WO2024032848A1 - Guide jaw - Google Patents

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WO2024032848A1
WO2024032848A1 PCT/DE2023/100569 DE2023100569W WO2024032848A1 WO 2024032848 A1 WO2024032848 A1 WO 2024032848A1 DE 2023100569 W DE2023100569 W DE 2023100569W WO 2024032848 A1 WO2024032848 A1 WO 2024032848A1
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WO
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guide
wires
jaw
guide grooves
winding
Prior art date
Application number
PCT/DE2023/100569
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German (de)
French (fr)
Inventor
Sebastian REISING
Bernd HAMMEL
Vojtech HIRNICH
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435—Wound windings
    • H02K15/0478—Wave windings, undulated windings

Definitions

  • the invention relates to a guide jaw for guiding a plurality of wires on a winding template for producing wave windings, the guide jaw having a number of first guide grooves which are arranged parallel to one another.
  • the present invention also relates to a winding device with such guide jaws and a method for correcting forming errors of the wave windings.
  • a winding device with guide jaws is described, for example, in DE 102015 120661 A1.
  • wires are not placed in the geometrically desired position on the winding template due to frictional forces and tensile forces acting on the wires.
  • the guide grooves of the guide jaws cannot be extended as desired, since if the wires are deformed in the area of the straight sections before the first lowering, damage could already occur here.
  • the object of the present invention is to create guide jaws with which the problem of deformations between the winding heads and the straight wire sections can be better managed.
  • the object is achieved by one of the types mentioned at the outset, in which the guide jaw in the area of the guide grooves has a first part movable guide element with a corresponding number of second guide grooves, the guide element being movable relative to the first part of the guide jaw, while the Wires are held in the first and/or second guide grooves so that the length increases the wire guide is increased compared to the length of the first guide grooves or second guide grooves alone.
  • the solution according to the invention offers the advantage that the guide jaw with a shortened guide length can first be placed on the wires and then, by moving the second guide grooves in the direction of the winding heads, not only can the length of the guide be increased and thus its stability improved, but also actively the transition area between the straight sections and the winding heads can be reshaped without the need for a separate step that is separate from the actual process.
  • the guide element with the second guide grooves leads ahead of the first guide grooves and is movable relative to the first part of the guide jaw perpendicular to the direction of extension of the wires.
  • the second guide grooves can first be engaged in a more central area of the wires, in which it is ensured that the wires there have a straight course, so that there is no collision of the edges of the grooves with those in the when engaging
  • wires can come with a rectangular cross-section.
  • the second guide grooves then move towards the winding heads, so that the first guide grooves can move into the more central area of the wires.
  • the movement sequence of the second guide element can be effected by active adjusting elements, but it can also be achieved by corresponding guide elements between the guide element and the first part, which utilizes the already provided feed movement of the guide jaw in the direction of the winding sword, which serves as a quasi stop.
  • an incline is provided between the guide element and the first part of the guide jaw, which, when the guide jaw is lowered in the direction of the wires, guides the guide element in a direction to the first part, which is a component parallel to the first guide grooves and a component perpendicular to the wires.
  • the movement of the guide element takes place against the restoring force of at least one spring element when the guide jaw is lowered.
  • the first guide grooves are each divided into two groove parts with a central recess.
  • guide elements are provided on both sides of the first guide grooves.
  • a guide element is provided on one of the two groove parts or guide elements are provided on both groove parts.
  • the guide jaw described above can be integrated into the movement sequence of a winding device known per se for winding flat wave windings with a wire feed for a plurality of wires, a sword-shaped winding template and guide jaws that can be lowered in the direction of the winding template for guiding the wires during the winding process, wherein the guide jaws of the type described above have in the area of the guide grooves a guide element which is movable to a first part and has a corresponding number of second guide grooves, the guide element being movable parallel to the wires while the wires are held in the first and/or second guide grooves, so that the length of the wire guide increases compared to the length of the first guide grooves.
  • the advantage of the guide jaws according to the invention is particularly evident in such a winding device because the lowering process of the guide jaw, which is already structurally possible, is now used to reshape the wires and the length the guide over the entire straight wire area between the winding heads.
  • a further advantage in the process results from the fact that the surface of the winding template can serve as a stop for the guide jaw, so that the desired sequence of movements is possible without additional control elements.
  • This sequence of movements is then implemented in the winding device in such a way that the guide element with its second guide grooves leads ahead of the first guide grooves and is movable relative to the first part of the guide jaw perpendicular to the direction of extension of the wires, an incline being provided between the guide element and the first part of the guide jaw is which, when the guide jaw is lowered onto the winding template, guides the guide element in a direction to the first part which has a component parallel to the first guide grooves and a component perpendicular to the wires.
  • the present invention also relates to a method for correcting deformations in the area of straight wire sections of wires in flat wave windings during winding on a winding template with guide jaws that guide the wires in the desired positions, a guide element movably arranged on the guide jaw with second guide grooves to first fixed guide grooves is moved parallel to the wires while the wires are held in the first and / or second guide grooves in such a way that the length of the wire guide is increased compared to the length of the first guide grooves and the straight wire section is straightened over this length in the case of deformed wires becomes.
  • the advantage of this method lies in the fact that it can be integrated into existing processes without any loss of time and also improves the process reliability of the known methods.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the problem of wire misalignment existing in known winding processes
  • Fig. 2 is a partial view of a winding device according to the invention
  • Fig. 3 is a side view of the winding device according to Fig. 2.
