shows the to the longitudinal center axis 154 rotationally symmetrical body 152 of the stator 150 from 3 and 5 , the teeth lined up on the circumference 162 with the insulating sleeves 130 and the reels received on it 120 having. For securing the position of the bobbins 120 on the teeth 162 and / or for mechanical connection of the teeth 162 among each other are the teeth 162 with the coils recorded on it 120 from a hollow cylindrical shrink tube 300 edged on the circumferential side and are thereby firmly pressed against one another radially inward with a high force and reliably fixed in the position shown.
Das Schrumpfrohr 300 ist bevorzugt zur Minimierung magnetischer Verluste koaxial fest von einer magnetischen Rückschlussstruktur 310 umgeben. Das Schrumpfrohr 300 kann zugleich die Funktion der magnetischen Rückschlussstruktur innehaben. Anstelle des Schrumpfrohrs kann die Befestigung der Spulen 120 auf den Zähen 162 auch mit Hilfe von Schnapphaken, durch Verkleben, durch Umspritzen mit einem thermoplastischen Kunststoff oder durch Vergießen mit einem aushärtbaren Kunststoff, wie einem Gießharz, erfolgen.The shrink tube 300 is preferred to minimize magnetic losses coaxially fixed by a magnetic yoke structure 310 surround. The shrink tube 300 can also have the function of the magnetic return structure. Instead of the shrink tube, the attachment of the coils 120 on the teeth 162 also with the help of snap hooks, by gluing, by overmolding with a thermoplastic material or by casting with a curable plastic such as a casting resin.
7 zeigt den Stator 150 von 3, der mit dem ringförmigen Grundkörper 152 rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse 154 aufgebaut ist. Auf jedem der Statorzähne 162 ist bevorzugt jeweils eine Isolierhülse 130 aufgesteckt, wobei jede Isolierhülse 130 ihrerseits mit einer Spule 120 belegt ist. Zwischen jeweils umfangsseitig zwei unmittelbar benachbarten Spulen 120 ist jeweils mindestens ein, hier lediglich exemplarisch parallel zur Längsmittelachse 154 verlaufendes, plattenförmiges Kühlelement 348 vorgesehen. Jedes der in sich geschlossenen Kühlelemente 348 arbeitet bevorzugt nach dem Prinzip der so genannten „heat pipe“ und leitet in den Spulen 120 entstehende Verlustwärme beidseits axial in Richtung einer Vorderseite 350 und einer Rückseite 352 des Stators 150 ab. 7th shows the stator 150 from 3 , the one with the ring-shaped body 152 rotationally symmetrical to the longitudinal center axis 154 is constructed. On each of the stator teeth 162 is preferably an insulating sleeve in each case 130 attached, each insulating sleeve 130 in turn with a coil 120 is occupied. Between two immediately adjacent coils on the circumferential side 120 is in each case at least one, here only exemplarily parallel to the longitudinal center axis 154 running, plate-shaped cooling element 348 intended. Each of the self-contained cooling elements 348 preferably works on the principle of the so-called "heat pipe" and conducts in the coils 120 resulting heat loss on both sides axially in the direction of a front side 350 and a back 352 of the stator 150 away.
Die Kühlelemente 348 sind hierbei bevorzugt jeweils in mittels des plastischen Umformens der Spulen 120 geschaffenen Ausformungen 360, 362 zumindest bereichsweise formschlüssig aufgenommen. Infolgedessen bleibt der Fertigungsaufwand des Stators 150 unbeschadet der Integration der Kühlelemente 348 weitgehend unverändert.The cooling elements 348 are preferably in each case by means of the plastic deformation of the coils 120 created formations 360 , 362 at least partially recorded positively. As a result, the manufacturing cost of the stator remains 150 without prejudice to the integration of the cooling elements 348 largely unchanged.
Die muldenartigen Ausformungen 360, 362 sind einander gegenüberliegend in jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten Spulen 120 ausgebildet und verlaufen im Wesentlichen parallel zur Längsmittelachse 154. Dasselbe gilt für alle übrigen, der zeichnerischen Ökonomie sowie der besseren grafischen Übersicht halber nicht mit Bezugsziffern versehenen weiteren Kühlelemente 348.The trough-like formations 360 , 362 are opposite one another in two coils that are immediately adjacent on the circumference 120 formed and run essentially parallel to the longitudinal center axis 154 . The same applies to all other cooling elements, which are not provided with reference numerals for the sake of economical drawing and for the sake of a better graphic overview 348 .
