WO2009021769A2 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen wicklung - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen wicklung Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009021769A2 WO2009021769A2 PCT/EP2008/058133 EP2008058133W WO2009021769A2 WO 2009021769 A2 WO2009021769 A2 WO 2009021769A2 EP 2008058133 W EP2008058133 W EP 2008058133W WO 2009021769 A2 WO2009021769 A2 WO 2009021769A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- winding
- template
- translation tool
- wire
- turns
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
- H02K15/0435—Wound windings
- H02K15/0442—Loop windings
Definitions
- the invention is based on a method and a device for producing an electrical winding for an electrical machine according to the preamble of the independent claims.
- the winding device has a flyer arm, by means of which the winding wire is wound around the stationary rotor.
- a flyer winding method it is disadvantageous that twisting of the winding wire occurs, whereby the groove filling factor of the electric machine can only be increased to a limited extent. For example, if separate individual coils are wound for a stator by means of flyer wrapping, the twists of the winding wire lead to jamming of the coils in the feed process into the slots of the stator.
- the inventive method and apparatus according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that by the crossing-free winding of the winding wire on a winding template and the automated stripping on a translation tool of the feed process of the turns into the grooves of a Stators or rotor is significantly improved. Due to the parallel arrangement of the individual windings without twists of the winding wire can hereby achieve a very high Nutyoglliety for the stator or the rotor. Due to the automated approach of the winding template against a stop of the translation tool previously wound coils can be placed very accurately and quickly on the translation tool, the individual winding wires are arranged approximately parallel to each other.
- the winding coils can be wound on the winding template by the winding template rotates while the wire guide moves the winding wire slowly along an axis transverse to the rotational movement of the winding template.
- the winding wires without twists and crossovers can be arranged parallel to each other on the winding template.
- the translation tool rotates synchronously during the Bewickeins the winding template with its rotational movement. This prevents that wound on the translation tool winding coil wound up again, or the winding wire is twisted, or sheared off.
- the synchronous co-movement of the translation tool can be realized for example by an eccentric movement of the translation tool, such that the connecting wire between the winding coil mounted on the translation tool and the winding coil currently to be wound on the winding template undergoes the least possible movement stress.
- An eccentric movement can be realized for example by means of a mechanical coupling gear between the winding template and the translation tool.
- the relative movement between the translation tool and the wound template to be wound by means of an X-Y slide can be realized, on which the translation tool moves so that the connecting wire between the translation tool and the rotating winding template as possible undergoes no relative movement.
- X-Y movement can be synchronized electronically with the rotational movement of the winding template, for example by means of electronically synchronized servo drives.
- the winding wire is wound clean and parallel to the winding template, it is particularly favorable to fix the winding wire on the winding template and in particular to clamp the winding wire in the wire winder while the turns are pushed onto the translation tool.
- the winding method according to the invention is particularly suitable for drawing a winding phase with a plurality of winding coils in the slots of the electrical machine, while advantageously several winding coils can be arranged on the translation tool that all winding coils are positioned by a single retraction movement in the correct grooves.
- the individual winding coils can also be wound in opposite directions of rotation on the winding template.
- the winding wire is clamped in the wire guide during the movement of the winding. As a result, the parallel wire windings are maintained in parallel.
- the device according to the invention for producing an electrical winding is particularly suitable for carrying out the described production method according to the invention.
- the winding template and the translation tool is advantageously automatically performed against each other, so that the turns can be pushed directly along the axial direction of the winding template on the corresponding receptacles of the translation tool.
- This automatic stripping of the turns is ensured that they are arranged without twisting and without crossing on the recordings of the translation tool, in order then to be able to be drawn with the least possible friction in the grooves of the electric machine can.
- the device has a synchronization between the rotational movement of the winding template and the co-movement of the translation tool. For a small number of turns this may be omitted if necessary.
- a mechanically coupled gear, or an electronically synchronized adjustment is arranged, which moves the translation tool in a plane perpendicular to the axis of rotation of the winding template accordingly. This movement of the translation tool is designed for example as an eccentric movement, which prevents twisting and / or breaking off of the connecting wire between two winding coils.
- the translation tool has an integrated collection tool that the turns moves directly into the grooves of the stator or rotor without further reaction.
- FIG. 1 shows a longitudinal section through a winding device according to the invention
- FIGS. 3 to 6 show different method steps of the winding method according to the invention.
- Figure 1 is a device for automatically winding an electrical
- the Winding template 16 preferably has an oval or circular circumference, wherein the axis of rotation 18 preferably extends through the center thereof.
- the device 10 has a wire guide 44 through which one or more winding wires 46 are guided out of a reservoir 45.
- the wire winder 44 is arranged stationary in the exemplary embodiment, wherein the wire runs from the wire winder to the rotatably arranged winding template 16. At the beginning of the winding of the turns 48 on the winding template, the winding wire 46 on the winding template 16 by means of a Clamping device 50 clamped.
