DE102022130543A1 - Method for replacing conductors in the production of a flat wave winding - Google Patents
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- H01F41/071—Winding coils of special form
- H01F41/074—Winding flat coils
Abstract
Ein Verfahren dient zum Tausch von Leitern bei der Herstellung einer flachen Wellenwicklung (10) aus wenigstens zwei Drähten (14 a bis d), die mittels einer Drahtzuführung (16) einer flachen Wickelschablone (18) zugeführt werden, wobei abwechselnd die Drähte (14 a bis d) in Richtung der Längserstreckung der Schablone (18) relativ zu den zugeführten Drähten seitlich verlagert und durch Drehen der Schablone (18) unter Bildung von dachförmigen Wickelköpfen (12) schrittweise zu der Wellenwicklung (10) umgeformt werden und ein Tausch von Drähten im Laufe des Wickelvorgangs vorgenommen wird. Um den Leitertausch prozesssicher in das Verfahren integrieren zu können wird vorgeschlagen, dass die Drähte (14 a bis d) in der Drahtzuführung in Einzeldrahtführungen (22 a bis d) geführt werden, wobei jeweils wenigstens eine für den Drahttausch bestimmte Einzeldrahtführung (22 a) mit dem geführten Draht (14 a) aus der Ebene der anderen Einzeldrahtführungen (22 b bis d) angehoben und seitlich relativ zu den anderen Einzeldrahtführungen (22 b bis d) verlagert wird, bevor sie wieder in die Ebene der anderen Einzeldrahtführungen (22 b bis d) zurückbewegt wird.A method is used to exchange conductors in the production of a flat wave winding (10) from at least two wires (14 a to d), which are fed to a flat winding template (18) by means of a wire feeder (16), the wires (14 a to d) in the direction of the longitudinal extent of the template (18) laterally displaced relative to the supplied wires and gradually transformed into the wave winding (10) by rotating the template (18) to form roof-shaped winding heads (12) and an exchange of wires in is carried out during the winding process. In order to be able to integrate the conductor exchange into the process in a process-reliable manner, it is proposed that the wires (14 a to d) in the wire feed be guided in individual wire guides (22 a to d), with at least one individual wire guide (22 a) intended for the wire exchange being included in each case the guided wire (14 a) is lifted out of the plane of the other individual wire guides (22 b to d) and displaced laterally relative to the other individual wire guides (22 b to d) before returning to the plane of the other individual wire guides (22 b to d ) is moved back.
Description
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ein Verfahren zum Tausch von Leitern bei der Herstellung einer flachen Wellenwicklung aus wenigstens zwei Drähten, die mittels einer Drahtzuführung einer flachen Wickelschablone zugeführt werden, wobei abwechselnd die Drähte in Richtung der Längserstreckung der Schablone relativ zu den zugeführten Drähten seitlich verlagert und durch Drehen der Schablone unter Bildung von dachförmigen Wickelköpfen schrittweise zu der Wellenwicklung umgeformt werden und ein Tausch von Drähten im Laufe des Wickelvorgangs vorgenommen wird.According to the preamble of claim 1, the invention relates to a method for exchanging conductors in the production of a flat wave winding from at least two wires, which are fed to a flat winding template by means of a wire feed, the wires alternating in the direction of the longitudinal extent of the template relative to the supplied ones Wires are shifted laterally and are gradually formed into the wave winding by rotating the template to form roof-shaped winding heads and an exchange of wires is carried out in the course of the winding process.
