DE10302892A1

DE10302892A1 - Sheet cut section for electric motor, has grooves separated into at least two groups of equal or at least approximately equal cross-section; preferably all grooves of a group are different from each other in their depths

Info

Publication number: DE10302892A1
Application number: DE10302892A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hofmann; Armin Suttner-Reimann; Günter KESTING; Wilfried Wintzer; Andreas Möckel; Dieter Oesingmann; Ronald Schuder
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2003-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2004-08-05

Abstract

The device (1) has outwardly open peripheral grooves (6a-6f) of variable depth (t1-t6) for accommodating electric motor windings. The grooves are separated into at least two groups (4a-4d) of equal or at least approximately equal cross-section. Preferably all grooves of a group are different from each other in their depths. All grooves of a group can be of similar shape. Independent claims are also included for the following: (a) a wound rotor or stator (b) and a method of winding a rotor or stator.

Description

Die Erfindung betrifft einen Blechschnitt für Elektromotoren mit an ihrem Außenumfang angeordneten nach außen offenen Nuten variabler Tiefe für die Aufnahme von Spulenseiten, wobei die Gesamtzahl der Nuten in zumindest zwei Nutgruppen mit gleichen oder zumindest annähernd gleichen Querschnitten unterteilt ist.The invention relates to a sheet metal cut for electric motors with on its outer circumference arranged outwards open grooves of variable depth for the inclusion of coil sides, the total number of slots in at least two groove groups with the same or at least approximately the same Cross sections is divided.

Gewöhnliche von außen bewickelbare Blechschnitte für Elektromotoren, als wesentlicher Bestandteil von Rotoren (Kommutatormotoren) oder Statoren (Außenläufermotoren) sind, abgesehen von ungeraden Nutzahlen, in der Regel sehr symmetrisch aufgebaut, um bei Rotoren keine unerwünschten Unwuchten zu verursachen oder um auf eine indexierte Vorpositionierung eines Kernblechpakets vor seiner Bewicklung verzichten zu können. Die axiale Ausdehnung des Wicklungskopfes ist wesentlich bedingt durch die Kreuzungen der einzelnen Ankerspulen und hängt von mehreren Parametern ab. Das Ziel der Erfindung besteht darin, dieses Maß zu reduzieren. Ein großes Wicklungskopfvolumen erhöht die ohm'schen Verluste und führt damit zu einer Verringerung des Wirkungsgrades. Gerade der zusätzlich benötigte Bauraum stellt ein nicht unerhebliches Problem dar. Die Wicklungskopfhöhe hängt neben der Art der Bewicklung auch von der Nut- und der Polpaarzahl ab. Bei ausreichend großem Durchmesser des Rotors oder Stators wird eine höherpolige Auslegung, z.B. vier- statt zweipolig, gewählt, weil dann die Spulenkopflänge geringer ist. Weiter wirkt sich eine daraus resultierende Aufteilung des magnetischen Flusses günstig auf die Geometrie des Blechschnitts und des Ständerjochs aus, da die Wege für die magnetischen Feldlinien kürzer sind.Ordinary external windable Sheet cuts for Electric motors, as an integral part of rotors (commutator motors) or stators (external rotor motors) apart from odd numbers, are usually very symmetrical constructed in order not to cause undesired unbalance in rotors or to an indexed prepositioning of a core laminated core to be able to do without before winding. The axial extent of the winding head is essentially due to the crossings of the individual armature coils and hangs from several parameters. The aim of the invention is this measure too to reduce. A big Winding head volume increased ohmic losses and leads thus a reduction in efficiency. Especially the additional space required represents a not insignificant problem. The winding head height depends on the type of winding also depends on the number of slots and the number of poles. With a sufficiently large one The diameter of the rotor or stator is a multi-pole design, e.g. four instead of bipolar, chosen, because then the coil head length is less. The resulting division also has an effect of the magnetic flux favorable on the geometry of the sheet metal cut and the stand yoke, since the paths for the magnetic field lines shorter are.