- a translation tool 20 is arranged, which can perform a synchronized to the rotational movement of the winding template 16 relative movement.
- the translation tool 20 is mounted for example on a rotation axis 22, such that the
- Translation tool 20 can perform an eccentric movement.
- the approximately circular translation tool 20 is not in its center, but mounted eccentrically.
- the axis of rotation of the winding template is located here over the Abstreifposition eccentric to the translation tool.
- the synchronization takes place in this embodiment via a mechanical coupling gear 24 that transmits the rotational movement of the winding template 16 via the frame 26 to the axis of rotation 22.
- the translation tool 20 has a plurality of receptacles 28 which are positioned approximately concentric with the winding template 16.
- different receptacles 28 can be arranged axially opposite to the winding template 16.
- the receptacle 28 is formed, for example, by a plurality of fixing pins 30 in order to receive corresponding winding coils 32.
- Translation tool 20 a rotational movement about the rotation axis 22 of such that the point 36 moves on the dashed line shown 37.
- Winding coil 32 and a newly wound on the winding template 16 winding coil 33 minimized so that a twisting of the winding wire 40 or a shearing thereof is reliably prevented.
- the translation tool 20 can be rotated on a second axis of rotation 23 about the center 21 to the different shots 28 coaxial opposite to the winding template 16 to position.
- the winding template 16 is moved axially against the translation tool 20 until the winding template 16 and a receptacle 28 of the translation tool 20 axially touching each other.
- the winding coil 33 is pushed by a scraper 42 on the receptacle 28 by the scraper 42 in Figure 1, the winding coil 33 axially pushes down.
- the scraper 42 is adjusted axially, for example by means of a servo drive.
- FIG. 3 shows the winding method in which a plurality of winding wires 46 are wound on the winding template 16.
- the uninterrupted windings 48 form a winding coil 32, which is connected to the already stored in the translation tool 20 winding coil 32 through the connecting wire 40.
- Connecting wire 40 are fixed to the winding template 16 by means of the clamping device 50, after which the winding wires 46 are wound onto the winding template 16 by the rotation of the winding template 16.
- the translation tool 20 performs a rotational movement about the winding template 16, such that the
- Bonding wire 40 is mechanically stressed as little as possible.
- the center point 21 of the translation tool moves approximately with the circumferential line 17 of the winding template.
- the winding template 16 has an axial distance 52 to the receptacle 28 to allow rotation of the winding template 16.
- FIG. 4 all of the winding coils 32 of a winding phase 34 have been wound up and already pushed onto the translation tool 20 in a coherent manner.
- the arrangement of the winding coils 32 on the receptacles 28 corresponds to the electrical design of a stator 60 or rotor of the electrical
- Each winding coil 32 is wound around two adjacent fixing pins 30 near the center 21 and around an outer fixing pin 30 on the outer periphery of the translation tool 20.
- a draw-in tool 54 is shown, which is formed separately from the translation tool 20.
- the Receivers 28 of the translation tool 20 is applied axially to the insertion tool 54 and the winding coils 32 are pushed axially onto the insertion tool 54.
- the translation tool 20, for example moves axially against the insertion tool 54, that the fixing pins 30 engage in the insertion tool 54.
- the insertion tool 54 equipped with the winding coils 32 is inserted into the stator 60 of the electric machine 12 in such a way that the winding coils 32 are inserted into corresponding slots 62 of the stator.
- the grooves 62 are previously lined in the exemplary embodiment with an insulating member 64 so that in addition to an insulating varnish 66 of the winding wire 46, an additional insulating layer is mounted between the winding coils 32 and the stator 60.
- the translation tool 20 is also part of the Einziehtechnikmaschines 54, wherein the
- Winding coils 32 on the translation tool 20 and the winding coil 33 is not affected mechanically on the winding template 16.
- the translation tool 20 and retracting tool 54 may be implemented as separate or combined assemblies.
- either the winding template 16 axially against a stop of the translation tool 20, or the translation tool 20 are axially displaced against a stop of the winding template 16 to strip the windings 48.
- the winding method according to the invention is used for the production of a stator 60 of an electric motor 12, which serves for example for adjusting moving parts in the motor vehicle.
- a stator with a high slot fill factor is suitable for a brushlessly commutated electric motor, as used, for example, for electric power steering systems or blowers in motor vehicles.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Abstract
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Wicklung (14) für eine elektrische Maschine (12) mit folgenden Schritten: Kreuzungsfreies Wickeln von mehreren Windungen (48) eines Wicklungsdrahtes (46) auf eine Wickelschablone (16) durch eine Rotationsbewegung zwischen einem den Wicklungsdraht (46) aufnehmenden Drahtführer (44) und der Wickelschablone (16); Axiales Gegeneinanderschieben der Wickelschablone (16) und einem Übersetzungswerkzeug (20) quer zur Rotationsbewegung; Abstreifen der Windungen (48) von der Wickelschablone (16) auf das Übersetzungswerkzeug (20); Einziehen der Windungen (48) in axialer Richtung in Nuten (62) eines Rotors oder Stators (60) der elektrischen Maschine (12).
