(57)【要約】  本発明はステータ巻線を有する電気的な機械、ステータ巻線の製造方法及び製造装置に関する。この場合、巻線は所定のコイル数で自動巻取装置で製造され、次いでコイル長手側にて、コイル（１７）の、複数の導体を有する長手側が、その横断面にて後の溝形にプレスされかつ変形されるようにエンボッシングされる。コイル長手側（１７ｂ）の領域でコイル導体（１８）の交差のない経過を達成するためには、コイル（１７）をまずプレエンボッシングステーション（２５）にて長手側でエンボッシングダイ（２０）のエンボッシング室（２３）に挿入し、エンボッシング室（２３）の幅が横に並んで位置する少なくとも２つの導体の幅に相応しており、次いでエンボッシング室にエンボッシングポンチ（２６）を進入させ、導体を横断面変形なしで互いに平行に配向させ、次いでコイル（１７）を後エンボッシングステーションにて最終的な溝形にエンボッシングすることが提案されている。
2009510988.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的な機械（１０）の巻線（１４）、有利には多相のステータ巻線を製造するための方法であって、まず自動巻取装置にて所定数の巻条数を備えた所定数のコイル（１７）を有する巻線を製造し、次いで前記機械（１０）のステータ薄板パッケージ（１３）の溝にあとで挿入するために、巻線がコイルの長手側（１７ｂ）の領域にて、それぞれ１つの溝に挿入する必要のあるコイル導体（１８）が溝形内に押込まれかつ変形されることで溝の形にエンボッシングされる方法において、まずコイル（１７）がプレエンボッシングステーション（２５）にてコイル（１７）の長手側に（１７ｂ）でエンボッシングダイ（２０）のエンボッシング室（２３）に挿入され、その際、エンボッシング室（２３）の幅が少なくとも２つのコイル導体（１８）が横に並んで位置することができるように選択されており、次いでエンボッシング室（２３）内へ上及び／又は下からエンボッシングポンチ（２６）及び／又は室底（２３ａ；３９）が走入させられ、その際、コイル導体（１８）を横断面変形なしで互いに平行に配向し、次いでコイルが後エンボッシングステーション（３３）のエンボッシング溝（３２）にて少なくとも部分的な横断面変形によって最終的な溝形にエンボッシングされることを特徴とする、電気的な機械のための巻線を製造する方法。
【請求項２】
コイル（１７）の巻線ヘッド（１７ｃ）にて異なる距離張出している導体（１８）がプレエンボッシングステーション（２５）にて同じ作業工程で、個々のコイル（１７）の巻線ヘッド厚さがほぼコイル高さの１／２に減少させられるように変形される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
有利には単層のループ巻線として構成された巻線（１４）の互いにずらされた有利には３つの、それぞれ連続巻きされた巻線ストランド（１６）のコイル（１７）を順次エンボッシング室（２３）に挿入し、導体（１８）がエンボッシング室（２３）にて互いに平行にかつ有利には対を成して相上下して位置するように配向されるように変形し、コイル（１７）の巻線ヘッド（１７ｃ）がコイルの交差領域でそれぞれ内外に組入れられる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
１つの巻線ストランド（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）をエンボッシング室（２３）に挿入したあとでその都度、この巻線ストランドのコイル（１７）の導体（１８）がコイル長手側（１７ｂ）の領域で配向され、巻線ヘッド（１７ｃ）の領域で変形されかつ組入れられる、請求項３記載の方法。
【請求項５】
３つの巻線ストランド（１６）のコイル導体（１８）がすべてのコイル（１７）をエンボッシング室（２３）に挿入したあとで、一緒にコイル長手側（１７ｂ）の領域で配向されかつ巻線ヘッド（１７ｃ）の領域で変形されかつ内外に組入れられる、請求項３記載の方法。
【請求項６】
コイル長手側（１７ｂ）の領域における導体（１８）がエンボッシングポンチ（２６）のエンボッシング条片（２７）によりエンボッシング室（２３）に固定され、この場合、エンボッシング室（２３）における底（３９）が３つの巻線ストランドのコイル（１７）を挿入する前又は挿入で、まず段の付けられた高さに保持され、コイル長手側（１７ｂ）の配向と巻線ヘッド（１７ｃ）の変形と共にはじめて共通の下方のレベルに下降される、有利にはエンボッシングポンチ（２６）によってばね弾性的に下方へ押される、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
