WO2023138718A1

WO2023138718A1 - Method for winding turn-specific wire lengths, and rotor or stator having a coil winding having turn-specific wire lengths

Info

Publication number: WO2023138718A1
Application number: PCT/DE2022/100933
Authority: WO
Inventors: Florian SELL-LE BLANC; Gerhard Albert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-12-09
Publication date: 2023-07-27
Also published as: DE102022101153A1

Abstract

The invention relates to a method for producing at least one coil for insertion into two radial or axial grooves of a rotor body or stator body, which grooves are offset in the circumferential direction (U), the coil having a plurality of coil turns (52, 54) having a different wire length (62, 64). The method comprises the method steps of: feeding one or more conducting wires (80) to a winding tool (1) by means of a first wire feed(30); winding at least one first coil turn (52) of a coil (50) by wrapping the winding tool (1) with one or more of the fed conducting wires (80) in a first wire length (62); winding at least one further coil turn (54) of the same coil by wrapping the winding tool (1) with the one or more conducting wires (80) in a further wire length (64), the further wire length (64) being different from the first wire length (62). The invention also relates to a stator (70) or rotor, comprising a substantially cylindrical stator body or rotor body and a coil produced using the method, wherein the coil has a plurality of coil turns (52, 54), and wherein the coil turns (52, 54) have different wire lengths (62, 64) within the at least one coil.

Description

Verfahren für das Wickeln von windungsspezifischen Drahtlängen und Rotor oder Stator mit einer Spulenwicklung mit windungsspezifischen Drahtlängen Method for winding turns-specific lengths of wire and rotor or stator with a coil winding with turns-specific lengths of wire

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Wickeln von windungsspezifischen Drahtlängen und einen Rotor oder Stator mit einer Spulenwicklung mit windungsspezifischen Drahtlängen. The invention relates to a method for winding turn-specific wire lengths and a rotor or stator with a coil winding with turn-specific wire lengths.

Zur Herstellung von Rotoren oder Statoren mit einem hohen Wirkungsgrad sind bereits eine Vielzahl von Verfahren entwickelt worden, die sich mit dem Erzeugen von Spulenwicklungen einer Spule befassen. Spulenwicklungen werden mittels eines geeigneten Verfahrens gewickelt um anschließend mittels eines geeigneten Verfahrens in Nuten eines Rotor- oder Statorkörpers eingezogen zu werden. Die Nuten in einem Rotor- oder Statorkörper verlaufen in der Regel parallel zu einer Rotationsachse und erstrecken sich radial in dem Rotor oder Statorkörper. Für Radialflussmaschinen sind Konfigurationen bekannt, bei denen die Nuten radial nach innen geöffnet oder radial nach außen geöffnet sind. Für Axialflussmaschinen sind Konfigurationen bekannt, bei denen Nuten in axialer Richtung der Rotationsachse geöffnet sind. Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine Ausprägung für Radialflussmaschinen. In order to produce rotors or stators with a high level of efficiency, a large number of methods have already been developed which deal with the production of coil windings of a coil. Coil windings are wound using a suitable method in order to then be drawn into slots of a rotor or stator body using a suitable method. The slots in a rotor or stator body typically run parallel to an axis of rotation and extend radially in the rotor or stator body. Configurations are known for radial flow machines in which the grooves are open radially inwards or open radially outwards. Configurations are known for axial flow machines in which grooves are open in the axial direction of the axis of rotation. The following description relates to an embodiment for radial flux machines.

Die Spulenwicklung weist gerade Drahtabschnitte auf, die in die Nuten eingezogen werden. Eine Spulenwicklung kann dabei mehrlagig in den Nuten einliegen. Bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper axial außerhalb der Nuten gehen die geraden Drahtabschnitte der Spulenwicklung in geneigte oder gebogene Abschnitte über. Diese geneigten Abschnitte bilden einen Übergang zu einer weiteren nicht notwendigerweise direkt benachbarten Nut, in der wiederum gerade Drahtabschnitte der Spulenwicklung einliegen. The coil winding has straight wire sections that are pulled into the slots. A coil winding can lie in multiple layers in the slots. Relative to the rotor or stator body, axially outside the slots, the straight wire sections of the coil winding transition into inclined or bent sections. These inclined sections form a transition to a further groove, which is not necessarily directly adjacent, in which straight wire sections of the coil winding lie.

Die im Wesentlichen zylinderförmigen Rotor- oder Statorkörper und die radial verlaufenden Nuten bedingen, dass bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper radial außen liegende Windungen der Spulenwicklung eine längere Drahtlänge aufweisen müssen, als radial weiter innen liegende Windungen einer Spulenwicklung. Die Drahtlänge einer Spulenwindung ist die Länge, die ein Leitungsdraht einschließlich der zwei geraden Abschnitte und der dazwischen liegenden Wickelköpfe benötigt, um diese zwei geraden Abschnitte, die jeweils in einer Nut einliegen, miteinander, sowie mit der jeweils nächsten Windung zu verbinden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein radial äußerer Umfang eines im Wesentlichen zylinderförmigen Rotor- oder Statorkörpers größer ist als ein radial weiter innen liegender Umfang. Hierbei ist es unerheblich, ob es sich bei den Nuten um Nuten mit parallelen Nutflanken handelt, oder um Nutflanken mit radial zu- oder abnehmendem Abstand in Umfangsrichtung handelt. The essentially cylindrical rotor or stator body and the radially running grooves mean that, relative to the rotor or stator body, turns of the coil winding lying radially on the outside must have a longer wire length than turns of a coil winding lying radially further on the inside. The wire length of a coil turn is the length that a conductor wire needs, including the two straight sections and the winding heads lying between them to connect two straight sections, each lying in a groove, with each other and with the next winding. This is due to the fact that a radially outer circumference of a substantially cylindrical rotor or stator body is larger than a radially inner circumference. It is irrelevant here whether the grooves are grooves with parallel groove flanks or groove flanks with a radially increasing or decreasing distance in the circumferential direction.

Wickelvorrichtungen und Verfahren zum Erzeugen von Spulenwicklungen und zum Bestücken eines Einziehwerkzeuges zum gruppenweisen Einziehen der Spulenwicklungen in einen Rotor oder Stator sind aus dem Stand der T echnik hinlänglich bekannt. Winding devices and methods for producing coil windings and for equipping a drawing-in tool for drawing the coil windings in groups into a rotor or stator are sufficiently known from the prior art.

Die Spulenwicklungen können durch wendeiförmiges Wickeln von Leitungsdraht, typischerweise von im Querschnitt runden oder im Querschnitt rechteckigen Kupferlackdraht, um ein Wickelwerkzeug erzeugt und anschließend in einem Rotor- oder Statorkörper oder in einem Zwischenschritt in einem Einziehwerkzeug abgelegt. Es kann hierbei ein Einzeldraht oder mehrere parallele Leitungsdrähte nebeneinander zu dem Wickelwerkzeug geführt werden, wodurch und so gleichzeitig mehrere parallel verlaufende Leiterwicklungen auf dem Wickelwerkzeug, das als Schablone ausgebildet sein kann, erzeugt werden. Als Leitungsdraht kann ein massiver Draht, ein Drahtbündel oder ein Litzendraht zum Einsatz kommen. The coil windings can be produced by helically winding conductor wire, typically enamelled copper wire with a round or rectangular cross section, around a winding tool and then placed in a rotor or stator body or, in an intermediate step, in a drawing-in tool. In this case, a single wire or several parallel conductor wires can be guided next to one another to the winding tool, as a result of which several parallel conductor windings are produced on the winding tool, which can be designed as a template. A solid wire, a bundle of wires, or a stranded wire can be used as the lead wire.

Der Leitungsdraht wird von einem Drahtspeicher kommend über eine Drahtzufuhreinrichtung zu dem Wickelwerkzeug geführt. Man unterscheidet zwischen sogenannten Flyer-Verfahren, bei denen die Drahtzufuhreinrichtung um eine Schablone herumgeführt wird, und Wickelverfahren, bei denen eine Wickelschablone rotiert (Schablonenwickeln). Coming from a wire store, the conductor wire is guided to the winding tool via a wire feed device. A distinction is made between so-called flyer methods, in which the wire feed device is guided around a template, and winding methods, in which a winding template rotates (template winding).