Aus der EP 1 093 208 A2 ist der Läuferblechschnitt eines Kommutatormotors bekannt, bei dem mit unterschiedlichen Nuttiefen und Nutprofilen versucht wird, das Wicklungskopfvolumen zu verkleinern. Der darin beschriebene Blechschnitt weist jedoch eine sehr komplizierte Form auf, durch die er kaum mit wirtschaftlichen Verfahren zu bewickeln ist. Weiter ist der Kupferfüllgrad offensichtlich gering, weil die Wicklungen nur teilweise bis zum Nutgrund reichen und daher große Hohlräume im Nutgrund oder am Nutschlitz verbleiben.From the EP 1 093 208 A2 the rotor sheet metal section of a commutator motor is known, in which attempts are made to reduce the winding head volume with different slot depths and slot profiles. However, the sheet metal cut described therein has a very complicated shape, through which it can hardly be wound with economical processes. Furthermore, the degree of copper filling is obviously low because the windings only partially reach the bottom of the slot and therefore large voids remain in the bottom of the slot or at the slot.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen wirtschaftlich bewickelbaren Blechschnitt für Elektromotoren darzustellen, mit dessen Hilfe Wirkungsgrad und Kupferfüllfaktor bei minimiertem Bauraum, insbesondere in axialer Richtung verringerter Wicklungskopfhöhe, sowie verbesserte Wärmeabfuhr optimierbar sind.Object of the present invention is therefore an economically windable sheet metal cut for electric motors with the help of efficiency and copper fill factor with minimized installation space, especially reduced in the axial direction Winding head height, as well as improved heat dissipation can be optimized.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass alle Nuten einer Nutgruppe sich zumindest in Ihrer Nuttiefe voneinander unterscheiden. Durch diese Geometrie des Blechschnitts können die einzelnen Spulen einer darin aufgenommenen Wicklung besser über die Stirnseite des Blechschnitts verteilt werden, das gleiche gilt für die unvermeidbaren Kreuzungsbereiche von Wicklungsdrähten unterschiedlicher Spulen. Die in Zentrumsnähe liegenden Spulen, können hierbei noch enger, mit noch kürzerer Sehnenlänge über die Stirnseiten des Blechschnitts gewickelt werden. Die Wicklungskopfhöhe ist insgesamt geringer als bei gleichen Nuttiefen. Da jede Nut eine individuelle Nuttiefe aufweist, entstehen keine oder nur geringe isolierenden Hohlräume; dies begünstigt die Wärmeabfuhr und dadurch höhere Leistungs-Masse-Verhältnisse, wobei keine Spezialwickelverfahren benötigt werden.This object is achieved according to the invention solved, that all grooves of a groove group are at least in their groove depth distinguish from each other. Through this geometry of the sheet metal cut can the individual coils of a winding recorded therein better over the Front of the sheet metal cut are distributed, the same applies to the inevitable Crossing areas of winding wires of different coils. The near the center lying coils, can here even tighter, with even shorter Chord length over the End faces of the sheet metal cut to be wrapped. The total winding head height is less than with the same groove depths. Because every groove is an individual Groove depth has no, or only slight insulating cavities; this favors the heat dissipation and thereby higher Power to mass ratio, whereby no special winding processes are required.

Eine weitere Lösung der vorgenannten Aufgabe gelingt dadurch, dass alle Nuten einer Nutgruppe einander ähnlich ausgebildet sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass beim Bewickeln des Blechschnitts alle Spulen der Wicklung auf die gleiche Weise eingebracht werden können; dies begünstigt eine hohe Produktivität und zuverlässige Wickelprozesse.Another solution to the above problem succeeds in that all grooves of a groove group are similar to each other are. This ensures that when winding the sheet metal cut all the coils of the winding open can be introduced the same way; this favors one high productivity and reliable Winding processes.

Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüche dargestellt.Developments of the invention in the subclaims shown.

Eine Anzahl von 2*n Nutgruppen, mit n = 2, 3, 4, 5, 6, usw. ist für den erfindungsgemäßen Blechschnitt geeignet. Je höher die Anzahl der Nuten und damit der Nutgruppen, desto besser ist der thermische Kontakt zwischen Wicklung und Blechpaket. Als besonders vorteilhaft erweist sich die Aufteilung der Nuten in vier Nutgruppen. Diese Aufteilung korrespondiert mit einem vierpoligen oder zweipolpaarigen Stator, mit den oben genannten Vorteilen eines vierpoligen Elektromotors.A number of 2 * n groove groups, with n = 2, 3, 4, 5, 6, etc. is for the sheet metal cut according to the invention suitable. The higher the better the number of grooves and therefore the groove groups the thermal contact between the winding and the laminated core. As special The division of the grooves into four groove groups has proven to be advantageous. This division corresponds to a four-pole or two-pole pair Stator, with the advantages of a four-pole electric motor mentioned above.

Zweckmäßig ist eine, einer späteren Wickelreihenfolge angepasste, Ausbildung der Nuten, besonders der Nuttiefen. Die erste zu bewickelnde Nut jeder Nutgruppe sollte die größte Nuttiefe und die letzte Nut derselben Nutgruppe die kleinste Nuttiefe aufweisen. Auf diese Weise werden isolierende Hohlräume reduziert oder vollständig vermieden.A later winding sequence is expedient adapted, formation of the grooves, especially the groove depths. The first Groove of each groove group to be wound should have the greatest groove depth and the last one Have the smallest groove depth in the same groove group. To this Isolating cavities become wise reduced or complete avoided.