  • Fig. 1 schematically illustrates the problem of shape deviations of the wound wires 100 of a wave winding 104 wound on a flat winding template 110 that occurs when winding wave windings on a flat template. Due to frictional forces and tensile forces acting on the wires when moving a wire feed 114 around the distance X, a deformation takes place in the transition area between the winding heads 106 and the straight wire sections 108 lying between them. In this case, an actual geometry IG can be formed according to the direction of force, which deviates from a target geometry SG also shown in FIG. 1.
  • a kink 112 of the wire 100 moves by a distance Y in the direction of the center of the template, so that the middle, straight wire section 108 is shortened compared to the target geometry.
  • This can lead to significant problems with wire handling in the further process of producing a stator and in particular when pulling the wave winding 104 into the slots of the stator, whereby in addition to the difficulty of pulling in there is also the risk of damage to the wires.
  • FIG. 2 and 3 show parts of a winding device 10 with guide jaws 12, 14 on both sides of a flat winding template 16, which has a central recess 18.
  • the guide jaws are also not designed to be continuous over the entire length of the middle straight wire sections 108 (not shown in FIG. 2), but rather have two groove parts 20, 22 at the ends of the straight wire sections 108 to be guided, the first guide grooves 23 for the wires of the wave winding.
  • the guide jaws 12, 14 above and below the winding template 16 are otherwise identical, which is why their individual parts are also provided with identical reference numbers.
  • the guide jaws 12, 14 are each designed with a movable guide element 24 that is movably mounted along a guide bevel 26 on a first part 28 of the guide jaws. Compression springs 30 are provided to move the guide elements 24 towards their rest position protruding beyond the guide groove parts 20, 22.
  • the guide elements 24 At their end facing the wave winding or the winding template 16, the guide elements 24 have second guide grooves 32, which lie in the same vertical plane as the first guide grooves 23.
  • Fig. 2 shows an oblique view in which both guide jaws 12, 14 are in a rest position with guide elements 24 extended. In Fig. 3, this state is shown in the winding template 12 above the winding template 16, while the guide jaw 14 is located below the winding template in a guide position with a spring-loaded guide element 24. In this position, the middle straight wire sections of the wave winding 104 are guided both by the first guide grooves 23 of the first parts 28 of the guide jaws 12, 14 and by the second guide grooves 32, which are then in alignment with them.
  • the guide jaw 12 provided there is not yet in engagement with the wave winding 104.
  • the spring-out guide element 24 can be clearly seen with its second guide grooves projecting beyond the first guide grooves 23 in the direction of the winding template 16 in this position.
  • the guide jaw 12 is lowered and transferred to the state shown below the winding template 16 in FIG. During the movement, the second guide grooves 32 initially engage between the middle wire sections 108. Until the time at which the guide element 24 reaches the winding template 16 and this subsequently acts as a stop, the first part 28 of the guide jaw 12 and the guide element 24 move together without their relative position to one another changing.
  • the guide bevel 26 After reaching the winding template 16, which acts as a stop, the guide bevel 26 causes the guide element 24 to move outwards.
  • the second guide grooves 32 therefore move outwards in engagement with the wires, whereby the wire may be reshaped and the actual geometry is transformed into the target geometry.
  • the fact that the second guide grooves 32 initially move further into the center also prevents the edges of the guide grooves from colliding with the wires that deviate from the ideal shape, because the engagement takes place in an area in which the wire lies securely straight. Under the further delivery movement of the guide jaw 12 with the guide element 24 located in the vertical stop on the winding template, this is moved exclusively outwards in the direction of the winding heads 106, while the first guide grooves 23 engage in the middle wire sections 108.
  • the second guide grooves 32 give way to the side of the first guide grooves 23 and are aligned with the first guide grooves 23 at the end of the delivery process as an extension of the first guide grooves 23.
  • subsequent corrections of the actual geometry in the direction of the target geometry are possible.
  • the invention is not limited to one of the previously described embodiments, but can be modified in many ways.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

A guide jaw serves to guide a plurality of wires (100) on a former (16) in order to produce wave windings (104), wherein the guide jaw (12, 14) has a number of first guide slots (23) that are arranged parallel to one another. To improve the guidance and to potentially be able to make a shape correction, it is proposed for the guide jaw (12, 14), in the region of the guide slots (23), to have a guide element (24) that is movable with respect to a first part (28) and has a corresponding number of second guide slots (32), wherein the guide element (24) is movable relative to the first part (28) of the guide jaw, while the wires (100) are held in the first and/or second guide slots (23, 32), such that the length of the wire guidance is increased compared to the length of the first guide slots (23) or second guide slots (32) alone. The present application also relates to a winding device equipped with corresponding guide jaws, and to a method for carrying out the process with straightening of any deformations of central wire sections that are shortened in the current state.

Description

Führungsbacke Guide jaw
Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 mit einer Führungsbacke zur Führung einer Mehrzahl von Drähten auf einer Wickelschablone zur Herstellung von Wellenwicklungen, wobei die Führungsbacke eine Anzahl von ersten Führungsnuten aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Wickelvorrichtung mit derartigen Führungsbacken sowie ein Verfahren zur Korrektur von Formungsfehlern der Wellenwicklungen. According to the preamble of claim 1, the invention relates to a guide jaw for guiding a plurality of wires on a winding template for producing wave windings, the guide jaw having a number of first guide grooves which are arranged parallel to one another. The present invention also relates to a winding device with such guide jaws and a method for correcting forming errors of the wave windings.
