EP4470101A1 - Verfahren zur umformung einer wellenwicklung und eine nach diesem verfahren umgeformte wellenwicklung - Google Patents

Verfahren zur umformung einer wellenwicklung und eine nach diesem verfahren umgeformte wellenwicklung

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Publication number
EP4470101A1
EP4470101A1 EP22829682.8A EP22829682A EP4470101A1 EP 4470101 A1 EP4470101 A1 EP 4470101A1 EP 22829682 A EP22829682 A EP 22829682A EP 4470101 A1 EP4470101 A1 EP 4470101A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
magazine
conductor wires
wave winding
receptacles
winding
Prior art date
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Pending
Application number
EP22829682.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Florian SELL-LE BLANC
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP4470101A1 publication Critical patent/EP4470101A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H02K15/043—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines winding flat conductive wires or sheets
    • H02K15/0432—Distributed windings
    • H02K15/0433—Distributed windings of the wave winding type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00—Bending wire other than coiling; Straightening wire
    • B21F1/04—Undulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/02—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for connecting objects by press fit or for detaching same
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    • H02K15/048—Distributed windings of the wave winding type
    • H02K15/0485—Distributed windings of the wave winding type manufactured by shaping an annular winding
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    • H02K15/06—Embedding prefabricated windings in the machines
    • H02K15/062—Windings in slots; Salient pole windings
    • H02K15/065—Windings consisting of complete sections, e.g. coils or waves
    • H02K15/066—Windings consisting of complete sections, e.g. coils or waves inserted perpendicularly to the axis of the slots or inter-polar channels

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a wave winding and a wave winding formed according to the method.
  • the coil windings are produced as flat winding mats in the form of wave windings and then drawn into slots in stators or rotors.
  • the coil windings consist of a number of conductor wires intertwined with one another, which are repeatedly bent in opposite directions, so that parallel straight wire sections or wire webs of the conductor wires, which are intended to fill the slots of the stator or rotor bodies, are connected by roof-like winding overhangs, which are on the front side protrude beyond the manufactured rotors or stators.
  • a flat and rotatable winding template and a wire handling device can be used as the initially flat winding mat.
  • DE102015120963A1 describes, by way of example, a method for producing wave windings.
  • a magazine can be designed, for example, as an elongate linear magazine and in this case has several receptacles for the conductor wires in the longitudinal direction.
  • a magazine can also be designed as a rotary magazine.
  • the recordings are each formed between two webs, resulting in groove-shaped receiving spaces.
  • these groove-shaped receiving spaces run perpendicularly to the longitudinal direction in a width direction of the linear magazine.
  • a linear magazine has a greater length in the longitudinal direction than the Width in the width direction of the linear magazine is.
  • the winding mat can be compacted in the magazine and safely transferred from the manufacturing process step to a further process step in which the winding mat is drawn into a rotor or stator body.
  • a magazine is intended to ensure that the individual wires of the winding mat and, in particular, the straight wire sections of the winding mat intended to be drawn into grooves are not shifted relative to one another during handling and compaction. If a wave winding as described above is placed in a magazine and in particular in a linear magazine, the result is that in a starting area and an end area of the wave winding only individual conductor wires lie in the grooves of the linear magazine, with several conductor wires on top of one another in a partial area of the linear magazine can lie in the grooves of the linear magazine.
  • the present invention deals with the optimization of a wave winding which is intended to be drawn into a rotor or stator as a coil winding. Because of the essentially cylindrical shape of rotors or stators, rotors or stators have grooves that either have parallel groove flanks or are designed in such a way that the tooth flanks of the teeth arranged between the grooves are parallel. In the latter case, conical or trapezoidal groove cross sections result in cross section or seen axially in relation to the axis of rotation of the rotor or stator.
  • the slots In the case of filling the slots, it is desirable to achieve the highest possible fill factor, i.e. the slots should be filled as completely as possible with the conductor wires in order to use the available installation space as completely as possible for electromagnetically relevant components (conductor wires).
  • the object of the invention is therefore to provide a method with which a wave winding can be produced which makes better use of the slot space available in a rotor or stator.
  • a method for forming a one-part or multi-part component provided for insertion into a rotor, stator or insertion tool is provided winding, which lies in a magazine from one or more conductor wires, with the steps of: inserting the wave winding with straight wire sections of the conductor wires in receptacles of the magazine; pressing the wave winding in the receptacles of the magazine, whereby the conductive wires are deformed and the conductive wires are formed onto the receptacles; Transfer of the wave winding with the formed conductor wires to a drawing-in tool, a stator or a rotor.
  • the straight wire sections of the conductor wires of the wave winding are pressed in the receptacles of the magazine, as a result of which the straight wire sections of the conductor wires are deformed and the conductor wires with the straight wire sections are molded onto the receptacles.
  • the magazine is designed as a linear magazine.
  • the magazine is designed as a rotary magazine.
  • the method described above has the advantage that the magazine with its receptacles serves as a kind of template for the reshaping of the wave winding.
  • the respective receptacles of the magazine preferably have the same cross-section as the slots of the rotor or stator into which the wave winding is drawn after forming and removal from the magazine.
  • the wave winding is preferably designed as a flat wire wave winding.
  • the method preferably follows the winding of the wave winding.
  • the wave winding is inserted in a compact form, ie for example in one piece.
  • the transfer of the wave winding takes place in the form of individual conductors.
  • the wave winding when the wave winding is inserted, at least in a partial area of the magazine at least two conductor wires are inserted into the magazine receptacles. If a linear magazine is used, there is the exception that only individual straight wire sections of the conductor wires lie in the receptacles of the linear magazine for the start and end of the wave winding to be drawn in. It can therefore be provided for the above method that the wave winding is pressed in these areas only for individual straight wire sections of the conductor wires in the receptacles of the magazine, as a result of which the individual straight wire sections of the conductor wires are deformed there and there only the individual straight wire sections of conductor wires be molded to the recordings.
  • the start and end areas can overlap in a rotary magazine in such a way that several straight wire sections of the conductor wires lie in the receptacles.
  • the at least two conductor wires each lie with their straight wire sections in a receptacle of the magazine.
  • the wave winding is inserted into the magazine in a preferred embodiment in such a way that a slot offset is achieved when the wave winding is transferred from the magazine.
  • the wave winding is designed in particular as a stepped envelope winding.
  • two conductor wires could be used in a first receptacle
  • four conductor wires could be used in a directly adjacent second receptacle
  • six conductor wires of the wave winding could be used in a further third receptacle directly adjacent to the second receptacle, with one to the fourth recording directly adjacent to the third recording, in turn, only four conductor wires are used and in a fifth socket directly adjacent to the fourth socket, two conductor wires are respectively inserted.
