CN111357176A - 用于制造绞线的装置、绞线和具有该绞线的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于生产绞线(10)的方法，该方法包括以下步骤：a)将绝缘层(11)施加至线(12，18)；b)使绝缘的线(12，18)分离；c)沿线(12，18)的部分长度(13)从分离的线(12，18)上单独移除绝缘层(11)；以及d)将线(12，18)聚合在一起以形成绞线(10)，其中，所述部分长度(13)至少分段地布置在相同高度处以形成非绝缘的接触区域(15)。

Description

用于制造绞线的装置、绞线和具有该绞线的电机

本发明涉及用于制造绞线的方法和设备、该绞线以及具有这种绞线的电机。

组装绕组对于电动马达的定子绕组而言是已知的。这应当理解为意指绕组不是卷绕成一件的，也就是说，绕组可以在定子外部进行并随后***，即所谓的穿入式绕组(pull-in winding)，或者绕组可以直接在定子中进行，但部分导体或导体段被***到单独的定子槽中，并且然后通过大致使两个导体段的两个端部彼此导电连接的方式互连以形成导体环。这可以(例如通过直接焊接导体段)直接完成或(借助于连接元件或互连网络的中间连接)间接完成。在最简单的情况下，这种导体段是由实心材料构成的铜线棒，这些铜线棒在两端被***或推入到定子槽中后导电接触连接。所谓的发卡式绕组展示了一种替代方案，在发卡式绕组中，两个导体段以U形的方式连接(并且一体制造)，因此这种“发卡”仅需电连接在一个定子侧上。

最后，成型绞线是分段导体的另一种替代方案，在这种情况下，导体段不是由实心材料而是由扭转的线材束(绞线)组成并被压缩模制(成型绞线)，其中，绞线中的单独线材彼此绝缘。进行压缩主要是为了获得下述成型绞线：该成型绞线被尽可能紧地压紧，并且对于每个槽形横截面具有尽可能多的铜，也就是说，该成型绞线具有高填充程度并且因此具有高效的导体横截面。与实心材料线棒相比，线材束中的集肤效应显著更小。在压缩之前，通常将成型绞线扭转，因为这样可以防止寄生效应(涡流损耗)。

成型绞线可以由单个、即“大”的扭转绞线组成，或者由大量的部分绞线组成，就其本身而言，这些部分绞线由许多单独线材组成并且被扭转。根据发电机技术，成型绞线是已知的，并且该成型绞线被称为罗贝尔线棒(Roeble bar，罗贝尔换位指将单独的线材或导体扭转成具有矩形横截面)。

定子绕组也与定子绝缘。这种主绝缘例如可以实现为以***到定子槽中的绝缘纸的形式进行的槽绝缘。还可以通过注射模制直接将导体段与主绝缘封装在一起。

使用组装的成型绞线绕组不仅需要成型绞线本身连接以形成导体环，而且还需要每根成型绞线中的单独线材在头部区域中彼此电连接。电连接也意味必须具有长的使用寿命(振动和摇动)的足够牢固的机械连接。

在这方面，根据现有技术，诸如使用套筒的超声波焊接或电极焊接的焊接方法是公知的。现有技术的一个示例是US 5,660,742，其描述了一种用于在头部区域中连接绞线的组合方法，该方法包括超声焊接、电极焊接以及套筒压缩。

用于成型绞线的制造过程通常包括以下各个步骤：

a)扭转各导体，

b)压缩或锻轧所述导体以形成矩形横截面，

c)将连续的成型绞线或连续的单独线材切割至正确的长度，

d)在每个成型绞线的头部区域中将各线材接触连接，

e)将成型绞线***到定子槽中，

f)连接多个成型绞线以形成导体环。

已知的连接技术面临的一个问题是在头部区域中的单独线材的漆包线绝缘，漆包线绝缘阻碍了电连接和机械连接。在所引用的现有技术中，头部区域中的该包线漆在热作用下(电极焊接)被部分烧掉、部分地熔化并排出。然而，这会留下残留物。

特别地，这种方案的一个缺点在于，最终产品中的包线漆残留：

-降低了连接的机械强度，

-降低了电导率，

-降低了热导率，并且

-即使在来自同一条生产线的成型绞线中，也会造成这些特性的高度分散。

此外，在接触连接各线材时包线漆使过程更困难，因为：

-由于电弧与包线漆蒸气/烟气之间的相互作用，包线漆使连接过程、尤其是焊接过程更加困难；

-包线漆不能确保一致的加工质量，并且

-在单独线材接触连接机器中，必须保持单独的或集成的用于蒸气的抽吸移除***紧邻接触形成过程。

此外，包线漆残留物使进一步加工更困难，因为：

-排出的包线漆突出部(overhang)必须被移除，通常在头部侧顶出的情况下将端部件切除；

-排出的包线漆突出部污染了压缩、焊接或其他工具，并且因此既对后续工件的质量有不利影响，又增加了所用工具的维修间隔和强度。

本发明基于详细说明一种用于制造绞线、尤其是成型绞线的方法的目的，该方法首先以可靠且可自动化的方式操作并且其次以有效的方式操作。本发明还基于详细说明一种用于制造绞线的相应设备、一种绞线和包括这种绞线的电机的目的。