Für das Schablonenwickeln ist im Stand der Technik vorgesehen, dass für jede zu wickelnde Spule eine feste Breite gewählt wird, wie beispielsweise in DE 10 2017 109 100 A1 beschrieben ist. For template winding, the prior art provides for a fixed width to be selected for each coil to be wound, as described in DE 10 2017 109 100 A1, for example.

Für das Wickeln von verschiedenen Spulenweiten kann das Wickelwerkzeug demnach auch verschiedene Stufen aufweisen, damit das Wickelwerkzeug für alle Spulen einer Phase eingesetzt werden kann. Die verschiedenen Spulenweiten haben dabei den Zweck, verschiedene Anzahlen an Nuten in Umfangsrichtung zu überbrü- cken. Wesentlich ist nach den Verfahren aus dem Stand der Technik, dass die Wickelbreite der jeweiligen hergestellten Spule während des Wickelns konstant ist. Im Anschluss wird die Spulenwicklung in den Rotor oder Stator ggf. mit Hilfe eines Einziehwerkzeugs phasenweise eingezogen. The winding tool can therefore also have different stages for winding different coil widths, so that the winding tool can be used for all coils in a phase. The purpose of the different coil widths is to bridge different numbers of slots in the circumferential direction. cken. According to the methods from the prior art, it is essential that the winding width of the respective coil produced is constant during winding. The coil winding is then drawn into the rotor or stator in phases, if necessary using a drawing-in tool.

Das Definieren einer festen Windungsbreite bzw. Spulenbreite je Spule hat den Nachteil, dass die einzelnen Windungen der Spule nicht auf den spezifischen Abstand zur nächsten für die Spule vorgesehenen Nut eingestellt sind, welcher wegen des oben beschriebenen geometrischen Effekts abhängig von der radialen Lage der Windung innerhalb der Nut abhängig ist. Stattdessen wird die Spulenweite bspw. über die Mitte der Nut und den Abstand in Umfangsrichtung bestimmt. Die einzelnen Spulenwindungen jeder Spule weisen also jeweils dieselbe Drahtlänge auf. Es muss eine Drahtlänge gewählt werden, die den größtmöglichen Abstand zwischen den für den Einzug der jeweiligen Spule vorgesehenen Nuten abbilden kann. Für die radiale Position, bei der die Abstände der Nuten in Umfangsrichtung geringer sind, ergibt sich daher bei gleichbleibender Drahtlänge für die geraden Drahtabschnitte und für eine über die Spule hinweg konstante Drahtlänge eine größere Länge die sich in den axial außerhalb der Nuten liegenden Wickelköpfen wiederfindet. Diese an sich unnötige Drahtlänge erhöht den Platzbedarf der einzelnen Windung der Spule, erhöht den Leitungswiderstand innerhalb der Spule und sorgt beim Einzug der Spule für eine Instabilität bei der Positionierung der geraden Abschnitte innerhalb der Nut. Defining a fixed winding width or coil width per coil has the disadvantage that the individual windings of the coil are not set to the specific distance to the next slot provided for the coil, which is dependent on the radial position of the winding within the slot due to the geometric effect described above. Instead, the coil width is determined, for example, via the center of the slot and the distance in the circumferential direction. The individual coil windings of each coil therefore each have the same wire length. A wire length must be selected that can represent the greatest possible distance between the grooves intended for the insertion of the respective coil. For the radial position, in which the distances between the slots in the circumferential direction are smaller, the wire length remains the same for the straight wire sections and the wire length is constant across the coil, resulting in a greater length that is found in the winding heads lying axially outside the slots. This length of wire, which is unnecessary in itself, increases the space requirement of the individual turns of the coil, increases the line resistance within the coil and, when the coil is pulled in, causes instability in the positioning of the straight sections within the slot.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, und eine Lösung zu finden, mit der sich eine Spulenwicklung optimiert auf die Geometrie eines für den Einzug der Spulenwicklung vorgesehenen Rotoroder Statorkörpers herstellen lässt. The object of the invention is therefore to overcome the disadvantages of the prior art and to find a solution with which a coil winding can be produced in an optimized manner for the geometry of a rotor or stator body provided for drawing in the coil winding.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im Anspruch 1 sowie in Anspruch 8 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 7 und 9 bis 10. Main features of the invention are set out in claim 1 and claim 8. Configurations are the subject of claims 2 to 7 and 9 to 10.

Für ein Verfahren zur Herstellung von zumindest einer zum Einzug in zwei in Umfangsrichtung versetzten axialen oder radialen Nuten eines Rotor- oder Statorkörpers vorgesehenen Spule, wobei die Spule mehrere Spulenwindungen mit unterschiedlicher Drahtlänge hat, sind erfindungsgemäß die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen: Zuführen eines oder mehrerer Leitungsdrähte zu einem Wickelwerkzeug mittels einer ersten Drahtzuführung; Wickeln zumindest einer ersten Spulenwindung einer Spule durch Umwickeln des Wickelwerkzeugs mit einem oder mehreren der zugeführten Leitungsdrähte in einer ersten Drahtlänge; Wickeln wenigstens einer weiteren Spulenwindung derselben Spule durch Umwickeln des Wickelwerkzeugs mit dem einen oder mehreren Leitungsdrähten in einer weiteren Drahtlänge, wobei sich die weitere Drahtlänge von der ersten Drahtlänge unterscheidet. According to the invention, the following method steps are provided for a method for producing at least one coil intended for insertion into two axial or radial slots of a rotor or stator body offset in the circumferential direction, the coil having a plurality of coil windings with different wire lengths: Feeding one or more conductor wires to a winding tool by means of a first wire feed; Winding at least a first coil turn of a coil by wrapping the winding tool with one or more of supplied lead wires in a first wire length; Winding at least one further coil turn of the same coil by wrapping the winding tool with the one or more conductor wires in a further length of wire, the further length of wire being different from the first length of wire.

Als Wickelwerkzeug kann beispielsweise eine flache Wickelschablone angesehen werden, um die der eine oder die mehreren zugeführten Leitungsdrähte wendelför- mig herumgewickelt werden. Es ist auch denkbar und durch den Begriff umwickeln mit erfasst, dass das Wickelwerkzeug, insbesondere eine flache Wickelschablone, selbst drehbar ist und so der eine oder die mehreren zugeführten Leitungsdrähte um die Wickelschablone herum gewickelt werden. A flat winding template, for example, can be regarded as a winding tool, around which the one or more supplied conductors are wound helically. It is also conceivable, and encompassed by the term wrap, for the winding tool, in particular a flat winding template, to be rotatable itself, so that the one or more supplied conductors are wound around the winding template.

Wenn mehrere Leitungsdrähte eingesetzt und vorzugsweise parallel zugeführt werden, spricht man von Teilleitern der Spulenwicklung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird also erreicht, dass die Teilleiter einer Spulenwindung innerhalb einer Spule eine spezifische Drahtlänge erhalten. In einer Ausgestaltung ist denkbar, dass ein Leitungsdraht der mehreren zugeführten Leitungsdrähte innerhalb einer Spulenwindung mit einer ersten Drahtlänge gewickelt wird und ein weiterer Leitungsdraht der mehreren zugeführten Leitungsdrähte derselben Spulenwindung mit einer davon abweichenden Drahtlänge gewickelt wird, wobei sich die Drahtlängen der jeweiligen Leitungsdrähte bzw. Teilleitern in einer weiteren Spulenwindung von denen in der vorhergehenden Spulenwindung unterscheiden. Bei einer höheren Anzahl an Teilleitern bzw. parallelen Leitungsdrähten je Spulenwindung ist es also möglich, die Teilleiter in Gruppen oder Einzeln wiederum mit spezifischen Drahtlängen zu wickeln, die auch innerhalb einer Spulenwindung unterschiedlich sein können. If several conductor wires are used and preferably fed in parallel, one speaks of partial conductors of the coil winding. The method according to the invention thus achieves the result that the partial conductors of a coil turn within a coil are given a specific wire length. In one configuration, it is conceivable that one line wire of the plurality of supplied line wires within a coil turn is wound with a first wire length and another line wire of the plurality of supplied line wires of the same coil turn is wound with a different wire length, with the wire lengths of the respective line wires or partial conductors in a further coil turn differing from those in the previous coil turn. With a higher number of sub-conductors or parallel conductor wires per coil turn, it is therefore possible to wind the sub-conductors in groups or individually with specific wire lengths, which can also differ within one coil turn.

