JP6648911B2 - 電気機械のロータまたはステータを製造する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文による方法に関する。このような扁平（平坦状）巻線では、通常はフラットワイヤが処理されるが、これにより、円形断面を有するワイヤよりもステータまたはロータの溝内の曲線因子を高くすることができ、このようなロータまたはステータを有する電気機械の全体効率に有利に働く。本発明の主題はまた、請求項１２の前文によるこのような方法の本質的なステップを実行するための装置である。

対応するロータまたはステータを製造するための数多くの方法がすでに開発されており、これらは主に扁平巻線自体の作成に関する。コイル巻線は、互いに平行であって溝を充填するように指定されたワイヤの束が、前方でロータまたはステータの上に突起している屋根状の巻回ヘッドによって接続されるように、反対方向に複数回曲げられた、絡み合ったワイヤからなり、平坦で回転可能な成形具およびワイヤハンドリング装置が使用される。

これらの方法は主に、後にステータ（またはロータ）の溝の中に配置されることが可能ないわゆる分布型波巻線を製造するのに役立つ。分布型波巻線は、ステータの溝内に配置された直線部分を有する複数の平行なワイヤを有する。これらの直線部分は、ワイヤテンプレートがステータの周りを径方向に移動するとき、ステータ内の内側放射層と隣接する外側放射層との間で交互になっている。この分散波形テンプレートは、ステータ内にＸ個の段またはグループ化された溝を含む。一般的に、Ｘは３の倍数であるが、Ｘがその他いずれかの整数となり得る構造も可能である。分散波の巻線テンプレートにおける平行なワイヤの数は、２Ｘである。波形テンプレートにおいて、スロットからのワイヤの直線部分は、溝内のワイヤの直線部分に接続されており、Ｘ個の溝は反時計回りおよび時計回りに離間して位置しており、これらはフォーク状の接続ワイヤまたは末端湾曲部分によって接続されている。波は、２つの接続末端部分のうちの１つが反時計回りに離間したＸ個の溝に接続されていること、その一方で関連する末端湾曲部分が、ステータの反対側で、時計回りに離間したＸ個の溝に接続されていることによって形成される。ワイヤテンプレートはステータの周りを径方向に移動するので、これらの末端湾曲部分は交互になっている。これらのフォーク状の接続は、巻線テンプレートを形成する個々のワイヤの各々についてステータ溝の上方の直線ワイヤ部分の交互に配置される内側と外側、または外側と内側の径方向に隣接する層との間での層の変化も保証する。最終的に事前製造されたワイヤテンプレートは、平坦な設計を有する、連続的で、分散されて、織り合わせられた波形テンプレートの周りに巻き付けられた、２Ｘ本の平行なワイヤを有する。このテンプレートは上層に２Ｘ本の開始ワイヤを有し、下層に２Ｘ本の終端ワイヤを有する。これらは単純な直線ワイヤ部分である。これらの開始ワイヤと終端ワイヤとの間のその他全ての直線ワイヤ部分は、一方のワイヤが下層で他方のワイヤが上層の対になって形成されている。これらの直線ワイヤ部分の総数は、このテンプレートを有するステータ構造の各溝内に充填された導体の数によって決定される。ステータ溝内の導体の数は２の倍数でなくてはならず、このテンプレートで充填されるステータ溝内のワイヤの総数はＡの２倍であり、Ａは、巻線テンプレートがステータ外周の周りに巻き付けられる巻き数（ターン数）を表す。

このような巻線を製造する方法は、六角形の成形具に基づく欧州特許第１４６９５７９号明細書より公知である。しかしながら、技術的実践が困難であるため、この方法は実際には適用できなかった。

１２０°のステップで回転される、やはり比較的複雑な成形具に基づく方法が、ドイツ特許第１０２０１４００３６０２号明細書より公知である。技術的に実践するのが困難である複雑な巻回装置もまた、この方法に必要とされる。

さらなる方法が、ドイツ特許第１０２００８０１９４７９号明細書より公知である。ここでは、すでに請求されたように、２つの巻線半体が、平坦なストリップ状の成形具によって最初に巻き付けられ、次に２つの半体は、ステータ内のその後挿入される巻線全体を形成するために相互接続される。ワイヤの間の間隙のＸ倍の湾曲した巻回ヘッドを製造するための最初の曲げプロセスに対応する変位の後でもワイヤの半分はまだワイヤ供給の領域内のワイヤと衝突するので、全てのワイヤを直接２Ｘ回巻き付けることはできない。分布型波巻線の２つの半体をまとめることは特に問題ではないものの、これは付加的な方法ステップを表すことになり、後にそこからステータの溝内に配置されることになる保管場所に配置される前に、２つの半体の互いに対する正確な位置合わせを必要とする。保管場所に配置してステータの溝内に転移させる最後の２つのステップは、それ自体公知であり、またここで提案される方法に加えて、製造された巻線を使用して所望のステータまたはロータを後に最終的に製造するために使用される。