根据本发明，该目的通过关于方法的权利要求1的主题、关于设备的权利要求15的主题、关于绞线的权利要求16的主题以及关于电机的权利要求17的主题而实现。

具体地，该目的通过用于制造绞线的方法来实现，该方法包括以下步骤：

a)将绝缘层施加至线；

b)使绝缘的线分离；

c)沿线的部分长度从分离的线上单独移除绝缘层，以及

d)将线聚合在一起以实现形成绞线的目的，其中，所述部分长度至少分段地布置在相同层面处以实现形成非绝缘的接触区域的目的。

在此，线意在被理解为是指导电线材(单独的导体)。施加和移除绝缘层与对这些线材的处理有关。绝缘的单个导体也可以称为漆包线或磁线。相比于分段导体与定子之间的电压差，绞线的各个导体之间的电压差小。主绝缘或槽绝缘并非本发明的主题。

本发明具有下述优点：即使并且特别是在连续制造方法的情况下，也可以低浪费地制造绞线、特别是成型绞线。低浪费制造意味着，例如，减少了绞线的非作用/非功能区域。绞线的作用长度以及直接接触区域是有效的。作用长度与接触装置之间的中间段仅执行次要功能，特别是漏电和闪络保护，因此中间段应尽可能短。

有利地，所使用的绝缘物是塑料或合成树脂。

当定位有并选择合适的绝缘剥除装置时，通过本发明可以在没有什么困难的情况下进行对线、特别是单独线材的连续绞合，这比分批制造更经济，合适的绝缘剥除装置具有足够高的处理速度以及在绝缘区域与绝缘被剥除的区域、即非绝缘区域之间的同时选择性。

然而，除了本发明的优点特别见效的连续制造方法之外，本发明还包括分批制造方法、即非连续方法。

“在线上施加绝缘层”也可以理解为是指提供已经被绝缘的线材(漆包线)。也就是说，该处理步骤可以被去除并且独立于其他处理步骤执行。如果漆包线暂时储存在线辊上以备后用，则本发明的该构思因此应当被保留。

沿线的部分长度从分离的线上单独移除绝缘层应当理解为是指对每条线进行单独处理，在这种情况下，作用于特定的单个线，使得该线的绝缘层被部分移除、即沿部分长度移除。在此，移除不一定意味着移除绝缘层而没有残留物。移除也可以意味着对绝缘层进行磨损处理或减小绝缘层的厚度以达到技术上相关的程度。可以同时进行多个单独处理，其中，对第一线进行单独处理或加工，并且同样对至少一个第二线进行单独处理或加工，也就是说，基本独立于第一线地进行处理或加工。在任何情况下，都以单独控制的方式对各个线进行机加工，这与例如对所有线进行化学处理形成对比。在这种情况下，线的分离也是明显的，线的分离使得可以对各个线进行单独的机加工。

从发电机技术中已知从头部区域中的完整导体段上移除绝缘部。为此，通过手将罗贝尔线棒的端部部分拆开并且然后机械地刷净。对于大规模制造而言，这种解决方案是不可行的。这同样适用于绝缘部的化学剥除。

线可以是单独线材或部分绞线(也称为利兹线(Litz wire))，部分绞线本身又由单独线材构成。本发明总体上包括绞线，并且特别地包括成型绞线，该成型绞线是通过压缩制造的(参见上文)。绞线或成型绞线应当理解为是指由多个部件(单独线材和/或部分绞线)构成的整体部分。

下面关于单独线材所做的陈述也适用于部分绞线，并且下面关于部分绞线所做的陈述也适用于单独线材。

在从属权利要求中详细说明了优选的示例性实施方式。

在一个优选的实施方式中，步骤a)至步骤d)连续进行。这具有下述优点：该方法可以以特别经济的方式实施，这是因为线、特别是单独线材的绞合是连续进行的，并且绞线、特别是成型绞线在绞合之后被切割至适当的长度。

作为替代方案，至少步骤c)和步骤d)可以分批进行。在这种情况下，线在被聚合在一起之前被切割至一定长度，使得绞线或成型绞线的长度在被聚合在一起、特别是被绞合之前已被确定。

根据步骤c)的单独移除优选地包括：对绝缘层进行激光烧蚀，特别是对绝缘层进行激光蒸发。

激光蒸发是特别有利的，因为该方法：

a)以非接触方式操作，并且因此不会损坏易碎的线材；

b)可以以几乎不存在残留的方式蒸发绝缘包线漆；

c)可靠；并且

d)易于控制、精确且响应足够快，以便实现复杂的切割模式，尤其是当线材以不同速度通过激光时。

由于规定了用于激光脉冲的时间点和时间间隔，同样可以容易地控制绝缘剥除的过程。

在用于高压马达的成型绞线的情况下，特别是在成型绞线被扭转情况下，可以选择非常薄的绝缘层，这是因为：由于头部区域中的各线材中的所有线材都从成型绞线的始端和末端电连接并且因此处于相同的电位，因而各线材之间的电压差非常小(电压差仅由扭转长度的差异而导致)。因此，可以选择薄的绝缘层。