Beim erfindungsgemäßen Blechschnitt ist es möglich, die Nuten mit zu einer Mittelachse symmetrischen Querschnittsformen auszuführen, wie bei herkömmlichen Blechschnitten auch. Dabei können sich die Mittelachsen aller Nuten im Mittelpunkt einer zentralen Ausnehmung schneiden.In the sheet metal cut according to the invention Is it possible, the grooves with cross-sectional shapes symmetrical to a central axis perform, like conventional ones Sheet metal cuts too. You can the central axes of all grooves are the focus of a central one Cut the recess.

Es ist sinnvoll, dass die Nuttiefen sich in Tiefenabstufungen mit gleichbleibender Tendenz vom größten zum kleinsten Wert unterscheiden. Hierdurch wird sichergestellt, dass beim Bewickeln des Blechpakets Hohlräume zwischen Wicklung und Blechpaket und innerhalb des Wicklungskopfes weitgehend vermieden werdenIt makes sense that the groove depths in depth gradations with a constant tendency from the largest to the distinguish smallest value. This ensures that when winding the laminated core, cavities between the winding and the laminated core and largely avoided within the winding head

Da eine möglichst unwuchtfreie Geometrie des Blechschnitts und symmetrische Wicklungen gefordert werden, sind vier gleiche Nutgruppen vorgesehen, wobei zu jeder Nuttiefe mindestens eine Nut aus allen vier Nutgruppen vorhanden ist.Because the geometry is as unbalanced as possible sheet metal cutting and symmetrical windings are required, four identical groove groups are provided, with each groove depth there is at least one groove from all four groove groups.

Die genannten Nuttiefen t; (t1, t2, t3, t4, t5, t6) des Blechschnitts weisen vorzugsweise einen Betrag innerhalb eines jeweils durch nachfolgende Formel ermittelbaren Maximal- und Minimalwertes auf: ti = Ra – Ri Ri = Ra [P1 + P2√i]mit: i = 1, 2, 3, 4, 5, 6
P₁ _{(max.
Nuttiefe)}= 0,39
P₂ _{(max.
Nuttiefe)}= 0,19
P₁ _{(min.
Nuttiefe)} = –18
P₂ _{(min. Nuttiefe)}= 0,34
wobei: R_a = Blechschnittradius
R_i = Radius bis Nutgrund
t_i = NuttiefeThe specified groove depths t; (t1, t2, t3, t4, t5, t6) of the sheet metal cut preferably have an amount within a maximum and minimum value that can be determined using the following formula: t i = R a - R i R i = R a [P 1 + P 2 √i] with: i = 1, 2, 3, 4, 5, 6
P ₁ _{(max groove depth)} = 0.39
P ₂ _{(max groove depth)} = 0.19
P ₁ _{(min. Groove depth)} = -18
P ₂ _{(min groove depth)} = 0.34
where: R _a = cutting radius
R _i = radius to groove base
t _i = groove depth

Die Parameter P₁ _{(max. Nuttiefe)}Und P₂ _{(max. Nuttiefe)}dienen zur Berechnung der maximalen und die Parameter P₁ _{(min.
Nuttiefe)}und P₂ _{(min.
Nuttiefe)}Zur Berechnung der minimalen Nuttiefen t1, t2, t3, t4, t5, t6. Hierzu werden die jeweiligen Parameter in die Formel: t_i = R_a – R_a [P₁ + P₂ √i] eingesetzt.The parameters P ₁ _{(max. Groove depth)} and P ₂ _{(max. Groove depth)} serve to calculate the maximum and the parameters P ₁ _{(min. Groove depth)} and P ₂ _{(min. Groove depth)} to calculate the minimum groove depths t1, t2, t3 , t4, t5, t6. For this purpose, the respective parameters are inserted into the formula: t _i = R _a - R _a [P ₁ + P ₂ √i].

Durch die nachfolgenden konkreten Parameterwerte wird der Bereich für die Nuttiefen sukzessive eingeschränkt:

The range for the groove depths is successively restricted by the following concrete parameter values:

Die Parameter P1 und P2 dienen nur zur Berechnung der beiden spezifischen Grenzwerte R_i innerhalb derer sich der Nutgrundradius einer Nut i befindet . Andere als die angegebenen Parameterwerte sind nicht zulässig.The parameters P1 and P2 only serve to calculate the two specific limit values R _i within which the basic groove radius of a groove i is located. Parameter values other than those specified are not permitted.