Das Vorsehen von unterschiedlichen Drahtlängen der Leitungsdrähte für jede Spulenwindung ist sinnvoll, da die äußersten Leitungsdrähte oder Teilleiter einer Spulenwindung nach dem Einzug in einen Rotor- oder Statorkörper am Nutgrund eine größere Spulenweite bzw. Drahtbreit im Umfang benötigt als die radial weiter innen liegenden Leitungsdrähte oder Teilleiter einer Windung. Dadurch, dass sich der Umfang des zylindrischen Rotor- oder Statorkörpers geometrisch bedingt radial nach außen vergrößert, die Ausdehnung der Nuten aber bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper gesehen axial gleichbleibt, wird die größere Drahtlänge im Wesentlichen im Bereich der Wickelköpfe der Spulen benötigt. Die Wickelköpfe sind die Bereiche der Spule, die axial außerhalb der Nuten liegen. Die hierfür unterschiedliche Drahtlänge, je nach radialer Position der entsprechenden Spulenwindung in dem Rotor- oder Statorkörper nach dem Einzug der Spule in den Rotor- oder Statorkörper wird mittels des Verfahrens erzeugt. The provision of different wire lengths for the conductors for each coil turn makes sense, since the outermost conductors or partial conductors of a coil turn, after being drawn into a rotor or stator body at the base of the slot, require a larger coil width or wire width in circumference than the radially inner conductors or partial conductors of a turn. Due to the fact that the circumference of the cylindrical rotor or stator body increases radially outwards for geometric reasons, but the extent of the slots remains the same axially in relation to the rotor or stator body, the greater wire length is essentially required in the area of the winding overhangs of the coils. The end turns are the areas of the coil that are axially outside of the slots. The different wire lengths for this, depending on the radial position of the corresponding coil turn in the Rotor or stator body after drawing the coil into the rotor or stator body is produced using the method.

Dies gestaltet sich insbesondere auch für den Einzugsprozess vorteilhaft, da hier keiner weitere Anpassung der Spule an die Nutengeometrie bzw. die Geometrie des Rotor- oder Statorkörpers mehr erfolgen muss. So können Überlängen der Leitungsdrähte insbesondere im Bereich der Wickelköpfe vermieden werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Widerstand der einzelnen Spule durch die entsprechende optimierte Leitungslänge über die gesamte Spule gesehen, verringert. Zudem sind die Wickelköpfe durch eine optimierte Drahtlänge insbesondere auch in axialer Richtung weniger raumgreifend, wodurch sich insgesamt eine platzsparende Spule im eingebauten Zustand ergibt. This is particularly advantageous for the pull-in process, since the coil no longer has to be adapted to the slot geometry or the geometry of the rotor or stator body. In this way, excess lengths of the conducting wires can be avoided, particularly in the area of the end windings. This results in the advantage that the resistance of the individual coil is reduced as a result of the correspondingly optimized line length over the entire coil. In addition, due to an optimized wire length, the winding overhangs take up less space, especially in the axial direction, resulting in a space-saving coil when installed.

Ein weiterer wichtiger Vorteil, der sich aus dem Verfahren ergibt, ist, dass sich die einzelne Position der Spulenwindung vom Wickeln auf dem Wickelwerkzeug bis zum Einzug in den Rotor- oder Statorkörper nicht verändern kann. Dies wirkt sich ebenfalls positiv auf den Gesamtwiderstand der Spule aus, da sich eine unterschiedliche Verteilung der einzelnen Spulenlagen im Betrieb der Spule frequenzabhängig auf den Gesamtwiderstand der Spule auswirken kann. Insbesondere wenn Teilleiter zwischen den Spulenwindungen rutschen, wird ein AC-Widerstand bei hohen Frequenzen durch Stromverdrängungseffekte deutlich negativ beeinflusst. Dies kann bis zum Ausfall von Rotor- oder Statorwicklungen führen, bedingt durch das Versagen der lokalen Drahtisolation welche durch die aus den zusätzlichen AC-Verlusten entstehende Wärme geschädigt wird. Another important advantage resulting from the method is that the individual position of the coil winding cannot change from being wound on the winding tool to being drawn into the rotor or stator body. This also has a positive effect on the overall resistance of the coil, since a different distribution of the individual coil layers during operation of the coil can have a frequency-dependent effect on the overall resistance of the coil. In particular, when sub-conductors slip between the coil turns, an AC resistance is significantly negatively influenced at high frequencies by current displacement effects. This can lead to rotor or stator winding failure due to failure of the local wire insulation which is degraded by the heat generated from the additional AC losses.

Das Verfahren kann sowohl bei der Herstellung von Spulenwicklungen mittels Flyern oder mittels feststehender Drahtzuführung und rotierbarer Wickelschablone angewendet werden. The process can be used in the production of coil windings using flyers or using a fixed wire feed and rotating winding template.

Eine Kombination der unterschiedlichen Spulenweiten bzw. Drahtlängen basierend auf variierenden Nutabständen der Spule, welche durch die Geometrie des Rotoroder Statorkörpers beding sind, bzw. der Anzahl an zu überbrückenden Nuten anhand eines gegebenen Wickelschemas ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. A combination of the different coil widths or wire lengths based on varying slot spacings of the coil, which are caused by the geometry of the rotor or stator body, or the number of slots to be bridged using a given winding scheme is possible with the method according to the invention.

Dabei unterscheidet sich die Änderung Spulenweite bzw. Drahtlänge für verschiedene Spulenweiten aus dem Stand der Technik zu dem erfindungsgemäßen Wickel- schema, das zur Veränderung der Spulenweite bzw. Drahtlängen innerhalb einer Spule bzw. zwischen den Windungen einer Spule benötigt wird, da das Verfahren die unterschiedlichen Drahtlängen der einzelnen Spulenwindungen und gegebenenfalls auch der einzelnen Teilleiter darstellen muss. The change in coil width or wire length for different coil widths from the prior art differs from the winding according to the invention. Schematic that is required to change the coil width or wire lengths within a coil or between the turns of a coil, since the method must represent the different wire lengths of the individual coil turns and, if necessary, also of the individual strands.

Die Änderung der Spulenweite für eine Spule anhand des Wickelschemas aus dem Stand der Technik ist primär abhängig von Innen- und Außendurchmesser des Rotors bzw. Stators sowie der Anzahl der Nuten bzw. sekundär auch von deren Form. Bei einem bspw. 48-nutigen Stator wird bei einer Änderung der Spulenweite um eine Nut näherungsweise 1/48 der mittleren Umfangslänge in der Spulenweite verändert. The change in the coil width for a coil based on the winding scheme from the prior art is primarily dependent on the inside and outside diameter of the rotor or stator and the number of slots or secondarily also on their shape. In the case of a 48-slot stator, for example, changing the coil width by one slot changes the coil width by approximately 1/48 of the mean circumferential length.

Für die in dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen windungsspezifischen Drahtlängen innerhalb einer Spule ist die relative Änderung geringer, da sich die Änderung aus dem Unterschied verschiedener Umfangslängen am Rotor bzw. Stator in dem Bereich zwischen Nutgrund sowie Nutöffnung und sekundär auch aufgrund der Nutform ergibt. The relative change is lower for the winding-specific wire lengths within a coil described in the method according to the invention, since the change results from the difference in different circumferential lengths on the rotor or stator in the area between the slot base and slot opening and secondarily also due to the slot shape.