薄绝缘层的使用具有以下缺点：主要在加工期间，对单独线材、或者广义上对线的表面破坏的风险因此增大。因此，本领域技术人员需避免本身的绝缘层厚度过小。然而，绞线相对于彼此的扭转程度越大，则在成型绞线内发生短路(或多处短路)的情况下发生的对感应磁场的破坏越小。所述缺点也可以通过无接触式的激光蒸发来有效地抵消。

因此，特别地在扭转数即捻数被选择为较多的情况下，特别是在捻数多于3、但优选地捻数多于5的情况下，同样可以使用特别薄的绝缘层。绝缘厚度通常是相对于线材厚度来指定的，并表示为1级、2级等(在这方面请参见国际标准IEC 60317，2013年版)。因此，根据本发明的成型绞线所具有的绝缘厚度可以被选择为比具有同等的线材直径的穿入式绕组小一个等级、但优选地小两个等级。具体而言，这意味着即使在高于600V、特别是高于700V的电压水平下，也可以为根据本发明的绞合或成形绞线导体选择1级绝缘。

因此，可以以成本有效的方式实现具有适于分批制造的处理速度的制造过程。

也可以设置为仅部分磨损或减少绝缘层。也就是说，例如减小绝缘层的厚度。例如，层厚度可以减小超过30％、或减小超过50％、或减小超过80％。在具有圆柱形绝缘层的圆线材的情况下，层厚度表示沿径向方向的几何范围。

然而，绝缘层的部分磨损还可以意味着绝缘部仅在绝缘部被部分剥除的导体部分的点处被磨损。例如，在使用激光升华和高线材速度的情况下就是这种情况，在这种情况下，绝缘部/绝缘外壳仅在某些点处被移除，而在其他位置则保持完好无损，因此形成了具有几乎完全绝缘的孤立段和几乎完全剥除绝缘部的孤立段的豹纹样式。例如，可以在成型绞线的接触区域/头部区域中将绝缘覆层移除超过30％、超过50％或超过80％。

特别地，在此根据绝缘剥除装置的数量和/或性能以及导体的通过速度给出磨损绝缘层与未磨损绝缘层之间的比率作为优化过程。

由于绝缘层的部分磨损，较少的绝缘材料保留在成型绞线的头部端部。因此，与现有技术相比，可以改善成型绞线的头部端部的电连接和机械连接。这是有利的，以便能够运行例如绞线设备的更高处理速度(通过速度>40m/s)并且/或者能够减少绝缘剥除设备的输出(例如激光数量)。

在特别优选的实施方式中，在根据步骤c)的单独移除期间，线布置成彼此横向地间隔开。这在移除绝缘层时是有利的，因为这些线是容易触及的。

线的不同长度、非绝缘的部分长度优选地在根据步骤c)的单独移除期间形成。这具有下述优点：非绝缘的部分长度的位置以简单的方式相对于彼此布置，使得在将线聚合在一起时产生期望的接触区域。

作为线的不同长度的部分长度的替代方案，可以在根据步骤c)的单独移除期间形成线的等长的、非绝缘的部分长度，所述部分长度以偏移的方式布置。这与使用不同长度的部分长度的实施方式相比具有下述优点：该方法以特别低的浪费水平操作，并且相应地，保持不涉及线的功能的线区域尽可能小。为此，等长的部分长度以偏移的方式布置。这具有下述效果：各个线的部分长度近似或精确地布置在绞线的相同层面处，从而在绞线中产生均匀的接触区域。

在根据步骤c)的单独移除期间，优选由于移除事件中线的不同输送速度而形成线的不同长度的、非绝缘的部分长度。这由于绝缘层的移除可以以固定的方式进行而使方法简化。可变的过程参数是线的输送速度。

根据步骤d)将线聚合在一起可以包括将线绞合。对线进行绞合和扭转是用于减小寄生影响、比如涡流的常用连接方式。

在优选的实施方式中，根据步骤d)将线聚合在一起包括压缩模制以实现形成成型绞线的目的。压缩模制和相应的成型绞线应当理解为指方法步骤和相应的中间产品，该中间产品的外部形状将被改变或已至少部分地被改变。该实施方式在电机制造、特别是定子的制造方面具有特别的优点，在定子中，定子槽具有供成型绞线***的预定形状。定子槽的横截面例如可以是梯形的。其他形状的横截面也是可能的。

当线根据步骤d)被聚合在一起时，非绝缘的部分长度的沿线的输送方向位于后部处的端部优选地齐平地布置。因此，接触区域基本上正交于绞线的纵向方向延伸，从而使非功能区域最小化。有意义的是，线、特别是成型绞线中的单独线材和/或部分绞线具有不同的长度。例如，在使用卷绕有其他线材的芯线材时可以是这种情况。

附加地或作为此方案的替代方案，当线根据步骤d)被聚合在一起时，非绝缘的部分长度的沿线的输送方向位于前部处的端部可以齐平地布置。如果部分长度的前端部和后端部两者分别齐平地布置，则形成了几乎不形成浪费的方法。当线聚合在一起时产生的接触区域布置成在两端处基本上正交于绞线的纵向方向，使得首先很少乃至完全不产生废料，其次很少乃至完全不产生死空间。