Eine Wickelvorrichtung mit Führungsbacken ist z.B. in der DE 102015 120661 A1 beschrieben. Bei dem gezeigten Verfahren kann es vorkommen, dass aufgrund von Reibkräften und auf die Drähte wirkenden Zugkräften Drähte nicht in der geometrisch gewünschten Position auf der Wickelschablone abgelegt werden. Dies führt zu einer Asymmetrie der Wickelköpfe und verkürzten geraden Drahtabschnitten zwischen den Wickelköpfen, was die weitere Verarbeitung der Drähte erschwert und auch zu erheblichen Beschädigungen beim Einziehen der Wickelung in die Nuten von Statoren führen kann. Es ist auch bereits bekannt, die Wellenwicklungen im Bereich der Wickelköpfe nachzuformen, was aber als zusätzlicher Arbeitsschritt außerhalb des eigentlichen Verfahrens sehr ineffizient ist. A winding device with guide jaws is described, for example, in DE 102015 120661 A1. In the method shown, it can happen that wires are not placed in the geometrically desired position on the winding template due to frictional forces and tensile forces acting on the wires. This leads to asymmetry of the winding heads and shortened straight wire sections between the winding heads, which makes further processing of the wires more difficult and can also lead to significant damage when pulling the winding into the slots of stators. It is also already known to reshape the wave windings in the area of the winding heads, but this is very inefficient as an additional work step outside of the actual process.
Die Führungsnuten der Führungsbacken können auch nicht beliebig verlängert werden, da in dem Fall, dass bereits vor dem ersten Absenken die Drähte in Bereich der geraden Abschnitte verformt sind, hier bereits Beschädigungen auftreten könnten. The guide grooves of the guide jaws cannot be extended as desired, since if the wires are deformed in the area of the straight sections before the first lowering, damage could already occur here.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Führungsbacken zu schaffen, mit denen sich das Problem der Verformungen zwischen den Wicklungsköpfen und den geraden Drahtabschnitten besser in den Griff bekommen lässt. The object of the present invention is to create guide jaws with which the problem of deformations between the winding heads and the straight wire sections can be better managed.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine der eingangs genannten Art gelöst, bei welcher die Führungsbacke im Bereich der Führungsnuten ein zu einem ersten Teil bewegliches Führungselement mit einer entsprechenden Anzahl zweiten Führungsnuten aufweist, wobei das Führungselement relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke beweglich ist, während die Drähte in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten gehalten sind, so dass sich die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten oder zweiten Führungsnuten alleine vergrößert. According to the invention, the object is achieved by one of the types mentioned at the outset, in which the guide jaw in the area of the guide grooves has a first part movable guide element with a corresponding number of second guide grooves, the guide element being movable relative to the first part of the guide jaw, while the Wires are held in the first and/or second guide grooves so that the length increases the wire guide is increased compared to the length of the first guide grooves or second guide grooves alone.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet den Vorteil, dass sich die Führungsbacke mit einer verkürzten Führungslänge zunächst auf die Drähte aufsetzen lässt und dann durch die Bewegung der zweiten Führungsnuten in Richtung der Wicklungsköpfe nicht nur die Länge der Führung vergrößern und damit deren Stabilität verbessern lässt, sondern auch aktiv der Übergangsbereich zwischen den geraden Abschnitten und den Wicklungsköpfen nachgeformt werden kann, ohne dass hierzu ein separater, vom eigentlichen Verfahren getrennter Schritt erforderlich wäre. The solution according to the invention offers the advantage that the guide jaw with a shortened guide length can first be placed on the wires and then, by moving the second guide grooves in the direction of the winding heads, not only can the length of the guide be increased and thus its stability improved, but also actively the transition area between the straight sections and the winding heads can be reshaped without the need for a separate step that is separate from the actual process.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Führungselement mit den zweiten Führungsnuten den ersten Führungsnuten vorauseilt und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Drähte relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke beweglich ist. In a preferred embodiment of the invention it is provided that the guide element with the second guide grooves leads ahead of the first guide grooves and is movable relative to the first part of the guide jaw perpendicular to the direction of extension of the wires.
Durch diese Ausgestaltung können die zweiten Führungsnuten zunächst in einen weiter mittig liegenden Bereich der Drähte eingerückt werden, in dem sichergestellt ist, dass die Drähte dort einen geraden Verlauf haben, so dass es beim Einrücken nicht zu einer Kollision der Ränder der Nuten mit den in der Regel mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildeten Drähten kommen kann. Die zweiten Führungsnuten rücken dann in Richtung der Wicklungsköpfe, so dass die ersten Führungsnuten in den weiter mittig liegenden Bereich der Drähte einrücken können. With this configuration, the second guide grooves can first be engaged in a more central area of the wires, in which it is ensured that the wires there have a straight course, so that there is no collision of the edges of the grooves with those in the when engaging Typically, wires can come with a rectangular cross-section. The second guide grooves then move towards the winding heads, so that the first guide grooves can move into the more central area of the wires.
Der Bewegungsablauf des zweiten Führungselements kann durch aktive Stellelemente bewirkt werden, er kann aber auch durch entsprechende Führungselemente zwischen dem Führungselement und dem ersten Teil erreicht werden, die die ohnehin vorgesehene Zustellbewegung der Führungsbacke in Richtung des Wicklungsschwertes ausnutzt, das quasi als Anschlag dient. So ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Führungselement und dem ersten Teil der Führungsbacke eine Schräge vorgesehen ist, die bei einem Absenken der Führungsbacke in Richtung der Drähte das Führungselement in eine Richtung zu dem ersten Teil führt, die eine Komponente parallel zu den ersten Führungsnuten und eine Komponente senkrecht zu den Drähten aufweist. The movement sequence of the second guide element can be effected by active adjusting elements, but it can also be achieved by corresponding guide elements between the guide element and the first part, which utilizes the already provided feed movement of the guide jaw in the direction of the winding sword, which serves as a quasi stop. Thus, in a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that an incline is provided between the guide element and the first part of the guide jaw, which, when the guide jaw is lowered in the direction of the wires, guides the guide element in a direction to the first part, which is a component parallel to the first guide grooves and a component perpendicular to the wires.