Nach einer möglichen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, die erste Spulenwindung in einem Abschnitt des Wickelwerkzeugs gewickelt wird, das eine erste Wickelbreite aufweist und die weitere Spulenwindung in einem weiteren Abschnitt des Wickelwerkzeugs gewickelt wird, das eine zweite Wickelbreite aufweist, wobei sich die Wickelbreite des Wickelwerkzeugs stufenweise verändert. Nach einer optionalen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass in dem ersten Abschnitt des Wickelwerkzeugs mehrere Teilspulenwindungen mit der gleichen ersten Drahtlänge aus den mehreren Leitungsdrähten gewickelt werden und in dem weiteren Abschnitt mehrere Teilspulenwindungen mit der gleichen weiteren Drahtlänge gewickelt werden. Es kann also eine Spule hergestellt werden, die in beispielsweise drei Abschnitten unterschiedlicher Wickelbreite mit jeweils vier Spulenwindungen, also insgesamt 12 Wicklungen gewickelt wurde. Dies ist allerdings nur als beschreibendes Beispiel zu verstehen. Selbstverständlich kann die Zahl der Windungen und die Zahl der Abschnitte hiervon deutlich abweichen. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Anzahl der Spulenwindungen innerhalb der Abschnitte variiert. In einer ebenfalls denkbaren Ausgestaltung des Verfahrens ist es möglich, eine Wickelwerkzeug vorzusehen, bei der jede einzelne Spulenwindung in einem separaten Abschnitt mit einer spezifischen Wickelbreite gewickelt wird. Dies gestaltet sich vorteilhaft, da somit eine ideale, weil auf Windungsebene vorgesehene Anpassung der Wicklungslänge erfolgt, die Spule an sich aber bevorzugt auf senkrecht zur Wickelrichtung verlaufende Abschnitte gewickelt wird. Die Spulenwicklung hält dadurch von selbst auf dem Wickelwerkzeug, weshalb keine Rückhalteelemente vorgesehen werden müssen. Für bestimmte Anwendungen kann es allerdings auch ausreichend sein, dass mehrere Spulenwindungen in einem Abschnitt mit gleichbleibender Wickelbreite gewickelt werden. According to one possible embodiment of the method, it is provided that the first coil turn is wound in a section of the winding tool that has a first winding width and the further coil turn is wound in a further section of the winding tool that has a second winding width, with the winding width of the winding tool changing in stages. According to an optional embodiment, it is provided that in the first section of the winding tool several partial coil turns are wound with the same first wire length from the several conductor wires and in the further section several partial coil turns are wound with the same further wire length. It is therefore possible to produce a coil which, for example, is wound in three sections of different winding widths, each with four coil turns, ie a total of 12 turns. However, this is only to be understood as a descriptive example. Of course, the number of turns and the number of sections can deviate significantly from this. Provision can also be made for the number of coil turns to vary within the sections. In a likewise conceivable embodiment of the method, it is possible to provide a winding tool in which each individual coil turn is wound in a separate section with a specific winding width. This is advantageous because the winding length is ideally matched because it is provided on the winding level, but the coil itself preferably extends perpendicularly to the winding direction sections is wound. As a result, the coil winding holds itself on the winding tool, which is why no retaining elements have to be provided. For certain applications, however, it can also be sufficient for several coil turns to be wound in one section with the same winding width.

Durch das Vorsehen von diskreten Wickelbreiten auf dem Wickelwerkzeug ergibt sich der Vorteil, dass eine Anpassung auf die jeweilig benötigte Wickelbreite vorgenommen werden kann, während die Spulenwindungen zumindest abschnittsweise eine konstante Wicklungslänge aufweisen. Insbesondere bei einer großen Differenz zwischen der minimalen und der maximal benötigten Drahtlänge der jeweiligen Spulenwindung der Spule kann es vorteilhaft sein, die Drahtlänge abschnittsweise zu erhöhen, da so ein besserer Halt der Spulenwindungen auf dem Wickelwerkzeug während des Wickelns erreicht wird. Die Abschnitte können hinreichend klein gewählt werden, sodass sich die oben beschriebenen Vorteile einer optimal angepassten Drahtlänge noch im Wesentlichen ergeben. The provision of discrete winding widths on the winding tool results in the advantage that an adaptation to the winding width required in each case can be carried out, while the coil windings have a constant winding length at least in sections. In particular when there is a large difference between the minimum and maximum required wire length of the respective coil turn of the coil, it can be advantageous to increase the wire length in sections, since this achieves a better hold of the coil turns on the winding tool during winding. The sections can be selected to be sufficiently small so that the above-described advantages of an optimally adapted wire length still essentially result.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die erste Spulenwindung in einem Abschnitt des Wickelwerkzeugs gewickelt wird, das eine erste Wickelbreite aufweist und die weitere Spulenwindung in einem weiteren Abschnitt des Wickelwerkzeugs gewickelt wird, das eine zweite Wickelbreite aufweist, wobei sich die Wickelbreite des Wickelwerkzeugs kontinuierlich verändert. In a further embodiment of the method, it is provided that the first coil turn is wound in a section of the winding tool that has a first winding width and the further coil turn is wound in a further section of the winding tool that has a second winding width, with the winding width of the winding tool changing continuously.

Nach dieser Ausgestaltung ergeben sich die oben beschriebenen Vorteile, wobei ein Wickelwerkzeug mit sich kontinuierlich verändernder Wickelbreite, also etwa in Längsrichtung des Wickelwerkzeugs zu- oder abnehmender Wickelbreite besonders einfach herstellen bzw. anpassen und somit besonders einfach in dem Verfahren einsetzen lässt. This configuration results in the advantages described above, with a winding tool with a continuously changing winding width, ie with a winding width increasing or decreasing in the longitudinal direction of the winding tool, being particularly easy to manufacture or adapt and thus particularly easy to use in the method.

In den Ausführungsformen des Verfahrens mit dem Wickelwerkzeug mit einer sich stufenweise oder kontinuierlich verändernden Wickelbreite kann vorgesehen sein, dass die Spulenwindungen beginnend in dem Abschnitt mit der kleinsten Wickelbreite oder beginnend in dem Abschnitt mit der größten Wickelbreite aufgewickelt werden. Dies hängt von den darauffolgenden Handhabungs- und Montageprozessen der Wicklung ab, zielt jedoch darauf die größere Spulenweite auf den radial außen liegenden Nutbereich zu verlagern. Für das Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, dass vor dem Umwickeln des Wickelwerkzeugs mit den Leitungsdrähten ein Verdrillen von zumindest zwei Leitungsdrähten um 180° erfolgt. In the embodiments of the method using the winding tool with a stepwise or continuously changing winding width, it can be provided that the coil turns are wound up starting in the section with the smallest winding width or beginning in the section with the largest winding width. This depends on the subsequent handling and assembly processes of the winding, but aims to shift the larger coil width to the radially outer slot area. Provision can furthermore be made for the method that before the winding tool is wrapped with the conductors, at least two conductors are twisted through 180°.

Die Verdrillung der Einzeldrähte führt zu einer elektrischen Effizienzsteigerung eines Rotors oder Stators mit einer so hergestellten Spule. Insbesondere kann bei einem Verfahren mit einem drehbaren Wickelwerkzeug vorgesehen sein, dass nach jeder halben oder ganzen Umdrehung des Wickelwerkzeugs ein Verdrillen erfolgt. Die so hergestellten Verdrillungen in den Spulenwindungen werden später beim Einziehen in den Rotor- oder Statorkörper so angeordnet, dass sie im Bereich der Wickelköpfe liegen. Wenn die Spulenwicklung mit mehreren parallel verlaufenden Leitungsdrähten und insbesondere mehrlagig erfolgt, wirkt sich die Verdrillung besonders effektiv auf den oben beschriebenen Vorteil aus. Um die Verdrillung zu erreichen, kann eine Drahtzufuhreinrichtung derart mit einer Wendeeinrichtung gekoppelt sein, dass die Drahtzufuhreinrichtung mit dieser hin- und herschwenkbar ist. The twisting of the individual wires leads to an increase in the electrical efficiency of a rotor or stator with a coil produced in this way. In particular, in a method with a rotatable winding tool, it can be provided that twisting takes place after every half or full revolution of the winding tool. The twists produced in this way in the coil windings are later arranged when they are drawn into the rotor or stator body in such a way that they are in the area of the end windings. If the coil winding is carried out with a plurality of conductor wires running in parallel and, in particular, in multiple layers, the twisting has a particularly effective effect on the advantage described above. In order to achieve the twisting, a wire feed device can be coupled to a turning device in such a way that the wire feed device can be pivoted back and forth with it.