循環リンクコンベヤ上に配置された四角形の成形具の周りに個々のターン（一回巻いた部分）を連続的に形成するために個々のワイヤが曲げられる、すなわち一巻きごとに１つの成形具が提供される、巻線を製造する方法が、欧州特許第０２７４９６９号明細書より、さらに公知である。複数のターンを有する巻線を形成するために縦軸の周りを回転し、それによって複数のワイヤが同時に処理されるストリップ状の個々の成形具は提供されず、縦方向での成形具上の巻線の変位は可能ではなく、個々のターンはリンクコンベヤの末端において個別にロータまで通され、個々のワイヤは巻線層を形成するために何回も切断される必要がある。

しかしながらそれ自体が本書の主題でない、新規に開発された方法の目的は、方法ワークフローにおいて、単純な成形具を用いて、コイル巻線全体の製造を可能にすることである。このような方法は、以下のステップ、すなわち、
成形具の回転軸に垂直な方向の、コイル巻線に使用されるワイヤの平行同時供給をするステップＡと、
成形具上に形成されるコアの第１保持領域内の固定点にワイヤを保持するステップＢと、
供給方向に対して成形具からある距離を置いた第２保持領域内の固定点にワイヤを保持するステップＣと、
ある移動量で成形具の回転軸と平行に、第２保持領域に対して成形具の第１保持領域を相対的に変位させるステップＤであって、その長さは最も外側のワイヤからの距離の半分と略同等または同等であり、その結果としてコアに対して傾斜したワイヤ部分が第１保持領域と第２保持領域との間に形成される、ステップＤと、
成形具を１８０°回転させるステップＥであって、第１保持領域からの保持点は第１保持領域と反対の成形具の側の第３保持領域内に移動し、第２保持領域からの保持点は第１保持領域内に移動する、ステップＥと、
第２保持領域内の固定点に、後に案内されるワイヤを固定するステップＦと、
ステップＦの前または後に、第３保持領域内の保持効果をなくすステップＧと、
ある移動量で成形具の回転軸と平行に、第２保持領域に対して第１保持領域を変位させるステップＨであって、その長さは最も外側のワイヤからの距離の半分と略同等または同等であり、その結果として、コアに対して傾斜したワイヤ部分が形成される、ステップＨと、
成形具を１８０°回転させるステップＩであって、第１保持領域内の固定点も同様に、第１保持領域と反対の成形具の側の第３保持領域内に移動し、第２保持領域内の保持点は第１領域内に移動する、ステップＩと、
コイル巻線が完成するまでステップＦからステップＩを繰り返すステップＪと、
ある移動量で成形具の回転軸と平行に、第２保持領域に対して第１保持領域を最後に相対的に変位させるステップＫであって、その長さは最も外側のワイヤからの距離の半分と略同等または同等であり、その結果として、コアに対して傾斜したワイヤ部分が第１保持領域と第２保持領域との間に形成される、ステップＫと、
第２保持領域でワイヤを切断するステップＬと、
成形具からコイル巻線を完全にまたは部分的に引き剥がすステップＭと、
が提供される。

電気機械用のステータまたはロータ内に扁平巻線を挿入することが、欧州特許第１６３９６８８号明細書より公知である。この目的のため、巻線が製造された後、ストリップ状のホルダの中に入れられて、そこからステータの中または移変えツールの中に押し込まれる。しかしながら、ロッド状またはストリップ状のホルダは、たとえば成形具から、完全な扁平巻線を受け取れるようにするために、非常に長くなくてはならないので、方法ワークフローにとって不便であることがわかっている。このようなワークフローを自動化することは、非常に困難であって、非常に大きなスペースを必要とし、異なる自由度を有する異なる方法ステップの移動のため、ならびに繊細な巻線の加工材料が長いため、先行するワークフローはさらに小型の機械とは組み合わせられない。

本発明の目的は、小さい空間要件で簡単に自動化可能な方法を提供することにある。

主な特徴は、請求項１の特徴部分に提供される。本方法の実施形態は、請求項２から請求項１１の主題である。

成形具の短縮された設計構造は、移送装置とともに、ロータの径方向溝内へのその後の移し変えのため、すでにターンが作られた巻線をステータまたは移変えツールの径方向溝の中に挿入することを可能にする。ワイヤ供給部に対して回転する成形具によって、この段においてより多くの新しいターンが作られなければならないので、巻線自体が変形せず、成形具から同速回転するステータまたは同速回転する移変えツールへの連続的な移し変えが実現するように、ワイヤ供給部を除いて、本方法の実行に伴う全ての機器は、これらの形成手順の間、成形具とともに回転する。同速回転する移送装置はまた、成形具上の巻線の進行とともに段階的に行われる軸線方向の搬送運動に関してのみ、成形具およびステータ／移変えツールに対する相対位置を変化させている。