請求項１から６までの方法において巻線（１４）をプレエンボッシングする装置において、横に並べて配置されたエンボッシング室（２３）を有する櫛形に構成されたエンボッシング室（２３）を有し、該エンボッシング室（２３）が起立した、互いに平行な櫛板（２２）の間に構成されており、この場合、エンボッシング室（２３）の幅が横に並んで位置する複数の、有利には２つのコイル導体（１８）の幅に相応し、高さが１つのコイル（１７）の、相上下して位置する導体の高さの複数倍に、有利には４倍以上に相応しており、エンボッシング室（２３）が下側にてそれぞれ１つの底（２３ａ，３９）で閉じられており、上側にてコイル長手側（１７ｂ）を挿入するために開放されており、エンボッシング室（２３）内にエンボッシングポンチ（２６）が上から導入可能であり、コイル導体（１８）を平行に配向するためにエンボッシング室（２３）内へ下降可能であることを特徴とする、電気的な機械の巻線を製造するための装置。
【請求項８】
エンボッシングポンチ（２６）が互いに平行に延びる多数のエンボッシング条片（２７）から成り、該エンボッシング条片（２７）が共通のヨーク（２９）に固定されており、エンボッシング条片（２７）がコイル（１７）をエンボッシング室（２３）に挿入したあとでエンボッシングダイ（２０）のエンボッシング室の上に位置決め可能で、コイル（１７）をプレエンボッシングするためにエンボッシング方向（３０）に下降可能である、請求項７記載の装置。
【請求項９】
エンボッシングダイ（２０）の各巻線ヘッド側（１７ｃ）にストッパ条片（２４）が配置され、該ストッパ条片（２４）がそれぞれ、コイル（１７）の、異なる距離張出す巻条の長手側を軸方向で固定し、コイル（１７）の最短の巻条をそれぞれエンボッシング室（２３）の長さでセンタリングしかつ軸方向に固定する、請求項７又は８記載の装置。
【請求項１０】
エンボッシングポンチ（２６）の、エンボッシング室（２３）をいくらか越えるエンボッシング条片（２７）の端面に、巻線ヘッド（１７ｃ）を変形するための押さえ条片（２８，２８ａ）が配置されている、請求項７から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
エンボッシングステーション（２５）の出発状態でエンボッシング室（２３）内へ下から突入する底板（３９）が有利にはばね弾性的にエンボッシング室（２３）の上方の領域まで上方へ移動可能でかつまずコイル（１７）の挿入で部分的に下降可能でかつコイル（１７）をプレエンボッシングする場合に共通の下方のレベルまで下降可能である、請求項７から１０までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法で製造された巻線（１４）を有する電気的な機械において、巻線（１４）のコイル導体（１８）がステータ薄板パッケージ（１３）の構内に互いに平行に配向されておりかつ巻線ヘッド（１７）の交差領域にて内外に組入れられていることを特徴とする、電気的な機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１と７とに記載した形式の電気的な機械のための巻線を製造するための方法及び装置並びに前記方法で製造した巻線を有する電気的な機械に関する。
【０００２】
従来技術
ＷＯ０１／５４２５４Ａ１号明細書によれば請求項１の上位概念による電気的な機械の巻線を製造する方法は既に公知である。この場合には機械の３相のステータ巻線のコイルのためには、個別に製造された、連続的に巻かれた３つの巻線ストランドがあらかじめ製造される。前記コイルは後にその長手側で、当初扁平に延在するステータ薄板パッケージの溝にいわゆる扁平パッケージ技術で挿入される。このステータ薄板パッケージは次いで巻線と共に内部に位置する溝開口を有するリングに曲げられかつ固定される。できるだけ良好な出力重量を達成するためには高い溝充填ファクタが望まれる。この目的のためには、巻線が扁平なステータ薄板パッケージの溝に挿入される前に、公知の形式で各溝のコイル導体がエンボッシングステーションにて溝形にプレスされ、その際に横断面形状にて変形される。この場合には、コイルは巻線ヘッド領域でも軽く変形される。
【０００３】
コイルを巻いたあとで個々の巻線巻条は巻線線材の曲げ弾性によって異なる強さで弾性的に拡がるので、コイル長手側の領域にて導体はしばしばエンボッシングステーションにて相上下して互いに交差し、この結果、導体が互いに交差した区分にて導体の横断が強く変形されるか又は圧潰されて狭窄されることになる。これは電気的な機械を後で使用した場合に巻線接続を惹起する局部的な高められた加熱をもたらす。
【０００４】
本発明の解決手段ではステータ薄板パッケージの各溝形にコイル横断面をエンボッシングする場合に、コイル長手側の領域にて左右にかつ上下に位置している導体の交差の回避を目的としている。
【０００５】
発明の利点
請求項１の特徴を有する本発明の方法と請求項７の特徴を有する、前記方法のために使用される本発明の装置は、プレエンボッシングステーションのエンボッシング室においてコイル長手側の領域にてコイル導体を平行に配向することで線材交差ができるだけ回避されるかもしくは両側の巻線ヘッドへもたらされるという利点を有している。この結果、後エンボッシングステーションにて各溝形に導体を横断面変形することが溝充填ファクタの劣化なしで行なわれるようになる。さらにこれによって巻線線材のワニス絶縁の損傷のリスクは低減されかつ巻線線材の潰れは回避される。別の利点としては、コイル導体横断面の変形が少ないことによって個々のコイルストランドの相抵抗が低減され、ひいては電気的な機械の効率と出力重量が改善される。