Aus einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich, dass nach dem Herstellen einer kompletten Spule mit mehreren Spulenwindungen ein Abstreifen der Spule von dem Wickelwerkzeug und ein Überführen der Spule in einen Rotor- oder Statorkörper oder in ein Einziehwerkzeug vorgesehen ist. Hierfür kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Wickelbreite der aufgewickelten Spulenwindungen in Richtung des Abstreifens abnimmt. Die Wickelbreite kann kontinuierlich oder stufenweise abnehmen. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Abstreifen über einen an einem offenen Ende des Wickelwerkzeugs angeordnete Fangnase erfolgt, die die Spulenwicklung während des Wickelns auf dem Wickelwerkzeug hält. So wird die Spule während des Wickelns vorteilhaft auf dem Wickelwerkzeug gehalten und durch das Abstreifen möglichst ungestört in einen Rotor- oder Statorkörper oder in ein Einziehwerkzeug überführt. Es kann vorgesehen sein, dass das Abstreifen durch einen aktiv angetriebenen Abstreifer erfolgt, oder, dass die gewickelten Spulenwindungen vorzugsweise nach deren Entriegelung auf der Wickelvorrichtung durch ihr Eigengewicht in ein Einziehwerkzeug übertragen werden. A further refinement of the method results in the coil being stripped from the winding tool and transferred into a rotor or stator body or into a drawing-in tool after a complete coil with a plurality of coil turns has been produced. For this purpose, it can be particularly advantageous if the winding width of the coil windings wound up decreases in the stripping direction. The winding width can decrease continuously or in stages. According to a further advantageous embodiment, it is provided that stripping takes place via a catch lug which is arranged at an open end of the winding tool and which holds the coil winding on the winding tool during winding. In this way, the coil is advantageously held on the winding tool during winding and is transferred as undisturbed as possible into a rotor or stator body or into a drawing-in tool as a result of the stripping. Provision can be made for the stripping to be carried out by an actively driven stripper, or for the wound coil turns to be transferred into a drawing-in tool by their own weight, preferably after they have been unlocked on the winding device.

Weiterhin kann ausgestaltend für das Verfahren vorgesehen sein, dass zeitgleich oder konsekutiv zu der ersten Spule auf dem Wickelwerkzeug eine weitere Spule nach demselben Verfahren gewickelt wird, wobei ein oder mehrere Leitungsdrähte für die weitere Spule zu dem Wickelwerkzeug mittels einer zweiten Drahtzuführung zugeführt werden. Furthermore, in an embodiment of the method, it can be provided that at the same time or consecutively to the first coil on the winding tool, a further coil is wound using the same method, with one or more conductor wires for the further coil to be fed to the winding tool by means of a second wire feeder.

Auf diese Weise wird die Effizienz in der Herstellung von Elektromotoren gesteigert. Beispielweise kann eine erste Spule, die für einen radial weiter außen liegenden Umfang eines Rotors oder Stators vorgesehen ist, in einem Bereich mit einer größeren Wickelbreite, welche sich in Stufen oder kontinuierlich verändert, gewickelt werden, während eine zweite Spule, die für einen radial weiter innen liegenden Umfang eines Rotors oder Stators vorgesehen ist, in einem Bereich mit einer kleineren Wickelbreite gewickelt wird. Auch hier kann in dem Bereich mit der kleineren Wickelbreite vorgesehen sein, dass sich die Wickelbreite in Stufen oder kontinuierlich verändert. In this way, the efficiency in the production of electric motors is increased. For example, a first coil provided for a radially outer circumference of a rotor or stator may be wound in a region with a larger winding width, which changes in stages or continuously, while a second coil provided for a radially inner circumference of a rotor or stator is wound in a region with a smaller winding width. Here, too, it can be provided in the area with the smaller winding width that the winding width changes in steps or continuously.

Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stator oder Rotor aufweisend einen im Wesentlichen zylindrischen Stator- oder Rotorkörper und eine nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte Spule, wobei die Spule mehrere Spulenwindungen aufweist, wobei die Spulenwindungen innerhalb der mindestens einer Spule unterschiedliche Drahtlängen aufweisen. The invention further relates to a stator or rotor having an essentially cylindrical stator or rotor body and a coil produced according to the method described above, the coil having a plurality of coil turns, the coil turns having different wire lengths within the at least one coil.

Es ergeben sich für den Stator oder Rotor sinngemäß dieselben oben beschriebenen Vorteile. Dadurch, dass die Spulenwindungen der Spule unterschiedliche Drahtlängen aufweisen, kann die äußerste in den Rotor oder Stator eingezogene Spulenwindung am Nutgrund eine größere Spulenweite bzw. Drahtbreit im Umfang aufweisen, als eine radial weiter innen liegende Windung. Insbesondere im Bereich der Wickelköpfe kann sich die unterschiedliche Drahtlänge positiv auswirken, da, je nach radialer Position der entsprechenden Spulenwindung in dem Rotor- oder Statorkörper, eine unterschiedliche Distanz zwischen den zwei Nuten durch den Wickelkopf überbrückt werden muss. So werden Überlängen der Leitungsdrähte im Bereich der Wickelköpfe vermieden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Widerstand der einzelnen Spule durch die entsprechende optimierte Leitungslänge über die gesamte Spule gesehen, verringert. Zudem sind die Wickelköpfe durch eine optimierte Drahtlänge insbesondere auch in axialer Richtung weniger raumgreifend, wodurch sich insgesamt eine platzsparende Spule im eingebauten Zustand ergibt. The same advantages described above result for the stator or rotor. Due to the fact that the coil turns of the coil have different wire lengths, the outermost coil turn drawn into the rotor or stator can have a larger coil width or wire width on the circumference than a radially inner turn. The different wire lengths can have a positive effect particularly in the area of the winding overhangs since, depending on the radial position of the corresponding coil turn in the rotor or stator body, a different distance between the two slots has to be bridged by the winding overhang. This avoids overlengths of the conductors in the area of the end windings. This results in the advantage that the resistance of the individual coil is reduced as a result of the correspondingly optimized line length over the entire coil. In addition, due to an optimized wire length, the winding overhangs take up less space, especially in the axial direction, resulting in a space-saving coil when installed.

Dementsprechend ist in einer bevorzugten Weiterbildung für den Stator oder Rotor vorgesehen, dass die Drahtlänge einer bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper radial außen in den Nuten einliegenden Spulenwindung größer ist, als die Drahtlänge einer bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper radial weiter innen in den Nuten einliegenden Spulenwindung. Accordingly, in a preferred development for the stator or rotor, it is provided that the wire length of a coil winding located radially on the outside in relation to the rotor or stator body in the slots is greater than the wire length a coil winding located radially further inward in the slots in relation to the rotor or stator body.

Nach einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist für den Rotor oder Stator vorgesehen, dass jede Spulenwindung bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper axial außerhalb und zwischen den Nuten liegende Wickelköpfe aufweist, wobei zwei benachbarte Leitungsdrähte zweier Spulenwindungen der Spule im Bereich der jeweiligen Wickelköpfe verdrillt sind. Durch das Verdrillen ergibt sich eine erhöhte Effizienz des Elektromotors, da Stromverdrängungseffekte innerhalb der Leiter der Spule reduziert werden und sich somit eine effizientere elektrische Nutzung der Leiter bzw. Spule im Wechselstrombetrieb ergibt. According to a further possible embodiment, it is provided for the rotor or stator that each coil turn has winding heads lying axially outside and between the slots relative to the rotor or stator body, with two adjacent conductor wires of two coil turns of the coil being twisted in the region of the respective winding heads. The twisting results in increased efficiency of the electric motor, since current displacement effects within the conductors of the coil are reduced, resulting in more efficient electrical use of the conductors or coil in AC operation.

