WO2018224604A1 - Semifinished product for an electrical coil and method and device for producing same - Google Patents

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WO2018224604A1
WO2018224604A1 PCT/EP2018/065064 EP2018065064W WO2018224604A1 WO 2018224604 A1 WO2018224604 A1 WO 2018224604A1 EP 2018065064 W EP2018065064 W EP 2018065064W WO 2018224604 A1 WO2018224604 A1 WO 2018224604A1
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WO
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wire
forming
holding
waveform
sectional shape
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/065064
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Inventor
Markus Bergmann
Mirko Bach
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435Wound windings
    • H02K15/0478Wave windings, undulated windings

Definitions

  • the present invention relates to a semifinished product for an electrotechnical coil and to a method and an apparatus for producing this semifinished product.
  • the achievable torque density of permanent-magnet synchronous machines with a tooth coil winding largely depends on the ratio of total copper cross-sectional area to groove area, the so-called slot fill factor.
  • An increase in the fill factor allows for a constant torque of a flatter construction of the stator or a broadening of the teeth to relieve the magnetic circuit.
  • the essential technical manufacturing difficulty is the application of the windings on the tooth.
  • the prior art comprises several conventional manufacturing methods.
  • One method of machining is the needle winding technique, in which the wires are passed individually through the window between two teeth. This requires a certain clearance, which must be considered constructively and has a negative effect on the fill factor.
  • EP 2 387 135 A2 discloses a coil casting technique with which Although it is possible to increase the filling factor, which is considerably more uneconomical than a coil to be deformed (lost shape, etc.), the patent DE 10 2013 012 659 A1 and DE 10 2014 000 636 A1 disclose production methods which only make the wire cross section Based on DE 10 2013 012 659 A1 and DE 10 2014 000 636 A1, new restrictions arise in the economy, which include a geometrical desired shape of the wire section for the effective region and the left-hand input form of the wire for the region the winding head of the electrotechnical coil demand Need to produce larger numbers of engines.
  • the object of the present invention to provide a semifinished product for an electrotechnical coil and a method and an apparatus for producing this semifinished product, with which an electrotechnical coil to achieve an increased RailConors or Nut sleeplllibs can be produced economically and reproducibly in a reliable and simple manner.
  • the method according to the invention for producing a semifinished product for an electrotechnical coil according to claim 1 comprises the following steps:
  • Step A Arrange an electrically conductive wire in waveform.
  • Step B bonding at least one bonding means to at least two spaced apart portions of the waved wire.
  • Step C Forming the waved wire to form at least one deformation area by changing the cross-sectional shape of the wire.
  • a flat clutch is formed, which is fixed by the connecting means in its planar shape.
  • a local change in the cross-sectional shape of the wire to form one or more forming areas can be done in a particularly simple manner.
  • a winding of the wave-shaped wire can be made such that the forming areas are aligned exactly or substantially parallel to the winding axis, so that the forming areas are not additionally curved during winding.
  • the linear or non-curved state of the deformation regions is maintained.
  • the present invention enables the relatively simple production of uniform or conical coils with constant or changing conductor cross-sectional shape with the same surface area of the conductor and aims at the use of the advantages of forming production (no / little material loss) and the concomitant shortening of process chains by the Elimination of manufacturing and processing steps.
  • Step D conveying the waved wire in its extension plane, preferably in a conveying direction opposite to a laying direction of the wire.
  • Step E Applying a coating of an electrically insulating material to the wire, preferably after step C and / or before step G.
  • Step F Dry the coating.
  • Step G Winding the arranged in waveform wire, preferably such that the at least one forming area is aligned exactly or substantially parallel to the winding axis.
  • the wire for the final coil winding can already be largely prefabricated.
  • the coating can avoid a short circuit between the possibly contacting coil windings, in particular if the coil windings are additionally compressed by exerting a compressive force along the winding axis.
  • the present invention achieves an increase in productivity and transportability of preformed coated wire sections for coils to be wound.
  • step A has at least one of the following substeps:
  • Step A1 providing the wire, preferably as an endless wire, preferably by extrusion, extrusion or unwinding from a coil, the wire preferably having a cross-sectional shape that is constant over the length, preferably a circular or rectangular cross-sectional shape.
  • Step A2 Laying the wire in a laying direction with alternately forming oppositely curved first and second loops, each with a formed between two successive loops forming section.
  • Step A3 Waveforming the wire using first and second holding means each having a plurality of holding portions arranged along a line, which are preferably formed identically and / or regularly spaced from one another, the lines along which the holding portions of the first and second Holding devices are arranged, preferably horizontally and / or parallel to are aligned with each other, wherein the sub-step A3 preferably comprises the following sub-steps:
  • Step A3-1 Forming a first loop by guiding the wire coming from the second holding device around a part of a holding section of the first holding device which is repelling it and back again in the direction of the second holding device, preferably forming a bend with a continuous bending radius and / or in one Angle in the range of 160 ° to 200 °, preferably in the range of 170 ° to 190 °, particularly preferably 180 °, without the wire crossing, wherein the wire preferably along the entire first loop or at least a part thereof bending inside of the Supporting portion of the first holding device is supported.
  • Step A3-2 Forming a second loop by guiding the wire coming from the first holding device around a part of a holding section of the second holding device and returning it towards the first holding device, preferably forming a bend with a continuous bending radius and / or in one Angle in the range of 160 ° to 200 °, preferably in the range of 170 ° to 190 °, particularly preferably 180 ° without the wire crossing, wherein the wire preferably along the entire second loop or at least a part thereof bending inside of the Supporting portion of the second holding device supported.
  • Step A3-3 applying a tensile stress to the wire such that the forming sections of the wire arranged between each two successive loops are stretched and extend along a straight line, wherein the forming sections are preferably exactly or substantially equally long and / or aligned parallel to one another are and / or regularly spaced from each other.
  • a plastic deformation of the initially linear wire in waveform can be achieved by simple means.
  • the bending deformation of the wire is thereby facilitated by correspondingly shaped holding portions of the holding devices and by exerting a tensile force, preferably starting from the leading end in the laying direction of the wire.
  • the bending radii of the wire in the region of the first and second loops and the resulting distances of the forming sections can be determined individually depending on the nature and thickness of the wire.
  • the curvature radii matched to the desired bending radii of the wire to the respective bending inner sides of the first and second loops of the holding portions of the holding means.
  • the distance between two adjacent forming sections is preferably in the range of 100 to 1000% of the (undeformed) wire diameter, preferably in the range 200 to 500% of the (undeformed) wire diameter, more preferably in the range 300 to 400% of the (undeformed) wire diameter.
  • the bending radii in the region of the first and second loops correspondingly correspond to half the distances between two adjacent forming sections.
  • Each forming section preferably extends from a first loop to a subsequent second loop or from a second loop to a subsequent first loop.
  • step B has at least one of the following substeps:
  • Step B1 Provision of at least one strand-shaped connecting means, preferably of metal or plastic, by extrusion or extrusion.
  • Step B2 connecting the at least one strand-shaped connecting means to a first section of the waved wire, preferably to a forming section.
  • Step B3 arranging the at least one strand-shaped connection means in the direction of the wire and / or transversely, preferably perpendicularly, to the first section of the waved wire, wherein preferably a plurality of strand-like connection means are spaced evenly from one another transversely or perpendicular to the laying direction of the wire.
  • Step B4 connecting the at least one strand-like connecting means to a second section of the waved wire, preferably with a forming section, preferably such that a plurality of strand-shaped connecting means are aligned parallel to each other and / or parallel to the laying direction of the wire.
  • Step B5 connecting the at least one strand-shaped connecting means to each further aligned portion of the undulating member Wire, preferably with each further forming section, which crosses the at least one strand-shaped connecting means in the direction of laying.
  • the connecting means of the arranged in waveform wire is fixed in its planar extent. This proves particularly for the downstream step of forming the wire to form one or more forming areas by changing the cross-sectional shape of the wire as advantageous because it must be acted upon with force on the wire. This can cause the waveform of the wire to be disturbed and / or interrupted. This is precisely what is prevented by the connecting means.
  • the connecting means thus has a stabilizing function, both during the promotion of the waved wire in its plane of extent and in a possible downstream winding and the corresponding rewinding from the wound in a flat state. After fulfilling its stabilizing function, the connecting means can be removed. From a practical point of view, the connecting means may be made of the same material as the wire.
  • the connecting means is for example extruded extruded or unwound from a roll and placed in a plastic and deformable state with the wire in contact to enter into a cohesive connection with the wire when cooling.
  • the connecting means can be materially and / or positively and / or non-positively connected to the wire.
  • the same type of connection is selected at each connection point.
  • step C has at least one of the following substeps:
  • Step C1 Forming the wire to form at least one deformation area while maintaining the cross-sectional area of the wire, wherein the cross-sectional shape is preferably changed from a round or rectangular cross-sectional shape to an oval, rectangular or trapezoidal cross-sectional shape.
  • Step C2 forming the wire to form a plurality of deformation regions, each having the same length and / or the same cross-sectional shape.
  • Step C3 forming the wire to form a plurality of mutually objectionable forming regions within the same forming section of the wire, wherein the plurality of forming sections are preferably located between two adjacent connecting means.
  • Step C4 Re-forming the wire to form a plurality of mutually objectionable forming regions within the same forming section of the wire, wherein the plurality of forming sections are preferably located on different sides of the same connecting means.
  • Step C5 forming the wire in several or all of the forming sections of the wire according to a repeating pattern, preferably such that several or all of the forming sections of the wire have identical forming sections.
  • Step C6 Reshaping the wire by changing the cross-sectional shape of the wire according to the German patent application DE 10 2016 224 837.5.
  • the deformation of the wire serves the vorgreiflichen change in the cross-sectional shape, so that the wire ideally takes the original cross-sectional shape in the undeformed state at a corresponding bend in the way of making the electrical coil.
  • Corresponding techniques are described in German patent application DE 10 2016 224 837.5, the contents of which are incorporated by reference in their entirety in the disclosure of the present application.
  • step G has at least one of the following substeps:
  • Step G1 Providing means for winding the waved wire so that the winding axis of the device is located below the waved wire.
  • Step G2 conveying the waved wire in the conveying direction in a plane parallel to the winding axis.
  • Step G3 rolling up the forward end of the waved wire in the conveying direction about the winding axis so that the at least one forming portion of the wire, preferably the forming portions of the wire, is / are aligned parallel to the winding axis.
  • Step G4 Fix the waved wire in a state wound around the winding axis.
  • Another independent aspect of the invention relates to a device for producing a semifinished product for an electrotechnical coil, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, comprising:
  • a wire laying tool configured to alternately form, in the laying direction of the wire, a first loop around a holding portion of the first holder and a second loop around a holding portion of the second holder such that each forming portion of the wire extends between two successive loops.
  • Means for connecting the connecting means to at least two spaced-apart portions of the waved wire Means for connecting the connecting means to at least two spaced-apart portions of the waved wire.
  • the holding devices 13a, 13b have holding sections (not shown) which are suitable for wire reception and positioning / fixing and in which the wire 1 can be suspended and formed into loops 1a, 1b.
  • the continuous or quasi-continuous or incrementally driven holding devices 13a, 13b guide the wire 1 to one or more effective regions / machines or downstream devices 14, 15 and 16.
  • the invention applies to coated materials in which a subsequent necessary isolation step is eliminated.
  • the invention is not bound to a coil form, it can straight, convex, concave or conical coils and rotationally and non-rotationally symmetric coils are made from this preform.
  • the preform is produced by forming.
  • grinding samples (destructive material testing) on turns cross-sections can be detected whether a coil or its preform has been produced by forming.

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Abstract

The invention relates to a semifinished product for an electrical coil and to a method and to a device for producing said semifinished product. The method according to the invention for producing a semifinished product for an electrical coil, by means of which an electrical coil can be produced reproducibly economically, reliably, and in a simple way whilst achieving an increased filling factor or useful filling factor, comprises the steps: step A: arranging an electrically conductive wire (1) in wave form; step B: connecting at least two mutually spaced sections of the wire (1) arranged in wave form; step C: reshaping the wire (1) arranged in wave form, forming at least one reshaped region by changing the cross-sectional shape of the wire.

Description

Halbzeug für eine elektrotechnische Spule sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben  Semi-finished product for an electrotechnical coil and method and apparatus for producing the same
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbzeug für eine elektrotechnische Spule sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dieses Halbzeugs. The present invention relates to a semifinished product for an electrotechnical coil and to a method and an apparatus for producing this semifinished product.
