DE102022204820A1 - Device for forming a winding head of a coil winding in the production of stator and rotor windings - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung 1 zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen umfassend eine Trägereinheit 2 zur Aufnahme einer Wicklung 8 und eine Schiebeeinheit 3 mit einem entlang einer gemeinsamen Achse 6 beweglich gelagerten inneren Abschnitt 4 und einem äußeren Abschnitt 5, welcher einen Schulterabschnitt 7 mit einer ersten Schrägfläche 10 umfasst, der derart ausgebildet ist, um eine auf der Trägereinheit 2 aufgenommene Wicklung 8 gegen eine an einem Blechpaket 12 angeordnete Abstützeinheit 9 mit einer zweiten Schrägfläche 11 zu drücken.Device 1 for forming a winding head of a coil winding in the production of stator and rotor windings, comprising a carrier unit 2 for receiving a winding 8 and a sliding unit 3 with an inner section 4 movably mounted along a common axis 6 and an outer section 5, which has a shoulder section 7 with a first inclined surface 10, which is designed in such a way as to press a winding 8 received on the carrier unit 2 against a support unit 9 arranged on a laminated core 12 with a second inclined surface 11.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen.The invention relates to a device for forming a winding head of a coil winding in the production of stator and rotor windings.
Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet von Form- bzw. Übertragungsvorrichtungen für Spulenwicklungen in der Herstellung von Statoren und Rotoren für elektrische Maschinen, wie beispielsweise einen Elektromotor.The invention lies in the technical field of forming or transfer devices for coil windings in the production of stators and rotors for electrical machines, such as an electric motor.
Das Wort Stator ist vom lateinischen Wort „stare“ für stillstehen abgeleitet. Als Stator wird der unbewegliche Teil eines Elektromotors bezeichnet. Als Rotor wird der sich drehende Teil eines Elektromotors bezeichnet.The word stator is derived from the Latin word “stare” for standing still. The stationary part of an electric motor is called the stator. The rotating part of an electric motor is called a rotor.
Es gibt die unterschiedlichsten Arten von elektrischen Motoren. Der wohl wesentlichste Unterschied zwischen den einzelnen Typen liegt in der Stromversorgung. Dabei wird bereits bei der Konstruktion festgelegt, ob der Motor mit Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom gespeist werden muss.There are different types of electric motors. The most important difference between the individual types is the power supply. It is determined during the design whether the motor must be supplied with direct current, alternating current or three-phase current.
Aber auch die Erzeugung der erforderlichen Magnetfelder geschieht bei den jeweiligen Motoren auf unterschiedliche Art und Weise. Neben starken Dauermagneten kommen je nach Verwendungszweck auch Elektromagnete zum Einsatz. Im einfachsten Fall wird dazu über einen Eisenkern aus Blechplatten eine Spule aus Kupferdraht gewickelt, um das erforderliche Magnetfeld zu erzeugen.But the required magnetic fields are also generated in different ways for each motor. In addition to strong permanent magnets, electromagnets are also used depending on the intended use. In the simplest case, a coil of copper wire is wound over an iron core made of sheet metal plates in order to generate the required magnetic field.
Die Wickeltechnik bestimmt wesentlich die Eigenschaften von wicklungsbehafteten, elektromechanischen Baugruppen, wie beispielsweise Isolationsfestigkeit oder Gütefaktor.The winding technology essentially determines the properties of electromechanical assemblies with windings, such as insulation strength or quality factor.
In den bekannten radialen Verfahren zur Verformung eines Wickelkopfes werden lammellenförmige Schieber radial gegen die Wicklung ausgefahren, wie zum Beispiel bei Ausdrück- bzw. Expansionsverfahren. Danach wird mit U-förmigen Werkzeugen sequentiell an der Ober- und Unterseite der Wicklung gegen den Wickelkopf gedrückt. Es sind also mehrere Prozessschritte erforderlich, um den Wickelkopf zu formen.In the known radial processes for deforming a winding head, lamellar slides are extended radially against the winding, such as in the ejection or expansion processes. U-shaped tools are then used to sequentially press the top and bottom of the winding against the winding head. So several process steps are required to form the winding head.
