电气技术线圈和/或线圈卷、其制造方法以及电气设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电气技术的线圈和/或线圈卷(Spulenwicklung)。本发明此外涉及一种用于制造电气技术的线圈和/或线圈卷的方法。本发明还涉及一种电气设备。
【背景技术】
[0002]由文件EP 2 387 135 A2已知一种以铸造技术的电气技术线圈、一种用于这样的线圈的制造方法和应用这样的线圈的电机。在该文件中说明了一种用于制造带有一个或多个卷的电气技术的线圈的方法，其中，提供或制造包含线圈几何结构的阴模、尤其消失模或永久模，其中，适用于构造(多个)卷的线圈材料、尤其能导电的金属以液态形式被浇注到该阴模中，并且其中，该线圈材料被凝固并且/或者可在受控制的条件下使该线圈材料凝固。此外说明了相应制造的线圈。相应地，待以浇注技术制造的线圈或线圈卷以线圈预几何结构被浇注，在该线圈预几何结构中各个绕组在线圈轴线的方向上彼此被拉开成远到使得对于线圈卷可制造铸模。在浇注和必要时另外的加工步骤之后，通过压合(Zusammenpressen)实现将线圈或线圈卷成型到线圈最终几何结构中。
[0003]在文件EP 2 387 135 A2中所说明的用于制造电气技术的线圈的方法因此可包括以下步骤:
1.构建线圈最终几何结构。
[0004]2.将该线圈最终几何结构拉开到应包含在待用于浇出的阴模中的线圈几何结构中；这通常应是线圈预几何结构。以此来设立绕组的必需的间距。该间距通过可行的成型度、饶注技术要求和绝缘涂覆(Isolat1nsauftrag)的类型来限定。
[0005]3.以模具材料(Formwerkstoff)制造合适的阴模；填料或者用于压铸或硬模铸的金属工件被称为模具材料，或者制造相应的阳模，然后其被填入合适的模料(Formstoff)(沙或填料称为模料)中并且必要时在模压为最终的、用于浇注线圈材料的阴模之后又被移除或在浇注期间被破坏；后者被称为适合用于砂型铸造、精密铸造或者所谓的消失泡沫方法。在模具材料中或在模料中获得的空心几何结构因此用作用于浇注适合用于构造线圈的卷的线圈材料的阴模。相应的上述铸造方法在此原则上假定为已知。
[0006]4.重力和/或压力辅助地浇铸线圈材料到阴模中。
[0007]5.最佳地，接下来应能实现浇铸的线圈模的脱模和清洁。
[0008]6.可选地最后应能实现必要时被清洁的线圈模的球化退火。
[0009]7.现在应能施加绝缘部。浸入绝缘漆中或覆层过程被称为该方法步骤的设计方案。
[0010]8.最后实现被浇铸的、必要时清洁的且必要时球化退火的线圈压合到线圈最终几何结构中。
[0011]根据在文件EP 2 387 135 A2中的另外的实施方案，步骤7和8也被标明为能够以反过来的顺序执行。
[0012]在此应以所说明的方法和通过该方法制造的电气技术的线圈来实现提供电气技术的线圈以获得提高的占空系数或线槽占空系数(Nutfuellfaktor)的目的，该线圈能够以可靠的且简单的方式可复制地经济地来制造。此外应提供相应的制造方法。文件EP 2387 135 A2此外提及相应的电机、尤其电动机或三相交流-同步电机(其使用至少一个这样的线圈用于其运行)，以及所说明的电气技术的线圈在前面提及的电机或电气机器中的应用。
[0013]根据由文件EP 2 387 135 A2所提供的现有技术，因此实现借助于铸造技术制造线圈卷，使得在预定义的特殊的几何结构中浇注的线圈卷能够最佳地充分利用所提供的槽面。
[0014]此外在文件EP 2 387 135A2中在制造技术方面被称为有利的是，待以浇注技术制造的半成品在线圈预几何结构的形式中的构造偏离于线圈的最终轮廓。由此在各个绕组之间一定的间距、通常I至2mm在浇注技术上被称为必需。被浇注的线圈通过覆层方法接下来以绝缘层来覆层并且通过成型、也就是说压合被带到最终轮廓、即线圈最终几何结构中。在构建模型时要考虑为此必要的塑性变形。
[0015]这样以浇注技术制造的线圈根据在文件EP 2 387 135 A2中的实施形式特征在于在保持绝缘可靠性的同时在电机的定子的槽中的最大占空系数以及在于重量和结构空间减小。在此根据文件EP 2 387 135 A2的实施方案可达到直至95%甚至更多的占空系数。此外根据文件EP 2 387 135 A2的实施方案，那里所说明的技术教导在减少在几何结构和制造方面的限制的同时引起将各个绕组包括到对于符合要求的线圈构造的线圈几何结构的构造和设计中。