Durch die angegebenen Varianten erfolgt eine Annäherung an die optimalen Nuttiefen, bei denen ein minimaler Wicklungskopf entsteht.By the specified variants an approximation to the optimal slot depths, where a minimal winding head arises.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Blechschnitts sind die gleichen Nuten aus den vier Nutgruppen im Abstand einer Polteilung am Umfang des Blechschnitts verteilt und tangieren einen Kreis mit einem Mittelpunkt in der Mitte einer zentralen Ausnehmung des Blechschnitts. Dies führt zu einer noch besseren Verteilung der Wicklungsdrähte am Wicklungskopf.In a development of the sheet metal cut according to the invention are the same grooves from the four groove groups at a distance of one Pole division distributed around the circumference of the sheet cut and affect you Circle with a center in the middle of a central recess of the sheet metal cut. this leads to for an even better distribution of the winding wires on the winding head.

Bei den bisherigen Ausführungen sind zumindest die äußeren Konturen des Blechschnitts punktsymmetrisch zu seinem Mittelpunkt.In the previous versions are at least the outer contours of the sheet metal cut symmetrical to its center.

Zur Erzielung einer optimalen Motorauslegung sind kürzestmögliche Wickeldrahtabschnitte am Wicklungskopf anzustreben. Dies kann insbesondere bei den tiefen Nuten dadurch erreicht werden, dass die Bereiche der Nuten an denen eine Ankerspule anliegt, eine Auskehlung aufweisen. Demnach weisen jeweils zwei Auskehlungen aufeinander zu und verkürzen somit den Abstand der beiden wirksamen Spulenseiten und die Sehnenlänge der Wickeldrähte am Wicklungskopf. Es ist also vorgesehen, dass die Bereiche der Nuten, insbesondere der tiefen Nuten, in ihrem Nutgrund so geformt sind, dass eine möglichst kleine Weite zur nächsten gleich tiefen Nut vorhanden ist; dabei darf der magnetische Spannungsabfall nicht nennenswert erhöht werden.To achieve an optimal engine design are the shortest possible winding wire sections to aim at the winding head. This can be especially true at the deep Grooves can be achieved in that the areas of the grooves on those an armature coil is present, have a groove. Accordingly point two grooves each towards each other and thus shorten the distance between the two effective coil sides and the chord length of the winding wires on the winding head. It is therefore envisaged that the areas of Grooves, especially the deep grooves, are shaped in their groove base are that as small as possible Wide to the next deep groove is present; the magnetic voltage drop is allowed not significantly increased become.

Um den magnetisch leitenden Querschnitt zu vergrößern werden die Bereiche von zwischen den Nuten verbleibenden Zähnen des Blechschnitts, an denen keine Ankerspule anliegt, verstärkt.To the magnetically conductive cross section will enlarge the areas of teeth remaining between the grooves of the Sheet cuts, on which no armature coil is present, reinforced.

Grundsätzlich sind sowohl geradzahlige als auch ungeradzahlige Gesamtnutzahlen möglich. Ungeradzahlige Nutzahlen werden verwendet, um das Rastmoment und damit die Geräuschentwicklung zu minimieren. Wird also eine ungeradzahlige Nutzahl bevorzugt, versieht man eine der Nutgruppen mit einer zusätzlichen Nut. Diese kann eine relativ geringe Nuttiefe aufweisen, weil sie als letzte bewickelt wird.Basically, both are even numbers as well as odd total numbers possible. Odd numbers are used to determine the cogging torque and thus the noise to minimize. So if an odd number is preferred, one of the groove groups is provided with an additional groove. This can be a have a relatively shallow groove depth because they are the last to be wound becomes.

Neben dem genannten Blechschnitt werden auch bewickelte Rotoren oder Statoren mit einem entsprechenden Blechschnitt beansprucht. Dabei sind Ankerspulen vorzugsweise in Nuten mit der gleichen Nuttiefe angeordnet.In addition to the mentioned sheet metal cut are also wound rotors or stators with a corresponding Sheet metal cut claimed. Armature coils are preferably in Grooves arranged with the same groove depth.

Zweckmäßigerweise sind alle Spulen der Wicklung jeweils in Nuten mit der gleichen Nuttiefe angeordnet, wobei zumindest zwei benachbarte Spulen in Nuten mit unterschiedlicher Nuttiefe angeordnet sind.All coils of the winding are expediently arranged in slots with the same slot depth net, wherein at least two adjacent coils are arranged in slots with different slot depth.