したがって、本方法は好ましくは、それぞれターンの、成形具上にあるワイヤウェブが供給されたワイヤに対して交互に変位されることおよび成形具が１８０°回転されることによって、および移送装置が成形具の回転軸線と平行に、対応する移動量だけの変位の間に調整されることによって、ならびにステータまたは移変えツールが自身の中心回転軸線の周りで同期して回転させられることによって、ターンが形成されるように構成されている。

本方法のさらなる実施形態において、巻線の巻線先頭部は、成形具を離れた後に変位手順間でクランプされることが提供される。結果として、巻線は、短い成形具の後の臨界的な移行領域内で安定化されるが、これは本質的に不安定な巻線の場合に特に有利である。

巻線先頭部が２つの成形半体間の変位の間に移送装置内に形成される場合、さらに有利になり得る。一般的に、別の機器とともに同様に回転可能な対応する工具を配置するために、この場所に十分に利用可能な空間がある。

移送装置からステータ／移変えツール内に巻線を移し変えるために、欧州特許第１６３９６８８号明細書の原理より公知のカムが使用可能であり、個別に採用されるのが有効な第１および第２のカムは、互いに分離するように空間的に設計されることが可能である。カムは、適切な方向への移し変えを補助するために前後に活発に動くことができ、および／または届いた巻線がまず移送装置を出てターンとともに持ち上げられ、その後径方向溝の中に押し込まれるように、巻線の移動方向に傾斜を持たせることができる。

本方法の特に好適な展開において、巻線のターンは、リンクチェーンのリンク上および／またはその間に設計配置されたホルダ内の移送装置の中に配置され、リンクチェーンは、成形具と移変えツールまたはステータとの間の領域にわたって直線的に案内される。

この実施形態は、巻線の全長よりも何倍も短くすることが容易な移送装置の省スペース設計を可能にする。このため本方法は、小さい空間の中で実行されることが可能である。リンクと関連付けられた剛性ホルダは、特に正確な構成を可能にし、その一方でチェーンの伸長領域内のリンクの間に存在するホルダは、より単純なリンクチェーンを有することを可能にし、ここでたとえば、チェーンリンク上で１つおきのホルダのみが剛性に形成されて、間にあるホルダは隣り合うチェーンリンクの間の直線領域内に設計されるような、両方の変形例の組み合わせが容易に可能である。リンクチェーンは好ましくは、本方法においてチャンバの特に正確な位置決めを保証するために、前記リンクチェーンにぴったりと係合する少なくとも１つの鋸歯状またはカム歯車を介して駆動される。

さらに好ましくは、ターンは移送装置内への転移中にターン間に係合している移変えピンの助けを借りて案内されることが、提供される。移変えピンがターンの変位を積極的に補助するかまたはターンの意図しない変形を単に防止するこの対策は、移送装置のホルダ内のターンの正確な配置を保証する。

移変えピンは、ターンを伴う変位中にターンと係合して移動し、変位手順間にターンとの係合を外れて移動して開始位置に戻るので、これが行われることは好ましい。

最後に、成形具上のターンの形成と移送装置内へのターンの移し変えとの間でターンからなる複数の段の間に絶縁ストリップが挿入される、さらなる方法ステップが提供可能である。この目的のために、成形具はいくぶん長くなるように設計される必要があるかもしれないが、それでもなおこの構成は、全ての巻回ヘッドが方法のこの時点で所定の位置にあり、これにより絶縁紙またはプラスチックで作られた絶縁ストリップの挿入を大いに簡素化するという利点を有する。

冒頭ですでに述べられたように、本発明の主題はまた、本発明による方法を実行可能にする装置にも関する。

すなわち、請求項１２の特徴を有する装置が提供され、その固有の特徴は、形成される巻線よりも成形具が短いこと、ならびに少なくとも巻線が成形具からステータまたは移変えツールまで延在するときに、成形具の回転軸線の周りでの成形具、移送装置、およびステータまたは移変えツールの同期回転を生じる回転装置が提供されることにある。このようにして、方法の残りは、個々の巻線の形成から、ロータへの移し変えのためすでに装填された完成ステータまたは移変えツールまで、装置内で連続的に実行されることが可能である。

本方法に関連してすでに説明されたように、移送装置は好ましくは巻線のターンのための平行なホルダを有し、ホルダはリンクチェーンの隣り合うリンク上またはその間に設計配置されており、成形具とステータ／移変えツールとの間のリンクチェーンは好ましくは２つの偏向ローラの間で直線的に延びるように案内される。リンクチェーンはまた、リンクチェーンが強い応力を受けることなく正確な直線案内を可能にするトラックによって、この領域内で補助されることも可能である。