Description
Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Wicklung
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Wicklung für eine elektrische Maschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Mit der CA 2290214 Al ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bewickeln eines Ankers eines Elektromotors bekannt geworden, bei dem der Anker während des Wickelverfahrens festgehalten wird. Die Wickelvorrichtung weist einen Flyer-Arm auf, mittels dem der Wickeldraht um den feststehenden Rotor gewickelt wird. Bei solch einem Flyer- Wickelverfahren ist jedoch nachteilig, dass es zu Verdrillungen des Wickeldrahts kommt, wodurch sich der Nutfüllfaktor der elektrischen Maschine nur begrenzt erhöhen lässt. Werden beispielsweise für einen Stator mittels Flyer-Wickeln separate Einzelspulen gewickelt, führen die Verdrillungen des Wickeldrahts zu Verklemmen der Spulen beim Einzugsprozess in die Nuten des Stators.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch das kreuzungsfreie Wickeln des Wickeldrahts auf eine Wickelschablone und das automatisierte Abstreifen auf ein Übersetzungswerkzeug der Einzugsprozess der Windungen in die Nuten eines
Stators oder Rotors deutlich verbessert wird. Durch die parallele Anordnung der einzelnen Windungen ohne Verdrillungen des Windungsdrahts lässt sich hiermit ein sehr hoher Nutfüllfaktor für den Stator oder den Rotor erzielen. Durch das automatisierte Anfahren der Wicklungsschablone gegen ein Anschlag des Übersetzungswerkzeugs können die zuvor gewickelten Spulen sehr exakt und schnell auf dem Übersetzungswerkzeug angeordnet werden, wobei die einzelnen Wicklungsdrähte näherungsweise parallel nebeneinander angeordnet sind.
Dies gilt insbesondere für Herstellung von Spulen, bei denen der Leiter aus mehreren parallel angeordneten Wickeldrähten besteht, wie es bei der
Auslegung von Niederspannungsmotoren auftritt.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Ausführungen möglich. Besonders vorteilhaft können die Wicklungsspulen auf die Wicklungsschablone gewickelt werden, indem sich die Wickelschablone dreht, während der Drahtführer den Wicklungsdraht langsam entlang einer Achse quer zur Drehbewegung der Wickelschablone bewegt. Dadurch können die Wicklungsdrähte ohne Verdrillungen und Überkreuzungen parallel zueinander auf der Wickelschablone angeordnet werden.
Bei der Herstellung einer elektrischen Wicklung mit mehreren Wicklungsspulen ist es besonders günstig, wenn sich das Übersetzungswerkzeug während des Bewickeins der Wickelschablone synchron mit deren Rotationsbewegung mitdreht. Dadurch wird verhindert, dass sich die auf dem Übersetzungswerkzeug abgelegte Wicklungsspule wieder aufwickelt, oder sich der Wicklungsdraht verdrillt, bzw. abgeschert wird.
Die synchrone Mitbewegung des Übersetzungswerkzeugs kann beispielsweise durch eine Exzenterbewegung des Übersetzungswerkzeugs realisiert werden, derart, dass der Verbindungsdraht zwischen der auf dem Übersetzungswerkzeug gelagerten Wicklungsspule und der aktuell auf der Wickelschablone zu wickelnden Wicklungsspule eine möglichst geringe Bewegungsbeanspruchung erfährt.
Eine Exzenterbewegung kann beispielsweise mittels eines mechanischen Kopplungsgetriebe zwischen der Wickelschablone und dem Übersetzungswerkzeug realisiert werden.
Alternativ kann die Relativbewegung zwischen dem Übersetzungswerkzeug und der zu bewickelten Wickelschablone mittels eines X-Y-Schlitten realisiert werden, auf dem sich das Übersetzungswerkzeug derart bewegt, dass der Verbindungsdraht zwischen dem Übersetzungswerkzeug und dem rotierenden Wicklungsschablone möglichst in sich keine Relativbewegung erfährt. Eine solche X-Y- Bewegung kann beispielsweise mittels elektronisch synchronisierten Servoantrieben elektronisch mit der Rotationsbewegung der Wickelschablone synchronisiert werden.
Damit der Wicklungsdraht sauber und parallel auf die Wickelschablone aufgewickelt wird, ist es besonders günstig den Wickeldraht auf der Wicklungsschablone zu fixieren und insbesondere den Wickeldraht im Drahtwickler festzuklemmen, während die Windungen auf das Übersetzungswerkzeug aufgeschoben werden.
