Title:
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung von Spulen mit mindestens zwei Spulenwicklungen
Kind Code:
A1


Abstract:

Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (10) von mindestens zwei Spulenwicklungen (12, 14), wobei zunächst ein Spulenträger (16) bereitgestellt wird, um den danach eine Spulenwicklung (12) aus einem Draht (18) mit einem Querschnitt (24) auf den Spulenträger (16) gewickelt wird und danach um diese Spulenwicklung (12) eine weitere Spulenwicklung (14) aus einem Draht (26) mit einem Querschnitt (28) gewickelt wird, so dass die zweite Spulenwicklung (14) einen Umfang (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von außen auf zumindest einen Teil der zweiten Spulenwicklung (14) Kräfte einwirken und dadurch mindestens an einer Stelle des Drahtes (26) der zweiten Spulenwicklung (14) ein Querschnitt (28) umgeformt wird. embedded image




Inventors:
Weller, Nico (74348, Lauffen, DE)
Lange, Fabian (30175, Hannover, DE)
Deponte, Rene (74372, Sersheim, DE)
Pawlicki, Timm (Laredo, ES)
Truckses, Daniel (31134, Hildesheim, DE)
Application Number:
DE102016221534A
Publication Date:
05/03/2018
Filing Date:
11/03/2016
Assignee:
SEG Automotive Germany GmbH, 70499 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102014224581A1N/A2016-06-02
DE102014210687A1N/A2015-12-17
DE102011080471A1N/A2013-02-07



Foreign References:
JP2611419B21997-05-21
JP2006156710A2006-06-15
JP2008278681A2008-11-13
JP2006280134A2006-10-12
Attorney, Agent or Firm:
Dehns Germany, 80333, München, DE
Claims:
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (10) von mindestens zwei Spulenwicklungen (12, 14), wobei zunächst ein Spulenträger (16) bereitgestellt wird, um den danach eine Spulenwicklung (12) aus einem Draht (18) mit einem Querschnitt (24) auf den Spulenträger (16) gewickelt wird und danach um diese Spulenwicklung (12) eine weitere Spulenwicklung (14) aus einem Draht (26) mit einem Querschnitt (28) gewickelt wird, so dass die zweite Spulenwicklung (14) einen Umfang (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass von außen auf zumindest einen Teil der zweiten Spulenwicklung (14) Kräfte einwirken und dadurch mindestens an einer Stelle des Drahtes (26) der zweiten Spulenwicklung (14) ein Querschnitt (28) umgeformt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (24) des Drahtes (18) der ersten Spulenwicklung (12) sich in seiner Fläche von dem Querschnitt (28) des Drahtes (26) der zweiten Spulenwicklung (14) unterscheidet, insbesondere größer oder kleiner ist.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial äußerste Lage (32) von Windungen (38) der ersten Spulenwicklung (12) gewickelt wird und dabei zwischen unmittelbar benachbarten Windungen (38) ein Tal (36) ausgebildet wird und der Draht (26) einer ersten Lage (22) von Windungen (34) der zweiten Spulenwicklung (14) zumindest mit einem Drahtbereich in einem Tal (36) der radial äußerste Lage (32) von Windungen (34) der ersten Spulenwicklung (12) angeordnet wird, vorzugsweise mit mehreren Drahtbereichen in Tälern (36) der radial äußerste Lage (32) von Windungen (34) der ersten Spulenwicklung (12) angeordnet wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (18) der inneren Spulenwicklung (12) vor dem Aufwickeln auf den Spulenträger (16) derartig geformt wird, dass zumindest zwei Flächenbereiche (40) einer Oberfläche (42) des Drahts (18) zueinander parallel ausgerichtet werden und einer der Flächenbereiche (40) auf eine radial innere Fläche aufgelegt wird.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (18) der inneren Spulenwicklung (12) vor dem Aufwickeln auf den Spulenträger (16) derartig geformt wird, dass zumindest zwei weitere Flächenbereiche (40) der Oberfläche (42) eines Drahtlängenbereichs zueinander parallel ausgerichtet werden.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Formen des Drahtes (18) ein Drahtquerschnitt geformt wird, der näherungsweise ein Rechteck oder ein Quadrat oder eine Raute ist.

Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Spulenwicklung (14) auf zueinander parallele Flächenbereiche (40) aufgewickelt wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wickeln der zumindest einen Lage (22) der zweiten Spulenwicklung (14) von außen auf die zumindest eine Lage (38) der zweiten Spulenwicklung (14) und über deren gesamten Umfang Kräfte einwirken und dadurch mindestens an einer Stelle des Drahtes (26) der zweiten Spulenwicklung (14) ein Querschnitt umgeformt wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Lage (22) der zweiten Spulenwicklung (14) unmittelbar auf einer letzten Lage (32) der ersten Spulenwicklung (12) aufgewickelt ist.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenträger (16) zumindest einen Flansch (44) aufweist, der eine radiale Erstreckung aufweist, und ein größter Außendurchmesser (D) der zweiten Spulenwicklung (14) vor dem Umformen größer als der Außendurchmesser (DF) des Flansches (44) ist.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
- a) für die erste Spulenwicklung (12) und die zweite Spulenwicklung (14) Draht (18, 26) aus Kupfer verwendet wird oder
- b) für die erste Spulenwicklung (12) und die zweite Spulenwicklung (14) Draht (18, 26) aus Aluminium verwendet wird oder
- c) für die erste Spulenwicklung (12) Draht (18) aus Kupfer und für die zweite Spulenwicklung (14) Draht (26) aus Aluminium verwendet wird oder
- d) für die erste Spulenwicklung (12) Draht (18) aus Aluminium und für die zweite Spulenwicklung (14) Draht (26) aus Kupfer verwendet wird.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wickeln der Spulenwicklungen (12, 14) ein Wicklungssinn von erster Spulenwicklung (12) und zweiter Spulenwicklung (14) gleich ist.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Umformsegmente (46) von radial außen auf eine äußerste Lage (32) einer Spulenwicklung (14) gedrückt werden, um ein Größtmaß eines Außendurchmessers (D1) einer äußersten Lage (32) einer Spulenwicklung (14) zu verringern.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Drücken mittels mehrerer Umformsegmente (46) von radial außen auf die äußerste Lage (32) der zweiten Spulenwicklung (14) eine klebenden Außenlage (55) in Form eines Klebebands zur Sicherstellung der Schüttelfestigkeit aufgebracht wird.

Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Drücken mittels mehrerer Umformsegmente (46) von radial außen auf die äußerste Spulenwicklung (14) an Fugen (57) zwischen den Umformsegmenten (46) zumindest ein Wulst (59) entsteht.

Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (10) von Spulen danach zu einer Anordnung von Umformsegmenten (46) um eine Zylinderachse (20) des Spulenträgers (16) um einen Winkel (a) verdreht wird und danach die mehreren Umformsegmente (46) von radial außen auf die äußerste Lage (32) einer Spulenwicklung (14) gedrückt werden, um den zumindest einen Wulst (59) mit einem zweiten Umformschritt weggeprägt, das heißt vorzugsweise vollständig niedergedrückt, werden, wobei die mehreren Umformsegmente (46) abermals von radial außen auf die äußerste Lage (32) einer Spulenwicklung (14) gedrückt werden.

Description:
Stand der Technik

Aus der JP 2006-156710 A ist ein Herstellungsverfahren für eine Spule bekannt, für die kein Spulenträger vorgesehen ist. Es ist demnach vorgesehen, zuerst eine Spule zu wickeln, diese in eine Form zu setzen, und in axialer Richtung zu komprimieren, so dass ein ringförmiger Spulenkörper mit unter dem Pressdruck verformten Spulenleitern entsteht.

Aus der JP 2006-280134 A ist bekannt, einzelne Lagen einer Spulenwicklung umzuformen.

Aus der JP 2008-278681 ist bekannt, auf eine erste Spulenwicklung mit mehreren Lagen nach deren Umformung weitere Lagen rechteckförmigen Drahtes aufzuwickeln.

Aus der DE 10 2011 080 471 A1 ist bekannt, unterschiedlich profilierte Drähte möglichst platzsparend um einen Spulenträger zu wickeln.

Aus der JP 2006-156710 ist die Herstellung einer Magnetspule bekannt, bei der zunächst ein Draht um einen Spulenkörper gewickelt wird, so dass eine Spulenwicklung entsteht. Danach ist vorgesehen, dass diese Spulenwicklung von radial innen nach radial außen gepresst und dabei die einzelnen Drahtquerschnitte der Spulenwicklung umgeformt werden.