同様に、移送装置からステータ／移変えツールの径方向溝の中にターンを移し変えるための第１のカム、および／または径方向溝の中にターンを変位するための第２のカムが、内側に径方向に好ましく設けられることは、すでに述べられた。

第１および／または第２のカムが、ターンの移動方向に対して垂直に調整可能に移動することができる、および／またはターンの移動方向に傾斜を有することができる、本発明の好適な展開もまた、すでに論じられた。

第１および／または第２のカムは、リブまたはディスクの形態で設計されており、移送装置の移動方向または移変えツールの回転方向に延在するスロットを通じて、移送装置内のホルダまたは移変えツールの径方向溝の中に係合することを提供するカムの好適な展開は、特に有利である。この構成の結果として、ターンは、カムによって特に良好に把持され、所定の方法でステータまたは移変えツールの溝の特定の層の中に移動させられることが可能である。

移変えピン、移送装置の領域内の波形の先頭部成形装置、および／または成形具から移送装置への移行点における波形先頭部クランプ装置を有する装置の好適な実施形態は、本方法に関連してすでに記載されてきた。

さらに好適な実施形態は、ステータ／移変えツールおよび移送装置のための回転軸受が関連付けられた移送ユニットが、成形具の回転軸線の周りで回転できるように実装されている軸受筐体を提供する。移送ユニットおよび成形具は、ねじれに関して剛性を有し互いに永久的に結合されることが可能であるが、そうする必要はなく、結合または電子同期による切り替え可能なねじれに関して剛的な接続もまた可能である。

移動シーケンスに関して、巻線の取り扱いに関連がある装置の全ての移動シーケンスが、主軸によって機械的に、またはサーボモータによって制御される移動に関連がある移動を検出するための適切なセンサシステムによって電子的に、同期されることは、有利である。

本発明のさらなる特徴、詳細、および利点は、請求項の文言から、および以下の図面の助けによる例示的実施形態の以下の説明から、明らかになる。

開始位置で移変えツールを装備するための装置の概略平面図および側面図である。 図１の装置の移行点の拡大詳細図である。 図１のさらなる拡大詳細図である。 巻線の移動／成形プロセスの後の装置の図である。 移変えピンが後退した装置の図である。 移変えピンが再配置された装置の図である。 移変えピンが再係合し、成形具が後退し、巻線先頭部成形装置が作動した装置の図である。 巻線先頭部成形装置が開放した装置の図である。 移送ユニットが１８０°回転した、巻回プロセスの後の装置の図である。 移送ユニットが１８０°回転した、図４に示される作業ステップを示す図である。 移送ユニットが１８０°回転した、図５に示される作業ステップを示す図である。 移送ユニットが１８０°回転した、図６に示される作業ステップを示す図である。 移送ユニットが１８０°回転した、図７に示される作業ステップを示す図である。 移送ユニットが１８０°回転した、図８に示される作業ステップを示す図である。

電気機械用のロータまたはステータを製造するための装置が図１に示されており、ロータが製造されるとき、実際には図示されないさらなる方法ステップが行われる必要があり、図示される装置内にて巻線が装着された移変えツール４４から機械のロータ内に巻線が移し変えられる。このような方法は、原則として、たとえばこの時点で本書の開示内容に明確に含まれる欧州特許第１６３９６８８号明細書より公知である。

概略的に示された装置１０は、巻回ヘッド１６と同心円状に回転可能なように移送ユニット１４が取り付けられた軸受筐体１２を有し、巻回ヘッド１６も、図示されるように、軸受筐体１２または別個の軸受ブロック１８に同様に取り付けられている。

成形具２０は、巻回ヘッド１６の中にねじれに関し剛性を有するが軸線方向に調整可能に案内され、回転軸線はストリップ状の成形具２０の中心を通る。さらに、２つのワイヤホルダ／シフタ２２、２４は、回転軸線に対して軸線方向および径方向に調整可能なように巻回ヘッド１６内に保持されており、いずれの場合も図１の下の図から明確にわかるように、これらはいずれの場合も成形具２０の平坦な側に関連付けられ、回転軸線に対して相応に偏心して配置されている。この点において、全体として作られた巻線の長さよりも著しく短くなるように成形具２０がここで設計される例外を除き、巻回装置は既知の実施形態に対応するが、図をわかりやすくするために、全ての図面において成形具の領域内の２ターンのみが概略的に示されている。