Außerdem sind Verfahren mit Greifer-Elementen bekannt, wobei die Wicklung radial versetzt zum Bauteil bereitgestellt wird. Die Wicklung wird an ihren jeweiligen Enden mittels einer Anzahl von Greifelementen gegriffen und durch radiales Bewegen der Greifelemente in die Blechpaket-Nut expandiert.In addition, methods with gripper elements are known, whereby the winding is provided radially offset from the component. The winding is gripped at its respective ends by means of a number of gripping elements and expanded into the laminated core groove by moving the gripping elements radially.
Die Erfindung hat die Aufgabe eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile im Stand der Technik überwindet und die eine einfach und sichere Übertragung der Wicklung auf das Blechpaket ermöglicht.The invention has the object of providing a device which overcomes the disadvantages of the prior art and which enables a simple and safe transfer of the winding to the laminated core.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen bilden den Gegenstand der zugehörigen Unteransprüche.The object is achieved by a device for forming a winding head of a coil winding in the production of stator and rotor windings with the features of
Die Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Stator- und Rotorwicklungen. Die Vorrichtung umfasst eine Trägereinheit zur Aufnahme einer Wicklung und eine Schiebeeinheit. Die Schiebeeinheit umfasst einen entlang einer gemeinsamen Achse beweglich gelagerten inneren Abschnitt und einen äußeren Abschnitt. Der äußere Abschnitt umfasst einen Schulterabschnitt mit einer ersten Schrägfläche. Der Schulterabschnitt ist derart ausgebildet, um eine auf der Trägereinheit aufgenommene Wicklung gegen eine an einem Blechpaket angeordnete Abstützeinheit mit einer zweiten Schrägfläche zu drücken. Dies ermöglicht, dass der Wickelkopf bei der Bewegung gegen das Blechpaket verformt wird, wobei eine einfache und sichere Übertragung der Wicklung auf das Blechpaket gewährleistet ist.The invention includes a device for forming a winding end of a coil winding in the production of stator and rotor windings. The device comprises a carrier unit for holding a winding and a sliding unit. The sliding unit comprises an inner section that is movably mounted along a common axis and an outer section. The outer section includes a shoulder section with a first inclined surface. The shoulder section is designed in such a way as to press a winding received on the carrier unit against a support unit with a second inclined surface arranged on a laminated core. This allows the winding head to be deformed when moving against the laminated core, thereby ensuring a simple and safe transfer of the winding to the laminated core.
Ein vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass der Schulterabschnitt eine erste Ebene umfasst, welche eine zweite Ebene des inneren Abschnittes der Schiebeeinheit überragt. Dadurch wird eine definierte Wickelkopfform hergestellt, in der sich die einzelnen Drähte nicht gegeneinander verschieben.An advantageous aspect provides that the shoulder section comprises a first level which projects beyond a second level of the inner section of the sliding unit. This creates a defined winding head shape in which the individual wires do not move against each other.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die erste Schrägfläche und die zweite Schrägfläche parallel zueinander angeordnet sind. Dies vereinfacht das Einführen der Wicklung in das Blechpaket, indem ein Verkanten der Wicklung vermieden wird.It is particularly advantageous if the first inclined surface and the second inclined surface are arranged parallel to one another. This simplifies the insertion of the winding into the laminated core by preventing the winding from tilting.
Nach einem bevorzugten Aspekt sind die erste Schrägfläche und die zweite Schrägfläche spitzwinklig gegenüber der Achse angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Schrägflächen platzsparend in der Vorrichtung angeordnet werden können und so die Schiebeeinheit optimal zum Blechpaket ausgerichtet werden kann.According to a preferred aspect, the first inclined surface and the second inclined surface are arranged at an acute angle relative to the axis. This has the advantage that the inclined surfaces can be arranged in the device to save space and so the sliding unit can be optimally aligned with the laminated core.