Darüber hinaus sind Einrückrelais von Startern bekannt, die typischerweise zwei konzentrisch zueinander liegende Wicklungen gleicher Windungszahl für unterschiedliche Aufgaben aufweisen. Über eine Einzugswicklung, welche im gleichen Sinne wie eine Haltewicklung bestromt wird, wird der Einspurvorgang des Ritzels durchgeführt. Die Haltewicklung dient dazu, das eingespurte Ritzel in Position zu halten. Aufgrund des unterschiedlichen Kraftbedarfs für die beiden beschriebenen Funktionen, unterscheiden sich die Drahtdurchmesser des Drahtes für die Einzugswicklung und des Drahtes für die Haltewicklung. Funktionsbedingt ist es sehr empfehlenswert, dass die Einzugs- und die Haltewicklung eine nahezu identische bzw. bevorzugt identische Windungszahl aufweisen. Aufgrund der zwei vorzugsweise unterschiedlichen Drahtdurchmesser der beiden Wicklungen ist es nicht möglich beide Wicklungen direkt orthozyklisch aufeinander zu wickeln. Die radial innen liegende Wicklung kann zwar orthozyklisch gewickelt werden, da die Basis typischerweise ein Wicklungsträger mit einem hierfür vorgesehenen zylindrischen Abschnitt ist, der auch in das Einrückrelais eingebaut wird. Die radial außenliegende Wicklung würde sich insbesondere bei Drähten mit unterschiedlichem Durchmesser jedoch beim Wickelvorgang in die Täler zwischen zwei benachbarten Drähten der radial innen liegenden Wicklung legen. Damit entstünde eine wilde Wicklung, die einen ungleichmäßigen Außendurchmesser über deren axiale Länge aufwiese. Eine wilde Wicklung kann sowohl bei Drähten mit gleichem als auch bei Drähten mit unterschiedlichem Durchmesser entstehen. Um dies zu vermeiden bzw. zu verhindern, wird auf die radial innen liegende Wicklung, welche typischerweise orthozyklisch aufgebaut ist, ein Klebestreifen als Zwischenlage aufgebracht. Diese Zwischenlage soll sicherstellen, dass eine annähernd glatte Unterlage für die radial äußere Wicklung vorliegt, damit auch diese Wicklung zumindest annäherungsweise orthozyklisch gewickelt werden kann. Doch selbst mit Zwischenlage ist die außenliegende Wicklung nur teilweise orthozyklisch. In der Regel wird zudem eine Außenlage in Form eines Kreppbands zur Sicherstellung der Schüttelfestigkeit auf die außenliegende Wicklung aufgebracht.