Weitere Merkmale, Details und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung Ausführungsbeispielen basierend auf den Zeichnungen. Further features, details and advantages of the invention result from the wording of the claims and from the following description of exemplary embodiments based on the drawings.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines als Flyer-Vorrichtung ausgebildeten Wickelwerkzeugs aus dem Stand der Technik zur Durchführung des Wickelverfahrens nach dem Stand der Technik; 1 shows a schematic representation of a winding tool designed as a flyer device from the prior art for carrying out the winding method according to the prior art;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines als Schablonenwickelvorrichtung ausgebildeten Wickelwerkzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 shows a schematic representation of a winding tool designed as a template winding device for carrying out the method according to the invention;

Fig. 3 eine schematische Teil-Darstellung einer Variante eines als Schablonenwickelvorrichtung ausgebildeten Wickelwerkzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; sowie 3 shows a schematic partial illustration of a variant of a winding tool designed as a template winding device for carrying out the method according to the invention; as well as

Fig. 4 eine schematische axiale und ausschnittsweise Ansicht eines erfindungsgemäßen Rotors oder Stators mit zwei exemplarisch darin eingezogenen Spulenwindungen. 4 shows a schematic axial view of a detail of a rotor or stator according to the invention with two coil windings inserted therein as an example.

Nachstehend werden für gleiche Elemente in den Figuren die gleichen Bezugszeichen verwendet. In the following, the same reference numbers are used for the same elements in the figures.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Flyer-Vorrichtung aus dem Stand der Technik zur Durchführung eines Wickelverfahrens nach dem Stand der Technik. Der Flyer wird hierbei um die Wickelschablone 10 des Wickelwerkzeugs 1 rotiert und wickelt über eine am Flyer angeordnete Drahtzuführung 30 einen oder mehrere Leitungsdrähte um die Wickelschablone 10. Soll eine Spule 50 mit einer Wickelbreite 20 bzw. Drahtlänge 60 der einzelnen Spulenwindungen erzeugt werden, wird der Leitungsdraht bzw. mehrere Leitungsdrähte um einen entsprechenden Abschnitt 12 der Wickelschablone 10 gewickelt. Hierbei wird je hergestellter Spule 50 eine bestimmte Wickelbreite 20 gewählt, wobei die Leitungsdrähte daher für die Herstellung einer Spule 50 ausschließlich in dem jeweiligen Abschnitt 12 der Wickelschablone 10 gewickelt werden. Auf diese Weise haben die Spulenwindungen einer auf der Wickelschablone 10 gewickelten und zum Einzug in zwei Nuten eines Rotor- oder Statorkörpers vorgesehenen Spule 50 eine einheitliche Wickelbreite 20 bzw. Drahtlänge 60. Axial gesehen kann die Drahtzuführung 30 hierfür relativ zu der Wickelschablone 10 bewegt werden. FIG. 1 shows a schematic representation of a flyer device from the prior art for carrying out a winding method according to the prior art. The flyer is rotated around the winding template 10 of the winding tool 1 and winds one or more conducting wires around the winding template 10 via a wire feed 30 arranged on the flyer. If a coil 50 with a winding width of 20 or wire length 60 of the individual coil turns is to be produced, the conducting wire or several conducting wires are wound around a corresponding section 12 of the winding template 10. A specific winding width 20 is selected for each coil 50 produced, with the conductor wires therefore being wound exclusively in the respective section 12 of the winding template 10 for the production of a coil 50 . In this way, the coil turns of a coil 50 wound on the winding template 10 and intended to be drawn into two slots of a rotor or stator body have a uniform winding width 20 or wire length 60. Seen axially, the wire feed 30 can be moved relative to the winding template 10 for this purpose.

Figur 2 eine schematische Darstellung eines als Schablonenwickelvorrichtung ausgebildeten Wickelwerkzeugs 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren kann ebenfalls mittels einer Flyer-Vorrichtung durchgeführt werden. Bei einer Durchführung mit einer Schablonenwickelvorrichtung als Wickelwerkzeug 1 wird die Wickelschablone 10 rotiert und die Drahtzuführung bleibt zumindest entlang der Umfangsrichtung der Rotation der Wickelschablone 10 ortsfest, während sich bei dem Vorsehen einer Flyer-Vorrichtung als Wickelwerkzeug 1 die Drahtzuführung 30 an dem rotierenden Flyer befindet und die Wickelschablone 10 nicht rotiert (vgl. Fig. 1). Axial, also entlang der Rotationsachse R gesehen, kann die Drahtzuführung 30 relativ zu der Wickelschablone 10 bewegt werden, oder umgekehrt. Es ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Leitungsdrähte zu einem Wickelwerkzeug 1 (hier: Schablonenwickelvorrichtung) mittels einer ersten Drahtzuführung 30 zugeführt werden. Dann wird zumindest eine erste Spulenwindung 52 einer Spule 50 durch Umwickeln des Wickelwerkzeugs 1 mit einem oder mehreren der zugeführten Leitungsdrähte in einer ersten Drahtlänge 62 gewickelt. Das Wickeln folgt auf einer Stelle bzw. einem ersten Abschnitt 12 der Wickelschablone 10 mit einer ersten Wickelbreite 22. Danach wird wenigstens eine weitere Spulenwindung 52 derselben Spu- lenwiclung 50 durch Umwickeln der Wickelschablone 10 des Wickelwerkzeugs 1 mit dem einen oder mehreren Leitungsdrähten in einer weiteren Drahtlänge64 gewickelt, wobei sich die weitere Drahtlänge 64 von der ersten Drahtlänge 62 unterscheidet.FIG. 2 shows a schematic representation of a winding tool 1 designed as a template winding device for carrying out the method according to the invention. The method can also be carried out using a flyer device. In an implementation with a template winding device as the winding tool 1, the winding template 10 is rotated and the wire feed remains stationary at least along the circumferential direction of the rotation of the winding template 10, while when a flyer device is provided as the winding tool 1, the wire feed 30 is on the rotating flyer and the winding template 10 does not rotate (see Fig. 1). Axially, ie seen along the axis of rotation R, the wire feed 30 can be moved relative to the winding template 10, or vice versa. Provision is made for one or more conductor wires to be fed to a winding tool 1 (here: template winding device) by means of a first wire feeder 30 . Then at least a first coil turn 52 of a coil 50 is wound in a first wire length 62 by winding one or more of the supplied conductor wires around the winding tool 1 . The winding follows at a point or a first section 12 of the winding template 10 with a first winding width 22. Then at least one further coil turn 52 of the same coil winding 50 is wound by winding the winding template 10 of the winding tool 1 with one or more conductors in a further wire length 64, with the further wire length 64 differing from the first wire length 62.

Dies erfolgt auf einer Stelle bzw. in einem weiteren Abschnitt 14 der Wickelschablone 10 mit einer weiteren Wickelbreite 24. Hierfür wird die Wickelschablone 10 und/oder die Drahtzuführung 30 relativ zueinander und in Bezug auf die Rotationsachse R axial bewegt. In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform weist die Wickelschablone 10 hierfür eine konische Form auf. Auf diese Weise wird eine zu einer bereits gewickelten Spulenwindung 52 nach einem axialen Verstellen der Wickelschablone 10 und der Drahtzuführung 30 zueinander und nach zumindest einer weiteren vollständigen Umdrehung der Wickelschablone 10 bzw. Umlauf des Flyers (Beim Verwenden einer Flyer-Vorrichtung) eine unterschiedliche, weitere Wickelbreite 24 bzw. Drahtlänge 64 einer weiteren Spulenwindung 54 erhalten. This takes place at one point or in a further section 14 of the winding template 10 with a further winding width 24. For this purpose, the winding template 10 and/or the wire feed 30 is moved axially relative to one another and in relation to the axis of rotation R. In the embodiment shown in FIG. 2, the winding template 10 has a conical shape for this purpose. In this way, after an axial adjustment of the winding template 10 and the wire feed 30 relative to one another and after at least one further complete rotation of the winding template 10 or circulation of the flyer (when using a flyer device), a different, further winding width 24 or wire length 64 of a further coil turn 54 is obtained in relation to an already wound coil turn 52.