Ein solches Verfahren ist aus der
Grundsätzlich ist eine Wicklung mit in sich vertauschten Leitern z.B. auch bereits aus der
Grundsätzlich besteht eine Forderung seitens der Elektromotorenindustrie, die Wicklungsschemata nicht geleichmäßig fortlaufend, sondern mit in sich einmalig oder in wiederkehrenden Abständen vertauschten Leitern ausbilden zu können.Basically, there is a demand from the electric motor industry that the winding schemes should not be designed to be continuous, but rather with conductors that are swapped once or at recurring intervals.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, dass im Herstellungsverfahren einer Wellenwicklung mittels einer Schablone eine Veränderung des Wickelschemas ermöglicht.The object of the present invention is to create a method that enables the winding scheme to be changed in the manufacturing process of a wave winding using a template.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem die Drähte in der Drahtzuführung in Einzeldrahtführungen geführt werden, wobei jeweils wenigstens eine für den Drahttausch bestimmter Einzeldrahtführung mit dem geführten Draht aus der Ebene der anderen Einzeldrahtführungen angehoben und seitlich relativ zu den anderen Einzeldrahtführungen verlagert wird, bevor sie wieder in die Ebene der anderen Einzeldrahtführungen zurückbewegt wird.According to the invention, the object is achieved by a method of the type mentioned at the outset, in which the wires in the wire feed are guided in individual wire guides, with at least one individual wire guide intended for wire exchange being raised with the guided wire from the level of the other individual wire guides and laterally relative to them other individual wire guides before it is moved back into the plane of the other individual wire guides.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass einzelne Leiter bereits vor dem Aufwickeln auf die Schablone in eine nahezu beliebige Position relativ zu den übrigen Leitern gebracht werden können. Der Vorgang lässt sich dabei gut in bekannte Wickelverfahren integrieren und kann ggf. auch von bereits vorhandenen Einrichtungen Gebrauch machen.The solution according to the invention offers the advantage that individual conductors can be brought into an almost arbitrary position relative to the remaining conductors before they are wound onto the template. The process can be easily integrated into known winding processes and can also make use of existing facilities if necessary.
Der Verlagerungsvorgang kann für einen weiteren Draht wiederholt werden, wenn dies durch das Wickelschema vorgegeben ist.The displacement process can be repeated for another wire if this is dictated by the winding scheme.
Nach dem Versetzen kann vor dem eigentlichen Wickeln auf die Schablone noch eine Verlagerung der neu geordneten Drähte relativ zur Drahtzuführung vorgenommen werden, um die eine Vorformung zur Ausbildung der Dachform der zu formenden Wickelköpfe zu erreichen.After the offset, the newly arranged wires can be shifted relative to the wire feed before the actual winding on the template in order to achieve pre-shaping to form the roof shape of the winding heads to be formed.
In einer Ausführungsform, die eine nahezu beliebige Freiheit beim Verlagern der Drähte ermöglicht, ist vorgesehen, dass die Einzeldrahtführungen verlagert werden, um eine Stelle zwischen ihnen oder an einem Ende freizugeben, an welche die zum Drahttausch bestimmte Einzeldrahtführung versetzt wird. Mit dieser Ausführungsform sind nahezu beliebige Wickelschemata möglich, da die Drähte vor dem Aufwickeln auf der Schablone in nahezu beliebiger Reihenfolge vertauscht werden können. Nachteilig ist der höhere Konstruktionsaufwand zum Vertauschen der Einzeldrähte, da die Einzeldrahtführungen über individuelle Verlagerungsvorrichtungen verfügen müssen.In one embodiment, which allows almost any freedom when displacing the wires, it is provided that the individual wire guides are displaced in order to release a point between them or at one end to which the individual wire guide intended for wire replacement is moved. With this embodiment, almost any winding scheme is possible, since the wires can be swapped in almost any order before winding on the template. The disadvantage is the higher construction effort required to swap the individual wires, since the individual wire guides must have individual displacement devices.