Nach einem vorteilhaften Aspekt entspricht die Höhe H1 der Schiebeeinheit mindestens der Höhe H2 einer Wicklung. Dies ermöglicht, dass die Gesamtheit der Drähte umschlossen wird und so das Einführen der Wicklung in das Blechpaket insgesamt genau durchführbar ist.According to an advantageous aspect, the height H 1 of the sliding unit corresponds at least to the height H 2 of a winding. This enables the entirety of the wires to be enclosed and the insertion of the winding into the laminated core as a whole can be carried out precisely.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Vorrichtung, ferner an den Schulterabschnitt anordenbare, Designelemente mit wenigstens einer Ebene umfasst. Wobei die Ebene gegen eine Wicklung verschiebbar ist. Dies hat den Vorteil, dass beim Aufbringen der Wicklung auf die Trägereinheit mehr Platz für die Wicklung zur Verfügung steht, somit größere Wicklungspakete hergestellt werden können.It has proven to be advantageous if the device is also attached to the shoulder Design elements with at least one level that can be arranged in a section. The plane can be moved against a winding. This has the advantage that when the winding is applied to the carrier unit, more space is available for the winding, so larger winding packages can be produced.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung ferner eine Einpresseinheit die derart ausgebildet ist, um eine Wicklung in eine Nut eines Blechpaketes einzudrücken. Dies ermöglicht, dass die Leiter der Wicklung in der Nut partiell in eine Richtung gedrückt werden können, um definierte Bauräume zu schaffen.Advantageously, the device further comprises a press-in unit which is designed to press a winding into a groove in a laminated core. This allows the conductors of the winding to be partially pressed in one direction in the slot in order to create defined installation spaces.
Die Erfindung umfasst gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zur Formung eines Spulenwickelkopfes bei der Herstellung von Spulenwicklungen an Statoren und/oder Rotoren umfassend die Schritte:
- • Bereitstellung einer Vorrichtung (wie oben beschrieben)
- • Verschieben der Schiebeeinheit in radialer Richtung
- • Andrücken einer auf der Trägereinheit aufgenommenen Wicklung gegen eine an einem Blechpaket angeordnete Abstützeinheit, sodass eine definierte Wicklungsendform hergestellt wird
- • Einführen einer Wicklung in ein Blechpaket.
- • Provision of a device (as described above)
- • Moving the sliding unit in the radial direction
- • Pressing a winding held on the carrier unit against a support unit arranged on a laminated core, so that a defined final winding shape is produced
- • Inserting a winding into a laminated core.
Dies stellt sicher, dass, bei einer Übertragung des Lackdrahtes vom Dummy zum Blechpaket, die Isolation der einzelnen Drähte in der Wicklung nicht beschädigt wird.This ensures that when the enameled wire is transferred from the dummy to the laminated core, the insulation of the individual wires in the winding is not damaged.
Die Erfindung soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher beschrieben werden. Hierzu zeigen:
-
1a einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Schiebeeinheit zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Spulenwicklungen an Statoren und/oder Rotoren, mit der Schiebeeinheit im eingefahrenen Zustand; -
1b einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Schiebeeinheit zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Spulenwicklungen an Statoren und/oder Rotoren, mit der Schiebeeinheit im ausgefahrenen Zustand; -
2 einen Schnitt durch eine Trägereinheit mit einer Wicklung zur Einführung in ein Blechpaket mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; -
3a einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Schiebeeinheit zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Spulenwicklungen an Statoren und/oder Rotoren -
3b einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Schiebeeinheit und Designelementen zur Formung eines Wickelkopfes einer Spulenwicklung bei der Herstellung von Spulenwicklungen an Statoren und/oder Rotoren; -
4a einen Schnitt durch eine Schiebeeinheit mit einer Einpresseinheit im eingefahrenen Zustand; und -
4b einen Schnitt durch eine Schiebeeinheit mit einer Einpresseinheit im ausgefahrenen Zustand.