成形具上で作られた巻線を移送装置２８内に移送するために、共通の支持体３０上に配置された移変えピン３２が提供される。その支持体３０を有する移変えピン３２はまた、回転可能な移送ユニット１４、および移送装置２８全体にも関連付けられている。支持体３０は、以下に詳細に記載されるように、回転軸線に対して放射方向および軸線方向に調整可能である。

移送装置２８は、この場合には３つの偏向ローラ３６、３８、４０上で偏向された、循環型リンクチェーン３４を有する。リンクチェーン３４は、巻線２６が、成形具２０と移行点４２との間の領域で湾曲することなく、平坦化され移変えツール４４へ搬送されることが可能となるように、第１偏向ローラ３６と第２偏向ローラ３６との間で直線的に張力がかけられている。巻線をしっかりと保持することができるようにするために、剛性ホルダ４８および可変ホルダ５０は、チェーン３４のチェーンリンク４６上およびその間にあるよう設計される。いずれの場合の剛性ホルダ４８も、互いに対して剛性となるように成形された対応のチェーンリンク４６の内壁５２の形態を取っており、その一方で可変ホルダ５０は、リンクチェーン３４が直線的に伸長するときに隣り合うチェーンリンク４６の外壁５４間になるように設計されている（ここで図２および図３も参照）。リンクチェーン３４はぴったりと係合した状態で支持されており、これはたとえばチェーンリンク４６の適切な凹部５７に嵌合する搬送ピン５６によって示される例示的実施形態において生じる。図示される偏向ローラのいずれも原則的に従動偏向ローラとして適切であるが、好ましくは第３の駆動ローラ４０であり、ここでは複数の従動ローラもまた考えられる。偏向ローラの間の点においてリンクチェーン３４とぴったりと係合した状態で相互作用する別個の駆動源もまた、当然ながら可能である。

移送装置２８のホルダ４８、５０における巻線２６のレベルが成形具２０の中間レベルに略対応することを保証するカムトラック５８は、成形具２０と移送装置２８との間の移行領域に設けられている。

可動成形ツール６２と、リンクチェーン３４の下方に配置されたテンプレート６４とを有する巻線先頭部成形装置６０は、成形具２０と移変えツール４４との間に設けられている。巻線先頭部成形装置６０はまた、移送ユニット１４と一緒に回転するように設計されている。巻線の巻線先頭部用のクランプ装置６６がテンプレートの領域内にさらに設けられており、このクランプ装置は、移変えピン３２が後退してそれ自体で巻線２６を安定化できないときに、移送装置２８に対して所定位置に巻線を保持する。クランプ装置６６は、移送装置２８とともに回転するが、巻線先頭部成形装置６０と同様に、軸線方向に移動することはできない。

搬送方向における第２の偏向ローラ３８より少し上流で、第１のディスク状カム６８は、リンクチェーン３４内のスロット７２を通じて傾斜部７０（図２参照）と係合し、移送装置２８の前進移動の間、対応する巻線がリンクチェーンのホルダ４８、５０から持ち上げられて上述した移変えツール４４内の径方向溝７４の中に押し込まれるように、巻線２６を持ち上げる。

移変えツール４４は本質的に、軸線方向に拡大した既述の径方向溝７４を有する環状支持体７６からなる。径方向溝７４は、この溝７４に対して直角に配向されたスロット７８によって分割されており、スロット７８には調整可能な第２のディスク状カム８０が係合できる。移変えツール４４は、移送ユニットと一緒に回転できるように設計された従動回転ガイド８１内でクランプされている。これは、移送装置２８の前進と同期して移変えツール４４を回転させる回転駆動源（図示せず）を、さらに有する。

装置内部の機器における相互作用する部分の全ての運動と同期するために、および巻回ヘッド１６と移送ユニット１４との間の回転運動と特に同期するために、主軸８２が設けられており、ここで機械的同期は、位置検出用センサおよび電子的に作動されるサーボモータを用いる電子的同期に置き換えられることも可能である。

ワイヤ供給部（図示せず）から巻線２６用のワイヤ８６を引き出してこれらを成形具２０に誘導するワイヤガイド８４が配置されており、このワイヤガイド８４は、成形具２０および移送ユニット１４とともに回転することはない。ワイヤガイドは、クランプ装置の機能も有し、成形具の回転軸線に対する想像放射面の少なくとも２つの自由度で移動することができる。

ワイヤシフタ２２、２４と移変えピン３２との間に、異なるフェーズを有するワイヤ間に電気的絶縁を導入する絶縁ステーションが設けられてもよく、これはサイクル時間を延長することなくこの時点で可能である。成形具は、絶縁ステーションを取り付けるのに十分な軸線方向空間を空けるために、わずかに長くなるように構成される必要があると考えられる。