Für eine wiederkehrende Tauschfolge, bei der z.B. ein vorderer oder hinterer Draht an das jeweils andere Ende des zugeführten Drahtpakets verlagert wird, ist vorgesehen, dass die Einzeldrahtführungen vor dem Anheben der zum Drahttausch bestimmten Drahtes, wenigstens einen Einzeldrahtführung gemeinsam seitlich verlagert werden und die hierbei in der Verlagerungsrichtung führende Einzeldrahtführung dann über die in der Ebene verbleibenden Einzeldrahtführungen an das andere Ende versetzt wird.For a recurring exchange sequence, in which, for example, a front or rear wire is moved to the other end of the supplied wire package, it is provided that the individual wire guides are laterally displaced together at least one individual wire guide before lifting the wire intended for the wire exchange and in this case in The individual wire guide leading in the direction of displacement is then moved to the other end via the individual wire guides remaining in the plane.
Bei dieser Ausführungsform kann das Wickelschema eine beliebige Lochzahl q mit mindestens einer oder mehrere Leiter-Kreuzungen aufweisen.In this embodiment, the winding scheme can have any number of holes q with at least one or more conductor crossings.
Mögliche Leiterkreuzungen für eine Lochzahl q=2:
- 1-2→2-1→1-2 usw.
- 1-2-3-4→2-3-4-1 →3-4-1-2→4-1-2-3→ 1 -2-3-4 usw.
- 1-2→2-1→1-2 etc.
- 1-2-3-4→2-3-4-1 →3-4-1-2→4-1-2-3→ 1 -2-3-4 etc.
Dabei kann der Draht, der über den anderen Drähten liegt, mit einer beliebigen Überlänge in Form einer Schlaufe im Kreuzungsbogen hergestellt werden, worauf später noch näher im Detail eingegangen wird.The wire that lies above the other wires can be made with any excess length in the form of a loop in the crossing arch, which will be discussed in more detail later.
Die zu verschiebenden Einzeldrahtführungen können gemeinsam auf einer verschieblichen Grundplatte verankert werden.The individual wire guides to be moved can be anchored together on a movable base plate.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Versetzen der zum Drahttausch bestimmten, wenigstens einen Einzeldrahtführung mittels eines Greifers vorgenommen wird. Der Greifer kann beispielsweise die zu verlagernde Einzeldrahtführung aus einer lösbaren Halterung auf der Grundplatte anheben und an der gewünschten Stelle ablegen. Zum Verlagern von Drähten von einem Ende zum anderen Ende des zugeführten Drahtpakets sind daher lediglich die verschiebliche Grundplatte und ein Greifer erforderlich, der ggf. auch mehrere Einzeldrahtführungen gleichzeitig greifen und verlagern könnte, sofern dies für ein bestimmtes Wickelungsschema gewünscht sein sollte.In a further development of the method it is provided that the displacement of the at least one individual wire guide intended for wire replacement is carried out using a gripper. The gripper can, for example, lift the individual wire guide to be relocated from a detachable holder on the base plate and place it at the desired location. To move wires from one end to the other end of the supplied wire package, only the movable base plate and a gripper are required, which could also grip and move several individual wire guides at the same time, if this is desired for a specific winding scheme.
Eine bereits erwähntes Wickelschema sieht vor, dass vier Drähte, denkbar sind aber auch bespielsweise 2 oder 24 Drähte, zugeführt werden und in regelmäßig wiederkehrenden Folgen der vorderste Draht an das Ende des zugeführten Drahtpakets versetzt wird. Das Versetzen muss nicht vor jedem Wickelvorgang der Wickelschablone vorgenommen werden.A winding scheme already mentioned provides that four wires, but 2 or 24 wires are also conceivable, are fed and the front wire is moved to the end of the fed wire package in regularly recurring sequences. The offset does not have to be carried out before each winding process of the winding template.
Das Verfahren eignet sich aber auch für die ebenfalls bereits angesprochenen einfachen Wicklungen, bei welchen zwei Drähte zugeführt werden, die in regelmäßig wiederkehrender Folge vertauscht werden.The method is also suitable for the simple windings already mentioned, in which two wires are fed and swapped in a regularly recurring sequence.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem Anheben der wenigstens einen, zum Drahttausch bestimmten Einzeldrahtführung ein Längenzieher im Bereich zwischen den Einzeldrahtführungen und der Schablone zwischen die in der Ebene verbliebenen Drähte und den wenigstens einen angehobenen Draht eingebracht wird.In a particularly preferred embodiment of the method, it is provided that after lifting the at least one individual wire guide intended for wire replacement, a length puller is introduced in the area between the individual wire guides and the template between the wires remaining in the plane and the at least one raised wire.