在本方法的特别优选的实施方式中，非绝缘的部分长度的沿线的输送方向位于前部处的端部形成新的绞线的始端。因此，在最优的情况下完全消除了将绞线切割至一定长度时的浪费。

线可以包括多根单独线材和/或部分绞合的线。这清楚地表明，在此描述的根据本发明的方法和根据本发明的方法的实施方式既可以应用于单独线材的加工，也可以应用于部分绞线的加工，所述部分绞线又包括单独线材。用于部分绞线的单独线材同样可以根据本发明制造。

本发明还涉及用于制造绞线的设备，该设备包括：

用于将绝缘层施加至线的装置，用于将线聚合在一起以实现形成绞线的目的的装置，以及

用于沿线的部分长度从线上移除绝缘层的装置。此处可以设置成使用于将绝缘线分离的装置布置在用于移除绝缘层的装置的上游，并且使用于移除绝缘层的装置具有用于沿线的部分长度从分离的线上单独移除绝缘层的装置。用于使线聚合在一起的装置和用于移除绝缘层的装置相互作用，使得线的部分长度至少分段地布置在相同层面处，以实现形成非绝缘的接触区域的目的。该设备特别适于执行根据本发明的方法。

此外，可以有利地提供包括测量装置和处理单元的同步装置。测量装置确定剥除绝缘部的区域的长度。这可以例如通过测量电导率或通过图像评估来进行。处理单元基于测量装置的测量值来确定校正值，所述处理单元将所述校正值发送至绝缘剥除装置。因此，例如，可以设定或调节升华激光的脉冲长度和/或脉冲时间。因此，可以长期地、特别是在高线材通过速度下实现使被剥除绝缘部的部分部段具有期望的长度并且相对于彼此处于恒定的相对位置。同步装置可以沿连续的生产线定位，例如定位在绞合步骤的上游。

分离装置可以是例如输送带上的线的固定装置，该固定装置使线在横向上保持一定距离(分离)。通常，分离也可以理解为是指固定被分离的线。

本发明还要求保护一种绞线，该绞线包括各自具有绝缘层并且各自在部分长度上未绝缘的线，其中，未绝缘的部分长度形成线彼此导电连接的接触区域。在线被聚合在一起以形成成型绞线之前，针对每个单独线材沿部分长度单独地移除绝缘层。

本发明还公开并要求保护一种包括磁性部件的电机，该电机具有位于转子和/或定子的接纳开口中的大量的线，这些线各自具有绝缘层并且各自在部分长度上未绝缘。未绝缘的部分长度形成线彼此导电连接的接触区域，其中，在线被聚合在一起以形成绞线之前，针对每个单独线材沿部分长度单独地移除绝缘层。

绞线可以额外具有由电绝缘材料构成的主绝缘(槽绝缘)。主绝缘在其作用长度上围绕绞线本体。所述主绝缘使绞线本体与转子层压芯或定子层压芯绝缘。

下面将参照伴有进一步细节的示例性实施方式并参照附图来更详细地解释本发明，

在附图中：

图1示意性地示出了具有三个层1、2、3的利兹线，该利兹线包括相对于彼此扭转的单独线材；

图2示意性地示出了由部分绞线构成的绞线或利兹线。如此处所示，利兹线或部分绞线可以具有不同的扭转方向。利兹线或部分绞线可以进而彼此扭转。

图3示意性地示出了成型绞线的正视图和平面图，该成型绞线具有电接触连接和机械接触连接的具有套筒(下图)以及不具有套筒(上图)的头部区域；

图4a以示例的方式示意性地示出了电动马达的具有***的成型绞线的定子的正视图。在此，该成型绞线不是矩形的，而是梯形的。每个插槽中存在两个成型绞线。为了简化相互连接以形成绕组、特别是分开的绕组，成型绞线可以具有不同的长度；

图4b示意性地示出了根据图4a的定子的平面图；

图5a示意性地示出了成型绞线，其中，线材进行了四个完整的“旋转”，即捻数为4。三角形表示一捻。所示的长度是作用长度(成型绞线位于定子槽内的部分)、捻距和半捻距；

图5b示意性地示出了成型绞线的线材的平面图，该绞线必须覆盖用于一捻的矩形路径，该矩形路径对应于成型绞线的外周。因此，一半的路径必须覆盖半捻；

图5c示意性地示出了在直接路径(例如芯线材)与具有半捻的单独线材之间产生的长度差。水平：直接路径的长度；竖向：对于半捻的转向；连接线：最终长度。从直接路径到最终长度的垂直线指示了长度差。

图6a示意性地示出了示例性实施方式，在该示例性实施方式中，制造了具有不同长度的单独线材或部分绞线，即广义上说的“线”(用于根据图1的各个层1、2、3)，并且这些线各自在端部处剥除了相同长度的绝缘部。在扭转的情况下，这些线在理想情况下应当末端齐平，使得对于所有线而言被剥除绝缘部的区域的起点和终点两者彼此叠置。

图6b示意性地示出了另一示例性实施方式，在该示例性实施方式中，所有的单独线材或部分绞线、即广义上说的“线”被切割至相同的长度，但是具有不同尺寸的绝缘剥除区域。在扭转的情况下，被剥除绝缘部的区域的起始边缘将彼此叠置而变得齐平，但是线材的端部将不会彼此齐平地终止，因此在此额外的切割是必要的并且产生了浪费；