Bislang werden Spulen aus Runddraht gewickelt, was aufgrund der Leiterform zur mangelnden Raumnutzung speziell bei konisch ausgeführten Spulen führt, oder durch Gießen hergestellt, was ein sehr aufwendiges Verfahren ist. So far coils are wound from round wire, which leads due to the conductor shape to the lack of space, especially in conical coils, or produced by casting, which is a very expensive process.
Gemäß der EP 2 387 135 A2 hängt die erreichbare Drehmomentdichte permanenterregter Synchronmaschinen mit Zahnspulenwicklung maßgeblich von dem Verhältnis von gesamter Kupferquerschnittsfläche zu Nutfläche, dem sogenannten Nutfüllfaktor, ab. Eine Erhöhung des Füllfaktors ermöglicht bei gleich bleibendem Drehmoment einen flacheren Aufbau des Stators oder eine Verbreiterung der Zähne zur Entlastung des Magnetkreises. According to EP 2 387 135 A2, the achievable torque density of permanent-magnet synchronous machines with a tooth coil winding largely depends on the ratio of total copper cross-sectional area to groove area, the so-called slot fill factor. An increase in the fill factor allows for a constant torque of a flatter construction of the stator or a broadening of the teeth to relieve the magnetic circuit.
Eine wesentliche geometrische Einschränkung liegt im Stand der Technik in den beschränkten Möglichkeiten zum Einsatz unterschiedlicher Windungsquerschnitte: Üblicherweise kommen Runddrähte für die Wicklungen zum Einsatz, bei denen selbst bei optimaler Ausnutzung immer ein nicht nutzbarer Zwischenraum zwischen den einzelnen Wicklungen verbleibt. Auch die notwendige Isolation, die Drahteinführung und die diskrete Verteilung der Leiter begrenzen den Füllfaktor. Da der letztendlich erzielte Nutfüllfaktor zudem bei der elektromagnetischen Auslegung nur geeignet geschätzt und aufgrund der Unkenntnis der späteren tatsächlichen Ausführung des Motors nicht berechnet werden kann, werden die Motoren aufgrund der höheren notwendigen Massen (Kupfer der Wicklungen und Blechpakete des Stators und des Rotors) tendenziell (zu) schwer und (zu) groß. A significant geometric limitation in the prior art in the limited possibilities for using different winding cross sections: Usually, round wires are used for the windings, in which even with optimal utilization always a non-usable space between the individual windings remains. The necessary insulation, the wire entry and the discrete distribution of the conductors also limit the filling factor. In addition, since the groove fill factor ultimately achieved is only properly estimated in the electromagnetic design and can not be calculated due to the ignorance of the later actual execution of the motor, the motors tend to be due to the higher masses required (copper windings and laminations of the stator and the rotor). too heavy and (too) big.
Die wesentliche fertigungstechnische Schwierigkeit besteht im Aufbringen der Wicklungen auf den Zahn. The essential technical manufacturing difficulty is the application of the windings on the tooth.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass mit den heute üblichen Verfahren der Herstellung von Spulenwicklungen technische und wirtschaftliche Grenzen der Nutfüllung mit einzelnen Windungen bestehen. Ein Nutfüllfaktor von 70 % ist bereits ein sehr guter Wert, die technisch wie wirtschaftlich sinnvoll machbaren Grenzen liegen momentan bei ca. 75 % bis 80 % (Quelle: Müller, Vogt, Ponick: "Berechnung elektrischer Maschinen", S. 168, 6. Auflage, Wiiey-VCH, Weinheim, 2008.") Das aus der EP 2 387 135 A2 bekannte Verfahren ermöglicht die Herstellung von Spulen durch Gießen unter Erfüllung der o. g. Anforderungen, ist jedoch unwirtschaftlicher als eine umformende Herstellung von Spulen (keine verlorene Form etc.). In summary, it can be stated that with today's conventional method of producing coil windings there are technical and economic limits of groove filling with individual windings. A groove fill factor of 70% is already a very good value, the technically and economically feasible limits are currently around 75% to 80% (Source: Müller, Vogt, Ponick: "Calculation of electrical machines", p. 168, 6. Edition, Wiiey-VCH, Weinheim, 2008. ") The method known from EP 2 387 135 A2 makes it possible to produce coils by casting while fulfilling the abovementioned requirements, but is less economical than a forming manufacture of coils (no lost form, etc.).
Laut EP 2 387 135 A2 umfasst der Stand der Technik mehrere konventionelle Fertigungsverfahren. Ein Verfahren zur maschinellen Herstellung ist die Nadelwickeltechnik, bei der die Drähte einzeln durch das Fenster zwischen zwei Zähnen hindurchgeführt werden. Hierfür ist ein bestimmter Freiraum erforderlich, der konstruktiv berücksichtigt werden muss und sich negativ auf den Füllfaktor auswirkt. Eine weitere Möglichkeit ist das so genannte„Einträufeln" von Wicklungen in das Nutfenster über den Zahn hinweg. Dies ist jedoch ein Vorgang, der manuell durchgeführt wird und daher entsprechend kostenintensiv ist. Des Weiteren offenbart die EP 2 387 135 A2 eine Spulengießtechnik, mit welcher sich zwar der Füllfaktor erhöhen lässt, welche aber wesentlich unwirtschaftlicher ist, als eine umformend herzustellende Spule (verlorene Form etc.). Aus den Schutzrechten DE 10 2013 012 659 A1 und DE 10 2014 000 636 A1 gehen Fertigungsverfahren hervor, welche den Drahtquerschnitt erst nach dem Wickeln der Elektrospule umformtechnisch beeinflussen. Aufbauend auf der DE 10 2013 012 659 A1 und der DE 10 2014 000 636 A1 ergeben sich neue Restriktionen aus der Wirtschaft, welche eine geometrische Sollform des Drahtabschnittes für den Wirkbereich sowie die belassene Eingangsform des Drahts für den Bereich des Wickelkopfes der elektrotechnischen Spule fordern. Weiterhin besteht künftig die Notwendigkeit zur Fertigung größerer Stückzahlen von Motoren. According to EP 2 387 135 A2, the prior art comprises several conventional manufacturing methods. One method of machining is the needle winding technique, in which the wires are passed individually through the window between two teeth. This requires a certain clearance, which must be considered constructively and has a negative effect on the fill factor. Another possibility is the so-called "instillation" of windings into the groove window across the tooth, but this is a process that is carried out manually and therefore correspondingly cost-intensive.Furthermore, EP 2 387 135 A2 discloses a coil casting technique with which Although it is possible to increase the filling factor, which is considerably more uneconomical than a coil to be deformed (lost shape, etc.), the patent DE 10 2013 012 659 A1 and DE 10 2014 000 636 A1 disclose production methods which only make the wire cross section Based on DE 10 2013 012 659 A1 and DE 10 2014 000 636 A1, new restrictions arise in the economy, which include a geometrical desired shape of the wire section for the effective region and the left-hand input form of the wire for the region the winding head of the electrotechnical coil demand Need to produce larger numbers of engines.
Mit allen o.g. Schutzrechten wird außerdem kein gewollter Unterschied in der Größe der Querschnittsfläche des Leiters zwischen Wickelkopf und Wirkbereich der Spule genannt. With all o.g. Property rights is also called no deliberate difference in the size of the cross-sectional area of the conductor between the winding head and effective range of the coil.
Wesentliche Schutzrechte sind hierfür unter anderem US 2005/0258704 A1 und WO 01/54254 A1 , sowie WO 2012/072695 A2 und DE 103 15 361 A1. Diese angegebenen Verfahren stoßen aber hinsichtlich der Produktivität und Kontinuität an ihre Grenzen. Substantial industrial property rights are for this purpose inter alia US 2005/0258704 A1 and WO 01/54254 A1, as well as WO 2012/072695 A2 and DE 103 15 361 A1. However, these stated methods reach their limits in terms of productivity and continuity.
Ausgehend von dem oben beschriebenen Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Halbzeug für eine elektrotechnische Spule sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dieses Halbzeugs zur Verfügung zu stellen, mit dem eine elektrotechnische Spule unter Erzielung eines erhöhten Füllfaktors bzw. Nutfüllfaktors auf zuverlässige und einfache Art und Weise reproduzierbar wirtschaftlich hergestellt werden kann. Zur Lösung der Aufgabe umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule gemäß Anspruch 1 die folgenden Schritte: Starting from the above-described prior art, it is the object of the present invention to provide a semifinished product for an electrotechnical coil and a method and an apparatus for producing this semifinished product, with which an electrotechnical coil to achieve an increased Füllfaktorors or Nutfüllfaktors can be produced economically and reproducibly in a reliable and simple manner. To achieve the object, the method according to the invention for producing a semifinished product for an electrotechnical coil according to claim 1 comprises the following steps:
Schritt A: Anordnen eines elektrisch leitenden Drahts in Wellenform. Step A: Arrange an electrically conductive wire in waveform.
Schritt B: Verbinden wenigstens eines Verbindungsmittels mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Abschnitten des in Wellenform angeordneten Drahts. Step B: bonding at least one bonding means to at least two spaced apart portions of the waved wire.
Schritt C: Umformen des in Wellenform angeordneten Drahts unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts. Step C: Forming the waved wire to form at least one deformation area by changing the cross-sectional shape of the wire.
Durch Anordnung des Drahts in Wellenform wird ein flächiges Gelege gebildet, welches durch das Verbindungsmittel in seiner flächigen Form fixiert wird. In diesem Zustand kann auf besonders einfache Weise eine lokale Veränderung der Querschnittsform des Drahts unter Ausbildung eines oder mehrerer Umform bereiche erfolgen. Sodann kann eine Aufwicklung des wellenförmig angeordneten Drahts derart erfolgen, dass die Umformbereiche exakt oder im Wesentlichen parallel zur Wicklungsachse ausgerichtet sind, damit die Umformbereiche bei der Aufwicklung nicht zusätzlich gekrümmt werden. Bei der nachträglichen Rück- abwicklung des wellenförmig angeordneten Drahts aus dem aufgewickelten Zustand bleibt der lineare bzw. ungekrümmte Zustand der Umformbereiche erhalten. By arranging the wire in a wave form a flat clutch is formed, which is fixed by the connecting means in its planar shape. In this state, a local change in the cross-sectional shape of the wire to form one or more forming areas can be done in a particularly simple manner. Then, a winding of the wave-shaped wire can be made such that the forming areas are aligned exactly or substantially parallel to the winding axis, so that the forming areas are not additionally curved during winding. In the subsequent rewinding of the wave-shaped wire from the wound state, the linear or non-curved state of the deformation regions is maintained.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die relativ einfache Fertigung von gleichmäßig oder konisch ausgeführten Spulen mit konstanter oder sich ändernder Leiterquerschnittsform bei gleichem Flächeninhalt des Leiters und zielt auf die Nutzung der Vorteile der umformenden Herstellung (kein/wenig Materialverlust) und die damit einhergehende Verkürzung von Prozessketten durch den Wegfall von Fertigungs- und Bearbeitungsschritten ab. The present invention enables the relatively simple production of uniform or conical coils with constant or changing conductor cross-sectional shape with the same surface area of the conductor and aims at the use of the advantages of forming production (no / little material loss) and the concomitant shortening of process chains by the Elimination of manufacturing and processing steps.
Es kann von Vorteil sein, wenn das Verfahren wenigstens einen der folgenden zusätzlichen Schritte aufweist: It may be advantageous if the method has at least one of the following additional steps:
Schritt D: Fördern des in Wellenform angeordneten Drahts in seiner Erstreckungsebene, vorzugsweise in einer Förderrichtung, welche einer Legerichtung des Drahts entgegengesetzt ist. Step D: conveying the waved wire in its extension plane, preferably in a conveying direction opposite to a laying direction of the wire.
Schritt E: Aufbringen einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material auf den Draht, vorzugsweise nach Schritt C und/oder vor Schritt G. Step E: Applying a coating of an electrically insulating material to the wire, preferably after step C and / or before step G.
Schritt F: Trocknen der Beschichtung. Schritt G: Aufwickeln des in Wellenform angeordneten Drahts, vorzugsweise derart, dass der wenigstens eine Umformbereich exakt oder im Wesentlichen parallel zur Wicklungsachse ausgerichtet ist. Step F: Dry the coating. Step G: Winding the arranged in waveform wire, preferably such that the at least one forming area is aligned exactly or substantially parallel to the winding axis.