図１から始めるて、巻線を製造するための一サイクルが以下に記載されるが、このサイクルは完成巻線が形成されるまで複数回繰り返される。製造プロセスの開始および終了の特定のステップは、詳細には説明していない。巻線は、接続ワイヤ８８および形成された２つの巻線のみを用いて概略的に示されるが、説明では、移変えツール４４の径方向溝７４の中まで延在するほど十分に大きい外形を有してすでに形成された巻線２６にも言及しており、接続ワイヤは移変えツール４４の上方で側方に突出する位置に実際にすでに相応に配置されている。したがって、図示される位置は、以下の考察では無視されるべきである。

図１に示される状況において、ワイヤ８６は、成形具２０と同一平面になるように配向されており、ワイヤガイド８４は成形具２０から一定の距離にて位置され、ワイヤはそこでクランプされる。図面によれば、成形具２０の上側にある第１のワイヤシフタ２２は成形具上でワイヤを保持し、一方、成形具の下側では、第２のワイヤシフタ２４が巻回ヘッド１６に対してさらに軸線方向に延在し、成形具２０にてそこを通るワイヤを保持する。

このプロセスにおいてさらに、移変えピン３２は、成形具の上側で巻線と係合する移送装置２８への移行領域内に位置しており、すなわちピンはターン間で係合してこれらを安定させる。クランプ装置６６は開放され、巻線先頭部成形装置６０は休止位置にある。

このプロセスにおいてさらに、軸線方向に進むと、巻線２６は、リンクチェーン３４のホルダ４８、５０内に保持され、次いで、移変えツール４４の径方向溝７４を通るが、そこでは、ターンは最初は径方向外方に配置され、その後さらに内方に配置されて、第２のカム８０の回転方向の後、径方向に互いに重ねて巻かれる。

その終了状態が図４に示される第１ステップにおいて、第１および第２のワイヤシフタ２２、２４は、１つのターンの半分の幅に対応する移動量だけ巻回ヘッド１６から出て軸線方向に移動される。移変えピン３２、リンクチェーン３４、および移変えツール４４は同期して移動するが、後者は、軸線方向の前進移動距離に等しい外周の移動距離に対応する角度だけ回転される。このステップにおいてすでに巻かれたワイヤ８６と成形具２０との間に相対移動がないように、成形具２０もまた対応する移動量だけ移動される。

このステップによってワイヤ供給部８４と第１のワイヤシフタ２２との間に傾斜したワイヤ部分９０が形成され、そこから巻線の巻線先頭部９２が後に曲げられる。

このステップが完了した後、クランプ装置６６は閉じられてそこにある巻線先頭部９２をクランプし、その一方で移変えピン３２はターンから解放される。対応する終了状態は図５に示されており、この状態から始めて、移変えピン３２は巻回ヘッド１６に向かって軸線方向に移動して初期位置に戻る（図６参照）。

図７の状態を実現するために、移変えピン３２はターン間に再係合され、軸線方向に静止したクランプ装置６６は開放されて、成形ツール６２とテンプレート６４との間の領域にある巻線先頭部は巻線先頭部成形装置６０によってその最終形態にされる。さらに、成形具２０は、前進ステップにおいて供給方向とは逆に後方に移動させられ、ターンは、リンクチェーン３４のホルダ４８、５０の中に後で移し変えられることが可能なように、成形具２０の末端で、言うなれば引き剥がされる。また、その直後に、ディスク型カム８０がスロット７８内に係合して、もしすでにあれば、その下にある巻線層の上に位置するように、そこを通るターンを径方向溝７４の中により深く押し込むように、第２カム８０は移変えツール４４に向かって前進させられる。図４による移動手順が完了した後でもターンが径方向に押し込まれることは可能であるが、いずれにせよ図４〜図８の個々のステップに対して特定の時間系列についての厳密な要件はない。図８は、巻線先頭部成形装置６０が開放されて第２カム８０が後退した後の装置を示す。代わりに第２カム８０はまた、溝の中に残り、すでに導入された巻線の層高さに応じて、供給運動と同時にゆっくりと径方向外向きに移動させられるように、案内されることも可能である。

図９への移行において、第２の（この場合は低位にある）ワイヤシフタ２４が成形具２０から持ち上げられ、成形具２０がさらに半巻き分だけ自由になるようにその後巻回ヘッドの中へ軸線方向に引き戻されるが、これは成形具２０が１８０°回転することによって行われる。同時に、移送ユニット１４全体が、移変えピン３２、巻線先頭部成形装置６６、移送装置２８、およびクランプされた移変えツール４４を有する回転ガイド８１とともに、巻回ヘッドの回転軸線を中心にして回転させられる。回転手順はまた、もっと早い時点で実行されることも可能である。回転手順では、ワイヤガイドはまず、図１０に示されるクランプ位置に引き戻されてワイヤ８６に再度クランプされる前に、曲線状に成形具上に移動する。今や上方位置にある第２のワイヤシフタ２４は軸線方向に延び、次の変位手順に備えるために成形具上にあるワイヤ８６を保持している。ヘッド上に基づく移送ユニット１４および交換されたワイヤシフタ２２、２４は別として、図１０による状態はこのように図１に示される状態に対応する。回転手順の後、図１１から図１４による作業ステップの原則的に同一のシーケンスが次に相応に行われ、その後、回転を繰り返した後、さらなるターンが移変えツールに移し変えられている点は異なるが、図１による初期状態に戻る。