图7示意性地示出了单独线材生产线，在该生产线中，(未来的)漆包线行进通过绝缘浴，所施加的包线漆由干燥装置进行干燥，然后被部分剥除绝缘部，然后修剪至一定长度。在此以示例的方式示出了将被切割至一定长度的单独线材的不同长度(参见图1的层1、2、3)；

图8a示意性地示出了在一种变型中用于分批制造的绝缘剥除设备的示例性实施方式，其中，利兹线被修剪至正确的端部长度(＝图6a)；

图8b示意性地示出了在一种变型中用于分批制造的另一绝缘剥除设备，其中，绝缘剥除区域长度不同(图6b)；

图9a示意性地示出了制造变型方案的示例性实施方式，该制造变型方案对具有不同长度的绝缘剥除区域(在此表示为用于三层绞线)进行连续制造，该绝缘剥除区域被扭转、锻轧然后修剪至一定长度；

图9b示意性地示出了根据图9a的示例性实施方式的变型，其中，等长的绝缘剥除区域被放置成使得它们在扭转的情况下彼此叠置而变得齐平；

图10示意性地示出了用于由部分绞线组成的成型绞线的制造变型方案的另一示例性实施方式，其中，以表示成型绞线的另外的部分绞线的方式示出了三个部分绞线。

图11示出了例如根据图9a和图9b的连续成型绞线制造方法的制造步骤的可能顺序。

图12示出了例如根据图8a和图8b的分批成型绞线制造方法的制造步骤的可能顺序。

在图1至图6中示出了使用根据本发明的方法制造的产品、即绞线或成型绞线，还示出了具有这种绞线的电机。在图7至图12中示出了用于制造绞线的制造方法及设备的根据本发明的示例性实施方式。如此公开并要求保护该绞线和相应的具有该绞线的电机。

根据图1的绞线10可以是由多根线、即由多根单独线材12构成的完整绞线，这些线是各自绝缘的。图1还可以用作部分绞线18的示例，该部分绞线是更大的、上级的完整绞线10的组成部分。部分绞线18同样由单独线材12构成。单独线材12的扭转方向例如通过沿顺时针方向延伸的箭头表示。绞线10或部分绞线18由单独线材12的多个层20、21、22构成，出于图示的原因，所述多个层设置有不同的剖面线。也被称为层1的最内层20由所谓的芯线材形成。在根据图1的示例中，在此处作为第二层的层21围绕芯线材布置并且由6根单独线材12形成。第三层22围绕第二层21布置并且同样由单独线材12形成，具体地由12根单独线材12形成。不同数量的层是可能的，每层有不同数量的单独线材12也是可能的。

在图2中示出了包括多个部分绞线18的绞线10。部分绞线18可以沿相反的方向扭转。整个绞线10又沿一个方向扭转，从而总体上产生单独线材12的多种扭转并且相应地产生部分绞线18的多种扭转。

图3示出了整个绞线10，在绞线10的两个端部处具有头部侧接触区域15。在接触区域15中，单独线材12和/或部分绞线18通过合适的方式和方法彼此电连接和机械连接。由根据图3的正视图可以清楚地观察到，接触区域15被压缩以形成矩形横截面。其他横截面形状也是可能的。在根据图3的示例中，绞线10在两个纵向端部处被压缩并且相应地具有位于该处的接触区域15。也可以仅在两个纵向端部中的一个纵向端部处压缩绞线10。上图示出了没有套筒的绞线10。根据图3的下图示出了具有被推到接触区域15上的套筒的绞线10。

图4a和图4b示出了电机的部件，该部件配备有根据图3的多根绞线10。该部件可以是例如电机的定子23。使用这种绞线10的其他部件也是可能的。绞线10具有不同的长度。在图4b中、特别是在定子槽24的细节的图示中可以清楚地观察到，成型绞线与定子槽24具有相同的横截面。在根据图4b的示例中，横截面是梯形的。其他横截面形状也是可能的。在根据图4b的示例中，两个成型绞线10布置在同一定子槽24中。

对于电机，“作用长度”是指绕组的位于磁作用部分内的线部段。在定子的情况下，分段导体、比如说例如成型绞线的作用长度对应于分段导体的位于定子槽内的部段。非作用长度部件相应地位于定子槽的外部。图5a至图5c及图6a至图6b示出了当单独线材10或部分绞线18在扭转之前被剥除绝缘部时出现的问题。

图5a示意性地示出了单独线材12的绕组，单独线材12沿长度为L1的导体部段的外周卷绕。线材的一整圈称为一捻，线材的半圈称为一捻的一半或半捻。长度L2和L3表示捻距或半捻距，其中，这些长度不是指单独线材12的实际长度，而是指平行于导体轮廓的“有效”长度。