  • the step winding described above is not limited to the configuration 2-4-6-4-2, but other configurations are also conceivable.
  • a wave winding with single, double or multiple turns is inserted into the receptacles of the magazine.
  • the wave winding is already configured as a possible coil winding for a multi-phase electric motor and the corresponding conductor wires coming to rest in the respective slots are formed into the appropriate cross sections, particularly in their straight wire sections.
  • the result is that the conductor wires are shaped into a substantially conical cross section in the receptacles.
  • This is particularly advantageous when the tooth flanks of the rotor or stator, which is provided for drawing in the wave winding, are designed to be parallel. Due to the parallel tooth flanks, the groove flanks are not parallel in an essentially cylindrical rotor or stator body, and an essentially trapezoidal groove cross section results.
  • the conical cross-section results in a particularly efficient use of the available slot space by the conductor wires of the wave winding.
  • the forming of the conductor wires in the receptacles takes place consecutively.
  • the method can advantageously be designed in such a way that, for example, a roller burnishing tool is rolled along the magazine over the conductor wires running perpendicular thereto and lying in the receptacles and sequentially presses the conductor wires into the receptacles, so that the conductor wires are conform to the shape of the recordings.
  • the degree of deformation is different along the magazine.
  • a sequential forming at a first position of the magazine forms the conductor wire(s) lying in a first receptacle with a first geometry more strongly than forming in a second receptacle with a second geometry at a second position of the magazine.
  • a sequential forming at a first position of the magazine forms the conductor wire(s) lying in a first receptacle with a first geometry more strongly than forming in a second receptacle with a second geometry at a second position of the magazine.
  • the forming of the conductor wires in the receptacles takes place synchronously or synchronously in groups.
  • the synchronous or synchronous forming in groups is preferably carried out by means of one or more press dies, which engage in the receptacles of the magazine and press the conductor wires lying therein.
  • the synchronous forming in groups takes place in such a way that the ram presses several (about two or a multiple thereof) receptacles at the same time, with the ram then being offset from the magazine by the corresponding number of receptacles and the ram or another ram in turn in several recordings presses. In this way, for a continuous wave winding, different forming within the continuous wave winding can also be achieved by exchanging the press die and providing different receiving geometries.
  • the type of deformation or the degree of deformation varies along the magazine.
  • some of the conductor wires and in particular the straight wire sections of some of the conductor wires in the receptacle of the magazine are compressed in relation to the width of the receptacle, i.e. in the case of a linear magazine in the longitudinal direction of the magazine, and a part of the conductor wires and in particular the straight wire sections of a part of the conductor wires in the receptacle of the magazine is preferably stretched in relation to the width of the receptacle or in the longitudinal direction, in the case of a linear magazine.
  • a corresponding wire width can be selected in relation to an average width of the receptacle, or the receptacle can be used with its average width, which corresponds to the wire width. If there are several conductor wires lying in the holder, then for a conical cross-section of the holder, with a corresponding design of the wire width and/or the width of the holder, the wires that are pressed in the narrower part of the holder with a conical cross-section, based on the width of the socket are compressed, and the wires, which are stretched in the wider part of the socket, which is conical in cross-section, in relation to the width of the socket. Overall, however, there is a minimal deformation for all conductor wires, which means that, considered for all conductor wires, their insulation is stressed to a small extent by the deformation.
  • the magazine is designed as a segmented magazine and for the transfer of the pressed wave winding it is provided that the magazine is divided into its segments for the removal of the wave winding. This is particularly advantageous when the forming takes place in such a way that the formed wires cannot be removed immediately, or the magazine has to be handled for the removal and further transport of the formed wave winding.
  • the removal is preferably made possible by a segmented design of the magazine, or new, less complicated removal options are provided.
  • the magazine is rotated to remove the formed wave winding.
  • This is particularly advantageous in a magazine designed as a linear magazine with regard to the removal of a formed wave winding with a conical configuration of the cross section of the receptacles tapering towards a closed end of the receptacles.
  • Externally grooved components or assemblies are preferably suitable for the assembly or insertion of a wave winding produced according to the method described.
  • An externally slotted stator or rotor would be advantageous as a component.
  • a single or a multiplicity of rotor or stator segments would be advantageous as an assembly.
  • the use of this method is advantageous for the product properties. -
  • the invention further relates to a wave winding, produced according to the method described above, having straight wire sections and the winding overhangs connecting the straight wire sections, straight wire sections being provided for insertion into the slot of a rotor or stator body of a rotor or stator, characterized in that the straight Wire sections in particular have a total cross-section which essentially corresponds to the cross-section of the groove.
  • 1A, B a schematic representation of the process sequence for two different variants of forming the conductor wires in a linear magazine
  • FIG. 4 a schematic partial axial sectional view of part of a wave winding drawn into a rotor or stator body.
  • FIG. 1 shows a receptacle 12 with straight wire sections 22, 22′, 22′′, 22′′ of the wave winding 20 lying therein. It can be seen from FIG. 2 that a linear magazine 10 has a plurality of such receptacles 12 along its longitudinal direction L.
  • Figure 1A and Figure 1B each show a schematic representation of the process sequence for two different variants of forming the conductor wires 25 in the linear magazine 10. Provision is made for the process that straight wire sections 22, 22', 22", 22" of conductor wires 25 a wave winding 20 are first inserted into a linear magazine 10.
  • the linear magazine 10 has receptacles 12, the receptacles 12 being delimited in the longitudinal direction L of the linear magazine by webs 14, 14'.
  • the receptacles 12 have an opening 16 through which the straight wire sections 22, 22', 22", 22" can be inserted into the receptacles 12, so that the straight wire sections 22, 22', 22", 22" in the Recordings 12 lie perpendicular to the longitudinal direction L of the linear magazine, ie in a width direction B.
  • the receptacle 12 has a receptacle space with a conical cross section, the width of the receptacle 12 being greater in the region of the opening 16 of the receptacle 12 than in a lower region of the receptacle 12.
  • the conductor wires 25 with their straight sections 22, 22', 22", 22''" are inserted into the receptacle 12, with the wire width 26 essentially corresponding to the width of the receptacle 12 in the upper area and the width of the Recording 12 decreases with increasing depth of the recording and is less than the wire width 26.
