電氣技術(shù)線圈和/或線圈卷、其制造方法以及電氣設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電氣技術(shù)的線圈和/或線圈卷(Spulenwicklung)。本發(fā)明此外涉及一種用于制造電氣技術(shù)的線圈和/或線圈卷的方法。本發(fā)明還涉及一種電氣設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]由文件EP 2 387 135 A2已知一種以鑄造技術(shù)的電氣技術(shù)線圈、一種用于這樣的線圈的制造方法和應(yīng)用這樣的線圈的電機(jī)。在該文件中說明了一種用于制造帶有一個或多個卷的電氣技術(shù)的線圈的方法，其中，提供或制造包含線圈幾何結(jié)構(gòu)的陰模、尤其消失?；蛴谰媚＃渲?，適用于構(gòu)造(多個)卷的線圈材料、尤其能導(dǎo)電的金屬以液態(tài)形式被澆注到該陰模中，并且其中，該線圈材料被凝固并且/或者可在受控制的條件下使該線圈材料凝固。此外說明了相應(yīng)制造的線圈。相應(yīng)地，待以澆注技術(shù)制造的線圈或線圈卷以線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu)被澆注，在該線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu)中各個繞組在線圈軸線的方向上彼此被拉開成遠(yuǎn)到使得對于線圈卷可制造鑄模。在澆注和必要時另外的加工步驟之后，通過壓合(Zusammenpressen)實(shí)現(xiàn)將線圈或線圈卷成型到線圈最終幾何結(jié)構(gòu)中。
[0003]在文件EP 2 387 135 A2中所說明的用于制造電氣技術(shù)的線圈的方法因此可包括以下步驟:
1.構(gòu)建線圈最終幾何結(jié)構(gòu)。
[0004]2.將該線圈最終幾何結(jié)構(gòu)拉開到應(yīng)包含在待用于澆出的陰模中的線圈幾何結(jié)構(gòu)中；這通常應(yīng)是線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu)。以此來設(shè)立繞組的必需的間距。該間距通過可行的成型度、饒注技術(shù)要求和絕緣涂覆(Isolat1nsauftrag)的類型來限定。
[0005]3.以模具材料(Formwerkstoff)制造合適的陰模；填料或者用于壓鑄或硬模鑄的金屬工件被稱為模具材料，或者制造相應(yīng)的陽模，然后其被填入合適的模料(Formstoff)(沙或填料稱為模料)中并且必要時在模壓為最終的、用于澆注線圈材料的陰模之后又被移除或在澆注期間被破壞；后者被稱為適合用于砂型鑄造、精密鑄造或者所謂的消失泡沫方法。在模具材料中或在模料中獲得的空心幾何結(jié)構(gòu)因此用作用于澆注適合用于構(gòu)造線圈的卷的線圈材料的陰模。相應(yīng)的上述鑄造方法在此原則上假定為已知。
[0006]4.重力和/或壓力輔助地澆鑄線圈材料到陰模中。
[0007]5.最佳地，接下來應(yīng)能實(shí)現(xiàn)澆鑄的線圈模的脫模和清潔。
[0008]6.可選地最后應(yīng)能實(shí)現(xiàn)必要時被清潔的線圈模的球化退火。
[0009]7.現(xiàn)在應(yīng)能施加絕緣部。浸入絕緣漆中或覆層過程被稱為該方法步驟的設(shè)計(jì)方案。
[0010]8.最后實(shí)現(xiàn)被澆鑄的、必要時清潔的且必要時球化退火的線圈壓合到線圈最終幾何結(jié)構(gòu)中。
[0011]根據(jù)在文件EP 2 387 135 A2中的另外的實(shí)施方案，步驟7和8也被標(biāo)明為能夠以反過來的順序執(zhí)行。
[0012]在此應(yīng)以所說明的方法和通過該方法制造的電氣技術(shù)的線圈來實(shí)現(xiàn)提供電氣技術(shù)的線圈以獲得提高的占空系數(shù)或線槽占空系數(shù)(Nutfuellfaktor)的目的，該線圈能夠以可靠的且簡單的方式可復(fù)制地經(jīng)濟(jì)地來制造。此外應(yīng)提供相應(yīng)的制造方法。文件EP 2387 135 A2此外提及相應(yīng)的電機(jī)、尤其電動機(jī)或三相交流-同步電機(jī)(其使用至少一個這樣的線圈用于其運(yùn)行)，以及所說明的電氣技術(shù)的線圈在前面提及的電機(jī)或電氣機(jī)器中的應(yīng)用。