Vorteile der Erfindung

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Anordnung von Spulen mit mindestens zwei Spulenwicklungen besteht der Vorteil darin, dass durch das Umformen des Drahtes der zweiten Spulenwicklung von radial außen die Maßhaltigkeit nach dem Umformen verbessert ist. Werden nämlich die erste und die zweite Spulenwicklung auf einen Spulenträger gewickelt und danach diese beiden Spulenwicklungen von radial außen umgeformt, so hält der Spulenträger von radial innen das Maß, während das Umformen von radial außen nach dem Entlasten durch umformende bzw. von den umformenden Elementen zu einem leichten Rückfedern führt. Verglichen mit anderen Maßnahmen, die im Stand der Technik offenbart sind, führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer erhöhten Maßhaltigkeit. Zudem ermöglicht dies eine bessere Führung des Spulenträgers, sofern dieser in der Spule verbleibt. Des Weiteren ist offensichtlich, dass durch den Umformprozess der beiden Spulenwicklungen eine gute Wickelraumausnutzung sichergestellt ist, so dass ein sogenannter elektrischer Füllgrad besonders hoch ist. Dies bedeutet, dass in dem zur Verfügung gestellten Raum zwischen dem Außengehäuse (magnetischer Rückschluss) und einem innerhalb der Spule beweglichen Kern eine besonders gute elektromagnetische Ausnutzung erreicht wird. Zum anderen ermöglicht dieses Verfahren den Entfall einer Zwischenlage zwischen der inneren Spulenwicklung und der äußeren Spulenwicklung und typischerweise dann auch das Entfallen einer Außenlage am Außenumfang der zumindest zweiten Spulenwicklung. Es wird dadurch ermöglicht, bei gleichem Bauraum mehr Windungsmaterial zu installieren oder letztlich den Außendurchmesser des Einrückrelais bzw. des Spulengehäuses zu verkleinern. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn in einer radial äußersten Lage von Windungen der ersten Spulenwicklung und dabei entstandenen Tälern zwischen den einzelnen unmittelbar benachbarten Drahtquerschnitten von unmittelbar benachbarten Windungen eine erste Lage von Windungen einer zweiten Spulenwicklung zu liegen kommt. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere unter Auslassung von einer Zwischenlage zwischen der äußersten Lage der Windung mit der ersten Spulenwicklung und der ersten bzw. innersten Lage von Windungen der zweiten Spulenwicklung ein verhältnismäßig kompakter Aufbau mit einer hohen Dichte an Leiterquerschnitten erreicht wird. Gemäß einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Draht der inneren Spulenwicklung vor dem Aufwickeln auf den Spulenträger derartig verformt wird, dass zumindest zwei Flächenbereiche einer Oberfläche eines Drahtlängenbereichs zueinander parallel ausgerichtet werden und einer der Flächenbereiche auf einer radial inneren Fläche aufgelegt wird. Zu dieser radial inneren Fläche gehört besonders bevorzugt entweder eine noch weiter innen liegende Windung bzw. Wicklung oder ein Spulenträger der beispielsweise nach dem Abschluss des Wickelns und des Umformens in ein Gehäuse mit verbaut wird. Der Spulenträger kann alternativ auch Teil einer Werkzeugvorrichtung sein, die somit vor dem Einbau der Anordnung von Spulen in ein Gehäuse ausgetauscht wird. Gemäß dieser Beschreibung, wonach zumindest zwei Flächenbereiche einer Oberfläche eines Drahtlängenbereichs zueinander parallel ausgerichtet sein sollen, gehört, dass beispielsweise an Runddraht zwei einander gegenüberliegende, d.h. besonders bevorzugt parallel zueinander angeordnete Flächenbereiche gebildet werden. D.h. der Runddraht wird beispielsweise und bevorzugt unmittelbar vor dem Aufwickeln durch eine Profilierungsmaschine mit z.B. zwei Rollen umgeformt. Der Querschnitt ist dann typischerweise ballig. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass der Draht von vornerein rechteckig, bzw. quadratisch ausgeführt ist. Eine derartige Form kann beispielsweise auch dadurch herbeigeführt werden, indem ein Runddraht zwischen zwei mal zwei Rollen zu einem Rechteck bzw. Quadratdraht umgeformt wird. Gemäß diesen Ausführungsbeispielen führt dies zu dem Vorteil, dass die inneren Spulenwicklungen dann besonders kompakt ausgeführt sind. Kompakt bedeutet hier, dass der Leiterquerschnitt der Spulenwicklung besonders viel Raum einnimmt und demzufolge ein Leerraum zwischen den einzelnen Windungen und den einzelnen Lagen besonders gering ausfällt. Wird eine äußere Spulenwicklung auf eine derartige darunter, d.h. radial innerhalb liegende, Spulenwicklung aufgewickelt, dann führt dies beispielsweise dazu, dass die äußere Spulenwicklung aufgrund des Umformens bzw. umgeformten Drahtes für die darunter liegende Spulenwicklung auf eine quasi-zylindrische Oberfläche gewickelt wird. Dies ermöglicht für die äußere Spulenwicklung eine orthozyklische Wicklung und damit eine geordnete, platzsparende Anordnung der äußeren Spulenwicklung. Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass nach dem Wickeln der zumindest einen Lage der zweiten Spulenwicklung - und dem optionalen Aufbringen einer klebenden Außenlage in Form eines Klebebands zur Sicherstellung der Schüttelfestigkeit auf die außenliegende Wicklung - von radial außen auf die zumindest eine Lage der zweiten bzw. äußersten Spulenwicklung und vorzugsweise über deren gesamten Umfang Kräfte einwirken und dadurch mindestens an einer Stelle des Drahtes des zweiten Spulenwicklung ein Querschnitt umgeformt wird. Besonders bevorzugt wird, dass durch das Umformen der zweiten Spulenwicklung ein Außendurchmesser der zweiten Spulenwicklung gegenüber dem ursprünglichen Außendurchmesser der zweiten Spulenwicklung reduziert wird. Dies führt zum Umformen des Drahtes der ersten Spulenwicklung an vielen verschiedenen Stellen, bevorzugt an all den Positionen der ersten Spulenwicklung, die radial äußerst angeordnet sind, und dadurch insgesamt zu einer besonders kompakten Ausführung der zweiten Spulenwicklung. Zwecks Ersparnis von Spulenträgermaterial, welches typischerweise aus verhältnismäßig kostspieligem Polyamid besteht, ist vorgesehen, dass der Spulenträger zumindest einen Flansch aufweist, der eine radiale Erstreckung aufweist und ein größter Außendurchmesser der zweiten Spulenwicklung vor dem Umformen größer als der Außendurchmesser des Flansches ist. Besonders bevorzugt ist, dass mehrere Umformsegmente von radial außen auf eine äußerste Lage einer Spulenwicklung gedrückt werden, um ein Größtmaß eines Außendurchmessers einer äußersten Lage einer Spulenwicklung zu verringern. Es ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass diese Umformsegmente nach radial außen in etwa dreieckförmig ausgebildet sind. Dies bedeutet, dass vorzugsweise in Richtung der Zylinderachse des Spulenträgers und bevorzugt zu seiner Mitte hin eine Flanke des Umformsegmentes ansteigt. Durch Verwenden von sogenannten Druckringen ist es dann möglich von den axialen Enden eines Spulenträgers her eine nach radial innen gerichtete Kraft auf das bzw. die Umformsegmente auszuüben und dadurch die Anordnung von Spulen nach radial innen zu verdichten. Bevorzugt wird das Umformen in zwei Schritten vorgenommen: In einem ersten Schritt des Umformens werden mehrere Umformsegmente von radial außen auf eine äußerste Lage einer Spulenwicklung gedrückt, um ein Größtmaß eines Außendurchmessers einer äußersten Lage einer Spulenwicklung zu verringern. Danach wird die Lage der Umformsegmente zu der Anordnung von Spulen mit den mindestens zwei Spulenwicklungen verändert. Dabei wird bevorzugt die Anordnung von Spulen zu der Anordnung von Umformsegmenten verdreht (Relativdrehung). Dies hat den Vorteil, dass ein evtl. nach dem ersten Umformschritt in einer Fuge zwischen zwei Umformsegmenten entstandener Wulst - bspw. des oben erwähnten Klebebands und/oder in der äußersten Lage der Spulenwicklung mit dem zweiten Umformschritt weggeprägt, das heißt vollständig niedergedrückt, wird. Es kann dann zwar möglicherweise nochmals zwischen zwei Umformsegmenten ein neuer Wulst entstehen, dieser ist dann aber typischerweise äußerst klein.