  • the conductor wires 25 with their straight sections 22, 22', 22", 22''" are inserted into the receptacle 12, the width of the receptacle 12 decreasing as the depth of the receptacle 12 increases and the wire width 26 essentially the width corresponds to the recording 12 in the lower area. In the area of the receptacle 12 which is in the vicinity of the opening 16, the width of the receptacle 12 is greater than the wire width 26.
  • the wave winding 20 is pressed with its straight wire sections 22, 22', 22", 22'" lying in the receptacles 12 of the linear magazine 10 by means of a pressing tool 30, as a result of which the conductor wires 25 are deformed and the conductor wires 25 with their straight wire sections 22, 22′, 22′′, 22′′′′ are formed onto the receptacles 12 and in particular onto the webs 14, 14′.
  • a wire width 26 was selected which corresponds approximately to the average width of the receptacle 12.
  • the lower straight wire section 22' is compressed in the direction of the receiving width or in the longitudinal direction L of the linear magazine 10, and the upper wire section 22 is stretched in the direction of the receiving width or in the longitudinal direction L of the linear magazine 10.
  • the width of the receptacle 12 or the extent of the receptacle in the longitudinal direction L of the linear magazine was selected such that the wire width 26 is less than or equal to the smallest width of the receptacle 12 that tapers conically. This results in all straight wire sections 22, 22' being stretched in the longitudinal direction L of the linear magazine 10. There is no displacement of the straight wire sections 22, 22' perpendicular thereto, which advantageously prevents damage to the insulation taking place.
  • step 3 the final state of the formed conductor wires 25 in the linear magazine 10 is shown.
  • the conductor wires 25 or the wave winding 20 are removed from the linear magazine 10 and transferred to an insertion tool or to a rotor or stator body 100 .
  • the pressing takes place in step 2) with a suitable pressing tool 30, which engages in the receptacles 12 and there the straight wire sections 22, 22', 22", 22"" or conductor wires 25 are formed by being molded onto the webs 14, 14'.
  • the recordings 12 causes.
  • the forming can take place simultaneously for all receptacles 12 (only one receptacle 12 of the linear magazine 10 is shown in FIG. ' are rolled into the receptacles 12 of the linear magazine 10 by a roller fitted with press bars.
  • the receptacles 12 are each delimited by webs 14, 14'.
  • the respective straight wire sections 22 are adjoined by winding heads 24 of the wave winding 20, which in this exemplary embodiment lie outside of the receptacles 12 and outside of the linear magazine 10.
  • the end windings 24 are each located outside of the receptacles 12 in the width direction B of the linear magazine 10.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of formed conductor wires 24, it being possible for the conductor wires 24 to be designed as a single wire 27, as a shaped stranded wire 28, or as a loose stranded wire 29.
  • the internal shaping of the conductor wires 25 shown in detail in Figure 3 is designed accordingly.
  • Figure 4 shows a schematic fragmentary axial sectional view of part of a wave winding 20 drawn into a rotor or stator body 100.
  • the wave winding 20 is drawn into a slot 102 here, with the slot 102 being closed on both sides by teeth 106, 106' with parallel tooth flanks 108, 108 'is limited, which results in a radially different groove width, which in the embodiment shown play increases with increasing radius.
  • the groove 102 is bounded radially outwards by a groove base 104 and radially inwards by yoke sections 107, 107' of the teeth 106, 106'.
  • the wave winding 20 almost completely fills the slot 102 with the straight wire sections 22, 22′, 22′′, 22′′′ formed according to the method described above.
  • the linear magazine 10 must then take place in accordance with the later position in the rotor or stator body, with the receiving geometry changing accordingly along the longitudinal direction L of the linear magazine 10 in order to adapt to the radially changing groove cross-section of the rotor or Stator body 100 to be adjusted.
  • the linear magazine 10 can accordingly have a fixed geometry or, within a certain framework, have movable or exchangeable webs 14, 14' or limitations of the receptacles 12.

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Abstract

Verfahren zur Umformung einer für den Einzug in einen Rotor, Stator oder ein Einziehwerkzeug vorgesehenen ein- oder mehrteiligen Wellenwicklung (20) aus einem oder mehreren Leiterdrähten (25) in einem Magazin (10), aufweisend die Verfahrensschritte: - Einsetzen der Wellenwicklung (20) mit geraden Abschnitten (22, 22', 22", 22'") der Leiterdrähte (25) in Aufnahmen (12) des Magazins (10); - Pressen der Wellenwicklung (20) in den Aufnahmen (12) des Magazins (10), wodurch ein Umformen der Leiterdrähte (25) erfolgt und die Leiterdrähte (25) an die Aufnahmen (14) angeformt werden und dann - Übergabe der Wellenwicklung (20) mit den umgeformten Leiterdrähten (25) an ein Einziehwerkzeug, einen Stator oder Rotor. Die Erfindung betrifft weiterhin eine nach dem Verfahren hergestellte Wellenwicklung (20), bei der die geraden Drahtabschnitte einen an die Nut angepassten Querschnitt aufweist.

Description

VERFAHREN ZUR UMFORMUNG EINER WELLENWICKLUNG UND EINE NACH DIESEM VERFAHREN UMGEFORMTE WELLENWICKLUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung einer Wellenwicklung und eine nach dem Verfahren umgeformte Wellenwicklung.
Bei der Bestückung von Rotoren oder Statoren werden durchgängige Spulenwicklungen aus Kupfer eingesetzt. Zur Herstellung von Rotoren oder Statoren mit einem hohen Wirkungsgrad sind bereits eine Vielzahl von Verfahren entwickelt worden, die sich primär mit dem Erzeugen von solchen durchgängigen Spulenwicklungen befassen.
Die Spulenwicklungen werden als flache Wickelmatten in Form von Wellenwicklungen hergestellt und anschließend in Nuten von Statoren oder Rotoren eingezogen. Die Spulenwicklungen bestehen aus einer Anzahl miteinander verflochtener Leiterdrähte, die mehrfach gegenläufig umgebogen werden, so dass parallel zueinander liegende gerade Drahtabschnitte bzw. Drahtstege der Leiterdrähte, die zum Ausfüllen der Nuten von Stator- oder Rotorkörpern bestimmt sind, durch dachartige Wicklungsköpfe verbunden sind, die stirnseitig über die hergestellten Rotoren oder Statoren überstehen. Zur Herstellung der Spulenwicklung kann als zunächst flache Wickelmatte eine flache und drehbare Wickelschablone sowie eine Drahthandhabungsvorrichtung zum Einsatz kommen. DE102015120963A1 beschreibt beispielhaft ein Verfahren zum Herstellen von Wellenwicklungen.