Durch die genannten Schritte kann der Draht für die abschließende Spulenwicklung bereits weitgehend vorgefertigt werden. Durch die Beschichtung kann ein Kurzschluss zwischen den sich möglicherweise kontaktieren Spulenwindungen vermieden werden, insbesondere wenn die Spulenwindungen durch Ausübung einer Druckkraft entlang der Windungsachse zusätzlich verdichtet werden. By the above steps, the wire for the final coil winding can already be largely prefabricated. The coating can avoid a short circuit between the possibly contacting coil windings, in particular if the coil windings are additionally compressed by exerting a compressive force along the winding axis.
Gängige Praxis war z.B. gemäß der EP 2 387 135 A2 die Fertigung und anschließende Beschichtung der Spulen. Das Umstellen der Prozesskette nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist durch Beschichtungsproblematik in Verbindung mit der Umformung motiviert. Die hier vorliegende Prozesskette teilt den Umformvorgang in Vorformen und Wickeln. Common practice has been e.g. according to EP 2 387 135 A2 the production and subsequent coating of the coils. The changeover of the process chain according to the method according to the invention is motivated by coating problems in connection with the forming. The process chain presented here divides the forming process into preforming and winding.
Bisher ist Umformen, Beschichten und Wickeln der Spulen nur ohne eine Zwischenlagerung als Coilmaterial möglich. Die vorliegende Erfindung erzielt eine Erhöhung der Produktivität und der Transportfähigkeit vorgeformter, beschichteter Drahtabschnitte für zu wickelnde Spulen. So far, forming, coating and winding of the coils is possible only without intermediate storage as a coil material. The present invention achieves an increase in productivity and transportability of preformed coated wire sections for coils to be wound.
Es kann aber auch nützlich sein, wenn Schritt A wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: However, it can also be useful if step A has at least one of the following substeps:
Schritt A1 : Bereitstellen des Drahts, vorzugsweise als Endlosdraht, bevorzugt durch Strangpressen, Extrusion oder Abwickeln von einer Spule, wobei der Draht vorzugsweise eine über die Länge konstante Querschnittsform aufweist, bevorzugt eine kreisförmige oder rechteckige Querschnittsform. Step A1: providing the wire, preferably as an endless wire, preferably by extrusion, extrusion or unwinding from a coil, the wire preferably having a cross-sectional shape that is constant over the length, preferably a circular or rectangular cross-sectional shape.
Schritt A2: Verlegen des Drahts in einer Legerichtung unter abwechselnder Bildung von entgegengesetzt gekrümmten ersten und zweiten Schleifen mit jeweils einem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifen ausgebildeten Umformabschnitt. Step A2: Laying the wire in a laying direction with alternately forming oppositely curved first and second loops, each with a formed between two successive loops forming section.
Schritt A3: Biegen des Drahts in Wellenform unter Verwendung von ersten und zweiten Halteeinrichtungen mit jeweils einer Vielzahl von entlang einer Linie angeordneten Halteabschnitten, die vorzugsweise identisch ausgebildet und/oder regelmäßig voneinander beanstandet sind, wobei die Linien, entlang derer die Halteabschnitte der ersten und zweiten Haltereinrichtungen angeordnet sind, bevorzugt horizontal und/oder parallel zu- einander ausgerichtet sind, wobei der Teilschritt A3 vorzugsweise die folgenden Teilschritte umfasst: Step A3: Waveforming the wire using first and second holding means each having a plurality of holding portions arranged along a line, which are preferably formed identically and / or regularly spaced from one another, the lines along which the holding portions of the first and second Holding devices are arranged, preferably horizontally and / or parallel to are aligned with each other, wherein the sub-step A3 preferably comprises the following sub-steps:
Schritt A3-1 : Bildung einer ersten Schleife durch Führung des von der zweiten Halteeinrichtung kommenden Drahts um einen davon abweisenden Teil eines Halteabschnitts der ersten Halteeinrichtung und wieder zurück in Richtung der zweiten Halteeinrichtung, vorzugsweise unter Ausbildung einer Biegung mit kontinuierlichem Biegeradius und/oder in einem Winkel im Bereich von 160° bis 200°, bevorzugt im Bereich von 170° bis 190°, besonders bevorzugt 180°, ohne dass sich der Draht überkreuzt, wobei sich der Draht vorzugsweise entlang der gesamten ersten Schleife oder zumindest eines Teils davon biegeinnenseitig an dem Halteabschnitt der ersten Halteeinrichtung abstützt. Step A3-1: Forming a first loop by guiding the wire coming from the second holding device around a part of a holding section of the first holding device which is repelling it and back again in the direction of the second holding device, preferably forming a bend with a continuous bending radius and / or in one Angle in the range of 160 ° to 200 °, preferably in the range of 170 ° to 190 °, particularly preferably 180 °, without the wire crossing, wherein the wire preferably along the entire first loop or at least a part thereof bending inside of the Supporting portion of the first holding device is supported.
Schritt A3-2: Bildung einer zweiten Schleife durch Führung des von der ersten Halteeinrichtung kommenden Drahts um einen davon abweisenden Teil eines Halteabschnitts der zweiten Halteeinrichtung und wieder zurück in Richtung der ersten Halteeinrichtung, vorzugsweise unter Ausbildung einer Biegung mit kontinuierlichem Biegeradius und/oder in einem Winkel im Bereich von 160° bis 200°, bevorzugt im Bereich von 170° bis 190°, besonders bevorzugt 180°, ohne dass sich der Draht überkreuzt, wobei sich der Draht vorzugsweise entlang der gesamten zweiten Schleife oder zumindest eines Teil davon biegeinnenseitig an dem Halteabschnitt der zweiten Halteeinrichtung abstützt. Step A3-2: Forming a second loop by guiding the wire coming from the first holding device around a part of a holding section of the second holding device and returning it towards the first holding device, preferably forming a bend with a continuous bending radius and / or in one Angle in the range of 160 ° to 200 °, preferably in the range of 170 ° to 190 °, particularly preferably 180 ° without the wire crossing, wherein the wire preferably along the entire second loop or at least a part thereof bending inside of the Supporting portion of the second holding device supported.
Schritt A3-3: Aufbringen einer Zugspannung auf den Draht, sodass die zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schleifen angeordneten Umformabschnitte des Drahts gespannt sind und sich entlang einer geraden Linie erstrecken, wobei die Umformabschnitte vorzugsweise exakt oder im Wesentlichen gleich lang sind und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind und/oder regelmäßig voneinander beabstandet sind. Step A3-3: applying a tensile stress to the wire such that the forming sections of the wire arranged between each two successive loops are stretched and extend along a straight line, wherein the forming sections are preferably exactly or substantially equally long and / or aligned parallel to one another are and / or regularly spaced from each other.
Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln eine plastische Verformung des zunächst linearen Drahts in Wellenform erzielt werden. Die Biegeverformung des Drahtes wird dabei durch entsprechend geformte Halteabschnitte der Halteeinrichtungen sowie durch Ausübung einer Zugkraft, vorzugsweise ausgehend von dem in Legerichtung führenden Ende des Drahtes, begünstigt. Die Biegeradien des Drahtes im Bereich der ersten und zweiten Schleifen sowie die daraus resultierenden Abstände der Umformabschnitte können je nach Beschaffenheit und Dicke des Drahts individuell festgelegt werden. Vorzugsweise sind die Krümmungsradi- en der Halteabschnitte der Halteeinrichtungen auf die gewünschten Biegeradien des Drahts an den jeweiligen Biegeinnenseiten der ersten und zweiten Schleifen abgestimmt. Durch Ausübung einer Zugkraft auf den Draht wird die Formgebung des Drahts begünstigt. Insbesondere wird verhindert, dass der Draht unter dem Einfluss seiner eigenen Gewichtskraft durchhängt, sodass die Umformabschnitte, soweit technisch möglich, in möglichst kleinen Abständen parallel zueinander ausgerichtet sind. Der Abstand zweier benachbarter Umformabschnitte liegt vorzugsweise im Bereich von 100 bis 1000 % des (unverformten) Drahtdurchmessers, bevorzugt im Bereich 200 bis 500 % des (unverformten) Drahtdurchmessers, besonders bevorzugt im Bereich 300 bis 400 % des (unverformten) Drahtdurchmessers. Die Biegeradien im Bereich der ersten und zweiten Schleifen entsprechen dementsprechend den halben Abständen zweier benachbarter Umformabschnitte. Jeder Umformabschnitt erstreckt sich vorzugsweise von einer ersten Schleife bis zu einer darauf folgenden zweiten Schleife oder von einer zweiten Schleife bis zu einer darauf folgenden ersten Schleife. In this way, a plastic deformation of the initially linear wire in waveform can be achieved by simple means. The bending deformation of the wire is thereby facilitated by correspondingly shaped holding portions of the holding devices and by exerting a tensile force, preferably starting from the leading end in the laying direction of the wire. The bending radii of the wire in the region of the first and second loops and the resulting distances of the forming sections can be determined individually depending on the nature and thickness of the wire. Preferably, the curvature radii matched to the desired bending radii of the wire to the respective bending inner sides of the first and second loops of the holding portions of the holding means. By exerting a tensile force on the wire, the shape of the wire is favored. In particular, it is prevented that the wire sags under the influence of its own weight, so that the forming sections, as far as technically possible, are aligned parallel to each other in the smallest possible distances. The distance between two adjacent forming sections is preferably in the range of 100 to 1000% of the (undeformed) wire diameter, preferably in the range 200 to 500% of the (undeformed) wire diameter, more preferably in the range 300 to 400% of the (undeformed) wire diameter. The bending radii in the region of the first and second loops correspondingly correspond to half the distances between two adjacent forming sections. Each forming section preferably extends from a first loop to a subsequent second loop or from a second loop to a subsequent first loop.
Es kann aber auch sinnvoll sein, wenn Schritt B wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: However, it may also be useful if step B has at least one of the following substeps:
Schritt B1 : Bereitstellen wenigstens eines strangförmigen Verbindungsmittels, vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, durch Strangpressen oder Extrusion. Step B1: Provision of at least one strand-shaped connecting means, preferably of metal or plastic, by extrusion or extrusion.
Schritt B2: Verbinden des wenigstens einen strangförmigen Verbindungsmittels mit einem ersten Abschnitt des in Wellenform angeordneten Drahts, vorzugsweise mit einem Umformabschnitt. Step B2: connecting the at least one strand-shaped connecting means to a first section of the waved wire, preferably to a forming section.
Schritt B3: Anordnen des wenigstens einen strangförmigen Verbindungsmittels in Legerichtung des Drahts und/oder quer, vorzugsweise senkrecht, zu dem ersten Abschnitt des in Wellenform angeordneten Drahts, wobei bevorzugt mehrere strangförmige Verbindungsmittel quer oder senkrecht zur Legerichtung des Drahts gleichmäßig von einander beabstandet sind. Step B3: arranging the at least one strand-shaped connection means in the direction of the wire and / or transversely, preferably perpendicularly, to the first section of the waved wire, wherein preferably a plurality of strand-like connection means are spaced evenly from one another transversely or perpendicular to the laying direction of the wire.
Schritt B4: Verbinden des wenigstens einen strangförmigen Verbindungsmittels mit einem zweiten Abschnitt des in Wellenform angeordneten Drahts, vorzugsweise mit einem Umformabschnitt, bevorzugt derart, dass mehrere strangförmige Verbindungsmittel parallel zueinander und/oder parallel zur Legerichtung des Drahts ausgerichtet sind. Step B4: connecting the at least one strand-like connecting means to a second section of the waved wire, preferably with a forming section, preferably such that a plurality of strand-shaped connecting means are aligned parallel to each other and / or parallel to the laying direction of the wire.
Schritt B5: Verbinden des wenigstens einen strangförmigen Verbindungsmittels mit jedem weiteren in Legerichtung folgenden Abschnitt des in Wellenform angeordneten Drahts, vorzugsweise mit jedem weiteren Umformabschnitt, den das wenigstens eine strangförmige Verbindungsmittel in Legerichtung kreuzt. Step B5: connecting the at least one strand-shaped connecting means to each further aligned portion of the undulating member Wire, preferably with each further forming section, which crosses the at least one strand-shaped connecting means in the direction of laying.