【０００６】
従属請求項に記載されている特徴は請求項１及び７に記載した特徴の有利な構成である。
【０００７】
内部に挿入された巻線を有するステータ薄板パッケージを後に円形に曲げることを簡易化するためには、コイルの巻線ヘッドにて異なる距離張出す導体をプレエンボッシングステーションにて同じ又は後続する作業工程で、個々のコイルの巻線ヘッド太さがほぼ溝深さの半分に減じられるように変形されると特に有利である。これによって個々の巻線ストランドはより容易に内外に嵌装させられかつステータ薄板パッケージと一緒に巻線ヘッドリングに変形されることができる。さらに、特に単層のループ巻線として構成されている場合には、巻線の、有利には３つの互いにずらされた、それぞれ連続的に巻かれた巻線ストランドのコイルが順次、エンボッシング室に挿入され、導体がエンボッシング室にて互いに平行に有利には対を成して相上下して位置して配向され、コイルの巻線ヘッドがその交差する領域にてそれぞれ内外に嵌合させられると扁平に構成された巻線ヘッドの利点が得られる。さらにこのためには有利な形式で１つの巻線ストランドをエンボッシング室に挿入したあとで、この巻線ストランドのコイルの導体がコイル長手側の領域にて配向されかつ巻線ヘッドの領域にて変形されかつ内外に嵌装される。これにより、３回のプレエンボッシングのあとではじめて３相のステータ巻線が完全にプレエンボッシングされる。しかし、ほぼ同じ結果は、すべての巻線ストランドをエンボッシング室に挿入したあとでコイル導体を一緒にコイル長手側の領域で配向しかつ巻線ヘッドの領域で変形しかつ内外に嵌装することによっても短縮されかつ簡易化された形式で達成されることができる。
【０００８】
多相巻線の場合には種々の巻線ストランドが順次、プレエンボッシングステーションのエンボッシング室へ挿入されるので、巻線ストランドは必然的にエンボッシング室にて異なる高さに位置している。つまり、第１の巻線ストランドの導体はエンボッシング室の下方の領域に、第２の巻線ストランドの導体が中央の領域に、第３の巻線ストランドの導体はエンボッシング室の上方の領域に、エンボッシング室にエンボッシングポンチが走入する前に、挿入される。エンボッシング室におけるすべての導体をできるだけエンボッシングポンチの下降の開始と共に互いに平行に配向できるためには、本発明の更なる構成によれば、階層を成して相上下して位置する３つの巻線ストランドのコイルを挿入する前にエンボッシング室の底を当初相応に段階的な高さに保持し、コイル長手側における配向と巻線ヘッドの変形とではじめてエンボッシングポンチのエンボッシング条片によってエンボッシング室内で共通の下方のレベルに下降させることが提案されている。
【０００９】
巻線のコイル長手側の領域で導体を平行に配向するためには、プレエンボッシングステーションの装置は有利には以下の通り構成されている。すなわち、並べて配置されたエンボッシング室を有する櫛形に構成された、長さが少なくともステータ薄板パッケージの幅に少なくともほぼ相応しており、エンボッシング室が巻線の長手側のために、２つの起立する、互いに平行に延びる櫛板の間に配置され、この場合、エンボッシング室の幅が、横に並んで位置する複数の、有利には２つのコイル導体の幅に相応し、エンボッシング室の高さが１つのコイルの互いに相上下して位置する導体の高さの複数倍、有利には３倍よりも大きい高さに相応している。エンボッシング室は下部ではそれぞれ１つの底で閉じられ、上部ではコイル長手側を挿入するために開放している。この場合、エンボッシングポンチは上からエンボッシング室内へ導入可能でかつ導体を平行に配向するために各エンボッシング室内へ下降可能である。この場合には簡単な形式でエンボッシング室のためのエンボッシング条片はエンボッシングポンチの共通のヨークに固定され、ヨークはコイルをエンボッシング室に挿入したあとでエンボッシング板の上方に位置決め可能でかつコイルをプレエンボッシングするためにエンボッシング方向に下降可能である。さらにコンパクトな巻線ヘッドを達成するために有利な形式でエンボッシングダイの各巻線ヘッド側にはストッパ条片が配置され、このストッパ条片はコイルの異なる距離張出す巻条のそれぞれ最も長い巻条を軸方向で固定する。この場合、それぞれ最も短い巻条はエンボッシング室の長さによってセンタリングされかつ軸方向に固定される。内外に嵌装されかつからみ合わされた巻線線材を伴う巻線ヘッドの、プレエンボッシングステーションにおける好適な変形のためには有利な形式で、エンボッシングポンチの、両側でエンボッシング室をいくらか越えるエンボッシング条片の端面にそれぞれ１つの押さえ条片が配置されている。
【００１０】