Figurenliste

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

  • 1 in einer Längsschnittansicht eine Anordnung von zwei Spulenwicklungen auf einem Spulenträger,
  • 2 die Anordnung von zwei Spulenwicklungen aus 1 nachdem diese in radialer Richtung komprimiert wurde,
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Anordnung von mindestens zwei Spulenwicklungen mit einer grundsätzlichen Darstellung von Umformsegmenten am Außenumfang der Spulenwicklungen,
  • 4 eine Längsschnittansicht durch die Anordnung aus 3 während des Umformens mit den Umformsegmenten
  • 5 einen ersten Verfahrensschritt zum radialen Komprimieren der Anordnung von zwei Spulen nach einem zweiten Verfahrensbeispiel,
  • 6 einen zweiten Schritt nach dem in 5 dargestellten Schritt,
  • 7 eine räumliche Ansicht von sechs Drucksegmenten, wie sie aus 5 und 6 bekannt sind,
  • 8a, 8b, 8c und 8d leicht schematisierte Darstellungen von beim Umformen entstandenen Wülsten und die Schritte zum Verringern der Wülste.

In 1 ist eine erste Anordnung 10 von zwei Spulenwicklungen 12 und 14 dargestellt. Beide Spulenwicklungen 12, 14 sind auf einem Spulenträger 16 angeordnet. Dieser Spulenträger ist hier in diesem Fall ein Kern, der beispielsweise von einer Maschine zum Umwickeln mit den Spulenwicklungen 12, 14 bereitgestellt wird. Die erste Spulenwicklung 12 ist aus einem Draht 18, der hier als Runddraht ausgeführt ist, gewickelt. Der Spulenträger 16 weist dabei eine insgesamt prismatische Form auf, die hier ganz speziell zylindrisch ist. Diese zylindrische Form hat eine Zylinderachse 20, welche einer typischen Zylinderachse in Längsrichtung des Zylinderprofils entspricht. Die erste Spulenwicklung 12 wird um den Spulenträger 16 in zumindest einer ersten Lage 22 gewickelt. Dabei liegen in dieser ersten Lage 22 Querschnitte 24 des Drahtes 18 geordnet einer neben dem anderen. Auf diese zumindest eine Lage 22 der Spulenwicklung 12 wird eine weitere, hier zweite Spulenwicklung 14 aus einem weiteren Draht 26 mit einem Querschnitt 28 gewickelt. Die zweite Spulenwicklung 14 hat dann einen Umfang 30.