Soviele Spulen der Wicklung wie möglich sollten mit der Nut im Bereich ihres Nutgrundes in Berührung sein, um eine gute Wärmeabfuhr über das Blechpaket zu begünstigen. Um dies zu ermöglichen, ist die Wickelreihenfolge so zu wählen, dass die erste Spule in die Nut mit der größten Nuttiefe gewickelt wird; einander benachbarte Nuten sollten dabei nacheinander bewickelt werden. Demnach wird die jeweils letzte Spule in die Nut der jeweiligen Nutgruppe mit der kleinsten Nuttiefe gewickelt. Auf diese Weise kann zumindest die jeweils erste in eine Nut gewickelte Spule der Wicklung mit der Nut im Bereich ihres Nutgrundes in Berührung sein.As many coils of the winding as possible should be be in contact with the groove in the area of its groove base in order to ensure good heat dissipation via the Favor sheet metal package. In order to make this possible, the winding sequence should be chosen so that the first bobbin into the groove with the greatest groove depth is wrapped; adjacent grooves should be one after the other be wound. The last coil is inserted into the slot of the respective slot group with the smallest slot depth. On this way, at least the first one can be wound in a groove Coil of the winding should be in contact with the slot in the area of its slot base.

Bei einer ungeraden Gesamtnutzahl ist eine zusätzliche Spule einerseits in die eine zusätzliche Nut und andererseits in eine weitere Nut gewickelt, wobei die Anzahl der umschlossenen Nutzähne gleich den übrigen Spulen gewählt ist.If the total number is odd is an additional Coil on the one hand in an additional Groove and on the other hand wrapped in another groove, the number of the enclosed useful teeth same as the rest Coils selected is.

Eine wirtschaftliche Bewicklung eines Rotors oder Stators ist durch gleichzeitiges Wickeln von zumindest zwei Spulen möglich. Der beschriebene Blechschnitt begünstigt ein solches Wickelverfahren.An economic winding of a Rotors or stator is by simultaneously winding at least two coils possible. The sheet metal cut described favors such a winding process.

Bei einer ungeradzahligen Nutzahl wird eine Spule im Anschluss an die Bewicklung der übrigen Nuten einzeln gewickelt.With an odd number of usages is a coil after the winding of the other slots individually wound.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present Invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It demonstrate:

1 einen erfindungsgemäßen Blechschnitt, 1 a sheet metal cut according to the invention,

2 den Blechschnitt mit angedeuteter Teil-Bewicklung 2 the sheet metal cut with indicated partial winding

3 eine Abfolge der Teil-Bewicklung nach 2, 3 a sequence of partial winding 2 .

4 die Stirnseite der elektromagnetisch aktiven Teile eines vierpoligen Kommutatormotors mit einem vollständig bewickelten Blechpaket bestehend aus Blechen mit erfindungsgemäßer Blechschnittkontur, 4 the end face of the electromagnetically active parts of a four-pole commutator motor with a completely wound laminated core consisting of laminations with a contour cut according to the invention,

5 einen Schnitt durch einen bewickelten 12-nutigen und zweipoligen Anker aus Blechen nach dem Stand der Technik, 5 a section through a wound 12-slot and two-pole armature made of sheet metal according to the prior art,

6 einen Schnitt durch einen bewickelten 12-nutigen und vierpoligen Anker aus Blechen nach dem Stand der Technik, 6 a section through a wound 12-groove and four-pole armature made of sheet metal according to the prior art,

7 einen Blechschnitt gemäß dem Stand der Technik mit Angabe seines Wicklungskopfinnendurchmessers und 7 a sheet metal cut according to the prior art with details of its inner winding diameter and

8 den erfindungsgemäßen Blechschnitt mit Angabe seines Wicklungskopfinnendurchmessers. 8th the sheet metal cut according to the invention with details of its winding head inside diameter.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Blechschnitt 1, bestehend aus einer zentralen Ausnehmung 5, beispielsweise zur Aufnahme einer Rotorwelle eines Kommutatormotors oder eines Aufnahmezapfens für den Stator eines elektronisch kommutierten Außenläufermotors, über den Umfang verteilte, radial nach außen offene Nuten 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, die unterschiedliche Nuttiefen t1, t2, t3, t4, t5, t6 aufweisen und in vier gleichförmig ausgebildete Nutgruppen 4a, 4b, 4c, 4d unterteilt sind. 1 shows a sheet metal section according to the invention 1 consisting of a central recess 5 , for example for receiving a rotor shaft of a commutator motor or a receiving pin for the stator of an electronically commutated external rotor motor, grooves which are distributed over the circumference and open radially outwards 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f which have different groove depths t1, t2, t3, t4, t5, t6 and in four uniformly formed groove groups 4a . 4b . 4c . 4d are divided.