さらに本発明の別の構成によればエンボッシング室の底が出発位置で有利にはばね弾性的に、エンボッシング室の上方の領域に上方へ移動可能でかつコイルの挿入でまず部分的に下降可能でありかつコイルをエンボッシングポンチでプレエンボッシングする場合に共通の下のレベルまで下降可能である。これによってエンボッシング室の底は溝領域におけるコイル線材に最初から、エンボッシング室の内部におけるコイル線材相互のコントロールされた位置のための保持機能を発揮する。つまり、コイル巻線が巻線ヘッド領域にてプレエンボッシングステーションにて変形されても、コイル線材は溝領域では運動遊び空間を有していない。
【００１１】
実施例の説明
図１には簡略化した形態で電気的な機械１０が長手方向断面図で示されている。この電気的な機械１０は自動車に使用される３相交流発電機として構成されている。この機械１０は２つの支承フランジ１１ａ，１１ｂの間に緊締されたステータ１２を有し、該ステータ１２は薄板パッケージ１３とその内部に配置された３相のステータ巻線１４とから成っている。ステータ巻線１４は薄板パッケージ１３にて軸方向で互いに平行に延びる、半径方向で内方へ開放した溝に収納されている。円筒形の薄板パッケージ１３の内部にはクロウポールロータ１５が配置されかつ支承フランジ１１ａ，１１ｂに回転可能に支承されている。
【００１２】
電気的な機械を製造するため、特にステータ１２を製造するためには最近では新しい方法が登場してきた。この方法ではまず、薄板パッケージ１３が一方の側に向かって開いた溝を備えた長方形の扁平薄板パッケージとして製作される。この場合、ステータ巻線１４からはまず、自動巻取装置の上で、所定数のコイルで、所定の巻条数を有する複数の巻線ストランドが製作され、その後で薄板パッケージ１３の溝の最終的な溝横断面に相応してコイル長手側の領域にてエンボッシングされる。この場合、コイル長手方向側において導体は横断面にて多かれ、少なかれ変形されかつ巻線ヘッドの領域では曲げられる。次いでこのように予備製作されたステータ巻線１４は公知の形式で溝開口を通して、扁平な薄板パッケージ１３の溝に挿入され、次いで全体がステータ１２の最終的な形に円筒リング状にローリングされるかもしくは円形に曲げ加工される。
【００１３】
図２にはステータ巻線１４の３つの巻線ストランドの１つが斜視図で示されかつ符号１６で示されている。巻線ストランド１６はこの場合には６つのコイル１７から成っている。コイル１７は自動巻取機にていわゆる単層のループ巻線として連続的に巻かれている。コイル１７はここでは円形の横断面を有する、ワニス絶縁された巻線線材から成る、対を成して横に並んで位置する導体１８から製作されている。この場合、平行な導体１８はそれぞれ１つのコイルの上側の巻条から次のコイル１７の下側の巻条へ継続している。このように形成されたコイル移行部１７ａにおいては両方の巻線線材は巻取り技術に基づき互いに交差させられる。コイル巻条の個々の導体は巻線ストランド１６を巻終ったあとでまだ弾性的に拡開するので、導体１８の別の交差が巻線ストランド１６の個々のコイル１７の内部においても、コイル長手側の領域においても発生する。コイル１７の長手側１７ｂには導体１８が中間空間をおいてルーズに横に並んでかつ上下に位置している。この場合、導体１８は互いにほぼ平行に延びている。
【００１４】
図３は１つのコイル１７の導体１８のこのような配置がコイル長手側１７ｂの領域にて、図２の断面線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った横断面図で示されている。コイル１７は対を成す導体の第１の２つの巻条が巻線線材直径のほぼ２倍、２つの後続の上方の導体対の巻条よりも大きく突出して、その両方の巻線ヘッド１７ｃにて、異なる張出しを有している。これによって巻線ヘッド１７ｃの太さが後で変形によって減退させられる可能性がある。
【００１５】
図４にはプレエンボッシングステーションのエンボッシングダイが斜視図で示されている。このエンボッシングダイで、ステータ巻線１４の導体１８はコイル長手側１７ｂの領域で互いに平行に配向しかつ巻線ヘッド１７ｃの領域で曲げによって変形したい。櫛形に構成されたエンボッシングダイは長手方向に延在するエンボッシング板２１を有し、このエンボッシング板２１の上には、互いに平行に延びる複数の櫛板２２が垂直に起立させられて固定されている。互いに間隔をおいた櫛板２２の間には横に並んで互いに平行に延びるエンボッシング室２３がステータ巻線１４のすべてのコイル１７の長手側１７ｂを受容するために位置している。エンボッシング室２３の長さは電気的な機械１０の薄板パッケージ１３の幅よりも大きく選択されている。エンボッシング室２３の長さは、コイル１７を挿入する場合に上側の短い巻条をセンタリングしかつ軸方向に固定するように寸法設定された櫛板２２の長さによって決定される。エンボッシング室２３の幅はコイル１７の２つの導体しか並んで配置できないように選択されている。エンボッシング室２３の高さは３つのコイルの対を成して上下に位置する導体１８の高さに相応するよりも高く選ばれている。エンボッシング室２３は下側ではエンボッシング板２１の底２３ａによって閉じられており、上部領域ではコイル長手側１７ｂを挿入するために軽く広げられた開口を導体の挿入を容易にするために備えている。