In 2 ist die Anordnung 10 aus 1 dargestellt, nachdem von außen, d.h. von radial außen und zumindest im Wesentlichen auf die Zylinderachse 20 gerichtet, auf zumindest einen Teil der zweiten Spulenwicklung 14 und dabei besonders bevorzugt über deren gesamten Umfang 30 bevorzugt radiale Kräfte eingewirkt haben. Wie anhand der ersten Spulenwicklung 12 und der zweiten Spulenwicklung 14 sowie den Querschnitten 24 und der ersten Spulenwicklung 12 und den Querschnitten 28 der zweiten Spulenwicklung 14 gut erkennbar ist, ist durch das Einwirken der Kräfte von außen auf die Anordnung 10 mindestens an einer Stelle des Drahtes 26 der zweiten Spulenwicklung 14 mindestens ein Querschnitt 28 umgeformt. Typischerweise ist dabei davon auszugehen, dass der Draht 26 der zweiten Spulenwicklung 14 nahezu überall über den gesamten Umfang 30 umgeformt wird. Insbesondere ist auch davon auszugehen, dass unter der Umformkraft von außen auch der Querschnitt 24 des Drahtes der ersten Spulenwicklung 12 über den gesamten Umfang und alle Lagen umgeformt wird. Wie im übrigen anhand der 1 und 2 gut erkennbar ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Querschnitt 24 des Drahtes 18 der ersten Spulenwicklung 12 bzw. der Spulenwicklung radial innerhalb der äußersten Spulenwicklung 14 bzw. weiter äußeren Spulenwicklung 14 sich in seiner Fläche von dem Querschnitt 28 des Drahtes der zweiten Spulenwicklung 14 unterscheidet. Es ist dabei vorgesehen, dass der Querschnitt 24 des Drahtes 18 der Spulenwicklung 12 größer als der Querschnitt 28 des Drahtes 26 der äußeren bzw. weiter außen angeordneten Spulenwicklung 14 ist. Es sei hier erwähnt, dass die Spulenwicklung 12, d.h. die mit dem größeren Querschnitt des Drahtes bei einer Verwendung der Spulenanordnung 10 in einer Startvorrichtung typischerweise als sogenannte Einzugswicklung verwendet wird. Die weiter außen liegende Spulenwicklung 14 hat dann typischerweise die Aufgabe einer sogenannten Haltewicklung. Es ist im Übrigen auch vorgesehen, dass eine Zahl der Windungen der Spulenwicklung 12 und eine Zahl der Windungen der Spulenwicklung 14 zumindest ähnlich groß ist bzw. vorzugsweise gleich groß ist. Die Querschnitte 24 des bzw. der Drähte 18 der Spulenwicklung 12 müssen grundsätzlich nicht größer sein, sie könnten sogar kleiner oder gleich groß sein. Dabei wären dann ersatzweise für Drähte 18 mit - wie dargestellt größerem Querschnitt 24 - mehrere sogenannte Paralleldrähte vorzusehen. Diese Paralleldrähte hätten auch zumindest nahezu die gleiche Windungszahl und beispielsweise in Summe den gleichen Querschnitt 24 wie eine Spulenwicklung 12 mit einem einzelnen Draht 18.