2 zeigt den Blechschnitt aus 1 mit einer angedeuteten Teil-Wicklung 3, die in jeweils einer Nut zweier benachbarter Nutgruppen 4a, 4b, 4c, 4d gewickelt ist. In 3 sind die Einzelschritte der Bewicklung des Blechschnitts 1 dargestellt. Zunächst wird in die tiefste Nut 6a die Spule 9a gewickelt, dann in die nächste Nut 6b die Spule 9b usw. bis auch die Spulen 9c, 9d, 9e und 9f in die Nuten 6c, 6d, 6e, 9f gewickelt sind, wobei jeweils zwei Spulen in Nuten mit der gleichen Nuttiefe in einem Arbeitsschritt gewickelt werden. Die weitere nicht dargestellte Bewicklung des Ankerblechschnittes schließt an die bis dahin vollzogene Bewicklung an, so dass die an die zuletzt bewickelten Nuten anschließenden Nuten usw. bewickelt werden. Dabei wird in jede bereits mit einer Spule versehene Nut eine weitere Spule gewickelt, wobei hier natürlich nicht jede Spule bis zum jeweiligen Nutgrund reichen kann, aber eine dichte Drahtpackung erzielt wird. Insgesamt wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Blechschnitts jedoch eine bessere Verteilung der Wicklung über die Stirnseiten des paketierten Blechschnitts erreicht, so dass sich die Wicklungskopfhöhe verringert. 2 shows the sheet metal cut 1 with an indicated partial winding 3 , each in a groove of two adjacent groove groups 4a . 4b . 4c . 4d is wrapped. In 3 are the individual steps in the winding of the sheet metal cut 1 shown. First, the deepest groove 6a the sink 9a wrapped, then in the next groove 6b the sink 9b etc. until the coils 9c . 9d . 9e and 9f in the grooves 6c . 6d . 6e . 9f are wound, two coils each being wound in slots with the same slot depth in one work step. The further winding of the anchor plate cut, not shown, follows the winding that has been carried out up to that point, so that the grooves, which follow the last wound grooves, etc., are wound. In this case, a further coil is wound into each slot that is already provided with a coil, although of course not every coil can reach the bottom of the slot, but a tight wire packing is achieved. Overall, however, a better distribution of the winding over the end faces of the packaged sheet metal cut is achieved with the aid of the sheet metal cut according to the invention, so that the winding head height is reduced.

4 zeigt die Stirnseite der elektromagnetisch aktiven Teile eines vierpoligen Kommutatormotors 12, dessen Stator 13 vier alternierend magnetisierte Permanentmagnete 14 aufweist und dessen Rotor 15 aus einem erfindungsgemäßen Blechschnitt 1 besteht, der mit einer vollständigen Wicklung 3 versehen ist. Einige Magnetfeldlinien 16 sollen das Erregerfeld andeuten. 4 shows the front of the electromagnetically active parts of a four-pole commutator motor 12 , whose stator 13 four alternating magnetized permanent magnets 14 has and its rotor 15 from a sheet metal cut according to the invention 1 consists of a complete winding 3 is provided. Some magnetic field lines 16 are intended to indicate the field of excitation.

5 zeigt einen Schnitt durch einen bewickelten 12-nutigen Anker eines zweipoligen Motors, dem in 6 ein Schnitt durch einen bewickelten 12-nutigen Anker eines vierpoligen Motors gegenübergestellt ist. Beide sind Stand der Technik. Deutlich ist zu erkennen, wie unterschiedlich sich die Wickeldrähte durch die unterschiedliche Polzahl verteilen. Während der zweipolig bewickelte Blechschnitt eine relativ gute Füllung der Nuten bis zum Nutgrund aufweist, verbleiben beim vierpolig bewickelten Blechschnitt aufgrund der übereinander gewickelten Einzelspulen Hohlräume, die als thermischer Isolator wirken. Durch den erfindungsgemäßen Blechschnitt wird erreicht, dass die Hohlräume deutlich geringere Ausmaße annehmen und teilweise völlig vermeidbar sind. 5 shows a section through a wound 12-slot armature of a two-pole motor, the in 6 a section through a wound 12-groove anchor of a four-pole motor is juxtaposed. Both are state of the art. It can be clearly seen how differently the winding wires are distributed due to the different number of poles. While the two-pole wound sheet metal cut has a relatively good filling of the grooves up to the bottom of the groove, the four-pole wound sheet metal cut leaves cavities due to the individual coils wound one above the other, which act as a thermal insulator. What is achieved by the sheet metal cut according to the invention is that the cavities take on significantly smaller dimensions and are partially completely avoidable.