Nachdem die flache Wickelmatte auf einer Wickelschablone hergestellt worden ist, wird sie von dieser abgestreift und in ein Magazin überführt. Ein Magazin kann beispielsweise als längliches Linearmagazin ausgebildet sein und weist hierbei in der Längsrichtung mehrere Aufnahmen für die Leiterdrähte auf. Alternativ kann ein Magazin auch als Rotationsmagazin ausgebildet sein. Die Aufnahmen sind jeweils zwischen zwei Stegen ausgebildet, wodurch sich nutförmige Aufnahmeräume ergeben. Diese nutförmigen Aufnahmeräume verlaufen Im Falle eines Linearmagazins senkrecht zu der Längsrichtung in einer Breitenrichtung des Linearmagazins. Üblicherweise weist ein Linearmagazin in der Längsrichtung eine größere Länge auf, als die Breite in der Breitenrichtung des Linearmagazins beträgt. In dem Magazin kann die Wickelmatte verdichtet werden und sicher von dem Prozessschritt des Herstellens an einen weiteren Prozessschritt überführt werden, in dem die Wickelmatte in einen Rotor- oder Statorkörper eingezogen wird. Ein Magazin soll sicherstellen, dass die Einzeldrähte der Wickelmatte und insbesondere die für den Einzug in Nuten vorgesehenen geraden Drahtabschnitte der Wickelmatte während der Handhabung und der Verdichtung nicht gegeneinander verschoben werden. Wenn eine, wie oben beschriebene Wellenwicklung in ein Magazin und insbesondere in ein Linearmagazin eingelegt wird, ergibt sich, dass in einem Anfangsbereich und einem Endbereich der Wellenwicklung nur einzelne Leiterdrähte in den Nuten des Linearmagazins einliegen, wobei in einem Teilbereich des Linearmagazins auch mehrere Leiterdrähte übereinander in den Nuten des Linearmagazins einliegen können.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit der Optimierung einer Wellenwicklung, welche als Spulenwicklung in einen Rotor oder Stator eingezogen werden soll. Wegen der im Wesentlichen zylindrischen Form von Rotoren oder Statoren weisen Rotoren oder Statoren Nuten auf, die entweder parallele Nutflanken haben oder sind derart ausgebildet, dass die Zahnflanken der zwischen den Nuten angeordneten Zähnen parallel sind. In letzterem Fall ergeben sich im Querschnitt oder axial in Bezug auf die Rotationsachse des Rotors oder Stators gesehen Konus- oder trapezförmige Nutquerschnitte.
Im Falle einer Befüllung der Nuten ist es wünschenswert einen möglichst hohen Füllfaktor zu erreichen, d.h., dass die Nuten möglichst vollständig mit den Leiterdrähten gefüllt werden sollen, um den zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst vollständig für elektromagnetisch relevante Bauteile (Leiterdrähte) zu verwenden.
Daher stellt sich die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzusehen, mit dem eine Wellenwicklung hergestellt werden kann, die den zur Verfügung stehenden Nutraum eines Rotors oder Stators besser ausnutzt.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen nach den Ansprüchen 1 und 9. Ausgestaltungen ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Umformung einer für den Einzug in einen Rotor, Stator oder ein Einziehwerkzeug vorgesehenen ein- oder mehrteiligen Wei- lenwicklung vorgesehen, die aus einem oder mehreren Leiterdrähten in einem Magazin einliegt, mit den Verfahrensschritten: Einsetzen der Wellenwicklung mit geraden Drahtabschnitten der Leiterdrähte in Aufnahmen des Magazins; Pressen der Wellenwicklung in den Aufnahmen des Magazins, wodurch ein Umformen der Leiterdrähte erfolgt und die Leiterdrähte an die Aufnahmen angeformt werden; Übergabe der Wellenwicklung mit den umgeformten Leiterdrähten an ein Einziehwerkzeug, einen Stator oder einen Rotor. Insbesondere erfolgt das Pressen der geraden Drahtabschnitte der Leiterdrähte der Wellenwicklung in den Aufnahmen des Magazins, wodurch ein Umformen der geraden Drahtabschnitte der Leiterdrähte erfolgt und die Leiterdrähte mit den geraden Drahtabschnitten an die Aufnahmen angeformt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Magazin als Linearmagazin ausgebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Magazin als Rotationsmagazin ausgebildet ist.
Aus dem vorstehend beschriebenen Verfahren ergibt sich der Vorteil, dass das Magazin mit seinen Aufnahmen als eine Art Schablone für die Umformung der Wellenwicklung dient. Bevorzugt weisen die jeweiligen Aufnahmen des Magazins denselben Querschnitt auf, den auch die Nuten des Rotors oder Stators aufweisen, in den die Wellenwicklung nach dem Umformen und der Entnahme aus dem Magazin eingezogen werden.
Die Wellenwicklung ist bevorzugt als Flachdrahtwellenwicklung ausgebildet. Alternativ kann es auch denkbar sein, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Wellenwicklungen umzuformen, die als Flachdrahtwellenwicklung aus Einzelleitern, als Flachdrahtwellenwicklung aus Profillitzenleitern oder als Runddrahtwellenwicklung ausgebildet ist. Nach einer optionalem, aber besonders zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich, dass sich das Verfahren bevorzugt an das Wickeln der Wellenwicklung anschließt.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Einsetzen der Wellenwicklung in einer kompakten Form, also beispielsweise einteilig erfolgt. In einer alternativen Ausgestaltung ist denkbar, dass die Übergabe der Wellenwicklung in Form von Einzelleitern erfolgt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Einsetzen der Wellenwicklung zumindest in einem Teilbereich des Magazins jeweils mindestens zwei Leiterdrähte in die Aufnahmen des Magazins eingesetzt werden. Im Falle der Verwendung eines Linearmagazins ergibt sich die Ausnahme, dass für den Anfang und das Ende der einzuziehenden Wellenwicklung nur einzelne gerade Drahtabschnitte der Leiterdrähte in den Aufnahmen des Linearmagazins einliegen. Daher kann für das obenstehende Verfahren vorgesehen sein, dass das Pressen der Wellenwicklung in diesen Bereichen nur für einzelne gerade Drahtabschnitte der Leiterdrähte in den Aufnahmen des Magazins erfolgt, wodurch dort ein Umformen der einzelnen geraden Drahtabschnitte der Leiterdrähte erfolgt und dort nur die einzelnen geraden Drahtabschnitte Leiterdrähte an die Aufnahmen angeformt werden. Für den Fall eines Rotationsmagazins kann sich ebenfalls ergeben, dass einzelne gerade Drahtabschnitte im Anfangs- und Endbereich der Wellenwicklung in den Aufnahmen einliegen. Gleichwohl können die Anfangs- und Endbereiche so in einem Rotationsmagazin überlappen, dass jeweils mehrere gerade Drahtabschnitte der Leiterdrähte in den Aufnahmen einliegen. In einer weiterbildenden Variante liegen die mindestens zwei Leiterdrähte jeweils mit deren geraden Drahtabschnitten jeweils in einer Aufnahme des Magazins ein. Durch das Einsetzen von zwei oder mehr Leiterdrähten in die Aufnahme des Magazins lässt sich bei einer entsprechenden vorhergehenden Wicklung der Wickelmatte erreichen, dass sowohl die Umformung, als auch der spätere Einzug der Wellenwicklung in den Rotor oder Stator für mehrere Lagen und/oder mehrere Phasen der Spule erfolgt. Auf diese Weise kann die Taktzeit reduziert werden und das Verfahren effizienter ablaufen.