Abweichend von den hier lediglich illustrativ plattenförmig ausgeführten Kühlelementen 348 kann zwischen jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten Spulen 120 auch mindestens jeweils ein beidseitig offenes, beispielsweise rohrartiges Kühlelement vorgesehen sein. Diese rohrartigen Kühlelemente verlaufen vorzugsweise ebenfalls jeweils parallel zur Längsmittelachse 154. Freie Enden der rohrartigen Kühlelemente können jeweils im Bereich der Vorderseite 350 und der Rückseite 352 des Stators 150 mit halbkreisförmigen Rohrbögen oder Schläuchen derart miteinander fluidisch verbunden sein, dass eine um die Spulen 120 herum mäandrierende, durchgehende rohrförmige Kühlleitung mit vorzugsweise einem Einlass und einem Auslass entsteht. Die Wärmeabfuhr aus den Spulen 120 des Stators 150 erfolgt in einer derartigen Konstellation bevorzugt mit Hilfe eines durch die rohrförmige Kühlleitung strömenden Fluids mit einer möglichst hohen Wärmekapazität.Deviating from the plate-shaped cooling elements, which are merely illustrative here 348 can between two directly adjacent coils on the circumferential side 120 at least one, for example, tubular cooling element that is open on both sides can also be provided. These tubular cooling elements preferably also each run parallel to the longitudinal center axis 154 . Free ends of the tubular cooling elements can each be in the area of the front 350 and the back 352 of the stator 150 be fluidically connected to one another with semicircular pipe bends or hoses in such a way that one around the coils 120 meandering, continuous tubular cooling line with preferably an inlet and an outlet is created. The heat dissipation from the coils 120 of the stator 150 takes place in such a constellation preferably with the aid of a fluid flowing through the tubular cooling line with the highest possible heat capacity.
Innerhalb des Stators 150 ist ein beispielsweise permanenterregter Rotor 370 koaxial angeordnet, der lediglich mit einer punktierten Umrissdarstellung angedeutet ist. Der Stator 150 bildet vorzugsweise zusammen mit dem Rotor 370 und weiteren, zeichnerisch nicht dargestellten Maschinenelementen, wie einer Rotorwelle, einer Rotorwellenlagerung sowie einer komplexen Steuer- und/oder Regelelektronik, eine elektrische Maschine 380.Inside the stator 150 is a permanently excited rotor, for example 370 arranged coaxially, which is only indicated with a dotted outline representation. The stator 150 preferably forms together with the rotor 370 and further machine elements, not shown in the drawing, such as a rotor shaft, a rotor shaft bearing and complex control and / or regulating electronics, an electrical machine 380 .
8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils einer weiteren Ausführungsform 400 der Formvorrichtung 200 und 9 zeigt die vervollständigte Formvorrichtung 400 von 8. Des Weiteren zeigt 10 die Formvorrichtung 400 von 9 mit der verdichteten Spule 120. Im weiteren Fortgang wird zugleich auf 8 bis 10 Bezug genommen, in denen das Koordinatensystem 210 mit den drei Raumrichtungen x, y, z erneut die Lage sämtlicher Komponenten in Relation zueinander verdeutlicht. 8th Figure 3 shows a perspective view of part of a further embodiment 400 the molding device 200 and 9 shows the completed molding apparatus 400 from 8th . Furthermore shows 10 the molding device 400 from 9 with the compacted coil 120 . In the further progress will be on at the same time 8th until 10 Referenced in which the coordinate system 210 with the three spatial directions x, y, z again illustrates the position of all components in relation to one another.
Die in der 8 zwar vollständig gewickelte, jedoch noch unverdichtete Spule 120 ist auf der Isolierhülse 130 aufgenommen und zwischen einem Werkzeugunterteil 406 und einem Werkzeugoberteil 408 der Formvorrichtung 400 angeordnet. Zur Stabilisierung der Isolierhülse 130 während des Verdichtungsvorgangs der Spule 120 kann in die Isolierhülse 130 erforderlichenfalls ein nicht dargestelltes Fertigungshilfsmittel, wie ein rechteckprofilartiger Kern oder Dorn eingeschoben sein. Sowohl das Werkzeugunterteil 406 als auch das Werkzeugoberteil 408 der Formvorrichtung 400 sind im Wesentlichen quaderförmig und parallel zur Raumrichtung z des Koordinatensystems 210 verfahrbar. Das Werkzeugoberteil 408 verfügt unterseitig über eine kleine quaderförmige Vertiefung 410 zur abschnittsweisen Aufnahme des rechteckprofilartigen Basiskörpers 132 der Isolierhülse 130. Infolgedessen ist eine Verdichtung der Spule 120 in der Raumrichtung z möglich, obwohl der Basiskörper 132 der Isolierhülse 130 zumindest geringfügig über die Spule 120 hinausragt.The one in the 8th Although it is completely wound, the coil is still uncompacted 120 is on the insulating sleeve 130 added and between a lower tool part 406 and a tool head 408 the molding device 400 arranged. To stabilize the insulating sleeve 130 during the compression process of the coil 120 can in the insulating sleeve 130 if necessary, a manufacturing aid (not shown), such as a core or mandrel like a rectangular profile, can be inserted. Both the lower part of the tool 406 as well as the upper part of the tool 408 the molding device 400 are essentially cuboid and parallel to the spatial direction z of the coordinate system 210 movable. The upper part of the tool 408 has a small cuboid recess on the underside 410 for receiving the rectangular profile-like base body in sections 132 the insulating sleeve 130 . As a result, there is compaction of the coil 120 possible in the spatial direction z, although the base body 132 the insulating sleeve 130 at least slightly over the coil 120 protrudes.