【００１６】
図５から図１０までには本発明の第１実施例で、導体１８の横断面変形なしでコイル長手側１７ｂの平行な配向のために電気的な機械１０のステータ巻線１４をプレエンボッシングすることが示されている。図５はエンボッシングダイ２０がエンボッシング室２３に挿入された３つの巻線ストランドのコイル１６ａ，１６ｂ及び１６ｃと共に正面図で示されている。３つの巻線ストランドのすべてはその連続して巻かれたコイル１７を伴って自動巻取装置で個別に製造され、順次エンボッシング室２３に挿入される。この場合にはまず、第１の巻線ストランド１６ａのコイル１７がエンボッシング室２３にルーズに挿入され、コイル１７の下の巻条はエンボッシング室の底２３ａに支持される。この場合には左側のコイルは左側の長手側で第１の左側のエンボッシング室２３に位置する。その後で第２の巻線ストランド１６ｂのコイルがそれぞれ２つのエンボッシング室２３だけ右へシフトされて挿入される。この場合、コイル１７はその巻線ヘッドの領域だけで第１の巻線ストランド１６ａの巻線ヘッドに支えられる。最後にさらに第３の巻線ストランド１６ｃのコイル１７が室２つ右へずらされてエンボッシング室２３に挿入される。この巻線ストランド１６ｃは同じ形式で単にその巻線ヘッド１７ｃの領域で第２の巻線ストランド１６ｂの巻線ヘッドに支えられる。これによって３つの巻線ストランドのコイルは３つの階層を成して相上下して位置する。この場合、第２と第３の巻線ストランドの導体は空間に自由に懸吊される。
【００１７】
図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った横断面図で、エンボッシングダイ２０が、その中にある３つの巻線ストランド１６のコイルと共に示されている。図６からも、巻線ヘッド１７ｃの領域におけるコイル巻条の下側の２つの層がその上にあるコイル１７の層よりも遠く張出していることが判る。コイル１７の張出しの短い方の巻条はエンボッシング室２３もしくは櫛板２２の長さによってエンボッシング室２３にセンタリングされかつ軸方向で固定されるのに対し、エンボッシングダイ２０の各巻線ヘッド側にはストッパ条片２４が配置され、該ストッパ条片２４がそれぞれ遠く張出しているコイル１７の巻条を軸方向で固定している。
【００１８】
図７においてはコイル長手側１７ｂの領域における導体１８を平行に配向するためとコイル巻線ヘッド１７ｃを内外に嵌装するためとの装置２５としてのプレエンボッシングステーションが示されている。図７の左半分には、エンボッシングダイ２０がそこに挿入された、図５による巻線ストランド１６ａ，１６ｂ及び１６ｃと共に示されている。この場合にはいまやエンボッシングダイの上側にエンボッシングポンチ２６が位置している。このエンボッシングポンチ２６は互いに平行に延びる、下方へ向けられた複数のエンボッシング条片２７を保持している。これらのエンボッシング条片２７はそれぞれエンボッシング室２３の上側に配置されている。エンボッシング条片２７は両方の端面側にて押さえ条片２８に固定されている。この押さえ条片２８はエンボッシングポンチ２６のヨーク２９の下面に配置されかつコイル１７の巻線ヘッド１７ｃの上側に位置せしめられている。エンボッシングポンチはこの位置から矢印３０の方向に下降され、その際、エンボッシング条片２７はエンボッシング室２３の開口２３ｂに導入され、次いで図７の右半分に示された下方位置まで下降される。図８には図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図で装置２５が下降されたエンボッシングポンチ２６がもう一度示されている。この場合、エンボッシング条片２７は第２及び第３の巻線ストランド１６ｂ，１６ｃのコイル長手側１７ｂの導体１８もエンボッシング室２３の底２３ａまで移動させられるまでエンボッシング室２３内へ走入させられる。重要であることは、このような形式で、３つの巻線ストランド１６のコイル導体１８が、すべてのコイル１７をエンボッシング室２３に挿入したあとで一緒に、コイル長手側１７ｂの領域で変形され、コイル導体１８が互いに平行にかつ対を成して相上下して位置せしめられて配向されることである。さらにコイル導体１８は巻線ヘッド１７ｃの領域でエンボッシングポンチ２６の両方の押さえ条片２８により、交差領域にてそれぞれ内外に嵌装させられる。個々のコイルの巻線ヘッドの厚さはこの場合に溝深さもしくはコイル高さのほぼ半分に減じられる。さらに重要であることはその際、コイル内部の弾性的な応力がコイル導体の横断面変形なしでほぼ除かれ、コイル導体が巻線ヘッド領域にて、その異なる張出しによって内外に嵌装させられ、巻線ヘッドの交差領域でも導体が内外に係合しかつ互いにからまされることである。このような形式で、電気的な機械の更なる製作プロセスのために確実に取扱うことができる、きわめて形の安定したステータ巻線が得られる。