Wie anhand der 1 gut erkannt werden kann, hat eine radial äußerste Lage 32 der Spulenwicklung 12 zwischen den einzelnen Windungen 34 und dabei zwischen unmittelbar benachbarten Windungen 34 der ersten Spulenwicklung 12 jeweils ein Tal 36 ausgebildet. Ein derartiges Tal 36 entsteht durch das Wickeln. Es ist dabei vorgesehen, dass der Draht 26 einer ersten Lage 38 von Windungen 34 der zweiten Spulenwicklung 14 zumindest mit einem Drahtbereich, d.h. Querschnitt 28 in einem Tal 36 der radial äußersten Lage 32 von Windungen 38 der ersten Spulenwicklung 12 angeordnet wird. Vorzugsweise werden mehrere Drahtbereiche bzw. Querschnitte 28 in Tälern 36 der radial äußersten Lage 32 von Windungen 34 der ersten Spulenwicklung 12 angeordnet.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel nach den 3 und 4 ist vorgesehen, dass der Draht 18 für die erste Spulenwicklung 12, d.h. einer oder der inneren Spulenwicklung 12, vor dem Aufwickeln auf den Spulenträger 16 derartig geformt wird, dass zumindest zwei Flächenbereiche 40 einer Oberfläche des Drahts 18 zueinander parallel ausgerichtet werden. Wie insbesondere in 3 dargestellt ist, wird einer der zwei Flächenbereiche 40 auf eine radial innere Fläche aufgelegt. Die radial innere Fläche ist hier beispielsweise die Oberfläche 42 des Spulenträgers 16. Es sei hier angemerkt, dass der Draht 26, bevor dieser auf den Spulenträger 16 aufgewickelt wird, ein sogenannter Runddraht ist. Bevor dieser Draht 18 auf den Spulenträger 16 aufgewickelt wird, wird dieser von zumindest zwei Seiten, die sich einander im Wesentlichen parallel gegenüber stehen, durch umformende Rollen geplättet, so dass dieser Draht 18 zwei einander gegenüberliegende Flächen aufweist, die als Flächenbereiche 40 parallel zueinander ausgerichtet sind. Im Beispiel nach 3 und 4 ist der Draht jedoch nicht nur auf zwei derartigen Seiten zueinander parallel umgeformt, sondern zusätzlich an zwei anderen Seiten durch zwei andere umformende Walzen bzw. Räder umgeformt worden, damit der ursprüngliche Runddraht in diesem Fall einen rechteckigen Querschnitt (Rechteck) hat, insbesondere, wie hier dargestellt ist, quadratisch ist, und somit der Querschnitt ein Quadrat ist. Der Draht 18 könnte auch eine Rautenform (Raute) aufweisen. Die radial äußere Spulenwicklung 14 ist im Anschluss an die zuvor aufgewickelte Spulenwicklung 12 auf zueinander parallele Flächenbereiche 40 aufgewickelt. Wie hier anhand von 3 sehr gut zu erkennen ist, weist der Spulenträger 16 einen Flansch 44 auf, der eine radiale Erstreckung ausgehend von der Zylinderachse 20 aufweist, und ein größter Außendurchmesser D1 der zweiten Spulenwicklung 14 vor dem Umformen größer als der Außendurchmesser DF des Flansches 44 ist. In 3 sind radial außerhalb von den Spulenwicklungen 12, 14 mehrere Umformsegmente 46 angeordnet. Diese Umformsegmente 46 sind dazu vorgesehen, von radial außen auf eine äußerste Lage 32 eine Spulenwicklung 14 gedrückt zu werden, um ein Größtmaß eines Außendurchmessers D einer äußersten Lage 32 der Spulenwicklung 14 auf ein Maß D2 zu verringern. D. h. nach dem Wickeln der zumindest einen Lage 22 der zweiten Spulenwicklung 14 wirkt von vorzugsweise radial außen auf die zumindest eine Lage 22 der zweiten Spulenwicklung 14 und über vorzugsweise deren gesamten Umfang zumindest eine vorzugsweise radiale Kraft F ein. Dadurch wird an mindestens einer Stelle bzw. Drahtposition bzw. einem Querschnitt 28 des Drahtes 26 der zweiten Spulenwicklung 14 ein Querschnitt 28 umgeformt, man vergleiche mit 4.

In 5 sind spezielle Umformsegmente 46 dargestellt. Diese Umformsegmente 46 sind im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut. Dies bedeutet, dass sich in Richtung der Zylinderachse 20 und im Wesentlichen von deren axialer Mitte ausgehend die Umformsegmente 46 in Richtung zu den vorzugsweise zwei Flanschen 44 schräg nach radial innen abfallend gestaltet sind. In der Gesamtschau aller Umformsegmente 46 ergibt sich somit, dass diese jeweils in die eine axiale Richtung als auch in die andere axiale Richtung konusförmig ausgebildet sind. Angesichts dessen, dass die Umformsegmente 46 in beide axiale Richtungen nach radial innen konusförmig ausgebildet sind, kann auch davon gesprochen werden, dass die Gesamtzahl bzw. Gesamtheit der Umformsegmente 46 an ihrem Außenumfang doppelkonusförmig ausgebildet sind. Radial außerhalb von den Umformsegmenten 46 und im Bereich der Flansche 44, d.h. an dem einen axialen Ende der Umformsegmente 46 und an dem anderen axialen Ende der Umformsegmente 46, umgreift jeweils ein Ring 50 die Umformsegmente 46. Beim rechten Ring 50 ist beispielhaft ein Innenkonus 52 gekennzeichnet. Werden diese beiden Ringe 50 auf einander zu bewegt, indem axiale Kräfte FA aufeinander wirken, so wird durch die Gestalt der Umformsegmente 46 und der Ringe 50 erreicht, dass die Umformsegmente 46 nach radial innen gedrückt werden, und dabei jeweils die Kraft F auf die Spulenwicklungen 12 bzw. 14 wirken. Dadurch wird das Umformen der Spulenwicklungen 12, 14 erreicht.