[0016]最后根据在文件EP 2 387 135 A2中的实施方案应通过平的、垂直于电机(在其中使用所说明的线圈)的定子齿布置的导体几何结构来使在高频率下由于趋肤效应(Stromverdrangung)线圈的欧姆电阻的提高最小。由此应尤其在较高转速下使在电动机中损失减小并且因此提升效率。
[0017]平行于电机(在其中应使用所说明的线圈)的定子齿的导体几何结构、也就是说厚度尺寸的平的构造然而尤其通过铸造技术制造以最小尺寸的形式来限制。由此在这样的带有定子齿的预设的尺寸的电机中可使用仅仅一个带有限制的匝数的线圈。可实现的匝数对于电机的一些应用或尺寸设定证实为太小。
【发明内容】
[0018]本发明目的在于在所说明的类型的电气技术的线圈中提高可实现的匝数。此外，本发明目的在于提供一种用于制造这样的带有提高的匝数的电气技术的线圈的方法。最后，本发明目的在于提供一种具有带有提高的匝数的电气技术的线圈的电气设备。
[0019]该目的根据本发明通过一种以浇注技术和/或成型技术制造的电气技术的线圈和/或线圈卷来实现，其包括两个或多个绕组，其中，至少很大程度上绕组中的每个至少基本上布置在与该绕组相关联的绕组平面中，其中，绕组平面至少很大程度上垂直于对于所有绕组至少基本上共同的线圈轴线，其中，在绕组平面中的一个或多个绕组平面中至少两个绕组至少在安装状态中至少基本上同心地彼此交错布置。
[0020]在此在本发明的范围中线圈被理解成电气技术的构件。因此，根据本发明的线圈被确定和能够应用于在电气技术中、例如在电机构造中、尤其在电动机和发电机构造中的任意应用。因此，根据本发明的线圈接下来被称为电气技术的线圈。
[0021]如果由传导性材料、优选地金属或金属合金利用浇注技术的制造方法进行制造，那么这样的电气技术的线圈联系本发明的说明书以浇注技术来制造。
[0022]如果由传导性材料、优选地金属或金属合金利用成型技术的制造方法进行制造，那么这样的电气技术的线圈联系本发明的说明书以成型技术来制造。这样的成型技术的制造方法联系本发明例如是热轧及冷轧、锻造、弯曲、压制、拉伸、卷边、冲裁等。
[0023]在本发明的范围中线圈芯通过电导体单重的、至少基本上完整的缠绕被称为绕组。在此，电绝缘的构件、例如绝缘的线圈架、但是还有导磁的构件(围绕其来缠绕电导体)可称为线圈芯。在特殊情况中，填充空气的空间区域还至少部分地可进入线圈芯的范畴。
[0024]根据被用于本发明的概念定义，以线圈卷来称呼一组件，其包括电导体的两个或多个互相导电地连接的绕组。线圈以这些概念定义是一组件，其除了线圈卷之外还可包括另外的结构元件，例如绕组的电绝缘部、线圈芯、电气联接元件等。
[0025]在前面定义的类型的线圈卷的组件中至少很大程度上由线圈卷所包括的绕组中的每个关联有绕组平面。形成相关的绕组的电导体至少大部分处于该绕组平面中。对于至少在安装状态中至少基本上同心地彼此交错布置的两个或多个绕组，形成这些绕组的电导体至少很大程度上处于相同的绕组平面中。在此在电气技术的线圈或线圈卷的根据本发明的布置中，所有这些绕组平面垂直于共同的线圈轴线取向，各个绕组为了形成线圈卷沿着该线圈轴线排列，这意味着所有绕组的绕组平面也沿着线圈轴线排列。
[0026]如接下来还详细地所阐述那样，在此跟随有根据本发明的电气技术的线圈或线圈卷的制造，就此而言该制造以浇注技术来进行，以在文件EP 2 387 135 A2中所说明的教导的基本特征，根据其在生产状态(其在那里被称为线圈预几何结构)中来铸造来待以浇注技术制造的线圈或线圈卷，在生产状态中各个绕组在线圈轴线的方向上彼此拉开远到使得对于线圈卷可制造铸模。在浇注和必要时另外的加工步骤之后线圈或线圈卷通过压合实现成型到安装状态(其在那里被称为线圈最终几何结构)中。
[0027]而如果纯粹以成型技术来制造根据本发明的电气技术的线圈或线圈卷，制造不仅在最后的生产步骤(其设置线圈或线圈卷通过压合成型到安装状态中，安装状态在那里被称为线圈最终几何结构)中、而且优选地也在前面的生产步骤中直到被称为线圈预几何结构的生产状态同样以成型技术实现，例如从由传导性材料轧制的扁平型材(Flachprofil)出发通过弯曲到线圈预几何结构中。例如通过压$1」、锻造或者轧制等，在此此外在弯曲之前来制造电导体的横截面沿着其纵向延伸、也就是说沿着在待制造的线圈和/或线圈卷的后来的运行中电流流动的方向(该方向被称为流通方向)的期望的变化。选择性地，导体的所述弯曲被以相应的结果进行的压制、锻造或者轧制等至少部分地代替。
[0028]本发明以简单的方式实现在相应设计的电气技术的线圈或线圈卷中匝数的提高。在此全面保持了已知的电气技术的线圈