【００１９】
図９にはエンボッシングダイ２０の１部分がエンボッシング室２３とそこに挿入されたコイル１７と共に拡大されて示されている。コイル１７の全部で８つの導体１８は無秩序にかつ部分的には互いに間隔をおいて配置されている。図１０にはエンボッシングダイ２０の図９と同じ部分が、エンボッシング室２３内へ下降させられたエンボッシングポンチ２６のエンボッシング条片２７と共に示されている。図１０からは、コイル１７の８つの導体１８がすべてコントロールされた層で、間隔なしで互いに対を成して並んで、しかも４つ層を成して相上下して配向されてかつ固定されていることが判る。
【００２０】
ステータ巻線１４を後続加工するためにはステータ巻線１４はエンボッシングポンチ２６を上方へ移動させたあとで、エンボッシングダイ２０から取出され、後エンボッシングステーション３３へ引渡される。この後エンボッシングステーション３３は図１１には拡大されて１部示されている。そこではステータ巻線１４のコイル１７は図１０に示されているように配向された導体１８で後エンボッシングステーション３３のエンボッシング室３２に挿入される。このエンボッシング室３２の横断面は電気的な機械１０のステータ薄板パッケージ１３の最終的な溝横断面に相応している。ワニス絶縁された導体１８は公知の形式でエンボッシング工具３５の対応する条片３４で、高い溝充填ファクタを達成するためにその横断面にて、コイル長手側１７に薄板パッケージ溝の横断面が与えられるように変形される。
【００２１】
図１２から１４までには第２実施例で、いくらか変更されたステップ順序でステータ巻線１４のプレエンボッシングが示されている。図１２の左側の半分においては、ステータ巻線１４の第１の巻線ストランド１６ａはエンボッシングダイ２０のエンボッシング室２３にルーズに挿入されている。この場合には下側の巻線層はエンボッシング室２３の底２３ａに支えられている。図１２の左側の区分は横断面で示されている。次いでエンボッシングポンチ２６がエンボッシングダイ２０の上側に位置せしめられ、図１２の右半分に示されているように矢印３０の方向で下降させられるので、エンボッシングポンチ２６のエンボッシング条片２７はその下方の位置までエンボッシング室２３へ走入される。その際、コイル導体１８は横断面変形なしで互いに平行に配向され、コイル導体１８は図１０に示したように対を成して並べられてかつ４つ層を成して相上下してエンボッシング室２３内に固定的に緊締される。この場合、巻線ヘッド１７ａはエンボッシングポンチ２６の押さえ条片２８により単一のコイル高さまで押し合わされる。
【００２２】
その後で図１３に示すように、第２の巻線ストランド１６ｂがエンボッシングダイ２０に挿入されている第１の巻線ストランド１６ａに対してずらされてエンボッシングダイ２０内へルーズに挿入される。この巻線ストランド１６ｂはその巻線ヘッド１７ｃで、下側の巻線ストランド１６ａの巻線ヘッドに支えられる。次いでこの場合にも図１３の右半分に示されているように、部分的に横断面図で示されたエンボッシングポンチ２６がエンボッシングダイ２０の上に位置せしめられ、そのエンボッシング条片２７が矢印３０の方向であらためてエンボッシング室２３内へ下方の位置まで下降させられる。その際、コイル導体１８はいまや交差する巻線ヘッド１７ｃの領域にて張出しが異なっていることに基づき内外に嵌装されかつからまされる。その際、同時に、第２の巻線ストランド１６ｂのコイル長手側１７ｂの領域のコイル導体１８も、第１の巻線ストランド１６ｂの場合のようにエンボッシング条片２７によりエンボッシング室２３の底２３ａに押付けられ、その際、図１０に示されているように互いに平行に配向される。巻線ヘッド１７ｃはこの場合に、その導体の異なる張出しに基づき、エンボッシングポンチ２６の押さえ条片２８によりコイル高さの半分に減じられる。図１３の左側の部分においてはその際に導体１８が部分的に変形されかつ互いに内外に嵌装されることが示されている。次いで両方の巻線ストランドはエンボッシングダイ２０に残され、図１４の左半分に示されているように、いまや第３の巻線ストランド１６ｃが巻線ストランド１６ａと１６ｂとにずらされてエンボッシングダイ２０のエンボッシング室２３にルーズに挿入される。この場合にもコイル１７は巻線ヘッド１７ｃで、その下にある巻線ストランド１６ａと１６ｂとの巻線ヘッドに支えられる。いまや、図１４の右半分に示されているように、あらためてエンボッシングポンチ２６がエンボッシングダイ２０の上側に位置せしめられ、そのエンボッシング条片２７でエンボッシング室２３内へ矢印３０の方向で下降させられる。この場合には３つの巻線ストランド１６のすべてのコイルは一緒にプレエンボッシングされる。これにより、一方では第３の巻線ストランド１６ｃのコイル長手側１７ｂの導体１８がエンボッシング室２３の底２３ａに押付けられ、その際、図１０に示すように互いに平行に配向される。さらに巻線ヘッド１７ｃはエンボッシングポンチ２６の押さえ条片２８により導体横断面の変形なしでその最終的な形にエンボッシングされ、図１４の右側区分に示すようにほぼコイル高さの半分で、内外に嵌装されかつからまされる。このように完全にプレエンボッシングされたスタータ巻線は次いでプレエンボッシングステーションから取出されかつ図１１に示すように後エンボッシングステーション３３にて後続処理される。