In 7 sind die Umformsegmente 46 in ihrer umfänglichen Anordnung dargestellt. Des Weiteren sind hier die nach radial innen gerichteten Kräfte F dargestellt.

Insgesamt ist vorgesehen, dass für die erste Spulenwicklung 12 und die zweite Spulenwicklung 14 beispielsweise jeweils Draht aus Kupfer verwendet wird. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass für die erste Spulenwicklung und zweite Spulenwicklung Draht aus Aluminium verwendet wird. Weiterhin kann alternativ vorgesehen sein, dass für die erste Spulenwicklung 12 Draht aus Kuper und für die zweite Spulenwicklung 14 Draht aus Aluminium verwendet wird oder für die erste Spulenwicklung 12 Draht aus Aluminium und für die zweite Spulenwicklung 14 Draht aus Kupfer verwendet wird. Besonders bevorzugt ist, dass beim Wickeln der Spulenwicklung 12, 14 ein Wicklungssinn der beiden Spulenwicklungen 12, 14 gleich ist.

Gemäß einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass nach dem Wickeln der zumindest einen Lage 22 der zweiten Spulenwicklung 14 - und dem optionalen Aufbringen einer klebenden Außenlage 55 in Form eines Klebebands zur Sicherstellung der Schüttelfestigkeit auf die außenliegende Wicklung 14 - von radial außen auf die zumindest eine Lage 22 der zweiten bzw. äußersten Spulenwicklung 14 und vorzugsweise über deren gesamten Umfang Kräfte einwirken F und dadurch mindestens an einer Stelle des Drahtes 26 des zweiten Spulenwicklung 14 ein Querschnitt 28 umgeformt wird.

Das Umformen kann beispielsweise in einem Schritt vorgenommen werden. Bevorzugt wird das Umformen jedoch in zwei Schritten vorgenommen: In einem ersten Schritt des Umformens, 8a, werden mehrere Umformsegmente 46 von radial außen auf eine äußerste Lage 32 einer Spulenwicklung 14 gedrückt, um ein Größtmaß eines Außendurchmessers D1 einer äußersten Lage 32 einer Spulenwicklung 14 zu verringern. Die hier sechs Umformsegmente 46 werden dann etwas von der äußersten Lage 32 der Spulenwicklung 14 abgehoben. Danach wird die Lage der Umformsegmente 46 zu der Anordnung 10 von Spulen mit den mindestens zwei Spulenwicklungen 12, 14 verändert. Dabei wird bevorzugt die Anordnung 10 von Spulen zu der Anordnung von Umformsegmenten 46 um die Zylinderachse 20 des Spulenträgers 16 um den Winkel α verdreht (Relativdrehung). Bevorzugt hat dieser Winkel eine Größe von der Hälfte eines Winkels, über den sich ein Umformsegment 46 um die Spulenanordnung 10 erstreckt. Die Relativverdrehung hat den Vorteil, dass zumindest ein evtl. nach dem ersten Umformschritt in einer Fuge 57 zwischen zwei Umformsegmenten 46 entstandener Wulst 59, vgl. 8b und 8c - bspw. des oben erwähnten Klebebands und/oder durch entsprechende Verformung der äußersten Lage 32 der Spulenwicklung 14 - mit dem zweiten Umformschritt weggeprägt, das heißt vorzugsweise vollständig niedergedrückt, wird, 8d. Dabei werden die mehreren Umformsegmente 46 abermals von radial außen auf die äußerste Lage 32 einer Spulenwicklung 14 gedrückt werden. Es kann dann zwar möglicherweise nochmals zwischen zwei Umformsegmenten ein neuer Wulst 59 entstehen, dieser ist dann aber typischerweise äußerst klein.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • JP 2006156710 A [0001]
  • JP 2006280134 A [0002]
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