Durch das Verbindungsmittel wird der in Wellenform angeordnete Draht in seiner flächigen Ausdehnung fixiert. Dies erweist sich insbesondere für den nachgelagerten Schritt der Umformung des Drahtes unter Ausbildung eines oder mehrerer Umformbereiche durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts als vorteilhaft, weil dazu mit Kraft auf den Draht eingewirkt werden muss. Dies kann dazu führen, dass die Wellenform des Drahts gestört und/oder unterbrochen wird. Genau dies wird durch das Verbindungsmittel verhindert. Das Verbindungsmittel hat demnach eine stabilisierende Funktion, sowohl während der Förderung des in Wellenform angeordneten Drahts in seiner Erstreckungsebene als auch bei einer möglichen nachgelagerten Aufwicklung sowie der entsprechenden Rückabwicklung aus dem aufgewickelten in einen ebenen Zustand. Nach Erfüllung seiner Stabilisierungsfunktion kann das Verbindungsmittel entfernt werden. Aus praktischer Sicht kann das Verbindungsmittel aus dem gleichen Material wie der Draht bestehen. Dabei wird das Verbindungsmittel beispielsweise stranggepresst extrudiert oder von einer Rolle abgewickelt und in einem plastischen und verformbaren Zustand mit dem Draht in Kontakt gebracht, um beim Erkalten eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Draht einzugehen. Das Verbindungsmittel kann stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit dem Draht verbunden werden. Vorzugsweise wird an jeder Verbindungsstelle die gleiche Verbindungsart gewählt. By the connecting means of the arranged in waveform wire is fixed in its planar extent. This proves particularly for the downstream step of forming the wire to form one or more forming areas by changing the cross-sectional shape of the wire as advantageous because it must be acted upon with force on the wire. This can cause the waveform of the wire to be disturbed and / or interrupted. This is precisely what is prevented by the connecting means. The connecting means thus has a stabilizing function, both during the promotion of the waved wire in its plane of extent and in a possible downstream winding and the corresponding rewinding from the wound in a flat state. After fulfilling its stabilizing function, the connecting means can be removed. From a practical point of view, the connecting means may be made of the same material as the wire. In this case, the connecting means is for example extruded extruded or unwound from a roll and placed in a plastic and deformable state with the wire in contact to enter into a cohesive connection with the wire when cooling. The connecting means can be materially and / or positively and / or non-positively connected to the wire. Preferably, the same type of connection is selected at each connection point.
Es kann aber auch von Vorteil sein, wenn Schritt C wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: However, it can also be advantageous if step C has at least one of the following substeps:
Schritt C1 : Umformung des Drahts unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs unter Beibehaltung der Querschnittsfläche des Drahts, wobei die Querschnittsform vorzugsweise ausgehend von einer runden oder rechteckigen Querschnittsform in eine ovale, rechteckige oder trapezförmige Querschnittsform geändert wird. Step C1: Forming the wire to form at least one deformation area while maintaining the cross-sectional area of the wire, wherein the cross-sectional shape is preferably changed from a round or rectangular cross-sectional shape to an oval, rectangular or trapezoidal cross-sectional shape.
Schritt C2: Umformung des Drahts unter Ausbildung mehrerer Umformbereiche, welche jeweils die gleiche Länge und/oder die gleiche Querschnittsform aufweisen. Step C2: forming the wire to form a plurality of deformation regions, each having the same length and / or the same cross-sectional shape.
Schritt C3: Umformung des Drahts unter Ausbildung mehrerer voneinander beanstandeter Umformbereiche innerhalb desselben Umformabschnitts des Drahts, wobei sich die mehreren Umformbereiche vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Verbindungsmitteln befinden. Schritt C4: Umformung des Drahts unter Ausbildung mehrerer voneinander beanstandeter Umformbereiche innerhalb desselben Umformabschnitts des Drahts, wobei sich die mehreren Umformbereiche vorzugsweise auf unterschiedlichen Seiten desselben Verbindungsmittels befinden. Step C3: forming the wire to form a plurality of mutually objectionable forming regions within the same forming section of the wire, wherein the plurality of forming sections are preferably located between two adjacent connecting means. Step C4: Re-forming the wire to form a plurality of mutually objectionable forming regions within the same forming section of the wire, wherein the plurality of forming sections are preferably located on different sides of the same connecting means.
Schritt C5: Umformung des Drahts in mehreren oder allen Umformabschnitten des Drahts nach einem sich wiederholenden Muster, vorzugsweise derart, dass mehrere oder alle Umformabschnitte des Drahts identische Umform bereiche aufweisen. Step C5: forming the wire in several or all of the forming sections of the wire according to a repeating pattern, preferably such that several or all of the forming sections of the wire have identical forming sections.
Schritt C6: Umformung des Drahts durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts gemäß der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 224 837.5. Step C6: Reshaping the wire by changing the cross-sectional shape of the wire according to the German patent application DE 10 2016 224 837.5.
Die Umformung des Drahtes dient der vorgreiflichen Veränderung der Querschnittsform, sodass der Draht bei einer entsprechenden Biegung im Wege der Herstellung der elektrotechnischen Spule idealerweise wieder die ursprüngliche Querschnittsform im unverformten Zustand einnimmt. Entsprechende Techniken sind in der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 224 837.5 beschrieben, deren Inhalte durch Bezugnahme vollumfänglich in der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung enthalten sind. The deformation of the wire serves the vorgreiflichen change in the cross-sectional shape, so that the wire ideally takes the original cross-sectional shape in the undeformed state at a corresponding bend in the way of making the electrical coil. Corresponding techniques are described in German patent application DE 10 2016 224 837.5, the contents of which are incorporated by reference in their entirety in the disclosure of the present application.
Es kann aber auch sinnvoll sein, wenn Schritt G wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: However, it can also be useful if step G has at least one of the following substeps:
Schritt G1 : Bereitstellen einer Einrichtung zum Aufwickeln des in Wellenform angeordneten Drahts, sodass die Wicklungsachse der Einrichtung unterhalb des in Wellenform angeordneten Drahts angeordnet ist. Step G1: Providing means for winding the waved wire so that the winding axis of the device is located below the waved wire.
Schritt G2: Fördern des in Wellenform angeordneten Drahts in Förderrichtung in einer zur Wicklungsachse parallelen Ebene. Step G2: conveying the waved wire in the conveying direction in a plane parallel to the winding axis.
Schritt G3: Aufrollen des in Förderrichtung vorderen Endes des in Wellenform angeordneten Drahts um die Wicklungsachse, sodass der wenigstens eine Umformbereich des Drahts, vorzugsweise die Umformabschnitte des Drahts, parallel zur Wicklungsachse ausgerichtet ist/sind. Step G3: rolling up the forward end of the waved wire in the conveying direction about the winding axis so that the at least one forming portion of the wire, preferably the forming portions of the wire, is / are aligned parallel to the winding axis.
Schritt G4: Fixieren des in Wellenform angeordneten Drahts in einem um die Wicklungsachse aufgewickelten Zustand. Durch diese Maßnahmen kann der in Wellenform angeordnete Draht besonders kompakt in Coilform angeordnet werden, wobei eine unbeabsichtigte Verformung der parallel zur Wicklungsachse ausgerichteten Umformabschnitte vermieden werden kann. Step G4: Fix the waved wire in a state wound around the winding axis. By these measures, the arranged in waveform wire can be arranged in a particularly compact coil shape, with an unintentional deformation of the parallel aligned to the winding axis forming sections can be avoided.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend: Another independent aspect of the invention relates to a device for producing a semifinished product for an electrotechnical coil, in particular for carrying out the method according to one of claims 1 to 6, comprising:
Eine Einrichtung zur Anordnung eines elektrisch leitenden Drahts in Wellenform, vorzugsweise umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale: A device for arranging an electrically conductive wire in waveform, preferably comprising at least one of the following features:
Eine Spule, von welcher der Draht vorzugsweise kontinuierlich abgewickelt werden kann. A coil from which the wire can preferably be unwound continuously.
Erste und zweite Halteeinrichtungen mit jeweils einer Vielzahl von entlang einer Linie angeordneten Halteabschnitten, wobei die Linien, entlang derer die Halteabschnitte der ersten und zweiten Halteeinrichtungen angeordnet sind, vorzugsweise horizontal und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Halteabschnitte der ersten Halteeinrichtung und/oder die Halteabschnitte der zweiten Halteeinrichtung bevorzugt gleichmäßig voneinander beabstandet sind. First and second holding means each having a plurality of holding portions arranged along a line, wherein the lines along which the holding portions of the first and second holding means are arranged are preferably aligned horizontally and / or parallel to each other, wherein the holding portions of the first holding means and / or the holding portions of the second holding device are preferably evenly spaced from each other.
Ein Drahtverlegewerkzeug, welches ausgebildet ist, um in Legerichtung des Drahts abwechselnd eine erste Schleife um einen Halteabschnitt der ersten Halteeinrichtung und eine zweite Schleife um einen Halteabschnitt der zweiten Halteeinrichtung zu bilden, sodass sich jeweils ein Umformabschnitt des Drahts zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifen erstreckt. A wire laying tool configured to alternately form, in the laying direction of the wire, a first loop around a holding portion of the first holder and a second loop around a holding portion of the second holder such that each forming portion of the wire extends between two successive loops.
Eine Einrichtung zur Verbindung des Verbindungsmittels mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Abschnitten des in Wellenform angeordneten Drahts. Means for connecting the connecting means to at least two spaced-apart portions of the waved wire.
Eine Einrichtung zur Umformung des in Wellenform angeordneten Drahts unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts. A device for forming the arranged in waveform wire to form at least one forming area by changing the cross-sectional shape of the wire.
Es kann nützlich sein, wenn die Vorrichtung wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: It may be useful if the device has at least one of the following features:
Eine Einrichtung zur Förderung des in Wellenform angeordneten Drahts in seiner Er- streckungsebene, vorzugsweise eine Einrichtung zur simultanen Förderung der Hai- teabschnitte der ersten und zweiten Halteeinrichtungen in Förderrichtung entlang der jeweiligen Linie, entlang der die Halteabschnitte der jeweiligen Halteeinrichtung angeordnet sind, bevorzugt kontinuierlich oder diskontinuierlich, besonders bevorzugt in Förderrichtung und/oder entgegen der Legerichtung des Drahts. A device for conveying the wavy wire in its plane of extension, preferably a device for the simultaneous conveyance of the shark teabschnitte of the first and second holding devices in the conveying direction along the respective line along which the holding portions of the respective holding device are arranged, preferably continuously or discontinuously, more preferably in the conveying direction and / or against the laying direction of the wire.
Eine Einrichtung zur Aufbringung einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material auf den Draht. A device for applying a coating of an electrically insulating material to the wire.
Eine Einrichtung zur Trocknung der Beschichtung. A device for drying the coating.
Eine Einrichtung zur Aufwicklung des in Wellenform angeordneten Drahts, wobei die Einrichtung vorzugsweise als Haspel ausgebildet ist und um eine zur Erstreckungs- ebene des in Wellenform angeordneten Drahts parallele Achse drehbar ist, wobei die Förderrichtung des Drahts exakt oder im Wesentlichen tangential zur Umfangsrich- tung der Einrichtung verläuft. A device for winding the waved wire, wherein the device is preferably designed as a reel and is rotatable about an axis parallel to the extension plane of the waved wire, the conveying direction of the wire exactly or substantially tangential to the circumferential direction of the Establishment runs.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft ein Halbzeug für eine elektrotechnische Spule, vorzugsweise hergestellt mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, umfassend: Another independent aspect of the invention relates to a semifinished product for an electrotechnical coil, preferably produced by the method according to one of claims 1 to 6 and / or using the device according to one of claims 7 or 8, comprising:
Einen in Wellenform angeordneten, elektrisch leitenden Draht. An undulating, electrically conductive wire.
- Wenigstens ein Verbindungsmittel, das mit wenigstens zwei voneinander beabstan- deten Abschnitten des in Wellenform angeordneten Drahts verbunden ist. At least one connecting means connected to at least two spaced apart portions of the waved wire.
- Wenigstens einen Umform bereich, in welchem der in Wellenform angeordnete Draht unter Veränderung seiner Querschnittsform umgeformt ist. At least one forming area in which the waved wire is deformed changing its cross-sectional shape.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule, umfassend die Schritte: A further aspect of the invention relates to a method for producing a semifinished product for an electrotechnical coil, comprising the steps:
Schritt X: Anordnen eines elektrisch leitenden Drahts, so dass wenigstens zwei Abschnitte des Drahts exakt oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Step X: Arrange an electrically conductive wire so that at least two sections of the wire are arranged exactly or substantially parallel to each other.
Schritt Y: Verbinden wenigstens eines Verbindungsmittels mit wenigstens zwei exakt oder im Wesentlichen parallelen Abschnitten des Drahts. Schritt Z: Umformen des Drahts unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts. Step Y: connecting at least one connecting means with at least two exactly or substantially parallel sections of the wire. Step Z: Forming the wire to form at least one deformation area by changing the cross-sectional shape of the wire.