Nach einer weiteren optionalen Ausgestaltung des Verfahrens ist weiterbildend vorgesehen, dass die Wellenwicklung in einer bevorzugten Ausgestaltung so in das Magazin eingesetzt wird, dass bei Übergabe der Wellenwicklung aus dem Magazin ein Nutversatz erreicht wird. Die Wellenwicklung ist hierfür insbesondere als Stufenumschlagswicklung ausgebildet.
Es kann außerdem vorgesehen sein, dass in die Aufnahmen des Magazins die Leiterdrähte der Wellenwicklung in einer Abfolge einer Stufenwicklung eingesetzt werden. In einer beispielhaften Ausgestaltung könnten in einer ersten Aufnahme zwei Leiterdrähte eingesetzt werden, in einer direkt benachbarten zweiten Aufnahme könnten vier Leiterdrähte eingesetzt werden, und in einer weiteren zu der zweiten Aufnahme direkt benachbarten dritten Aufnahme könnten sechs Leiterdrähte der Wellenwicklung eingesetzt werden, wobei in einer zu der dritten Aufnahme direkt benachbarten vierten Aufnahme wiederum nur vier Leiterdrähte eingesetzt werden und in einer zu der vierten Aufnahme direkt benachbarten fünften Aufnahme entsprechend zwei Leiterdrähte eingesetzt werden. Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebene Stufenwicklung nicht auf die Konfiguration 2-4-6-4-2 beschränkt ist, sondern auch andere Konfigurationen denkbar sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass in die Aufnahmen des Magazins eine Wellenwicklung mit Einzel-, Doppel, oder Mehrfachwindungen eingesetzt wird. Auf diese Weise wird die Wellenwicklung bereits als mögliche Spulenwicklung für einen Mehrphasen-Elektromotor konfiguriert und die entsprechenden in den jeweiligen Nuten zu liegen kommenden Leiterdrähte insbesondere in ihren geraden Drahtabschnitten in die passenden Querschnitte umgeformt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich, dass die Leiterdrähte in den Aufnahmen zu einem im Wesentlichen konischen Querschnitt umgeformt werden. Dies gestaltet sich insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Zahnflanken des Rotors oder Stators, welcher für den Einzug der Wellenwicklung vorgesehen ist, parallel ausgebildet sind. Durch die parallelen Zahnflanken sind die Nutflanken bei einem im Wesentlichen zylindrischen Rotor- oder Statorkörper nicht parallel und es ergibt sich ein im wesentlichen trapezförmiger Nutquerschnitt. Durch den konischen Querschnitt ergibt sich eine besonders effiziente Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Nutraumes durch die Leiterdrähte der Wellenwicklung.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Umformen der Leiterdrähte in den Aufnahmen konsekutiv erfolgt. Durch ein konsekutives oder sequentielles Umformen der Leiterdrähte kann das Verfahren mit Vorteil derart ausgestaltet sein, dass etwa ein Rollierwerkzeug entlang des Magazins über die senkrecht dazu verlaufenden und in den Aufnahmen einliegenden Leiterdrähte rolliert wird und die Leiterdrähte in die Aufnahmen sequentiell einpresst, sodass sich die Leiterdrähte an die Form der Aufnahmen anformen. In einer Weiterbildung kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Umformgrad entlang des Magazins unterschiedlich ist. So kann etwa vorgesehen sein, dass eine sequentielle Umformung an einer ersten Position des Magazins den oder die in einer ersten Aufnahme mit einer ersten Geometrie einliegenden Leiterdrähte stärker umformt, als eine Umformung in einer zweiten Aufnahme mit einer zweiten Geometrie an einer zweiten Position des Magazins. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass unterschiedliche Geometrien in einer durch- gängigen Wellenwicklung geformt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine durchgängige Wellenwicklung in mehreren Lagen in einen Rotor- oder Statorkörper eingezogen wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Umformen der Leiterdrähte in den Aufnahmen synchron oder in Gruppen synchron erfolgt. Bevorzugt erfolgt das synchrone oder in Gruppen synchrone Umformen mittels eines oder mehrerer Pressstempeln, welche in die Aufnahmen des Magazins eingreifen und die darin einliegenden Leiterdrähte pressen. Das in Gruppen synchrone Umformen erfolgt derart, dass der Pressstempel gleichzeitig mehrere (etwa zwei oder einem Vielfachen davon) Aufnahmen presst, wobei anschließend um die entsprechende Anzahl von Aufnahmen ein Versatz des Pressstempels zu dem Magazin erfolgt und der Pressstempel oder ein anderer Pressstempel wiederum in mehreren Aufnahmen presst. Auf diese Weise kann für eine durchgehende Wellenwicklung auch durch den Austausch des Presstempels und das Vorsehen unterschiedlicher Aufnahmegeometrien eine innerhalb der durchgehenden Wellenwicklung unterschiedliche Umformung erreicht werden.
Dementsprechend ist gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, dass, die Art der Umformung oder der Umformungsgrad entlang des Magazins variiert.