Weiterhin weist die Formvorrichtung 400 bevorzugt ein im Wesentlichen zylindrisches, stiftartiges Toleranzausgleichselement 420 auf, das dazu ausgebildet ist, beim plastischen Umformen bzw. beim Verdichten der Spule 120 beispielsweise ein Anschmiegen des Drahts 122 an die in 10 zeichnerisch lediglich angedeutete Zahnschaftstirnseite 188 zu bewirken. Das Toleranzausgleichselement 420 bzw. der temporäre Füllkörper weist hier lediglich beispielhaft einen ersten durchmessergrößeren Endabschnitt 422 und einen zweiten, ebenfalls durchmessergrößeren Endabschnitt 424 auf, zwischen denen ein durchmesserkleinerer Mittelabschnitt 426 ausgebildet ist. Der erste Endabschnitt 422 des Toleranzausgleichselements 420 ist in einer Bohrung 432 des Werkzeugunterteils 406 und der zweite Endabschnitt 424 ist in einer Bohrung 434 des Werkzeugoberteils 408 parallel zur Raumrichtung z verschiebbar aufgenommen, wobei die Bohrungen 432, 434 zueinander fluchten.Furthermore, the molding device 400 preferably a substantially cylindrical, pin-like tolerance compensation element 420 on, which is designed for plastic deformation or compression of the coil 120 for example, a snuggling of the wire 122 to the in 10 tooth shaft front side only indicated in the drawing 188 to effect. The tolerance compensation element 420 or the temporary filler body here has a first end section with a larger diameter, merely by way of example 422 and a second, also larger-diameter end section 424 on, between which a smaller diameter middle section 426 is trained. The first end section 422 of the tolerance compensation element 420 is in a hole 432 of the lower part of the tool 406 and the second end portion 424 is in a hole 434 of the upper part of the tool 408 added slidably parallel to the spatial direction z, the bores 432 , 434 align with each other.
Im Zuge des zeichnerisch nicht dargestellten Wickelvorgangs der Spule 120 auf der Isolierhülse 130 befindet sich einer der beiden durchmessergrößeren Endabschnitte 422, 424 des Toleranzausgleichselements 420 unterhalb der Vorderseite 252 der Spule 120. Nach dem Abschluss des Wickelprozesses der Spule 120 wird der Mittelabschnitt 426 des Toleranzausgleichselements 420 in den Bereich der Vorderseite 252 der Spule 120 entlang der Raumrichtung z verschoben, sodass die Spule 120 im Bereich ihrer Vorderseite 252 im Wesentlichen hohl liegt und somit leicht plastisch verformbar ist. Der „endlose“ (Wicklungs-)Draht 122 der Spule 120 liegt nicht an dem durchmesserkleineren Mittelabschnitt 426 des Toleranzausgleichselements 420 an, sondern umläuft diesen nur beabstandet, so dass der Draht 122 im Bereich der Vorderseite 252 der Spule 120 gelockert bzw. gelöst verläuft. Alternativ kann ein zeichnerisch nicht dargestelltes Toleranzausgleichselement vorgesehen sein, das über einen konstanten Durchmesser verfügt. In dieser Konstellation wird das Toleranzausgleichselement nach Abschluss des Wickelprozesses der Spule 120 und vor dem Verdichtungsvorgang aus der Formvorrichtung herausgezogen bzw. vollständig entfernt.In the course of the winding process of the coil, not shown in the drawing 120 on the insulating sleeve 130 is one of the two larger-diameter end sections 422 , 424 of the tolerance compensation element 420 below the front 252 the coil 120 . After completing the winding process of the coil 120 becomes the middle section 426 of the tolerance compensation element 420 in the front area 252 the coil 120 shifted along the spatial direction z, so that the coil 120 in the area of their front 252 is essentially hollow and is therefore easily plastically deformable. The "endless" (winding) wire 122 the coil 120 is not due to the smaller diameter middle section 426 of the tolerance compensation element 420 but only runs around it at a distance so that the wire 122 in the area of the front 252 the coil 120 loosely or loosened. Alternatively, a tolerance compensation element (not shown in the drawing) can be provided which has a constant diameter. In this constellation, the tolerance compensation element is used after the winding process of the coil 120 and pulled out or completely removed from the molding device prior to the compaction process.