Nach dem Wickeln kann vorgesehen sein, dass die Spule 50 mit mindestens zwei Drahtlängen 62,064 unterschiedlicher Spulenwindungen 52, 54 von der Wickelschablone 10 mittels einer Abstreifvorrichtung 30 abgestreift werden. Im Falle der konisch geformten Wickelschablone 10 kann dies auch ohne Abstreifvorrichtung 30 sondern allein durch die Schwerkraft bzw. Gewichtskraft der Spulenwndungen erfolgen, insbesondere, wenn die Wickelschablone 10 wie dargestellt zweigeteilt ist und in ihrer Breite verstellbar ist. Zum Zurückhalten der gewickelten Spule 50 auf der Wickelschablone 10 ist eine Fangnase 16 vorgesehen, die sich zumindest entlang eines Abschnittes des Umfangs der Wickelschablone 10 an deren offenem Ende erstreckt. After winding, it can be provided that the coil 50 with at least two wire lengths 62,064 of different coil windings 52, 54 is stripped from the winding template 10 by means of a stripping device 30. In the case of the conically shaped winding template 10, this can also be done without a stripping device 30 but solely by the force of gravity or the weight of the coil turns, especially if the winding template 10 is divided into two as shown and is adjustable in width. In order to retain the wound coil 50 on the former 10, a catching lug 16 is provided which extends at least along a portion of the circumference of the former 10 at the open end thereof.

In einer in den Figuren nicht dargestellten Ergänzung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass vor dem Umwickeln des Wickelwerkzeugs mit den Leitungsdrähten ein Verdrillen von zumindest zwei Leitungsdrähten um 180° erfolgt. Hierfür kann eine entsprechende Verdrillvorrichtung etwa in der Drahtzuführung eingebracht sein. In an addition to the method that is not shown in the figures, it can be provided that before the winding tool is wrapped with the conductors, at least two conductors are twisted through 180°. A corresponding twisting device can be introduced for this purpose, for example in the wire feed.

Es versteht sich, dass zeitgleich oder konsekutiv zu der ersten Spule auf dem Wickelwerkzeug eine weitere Spule nach demselben Verfahren gewickelt wird, wobei ein oder mehrere Leitungsdrähte für die weitere Spule zu dem Wickelwerkzeug mittels einer zweiten nicht dargestellten Drahtzuführung zugeführt werden. Das Wickeln der Spulen erfolgt axial gesehen an unterschiedlichen Orten, sodass eine parallele Herstellung zweier Spulen erfolgt. It goes without saying that at the same time or consecutively to the first coil on the winding tool, a further coil is wound using the same method, with one or more conductors for the further coil being fed to the winding tool by means of a second wire feed, not shown. Seen axially, the coils are wound at different locations, so that two coils are produced in parallel.

Figur 3 zeigt eine schematische Teil-Darstellung einer Variante eines als Schablonenwickelvorrichtung ausgebildeten Wickelwerkzeugs 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Wickelschablone 10 kann ebenfalls, wie für Figur 2 bereits ausgeführt zweigeteilt sein, wobei die beiden Teile in Bezug zueinander und senkrecht zu der Rotationsachse R des Wickelwerkzeugs 1 bewegbar sind. Im Ge- gensatz zu Figur 2 ist die Wickelschablone 10 gestuft ausgeführt. Es wird also zunächst eine erste Spulenwindung 52 in einem ersten Abschnitt 12 der Wickelschablone 10 gewickelt, welcher eine erste Wickelbreite 22 aufweist und die weitere Spulenwindung 54 in einem weiteren Abschnitt 14 der Wickelschablone gewickelt, welcher eine weitere Wickelbreite 24 aufweist. Die Wickelbreite 24 des Wickelwerkzeugs 1 verändert sich stufenweise axial zu der Rotationsachse R des Wickelwerkzeugs 1 gesehen. Im Gegensatz dazu verändert sich die Wickelbreite 20 bei der Ausgestaltung nach Figur 2 kontinuierlich. FIG. 3 shows a schematic partial illustration of a variant of a winding tool 1 designed as a template winding device for carrying out the method according to the invention. As already explained for FIG. 2, the winding template 10 can also be divided in two, with the two parts being movable in relation to one another and perpendicularly to the axis of rotation R of the winding tool 1 . in In contrast to FIG. 2, the winding template 10 has a stepped design. A first coil turn 52 is thus initially wound in a first section 12 of the winding template 10 which has a first winding width 22 and the further coil turn 54 is wound in a further section 14 of the winding template which has a further winding width 24 . The winding width 24 of the winding tool 1 changes in steps viewed axially to the axis of rotation R of the winding tool 1 . In contrast to this, the winding width 20 changes continuously in the embodiment according to FIG.

Es versteht sich, dass die in Figur 3 dargestellten Stufen entlang der axialen Richtung eine wesentlich kleinere axiale Ausdehnung, als dort angedeutet, haben können. Dies kann bis hin zu einer Drahtbreite oder bestimmten ganzzahligen Vielfachen der eingesetzten Drahtbreite reichen. Auf diese Weise werden definierte Drahtlängen für die Spulenwindungen oder die Teilspulenwindungen bei dem Einsatz mehrerer paralleler Leiterdrähte erreicht. It goes without saying that the steps shown in FIG. 3 can have a significantly smaller axial extension along the axial direction than indicated there. This can extend to a wire width or certain whole-number multiples of the wire width used. In this way, defined wire lengths for the coil turns or the partial coil turns are achieved when using a plurality of parallel conductor wires.

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Abschnitt des Wickelwerkzeugs mehrere Teilspulenwindungen mit der gleichen ersten Drahtlänge aus den mehreren Leitungsdrähten gewickelt werden und in dem weiteren Abschnitt mehrere Teilspulenwindungen mit der gleichen weiteren Drahtlänge gewickelt werden. In addition, it can be provided that in the first section of the winding tool several partial coil turns are wound with the same first wire length from the several conductor wires and in the further section several partial coil turns are wound with the same further wire length.

Das Abstreifen der Spule von der Wickelschablone erfolgt in dieser Variante vorzugsweise mittels eines Abstreifers (vgl. Figur 2), da die Haftreibung der Spulenwindungen auf der Wickelschablone größer ist, als deren Gewichtskraft. In this variant, the coil is preferably stripped off the winding template by means of a stripper (cf. FIG. 2), since the static friction of the coil windings on the winding template is greater than their weight.

Figur 4 zeigt eine schematische axiale und ausschnittsweise Ansicht eines erfindungsgemäßen Rotors oder Stators 70 mit zwei exemplarisch darin eingezogenen Spulenwindungen 52, 54 einer einzigen Spule 50. Man erkennt, dass die erste Drahtlänge 62 der ersten Spulenwindung 52 bedingt durch deren Lage am Zahnfuß 74 einer Nut 76 und den dort kleineren Umfang des Rotors oder Stators 70 kleiner sein muss, als die Drahtlänge 64 der weiteren Spulenwindung 54, welche hier exemplarisch im Bereich des Nutgrundes 72 einer Nut 76 des Rotors oder Stators 70 zu liegen kommt. Hier ist der Umfang des Rotors oder Stators 70 bei einer Konfiguration mit radial nach innen geöffneten Nuten entsprechend größer, wodurch sich auch eine größere weitere Drahtlänge 64 ergibt. Sämtliche Merkmale und Vorteile, die sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung ergeben, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl allein als auch in verschiedenen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein. Figure 4 shows a schematic axial and partial view of a rotor or stator 70 according to the invention with two coil turns 52, 54 of a single coil 50 inserted therein as an example. It can be seen that the first wire length 62 of the first coil turn 52, due to its position at the tooth base 74 of a slot 76 and the smaller circumference of the rotor or stator 70 there, must be smaller than the wire length 64 of the further coil turn 54, which is shown here for example in the area of the groove bottom 72 of a groove 76 of the rotor or stator 70 comes to rest. In this case, the circumference of the rotor or stator 70 is correspondingly larger in a configuration with slots that open radially inward, which also results in a larger additional wire length 64 . All features and advantages resulting from the claims, the description and the drawing, including structural details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both alone and in various combinations.