本発明は、上述の実施形態の１つに限定されるものではなく、多くの異なる方法で変更されることが可能であり、構造的詳細、空間的配置、および方法ステップを含む、請求項、明細書、および図面から生じる特徴および利点の全ては、そのものおよび広範な組み合わせで本発明に不可欠である。

１０ 装置
１２ 軸受筐体
１４ 移送ユニット
１６ 巻回ヘッド
１８ 軸受ブロック
２０ 成形具
２２ 第１のワイヤシフタ／ホルダ
２４ 第２のワイヤシフタ／ホルダ
２６ 巻線
２８ 移送装置
３０ 支持体
３２ 移変えピン
３４ リンクチェーン
３６ 第１の偏向ローラ
３８ 第２の偏向ローラ
４０ 第３の偏向ローラ
４２ 移行点
４４ 移変えツール
４６ チェーンリンク
４８ 剛性ホルダ
５０ 可変ホルダ
５２ 内壁
５４ 外壁
５６ 搬送ピン
５７ 凹部
５８ カムトラック
６０ 巻線先頭部成形装置
６２ 成形ツール
６４ テンプレート
６６ クランプ装置
６８ 第１のカム
７０ 傾斜
７２ リンクチェーンのスロット
７４ 径方向溝
７６ 環状支持体
７８ 移変えツールのスロット
８０ 第２のカム
８１ 回転ガイド
８２ 主軸
８４ ワイヤガイド
８６ ワイヤ
８８ 接続ワイヤ
９０ 傾斜ワイヤ部分
９２ 巻線先頭部

Claims (23)