Das Verfahren nach diesem Aspekt der Erfindung kann mit allen hierin offenbarten Ausbildungen kombiniert werden. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich durch Kombination der Merkmale, die in den Ansprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung offenbart sind. The method of this aspect of the invention may be combined with all of the embodiments disclosed herein. Further preferred embodiments of the present invention are achieved by combining the features disclosed in the claims, the drawings and the description.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule. Figure 1 is a schematic plan view of an apparatus for producing a semifinished product for an electrical coil.
Figur 2 eine perspektivische schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1. FIG. 2 shows a perspective schematic side view of the device according to the invention according to FIG. 1.
Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Detailed Description of the Preferred Embodiment
Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 1 shows a schematic plan view of an inventive device 10 for producing a semifinished product for an electrical coil according to the preferred embodiment of the invention.
Die Vorrichtung 10 umfasst im einen rechteckigen und ebenen Arbeitsbereich 10A mit einer horizontalen Oberfläche zur Anordnung des Drahtes 1 in Wellenform W sowie eine an eine kürzere Seite des rechteckigen Arbeitsbereichs 10A anschließende Haspel/Trommel 10B zur Aufwicklung des flächigen Drahtgeleges entlang seiner Legerichtung L. The apparatus 10 comprises a rectangular and flat working area 10A with a horizontal surface for arranging the wire 1 in waveform W and a reel / drum 10B following a shorter side of the rectangular working area 10A for winding the flat wire mesh along its laying direction L.
Im ersten Arbeitsbereich 10A befindet sich eine Endlosspule 1 1 , von der ein Draht 1 aus elektrisch leitendem Material wie zum Beispiel Kupfer oder Messing oder einer Legierung abgerollt und einem sich quer zur Legerichtung L hin- und herbewegenden Drahtlegewerkzeug 12 zugeführt wird. In the first working area 10A is an endless coil 1 1, from which a wire 1 of electrically conductive material such as copper or brass or an alloy is unrolled and a transversely to the laying direction L reciprocating wire laying tool 12 is supplied.
Entlang des rechteckigen und horizontalen Arbeitsbereichs 10A erstrecken sich beidseitig davon erste und zweite Halteeinrichtungen 13a und 13b mit einer Vielzahl von regelmäßig beabstandeten Halteabschnitten (nicht dargestellt), die zur Verlegung des elektrisch leitenden Drahts 1 in Wellenform W dienen. Die Halteabschnitte befinden sich jeweils an Zugketten (nicht dargestellt), die in einer Ebene senkrecht zur Blattebene umlaufen und können jeweils simultan zueinander schrittweise oder kontinuierlich in Förderrichtung F bewegt werden. Along the rectangular and horizontal working area 10A extend on both sides thereof first and second retainers 13a and 13b having a plurality of regularly spaced holding portions (not shown) which serve to lay the electrically conductive wire 1 in waveform W. The holding sections are each on train chains (not shown), which rotate in a plane perpendicular to the sheet level and can are moved simultaneously in stepwise or continuously in the conveying direction F to each other.
Unter Verwendung der ersten und zweiten Halteeinrichtungen 13a und 13b wird nun der Draht wellenförmig angeordnet, indem (nach Fixierung des führenden Endes des Drahts 1 ) abwechselnd erste und zweite Schleifen 1 a, 1 b unter Verwendung der ersten und zweiten Halteeinrichtungen 13a, 13b gebildet werden, sodass jeweils ein sich in gerader Linie erstreckender Umformabschnitt 1 c zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifen 1 a, 1 b angeordnet ist, der sich von einer dieser Schleifen 1 a, 1 b bis zur darauf folgenden Schleife 1 b, 1 a erstreckt. Using the first and second holding means 13a and 13b, the wire is now waved by alternately forming first and second loops 1a, 1b using the first and second holding means 13a, 13b (after fixing the leading end of the wire 1) , So that in each case a straight extending forming section 1 c between two successive loops 1 a, 1 b is arranged, which extends from one of these loops 1 a, 1 b to the subsequent loop 1 b, 1 a.
Die Bildung einer ersten Schleife 1 a wird bewerkstelligt durch Führung des von der zweiten Halteeinrichtung 13b (d.h. aus dieser Richtung) kommenden Drahtes 1 um einen davon abweisenden Teil eines Halteabschnitts der ersten Halteeinrichtung 13a und wieder zurück in Richtung der zweiten Halteeinrichtung 13b mit kontinuierlichem Biegeradius und einem Biegewinkel von 180°, sodass sich der Draht 1 nicht überkreuzt. The formation of a first loop 1 a is accomplished by guiding the coming of the second holding device 13 b (ie from this direction) wire 1 around a part thereof rejecting a holding portion of the first holding means 13 a and back toward the second holding means 13 b with a continuous bending radius and a bending angle of 180 °, so that the wire 1 does not cross.
Im Wesentlichen spiegelsymmetrisch dazu wird die Bildung einer zweiten Schleife 1 b bewerkstelligt durch Führung des von der ersten Halteeinrichtung 13a (d.h. aus dieser Richtung) kommenden Drahts 1 um einen davon abweisenden Teil eines Halteabschnitts der zweiten Halteeinrichtung 13b und wieder zurück in Richtung der ersten Halteeinrichtung 13a mit kontinuierlichem Biegeradius und einem Biegewinkel von 180°, sodass sich der Draht 1 nicht überkreuzt und die jeweils benachbarten Umformabschnitte 1 c horizontal und parallel zueinander in regelmäßigen Abständen sowie senkrecht zu den beiden Halteeinrichtungen 13a und 13b ausgerichtet sind. Essentially mirror-symmetrically, the formation of a second loop 1 b is accomplished by guiding the wire 1 coming from the first holding device 13a (ie from this direction) about a part of a holding section of the second holding device 13b which is repelling it and back again in the direction of the first holding device 13a with a continuous bending radius and a bending angle of 180 °, so that the wire 1 does not cross and the respective adjacent forming sections 1 c are aligned horizontally and parallel to one another at regular intervals and perpendicular to the two holding devices 13a and 13b.
Um ein Einknicken des Drahtes 1 im Bereich der ersten und zweiten Schleifen 1 a, 1 b zu vermeiden, wird der Draht 1 vorzugsweise im gesamten Biegebereich der ersten und zweiten Schleifen 1 a, 1 b biegeinnenseitig an den jeweiligen Halteabschnitten der ersten bzw. zweiten Halteeinrichtung 13a, 13b abgestützt. In order to avoid a buckling of the wire 1 in the region of the first and second loops 1 a, 1 b, the wire 1 is preferably in the entire bending region of the first and second loops 1 a, 1 b inside bending on the respective holding portions of the first and second holding device 13a, 13b supported.
Die Formgebung des Drahts 1 in Wellenform kann dadurch unterstützt werden, dass beispielsweise durch das Drahtlegewerkzeug 12 eine Zugspannung auf den Draht 1 aufgebracht wird, sodass sich der Draht 1 spannt und sich die Schleifen 1 a, 1 b eng um die jeweiligen Halteabschnitte der Halteeinrichtungen 13a und 13b legen und die Umformabschnitte 1 c straff gespannt sind und unter der Einwirkung ihrer eigenen Gewichtskraft nicht durchhän- gen. In diesem Zustand sind die ersten und zweiten Schleifen 1 a, 1 b sowie Umformabschnitte 1 c untereinander jeweils identisch ausgebildet und erstrecken sich exakt in einer horizontalen Ebene. Der Draht 1 umfasst eine Vielzahl von Wellen, die jeweils aus einer ersten Schleife 1 a, einer zweiten Schleife 1 b und einem dazwischen angeordneten Umformabschnitt 1 c bestehen. Alle Wellen weisen die gleiche Form auf und sind hinsichtlich ihrer Länge und Breite gleich. The shape of the wire 1 in waveform can be supported by, for example, by the wire laying tool 12, a tensile stress is applied to the wire 1, so that the wire 1 spans and the loops 1 a, 1 b closely around the respective holding portions of the holding means 13 a and 13b and that the forming sections 1 c are taut and do not sag under the effect of their own weight. In this state, the first and second loops 1 a, 1 b and forming sections 1 c each formed identical to each other and extend exactly in a horizontal plane. The wire 1 comprises a plurality of shafts, each consisting of a first loop 1 a, a second loop 1 b and arranged therebetween forming section 1 c. All waves have the same shape and are the same in length and width.
Das dadurch gebildete, flächige Drahtgelege mit dem in Wellenform W angeordneten Draht 1 wird durch einen symmetrischen Antrieb der Halteeinrichtungen 13a, 13b in einer zur Drahtlegerichtung L entgegengesetzt ausgerichteten Förderrichtung F gefördert. Die Förderung ist dabei kontinuierlich oder diskontinuierlich, wobei die Fördergeschwindigkeit auf die Produktionsgeschwindigkeit des Drahtlegewerkzeugs 12 abgestimmt ist, sodass jede von dem Drahtlegewerkzeug 12 neu erzeugte Welle der in Wellenform W angeordnete Draht 1 um die Länge einer Welle in Fördererrichtung F gefördert wird. The thus formed, flat Drahtgelege with the arranged in waveform W wire 1 is conveyed by a symmetrical drive of the holding means 13a, 13b in a direction opposite to the wire-laying direction L conveying direction F. In this case, the conveying is continuous or discontinuous, wherein the conveying speed is matched to the production speed of the wire laying tool 12, so that each wave 1 newly generated by the wire laying tool 12 is conveyed by the length of a shaft in the conveying direction F.