[0013]根據(jù)由文件EP 2 387 135 A2所提供的現(xiàn)有技術(shù)，因此實(shí)現(xiàn)借助于鑄造技術(shù)制造線圈卷，使得在預(yù)定義的特殊的幾何結(jié)構(gòu)中澆注的線圈卷能夠最佳地充分利用所提供的槽面。
[0014]此外在文件EP 2 387 135A2中在制造技術(shù)方面被稱為有利的是，待以澆注技術(shù)制造的半成品在線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu)的形式中的構(gòu)造偏離于線圈的最終輪廓。由此在各個繞組之間一定的間距、通常I至2mm在澆注技術(shù)上被稱為必需。被澆注的線圈通過覆層方法接下來以絕緣層來覆層并且通過成型、也就是說壓合被帶到最終輪廓、即線圈最終幾何結(jié)構(gòu)中。在構(gòu)建模型時要考慮為此必要的塑性變形。
[0015]這樣以澆注技術(shù)制造的線圈根據(jù)在文件EP 2 387 135 A2中的實(shí)施形式特征在于在保持絕緣可靠性的同時在電機(jī)的定子的槽中的最大占空系數(shù)以及在于重量和結(jié)構(gòu)空間減小。在此根據(jù)文件EP 2 387 135 A2的實(shí)施方案可達(dá)到直至95%甚至更多的占空系數(shù)。此外根據(jù)文件EP 2 387 135 A2的實(shí)施方案，那里所說明的技術(shù)教導(dǎo)在減少在幾何結(jié)構(gòu)和制造方面的限制的同時引起將各個繞組包括到對于符合要求的線圈構(gòu)造的線圈幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)造和設(shè)計(jì)中。
[0016]最后根據(jù)在文件EP 2 387 135 A2中的實(shí)施方案應(yīng)通過平的、垂直于電機(jī)(在其中使用所說明的線圈)的定子齒布置的導(dǎo)體幾何結(jié)構(gòu)來使在高頻率下由于趨膚效應(yīng)(Stromverdrangung)線圈的歐姆電阻的提高最小。由此應(yīng)尤其在較高轉(zhuǎn)速下使在電動機(jī)中損失減小并且因此提升效率。
[0017]平行于電機(jī)(在其中應(yīng)使用所說明的線圈)的定子齒的導(dǎo)體幾何結(jié)構(gòu)、也就是說厚度尺寸的平的構(gòu)造然而尤其通過鑄造技術(shù)制造以最小尺寸的形式來限制。由此在這樣的帶有定子齒的預(yù)設(shè)的尺寸的電機(jī)中可使用僅僅一個帶有限制的匝數(shù)的線圈。可實(shí)現(xiàn)的匝數(shù)對于電機(jī)的一些應(yīng)用或尺寸設(shè)定證實(shí)為太小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明目的在于在所說明的類型的電氣技術(shù)的線圈中提高可實(shí)現(xiàn)的匝數(shù)。此外，本發(fā)明目的在于提供一種用于制造這樣的帶有提高的匝數(shù)的電氣技術(shù)的線圈的方法。最后，本發(fā)明目的在于提供一種具有帶有提高的匝數(shù)的電氣技術(shù)的線圈的電氣設(shè)備。
[0019]該目的根據(jù)本發(fā)明通過一種以澆注技術(shù)和/或成型技術(shù)制造的電氣技術(shù)的線圈和/或線圈卷來實(shí)現(xiàn)，其包括兩個或多個繞組，其中，至少很大程度上繞組中的每個至少基本上布置在與該繞組相關(guān)聯(lián)的繞組平面中，其中，繞組平面至少很大程度上垂直于對于所有繞組至少基本上共同的線圈軸線，其中，在繞組平面中的一個或多個繞組平面中至少兩個繞組至少在安裝狀態(tài)中至少基本上同心地彼此交錯布置。
[0020]在此在本發(fā)明的范圍中線圈被理解成電氣技術(shù)的構(gòu)件。因此，根據(jù)本發(fā)明的線圈被確定和能夠應(yīng)用于在電氣技術(shù)中、例如在電機(jī)構(gòu)造中、尤其在電動機(jī)和發(fā)電機(jī)構(gòu)造中的任意應(yīng)用。因此，根據(jù)本發(fā)明的線圈接下來被稱為電氣技術(shù)的線圈。