In 9 sind ein erstes und ein zweites transversales Formwerkzeugelement 436, 438 an die Spule 120 zu deren Verdichtung und räumlich-plastischen Verformung herangeführt. Die jeweils näherungsweise leicht U-förmig ausgebildeten Formwerkzeugelemente 436, 438 sind parallel zur Raumrichtung x des Koordinatensystems 210 unter Erzeugung der für den Umformvorgang erforderlichen Kraft F positionierbar. Durch das Zusammenpressen des Werkzeugunterteils 406 und des Werkzeugoberteils 408 entlang der Raumrichtung z unter Aufbringung der Kraft F und das gleichzeitig erfolgende Zusammenpressen der beiden Formwerkzeugelemente 436, 438 entlang der Raumrichtung x, erfolgt im Wesentlichen eine Verdichtung bzw. eine plastische Verformung der Spule 120 in den beiden Raumrichtungen x, z des Koordinatensystems 210. Insbesondere die aufgrund der Wirkung des Toleranzausgleichselements 420 aufgelockerte Vorderseite 252 der Spule 120 wird bei dem Verdichtungs- bzw. Umformprozess mit Hilfe der vorderseitigen, einander zugewandten Schenkel 440, 442 der beiden Formwerkzeugelemente 436, 438 so geformt, dass der Draht 122 der Spule 120 umfänglich elastisch gespannt wird und sich selbsttätig auf der Isolierhülse 130 umfangsseitig festzieht. Die Isolierhülse 130 mit der darauf aufgenommenen Spule 120 ist aufgrund dieser elastischen Vorspannung des Drahts 122 der Spule 120 zuverlässig auf dem Statorzahn des Stators (vgl. 10; Bezugsziffer 162) befestigbar.In 9 are first and second transverse die members 436 , 438 to the coil 120 to their compression and spatial-plastic deformation. The each approximately slightly U-shaped molding tool elements 436 , 438 are parallel to the spatial direction x of the coordinate system 210 positionable while generating the force F required for the forming process. By pressing the lower part of the tool together 406 and the upper part of the tool 408 along the spatial direction z with the application of the force F and the simultaneous pressing of the two mold elements 436 , 438 A compression or a plastic deformation of the coil essentially takes place along the spatial direction x 120 in the two spatial directions x, z of the coordinate system 210 . In particular, due to the effect of the tolerance compensation element 420 relaxed front 252 the coil 120 is used during the compression or reshaping process with the help of the legs facing each other on the front 440 , 442 of the two mold elements 436 , 438 shaped so that the wire 122 the coil 120 is stretched elastically and automatically on the insulating sleeve 130 tightens circumferentially. The insulating sleeve 130 with the spool recorded on it 120 is due to this elastic pretensioning of the wire 122 the coil 120 reliably on the stator tooth of the stator (cf. 10 ; Reference number 162 ) attachable.
10 illustriert die Formvorrichtung 400 nach dem Umform- bzw. Verdichtungsvorgang der Spule 120, wobei die beiden Formwerkzeugelemente von der Spule 120 zurückgefahren bzw. entfernt sind. Die Vorderseite 252 der komprimierten Spule 120 weist durch den Verdichtungsvorgang zwei hohlkehlartige Längsvertiefungen 444, 446 auf, die beidseits eines mittigen wulstartigen Vorsprungs 448 ausgeformt sind. Sowohl die beiden Längsvertiefungen 444, 446 als auch der wulstartige Vorsprung 448 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Raumrichtung z des Koordinatensystems 210. Infolgedessen ist der Draht 122 der Spule 120 umfänglich elastisch gespannt und liegt an einer Zahnschaftstirnseite 188 eines hier zeichnerisch lediglich mittels einer punktierten Linie angedeuteten Zahns 162 des Stators im Idealfall vollflächig an. Die Isolierhülse 130 mit der darauf aufgenommen Spule 120 ist dadurch zuverlässig auf dem Zahn 162 des Stators befestigbar. 10 illustrates the molding apparatus 400 after the forming or compression process of the coil 120 , with the two mold elements from the spool 120 moved back or removed. The front 252 the compressed coil 120 has two concave-like longitudinal depressions due to the compression process 444 , 446 on both sides of a central bead-like projection 448 are shaped. Both the two longitudinal depressions 444 , 446 as well as the bead-like projection 448 run essentially parallel to the spatial direction z of the coordinate system 210 . As a result, the wire is 122 the coil 120 extensively stretched elastically and lies on a tooth shaft face 188 a tooth indicated here in the drawing only by means of a dotted line 162 of the stator ideally over the entire surface. The insulating sleeve 130 with the spool recorded on it 120 is therefore reliable on the tooth 162 of the stator can be attached.
11 zeigt eine weitere Ausführungsform der Formvorrichtung 200 bzw. 450, die ein rundes Werkzeugunterteil 456 mit einer umlaufenden Ringnut 460 aufweist. Die Ringnut 460 weist bevorzugt eine Formgeometrie 462 auf, in die eine Vielzahl von Spulen 120 umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet eingelegt ist, wobei jede Spule 120 bevorzugt jeweils auf einer Isolierhülse 130 aufgenommen ist. Weiterhin ist unterhalb jeder Vorderseite 252 der Spulen 120 ein Toleranzausgleichselement 420 angeordnet. Die Toleranzausgleichselemente 420 sind jeweils radial auswärts gerichtet und in einer hohlzylindrischen Außenwand 464 des Werkzeugunterteils 456 radial verschiebbar aufgenommen. 11 Figure 3 shows another embodiment of the molding apparatus 200 respectively. 450 who have favourited a round tool base 456 with a circumferential ring groove 460 having. The ring groove 460 preferably has a shape geometry 462 on into which a variety of coils 120 is inserted circumferentially evenly spaced from one another, each coil 120 preferably each on an insulating sleeve 130 is recorded. Furthermore is below each front 252 of the coils 120 a tolerance compensation element 420 arranged. The tolerance compensation elements 420 are each directed radially outward and in a hollow cylindrical outer wall 464 of the lower part of the tool 456 added radially displaceable.