【００２３】
図１５から１８までには別の実施例が装備されたプレエンボッシングステーションで示されている。これまでの２つの実施例では第２及び第３の巻線ストランド１６ｂと１６ｃとのコイルはエンボッシング室２３へ挿入した場合に単にその下にある巻線ストランドの巻線ヘッドにだけ支えられ、ひいてはコイル長手側の領域の下側の導体はそのエンボッシング室２３内で自由に懸吊しているので、当初まだ弾性的に予備緊張されている導体が互いに部分的に交差し、この状態がエンボッシング室２３の底２３ａまで下降する場合に維持され、最終的にエンボッシング条片２７によりこのような導体交差の領域で圧潰され、導体１８の横断面が狭窄されかつワニス絶縁層が損傷される惧れがある。この惧れはエンボッシングポンチ２６の全下降過程の間、コイル１７をエンボッシング室２３内で支持することで明らかに減退させられる。図１５によればプレエンボッシング装置２５ａの横断面で示されたエンボッシングダイ２０の下側には基板３７が配置されている。この基板３７の寸法はエンボッシング板２１の寸法にほぼ相応している。エンボッシング板２１はこの場合にはエンボッシング室２３の領域に底開口３８を備えており、その下に底板３９が配置されている。この底板３９は基板３７に固定され、ばねエレメント４０によって上方の出発位置に保持されている。
【００２４】
図１６にはプレエンボッシング装置２５ａの１部分が図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿って断面して正面図で、矢印４１の方向に上昇させられた基板３７と共に示されている。この場合、基板３９の底板３９はエンボッシング板２１の底開口３８を通って、ステータ巻線１４のプレエンボッシングのために出発位置を成す上側の位置までエンボッシング室２３内へ突出する。次いで第１実施例の第５図と似た形式でステータ巻線１４の３つの巻線ストランド１６がそのコイル１７で順次エンボッシングダイ２０のエンボッシング室内へ挿入される。
【００２５】
図１７は図１６のプレエンボッシング装置２５ａの１部が断面図で、挿入された巻線ストランド１６ａ，１６ｂ，１６ｃと共に示されている。この場合にはコイル長手側１７ｂをエンボッシング室２３に挿入する場合に、底板３９が相ストランド１６のそのつどの位置に関連して異なる高さエンボッシング室２３内へばね弾性的に押し戻される。これによって３つの巻線ストランド１６の隣合ったコイル１７はまず、それぞれ段階的な高さに保持されかつその長手側１７ｂの領域で支えられる。次いで図１８に示すようにエンボッシングポンチ２６がエンボッシングダイ２０の上側に位置せしめられかつ矢印３０の方向に下降させられる。その際にエンボッシング室内へ走入するエンボッシング条片２７はその下にある底板３９がばね弾性的に従動する前にまず上側の巻線ストランド１６ｃのコイル長手側の導体を互いに平行に配向する。次いで同じことが、エンボッシング条片２７がさらに下降させられると、第２の巻線ストランド１６ｂのコイル長手側においても、最後に下側の巻線ストランド１６ａのコイル長手側もエンボッシング条片２７により捕えられかつ互いに平行に配向されかつ固定されるまで繰返される。
【００２６】
図１８にはコイル長手側１７ｂの領域における導体１８の最終的な位置が横断面図で示されている。いまやエンボッシング室２３の底を形成する底板３９は、コイル長手側の配向と巻線ヘッドの変形とではじめて共通の下側のレベルにばね弾性的に下降させられることが判る。この位置はエンボッシング板２１の上側にある。これによってコイル１７の両側の巻線ヘッドをエンボッシングポンチ２７の適当に成形された押さえ条片２８ａによって、エンボッシング板２１までいくらか遠く下方へ押し、電気的な機械を後に組立てる場合に爪形極ロータに取付けられる送風機のためにより大きなスペースを得ることができる。
【００２７】
この場合にも、いまや形状安定的にプレエンボッシングされたステータ巻線は、エンボッシングポンチ２６を上方へ移動させかつベース板３７をエンボッシングダイ２０の底板３９と一緒に下降させられたあとで取出されかつ後エンボッシングステーション３３に供給される。そこで図１１に示すようにコイル長手側１７ｂの領域でコイル導体１８がその横断面にて、コイル横断面が後の薄板パッケージの溝横断面に相応するように変形される。そのあとで完全にエンボッシングされたステータ巻線が公知の形式で、あらかじめ製作された延ばされた薄板パッケージの溝に挿入され、この薄板パッケージがステータ巻線と一緒にステータリングに曲げられかつ固定される。
【００２８】