Es ergibt sich dabei der bereits zuvor beschriebene Bewegungsablauf, bei welchem zunächst die zweiten Führungsnuten des Führungselements die Drähte in einem relativ weit innen lie- genden Bereich erfassen und dann unter weiterer Zustellung des ersten Teils der Führungsbacke in Richtung der Wicklungsköpfe verschoben werden, während die ersten Führungsnuten weiter nachrücken und sodann ebenfalls die Drähte erfassen, so dass am Ende des Ablaufes die ersten und zweiten Führungsnuten fluchtend hintereinander liegen und eine entsprechend größere Führungslänge bieten als herkömmlicher Führungsbacken. This results in the movement sequence already described above, in which the second guide grooves of the guide element initially place the wires in a relatively far inward position. capture the surrounding area and then be moved with further delivery of the first part of the guide jaw in the direction of the winding heads, while the first guide grooves move further and then also capture the wires, so that at the end of the process the first and second guide grooves are aligned one behind the other and one correspondingly Offer greater guide length than conventional guide jaws.
Um beim Anheben der Führungsbacke einen umgekehrten Bewegungsablauf sicherzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Bewegung der Führungselements beim Absenken der Führungsbacke gegen die Rückstellkraft wenigstens eines Federelements erfolgt. In order to ensure a reverse movement sequence when raising the guide jaw, it is preferably provided that the movement of the guide element takes place against the restoring force of at least one spring element when the guide jaw is lowered.
Um mittig Platz für Werkzeug zu erhalten, kann es von Vorteil sein, dass die ersten Führungsnuten jeweils in zwei Nutenteile mit einer mittigen Ausnehmung aufgeteilt sind. In order to obtain space for tools in the middle, it can be advantageous that the first guide grooves are each divided into two groove parts with a central recess.
Während es in aller Regel genügt, die Drähte mittels eines beweglichen Führungselements zu begradigen und zu führen, sind auch Ausführungsformen denkbar, bei denen auf beiden Seiten der ersten Führungsnuten Führungselemente vorgesehen sind. Konstruktiv sind als entweder ein Führungselement an einem der beiden Nutenteile oder Führungselemente an beiden Nutenteilen vorgesehen sind. While it is generally sufficient to straighten and guide the wires using a movable guide element, embodiments are also conceivable in which guide elements are provided on both sides of the first guide grooves. Structurally, either a guide element is provided on one of the two groove parts or guide elements are provided on both groove parts.
Wie bereits erwähnt, lässt die zuvor beschriebene Führungsbacke in den Bewegungsablauf einer an sich bekannten Wickelvorrichtung zum Wickeln von flachen Wellenwicklungen mit einer Drahtzufuhr für eine Mehrzahl von Drähten, einer schwertförmigen Wickelschablone sowie in Richtung der Wickelschablone absenkbaren Führungsbacken zur Führung der Drähte während des Wickelvorgangs integrieren, wobei die Führungsbacken der zuvor beschriebenen Art im Bereich der Führungsnuten ein zu einem ersten Teil bewegliches Führungselement mit einer entsprechenden Anzahl zweiten Führungsnuten aufweist, wobei das Führungselement parallel zu den Drähten beweglich ist, während die Drähte in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten gehalten sind, so dass sich die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten vergrößert. As already mentioned, the guide jaw described above can be integrated into the movement sequence of a winding device known per se for winding flat wave windings with a wire feed for a plurality of wires, a sword-shaped winding template and guide jaws that can be lowered in the direction of the winding template for guiding the wires during the winding process, wherein the guide jaws of the type described above have in the area of the guide grooves a guide element which is movable to a first part and has a corresponding number of second guide grooves, the guide element being movable parallel to the wires while the wires are held in the first and/or second guide grooves, so that the length of the wire guide increases compared to the length of the first guide grooves.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Führungsbacken kommt bei einer derartigen Wickelvorrichtung besonders zur Geltung, weil der an sich bereits konstruktive ermöglichte Absenkvorgang der Führungsbacke nun noch dazu ausgenutzt wird, die Drähte nachzuformen und die Länge der Führung über den gesamten geraden Drahtbereich zwischen den Wicklungsköpfen zu erweitern. The advantage of the guide jaws according to the invention is particularly evident in such a winding device because the lowering process of the guide jaw, which is already structurally possible, is now used to reshape the wires and the length the guide over the entire straight wire area between the winding heads.
Ein weiterer Vorteil im Ablauf ergibt sich dadurch, dass die Oberfläche der Wickelschablone als Anschlag für die Führungsbacke dienen kann, so dass der gewünschte Bewegungsablauf ohne weitere Steuerungselemente ermöglicht ist. A further advantage in the process results from the fact that the surface of the winding template can serve as a stop for the guide jaw, so that the desired sequence of movements is possible without additional control elements.