Mit Hilfe der stiftartigen Toleranzausgleichselemente 420 lassen sich unter anderem die Vorderseiten 252 der Spulen 120 wie bei der Ausführungsform der Formvorrichtung 400 nach Maßgabe der 8 bis 10 umformen und verdichten, wobei dieser Vorgang jedoch an einer Vielzahl von Spulen 120 zeitgleich vollziehbar ist. Die Toleranzausgleichselemente 420 sind bevorzugt jeweils dazu ausgebildet, beim Umformen bzw. Verdichten der Spulen 120 ein elastisches Anschmiegen des Drahts 122 der Spulen 120 an eine hier nicht dargestellte Zahnschaftstirnseite eines Zahns des Stators zu bewirken. In 11 ist der Verdichtungsvorgang der Spulen 120 bereits abgeschlossen, was an den hohlkehlartigen Längsvertiefungen 444, 446 sowie dem mittig dazwischen ausgeformten wulstartigen Vorsprung 448 an jeder Vorderseite 252 jeder einzelnen Spule 120 ersichtlich ist.With the help of the pin-like tolerance compensation elements 420 among other things, the fronts 252 of the coils 120 as in the embodiment of the molding device 400 according to the 8th until 10 reshaping and compressing, this process, however, being carried out on a large number of coils 120 is enforceable at the same time. The tolerance compensation elements 420 are preferably each designed for the purpose of reshaping or compressing the coils 120 elastic clinging to the wire 122 of the coils 120 to effect a tooth shaft end face, not shown here, of a tooth of the stator. In 11 is the compression process of the coils 120 already completed, what about the flute-like longitudinal depressions 444 , 446 and the bead-like projection formed in the middle between them 448 on each front 252 every single coil 120 can be seen.
12 zeigt die Formvorrichtung 450 von 11, wobei auf das Werkzeugunterteil 456 mit den Toleranzausgleichselementen 420 ein näherungsweise kreisringförmiges Werkzeugoberteil 470 aufgesetzt ist, dessen Unterseite 472 eine Formgeometrie 474 aufweist. Die Formgeometrie 474 ist bevorzugt dazu ausgebildet, eine Verdichtung der Spulen und eine Umformung von deren Vorderseiten - wie in der 11 veranschaulicht - mit Hilfe der Toleranzausgleichselemente 420 im Zusammenwirken mit der Formgeometrie des Werkzeugunterteils 456 zu erreichen. Der Umformprozess wird nach dem Einlegen der auf den Isolierhülsen jeweils aufgenommenen Spulen und dem axialen Zusammenfügen von Werkzeugunterteil 456 und Werkzeugoberteil 470 durch das umfangsseitige Zusammenpressen mit der Kraft F bewirkt. 12th shows the molding device 450 from 11 , with on the lower part of the tool 456 with the tolerance compensation elements 420 an approximately circular ring-shaped upper tool part 470 is put on, its underside 472 a shape geometry 474 having. The shape geometry 474 is preferably designed to compress the coils and reshape their front sides - as in the 11 illustrated - with the help of the tolerance compensation elements 420 in cooperation with the shape geometry of the lower part of the tool 456 to reach. The forming process starts after the coils received on the insulating sleeves have been inserted and the lower part of the tool has been joined together axially 456 and tool head 470 caused by the circumferential compression with the force F.
13 zeigt einen Wickelkernaufbau 500, der unter anderem den T-förmigen Wickelkern 100 von 1 mit der Basis 102 und dem hieran senkrecht ausgebildeten rechteckprofilartigen Spulenträger 104 mit dem freien Ende 106 umfasst. Auf dem Spulenträger 104 ist wiederum die Spule 120 aufgenommen. 13th shows a winding core structure 500 , which includes the T-shaped winding core 100 from 1 with the base 102 and the rectangular profile-like coil carrier formed perpendicularly to this 104 with the free end 106 includes. On the spool carrier 104 is again the coil 120 recorded.
Die Spule 120 ist von zwei seitlichen Formwerkzeugelementen 506, 508, einem unterem Formwerkzeugelement 510 sowie einem vorderen, radial einwärts liegenden Formwerkzeugelement 514 eingefasst. Die Basis 102 wirkt hier als ein hinteres, radial auswärts liegendes Formwerkzeugelement. Die seitlichen Formwerkzeugelemente 506, 508 sowie das untere Formwerkzeugelement 510 werden von einem U-förmigen bzw. klammer- oder bügelartigen Führungsmittel 520 in Position gehalten.The sink 120 is of two side mold elements 506 , 508 , a lower mold element 510 and a front, radially inward forming tool element 514 edged. The base 102 acts here as a rear, radially outward forming tool element. The side mold elements 506 , 508 as well as the lower mold element 510 are of a U-shaped or bracket-like or bracket-like guide means 520 held in position.
14 zeigt eine Ringanordnung 530, die vorzugsweise eine Vielzahl von rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse 154 angeordneten Wickelkernaufbauten 500 mit einer jeweils darauf aufgenommenen, noch zu verdichtenden Spule 120 umfasst. Die U-förmigen Führungsmittel 520 halten hierbei die hier der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht bezeichneten Formwerkzeugelemente der Wickelkernaufbauten 500 in Position. Die einzelnen Wickelkernaufbauten 500 sind hierbei vorzugsweise umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet und tortenstückartig um die Längsmittelachse 154 herum gruppiert. 14th shows a ring arrangement 530 , which are preferably a plurality of rotationally symmetrical to the longitudinal central axis 154 arranged winding core structures 500 each with a coil that is still to be compacted on it 120 includes. The U-shaped guide means 520 hold here the form tool elements of the winding core structures, which are not designated here for the sake of a better graphic overview 500 in position. The individual winding core structures 500 are preferably evenly spaced from one another on the circumferential side and are piecemeal around the longitudinal center axis 154 grouped around.