Das erfindungsgemäße Wickelverfahren eignet sich besonders für das Einziehen einer Wicklungsphase mit mehreren Wicklungsspulen in die Nuten der elektrischen Maschine, dabei können vorteilhaft mehrere Wicklungsspulen derart auf dem Übersetzungswerkzeug angeordnet werden, dass alle Wicklungsspulen durch eine einzige Einzugsbewegung in den richtigen Nuten positioniert werden.
Es ist auch möglich, einzelne unverbundene Spulen zu wickeln. Dabei wird nach dem vollständigen Wickeln einer Spule diese separat abgestreift. Das Klemmen der Drahtenden am Drahtführer und an der Wickelschablone wird dabei vereinfacht.
Für unterschiedliche Auslegungen der elektrischen Maschine können die einzelnen Wicklungsspulen auch in entgegen gesetzten Drehrichtungen auf der Wickelschablone gewickelt werden. Durch das Festklemmen des Wicklungsdrahts auf der Wickelschablone zu Beginn des Wickeins, und die
- A -
synchronisierte Relativbewegung des Übersetzungswerkzeugs gegenüber der Rotationsbewegung der Wicklungsspule wird dabei ein Aufwickeln oder eine Deformation der Wicklungsspulen, bzw. der Verbindungsdrähte verhindert.
Zum Einziehen der Wicklungsspulen in die Nuten der elektrischen Maschine können diese direkt durch das Übersetzungswerkzeug in die Nuten eingezogen werden, oder zuvor auf ein weiteres Einzugswerkzeug umgesetzt werden. Ist das Übersetzungswerkzeug gleichzeitig als Einzugswerkzeug ausgebildet, wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt eingespart.
Um ein Verdrillen oder Überkreuzen der einzelnen Windungen beim Aufschieben auf das Übersetzungswerkzeug zu verhindern, wird während des Verschiebens der Windung der Wickeldraht im Drahtführer festgeklemmt. Dadurch bleiben die parallel nebeneinander angeordneten Drahtwicklungen erhalten.
Um die einzelnen Wicklungsspulen bezüglich des Rotors oder Stators lagerichtig auf dem Übersetzungswerkzeug anzuordnen, wird dieses vor dem Abstreifen der Wicklungsspulen um einen der elektrischen Auslegungen der elektrischen Maschinen entsprechenden Winkel verdreht.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen einer elektrischen Wicklung ist besonders geeignet zur Ausführung des beschriebenen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren. Dabei wird die Wickelschablone und das Übersetzungswerkzeug vorteilhaft automatisch gegeneinander geführt, sodass die Windungen direkt entlang der Axialrichtung von der Wickelschablone auf die entsprechenden Aufnahmen des Übersetzungswerkzeugs geschoben werden können. Durch dieses automatische Abstreifen der Windungen ist gewährleistet, dass diese ohne Verdrillung und kreuzungsfrei auf den Aufnahmen des Übersetzungswerkzeugs angeordnet werden, um dann mit möglichst geringer Reibung in die Nuten der elektrischen Maschine eingezogen werden zu können.
Günstig ist es weiterhin durch einen Abstreifer/Niederhalter am Übersetzungswerkzeug die abgestreiften Drähte zu fixieren.
Besonders günstig ist es, wenn die Vorrichtung eine Synchronisierung zwischen der Rotationsbewegung der Wickelschablone und dem Mitbewegen des Übersetzungswerkzeugs aufweist. Bei einer geringen Anzahl von Windungen kann dies gegebenenfalls entfallen. Hierzu ist beispielsweise ein mechanisch gekoppeltes Getriebe, oder ein elektronisch synchronisierter Verstellantrieb angeordnet, der das Übersetzungswerkzeug entsprechend in einer Ebene senkrecht zur Drehachse der Wicklungsschablone bewegt. Diese Bewegung des Übersetzungswerkzeugs ist beispielsweise als Exzenterbewegung ausgebildet, die ein Verdrillen und/oder Abbrechen des Verbindungsdrahts zwischen zwei Windungsspulen verhindert.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Übersetzungswerkzeug ein integriertes Einzugswerkzeug auf, dass die Windungen ohne weiteres Umsetzen direkt in die Nuten des Stators oder Rotors einzieht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Wickelvorrichtung,
Figur 2 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Wickelmaschine, Figuren 3 bis 6 verschiedene Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Wickelverfahrens.