7 zeigt einen Blechschnitt gemäß dem Stand der Technik mit jeweils gleichbleibenden Nuttiefen. Ein Durchmesser D1 gibt den inneren Wicklungskopfdurchmesser an, der gegenüber einem Wicklungskopfdurchmesser D2 in 8 deutlich größer ist, wobei 8 den erfindungsgemäßen Blechschnitt mit unterschiedlichen Nuttiefen darstellt. Der Wicklungskopf nimmt somit eine größere Fläche ein, wodurch sich auch Kreuzungspunkte von Wicklungsdrähten verschiedener Spulen auf eine größere Fläche verteilen und weshalb sich in der Summe eine geringere Wicklungskopfhöhe aufbaut als mit dem bekannten Blechschnitt und eine bessere Kühlung erfolgt. 7 shows a sheet metal section according to the prior art, each with constant groove depths. A diameter D1 indicates the inner winding head diameter, which is compared to a winding head diameter D2 in 8th is significantly larger, whereby 8th represents the sheet metal cut according to the invention with different groove depths. The winding head thus takes up a larger area, which also Distribute the crossing points of the winding wires of different coils over a larger area and why, overall, a lower winding head height is built up than with the known sheet metal cut and better cooling takes place.

11: Blechschnittsheet metal cutting
22: MittelpunktFocus
33: Wicklungwinding
4a4a: Nutgruppegroove group
4b4b: Nutgruppegroove group
4c4c: Nutgruppegroove group
4d4d: Nutgruppegroove group
55: zentrale Ausnehmungcentral recess
6a6a: Nutgroove
6b6b: Nutgroove
6c6c: Nutgroove
6d6d: Nutgroove
6e6e: Nutgroove
6f6f: Nutgroove
77: Außenumfangouter periphery
88th: Mittelachsecentral axis
9a9a: SpuleKitchen sink
9b9b: SpuleKitchen sink
9c9c: SpuleKitchen sink
9d9d: SpuleKitchen sink
9e9e: SpuleKitchen sink
9f9f: SpuleKitchen sink
1010: Polpole
1111: Zahntooth
1212: Kommutatormotorcommutator
1313: Statorstator
1414: Permanentmagnetpermanent magnet
1515: Rotorrotor
1616: Hohlraumcavity

Claims

Sheet metal cut ( 1 ) with on its outer circumference ( 7 ) arranged grooves open to the outside ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) variable slot depth (t1, t2, t3, t4, t5, t6) for holding windings ( 3 ) of electric motors, the total number of grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) in at least two groove groups ( 4a . 4b . 4c . 4d ) with the same or at least approximately the same cross sections, characterized in that preferably all the grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6d . 6f ) a groove group ( 4a . 4b . 4c . 4d ) differ from each other in their groove depth (t1, t2, t3, t4, t5, t6).

Sheet metal cut ( 1 ) with on its outer circumference ( 7 ) arranged grooves open to the outside ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) variable slot depth (t1, t2, t3, t4, t5, t6) for holding windings ( 3 ) of electric motors, the total number of grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) in at least two groove groups ( 4a . 4b . 4c . 4d ) with the same or at least approximately the same cross sections, characterized in that all grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) a groove group ( 4a . 4b . 4c . 4d ) are similar to each other.

Sheet metal cut according to claim 1 or 2, characterized in that 2 * n groove groups ( 4a . 4b . 4c . 4d ) are provided, with n = 2, 3, 4, 5, 6, etc.

Sheet cut according to claim 1, 2 or 3, characterized in that four groove groups ( 4a . 4b . 4c . 4d ) are provided.

Sheet cut according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the first groove ( 6a ) each groove group ( 4a . 4b . 4c . 4d ) the greatest groove depth (t1) and the last groove ( 6f ) of the same groove group ( 4a . 4b . 4c . 4d ) has the smallest groove depth (t6).

Sheet cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that the grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) to a central axis ( 8th ) have symmetrical cross-sectional shapes.

Sheet metal cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central axes ( 8th ) of all grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) in the center (M) of a central recess ( 5 ) to cut.

Sheet metal cut according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that the groove depths (t1, t2, t3, t4, t5, t6) in depth gradations with a constant tendency from the largest to the distinguish the smallest value.

Sheet metal cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that four identical groove groups ( 4a . 4b . 4c . 4d ) are provided and one groove for each groove depth (t1, t2, t3, t4, t5, t6) ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) from all four groove groups ( 4a . 4b . 4c . 4d ) is available.