15 zeigt ein im Wesentlichen zylindrisches und rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse 154 ausgebildetes Werkzeugunterteil 532. Das Werkzeugunterteil 532 verfügt im Bereich einer Oberseite 534 über eine vertiefte Aufnahmegeometrie 536, in der die mit einer Mehrzahl von umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet angeordneten Wickelkernaufbauten 500 geschaffene Ringanordnung 530 von 14 zumindest bereichsweise formschlüssig aufgenommen ist. Jede der Wickelkernaufbauten 500 der Ringanordnung 530 enthält jeweils eine erfindungsgemäß plastisch umzuformende bzw. zu verdichtende Spule 120. 15th shows a substantially cylindrical and rotationally symmetrical to the longitudinal center axis 154 trained lower part of the tool 532 . The lower part of the tool 532 has in the area of a top 534 via a recessed mounting geometry 536 , in which the winding core structures are arranged with a plurality of circumferentially evenly spaced from one another 500 created ring arrangement 530 from 14th is at least partially received positively. Each of the winding core assemblies 500 the ring arrangement 530 each contains a coil to be plastically deformed or compressed according to the invention 120 .
16 zeigt ein näherungsweise stempel- und tellerartiges Werkzeugoberteil 540, das bevorzugt wiederum rotationssymmetrisch zu der Längsmittelachse 154 ausgebildet ist. Das Werkzeugoberteil 540 weist eine Vielzahl von radial äußeren Fortsätzen 544 auf, deren Anzahl mit der Zahl der Wickelkernaufbauten 500 von 15 korrespondiert. Die fingerartigen, radial äußeren Fortsätze 544 sind vorzugsweise umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet und verlaufen jeweils parallel zur Längsmittelachse 154 bzw. sind axial ausgerichtet. 16 shows an approximately stamp-like and plate-like upper tool part 540 , which in turn is preferably rotationally symmetrical to the longitudinal center axis 154 is trained. The upper part of the tool 540 has a plurality of radially outer projections 544 on, the number of which with the number of winding core structures 500 from 15th corresponds. The finger-like, radially outer processes 544 are preferably arranged at a uniform distance from one another on the circumferential side and each run parallel to the longitudinal center axis 154 or are axially aligned.
Zwischen jeweils zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten, radial äußeren Fortsätzen 544 ist bevorzugt jeweils ein oberes Formwerkzeugelement 512 angeordnet. Die oberen Formwerkzeugelemente 512 sind zu diesem Zweck jeweils in einer oberseitigen Vertiefung 546 einer scheibenartigen Grundplatte 548 des Werkzeugoberteils 540 aufgenommen, so dass die zu verdichtenden Spulen nach dem Umdrehen des Werkzeugoberteils 540 um 180° in Bezug zur Horizontalen (s.g. „Stürzen“) und dem anschließenden axial fluchtenden Aufsetzen des Werkzeugoberteils 540 auf das Werkzeugunterteil 532 allseitig von den jeweils zugeordneten Formwerkzeugelementen umschlossen sind.Between two radially outer projections that are immediately adjacent on the circumference 544 is preferably in each case an upper mold element 512 arranged. The top mold elements 512 are each in a recess on the top for this purpose 546 a disk-like base plate 548 of the upper part of the tool 540 added so that the to be condensed Coiling after turning the upper part of the tool 540 by 180 ° in relation to the horizontal (so-called "lintel") and the subsequent axially aligned positioning of the upper part of the tool 540 on the lower part of the tool 532 are enclosed on all sides by the respectively assigned mold elements.
Jeder der radial äußeren Fortsätze 544 ist ausgehend von der Grundplatte 548 bis hin zu dessen freien Ende 550 bevorzugt keilförmig verjüngt ausgebildet. Darüber hinaus sind die radial äußeren Fortsätze 544 in Richtung der Längsmittelachse 154 bzw. radial einwärts vorzugsweise gleichfalls keilförmig bzw. tortenstückartig verjüngt ausgeführt und verlaufen demnach im Wesentlichen senkrecht zur Grundplatte 548.Each of the radially outer processes 544 is starting from the base plate 548 up to its free end 550 preferably tapered wedge-shaped. In addition, the radially outer extensions 544 in the direction of the longitudinal central axis 154 or radially inward, preferably likewise tapered in a wedge-shaped or pie-like manner, and accordingly run essentially perpendicular to the base plate 548 .