ステータ巻線の本発明によるプレエンボッシングでは場合によってはコイル１７のコイル長手側における線材交差は巻線ヘッドまでずらされるので、ステータ薄板パッケージの溝における導体は互いに平行に配向される。さらにこの場合には巻線ヘッドの交差する領域における導体は横断面の変形なしで内外に嵌装されかつからまされる。このような形式で大きな変形度を伴う線材の圧潰しは回避される。
【００２９】
しかし本発明は図示の実施例に限定されない。本発明の枠内では同様に、巻線ヘッドの領域における個々のコイルの巻条を３つ以上の段階で異なる大きさで張出させて、場合によっては巻線ヘッドの厚さをさらに減じることを可能にすることも可能である。さらに、単層ループ巻線の代りに個々の巻線ストランドを多層ループ巻線として又は単層又は多層波形巻線として構成することもできる。溝あたり導体数が大きい場合には場合によってはプレエンボッシングステーションにてエンボッシング室２３を幅広く設計し、最大３つのコイル導体を並べて配置できるようにすることもできる。その際、溝の領域で導体の交差を完全に排除することができない場合ですら、これは交差領域における導体の圧潰しと狭窄とによって、問題のある横断面変形をもたらすことはない。何故ならばプレエンボッシングステーションにおけるコイル長手側の導体の平行な配向によって、コイルの弾性的な拡開によって惹起される導体交差はエンボッシング室２３から外へ巻線ヘッドへ移動させられるからである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ステータ巻線が本発明の方法で製造された電気的な機械の長手方向断面図。
【図２】巻線ストランドのあらかじめ製作された、連続的に巻かれたコイルの斜視図。
【図３】図２の１つのコイルをＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面した図。
【図４】図１の機械のステータ巻線のプレエンボッシングステーションのエンボッシングダイの斜視図。
【図５】３つの巻線ストランドのコイルが挿入されたエンボッシングダイを示した図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って断面して示したエンボッシングダイを示した図。
【図７】エンボッシングダイの上に配置されたエンボッシングポンチを有するプレエンボッシングステーションを１部巻線のプレエンボッシング前と１部プレエンボッシング後とで示した図。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿ったプレエンボッシングステーションの横断面図。
【図９】エンボッシングダイのエンボッシング室の１部分を、ルーズに挿入された導体と共に横断面図で示した拡大図。
【図１０】エンボッシング室の同じ部分を巻線のプレエンボッシング後に、一方のコイル長手側の左右及び上下に位置する導体と共に示した図。
【図１１】コイル長手側の導体を最終的な溝形に内にエンボッシングする場合の後エンボッシングステーションの１部分を示した図。
【図１２】第２実施例でプレエンボッシングステーションを、第１の巻線ストランドが１部挿入されかつ１部プレエンボッシングされた状態で示した図。
【図１３】同じ実施例を第２の巻線ストランドと共に示した図。
【図１４】同じ実施例を第１の巻線ストランドと共に、部分的には挿入後、部分的にはプレエンボッシング後の状態で示した横断面図。
【図１５】別の実施例のエンボッシングダイと、その下に配置された、エンボッシング室のための、ばね弾性的に移動可能な底板を備えたベース板とを示した図。
【図１６】図１５のエンボッシングダイの１部をエンボッシング室内へ上方へ移動させられた底板と共に示した正面図。
【図１７】図１６の１部を、挿入された３つの巻線ストランドと共にプレエンボッシング前の状態で示した断面図。
【図１８】図１７と同じ部分を、下降されたエンボッシングポンチとプレエンボッシングされた巻線と共に示した図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  電気的な機械、  １１ａ，１１ｂ  支承フランジ、  １２  ステータ、  １３  薄板パッケージ、  １４  ステータ巻線、  １５  クロウポール、  １６  巻線ストランド、  １７  コイル、  １８  導体、  ２０  エンボッシングダイ、  ２１  エンボッシング板、  ２２  櫛板、  ２３  エンボッシング室、  ２４  ストッパ条片、  ２５  装置、  ２６  エンボッシングポンチ、  ２７  エンボッシング条片、  ２８  押さえ条片、  ２９  ヨーク、  ３７  基板、  ３８  底開口、  ３９  底板、  ４０  ばねエレメント
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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