Dieser Bewegungsablauf ist dann in der Wickelvorrichtung derart umgesetzt, dass das Führungselement mit seinen zweiten Führungsnuten den ersten Führungsnuten vorauseilt und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Drähte relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke beweglich ist, wobei zwischen dem Führungselement und dem ersten Teil der Führungsbacke eine Schräge vorgesehen ist, die bei einem Absenken der Führungsbacke auf die Wickelschablone das Führungselement in eine Richtung zu dem ersten Teil führt, die eine Komponente parallel zu den ersten Führungsnuten und eine Komponente senkrecht zu den Drähten aufweist. This sequence of movements is then implemented in the winding device in such a way that the guide element with its second guide grooves leads ahead of the first guide grooves and is movable relative to the first part of the guide jaw perpendicular to the direction of extension of the wires, an incline being provided between the guide element and the first part of the guide jaw is which, when the guide jaw is lowered onto the winding template, guides the guide element in a direction to the first part which has a component parallel to the first guide grooves and a component perpendicular to the wires.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Korrektur von Fehlformungen im Bereich gerader Drahtabschnitte von Drähten in flachen Wellenwicklungen während der Wickelns auf einer Wickelschablone mit Führungsbacken, die die Drähte in den gewünschten Lagen führen, wobei ein an der Führungsbacke beweglich angeordnetes Führungselement mit zweiten Führungsnuten zu ersten feststehenden Führungsnuten parallel zu den Drähten derart bewegt wird, während die Drähte in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten gehalten sind, dass die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten vergrößert wird und der gerade Drahtabschnitt bei verformten Drähten über diese Länge begradigt wird. The present invention also relates to a method for correcting deformations in the area of straight wire sections of wires in flat wave windings during winding on a winding template with guide jaws that guide the wires in the desired positions, a guide element movably arranged on the guide jaw with second guide grooves to first fixed guide grooves is moved parallel to the wires while the wires are held in the first and / or second guide grooves in such a way that the length of the wire guide is increased compared to the length of the first guide grooves and the straight wire section is straightened over this length in the case of deformed wires becomes.
Wie bereits erwähnt liegt der Vorteil dieses Verfahrens in dem Umstand, dass es sich ohne Zeitverlust in bestehende Abläufe integrieren lässt und im Übrigen auch die Prozesssicherheit der bekannten Verfahren verbessert. As already mentioned, the advantage of this method lies in the fact that it can be integrated into existing processes without any loss of time and also improves the process reliability of the known methods.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen: Further features, details and advantages of the invention result from the wording of the claims and from the exemplary embodiment described below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des bei bekannten Wickelverfahren bestehenden Problems von Drahtfehlstallungen; Fig. 2 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung; Fig. 1 is a schematic representation of the problem of wire misalignment existing in known winding processes; Fig. 2 is a partial view of a winding device according to the invention;
Fig. 3 eine Seitenansicht der Wickelvorrichtung nach Fig. 2. Fig. 3 is a side view of the winding device according to Fig. 2.
Fig. 1 veranschaulicht schematisch das beim Wickeln von Wellenwicklungen auf einer flachen Schablone auftretende Problem von Formabweichungen der gewickelten Drähte 100 einer auf einer flachen Wickelschablone 110 gewickelten Wellenwicklung 104. Bedingt durch Reibungskräfte und auf die Drähte wirkende Zugkräfte bei der Bewegung einer Drahtzuführung 114 um die Wegstrecke X findet eine Verformung im Übergangsbereich zwischen den Wicklungsköpfen 106 und den dazwischen liegenden geraden Drahtabschnitten 108 statt. Hierbei kann sich entsprechend der Kraftrichtung eine Ist-Geometrie IG ausbilden, die von einer in Fig. 1 ebenfalls gezeigten Soll-Geometrie SG abweicht. Eine Knickstelle 112 des Drahtes 100 wandert bei einer solchen Krafteinwirkung um ein Wegstück Y in Richtung der Schablonenmitte, so dass der mittlere, gerade Drahtabschnitt 108 gegenüber der Sollgeometrie verkürzt ausgebildet ist. Dies kann im weiteren Verfahrensablauf bei der Herstellung eines Stators zu erheblichen Problemen beim Drahthandling und insbesondere auch beim Einziehen der Wellenwicklung 104 in die Nuten des Stators führen, wobei neben dem erschwerten Einziehen auch die Gefahr einer Beschädigung der Drähte besteht. Fig. 1 schematically illustrates the problem of shape deviations of the wound wires 100 of a wave winding 104 wound on a flat winding template 110 that occurs when winding wave windings on a flat template. Due to frictional forces and tensile forces acting on the wires when moving a wire feed 114 around the distance X, a deformation takes place in the transition area between the winding heads 106 and the straight wire sections 108 lying between them. In this case, an actual geometry IG can be formed according to the direction of force, which deviates from a target geometry SG also shown in FIG. 1. When such a force is applied, a kink 112 of the wire 100 moves by a distance Y in the direction of the center of the template, so that the middle, straight wire section 108 is shortened compared to the target geometry. This can lead to significant problems with wire handling in the further process of producing a stator and in particular when pulling the wave winding 104 into the slots of the stator, whereby in addition to the difficulty of pulling in there is also the risk of damage to the wires.
Fig. 2 und 3 zeigen Teile einer Wickelvorrichtung 10 mit Führungsbacken 12, 14 auf beiden Seiten einer flach ausbildeten Wickelschablone 16, die eine mittige Ausnehmung 18 aufweist. Auch die Führungsbacken sind nicht durchgängig über die gesamte Länge der mittleren geraden Drahtabschnitte 108 (in Fig. 2 nicht gezeigt) ausgeführt, sondern besitzen jeweils zwei Nutenteile 20, 22 an den Enden der zu führenden geraden Drahtabschnitte 108, die erste Führungsnuten 23 für die Drähte der Wellenwicklung bilden. Die Führungsbacken 12, 14 oberhalb und unterhalb der Wickelschablone 16 sind im Übrigen identisch ausgebildet, weshalb ihre Einzelteile auch mit identischen Bezugszeichen versehen sind. 2 and 3 show parts of a winding device 10 with guide jaws 12, 14 on both sides of a flat winding template 16, which has a central recess 18. The guide jaws are also not designed to be continuous over the entire length of the middle straight wire sections 108 (not shown in FIG. 2), but rather have two groove parts 20, 22 at the ends of the straight wire sections 108 to be guided, the first guide grooves 23 for the wires of the wave winding. The guide jaws 12, 14 above and below the winding template 16 are otherwise identical, which is why their individual parts are also provided with identical reference numbers.