Weiterhin ist an der Grundplatte 548 eine Vielzahl von radial inneren Fortsätzen 560 ausgeformt, die umfangsseitig gleichmäßig zueinander beabstandet und senkrecht zur Grundplatte 548 ausgebildet sind und deren Zahl mit der Anzahl der radial äußeren Fortsätze 544 korrespondiert. Jeweils ein radial innerer Fortsatz 560 ist umfangsseitig vorzugsweise jeweils zwischen zwei umfangsseitig unmittelbar benachbarten radial äußeren Fortsätzen 544 ausgebildet. Die radial inneren Fortsätze 560 verlaufen bevorzugt ebenfalls parallel zu der Längsmittelachse 154 bzw. sind axial orientiert und jeweils U-förmig bzw. im Wesentlichen gabelförmig ausgeführt. Die radial inneren Fortsätze 560 dienen zudem in Verbindung mit der jeweiligen Vertiefung 546 in der Grundplatte 548 als ein Anschlag für die oberen Formwerkzeugelemente 512, um deren Bewegungsmöglichkeit radial einwärts bzw. in Richtung der Längsmittelachse 154 zu limitieren.Furthermore is on the base plate 548 a plurality of radially inner projections 560 shaped, the circumferentially evenly spaced from one another and perpendicular to the base plate 548 are formed and their number with the number of radially outer extensions 544 corresponds. Each has a radially inner extension 560 is circumferentially preferably between two immediately adjacent radially outer projections on the circumferential side 544 educated. The radially inner processes 560 preferably also run parallel to the longitudinal center axis 154 or are axially oriented and each U-shaped or essentially fork-shaped. The radially inner processes 560 also serve in connection with the respective specialization 546 in the base plate 548 as a stop for the upper mold elements 512 in order to enable them to move radially inwards or in the direction of the longitudinal center axis 154 to limit.
Die oberen Formwerkzeugelemente 512 bilden zusammen mit den radial äußeren Fortsätzen 544 und den radial inneren Fortsätzen 560, sowie weiteren, nicht bezeichneten Strukturen, vorzugsweise eine Oberflächengeometrie 570 des oberen Formwerkzeugs 540 aus, die zumindest bereichsweise komplementär zur Aufnahmegeometrie des unteren Formwerkzeugs ausgebildet ist. Sowohl die radial äußeren, keilförmigen Fortsätze 544 als auch die radial inneren Fortsätze 560 sind im Zusammenwirken mit dem Werkzeugunterteil 532 von 15 dazu ausgebildet, sämtliche Formwerkzeugelemente 506 bis 514 gleichzeitig und gleichmäßig mit einer hinreichend großen mechanischen Kraft zur wenigstens in drei Raumrichtungen erfolgenden plastischen Umformung bzw. Verdichtung der Spulen zu beaufschlagen. Anstelle der Verdichtung der Spulen mit Hilfe der keilförmigen Fortsätze 544 des Werkzeugoberteils 540 können das obere Formwerkzeugelement 512 sowie die hier nicht dargestellten übrigen Formwerkzeugelemente auch direkt mittels hydraulischer Kräfte oder Aktoren zur Verdichtung der Spulen beaufschlagt werden.The top mold elements 512 form together with the radially outer projections 544 and the radially inner extensions 560 , as well as other, not designated structures, preferably a surface geometry 570 of the upper mold 540 from, which is at least partially complementary to the receiving geometry of the lower mold. Both the radially outer, wedge-shaped extensions 544 as well as the radially inner extensions 560 are in cooperation with the lower part of the tool 532 from 15th designed to all mold elements 506 until 514 at the same time and uniformly to apply a sufficiently large mechanical force for plastic deformation or compression of the coils taking place in at least three spatial directions. Instead of compressing the coils with the help of the wedge-shaped extensions 544 of the upper part of the tool 540 can the upper mold element 512 as well as the remaining mold elements, not shown here, can also be acted upon directly by means of hydraulic forces or actuators for compressing the coils.
17 zeigt eine weitere Ausführungsform der Formvorrichtung 200 bzw. 600, die das Werkzeugunterteil 532 von 15 mit der darin aufgenommenen Ringanordnung 530 von 14, bestehend aus der Vielzahl von Wickelkernaufbauten 500 mit Spulen, umfasst. Weiterhin umfasst die Formvorrichtung 600 das Werkzeugoberteil 540, welches ausgehend von seiner Position in 16 um 180° in Bezug zur Horizontalen umgedreht wird und hierbei axial fluchtend auf das Werkzeugunterteil 532 aufgesetzt wird. 17th Figure 3 shows another embodiment of the molding apparatus 200 respectively. 600 who have favourited the lower tool part 532 from 15th with the ring assembly received therein 530 from 14th , consisting of the multitude of winding core structures 500 with coils. Furthermore, the molding device comprises 600 the upper part of the tool 540 which, based on its position in 16 is rotated by 180 ° with respect to the horizontal and is axially aligned with the lower part of the tool 532 is put on.
Durch das axiale Zusammenpressen des Werkzeugunterteils 532 und des Werkzeugoberteils 540 mit der Kraft F erfolgt zeitgleich der plastische Umformvorgang bzw. der Verdichtungsvorgang an den hier verdeckten Spulen. Hieraus resultiert im Vergleich zu den anderen Ausführungsformen von Formvorrichtungen, bei denen durch das Aufbringen der Kraft F pro Verdichtungsvorgang jeweils nur eine einzelne Spule plastisch umformbar bzw. verdichtbar ist, ein beträchtliches Rationalisierungspotential.By axially compressing the lower part of the tool 532 and the upper part of the tool 540 With the force F, the plastic deformation process or the compression process takes place at the same time on the coils hidden here. In comparison to the other embodiments of molding devices, in which only one single coil can be plastically deformed or compressed per compression process by the application of the force F, this results in a considerable potential for rationalization.