In Schritt B des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nun Querverbindungen zwischen dem in Wellenform W angeordneten Draht 1 hergestellt, indem strangförmige Verbindungsmittel 2 mit voneinander beanstandeten Abschnitten des Drahtes 1 verbunden werden. Eine entsprechende Einrichtung 14 zur Bereitstellung von Verbindungsmitteln 2 stellt im vorliegenden Beispiel drei jeweils als Endlosstrang ausgebildete Verbindungsmittel 2 bereit, die sich parallel zueinander sowie parallel zu der Förderrichtung F und parallel zu den Halteeinrichtungen 13a und 13b erstrecken und in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Verbindungsmittel 2 aus demselben Material wie der Draht 1 hergestellt, weisen jedoch eine geringere Querschnittsfläche auf. Vorzugsweise wird jedes strangförmige Verbindungsmittel 2 von der Einrichtung 14 in Endlosform und in einem plastischen Zustand bereitgestellt, sodass durch geringfügige Ausübung von Druck auf das Verbindungsmittel 2 in Richtung des damit zu verbindenden Drahts 1 , gegebenenfalls ausschließlich unter dem Einfluss der Schwerkraft, eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Verbindungsmittel 2 und dem Draht 1 erzielt werden kann. Das erste Verbindungsmittel 2 (in Fördererrichtung F links) erstreckt sich dabei jeweils (in Förderrichtung F rechts) knapp neben den ersten Schleifen 1 a senkrecht zu den zueinander parallelen Umformabschnitten 1 c. Das zweite Verbindungsmittel 2 (in Fördererrichtung F weiter rechts) erstreckt sich in einem etwas größeren Abstand von den zweiten Schleifen 1 b senkrecht zu den zueinander parallelen Umformabschnitten 1 c. Das dritte Verbindungsmittel 2 verläuft mittig auf halbem Abstand zwischen den ersten und zweiten Verbindungsmitteln 2 senkrecht zu den zueinander parallelen Umformabschnitten 1 c. In Schritt C wird der in Fördererrichtung F geförderte und in Wellenform W angeordnete Draht 1 einer Umformung unter Ausbildung mehrerer Umformbereiche 3 durch Veränderung der Querschnittsform des Drahtes 1 unterzogen, genauer gesagt unter Ausbildung von insgesamt vier Umformbereichen 3 für jeden Umformabschnitt 1 c. In jedem Umformabschnitt 1 c sind zwei Umform bereiche 3 zwischen dem ersten und dem dritten Verbindungsmittel 2 angeordnet, und jeweils zwei Umformbereiche 3 sind zwischen dem zweiten und dem dritten Verbindungsmittel 2 angeordnet. In diesen Umformbereichen 3 ist die Querschnittsform des Drahtes 1 beispielsweise von rund auf oval, rechteckig oder trapezförmig vorgreiflich geändert, sodass bei einer nachträglichen Biegung des Drahtes 1 in jedem dieser Umformbereiche 3 im Wege der Herstellung der elektrotechnischen Spule nach der erfolgten Biegung wieder der Ausgangsquerschnitt vor der Umformung vorliegt. Ein Verfahren zur vorgreifli- chen Änderung der Querschnittsform eines elektrischen Leiters unter Verlagerung des Flächenschwerpunkts der Querschnittsform weg von der Profilachse mit anschließender Biegung zur Rückverlagerung des Flächenschwerpunkts der Querschnittsform in Richtung der Profilachse ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 224 837.5 bekannt. Die Inhalte der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 224 837.5 sind durch Bezugnahme vollumfänglich hierin enthalten, sodass sie zum Offenbarungsgehalt der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen der vorliegenden Anmeldung zählen. In step B of the method according to the invention, cross-connections are now made between the wire 1 arranged in the form of a wave W by connecting strand-shaped connecting means 2 to sections of the wire 1 which are subject to one another. A corresponding device 14 for the provision of connecting means 2 provides in the present example, three each formed as a continuous strand connecting means 2, which extend parallel to each other and parallel to the conveying direction F and parallel to the holding means 13a and 13b and are arranged at regular intervals from each other. Preferably, the connecting means 2 are made of the same material as the wire 1, but have a smaller cross-sectional area. Preferably, each strand-shaped connecting means 2 is provided by the device 14 in an endless form and in a plastic state, so that by slight exertion of pressure on the connecting means 2 in the direction of the wire 1 to be connected therewith, optionally exclusively under the influence of gravity, a cohesive connection between the connecting means 2 and the wire 1 can be achieved. The first connection means 2 (in the conveyor direction F on the left) extends in each case (in the conveying direction F on the right) just next to the first loops 1a perpendicular to the mutually parallel forming sections 1c. The second connection means 2 (in the conveyor direction F further to the right) extends at a slightly greater distance from the second loops 1b perpendicular to the mutually parallel forming sections 1c. The third connecting means 2 extends centrally at half the distance between the first and second connecting means 2 perpendicular to the mutually parallel forming sections 1 c. In step C, the conveyed in the conveying direction F and arranged in waveform W wire 1 is subjected to forming to form a plurality of forming regions 3 by changing the cross-sectional shape of the wire 1, more specifically to form a total of four forming regions 3 for each forming section 1 c. In each forming section 1 c two forming regions 3 are arranged between the first and the third connecting means 2, and two forming regions 3 are respectively arranged between the second and the third connecting means 2. In these forming regions 3, the cross-sectional shape of the wire 1, for example, changed from round to oval, rectangular or trapezoidal vorgreiflich, so that in a subsequent bending of the wire 1 in each of these forming regions 3 by way of manufacturing the electrical coil after the successful bending again the output cross section the transformation is present. A method for vorgreifllichen change of the cross-sectional shape of an electrical conductor with displacement of the centroid of the cross-sectional shape away from the profile axis with subsequent bending to the return displacement of the centroid of the cross-sectional shape in the direction of the profile axis is known from German Patent Application DE 10 2016 224 837.5. The contents of German patent application DE 10 2016 224 837.5 are incorporated by reference herein in their entirety, so that they form part of the disclosure of the original application documents of the present application.
Optional wird das flächige Drahtgelege in Schritt E vor dem Aufwickeln noch beschichtet, beispielsweise durch eine elektrisch isolierende Schicht aus Kunststoff oder dergleichen, und in Schritt F getrocknet. Optionally, the flat wire layer is coated in step E prior to winding, for example, by an electrically insulating layer of plastic or the like, and dried in step F.
In Schritt G erfolgt sodann das Aufwickeln des flächigen Drahtgeleges im Arbeitsbereich 10B der Vorrichtung 10 mit einer entsprechenden Einrichtung bzw. Trommel 16 um eine zur Oberfläche des Arbeitsbereichs 10A der Vorrichtung parallele und unterhalb davon angeordnete Wicklungsachse X in Förderrichtung F und entgegen der Drahtlegerichtung L. Beginnend an dem von dem Drahtlegewerkzeug 12 abgewandten Ende wird der in Wellenform W angeordnete Draht 1 nun so aufgerollt, dass alle ersten Schleifen 1 a und alle zweiten Schleifen 1 b an unterschiedlichen axialen Enden der Wicklung in radialer Richtung bezüglich der Wicklungsachse X übereinander liegen und alle Umformabschnitte 1 c exakt parallel zur Wicklungsachse X ausgerichtet sind, sodass sie durch die Aufwicklung weder verbogen noch geknickt werden. Die notwendige Verformung des Drahts 1 zur Überführung aus dem ebenen Zustand, wie er im Abschnitt 10A der Vorrichtung 10 hergestellt wird, in den aufgewickelten oder aufgerollten Zustand, wie er zur Bevorratung sowie zum Transport des Halbzeugs im Arbeitsbereich 10B der Vorrichtung 10 erzeugt wird, wird durch Biegeverformung der randseitig angeordneten ersten und zweiten Schleifen 1 a, 1 b bewerkstelligt. In step G, the winding of the flat wire mesh in the working area 10B of the device 10 then takes place with a corresponding device or drum 16 about a winding axis X parallel to the surface of the working area 10A of the device and arranged below it in the conveying direction F and counter to the wire laying direction L. At the end facing away from the wire laying tool 12, the wire 1 arranged in the wave form W is rolled up such that all the first loops 1a and all the second loops 1b lie one above the other at different axial ends of the winding in the radial direction with respect to the winding axis X and all the forming sections 1 c are aligned exactly parallel to the winding axis X, so that they are neither bent nor kinked by the winding. The necessary deformation of the wire 1 for transfer from the flat state, as it is produced in the section 10A of the device 10, in the wound or rolled up state, as for the storage and transport of the semifinished product is produced in the working area 10B of the device 10 is accomplished by bending deformation of the edge arranged on the first and second loops 1 a, 1 b.
In diesem aufgewickelten bzw. aufgerollten Zustand kann der in Wellenform W angeordnete Draht 1 einfach gelagert und zu seinem Bestimmungsort transportiert werden. Durch Überführung aus dem aufgewickelten bzw. aufgerollten Zustand in einen ebenen Zustand kann die Spule vor Ort fertiggestellt werden, da die für den bestimmungsgemäßen Anwendungsfall notwendigen Vorkehrungen, einschließlich der Umformung des Drahts 1 in den Umformbereichen 3, bereits getroffen worden sind. Vor der Herstellung der elektrotechnischen Spule aus dem vorbereiteten Halbzeug können die Verbindungsmittel 2 getrennt und entfernt werden, da sie primär die Funktion haben, die flächige Anordnung des Drahtgeleges zu fixieren und insbesondere vor dem Aufwickeln/Aufrollen desselben ein Verschieben der Umformabschnitte 1 c bezüglich der Wicklungsachse X zu verhindern. Nach der RückÜberführung des Drahtes 1 aus dem aufgewickelten bzw. aufgerollten Zustand in den ebenen Zustand sind die Verbindungsmittel 2 in der Regel entbehrlich. In this wound state, the wire 1 arranged in waveform W can be easily stored and transported to its destination. By transfer from the wound or rolled up state into a flat state, the coil can be completed on site, since the measures necessary for the intended application, including the deformation of the wire 1 in the forming regions 3, have already been made. Before the production of the electrical coil from the prepared semi-finished product, the connecting means 2 can be separated and removed, since they primarily have the function to fix the planar arrangement of the wire mesh and in particular before winding / rolling the same a displacement of the forming sections 1 c with respect to the winding axis X to prevent. After the return transfer of the wire 1 from the wound or rolled-up state into the planar state, the connecting means 2 are generally expendable.
Im Ergebnis lassen sich durch die erfindungsgemäße Vorformbildung für eine elektrotechnische Spule in Umformtechnik mit folgenden Merkmalen folgende Vorteile realisieren: As a result, the following advantages can be realized by the preform formation according to the invention for an electrotechnical coil in forming technology with the following features:
Das hochproduktive Herstellungsverfahren für Halbzeuge einer solchen Spule nach der Erfindung betrifft insbesondere die umformende Herstellung der Vorform einer elektrotechnischen Spule aus stromleitenden Werkstoffen. The highly productive production process for semi-finished products of such a coil according to the invention relates in particular to the forming production of the preform of an electrotechnical coil made of current-conducting materials.
Im Gegensatz zu den herkömmlichen und auf Einzelspulen ausgerichteten Lösungen, die eine Umformung in Längsorientierung erfordern, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren die Drahtmittelachse vor dem Aufwickeln idealerweise um 90° gedreht, um eine Packe- tierung von Endlosdraht mit querschnittsveränderlicher Formgebung zu erreichen. In contrast to the conventional and single-coil oriented solutions, which require a longitudinal orientation, the wire central axis is ideally rotated by 90 ° before winding, according to the inventive method, in order to achieve a packing of endless wire with cross-sectional shape.
Dabei wird das Prinzip der Nähgewirkeherstellung sinngemäß auf einen elektrisch leitenden Draht 1 übertragen, wobei jedoch kein Faden in den Halteeinrichtungen 13a, 13b eingelegt wird, sondern Drahtmaterial. The principle of Nähgewirkeherstellung is analogously transmitted to an electrically conductive wire 1, but no thread in the holding devices 13a, 13b is inserted, but wire material.
Die Halteeinrichtungen 13a, 13b verfügen über für die Drahtaufnahme und Positionierung/Fixierung geeignete Halteabschnitte (nicht gezeigt), in denen der Draht 1 eingehängt und in Schleifen 1 a, 1 b geformt werden kann. Die kontiniuerlich bzw. quasikontinuierlich oder schrittweise angetriebenen Halteeinrichtungen 13a, 13b führen den Draht 1 einem oder mehreren Wirkbereichen/Maschinen bzw. nachgelagerten Einrichtungen 14, 15 und 16 zu. The holding devices 13a, 13b have holding sections (not shown) which are suitable for wire reception and positioning / fixing and in which the wire 1 can be suspended and formed into loops 1a, 1b. The continuous or quasi-continuous or incrementally driven holding devices 13a, 13b guide the wire 1 to one or more effective regions / machines or downstream devices 14, 15 and 16.
Mindestens eine Einrichtung 15 zur Umformung des Drahts 1 dient der abschnittsweisen Formgebung unter Veränderung der Querschnittsform des Drahts 1 in einem oder mehreren Umformbereichen 3. At least one device 15 for reshaping the wire 1 is used for section-wise shaping while changing the cross-sectional shape of the wire 1 in one or more deformation regions 3.
Eine Einrichtung zur Aufbringung einer Beschichtung kann integriert werden und/oder eine Einrichtung zur Temperierung / Trocknung des Drahtmaterials (nicht gezeigt). A device for applying a coating can be integrated and / or a device for tempering / drying the wire material (not shown).
Zur Fixierung des in Wellenform W angeordneten Drahts 1 kann eine Einrichtung 14 zum Verbinden des Drahtes 1 mit einem Verbindungsmittel 2 bzw. eine„Einrichtung zum Vernähen" vorgesehen werden. For fixation of the wire 1 arranged in wave form W, a device 14 for connecting the wire 1 to a connection means 2 or a "sewing device" can be provided.
Am Ende kann das so entstandene Umform- oder Umformnähdrahtgelege auf einem Haspel 16 aufgewickelt werden. At the end, the resulting forming or Umformnähdrahtgelege can be wound on a reel 16.
Der wichtigste Vorteil der Erfindung ist die Wirtschaftlichkeit der Herstellung bei geringem Einsatz an Fertigungsmitteln (vgl. Spule in Gießtechnik hat verlorenen Kern). Des Weiteren ist die Verwendung von verhältnismäßig preisgünstigen Halbzeugen (sprich Runddraht) einsetzbar. The most important advantage of the invention is the economy of production with low use of production means (see coil in casting has lost core). Furthermore, the use of relatively inexpensive semi-finished products (ie round wire) can be used.
Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip ist die Vorform vollständiger Spulenwicklungen am Endlosleiter herstellbar. Durch die kontinuierliche Fertigungsfolge ergibt sich eine sehr hohe Produktivität. Durch die kompakte Anordnung des flächigen Drahtgeleges im aufgewickelten Zustand sind auch lange vorbereitete Drahtabschnitte für die Weiterverarbeitung transportfähig und kompakt lagerbar. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die Beschichtung des Drahtes 1 direkt nach der Umformung aufgebracht werden. Die Beschichtung kann extern erfolgen durch Handling in Form eines Coils; Coilbreite und Spulenwicklungslänge müssen nicht korrelieren. According to the principle of the invention, the preform of complete coil windings can be produced on the endless conductor. The continuous production sequence results in a very high productivity. Due to the compact arrangement of the flat wire mesh in the wound state, long-prepared wire sections can be transported and compactly stored for further processing. According to an advantageous development, the coating of the wire 1 can be applied directly after the forming. The coating can be done externally by handling in the form of a coil; Coil width and coil winding length need not correlate.