Dieser Längenzieher sorgt für die Ausbildung der bereits erwähnten Drahtschlaufe des die anderen Drähte überspringenden Drahtes, damit dieser beim Wickeln nicht unter Last gegen die anderen Drähte gezogen wird und diese beschädigen kann, weil der überspringende Draht um Bereiche des Wicklungskopfes einen längeren Weg zurücklegen muss.This length puller ensures that the already mentioned wire loop is formed for the wire that jumps over the other wires, so that it is not pulled against the other wires under load during winding and can damage them because the jumping wire has to travel a longer distance around areas of the winding head.
Vorzugsweise wird der Längenzieher nach dem Einbringen in Richtung der Schablone bewegt, wobei ggf. Draht aus einem Drahtvorrat nachgezogen wird. Durch diese Bewegung des Längenziehers kann dieser in einem Bereich zwischen den Drähten eingeführt werden, in welchem der Abstand zwischen dem angehobenen Draht und den in der Ebene verbleibenden Drähten größer ist.After insertion, the length puller is preferably moved in the direction of the template, with wire being drawn from a wire supply if necessary. This movement of the length puller allows it to be inserted into an area between the wires in which the distance between the raised wire and the wires remaining in the plane is greater.
Um ein Nachziehen einer größeren Drahtlänge zu ermöglichen ist vorgesehen, dass der Längenzieher in einer Richtung weg von den noch in der Ebene liegenden Drähten bewegt wird und dabei Draht aus einem Drahtvorrat nachgezogen wird.In order to enable a larger length of wire to be drawn, it is provided that the length puller is moved in a direction away from the wires that are still in the plane and that wire is drawn from a wire supply.
Um die nachfolgenden Formvorgänge auf der Schablone nicht zu behindern und eine Nachführung des Längenziehers zu vermeiden, ist es bevorzugt, dass der Längenzieher aus dem Eingriffsbereich mit dem wenigstens einen angehobenen Draht herausbewegt wird, bevor die wenigstens eine angehobene Drahtführung in die Ebene der übrigen Einzeldrahtführungen zurückbewegt wirdIn order not to impede the subsequent molding processes on the template and to avoid tracking of the length puller, it is preferred that the length puller is moved out of the area of engagement with the at least one raised wire before the at least one raised wire guide moves back into the plane of the remaining individual wire guides becomes
Es ist weiterhin bevorzugt, dass der Längenzieher eine Rundform oder Dreiekcsfomr oder jegliche andere Form aufweist, über die der Draht verläuft. Der Längenzieher kann auch eine drehbar gelagerte Rolle aufweisen, über die der zu verlagernde Draht läuft.It is further preferred that the lengthener has a round shape or triangular shape or any other shape over which the wire passes. The length puller can also have a rotatably mounted roller over which the wire to be displaced runs.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
-
1 einen Ausschnitt aus einem Wickelschema mit und ohne Lagentausch der Leiter; -
2 eine Draufsicht und Seitenansicht der Drahtlagen aus1 in Draufsicht beim Zuführen zur Wickelschablone; -
3 eine Seitensicht der Drahtlagen bei einem Lagentausch; -
4 a bisc in Draufsicht Verfahrensschritte zur Bewerkstelligung des Lagentauschs der Leiter; -
5 einen vergrößerten Ausschnitt X aus4 c ; -
6 eine Draufsicht entsprechend5 mit einem positionierten Längenieher; -
7 eine schematische Seitenansicht der Bewegungsabfolge des Längenziehers.