18 zeigt eine weitere Form eines Wickelkernaufbaus 650, die wiederum den T-förmigen Wickelkern 100 von 1 mit der im Wesentlichen quaderförmigen Basis 102, an der senkrecht der rechteckprofilartige Spulenträger 104 mit seinem freien Ende 106 ausgebildet ist, umfasst. Die erfindungsgemäß in wenigstens drei Raumrichtungen zu verdichtende Spule 120 ist wiederum auf dem Spulenträger 104 aufgenommen. 18th Figure 3 shows another form of winding core construction 650 which in turn have the T-shaped winding core 100 from 1 with the essentially cuboid base 102 , on which the rectangular profile-like coil support is perpendicular 104 with its free end 106 is formed, includes. The coil to be compressed according to the invention in at least three spatial directions 120 is in turn on the spool carrier 104 recorded.
Die plastisch umzuformende bzw. die zu verdichtende Spule 120 ist hier abweichend vom Wickelkernaufbau von 13 allseitig von den seitlichen Formwerkzeugelementen 506, 508, dem unteren, dem oberen und dem vorderen Formwerkzeugelement 510, 512, 514, sowie der hier ebenfalls als hinteres Formwerkzeugelement wirkenden Basis 102 eingefasst. Als ein weiterer Unterschied zu 13 sind hier zwei klammer- bzw. bügelartige, U-förmige Führungsmittel 520, 660 vorgesehen, so dass auch das obere Formwerkzeugelement 512 auf die Spule 120 aufsteckbar ist. Das untere Führungsmittel 520 hält hierbei die beiden seitlichen Formwerkzeugelemente 506, 508 und das untere Formwerkzeugelement 510 in Position. Entsprechend hält das obere U-förmige Führungsmittel 660 die beiden seitlichen Formwerkzeugelemente 506, 508 zusammen mit dem oberen Formwerkzeugelement 512 in der hier gezeigten Position.The coil to be plastically deformed or compressed 120 is different here from the winding core structure of 13th on all sides from the side mold elements 506 , 508 , the lower, the upper and the front mold element 510 , 512 , 514 , as well as the base, which also acts here as a rear molding tool element 102 edged. As another difference too 13th are here two clamp-like or bracket-like, U-shaped guide means 520 , 660 provided so that the upper mold element 512 on the reel 120 is attachable. The lower guide means 520 holds the two side mold elements 506 , 508 and the lower die element 510 in position. The upper U-shaped guide means holds accordingly 660 the two side mold elements 506 , 508 together with the upper mold element 512 in the position shown here.
Der solchermaßen vorbereitete Wickelkernaufbau 650 wird analog zu 14 zu einer nicht dargestellten Ringanordnung gruppiert, die in das Werkzeugunterteil 532 der Formvorrichtung 600 einlegbar ist. Aufgrund der in die Ringanordnung einlegbaren Formwerkzeugelemente 512, die von den zusätzlichen Führungsmitteln 660 im Werkzeugunterteil 532 in Position gehalten werden, kann das Werkzeugoberteil 540 für den Umformprozess der Spulen problemlos auf das Werkzeugunterteil 532 aufgesetzt werden. Hierbei ist eine nur minimale, in den Zeichnungen nicht gezeigte, geometrische Anpassung des Werkzeugunterteils 532 und/oder des Werkzeugoberteils 540 der vierten Ausführungsform der Formvorrichtung 600 von 15 bis 18 vonnöten.The winding core structure prepared in this way 650 becomes analogous to 14th grouped into a ring arrangement, not shown, which is in the lower tool part 532 the molding device 600 is insertable. Due to the mold elements that can be inserted into the ring arrangement 512 that of the additional guide means 660 in the lower part of the tool 532 be held in position, the upper part of the tool 540 for the forming process of the coils on the lower part of the tool without any problems 532 be put on. In this case, there is only a minimal geometric adaptation of the lower tool part, which is not shown in the drawings 532 and / or the upper part of the tool 540 the fourth embodiment of the molding apparatus 600 from 15th until 18th necessary.
Durch die oberen U-förmigen Führungsmittel 660 zum Positionieren der oberen Formwerkzeugelemente 512 der in das Werkzeugunterteil 532 eingelegten Spulen der Ringanordnung, müssen diese nicht mehr wie in 16 separat in das Werkzeugunterteil 540 eingelegt werden. Die oberen Formwerkzeugelemente 512 können somit beim Umdrehen bzw. Stürzen des Werkzeugoberteils 540 und dem anschließenden Auflegen des Werkzeugoberteils 540 auf das Werkzeugunterteil 532 nach Maßgabe der 17 nicht mehr aus dem Werkzeugoberteil 540 herausfallen, woraus ein insgesamt weiter optimierter Fertigungsprozess resultiert.Through the upper U-shaped guide means 660 for positioning the upper mold elements 512 in the lower part of the tool 532 inserted coils of the ring arrangement, they no longer have to be as in 16 separately in the lower part of the tool 540 be inserted. The top mold elements 512 can thus when turning or overturning the upper part of the tool 540 and the subsequent placement of the upper part of the tool 540 on the lower part of the tool 532 according to the 17th no longer from the upper part of the tool 540 fall out, resulting in an overall further optimized manufacturing process.
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DE 102013112168 A1 [0003]DE 102013112168 A1 [0003]