-
1a a section through a device according to the invention with a sliding unit for forming a winding head of a coil winding in the production of coil windings on stators and / or rotors, with the sliding unit in the retracted state; -
1b a section through a device according to the invention with a sliding unit for forming a winding head of a coil winding in the production of coil windings on stators and / or rotors, with the sliding unit in the extended state; -
2 a section through a carrier unit with a winding for insertion into a laminated core using a device according to the invention; -
3a a section through a device according to the invention with a sliding unit for forming a winding head of a coil winding in the production of coil windings on stators and / or rotors -
3b a section through a device according to the invention with a sliding unit and design elements for forming a winding head of a coil winding in the production of coil windings on stators and / or rotors; -
4a a section through a sliding unit with a press-in unit in the retracted state; and -
4b a section through a sliding unit with a press-in unit in the extended state.
In
Beispielsweise ist die Abstützeinheit 9 mehrteilig ausgeführt.For example, the support unit 9 is designed in several parts.
Aus
Der äußere Abschnitt 5 ist gegenüber dem inneren Abschnitt 4 entlang der gemeinsamen Achse 6 wenigstens einem Weg entsprechend der Höhe H3 der Wicklung 8 verfahrbar.The outer section 5 can be moved relative to the
Die Wicklung 8 wird mittels der in radialer Richtung verschiebbaren Schiebeeinheit 3 in ein Blechpaket 12 eingeführt. Die Schiebeeinheit 3 umfasst einen Schulterabschnitt 7, der die Wicklung 8 gegen eine Abstützeinheit 9 drückt, sodass eine vorbestimmte Wicklungsendform herstellbar ist.The winding 8 is inserted into a laminated core 12 by means of the sliding
Das Verfahren zur Formung eines Spulenwickelkopfes bei der Herstellung von Spulenwicklungen an Statoren und/oder Rotoren kann an der in der
- •
Bereitstellung einer Vorrichtung 1 wie hier gezeigt - •
Verschieben der Schiebeeinheit 3 in radialer Richtung - • Andrücken einer auf der Trägereinheit 2
aufgenommenen Wicklung 8 gegen eine an einem Blechpaket 12 angeordnete Abstützeinheit 9, sodass eine definierte Wicklungsendform hergestellt wird - •
Einführen einer Wicklung 8 in ein Blechpaket 12.
- • Provision of a
device 1 as shown here - • Moving the sliding
unit 3 in the radial direction - • Pressing a winding 8 received on the carrier unit 2 against a support unit 9 arranged on a laminated core 12, so that a defined final winding shape is produced
- • Insertion of a winding 8 into a laminated core 12.
In
Aus
Die Vorrichtung 1 umfasst ferner an den Schulterabschnitt 7 anordenbare Designelemente 15, mit wenigstens einer Ebene, die gegen eine Wicklung 8 verschiebbar ist, sodass eine Wicklungsendform geformt wird. Beispielsweise sind die Designelemente 15 mehrteilig ausgeführt. Denkbar ist auch, dass die Designelemente 15 U-förmig ausgeführt sind.The
BezugszeichenReference symbols
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- TrägereinheitCarrier unit
- 33
- SchiebeeinheitSliding unit
- 44
- innerer Abschnittinner section
- 55
- äußerer Abschnittouter section
- 66
- Achseaxis
- 77
- Schulterabschnittshoulder section
- 88th
- Wicklungwinding
- 99
- AbstützeinheitSupport unit
- 1010
- erste Schrägflächefirst inclined surface
- 1111
- zweite Schrägflächesecond inclined surface
- 1212
- BlechpaketSheet metal package
- 1313
- erste Ebenefirst floor
- 1414
- zweite Ebenesecond level
- 1515
- DesignelementeDesign elements
- 1616
- EinpresseinheitPress-in unit
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