[0021]如果由傳導(dǎo)性材料、優(yōu)選地金屬或金屬合金利用澆注技術(shù)的制造方法進(jìn)行制造，那么這樣的電氣技術(shù)的線圈聯(lián)系本發(fā)明的說明書以澆注技術(shù)來制造。
[0022]如果由傳導(dǎo)性材料、優(yōu)選地金屬或金屬合金利用成型技術(shù)的制造方法進(jìn)行制造，那么這樣的電氣技術(shù)的線圈聯(lián)系本發(fā)明的說明書以成型技術(shù)來制造。這樣的成型技術(shù)的制造方法聯(lián)系本發(fā)明例如是熱軋及冷軋、鍛造、彎曲、壓制、拉伸、卷邊、沖裁等。
[0023]在本發(fā)明的范圍中線圈芯通過電導(dǎo)體單重的、至少基本上完整的纏繞被稱為繞組。在此，電絕緣的構(gòu)件、例如絕緣的線圈架、但是還有導(dǎo)磁的構(gòu)件(圍繞其來纏繞電導(dǎo)體)可稱為線圈芯。在特殊情況中，填充空氣的空間區(qū)域還至少部分地可進(jìn)入線圈芯的范疇。
[0024]根據(jù)被用于本發(fā)明的概念定義，以線圈卷來稱呼一組件，其包括電導(dǎo)體的兩個或多個互相導(dǎo)電地連接的繞組。線圈以這些概念定義是一組件，其除了線圈卷之外還可包括另外的結(jié)構(gòu)元件，例如繞組的電絕緣部、線圈芯、電氣聯(lián)接元件等。
[0025]在前面定義的類型的線圈卷的組件中至少很大程度上由線圈卷所包括的繞組中的每個關(guān)聯(lián)有繞組平面。形成相關(guān)的繞組的電導(dǎo)體至少大部分處于該繞組平面中。對于至少在安裝狀態(tài)中至少基本上同心地彼此交錯布置的兩個或多個繞組，形成這些繞組的電導(dǎo)體至少很大程度上處于相同的繞組平面中。在此在電氣技術(shù)的線圈或線圈卷的根據(jù)本發(fā)明的布置中，所有這些繞組平面垂直于共同的線圈軸線取向，各個繞組為了形成線圈卷沿著該線圈軸線排列，這意味著所有繞組的繞組平面也沿著線圈軸線排列。
[0026]如接下來還詳細(xì)地所闡述那樣，在此跟隨有根據(jù)本發(fā)明的電氣技術(shù)的線圈或線圈卷的制造，就此而言該制造以澆注技術(shù)來進(jìn)行，以在文件EP 2 387 135 A2中所說明的教導(dǎo)的基本特征，根據(jù)其在生產(chǎn)狀態(tài)(其在那里被稱為線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu))中來鑄造來待以澆注技術(shù)制造的線圈或線圈卷，在生產(chǎn)狀態(tài)中各個繞組在線圈軸線的方向上彼此拉開遠(yuǎn)到使得對于線圈卷可制造鑄模。在澆注和必要時另外的加工步驟之后線圈或線圈卷通過壓合實(shí)現(xiàn)成型到安裝狀態(tài)(其在那里被稱為線圈最終幾何結(jié)構(gòu))中。
[0027]而如果純粹以成型技術(shù)來制造根據(jù)本發(fā)明的電氣技術(shù)的線圈或線圈卷，制造不僅在最后的生產(chǎn)步驟(其設(shè)置線圈或線圈卷通過壓合成型到安裝狀態(tài)中，安裝狀態(tài)在那里被稱為線圈最終幾何結(jié)構(gòu))中、而且優(yōu)選地也在前面的生產(chǎn)步驟中直到被稱為線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)狀態(tài)同樣以成型技術(shù)實(shí)現(xiàn)，例如從由傳導(dǎo)性材料軋制的扁平型材(Flachprofil)出發(fā)通過彎曲到線圈預(yù)幾何結(jié)構(gòu)中。例如通過壓$1」、鍛造或者軋制等，在此此外在彎曲之前來制造電導(dǎo)體的橫截面沿著其縱向延伸、也就是說沿著在待制造的線圈和/或線圈卷的后來的運(yùn)行中電流流動的方向(該方向被稱為流通方向)的期望的變化。選擇性地，導(dǎo)體的所述彎曲被以相應(yīng)的結(jié)果進(jìn)行的壓制、鍛造或者軋制等至少部分地代替。
[0028]本發(fā)明以簡單的方式實(shí)現(xiàn)在相應(yīng)設(shè)計(jì)的電氣技術(shù)的線圈或線圈卷中匝數(shù)的提高。在此全面保持了已知的電氣技術(shù)的線圈