图5b以虚线示出了单独线材12必须覆盖整个捻距L3的路径而进行的额外转向的近似平面图。实线的矩形图示了导体芯，所示的单独线材12绕导体芯卷绕。

图5c示出了(例如芯线材的)直接路径——即半捻距L3——与具有半捻的单独线材之间的长度差L4(图5c)。水平地绘出了半捻距L3。竖向地绘出了导体芯的半周长L5。连接线(由于仅按一次近似处理而未考虑线材直径)是用于覆盖半捻距的单独线材的最终长度。从直接路径到最终长度的垂直线图示出了长度差。

不同的层20、21、22(参见图1)具有不同的长度。

图6a和图6b示出用于制造扭转利兹线的两种选择，该扭转利兹线的端部末端齐平。

根据图6a，用于不同层20、21、22(参见图1)的单独线材12或部分绞线18以不同的长度制造。单独线材12或部分绞线18沿着长度相等的部分长度13被剥除绝缘部。因此，不同长度的单独线材12的部分长度13具有相等的长度，并且由于单独线材长度不同而相对于彼此偏移。根据图6a的单独线材12或部分绞线18的长度定尺寸成使得非绝缘的部分长度13在扭转状态下布置在相同层面处，并且因此形成绞线的接触区域15。具体地，部分长度13布置成使得在制造期间沿部分绞线18或单独线材12的输送方向位于后部处的那些端部16和沿输送方向位于前部处的那些端部17布置成在每种情况下都彼此叠置而变得齐平。运输方向在图6a和图6b中从左至右延伸。换句话说，前端部17形成绞线或部分绞线18或单独线材12的末端边缘。在单独线材12或部分绞线18的另一端部处同样布置有部分长度13，部分长度13未绝缘且在部分长度13的两个端部处齐平地终止。

绝缘层11被施加在位于单独线材12或部分绞线18的两侧上的部分长度13之间。

根据图6b，单独线材12或部分绞线18具有相等的长度。在单独线材12或部分绞线18的一个端部处的部分长度13具有不同的长度。用于第一层20的最靠内的单独线材12的部分长度13的长度是最长的。部分长度13的长度(相对于绞线10)径向向外减小。最靠外的部分长度13或者最靠外的单独线材12的部分长度13是最短的部分长度13。在扭转的情况下，部分长度13的被剥除绝缘部的起始边缘16将彼此叠置而变得齐平。线材12的端部边缘17将不会彼此齐平地终止，因此在此额外的切割是必须的并且产生了浪费。

在单独线材12或18的另一侧，未绝缘的部分长度13具有相同的长度。

图7示出了用于制造绞线的设备的示例性实施方式，该设备具体为单独线材生产线。在这种情况下，通常同时制造多根单独线材。为了处理单独线材的目的，将这些单独线材分离。这被理解为意指下述制造步骤：其中，单独线材12彼此间隔开，使得单独线材12被基本单独地处理。

该设备具有用于将绝缘层11施加至单独线材12的装置30。具体地，所述装置是绝缘浴，单独线材12通过该绝缘浴来施加由包线漆构成的绝缘层11。为此目的，提供了合适的装置35，装置35以本身已知的方式均匀地涂覆单独线材12。单独线材12然后通过干燥装置36。经干燥的单独线材12然后在用于移除绝缘层11的装置32中被部分地剥除绝缘部。为此，提供了用于沿单独线材12的部分长度13单独移除绝缘层11的相应装置34。用于单独移除绝缘层11的装置34可以包括激光装置。单独线材12然后由装置37修整至此处期望的长度。

所述附图还图示了同步装置50，该同步装置50在此处被图示为通过成像过程来确定单独线材12的被剥除绝缘部的部分长度13的位置和长度。同步装置50根据被剥除绝缘部的部分部段相对于彼此的位置和长度而向装置32发送控制指令，以便根据需要调节装置32的活动。

根据图7的设备是分批制造设备，其在图8a和图8b中以两种变型示出。图8a和图8b示出了多根单独线材12，多根单独线材12分离地布置并且通过固定装置38紧固在传送带39上。传送带39使分离的单独线材12在装置中移动(在图中为从左至右移动)。两个激光装置(装置34)布置成使得其可以向单独线材12的轴向端部施加激光束以剥除绝缘层。在根据图8a的变型中，单独线材12具有不同的长度，如结合图6a更详细地描述的那样。根据图8b的变型涉及单独线材12具有相等的长度的制造方法的实施方式。部分长度13具有不同的长度。

图9a示出了一种变型，其具有不同长度的绝缘剥除区域(此处表示为用于三层绞线)，所述绝缘剥除区域被扭转并且然后被修剪至一定长度。该设备可以包括锻轧机40，以便将扭转的绞线定形状和/或额外压缩成期望的外部轮廓。所有的线材在扭转装置或广义的聚合装置31的输出端处以相同的速度行进，使得在经扭转的绞线的绝缘剥除区域中(近似地)产生相应的V形图案(鉴于穿过绞线的相应纵向截面)。在V形区域(由于残余的包线漆而)不能用作接触区域或者(由于部分缺失的绝缘部而)不能用作接触区域与作用长度之间的绝缘部段的意义上，V形区域是废产物。这增大了成型绞线的“净长度”。同样，对于绝缘剥除部段的精度要求比随后的制造过程的情况下的精度要求更适度，这是因为可以宽泛地选择用于被剥除的绝缘部的始端和末端的交叠区域。在此说明了对各单独线材的同步提出了适度的要求的方法。