In Figur 1 ist eine Vorrichtung zum automatischen Wickeln einer elektrischen
Maschine 12 dargestellt, bei der eine Wickelschablone 16 auf einer Rotationsachse 18 angeordnet ist. Die Wickelschablone 16 weist vorzugsweise einen ovalen, oder kreisförmigen Umfang auf, wobei die Rotationsachse 18 vorzugsweise durch deren Mittelpunkt verläuft. Zum Bewickeln der Wickelschablone 16 weist die Vorrichtung 10 einen Drahtführer 44 auf durch den ein oder mehrere Wicklungsdrähte 46 aus einem Vorratsbehälter 45 geführt werden. Der Drahtwickler 44 ist im Ausführungsbeispiel ortsfest angeordnet, wobei der Draht vom Drahtwickler zur drehbar angeordneten Wickelschablone 16 verläuft. Zum Beginn des Wickeins der Windungen 48 auf die Wickelschablone , wird der Wickeldraht 46 auf der Wickelschablone 16 mittels einer
Klemmvorrichtung 50 festgeklemmt. Axial beabstandet zur Wickelschablone 16 ist ein Übersetzungswerkzeug 20 angeordnet, das eine zur Rotationsbewegung der Wickelschablone 16 synchronisierte Relativbewegung ausführen kann. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist das Übersetzungswerkzeug 20 beispielsweise auf einer Drehachse 22 gelagert, derart, dass das
Übersetzungswerkzeug 20 eine Exzenterbewegung ausführen kann. Dazu ist das näherungsweise kreisförmige Übersetzungswerkzeug 20 nicht in dessen Mittelpunkt, sondern exzentrisch gelagert. Die Drehachse der Wickelschablone befindet sich dabei über der Abstreifposition exzentrisch zum Übersetzwerkzeug. Die Synchronisation erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über ein mechanisches Kopplungsgetriebe 24, dass die Rotationsbewegung der Wickelschablone 16 über das Gestell 26 auf die Drehachse 22 überträgt. Das Übersetzungswerkzeug 20 weist mehrere Aufnahmen 28 auf, die näherungsweise konzentrisch zur Wickelschablone 16 positionierbar sind. Durch die Drehbewegung des Übersetzungswerkzeugs 20 können dadurch unterschiedliche Aufnahmen 28 axial gegenüberliegend zur Wickelschablone 16 angeordnet werden. Die Aufnahme 28 wird beispielsweise durch mehrere Fixierstifte 30 gebildet, um entsprechende Wicklungsspulen 32 aufzunehmen.
In dem in Figur 2 dargestellten Querschnitt sind auf dem Übersetzungswerkzeug
20 beispielsweise mehrere Wicklungsspulen 32 dargestellt, die zusammen eine Wicklungsphase 34 bilden. In Figur 2 ist schematisch die Exzenterbewegung dargestellt, bei der näherungsweise der Mittelpunkt 21 des Übersetzungswerkzeugs 20 um den äußeren Umfang der Wickelschablone 16 kreist. Dabei führt ein Punkt 36 auf dem Außenumfang des
Übersetzungswerkzeugs 20 eine Drehbewegung um die Drehachse 22 aus derart, dass der Punkt 36 sich auf der gestrichelt dargestellten Kreislinie 37 bewegt. Durch das Mitdrehen des Mittelpunkts 21 des Übersetzungswerkzeugs um den Umfang der Wickelschablone 16 wird die Relativbewegung eines Verbindungsdrahts 40 zwischen einer im Übersetzungswerkzeug 20 abgelegten
Wicklungsspule 32 und einer neu auf der Wickelschablone 16 zu wickelnden Wicklungsspule 33 minimiert, sodass ein Verdrillen des Wicklungsdrahtes 40 oder ein Abscheren desselben zuverlässig verhindert wird. Zusätzlich kann das Übersetzungswerkzeug 20 auf einer zweiten Drehachse 23 um dessen Mittelpunkt 21 verdreht werden, um die unterschiedlichen Aufnahmen 28 koaxial
gegenüberliegend zur Wicklungsschablone 16 zu positionieren. Zum Abstreifen einer Wicklungsspule 33 von der Wickelschablone 16 auf das Übersetzungswerkzeug 20 wird die Wickelschablone 16 axial gegen das Übersetzungswerkzeug 20 verstellt, bis sich die Wicklungsschablone 16 und eine Aufnahme 28 des Übersetzungswerkzeugs 20 axial gegenüberliegend berühren.
Dann wird die Wicklungsspule 33 mittels eines Abstreifers 42 auf die Aufnahme 28 aufgeschoben, indem der Abstreifer 42 in Figur 1 die Wicklungsspule 33 axial nach unten schiebt. Dazu wird der Abstreifer 42 beispielsweise mittels eines Servoantriebs axial verstellt.