Sheet cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that each groove depth t; (t1, t2, t3, t4, t5, t6) has an amount within a maximum and minimum value that can be determined in each case by the following formulas t i = R a - R i R i = Ra [P 1 + P 2 √i] with i = 1, 2, 3, 4, 5, 6 P ₁ _{(max. groove depth)} = 0.39 P ₂ _{(max. groove depth)} = 0.19 P ₁ _{(min. groove depth)} = –0.18 P ₂ _{(min. groove depth)} = 0.34 where: R _a = sheet metal cutting radius R _i = radius to groove bottom t _i = groove depth

Sheet metal cut according to claim 10, characterized by the parameters: P ₁ _{(max. Groove depths) =} 0.36 P ₂ _{(max. Groove depths) =} 0.175 P ₁ _{(min. Groove depths) =} -0.08 P ₂ _{(min. Groove depths) =} 0.30

Sheet metal cut according to claim 10, characterized by the parameters: P ₁ _{(max. Groove depths)} = 0.34 P ₂ _{(max. Groove depths)} = 0.165 P ₁ _{(min. Groove depths)} = 0.01 P ₂ _{(min. Groove depths)} = 0.265

Sheet metal cut according to claim 10, characterized by the parameters: P ₁ _{(max. Groove depths)} = 0.33 P ₂ _{(max. Groove depths)} = 0.163 P ₁ _{(min. Groove depths)} = 0.10 P ₂ _{(min. Groove depths)} = 0 , 23

Sheet metal cut according to claim 10, characterized by the parameters: P ₁ _{(max. Groove depths)} = 0.325 P ₂ _{(max. Groove depths)} = 0.16 P ₁ _{(min. Groove depths)} = 0.18 P ₂ _{(min. Groove depths)} = 0.20

Sheet metal cut according to claim 9, 10, 11, 12, 13 or 14, characterized in that the four grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) at a distance of a pole pitch on the circumference of the sheet cut 1 ) are distributed and one Circle with a center point ( 2 ) in the middle of a central recess ( 5 ) affect.

Sheet cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least the outer contours of the sheet cut ( 1 ) point symmetrical to its center ( 2 ) are.

Sheet cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that the areas of the grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ), especially the deep slots on which a coil ( 9a . 9b . 9c . 9d . 9e . 9f ) the winding ( 3 ) is present, have a groove.

Sheet cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that the areas of the grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ), in particular the deep grooves, are shaped in their groove base in such a way that the smallest possible width to the next groove of the same depth is present without significantly increasing the magnetic voltage drop.

Sheet metal cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that the areas of between the grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) remaining teeth ( 11 ) of the sheet metal cut ( 1 ) where there is no coil in the winding ( 3 ) is present, is reinforced.

Sheet metal cut according to at least one of the preceding Expectations, characterized in that an even or odd number Total usage is provided.

Sheet metal cut according to claim 20, characterized in that in the case of an odd total number of usages, a groove group ( 4a . 4b . 4c . 4d ) one groove has more than the other groove groups.

Wound rotor or stator with a sheet metal cut according to at least one of the preceding claims, characterized in that coils ( 9a . 9b . 9c . 9d . 9e . 9f ) the winding ( 3 ) in grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) are arranged with the same groove depth (t1, t2, t3, t4, t5, t6).

Wound rotor or stator according to claim 22, characterized in that all coils ( 9a . 9b . 9c . 9d . 9e . 9f ) the winding ( 3 ) each in grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) with the same slot depth (t1, t2, t3, t4, t5, t6) are arranged, with at least two adjacent coils ( 9a . 9b . 9c . 9d . 9e . 9f ) in grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) are arranged with different groove depths (t1, t2, t3, t4, t5, t6).

Wound rotor or stator according to at least one of the preceding claims, characterized in that all first coils wound in a groove ( 9a . 9b . 9c . 9d . 9e . 9f ) the winding ( 3 ) are in contact with the groove in the area of their groove base.

Wound rotor or stator after at least one of the preceding claims, characterized in that with an odd total number of uses one additional coil on the one hand in the one additional groove and on the other hand is wound in a further groove, the Number of teeth enclosed same as the rest Coils selected is.

Method for winding a rotor or stator according to claim 18, 19, 20 or 21, characterized in that the first coil ( 9a ) in the groove ( 6a ) is wound with the greatest groove depth (t1).

Method for winding a rotor or stator according to claim 22, 23, 24, 25 or 26, characterized in that successively adjacent grooves ( 6a . 6b . 6c . 6d . 6e . 6f ) are wound.

Method for winding a rotor or stator according to claim 22, 23, 24, 25, 26 or 27, characterized in that the last coil ( 9f ) in the groove ( 6f ) is wound with the smallest groove depth (t6).

Method for winding a rotor or stator according to claim 22, 23, 24, 26, 27 or 28, characterized in that two coils ( 9a . 9b . 9c . 9d . 9e . 9f ) are wound at the same time.

Process for winding a rotor or stator 25 according to claim 25, characterized in that at an odd number Usage of one spool following the winding of the other slots is individually wrapped.