Bezugszeichenliste Reference List

Wickelwerkzeug 0 Wickelschablone 2 erster Abschnitt 4 weiterer Abschnitt 6 Fangnase 0 Wickelbreite 2 erste Wickelbreite 4 weitere Wickelbreite 0 Drahtzuführung 0 Abstreifvorrichtung 0 Spule 2 erste Spulenwindung 4 weitere Spulenwindung 0 Drahtlänge 2 erste Drahtlänge 4 weitere Drahtlänge Winding tool 0 winding template 2 first section 4 further section 6 catch nose 0 winding width 2 first winding width 4 further winding width 0 wire feed 0 stripping device 0 coil 2 first coil turn 4 further coil turn 0 wire length 2 first wire length 4 further wire length

70 Stator 70 stator

72 Nutgrund 72 slot bottom

74 Zahnfuß 74 tooth base

76 Nut 76 slots

80 Leitungsdraht/T eilleitungsdrähte 80 lead wire/partial lead wires

R Rotationsachse R axis of rotation

U Umfangsrichtung U circumferential direction

Claims

Patentansprüche Verfahren zur Herstellung von zumindest einer zum Einzug in zwei in Umfangsrichtung (U) versetzten radialen oder axialen Nuten eines Rotoroder Statorkörpers vorgesehenen Spule, wobei die Spule mehrere Spulenwindungen (52, 54) mit unterschiedlicher Drahtlänge (62, 64) hat, aufweisend die Verfahrensschritte: Method for the production of at least one coil intended for insertion into two radial or axial slots of a rotor or stator body offset in the circumferential direction (U), the coil having a plurality of coil windings (52, 54) with different wire lengths (62, 64), comprising the method steps:

Zuführen eines oder mehrerer Leitungsdrähte (80) zu einem Wickelwerkzeug (1) mittels einer ersten Drahtzuführung (30); feeding one or more conductor wires (80) to a winding tool (1) by means of a first wire feeder (30);

Wickeln zumindest einer ersten Spulenwindung (52) einer Spule (50) durch Umwickeln des Wickelwerkzeugs (1) mit einem oder mehreren der zugeführten Leitungsdrähte (80) in einer ersten Drahtlänge (62); Wickeln wenigstens einer weiteren Spulenwindung (54) derselben Spule durch Umwickeln des Wickelwerkzeugs (1) mit dem einen oder mehreren Leitungsdrähten (80) in einerweiteren Drahtlänge (64), wobei sich die weitere Drahtlänge (64) von der ersten Drahtlänge (62) unterscheidet. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Spulenwindung (52) in einem Abschnitt (12) des Wickelwerkzeugs (1) gewickelt wird, der eine erste Wickelbreite (22) aufweist und die weitere Spulenwindung (54) in einem weiteren Abschnitt (14) des Wickelwerkzeugs (1) gewickelt wird, das eine zweite Wickelbreite (24) aufweist, wobei sich die Wickelbreite (22, 24) des Wickelwerkzeugs (1) stufenweise verändert. Verfahren nach Anspruch 2, wobei vorgesehen ist, dass in dem ersten Abschnitt (12) des Wickelwerkzeugs (1) mehrere Teilspulenwindungen mit der gleichen ersten Drahtlänge (62) aus den mehreren Leitungsdrähten (80) gewickelt werden und in dem weiteren Abschnitt (14) mehrere Teilspulenwindungen mit der gleichen weiteren Drahtlänge (64) gewickelt werden. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Spulenwindung (52) in einem Abschnitt (12) des Wickelwerkzeugs (1) gewickelt wird, der eine erste Wickelbreite (22) aufweist und die weitere Spulenwindung (54) in einem weiteren Abschnitt (14) des Wickelwerkzeugs (1) gewickelt wird, der eine weitere Wickelbreite (24) aufweist, wobei sich die Wickelbreite (22, 24) des Wickelwerkzeugs (1) kontinuierlich verändert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass vor dem Umwickeln des Wickelwerkzeugs (1) mit den Leitungsdrähten (80) ein Verdrillen von zumindest zwei Leitungsdrähten (80) um 180° erfolgt. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass nach dem Herstellen einer kompletten Spule mit mehreren Spulenwindungen (52, 54) ein Abstreifen der Spule von dem Wickelwerkzeug (1) und ein Überführen der Spule in einen Rotor- oder Statorkörper (70) oder in ein Einziehwerkzeug vorgesehen ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorgesehen ist, dass zeitgleich oder konsekutiv zu der ersten Spule auf dem Wickelwerkzeug (1) eine weitere Spule nach demselben Verfahren gewickelt wird, wobei ein oder mehrere Leitungsdrähte (80) für die weitere Spule zu dem Wickelwerkzeug (1) mittels einer zweiten Drahtzuführung zugeführt werden. Stator (70) oder Rotor aufweisend einen im Wesentlichen zylindrischen Stator- oder Rotorkörper und eine nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellte Spule, wobei die Spule mehrere Spulenwindungen (52, 54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenwindungen (52, 54) innerhalb der mindestens einer Spule unterschiedliche Drahtlängen (62, 64) aufweisen. Stator (70) oder Rotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtlänge (64) einer bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper radial außen in den Nuten einliegenden Spulenwindung (54) größer ist, als die Drahtlänge (62) einer bezogen auf den Rotor- oder Statorkörper radial weiter innen in den Nuten einliegenden Spulenwindung (52). Stator (70) oder Rotor nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Spulenwindung (52, 54) bezogen auf den Rotoroder Statorkörper axial außerhalb und zwischen den Nuten liegende Wickelköpfe aufweist, wobei zwei benachbarte Leitungsdrähte zweier Spulenwindungen der Spule im Bereich der jeweiligen Wickelköpfe verdrillt sind. winding at least a first coil turn (52) of a coil (50) by winding one or more of the supplied conductor wires (80) around the winding tool (1) in a first wire length (62); Winding at least one further coil turn (54) of the same coil by wrapping the winding tool (1) with the one or more conductor wires (80) in a further length of wire (64), the further length of wire (64) differing from the first length of wire (62). Method according to claim 1, wherein the first coil turn (52) is wound in a section (12) of the winding tool (1) which has a first winding width (22) and the further coil turn (54) is wound in a further section (14) of the winding tool (1) which has a second winding width (24), the winding width (22, 24) of the winding tool (1) changing in stages. Method according to Claim 2, it being provided that in the first section (12) of the winding tool (1) a plurality of partial coil turns with the same first wire length (62) are wound from the plurality of conductors (80) and in the further section (14) a plurality of partial coil turns with the same further wire length (64) are wound. The method of claim 1, wherein the first coil turn (52) in a portion (12) of the winding tool (1) is wound, the first winding width (22) and the further coil turn (54) is wound in a further section (14) of the winding tool (1) which has a further winding width (24), the winding width (22, 24) of the winding tool (1) changing continuously. Method according to one of the preceding claims, it being provided that before the winding tool (1) is wrapped with the conducting wires (80), at least two conducting wires (80) are twisted through 180°. Method according to one of the preceding claims, wherein after the production of a complete coil with a plurality of coil turns (52, 54), the coil is stripped off the winding tool (1) and the coil is transferred into a rotor or stator body (70) or into a drawing-in tool. Method according to one of the preceding claims, it being provided that at the same time or consecutively to the first coil on the winding tool (1) a further coil is wound according to the same method, one or more conductor wires (80) for the further coil being fed to the winding tool (1) by means of a second wire feed. Stator (70) or rotor having an essentially cylindrical stator or rotor body and a coil produced by the method according to one of Claims 1 to 7, the coil having a plurality of coil turns (52, 54), characterized in that the coil turns (52, 54) within the at least one coil have different wire lengths (62, 64). Stator (70) or rotor according to Claim 8, characterized in that the wire length (64) of a coil winding (54) lying radially outside in the slots in relation to the rotor or stator body is greater than the wire length (62) of a coil winding (52) lying radially further inwards in the slots in relation to the rotor or stator body. A stator (70) or rotor as claimed in any one of Claims 8 to 9, characterized in that each coil turn (52, 54) lies axially outside of and between the slots with respect to the rotor or stator body Has winding heads, wherein two adjacent conductor wires of two coil turns of the coil are twisted in the region of the respective winding heads.