Die Führungsbacken 12, 14 sind mit jeweils einem beweglichen Führungselement 24 ausgebildet, dass entlang einer Führungsschräge 26 beweglich an einem ersten Teil 28 der Führungsbacken gelagert ist. Druckfedern 30 sind vorgesehen, um die Führungselemente 24 in Richtung ihrer über die Führungsnutenteile 20, 22 hervorstehende Ruhestellung zu bewegen. An ihren der Wellenwicklung bzw. der Wickelschablone 16 zugewandten Ende verfügen die Führungselemente 24 über zweite Führungsnuten 32, die in der gleichen Vertikalebene liegen wie die ersten Führungsnuten 23. Fig. 2 zeigt eine Schrägansicht, bei der beide Führungsbacken 12, 14 sich ein einer Ruhestellung mit ausgefederten Führungselementen 24 befinden. In Fig. 3 ist dieser Zustand bei der Wickelschablone 12 oberhalb der Wickelschablone 16 gezeigt, während sich die Führungsbacke 14 unterhalb der Wickelschablone in einer Führungsstellung mit eingefedertem Führungselement 24 befindet. In dieser Stellung werden die mittleren geraden Drahtabschnitte der Wellenwicklung 104 sowohl von den ersten Führungsnuten 23 der ersten Teile 28 der Führungsbacken 12, 14 als auch von den dann in Flucht zu ihnen liegenden zweiten Führungsnuten 32 geführt. The guide jaws 12, 14 are each designed with a movable guide element 24 that is movably mounted along a guide bevel 26 on a first part 28 of the guide jaws. Compression springs 30 are provided to move the guide elements 24 towards their rest position protruding beyond the guide groove parts 20, 22. At their end facing the wave winding or the winding template 16, the guide elements 24 have second guide grooves 32, which lie in the same vertical plane as the first guide grooves 23. Fig. 2 shows an oblique view in which both guide jaws 12, 14 are in a rest position with guide elements 24 extended. In Fig. 3, this state is shown in the winding template 12 above the winding template 16, while the guide jaw 14 is located below the winding template in a guide position with a spring-loaded guide element 24. In this position, the middle straight wire sections of the wave winding 104 are guided both by the first guide grooves 23 of the first parts 28 of the guide jaws 12, 14 and by the second guide grooves 32, which are then in alignment with them.
Mit Bezug auf Fig. 3 wird nachfolgend das Zusammenwirken der zweiteiligen Führungsbacken 12, 14 mit der Wickelschablone und der zwischenliegenden Wellenwicklung 104 erläutert. With reference to FIG. 3, the interaction of the two-part guide jaws 12, 14 with the winding template and the intermediate wave winding 104 will be explained below.
Oberhalb der Wickelschablone 16 ist die dort vorgesehene Führungsbacke 12 noch nicht im Eingriff mit der Wellenwicklung 104. Gut zu erkennen ist das ausgefederte Führungselement 24 mit seinen in dieser Stellung in Richtung der Wickelschablone 16 über die ersten Führungsnuten 23 hinausragenden zweiten Führungsnuten. Above the winding template 16, the guide jaw 12 provided there is not yet in engagement with the wave winding 104. The spring-out guide element 24 can be clearly seen with its second guide grooves projecting beyond the first guide grooves 23 in the direction of the winding template 16 in this position.
Nach dem Ablegen der geraden Drahtabschnitte 108 auf der Wickelschablone 16 wird die Führungsbacke 12 abgesenkt und in Fig. 3 unterhalbe der Wickelschablone 16 gezeigten Zustand überführt. In der Bewegung greifen dabei zunächst die zweiten Führungsnuten 32 zwischen die mittleren Drahtabschnitte 108 ein. Bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem das Führungselement 24 die Wickelschablone 16 erreicht und diese in der Folge als Anschlag wirkt, bewegen sich der erste Teil 28 der Führungsbacke 12 und das Führungselement 24 gemeinsam., ohne dass sich ihre Relativlage zueinander ändert. After the straight wire sections 108 have been placed on the winding template 16, the guide jaw 12 is lowered and transferred to the state shown below the winding template 16 in FIG. During the movement, the second guide grooves 32 initially engage between the middle wire sections 108. Until the time at which the guide element 24 reaches the winding template 16 and this subsequently acts as a stop, the first part 28 of the guide jaw 12 and the guide element 24 move together without their relative position to one another changing.