In einer Weiterbildung des Verfahrens ist vorgesehen, dass für die Leiterdrähte während des Pressens nahezu keine axiale Verlagerung, also eine Verlagerung in der Breitenrichtung des Magazins, erfolgt. Insbesondere soll in dieser Weiterbildung für die geraden Drahtabschnitte der Leiterdrähte keine axiale Verlagerung in der Breitenrichtung des Magazins erfolgen. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Aufnahmen in Bezug auf die Drahtbreite so ausgelegt sind, dass die Aufnahmen eine Breite aufweisen, die zumindest der Drahtbreite entspricht und bevorzugt der Drahtbreite entspricht. Dadurch werden die Drähte nur in der in der späteren Umfangsrichtung bezogen auf die Nut des Stators oder Rotors verformt. Dies wirkt sich positiv auf den Zustand der Drahtisolation aus.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Teil der Leiterdrähte und insbesondere die geraden Drahtabschnitte eines Teils der Leiterdrähte in der Aufnahme des Magazins bezogen auf die Breite der Aufnahme, also im Falle eines Linearmagazins in der Längsrichtung des Magazins, gestaucht wird und ein Teil der Leiterdrähte und insbesondere die geraden Drahtabschnitte eines Teils der Leiterdrähte in der Aufnahme des Magazins bevorzugt bezogen auf die Breite der Aufnahme bzw. in Längsrichtung, für den Fall eines Linearmagazins gereckt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass für den Pressvorgang im Mittel über alle Formänderungen in einer Aufnahme ein möglichst geringer Umformgrad erreichen wird. Hierfür kann beispielsweise in Bezug auf eine mittlere Breite der Aufnahme eine entsprechende Drahtbreite ausgewählt werden oder die Aufnahme mit ihrer mittleren Breite, die der Drahtbreite entspricht, eingesetzt werden. Bei mehreren in der Aufnahme einliegenden Leiterdrähte ergibt sich dann für einen konischen Querschnitt der Aufnahme, dass bei einer entsprechenden Auslegung der Drahtbreite und/oder der Breite der Aufnahme, die Drähte, die in dem schmaleren Teil der im Querschnitt konischen Aufnahme gepresst werden, bezogen auf die Breite der Aufnahme gestaucht werden, und die Drähte, die in dem breiteren Teil der im Querschnitt konischen Aufnahme bezogen auf die Breite der Aufnahme gereckt werden. Insgesamt ergibt sich jedoch für alle Leiterdrähte eine minimale Umformung, wodurch, für alle Leiterdrähte betrachtet, deren Isolation in einem geringen Maße durch die Umformung beansprucht wird.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Magazin als segmentiertes Magazin ausgebildet ist und für die Übergabe der gepressten Wellenwicklung vorgesehen ist, dass das Magazin in dessen Segmente zur Entnahme der Wellenwicklung aufgeteilt wird. Dies gestaltet sich insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Umformung so erfolgt, dass eine Entnahme der umgeformten Drähte nicht unmittelbar möglich ist, oder für die Entnahme und den Weitertransport der umgeformten Wellenwicklung eine Handhabung des Magazins erforderlich ist. Durch eine segmentierte Auslegung des Magazins wird die Entnahme vorzugsweise ermöglicht oder es werden neue, weniger aufwendige Entnahmemöglichkeiten bereitgestellt.
Nach einer Weiterbildung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Magazin zur Entnahme der umgeformten Wellenwicklung gedreht wird. Dies gestaltet sich insbesondere bei einem als Linearmagazin ausgebildeten Magazin in Hinblick auf die Entnahme einer umgeformten Wellenwicklung mit zu einem geschlossenen Ende der Aufnahmen hin zulaufenden konischen Ausgestaltung des Querschnitts der Aufnahmen vorteilhaft. Für die Montage bzw. den Einzug einer nach dem Verfahren beschriebenen hergestellten Wellenwicklung eignen sich vorzugsweise außengenutete Bauteile oder Baugruppen. Als Bauteil wäre ein außengenuteter Stator oder Rotor vorteilhaft. Als Baugruppe wäre ein einzelnes oder eine Vielzahl von Rotor- oder Statorsegmenten vorteilhaft. Insbesondere in Kombination mit verschiedenen Segmentierungsstrategien ist die Anwendung dieses Verfahrens vorteilhaft für die Produkteigenschaften. -
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Wellenwicklung, hergestellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, aufweisend gerade Drahtabschnitte und die geraden Drahtabschnitte verbindende Wickelköpfe, wobei gerade Drahtabschnitte zum Einzug in die Nut eines Rotor- oder Statorkörpers eines Rotors oder Stators vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Drahtabschnitte insbesondere insgesamt einen Querschnitt aufweisen, der im Wesentlichen dem Querschnitt der Nut entspricht. Für eine solche Wellenwicklung ergeben sich ebenfalls die oben beschriebenen Vorteile. Insbesondere wird eine optimale Ausnutzung des in dem bevorzug im Wesentlichen zylindrischen Rotor oder Statorkörper zur Verfügung stehenden Nutraumes erreicht. Ein weiterer oben beschriebener Vorteil des Verfahrens ist, dass die Isolation der Wellenwicklung möglichst wenig beansprucht wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
Fig. 1A, B: eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs für zwei unterschiedliche Varianten des Umformens der Leiterdrähte in einem Linearmagazin;
Fig. 2: eine schematische Teildarstellung einer Draufsicht des Linearmagazins mit einer einliegenden Wellenwicklung;
Fig. 3: eine schematische Darstellung umgeformter Drähte; und
Fig. 4: eine schematische ausschnittsweise axiale Schnittansicht eines Teils einer in einen Rotor- oder Statorkörper eingezogenen Wellenwicklung.
Sofern nicht anders angegeben, werden die Bezugszeichen nachstehend einheitlich verwendet. Sofern nicht anders angegeben beziehen sich die Bezugszeichen im Text stets auf alle Figuren. Gleichermaßen beziehen sich alle Bezugszeichen in den Figu- ren, sofern nicht anders angegeben, stets auf die gesamte nachstehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
Im Folgenden ist in Figur 1 jeweils eine Aufnahme 12 mit darin einliegenden geraden Drahtabschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ der Wellenwicklung 20 gezeigt. Aus Figur 2 wird ersichtlich, dass ein Linearmagazin 10 entlang dessen Längsrichtung L mehrere solcher Aufnahmen 12 aufweist.
Figur 1A und Figur 1 B zeigen jeweils eine schematische Darstellung des Verfahrensablaufs für zwei unterschiedliche Varianten des Umformens der Leiterdrähte 25 in dem Linearmagazin 10. Für das Verfahren ist vorgesehen, dass gerade Drahtabschnitte 22, 22‘, 22“, 22‘“ von Leiterdrähten 25 einer Wellenwicklung 20 zunächst in ein Linearmagazin 10 eingelegt werden. Das Linearmagazin 10 weist hierfür Aufnahmen 12 auf, wobei die Aufnahmen 12 in der Längsrichtung L des Linearmagazins durch Stege 14, 14‘ begrenzt sind. Die Aufnahmen 12 weisen eine Öffnung 16 auf, über die die geraden Drahtabschnitte 22, 22‘, 22“, 22‘“ in die Aufnahmen 12 eingesetzt werden können, sodass die geraden Drahtabschnitte 22, 22‘, 22“, 22‘“ in den Aufnahmen 12 senkrecht zu der Längsrichtung L des Linearmagazins, also in einer Breitenrichtung B einliegen. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Aufnahme 12 einen Aufnahmeraum mit einem konischen Querschnitt auf, wobei die Breite der Aufnahme 12 in dem Bereich der Öffnung 16 der Aufnahme 12 größer ist als in einem unteren Bereich der Aufnahme 12.