Anstelle eines Drahts 1 mit kreisförmiger bzw. runder Querschnittsform kann auch ein Draht 1 mit polygonaler, insbesondere rechteckiger Querschnittform als Halbzeug eingesetzt werden. Instead of a wire 1 having a circular or round cross-sectional shape, it is also possible to use a wire 1 with a polygonal, in particular rectangular, cross-sectional shape as semifinished product.
Des Weiteren gilt die Erfindung für beschichtete Werkstoffe, bei denen ein anschließender notwendiger Isolationsschritt entfällt. Die Erfindung ist nicht an eine Spulenform gebunden, es können gerade, konvexe, konkave oder konische Spulen sowie rotations- und nicht rotationssymmetrische Spulen aus dieser Vorform hergestellt werden. Furthermore, the invention applies to coated materials in which a subsequent necessary isolation step is eliminated. The invention is not bound to a coil form, it can straight, convex, concave or conical coils and rotationally and non-rotationally symmetric coils are made from this preform.
Die Vorform wird umformend erzeugt. Durch Schliffproben (zerstörende Materialprüfung) an Windungsquerschnitten ist nachweisbar, ob eine Spule oder deren Vorform umformend hergestellt worden ist. The preform is produced by forming. By grinding samples (destructive material testing) on turns cross-sections can be detected whether a coil or its preform has been produced by forming.
Das technische Anwendungsgebiet der Erfindung sind Spulen für E-Motoren die in Massenproduktion hergestellt werden. The technical field of application of the invention are coils for electric motors which are mass-produced.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Draht 1 wire
1 a Erste Schleife  1 a First loop
1 b Zweite Schleife  1 b Second loop
1 c Umformabschnitt  1 c forming section
2 Verbindungsmittel  2 connecting means
3 Umformbereich  3 forming area
10 Vorrichtung  10 device
1 1 Drahtspule  1 1 wire spool
12 Drahtlegewerkzeug  12 wire laying tool
13 Halteeinrichtung  13 holding device
13a Erste Halteeinrichtung  13a first holding device
13b Zweite Halteeinrichtung  13b Second holding device
14 Verbindungseinrichtung  14 connection device
15 Umformeinrichtung  15 forming device
16 Aufwicklungseinrichtung/Haspel  16 rewinder / reel
A Bereich zur Ausführung des Verfahrensschritts A (Drahtlegung in Wellenform) A Area for carrying out process step A (wire laying in waveform)
B Bereich zur Ausführung des Verfahrensschritts B (Querverbindungen)B Area for carrying out process step B (cross connections)
C Bereich zur Ausführung des Verfahrensschritts C (Umformung) C area for carrying out process step C (reshaping)
D Bereich zur Ausführung des Verfahrensschritts D (Aufwickeln)  D Area for carrying out method step D (winding)
E Bereich zur Ausführung des Verfahrensschritts E (Beschichten)  E Area for carrying out process step E (coating)
F Förderrichtung  F conveying direction
L Legerichtung  L laying direction
W Wellenform  W waveform
X Wicklungsachse  X winding axis

Claims

Ansprüche claims
1 . Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule, umfassend die Schritte: a. Schritt A: Anordnen eines elektrisch leitenden Drahts (1 ) in Wellenform (W). b. Schritt B: Verbinden wenigstens eines Verbindungsmittels (2) mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Abschnitten des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ). c. Schritt C: Umformen des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) unter Ausbildung wenigstens eines Umform bereichs (3) durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts (1 ). 1 . Method for producing a semifinished product for an electrotechnical coil, comprising the steps: a. Step A: arranging an electrically conductive wire (1) in waveform (W). b. Step B: connecting at least one connecting means (2) to at least two spaced-apart portions of the wire (1) arranged in waveform (W). c. Step C: forming the waveform (W) arranged wire (1) forming at least one forming area (3) by changing the cross-sectional shape of the wire (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren wenigstens einen der folgenden zusätzlichen Schritte aufweist: a. Schritt D: Fördern des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) in seiner Erstreckungsebene, vorzugsweise in einer Förderrichtung (F), welche einer Legerichtung (L) des Drahts (1 ) entgegengesetzt ist. b. Schritt E: Aufbringen einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material auf den Draht (1 ), vorzugsweise nach Schritt C und/oder vor Schritt G. c. Schritt F: Trocknen der Beschichtung. d. Schritt G: Aufwickeln des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), vorzugsweise derart, dass der wenigstens eine Umformbereich (3) exakt oder im Wesentlichen parallel zur Wicklungsachse (X) ausgerichtet ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the method comprises at least one of the following additional steps: a. Step D: conveying the wire (1) arranged in wave form (W) in its plane of extent, preferably in a conveying direction (F), which is opposite to a laying direction (L) of the wire (1). b. Step E: applying a coating of an electrically insulating material to the wire (1), preferably after step C and / or before step G. c. Step F: Dry the coating. d. Step G: Winding the wire (1) arranged in wave form (W), preferably such that the at least one deformation area (3) is aligned exactly or substantially parallel to the winding axis (X).
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt A wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: a. Schritt A1 : Bereitstellen des Drahts (1 ), vorzugsweise als Endlosdraht, bevorzugt durch Strangpressen, Extrusion oder Abwickeln von einer Spule (1 1 ), wobei der Draht (1 ) vorzugsweise eine über die Länge konstante Quer- schnittsform aufweist, bevorzugt eine kreisförmige oder rechteckige Querschnittsform. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that step A comprises at least one of the following substeps: a. Step A1: providing the wire (1), preferably as an endless wire, preferably by extrusion, extrusion or unwinding from a coil (1 1), wherein the wire (1) preferably has a transverse length which is constant over the length. has sectional shape, preferably a circular or rectangular cross-sectional shape.
Schritt A2: Verlegen des Drahts (1 ) in einer Legerichtung (L) unter abwechselnder Bildung von entgegengesetzt gekrümmten ersten und zweiten Schleifen (1 a, 1 b) mit jeweils einem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifen (1 a, 1 b) ausgebildeten Umformabschnitt (1 c). Step A2: Laying the wire (1) in a laying direction (L) with alternating formation of oppositely curved first and second loops (1 a, 1 b), each with a formed between two successive loops (1 a, 1 b) forming section (1 c).
Schritt A3: Biegen des Drahts (1 ) in Wellenform unter Verwendung von ersten und zweiten Halteeinrichtungen (13a, 13b) mit jeweils einer Vielzahl von entlang einer Linie angeordneten Halteabschnitten, die vorzugsweise identisch ausgebildet und/oder regelmäßig voneinander beanstandet sind, wobei die Linien, entlang derer die Halteabschnitte der ersten und zweiten Haltereinrichtungen (13a, 13b) angeordnet sind, bevorzugt horizontal und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei der Teilschritt A3 vorzugsweise die folgenden Teilschritte umfasst: i. Schritt A3-1 : Bildung einer ersten Schleife (1 a) durch Führung des von der zweiten Halteeinrichtung (13b) kommenden Drahts (1 ) um einen davon abweisenden Teil eines Halteabschnitts der ersten Halteeinrichtung (13a) und wieder zurück in Richtung der zweiten Halteeinrichtung (13b), vorzugsweise unter Ausbildung einer Biegung mit kontinuierlichem Biegeradius und/oder in einem Winkel im Bereich von 160° bis 200°, bevorzugt im Bereich von 170° bis 190°, besonders bevorzugt 180°, ohne dass sich der Draht (1 ) überkreuzt, wobei sich der Draht (1 ) vorzugsweise entlang der gesamten ersten Schleife (1 a) oder zumindest eines Teil davon biegeinnenseitig an dem Halteabschnitt der ersten Halteeinrichtung (13a) abstützt. ii. Schritt A3-2: Bildung einer zweiten Schleife (1 b) durch Führung des von der ersten Halteeinrichtung (13a) kommenden Drahts (1 ) um einen davon abweisenden Teil eines Halteabschnitts der zweiten Halteeinrichtung (13b) und wieder zurück in Richtung der ersten Halteeinrichtung (13a), vorzugsweise unter Ausbildung einer Biegung mit kontinuierlichem Biegeradius und/oder in einem Winkel im Bereich von 160° bis 200°, bevorzugt im Bereich von 170° bis 190°, besonders bevorzugt 180°, ohne dass sich der Draht (1 ) überkreuzt, wobei sich der Draht (1 ) vorzugsweise entlang der gesamten zweiten Schleife (1 b) oder zumindest eines Teil davon biegeinnenseitig an dem Halteabschnitt der zweiten Halteeinrichtung (13b) abstützt. iii. Schritt A3-3: Aufbringen einer Zugspannung auf den Draht (1 ), sodass die zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Schleifen (1 a, 1 b) angeordneten Umformabschnitte (1 c) des Drahts (1 ) gespannt sind und sich entlang einer geraden Linie erstrecken, wobei die Umformabschnitte (1 c) vorzugsweise exakt oder im Wesentlichen gleich lang sind und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind und/oder regelmäßig voneinander beabstandet sind. Step A3: Waveforming the wire (1) using first and second holding means (13a, 13b) each having a plurality of holding portions arranged along a line, which are preferably formed identically and / or regularly spaced from each other, the lines along which the holding sections of the first and second holding devices (13a, 13b) are arranged, are preferably aligned horizontally and / or parallel to each other, wherein the sub-step A3 preferably comprises the following sub-steps: i. Step A3-1: Forming a first loop (1a) by guiding the wire (1) coming from the second holding device (13) about a part of a holding section of the first holding device (13a) facing away therefrom and back again in the direction of the second holding device (FIG. 13b), preferably with the formation of a bend with a continuous bending radius and / or at an angle in the range of 160 ° to 200 °, preferably in the range of 170 ° to 190 °, particularly preferably 180 °, without the wire (1) crossing over , wherein the wire (1) preferably along the entire first loop (1 a) or at least a part thereof on the inside of the support portion of the first holding device (13a) is supported. ii. Step A3-2: forming a second loop (1b) by guiding the wire (1) coming from the first holding device (13) around a part of a holding section of the second holding device (13b) facing away therefrom and back again in the direction of the first holding device (13). 13a), preferably forming a bend with a continuous bending radius and / or at an angle in the range of 160 ° to 200 °, preferably in the range of 170 ° to 190 °, particularly preferably 180 °, without the wire (1) crossing , where the Wire (1) preferably along the entire second loop (1 b) or at least a part thereof inside bending on the holding portion of the second holding device (13b) is supported. iii. Step A3-3: applying a tensile stress to the wire (1) so that the forming sections (1 c) of the wire (1) arranged between each two successive loops (1 a, 1 b) are stretched and extend along a straight line, wherein the forming portions (1 c) are preferably exactly or substantially equal in length and / or aligned parallel to each other and / or are regularly spaced from each other.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt B wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: a. Schritt B1 : Bereitstellen wenigstens eines strangformigen Verbindungsmittels (2), vorzugsweise aus Metall oder Kunststoff, durch Strangpressen oder Extrusion. b. Schritt B2: Verbinden des wenigstens einen strangformigen Verbindungsmittels (2) mit einem ersten Abschnitt des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), vorzugsweise mit einem Umformabschnitt (1 c). c. Schritt B3: Anordnen des wenigstens einen strangformigen Verbindungsmittels (2) in Legerichtung (L) des Drahts (1 ) und/oder quer, vorzugsweise senkrecht, zu dem ersten Abschnitt des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), wobei bevorzugt mehrere strangformige Verbindungsmittel (2) quer oder senkrecht zur Legerichtung (L) des Drahts (1 ) gleichmäßig voneinander beabstandet sind. d. Schritt B4: Verbinden des wenigstens einen strangformigen Verbindungsmittels (2) mit einem zweiten Abschnitt des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), vorzugsweise mit einem Umformabschnitt (1 c), bevorzugt derart, dass mehrere strangformige Verbindungsmittel (2) parallel zueinander und/oder parallel zur Legerichtung (L) des Drahts (1 ) ausgerichtet sind. e. Schritt B5: Verbinden des wenigstens einen strangformigen Verbindungsmittels (2) mit jedem weiteren in Legerichtung (L) folgenden Abschnitt des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), vorzugsweise mit jedem weiteren Umformabschnitt (1 c), den das wenigstens eine strangförmige Verbindungsmittel (2) in Legerichtung (L) kreuzt. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that step B comprises at least one of the following substeps: a. Step B1: Provision of at least one strand-form connection means (2), preferably of metal or plastic, by extrusion or extrusion. b. Step B2: connecting the at least one strand-form connecting means (2) to a first section of the wavy (W) arranged wire (1), preferably with a forming section (1 c). c. Step B3: arranging the at least one strand-form connecting means (2) in the laying direction (L) of the wire (1) and / or transversely, preferably perpendicularly, to the first section of the waved (W) wire (1), preferably several strandformige Connecting means (2) transversely or perpendicular to the laying direction (L) of the wire (1) are uniformly spaced. d. Step B4: connecting the at least one strand-form connecting means (2) to a second section of the waved (W) wire (1), preferably with a forming portion (1 c), preferably such that a plurality of strandformige connecting means (2) parallel to each other and / or parallel to the laying direction (L) of the wire (1) are aligned. e. Step B5: connecting the at least one strand-form connecting means (2) to each other in the direction of (L) following section of Waveform (W) arranged wire (1), preferably with each further forming section (1 c), the at least one strand-shaped connecting means (2) in the laying direction (L) crosses.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt C wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: a. Schritt C1 : Umformung des Drahts (1 ) unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs (3) unter Beibehaltung der Querschnittsfläche des Drahts (1 ), wobei die Querschnittsform ausgehend von einer runden oder rechteckigen Querschnittsform vorzugsweise in eine ovale, rechteckige oder trapezförmige Querschnittsform geändert wird. b. Schritt C2: Umformung des Drahts (1 ) unter Ausbildung mehrerer Umformbereiche (3), welche jeweils die gleiche Länge und/oder die gleiche Querschnittsform aufweisen. c. Schritt C3: Umformung des Drahts (1 ) unter Ausbildung mehrerer voneinander beanstandeter Umformbereiche (3) innerhalb desselben Umformabschnitts (1 c) des Drahts (1 ), wobei sich die mehreren Umform bereiche (3) vorzugsweise zwischen zwei benachbarten Verbindungsmitteln (2) befinden. d. Schritt C4: Umformung des Drahts (1 ) unter Ausbildung mehrerer voneinander beanstandeter Umformbereiche (3) innerhalb desselben Umformabschnitts (1 c) des Drahts (1 ), wobei sich die mehreren Umform bereiche (3) vorzugsweise auf unterschiedlichen Seiten desselben Verbindungsmittels (2) befinden. e. Schritt C5: Umformung des Drahts (1 ) in mehreren oder allen Umformabschnitten (1 c) des Drahts (1 ) nach einem sich wiederholenden Muster, vorzugsweise derart, dass mehrere oder alle Umformabschnitte (1 c) des Drahts (1 ) identische Umformbereiche (3) aufweisen. f. Schritt C6: Umformung des Drahts (1 ) durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts (1 ) gemäß der deutschen Patentanmeldung DE 10 2016 224 837.5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that step C comprises at least one of the following substeps: a. Step C1: Forming the wire (1) to form at least one deformation area (3) while maintaining the cross-sectional area of the wire (1), wherein the cross-sectional shape is preferably changed from a round or rectangular cross-sectional shape to an oval, rectangular or trapezoidal cross-sectional shape. b. Step C2: Forming the wire (1) to form a plurality of deformation regions (3), which each have the same length and / or the same cross-sectional shape. c. Step C3: forming the wire (1) to form a plurality of mutually spaced Umformbereiche (3) within the same Umformabschnitts (1 c) of the wire (1), wherein the plurality of forming regions (3) are preferably between two adjacent connecting means (2). d. Step C4: deformation of the wire (1) to form a plurality of mutually spaced Umformbereiche (3) within the same Umformabschnitts (1 c) of the wire (1), wherein the plurality of forming regions (3) are preferably on different sides of the same connecting means (2) , e. Step C5: deformation of the wire (1) in several or all forming sections (1 c) of the wire (1) according to a repeating pattern, preferably such that several or all forming sections (1 c) of the wire (1) identical forming regions (3 ) exhibit. f. Step C6: Reshaping the wire (1) by changing the cross-sectional shape of the wire (1) according to the German patent application DE 10 2016 224 837.5.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt G wenigstens einen der folgenden Teilschritte aufweist: a. Schritt G1 : Bereitstellen einer Einrichtung (16) zum Aufwickeln des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), sodass die Wicklungsachse (X) der Einrichtung (16) unterhalb des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) angeordnet ist. b. Schritt G2: Fördern des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) in Förderrichtung (F) in einer zur Wicklungsachse (X) parallelen Ebene. c. Schritt G3: Aufrollen des in Förderrichtung (F) vorderen Endes des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) um die Wicklungsachse (X), sodass der wenigstens eine Umformbereich (3) des Drahts (1 ), vorzugsweise die Umformabschnitte (1 c) des Drahts (1 ), parallel zur Wicklungsachse (X) ausgerichtet ist/sind. d. Schritt G4: Fixieren des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) in einem um die Wicklungsachse (X) aufgewickelten Zustand. Method according to Claim 2, characterized in that step G has at least one of the following substeps: a. Step G1: providing means (16) for winding the wire (1) arranged in waveform (W) so that the winding axis (X) of the device (16) is located below the wire (1) arranged in waveform (W). b. Step G2: conveying the wire (1) arranged in wave form (W) in the conveying direction (F) in a plane parallel to the winding axis (X). c. Step G3: rolling up the front in the conveying direction (F) of the arranged in waveform (W) wire (1) to the winding axis (X), so that at least one forming region (3) of the wire (1), preferably the forming sections (1 c ) of the wire (1) is aligned parallel to the winding axis (X). d. Step G4: Fix the wire (1) arranged in waveform (W) in a state wound around the winding axis (X).
7. Vorrichtung zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend: a. Eine Einrichtung (1 1 , 12, 13) zur Anordnung eines elektrisch leitenden Drahts (1 ) in Wellenform (W), vorzugsweise umfassend wenigstens eines der folgenden Merkmale: i. Eine Spule (1 1 ), von welcher der Draht (1 ) vorzugsweise kontinuierlich abgewickelt werden kann; ii. Erste und zweite Halteeinrichtungen (13a, 13b) mit jeweils einer Vielzahl von entlang einer Linie angeordneten Halteabschnitten, wobei die Linien, entlang derer die Halteabschnitte der ersten und zweiten Halteeinrichtungen (13a, 13b) angeordnet sind, vorzugsweise horizontal und/oder parallel zueinander ausgerichtet sind, wobei die Halteabschnitte der ersten Halteeinrichtung (13a) und/oder die Halteabschnitte der zweiten Halteeinrichtung (13b) bevorzugt gleichmäßig voneinander beabstandet sind; iii. Ein Drahtverlegewerkzeug (12), welches ausgebildet ist, um in Legerichtung (L) des Drahts (1 ) abwechselnd eine erste Schleife (1 a) um einen Halteabschnitt der ersten Halteeinrichtung (13a) und eine zweite Schleife (1 b) um einen Halteabschnitt der zweiten Halteeinrichtung (13b) zu bilden, sodass sich jeweils ein Umformabschnitt (1 c) des Drahts (1 ) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schleifen (1 a, 1 b) erstreckt. b. Eine Einrichtung (14) zur Verbindung eines Verbindungsmittels (2) mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Abschnitten des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ). c. Eine Einrichtung (15) zur Umformung des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs (3) durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts (1 ). 7. Apparatus for producing a semifinished product for an electrotechnical coil, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising: a. A device (1 1, 12, 13) for arranging an electrically conductive wire (1) in waveform (W), preferably comprising at least one of the following features: i. A spool (1 1), from which the wire (1) can preferably be unwound continuously; ii. First and second holding means (13a, 13b) each having a plurality of holding portions arranged along a line, the lines along which the holding portions of the first and second holding means (13a, 13b) are arranged are preferably aligned horizontally and / or parallel to each other wherein the holding portions of the first holding means (13a) and / or the holding portions of the second holding means (13b) are preferably evenly spaced from each other; iii. A wire laying tool (12) which is formed to rotate in the laying direction (L) of the wire (1) alternately a first loop (1 a) about a holding portion of the first holding means (13 a) and a second loop (1 b) around a holding portion of second holding device (13b) to form, so that in each case a forming section (1 c) of the wire (1) between two successive loops (1 a, 1 b) extends. b. A device (14) for connecting a connecting means (2) with at least two spaced-apart sections of the arranged in waveform (W) wire (1). c. A device (15) for forming the arranged in waveform (W) wire (1) to form at least one forming area (3) by changing the cross-sectional shape of the wire (1).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens eines folgenden Merkmale aufweist: a. Eine Einrichtung (13) zur Förderung des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) in seiner Erstreckungsebene, vorzugsweise eine Einrichtung zur simultanen Förderung der Halteabschnitte der ersten und zweiten Halteeinrichtungen (13a, 13b) in Förderrichtung (F) entlang der jeweiligen Linie, entlang der die Halteabschnitte der jeweiligen Halteeinrichtung (13a, 13b) angeordnet sind, bevorzugt kontinuierlich oder diskontinuierlich, besonders bevorzugt entgegen der Legerichtung (L) des Drahts (1 ). b. Eine Einrichtung zur Aufbringung einer Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material auf den Draht (1 ). c. Eine Einrichtung zur Trocknung der Beschichtung. d. Eine Einrichtung (16) zur Aufwicklung des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ), wobei die Einrichtung vorzugsweise als Haspel ausgebildet ist und um eine zur Erstreckungsebene des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) parallele Achse drehbar ist, wobei die Förderrichtung (F) des Drahts (1 ) exakt oder im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung der Einrichtung (16) verläuft. Halbzeug für eine elektrotechnische Spule, vorzugsweise hergestellt mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, umfassend: Einen in Wellenform (W) angeordneten, elektrisch leitenden Draht (1 ); wenigstens ein Verbindungsmittel (2), das mit wenigstens zwei voneinander beabstandeten Abschnitten des in Wellenform (W) angeordneten Drahts (1 ) verbunden ist; und wenigstens einen Umformbereich (3), in welchem der in Wellenform angeordnete Draht (1 ) unter Veränderung seiner Querschnittsform umgeformt ist. 8. The device according to claim 7, characterized in that the device has at least one of the following features: a. Means (13) for conveying the wire (1) arranged in waveform (W) in its extension plane, preferably means for simultaneously conveying the holding portions of the first and second holding means (13a, 13b) in the conveying direction (F) along the respective line, along which the holding sections of the respective holding device (13a, 13b) are arranged, preferably continuously or discontinuously, particularly preferably opposite to the laying direction (L) of the wire (1). b. A device for applying a coating of an electrically insulating material to the wire (1). c. A device for drying the coating. d. A device (16) for winding the waved (W) wire (1), wherein the device is preferably designed as a reel and is rotatable about an axis parallel to the plane of the waveform (W) arranged wire (1) axis, said Conveying direction (F) of the wire (1) runs exactly or substantially tangentially to the circumferential direction of the device (16). A semifinished product for an electrotechnical coil, preferably produced by the method according to one of claims 1 to 6 and / or using the device according to one of claims 7 or 8, comprising: an electrically conductive wire (1) arranged in waveform (W); at least one connecting means (2) connected to at least two spaced-apart portions of the waved (W) wire (1); and at least one forming portion (3) in which the waved wire (1) is deformed to change its cross-sectional shape.
Verfahren zur Herstellung eines Halbzeugs für eine elektrotechnische Spule, umfassend die Schritte: a. Schritt X: Anordnen eines elektrisch leitenden Drahts (1 ), so dass wenigstens zwei Abschnitte (1 c) des Drahts (1 ) exakt oder im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. b. Schritt Y: Verbinden wenigstens eines Verbindungsmittels (2) mit we- nigtens zwei exakt oder im Wesentlichen parallelen Abschnitten (1 c) des Drahts (1 ). c. Schritt Z: Umformen des Drahts (1 ) unter Ausbildung wenigstens eines Umformbereichs durch Veränderung der Querschnittsform des Drahts (1 ). Method for producing a semifinished product for an electrotechnical coil, comprising the steps: a. Step X: arranging an electrically conductive wire (1), so that at least two sections (1 c) of the wire (1) are arranged exactly or substantially parallel to each other. b. Step Y: connecting at least one connecting means (2) with at least two exactly or substantially parallel sections (1 c) of the wire (1). c. Step Z: Forming the wire (1) to form at least one deformation area by changing the cross-sectional shape of the wire (1).
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