-
1 a section of a winding diagram with and without changing the layers of the conductors; -
2 a top view and side view of the wire layers1 in top view when feeding to the winding template; -
3 a side view of the wire layers when changing layers; -
4 a untilc Top view of process steps for exchanging the layers of the conductors; -
5 an enlarged section X4c ; -
6 a top view accordingly5 with a positioned lengthener; -
7 a schematic side view of the sequence of movements of the length puller.
Fig, 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Drahtzuführung 16, die im gezeigten Beispiel vier Drähte 14 a, b, c und d einer Wickelschablone 18 zuführt. Das damit durchgeführte Verfahren zum Herstellen einer Wellenwicklung, die dann in die Nuten eines Stators eingesetzt werden kann, ist bekannt und soll hier nicht weiter vertieft werden.Fig. 2 shows a top view of a
In der rechten Hälfte von
Aus der Seitenansicht
In
Ausgehend von der Anordnung in
Nach Erreichen einer Zwischenposition (siehe Fig, 4b), wird die Einzeldrahtführung 22 a des in Verschieberichtung vordersten Drahtes 14a mittels eines Greifers 26 (siehe auch
Der Leitertausch kann vor jeder Halbdrehung der Schablone 18 durchgeführt werden, selbstverständlich ist dies aber nicht zwingend und kann an die Erfordernisse des zu wickelnden Wickelschemas angepasst werden.The conductor exchange can be carried out before each half-turn of the
Um die Ausbildung der zusätzlichen Länge des die anderen Drähte kreuzenden Drahtes 14 a zu fördern, wird ein Längenzieher 28 eingesetzt, der einen runden Kopf 30 aufweist, der als Rolle ausgebildet sein kann. Dieser fährt in einer Stellung, in der der Greifer 26 die Einzeldrahtführung 22 a noch angehoben hält, in einem Bereich zwischen der Drahtzuführung 16 und der Schablone 18, in welchem die Drähte 14 a bis d frei verlaufen, zwischen die in der Ebene der Grundplatte 24 liegenden Drähte 14 b, c und d und den in einem Winkel α zu diesen aufgespannten Draht 14 a eingefahren, wobei der Längenzieher 28 zunächst in einer Richtung L1 auf die Schablone 18 zu bewegt wird, bis er unter den kreuzenden Draht 14 a gelangt ist. Sodann wird der Längenzieher 28 von den nicht kreuzenden Drähten 14 b, c und d wegbewegt, wobei der Längenzieher 28 den kreuzenden Draht 14a mitnimmt und Drahtlänge aus einem Drahtvorrat (nicht gezeigt) vor der Drahtzuführung 16 zieht. Schließlich wird der Längenzieher 28 in eine Ruheposition R bewegt, in welcher er die Folgeabläufe nicht stört.In order to promote the formation of the additional length of the
Der Vorgang zu Bildung einer Kreuzung mit einem überspringenden Draht kann wiederholt werden, sofern dies gewünscht ist.The process of forming a crossing with a skipping wire can be repeated if desired.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.The invention is not limited to one of the previously described embodiments, but can be modified in many ways.
Sämtliche aus den Ansprüchen und der Beschreibung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.All features and advantages arising from the claims and the description, including constructive details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010
- Wellenwicklungwave winding
- 1212
- Wickelkopfwinding head
- 14 a bis d14 a to d
- EinzeldrähteIndividual wires
- 1616
- DrahtzuführungWire feed
- 1818
- WickelschabloneWrapping template
- 2020
- Biegekantebending edge
- 22 a bis d22 a to d
- EinzeldrahtführungenSingle wire guides
- 2424
- Grundplattebase plate
- 2626
- GreiferGrabber
- 2828
- Längenzieherlength puller
- 3030
- Rundkopf Roundhead
- RR
- Ruhepostion LängenzieherRest position length puller
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2017089455 A1 [0002]WO 2017089455 A1 [0002]
- WO 2016/075215 A1 [0003]WO 2016/075215 A1 [0003]
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