Nach dem Erreichen der als Anschlag wirkenden Wickelschablone 16, bewirkt die Führungsschräge 26, dass sich das Führungselement 24 nach außen bewirkt. Die zweiten Führungsnuten 32 bewegen sich also im Eingriff mit den Drähten nach außen, wobei der Draht ggf. nachgeformt und die Ist -Geometrie in die Soll-Geometrie umgeformt wird. Dadurch, dass die zweiten Führungsnuten 32 zunächst weiter mittig einrücken, wird auch vermieden, dass die Ränder der Führungsnuten mit den von der Idealform abweichenden Drähten kollidieren, weil der Eingriff in einem Bereich erfolgt, in welchem der Draht sicher gerade liegt. Unter der weiter ausgeführten Zustellbewegung der Führungsbacke 12 mit sich im vertikalen Anschlag an der Wickelschablone befindlichen Führungselement 24, wird dieses also ausschließlich nach außen Richtung der Wickelköpfe 106 verschoben, während die ersten Führungsnuten 23 in die mittleren Drahtabschnitte 108 eingreifen. Die zweiten Führungsnuten 32 weichen dabei den ersten Führungsnuten 23 seitlich aus und liegen am Ende des Zustellvorgangs als Verlängerung der ersten Führungsnuten 23 in Flucht zu diesen. Neben der verlängerten und damit verbesserten Führung im folgenden Handling der Wicklungsmatte sind, wie oben erwähnt, Nachkorrekturen der Ist-Geometrie in Richtung der Soll-Geometrie möglich. Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. After reaching the winding template 16, which acts as a stop, the guide bevel 26 causes the guide element 24 to move outwards. The second guide grooves 32 therefore move outwards in engagement with the wires, whereby the wire may be reshaped and the actual geometry is transformed into the target geometry. The fact that the second guide grooves 32 initially move further into the center also prevents the edges of the guide grooves from colliding with the wires that deviate from the ideal shape, because the engagement takes place in an area in which the wire lies securely straight. Under the further delivery movement of the guide jaw 12 with the guide element 24 located in the vertical stop on the winding template, this is moved exclusively outwards in the direction of the winding heads 106, while the first guide grooves 23 engage in the middle wire sections 108. The second guide grooves 32 give way to the side of the first guide grooves 23 and are aligned with the first guide grooves 23 at the end of the delivery process as an extension of the first guide grooves 23. In addition to the extended and thus improved guidance in the subsequent handling of the winding mat, as mentioned above, subsequent corrections of the actual geometry in the direction of the target geometry are possible. The invention is not limited to one of the previously described embodiments, but can be modified in many ways.
Sämtliche aus den Ansprüchen und der Beschreibung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. All features and advantages arising from the claims and the description, including constructive details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in a wide variety of combinations.
Bezugszeichen liste Reference symbol list
10 Wickelvorrichtung 10 winding device
12 Führungsbacke 12 guide jaw
14 Führungsbacke 14 guide jaw
16 Wickelschablone 16 wrapping template
18 Ausnehmung 18 recess
20 Nutenteil 20 groove part
22 Nutenteil 22 groove part
23 erste Führungsnuten 23 first guide grooves
24 Führungselement 24 guide element
26 Führungsschräge 26 guide bevel
28 Erster Teil der Führungsbacke 28 First part of the guide jaw
30 Druckfedern 30 compression springs
32 zweite Führungsnuten 32 second guide grooves
100 Drähte 100 wires
104 Wellenwicklung 104 wave winding
106 Wickelköpfe 106 winding heads
108 gerade Drahtabschnitte 108 straight wire sections
110 Wickelschablone 110 wrapping template
112 Knickstelle 112 kink

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Führungsbacke zur Führung einer Mehrzahl von Drähten (100) auf einer Wickelschablone (16) zur Herstellung von Wellenwicklungen (104), wobei die Führungsbacke (12, 14) eine Anzahl von ersten Führungsnuten (23) aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbacke (12, 14) im Bereich der Führungsnuten (23) ein zu einem ersten Teil (28) bewegliches Führungselement (24) mit einer entsprechenden Anzahl zweiten Führungsnuten (32) aufweist, wobei das Führungselement (24) relativ zu dem ersten Teil (28) der Führungsbacke beweglich ist, während die Drähte (100) in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten (23, 32) gehalten sind, so dass sich die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten Führungsnuten (23) oder zweiten Führungsnuten (23) alleine vergrößert. 1. Guide jaw for guiding a plurality of wires (100) on a winding template (16) for producing wave windings (104), the guide jaw (12, 14) having a number of first guide grooves (23) which are arranged parallel to one another, characterized in that the guide jaw (12, 14) in the area of the guide grooves (23) has a guide element (24) movable to a first part (28) with a corresponding number of second guide grooves (32), the guide element (24) being relative to the first part (28) of the guide jaw is movable, while the wires (100) are held in the first and / or second guide grooves (23, 32), so that the length of the wire guide is compared to the length of the first guide grooves (23) or second guide grooves (23) enlarged alone.
2. Führungsbacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (24) mit den zweiten Führungsnuten (32) den ersten Führungsnuten (23) vorauseilt und teilweise senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Drähte relativ zu dem ersten Teil der Führungsbacke (12, 14) beweglich ist. 2. Guide jaw according to claim 1, characterized in that the guide element (24) with the second guide grooves (32) leads ahead of the first guide grooves (23) and is partially movable perpendicular to the direction of extension of the wires relative to the first part of the guide jaw (12, 14). is.
3. Führungsbacke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Führungselement (24) und dem ersten Teil (28) der Führungsbacke (12, 14) eine Schräge (26) vorgesehen ist, die bei einem Absenken der Führungsbacke (12, 14) in Richtung der Drähte (100) das Führungselement in einer Richtung relativ zu dem ersten Teil führt, die eine Komponente parallel zu den ersten Führungsnuten (23) und eine Komponente senkrecht zu den Drähten (100) aufweist. 3. Guide jaw according to claim 2, characterized in that a slope (26) is provided between the guide element (24) and the first part (28) of the guide jaw (12, 14), which when the guide jaw (12, 14) is lowered. in the direction of the wires (100), the guide element guides in a direction relative to the first part, which has a component parallel to the first guide grooves (23) and a component perpendicular to the wires (100).