In Figur 3 ist das Wickelverfahren dargestellt, bei dem mehrere Wicklungsdrähte 46 auf die Wicklungsschablone 16 gewickelt werden. Die kreuzungsfrei angeordneten Windungen 48 bilden eine Wicklungsspule 32, die mit der bereits im Übersetzungswerkzeug 20 abgelegten Wicklungsspule 32 durch den Verbindungsdraht 40 verbunden ist. Die Wicklungsdrähte 46 des
Verbindungsdrahts 40 sind an der Wickelschablone 16 mittels der Klemmvorrichtung 50 fixiert, wonach durch die Rotation der Wicklungsschablone 16 die Wicklungsdrähte 46 auf die Wicklungsschablone 16 aufgewickelt werden. Mit der Rotation der Wickelschablone 16 führt das Übersetzungswerkzeug 20 eine Drehbewegung um die Wickelschablone 16 aus, derart, dass der
Verbindungsdraht 40 mechanisch möglichst wenig beansprucht wird. Dazu bewegt sich der Mittelpunkt 21 des Übersetzungswerkzeugs näherungsweise mit der Umfangslinie 17 der Wickelschablone mit. Während des Wickeins weist die Wickelschablone 16 einen axialen Abstand 52 zur Aufnahme 28 auf, um eine Rotation der Wickelschablone 16 zu ermöglichen.
In Figur 4 sind alle Wicklungsspulen 32 einer Wicklungsphase 34 fertig gewickelt und zusammenhängend bereits auf das Übersetzungswerkzeug 20 geschoben. Die Anordnung der Wicklungsspulen 32 auf den Aufnahmen 28 entspricht dabei der elektrischen Auslegung eines Stators 60 oder Rotors der elektrischen
Maschine 12. Jede Wicklungsspule 32 ist dabei um zwei benachbarte Fixierstifte 30 in der Nähe des Mittelpunkts 21 und um einen äußeren Fixierstift 30 am äußeren Umfang des Übersetzungswerkzeugs 20 geschlungen. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist ein Einzugswerkzeug 54 dargestellt, das separat vom Übersetzungswerkzeug 20 ausgebildet ist. Hierbei werden die
Aufnahmen 28 des Übersetzungswerkzeugs 20 axial an das Einzugswerkzeug 54 angelegt und die Wicklungsspulen 32 axial auf das Einzugswerkzeug 54 aufgeschoben. Dazu wird das Übersetzungswerkzeug 20 beispielsweise derart axial gegen das Einzugswerkzeug 54 bewegt, dass die Fixierstifte 30 in das Einzugswerkzeug 54 eingreifen.
Gemäß Figur 6 wird das mit den Wicklungsspulen 32 bestückte Einzugswerkzeug 54 in den Stator 60 der elektrischen Maschine 12 eingeschoben derart, dass die Wicklungsspulen 32 in entsprechende Nuten 62 des Stators eingefügt werden. Die Nuten 62 werden im Ausführungsbeispiel zuvor mit einem Isolationselement 64 ausgekleidet, so dass zwischen den Wicklungsspulen 32 und dem Stator 60 zusätzlich zu einem Isolierlack 66 des Wicklungsdrahts 46 eine zusätzliche Isolationsschicht angebracht ist. Gemäß Figur 6 können auch mehrere Wicklungsphasen 34 auf dem Einzugswerkzeug 54 angeordnet werden, die alle in einem Arbeitsschritt in die entsprechenden Nuten
62 des Stators 60 oder des Rotors eingezogen werden. Auf diese Weise ist ein sehr hoher Nutfüllfaktor der elektrischen Maschine 12 erzielbar.
In einer alternativen nicht dargestellten Ausführung ist das Übersetzungswerkzeug 20 gleichzeitig Teil des Einziehwerkzeugs 54, wobei die
Unterteilung der Aufnahmen 28 der Unterteilung des Einziehwerkzeugs 54, und damit der Anordnung der Nuten 62 entspricht.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die synchronisierte Bewegung des Übersetzungswerkzeuges gegenüber der Wickelschablone 16 mittels des mechanischen Kopplungsgetriebe, oder mittels einer elektronischen Synchronisation realisiert werden. Die Relativbewegung kann dabei soweit variiert werden, dass der Verbindungsdraht 40 zwischen den
Wicklungsspulen 32 auf dem Übersetzungswerkzeug 20 und der Wicklungsspule 33 auf der Wickelschablone 16 mechanisch nicht beeinträchtigt wird. Das Übersetzungswerkzeug 20 und Einzugswerkzeug 54 können als separate oder kombinierte Baueinheiten ausgeführt werden. Ebenso kann entweder die Wickelschablone 16 axial gegen einen Anschlag des Übersetzungswerkzeugs
20, oder das Übersetzungswerkzeug 20 axial gegen einen Anschlag der Wickelschablone 16 verschoben werden, um die Windungen 48 abzustreifen. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Wickelverfahren für die Herstellung eines Stators 60 eines Elektromotors 12 verwendet, der beispielsweise zur Verstellung beweglicher Teile im Kraftfahrzeug dient. Insbesondere eignet sich ein solcher Stator mit hohem Nutfüllfaktor für einen bürstenlos kommutierten Elektromotor, wie er beispielsweise für elektrische Servolenkungen oder Gebläse im Kraftfahrzeug verwendet wird.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Wicklung (14) für eine elektrische Maschine (12) mit folgenden Schritten:
Kreuzungsfreies Wickeln von mehreren Windungen (48) eines Wicklungsdrahtes (46) auf eine Wickelschablone (16) durch eine
Rotationsbewegung zwischen einem den Wicklungsdraht (46) aufnehmenden Drahtführer (44) und der Wickelschablone (16) Axiales Gegeneinanderschieben der Wickelschablone (16) und einem Übersetzungswerkzeug (20) quer zur Rotationsbewegung - Abstreifen der Windungen (48) von der Wickelschablone (16) auf das
Übersetzungswerkzeug (20)
Einziehen der Windungen (48) in axialer Richtung in Nuten (62) eines Rotors oder Stators (60) der elektrischen Maschine (12).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wickeln der Windungen (48) die Wickelschablone (16) eine Rotationsbewegung ausführt und der Drahtführer (44) eine mit der Rotationsbewegung gekoppelte axiale Bewegung ausführt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass synchron mit der Rotationsbewegung der Wickelschablone (16) das Übersetzungswerkzeug (20) eine Rotationsbewegung ausführt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungswerkzeug (20) bezüglich einer
Rotationsachse (18) der Wickelschablone (16) eine Exzenterbewegung ausführt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungswerkzeug (20) quer zur Rotationsachse (18) der Wickelschablone (16) lineare Bewegungen auf einem Kreuzschlitten ausführt, um ein Abscheren des Wickeldrahts (46) während des Wickeins der Wickelschablone (16) zu verhindern.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsdraht (46) - insbesondere beim Beginn des Wickeins - auf der Wickelschablone (16) festgeklemmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Windungen (48) auf einer Wicklungsschablone (16) eine Wicklungsspule (33) bilden, und mehrere mittels eines Wicklungsdrahts (46) hergestellte Wicklungsspulen (32) auf dem Übersetzungswerkzeug (20) angeordnet werden - und insbesondere zusammen eine Wicklungsphase (34) bilden -, bevor die Wicklungsspulen (32) gleichzeitig in die entsprechenden Nuten (62) der elektrischen Maschine (12) eingezogen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelne Wicklungsspulen (33) in unterschiedlicher Drehrichtung gewickelt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung der einzelnen Wicklungsspulen (33) gleichzeitig mehrere parallel nebeneinander angeordnete Wickeldrähte (46) gewickelt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (48) direkt mittels des
Übersetzungswerkzeugs (20) in die Nuten (62) eingezogen werden.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (48) vom Übersetzungswerkzeug (20) auf ein Einziehwerkzeug (20) geschoben werden, mittels dem die Windungen (48) in die Nuten (62) eingezogen werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während dem Abstreifen der Windungen (48) der
Wicklungsdraht (46) im Drahtführer (44) blockiert wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach jedem Abstreifen eine Wicklungsspule (33) in einer Aufnahme (28) des Übersetzungserwerkzeugs (20) dieses um einen bestimmten Winkel verdreht wird, so dass die nächste Wicklungsspule (33) entsprechend der elektrischen Auslegung der elektrischen Maschine (12) in eine nächsten Aufnahme (28) abgestreift werden kann.
14. Vorrichtung (10) zum Herstellung einer elektrischen Wicklung (14) für eine elektrische Maschine (12) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Übersetzungswerkzeug (20) insbesondere mittels Fixierstäben (30) gebildete Aufnahmen (28) für Wicklungsspulen (32) aufweist, die auf der Wicklungsschablone (16) kreuzungsfrei wickelbar sind, und die Wickelschablone (16) axial konzentrisch zu einer der Aufnahmen (28) motorisch gegen die Aufnahmen (28) des Übersetzungswerkzeugs (20) bewegbar ist.
15. Vorrichtung (10) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch ein mechanisches Kopplungsgetriebe (24) oder einen synchronisierten
Servoantrieb, der eine Relativbewegung des Übersetzungswerkzeugs (20) zur Wicklungsschablone (16) quer zu deren Rotationssachse (18) ausführt.
16. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet das das Übersetzungswerkzeug (20) als Einzugswerkzeug
(54) ausgebildet ist, das die Wicklungsspulen (32) in Nuten (62) der elektrischen Maschine (12) einzieht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP08774319A EP2179493A2 (de) | 2007-08-14 | 2008-06-26 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen wicklung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007038429A DE102007038429A1 (de) | 2007-08-14 | 2007-08-14 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Wicklung |
DE102007038429.9 | 2007-08-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2009021769A2 true WO2009021769A2 (de) | 2009-02-19 |
WO2009021769A3 WO2009021769A3 (de) | 2009-04-02 |
Family
ID=40266171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2008/058133 WO2009021769A2 (de) | 2007-08-14 | 2008-06-26 | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen wicklung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2179493A2 (de) |
DE (1) | DE102007038429A1 (de) |
WO (1) | WO2009021769A2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6203785B2 (ja) * | 2015-06-25 | 2017-09-27 | ファナック株式会社 | 8の字状の連結コイルを有する電動機とその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2080157A (en) * | 1980-06-27 | 1982-02-03 | Balzer & Droell Gmbh | Device for winding coils for electric motors |
JPS60152260A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | コイル巻線機 |
US5232026A (en) * | 1991-07-19 | 1993-08-03 | Statomat Spezialmaschinen Gmbh | Method and apparatus for the winding of electric machine coils comprising parallel wires |
EP0574841A1 (de) * | 1992-06-15 | 1993-12-22 | ELMOTEC GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6349895B1 (en) | 1998-11-20 | 2002-02-26 | Axis Usa, Inc. | Changeable flyer |
-
2007
- 2007-08-14 DE DE102007038429A patent/DE102007038429A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-06-26 EP EP08774319A patent/EP2179493A2/de not_active Withdrawn
- 2008-06-26 WO PCT/EP2008/058133 patent/WO2009021769A2/de active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2080157A (en) * | 1980-06-27 | 1982-02-03 | Balzer & Droell Gmbh | Device for winding coils for electric motors |
JPS60152260A (ja) * | 1984-01-17 | 1985-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | コイル巻線機 |
US5232026A (en) * | 1991-07-19 | 1993-08-03 | Statomat Spezialmaschinen Gmbh | Method and apparatus for the winding of electric machine coils comprising parallel wires |
EP0574841A1 (de) * | 1992-06-15 | 1993-12-22 | ELMOTEC GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Stator- oder Rotorwicklungen elektrischer Maschinen aus Paralleldrähten |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009021769A3 (de) | 2009-04-02 |
EP2179493A2 (de) | 2010-04-28 |
DE102007038429A1 (de) | 2009-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3381108B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer spulenwicklung zum einlegen in radial offene nuten von statoren oder rotoren von elektromaschinen | |
EP2477315B1 (de) | Nadelwickelsystem für zu bewickelnde Wicklungsträger, Verfahren zum Bewickeln von Wicklungsträgern mit verteilter Wicklung, Innenläufer-Stator, Aussenläufer-Rotor und Wicklungsträger für Elektromotoren mit verteilter Wicklung | |
DE2746351C2 (de) | ||
EP2647109B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer ständerwicklung einer elektrischen maschine, insbesondere zur herstellung eines wechselstromgenerators | |
DE102009008615B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer über den Umfang verteilten Statorwicklung und Motor mit einer solchen Statorwicklung | |
EP2436102B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer ständerwicklung einer elektrischen maschine, insbesondere zur herstellung eines wechselstromgenerators | |
EP1913678B1 (de) | Verfahren zur bewicklung einer elektrischen maschine und wickelhilfskörper | |
EP3616309B1 (de) | Wickelschablone, wickelvorrichtung und verfahren zu deren betrieb jeweils zum erzeugen von spulenwicklungen, die zum einziehen in einen stator gedacht sind | |
EP3269026B1 (de) | Verfahren zum wickeln einer spule | |
EP2520005A2 (de) | Stator einer elektrischen maschine sowie verfahren zum herstellen eines solchen | |
EP3994790A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer spulenwicklung zum einlegen in radial offene nuten von statoren oder rotoren von elektromaschinen | |
DE102015211836A1 (de) | Verfahren zum Bewickeln eines Stators, sowie ein Stator und eine elektrische Maschine beinhaltend einen solchen Stator | |
EP3164933B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektromaschine | |
EP1012951A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer verteilten wellenwicklung | |
DE19817304B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Wellenwicklungen für elektrische Maschinen | |
EP2269285B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen wicklung | |
WO2009021769A2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer elektrischen wicklung | |
EP3167540B1 (de) | Verfahren zum herstellen einer elektrischen maschine mit formspulen sowie elektrische maschine und herstellungswerkzeug | |
DE19757068C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Formspule für eine Erregerwicklung | |
DE102013000370B4 (de) | Wicklungsträger, insbesondere Stator oder Rotor einer Drehstrom-Elektromaschine und Verfahren zur Herstellung der Wicklung eines Wicklungsträgers | |
EP4362287A1 (de) | Elektromotor für eine bohrlochpumpe sowie zugehöriges herstellungsverfahren und werkzeug | |
EP4362299A1 (de) | Verfahren und werkzeug zur herstellung einer kompakten spulenbaugruppe eines elektromotors für eine bohrlochpumpe | |
DE102015004574B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors | |
EP1506609B1 (de) | Verfahren zum bewickeln eines mehrpoligen stators | |
EP4268351A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines stators für einen bürstenloser gleichstrommotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 08774319 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2008774319 Country of ref document: EP |