Gemäß dem Verfahrensablauf nach Figur 1A werden die Leiterdrähte 25 mit ihren geraden Abschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ in die Aufnahme 12 eingesetzt, wobei die Drahtbreite 26 im Wesentlichen der Breite der Aufnahme 12 im oberen Bereich entspricht und die Breite der Aufnahme 12 mit zunehmender Tiefe der Aufnahme abnimmt und geringer ist, als die Drahtbreite 26.
In Figur 1 B werden die Leiterdrähte 25 mit ihren geraden Abschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ in die Aufnahme 12 eingesetzt, wobei die Breite der Aufnahme 12 mit zunehmender Tiefe der Aufnahme 12 abnimmt und die Drahtbreite 26 im Wesentlichen der Breite der Aufnahme 12 im unteren Bereich entspricht. In dem Bereich der Aufnahme 12, der in der Nähe der Öffnung 16 liegt, ist die Breite der Aufnahme 12 größer als die Drahtbreite 26. In dem nachfolgenden Schritt 2) wird die Wellenwicklung 20 mit ihren in den Aufnahmen 12 des Linearmagazins 10 einliegenden geraden Drahtabschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ mittels eines Presswerkzeugs 30 gepresst, wodurch ein Umformen der Leiterdrähte 25 erfolgt und die Leiterdrähte 25 mit ihren geraden Drahtabschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ an die Aufnahmen 12 und insbesondere an die Stege 14, 14‘ angeformt werden.
Für die Variante gern. Figur 1A wurde eine Drahtbreite 26 gewählt, die etwa der mittleren Breite der Aufnahme 12 entspricht. Dadurch wird nach dem Pressen ein im Mittel über alle Formänderungen der Leiterdrähte 25 möglichst geringer Umformgrad erreicht, wodurch die Isolation der Leiterdrähte 25 wenig beansprucht wird. Der untere gerade Drahtabschnitt 22‘ wird in Richtung der Aufnahmenbreite bzw. in Längsrichtung L des Linearmagazins 10 gestaucht, und der obere Drahtabschnitt 22 wird in Richtung der Aufnahmenbreite bzw. in Längsrichtung L des Linearmagazins 10 gereckt.
Für die Variante gern. Figur 1 B wurde die Breite der Aufnahme 12 bzw. die Ausdehnung der Aufnahme in Längsrichtung L des Linearmagazins so gewählt, dass die Drahtbreite 26 kleiner oder gleich der kleinsten Breite der konisch zulaufenden Aufnahme 12 ist. Hierdurch ergibt sich, dass alle geraden Drahtabschnitte 22, 22‘ in der Längsrichtung L des Linearmagazins 10 gereckt werden. Es findet keine Verschiebung der geraden Drahtabschnitte 22, 22‘ senkrecht dazu statt, wodurch vorteilhaft vermieden wird, dass eine Isolationsbeschädigung stattfindet.
In Schritt 3) ist der Endzustand der umgeformten Leiterdrähte 25 in dem Linearmagazin 10 gezeigt. In einem nachfolgenden, nicht gezeigten Schritt werden die Leiterdrähte 25, bzw. die Wellenwicklung 20 aus dem Linearmagazin 10 entnommen und in ein Einziehwerkzeug bzw. in einen Rotor- oder Statorkörper 100 überführt.
Man erkennt, dass der untere gerade Drahtabschnitt 22‘ in Figur 1A in der Längsrichtung L des Linearmagazins gereckt wurde und der obere gerade Drahtabschnitt 22 in Figur 1A in der Längsrichtung L des Linearmagazins 10 durch die Umformung gestaucht wurde. In Figur 1B wurden beide gerade Drahtabschnitte 22, 22‘ in der Längsrichtung L durch die Umformung gestaucht, wodurch sich eine geringere Gesamthöhe des Drahtpakets im Vergleich zu der Auslegung des Linearmagazins 10 gern. Figur 1A ergibt. Der Fachmann erkennt, dass auch mehr als zwei Lagen von geraden Drahtabschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ in der jeweiligen Aufnahme 12 des Linearmagazins 10 einliegen können. Das Pressen erfolgt in Schritt 2) mit einem geeigneten Presswerkzeug 30, das in die Aufnahmen 12 eingreift und dort die Umformung der geraden Drahtabschnitte 22, 22‘, 22“, 22‘“ bzw. Leiterdrähte 25 durch Anformung an die Stege 14, 14‘ der Aufnahmen 12 bewirkt. Das Umformen kann für alle Aufnahmen 12 (in Fig. 1 ist stellvertretend nur eine Aufnahme 12 des Linearmagazins 10 gezeigt) gleichzeitig etwa mittels eines Pressstempels erfolgen, es ist aber auch denkbar, dass die geraden Drahtabschnitte 22, 22‘, 22“, 22‘“ in die Aufnahmen 12 des Linearmagazins 10 durch eine mit Pressstegen besetzte Walze einrolliert werden. Selbstverständlich können die Varianten in Bezug auf die Auslegung der Breite der Aufnahmen 12 zu der Drahtbreite 26 gern, den Figuren 1A und 1B innerhalb eines Linearmagazins 10 gemeinsam auftreten, wobei sich auch die Breite der Aufnahmen 12 im Verlauf des Linearmagazins 10 also entlang dessen Längsrichtung L verändern kann.