图9b示出了根据图9a的方法的一种变型，其中，具有相等长度的绝缘剥除部段(部分长度13)必须被精确地放置，以使得这些绝缘剥除部段在扭转的情况下彼此叠置而变得齐平。由于所需的精确性/同步性，精确且快速响应的绝缘剥除方法、例如激光蒸发在此是特别有利的。箭头表示每层的单独线材(或部分绞线)的不同进给速度，其中，单独线材以适合于根据位置对各个线材的长度差进行补偿的差速度行进，从而使绝缘部段的始端和末端彼此叠置而变得齐平。

图10示出了制造由部分绞线18组成的成型绞线的制造变型方案的另一示例性实施方式。根据该图的方法将根据图9b的方法的原理从制造由单独线材12进行的绞线制造转换成通过部分绞线18进行的绞线制造。在这种情况下，替代单独线材12，将具有相应的接触区域15的部分线材18聚合在一起，以便最终形成成品绞线10，该成品绞线在该成品绞线的两个端部处具有单个接触区域15或两个接触区域15。以示例的方式图示了用于制造第二级绞线的两阶段方法。附图标记41表示引导装置，该引导装置设置成用于将部分导体平行地供应到聚合装置31中。根据图9a或图9b的方法可以作为根据图10的方法中的部分步骤来执行，例如，可以在执行此处说明的方法之前执行来自图9a或图9b的方法。同样可以在此处说明的方法期间或之后执行来自图9a或图9b的方法。这意味着，例如，起到芯线材的作用的部分绞线18在外周上卷绕有其他单独线材。然而，还涵盖将用作芯线材的单独导体12与外周上的多个部分绞线缠绕在一起的选项。由此向本领域技术人员暗示了此处示出的示例的明显变型。

图11和图12示出了两个示例性制造过程的顺序。图11示出了在连续制造情况下的过程序列，而图12示出了在分批制造情况下的过程序列。对于这两个制造过程，提供(S10)作为连续线材、例如呈线圈的形式的线材，并且例如根据图7中示出的部分方法对线材进行绝缘(S20)。根据来自图11的方法，然后以类似于图9a或图9b的方式平行地引导(S30)多根线材，使得线材部段呈连贯的形式，但是各线材部段是分离的，并且可以在期望的点处单独地被剥除绝缘部(S40)。以这种方式制备的单独线材在一个或更多个扭转或绞合装置中被绞合(S50)以形成绞线，使得单独线材具有明确界定的接触部段。然后以适于连续制造的方法、例如辊锻将连续的漆包绞线压缩，并定形状(S60)成期望的外部轮廓。在通过部分剥除绝缘部而提供的接触点的中间将随后制造的连续的成型绞线切断，以制造(S70)在两侧具有接触点的成型绞线。然后使单独线材在接触区域中彼此电连接和机械连接(S80)。然后可以将现有的成型绞线***到定子的槽中。

根据图12的方法在步骤S25、S35、S45和S65方面不同于方法11。在S25中，对连续的线材进行修剪，例如根据图6a或图6b中的实施方式将连续的线材修剪至一个或更多个长度，单独线材或漆包线的段被分离(S35)，并在端部处的部分长度上被剥除绝缘部(S40)。将一定数量的制备好的单独线材捆扎并扭转以形成绞线，从而在端部处产生(S45)明确限定的接触区域。该部分步骤可以重复若干次，并且是层次结构化的，以制造更高阶的绞线。然后，例如在提升压紧装置中对绞线进行压缩模制(S65)。在步骤S80中，在成型绞线的接触区域中将各单独线材电连接和机械连接。步骤S80可以在步骤S65之前或在步骤S65之后。根据本发明的解决方案的优点特别在于：

-所有成型绞线的质量水平是统一的；

-在相同质量的情况下提高了可靠性；

-改善了热接触、电接触和机械接触；

-缩短了循环时间，这是因为所需的接触力、时间以及用于连接头部区域的焊接电流——如果适用的话——由于缺乏绝缘会更低；

-使用更少的资源，特别是在省去对带有包线漆突出部的端部部段进行切除的情况下；

-改善了进一步可加工性，以用于连接以形成导体回路：

由于头部端部的紧凑程度更高，相关联地，头部的几何形状更小，并最终提高了组装期间的可接入性，例如用于配装互连网络；

-缩短了安装空间I：进入关键区域中的热输入更少，并且因此在相同的绝缘性能的情况下缩短了成型绞线：由于较低的处理负荷(电流强度、时间、力)，产生了更少的热量，因此，成型绞线的主绝缘以及单独线材绝缘在作用长度方向上、即在定子槽方向上受到的作用较小，并且因此成型绞线的头部端部与作用长度之间的安全距离可以缩短。(可能的安装空间缩短是可观的并在几毫米的范围中波动；前述的热输入会导致成型绞线的每一侧上约6mm的位于套筒下方的脆性区，从而不再确保可靠的绝缘)

-缩短了安装空间II：在使用套筒凸耳或凸片时缩短了安装空间，因为不必将包线漆残留物困在单独的“死空间”中，而这会增加套筒长度的尺寸——包线漆残留物由于其碳含量而具有导通性，并且因此既不能进入作用部分(定子槽)，也不能与其他导体元件建立接触或污染接触元件。