4. Führungsbacke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Führungselements (24) beim Absenken der Führungsbacke (12, 14) gegen die Rückstellkraft wenigstens eines Federelements (30) erfolgt. 4. Guide jaw according to claim 3, characterized in that the movement of the guide element (24) takes place against the restoring force of at least one spring element (30) when the guide jaw (12, 14) is lowered.
5. Führungsbacke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Führungsnuten (23) jeweils in zwei Nutenteile (20, 22) mit einer mittigen Ausnehmung aufgeteilt sind. Führungsbacke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Führungselement (24) an einem der beiden Nutenteile (20) oder Führungselemente an beiden Nutenteilen vorgesehen sind. Wickelvorrichtung zum Wickeln von flachen Wellenwicklungen (104) mit einer Drahtzufuhr für eine Mehrzahl von Drähten (100), einer schwertförmigen Wickelschablone (16) sowie in Richtung der Wickelschablone (16) absenkbaren Führungsbacken (12, 14) zur Führung der Drähte (100) während des Wickelvorgangs, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbacken (12, 14) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 im Bereich der von Führungsnuten (23) ein zu einem ersten Teil (28) bewegliches Führungselement (24) mit einer entsprechenden Anzahl zweiten Führungsnuten (32) aufweist, wobei das Führungselement (24) wenigstens teilweise parallel zu den Drähten (100) beweglich ist, während die Drähte (100) in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten (23, 32) gehalten sind, so dass sich die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten oder zweiten Führungsnuten (23, 32) alleine vergrößert. Wickelvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Wickelschablone (16) als Anschlag für die Führungsbacke (12, 14) dient. Wickelvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (24) mit seinen zweiten Führungsnuten (32) den ersten Führungsnuten (23) vorauseilt und mit einer Richtungskomponente senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Drähte (100) relativ zu dem ersten Teil (28) der Führungsbacke (12, 14) beweglich ist, wobei zwischen dem Führungselement (24) und dem ersten Teil (28) der Führungsbacke (12, 14) eine Schräge (26) vorgesehen ist, die bei einem Absenken der Führungsbacke (12, 14) auf die Wickelschablone (16) das Führungselement (24) in eine Richtung zu dem ersten Teil (28) führt, die eine Komponente parallel zu den ersten Führungsnuten (23) und eine Komponente senkrecht zu den Drähten (100) aufweist. Verfahren zur Korrektur von Fehlformungen im Bereich gerader Drahtabschnitte (108) von Drähten (100) in flachen Wellenwicklungen (104) während des Wickelns auf einer Wickelschablone (16) mit Führungsbacken (12, 14), die die Drähte (100) in den gewünschten Lagen führen, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der Führungsbacke (12, 14) beweglich angeordnetes Führungselement (24) mit zweiten Führungsnuten zu ersten feststehenden Führungsnuten parallel zu den Drähten (100) derart bewegt wird, während die Drähte (100) in den ersten und/oder zweiten Führungsnuten (23, 32) gehalten sind, dass die Länge der Drahtführung gegenüber der Länge der ersten oder zweiten Führungsnuten (23, 32) alleine vergrößert wird und der gerade Drahtabschnitt (108) im Falle zuvor verformter Drähte (100) über diese Länge begradigt wird. 5. Guide jaw according to one of the preceding claims, characterized in that the first guide grooves (23) are each divided into two groove parts (20, 22) with a central recess. Guide jaw according to claim 5, characterized in that a guide element (24) is provided on one of the two groove parts (20) or guide elements on both groove parts. Winding device for winding flat wave windings (104) with a wire feed for a plurality of wires (100), a sword-shaped winding template (16) and guide jaws (12, 14) which can be lowered in the direction of the winding template (16) for guiding the wires (100). of the winding process, characterized in that the guide jaws (12, 14) according to one of claims 1 to 6 in the area of the guide grooves (23) have a guide element (24) movable to a first part (28) with a corresponding number of second guide grooves (32 ), wherein the guide element (24) is at least partially movable parallel to the wires (100), while the wires (100) are held in the first and / or second guide grooves (23, 32), so that the length of the wire guide increased compared to the length of the first or second guide grooves (23, 32) alone. Winding device according to claim 7, characterized in that the surface of the winding template (16) serves as a stop for the guide jaw (12, 14). Winding device according to claim 7 or 8, characterized in that the guide element (24) with its second guide grooves (32) leads the first guide grooves (23) and with a directional component perpendicular to the direction of extension of the wires (100) relative to the first part (28). the guide jaw (12, 14) is movable, a slope (26) being provided between the guide element (24) and the first part (28) of the guide jaw (12, 14), which when the guide jaw (12, 14) is lowered on the winding template (16), the guide element (24) leads in a direction to the first part (28), which has a component parallel to the first guide grooves (23) and a component perpendicular to the wires (100). Method for correcting deformities in the area of straight wire sections (108) of wires (100) in flat wave windings (104) during winding on a winding template (16) with guide jaws (12, 14) which hold the wires (100) in the desired positions guide, characterized in that a guide element (24) movably arranged on the guide jaw (12, 14) with second guide grooves is moved to first fixed guide grooves parallel to the wires (100) in such a way, while the wires (100) are held in the first and/or second guide grooves (23, 32), the length of the wire guide is increased compared to the length of the first or second guide grooves (23, 32) alone and the straight wire section (108) in the case of previously deformed wires (100) is straightened over this length.
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