Figur 2 zeigt der Übersichtlichkeit halber eine schematische Teildarstellung einer Draufsicht des Linearmagazins 10 mit einer einliegenden Wellenwicklung 20. Man erkennt, dass die Wellenwicklung 20 mit den geraden Drahtabschnitten 22 der Leiterdrähte in den Aufnahmen 12 des Linearmagazins 10 einliegt. Die Aufnahmen 12 werden jeweils durch Stege 14, 14‘ begrenzt. Im Verlauf der Leiterdrähte 25 schließen sich an die jeweiligen geraden Drahtabschnitte 22 Wickelköpfe 24 der Wellenwicklung 20 an, die in diesem Ausführungsbeispiel außerhalb der Aufnahmen 12 und außerhalb des Linearmagazins 10 liegen. Die Wickelköpfe 24 liegen in der Breitenrichtung B des Linearmagazins 10 jeweils außerhalb der Aufnahmen 12.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung umgeformter Leiterdrähte 24, wobei die Leiterdrähte 24 als Einzeldraht 27, als Formlitzendraht 28, oder als loser Litzendraht 29 ausgebildet sein können. Dementsprechend gestaltet sich die in Figur 3 im Detail dargestellte interne Umformung der Leiterdrähte 25.
Figur 4 zeigt eine schematische ausschnittsweise axiale Schnittansicht eines Teils einer in einen Rotor- oder Statorkörper 100 eingezogenen Wellenwicklung 20. Die Wellenwicklung 20 ist hier in eine Nut 102 eingezogen, wobei die Nut 102 beiderseitig durch Zähne 106, 106‘ mit parallelen Zahnflanken 108, 108‘ begrenzt ist, wodurch sich eine radial unterschiedliche Nutbreite ergibt, die im gezeigten Ausführungsbei- spiel mit zunehmendem Radius zunimmt. Die Nut 102 ist radial nach außen hin durch einen Nutgrund 104 und radial nach innen hin durch Jochabschnitte 107, 107‘ der Zähne 106, 106‘ begrenzt. Die Wellenwicklung 20 füllt die Nut 102 mit den nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren umgeformten geraden Drahtabschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ nahezu vollkommen aus. Hier sind nicht nur zwei Lagen von Leiterdrähten, sondern vier Lagen von Leiterdrähten 25 bzw. geraden Drahtabschnitten 22, 22‘, 22“, 22‘“ in eine Nut 102 eines Rotor- oder Statorkörpers 100 eingezogen. Diese vier Lagen können in einer Variante schon jeweils in den Aufnahmen 12 des Linearmagazins 10 geformt worden sein, oder die Wellenwicklung 20 wurde zweilagig geformt, wobei die Wellenwicklung 20 dann in zwei Umläufen in den im Wesentlichen zylindrischen Rotor- oder Statorkörper 100 eingezogen wurde. Es versteht sich, dass die Umformung in dem Linearmagazin 10 dann entsprechend der späteren Lage in dem Rotor- oder Statorkörper erfolgen muss, wobei sich die Aufnahmegeometrie entlang der Längsrichtung L des Linearmagazins 10 entsprechend ändert, um an den sich radial ändernden Nutquerschnitt des Rotor- oder Statorkörpers 100 angepasst zu werden. Hierfür kann das Linearmagazin 10 entsprechend eine feste Geometrie aufweisen, oder in einem gewissen Rahmen bewegliche oder austauschbare Stege 14, 14‘ bzw. Begrenzungen der Aufnahmen 12 aufweisen.
Sämtliche Merkmale und Vorteile, die sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung ergeben, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl allein als auch in verschiedenen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste 0 Magazin, Linearmagazin 2 Aufnahme
14, 14‘ Steg
16 Öffnung 0 Wellenwicklung 2, 22‘, 22“, 22‘“ Gerader Drahtabschnitt 4 Wickelkopf 5 Leiterdraht 6 Drahtbreite 7 Einzeldraht 8 Formlitzendraht 9 loser Litzendraht
30 Presswerkzeug
100 Rotor- oder Statorkörper
102 Nut
104 Nutgrund
106, 106‘ Zahn
107, 107‘ Jochabschnitt
108, 108‘ Zahnflanke
L Längsrichtung
B Breitenrichtung

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Umformung einer für den Einzug in einen Rotor, Stator oder ein Einziehwerkzeug vorgesehenen ein- oder mehrteiligen Wellenwicklung (20) aus einem oder mehreren Leiterdrähten (25) in einem Magazin (10), aufweisend die Verfahrensschritte:
Einsetzen der Wellenwicklung (20) mit geraden Abschnitten (22, 22‘, 22“, 22‘“) der Leiterdrähte (25) in Aufnahmen (12) des Magazins (10); Pressen der Wellenwicklung (20) in den Aufnahmen (12) des
Magazins (10), wodurch ein Umformen der Leiterdrähte (25) erfolgt und die Leiterdrähte (25) an die Aufnahmen (14) angeformt werden; Übergabe der Wellenwicklung (20) mit den umgeformten Leiterdrähten (25) an ein Einziehwerkzeug oder einen Stator oder
Rotor. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei vorgesehen ist, dass beim Einsetzen der Wellenwicklung (20) zumindest in einem Teilbereich des Magazins (10) jeweils mindestens zwei Leiterdrähte (25) in die Aufnahmen (12) des Magazins (10) eingesetzt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass in die Aufnahmen (12) des Magazins (10) eine Wellenwicklung (20) mit Einzel-, Doppel, oder Mehrfachwindungen eingesetzt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass die Leiterdrähte (25) in den Aufnahmen (12) zu einem konischen Querschnitt umgeformt werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass das Umformen der Leiterdrähte (25) in den Aufnahmen (12) konsekutiv erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vorgesehen ist, dass das Umformen der Leiterdrähte (25) in den Aufnahmen (12) synchron oder in Gruppen synchron erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass während des Pressens keine axiale Verlagerung der Leiterdrähte (25) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei vorgesehen ist, dass ein Teil der Leiterdrähte (25) in der Aufnahme (12) des Magazins (10) in einer Längsrichtung (L) des Magazins (10) gestaucht wird und ein Teil der Leiterdrähte (25) in der Aufnahme (12) einer Längsrichtung (L) des Magazins (10) gereckt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Magazin (10) als segmentiertes Magazin ausgebildet ist und für die Übergabe der gepressten Wellenwicklung (20) vorgesehen ist, dass das Magazin (10) in dessen Segmente zur Entnahme der Wellenwicklung (20) aufgeteilt wird. Wellenwicklung (20), hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend gerade Drahtabschnitte (22, 22‘, 22“, 22‘“) und die geraden Drahtabschnitte (22, 22‘, 22“, 22‘“) verbindende Wickelköpfe (24), wobei die geraden Drahtabschnitte (22, 22‘, 22“, 22‘“) zum Einzug in die Nut (102) eines Rotor- oder Statorkörpers (100) eines Rotors oder Stators vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Drahtabschnitte (22, 22‘, 22“, 22‘“) einen Querschnitt aufweisen, der im Wesentlichen dem Querschnitt der Nut (102) entspricht.
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