1. 電気機械のロータまたはステータを製造する方法であって、
   前記ロータまたは前記ステータは、平行なウェブおよびこれに接続する巻線先頭部（９２）を有する扁平巻線（２６）のウェブが挿入される径方向溝を有し、前記扁平巻線（２６）が回転するストリップ型の平坦な成形具（２０）上に事前製造されており、最初に扁平な前記巻線が、前記ステータの前記溝の中に通されるために移行ツール（４４）の径方向溝（７４）に挿入され、あるいは、最初に扁平な前記巻線が、前記ロータの前記径方向溝の中に挿入される、方法において、
   前記巻線（２６）は、前記巻線（２６）の製造が完了する前に、形成された最初のターンが前記成形具（２０）から取り外されるように、前記巻線全体よりも短い前記成形具（２０）上で形成され、
   取り外された前記ターンは、直線移送装置（２８）の中に移し変えられ、前記直線移送装置（２８）は、前記成形具（２０）上で前記ターンが形成されるのと同時に、前記ロータの前記径方向溝内に、または前記移変えツール（４４）の前記径方向溝（７４）内に前記ターンが移し変えられる取り外し位置に、完成した前記ターンを移し変え、前記ステータの前記径方向溝に前記巻線（２６）を更に移し変え、
   前記成形具（２０）、前記移送装置（２８）および前記ロータまたは前記移変えツール（４４）は、前記ターンを成形するために前記成形具（２０）が回転させられるときはいつも前記成形具（２０）の回転軸線を中心に一緒に回転させられることを特徴とする、方法。
2. 前記巻線（２６）が、最初に、供給されたワイヤ（８６）に対して、それぞれのターンの、前記成形具（２０）上にあるワイヤウェブを変位させ、次に、前記成形具（２０）を１８０°回転させることによって形成され、前記移送装置（２８）が、前記成形具（２０）の回転軸線と平行な対応する移動量だけ前記変位中に調整され、前記ステータまたは前記移変えツール（４４）が、自身の中心回転軸線を中心にして同期して回転させられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記巻線の前記巻線先頭部（９２）が、前記成形具（２０）を離れた後にクランプされることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記巻線先頭部（９２）が、前記移送装置（２８）内で成形されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記ターンが、第１のカム（６８）によって前記移送装置（２８）から前記移変えツール（４４）または前記ステータの前記径方向溝（７４）の中に転移されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ターンが、第２カム（８０）によって前記ステータまたは前記移変えツール（４４）の前記径方向溝（７４）の中に径方向内向きに押し込まれることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. 前記第１および／または第２カム（８０）が、前記転移の方向に前後に移動させられ、および／または前記巻線の移動方向に対して傾斜（７０）を有することを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記巻線（２６）の前記ターンが、リンクチェーン（３４）のリンク（４６）上および／またはその間に設計されたホルダ（４８、５０）内の前記移送装置（２８）内に設けられており、前記リンクチェーン（３４）が、前記成形具（２０）と前記移変えツール（４４）または前記ステータとの間の領域にわたって直線的に案内されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ターンが、前記移送装置（２８）内への転移中に前記ターン間に係合している移変えピン（３２）の助けを借りて案内されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記移変えピン（３２）が、前記ターンと係合して移動し、その後、前記ターンとの係合を外れて移動して開始位置に戻ることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 前記成形具（２０）上の前記ターンの前記形成と前記移送装置（２８）内への前記ターンの前記転移との間で前記ターンからなる複数の段の間に絶縁ストリップが挿入されることを特徴とする、請求項５，７，９のいずれか一項に記載の方法。
12. 電気機械のロータまたはステータを製造するための装置であって、
    平行なウェブおよびこれを接続する巻線先頭部（９２）からなる、複数のターンを有する巻線（２６）を形成するための、巻回ヘッド（１６）、回転可能な成形具（２０）、ワイヤシフタ（２２、２４）およびワイヤ供給装置（８４）と、前記巻線（２６）を前記ロータ上に転移させるための移送装置（２８）、または後に前記巻線（２６）を前記ステータ上に移し変えるための移変えツール（４４）と、を有する巻回装置（１０）を備える装置において、
    前記成形具（２０）は形成される前記巻線（２６）よりも短く、
    少なくとも前記巻線（２６）が前記成形具（２０）から前記ロータまたは前記移変えツール（４４）まで延在するときに、前記成形具（２０）の回転軸線を中心として前記成形具（２０）、前記移送装置（２８）および前記ロータまたは前記移変えツール（４４）の同期回転を生じる回転装置が設けられていることを特徴とする、装置。
13. 前記移送装置（２８）が平行なホルダ（４８、５０）を有し、前記ホルダ（４８、５０）がリンクチェーン（３４）の隣り合うリンク（４６）上またはその間に設計配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
14. 前記成形具（２０）と前記ステータ／移変えツール（４４）との間の前記リンクチェーン（３４）が、２つの偏向ローラ（３６、３８）の間で直線的に延びるように案内されることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
15. 前記移送装置（２８）から前記ステータ／移変えツール（４４）の径方向溝（７４）の中に前記ターンを移し変えるための第１のカム（６８）、および／または前記径方向溝（７４）の中に前記ターンを変位させるための第２のカム（８０）が設けられていることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の装置。
16. 前記第１のカム（６８）および／または前記第２のカム（８０）が、前記ターンの移動方向に対して垂直に調整可能に移動することができる、および／または前記ターンの移動方向に傾斜（７０）を有することができることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
17. 前記第１のカム（６８）および／または前記第２のカム（８０）が、リブまたはディスクの形態で設計されており、前記移送装置（２８）の移動方向または前記移変えツール（４４）の回転方向に延在するスロット（７２、７８）を通じて、前記移送装置（２８）内のホルダ（４８、５０）または前記移変えツール（４４）の前記径方向溝（７４）の中に嵌合することを特徴とする、請求項１５または１６に記載の装置。
18. 前記ターンの前記巻線先頭部（９２）を前記移送装置（２８）の領域内で最終形態にする巻線先頭部成形装置（６０）が設けられていることを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記巻線（２６）の前記ターン内に嵌合する嵌合位置と後退位置との間で調整可能な移変えピン（３２）が、前記成形具（２０）と前記移送装置（２８）との間に設けられ、前記後退位置では前進方向とは逆に軸線方向に開始状態への戻りが生じることを特徴とする、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記移送装置（２８）に対して前記ターン／巻線先頭部（９２）を一時的にクランプし、および／または前記ターン／巻線先頭部を前記移送装置の前記ホルダ（４８、５０）の中に押し込む巻線先頭部クランプ装置（６６）が設けられていることを特徴とする、請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の装置。
21. ステータ／移変えツールおよび移送装置のための回転軸受が関連付けられた移送ユニットが、前記成形具の回転軸線を中心に回転できるように実装された軸受筐体が設けられていることを特徴とする、請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 前記移送ユニット（１４）および前記成形具（２０）が、ねじれに関して剛性を有するように結合されていることを特徴とする、請求項２１に記載の装置。
23. 少なくとも前記ターンに関する前記装置（１０）の移動シーケンスが、主軸（８２）によって機械的に、またはサーボモータによって制御される移動に関連がある移動を検出するための適切なセンサシステムによって電子的に、同期されることを特徴とする、請求項１２〜２２のいずれか一項に記載の装置。

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