除此外，选择性地界定了成型绞线的绝缘区域和非绝缘区域：

-缩短安装空间III：当将成型绞线的所有单独线材的包线漆绝缘部以齐平的方式切断时可以缩短结构，这是由于(定子端部)到(单独线材的绝缘端部)以及(单独线材的绝缘端部)到(单独线材端部＝成型绞线端部)的间距对于所有的单独线材都是相同的。因此，能够选择用于防漏电或防闪络的最小绝缘长度(从作用长度的端部至被剥除绝缘部的漆包线的始端)，并且同时能够选择最小接触长度(被剥除绝缘部的漆包线的始端至漆包线端部＝成型绞线端部)。否则这在由于单独线材长度不相等而扭转的情况下是不可能的。

本发明的优选的示例性实施方式是根据图9b并且相应地根据图11的连续制造。

Claims (17)

1.一种用于制造绞线(10)的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将绝缘层(11)施加至线(12，18)；

b)使绝缘的所述线(12，18)分离；

c)沿所述线(12，18)的部分长度(13)从分离的所述线(12，18)上单独移除所述绝缘层(11)；以及

d)将所述线(12，18)聚合在一起以实现形成绞线(10)的目的，其中，所述部分长度(13)至少分段地布置在相同层面处以实现形成非绝缘的接触区域(15)的目的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)至步骤d)连续进行。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少步骤c)和步骤d)分批进行。

4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，根据步骤c)的单独移除包括对所述绝缘层(11)进行激光烧蚀，特别是对所述绝缘层(11)进行激光蒸发。

5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤c)的单独移除期间，所述线(12，18)布置成彼此横向地间隔开。

6.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤c)的单独移除期间形成所述线(12，18)的不同长度的、非绝缘的所述部分长度(13)。

7.根据前述权利要求1至5中的一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤c)的单独移除期间形成所述线(12，18)的等长的、非绝缘的所述部分长度(13)，所述部分长度以偏移的方式布置。

8.根据前述权利要求1至6中的一项所述的方法，其特征在于，在根据步骤c)的单独移除期间，由于移除事件中所述线(12，18)的不同输送速度而形成所述线(12，18)的不同长度的、非绝缘的所述部分长度(13)。

9.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，根据步骤d)将所述线(12，18)聚合在一起包括使所述线(12，18)绞合。

10.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，根据步骤d)将所述线(12，18)聚合在一起包括压缩模制以实现形成成型绞线的目的。

11.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，当所述线(12，18)根据步骤d)被聚合在一起时，非绝缘的所述部分长度(13)的沿所述线(12，18)的输送方向位于后部处的端部(16)齐平地布置。

12.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，当所述线(12，18)根据步骤d)被聚合在一起时，非绝缘的所述部分长度(13)的沿所述线(12，18)的输送方向位于前部处的端部(17)齐平地布置。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，非绝缘的所述部分长度(13)的沿所述线(12，18)的所述输送方向位于前部处的所述端部(17)形成新的绞线(10)的始端。

14.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，所述线(12，18)包括多个单独线材(12)和/或部分绞线(18)。

15.一种用于制造绞线的设备，包括

-装置(30)，所述装置(30)用于将绝缘层(11)施加至线(12，18)；

-装置(31)，所述装置(31)用于将所述线(12，18)聚合在一起以实现形成绞线(10)的目的；以及

-装置(32)，所述装置(32)用于沿所述线(12，18)的部分长度(13)从所述线(12，18)上移除所述绝缘层(11)，

其特征在于，

在用于移除所述绝缘层(11)的所述装置(32)的上游布置有用于使绝缘的所述线(12，18)分离的装置(33)，并且用于移除所述绝缘层的所述装置(32)具有用于沿所述线(12，18)的部分长度(13)从分离的所述线(12，18)单独移除所述绝缘层(11)的装置(34)，其中，用于将所述线(12，18)聚合在一起的所述装置(31)和用于移除所述绝缘层的所述装置(32)相互作用，使得所述线(12，18)的所述部分长度(13)至少分段地布置在相同层面处以实现形成非绝缘的接触区域(15)的目的。

16.一种绞线，所述绞线包括线(12，18)，所述线(12，18)各自具有绝缘层(11)并且各自在部分长度(13)上未绝缘，其中，未绝缘的所述部分长度(13)形成接触区域(15)，所述线(12，18)在所述接触区域(15)处彼此导电连接，并且在所述线(12，18)接合以形成绞线之前，对于每个单独的线(12)，所述绝缘层(11)沿所述部分长度(13)被单独移除。

17.一种电机，所述电机包括磁性部件，所述磁性部件具有位于转子和/或定子的接纳开口中的大量的线(12，18)，所述线各自具有绝缘层(11)并且各自在部分长度(13)上未绝缘，其中，未绝缘的所述部分长度(13)形成接触区域(15)，所述线(12，18)在所述接触区域(15)处彼此导电连接，其中，在所述线(12，18)接合以形成绞线(10)之前，对于每个单独的线(12)，所述绝缘层(11)沿所述部分长度(13)被单独移除。

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