DE3014943A1

DE3014943A1 - Spulenelement fuer einen elektromotor und verfahren zur herstellung des spulenelementes

Info

Publication number: DE3014943A1
Application number: DE19803014943
Authority: DE
Inventors: Yoshikuni Nozawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-21
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1980-10-23
Also published as: GB2059300B; SG34084G; US4401907A; GB2059300A; DE3014943C2; HK62484A

Description

Yoshikuni Nozawa, 6955-1, Yonezawa, Chino-shi, Nagano-ken,

Japan

Spulenelement für einen Elektromotor und Verfahren zur Herstellung des Spulenelementes

Die Erfindung betrifft ein Spulenelement für einen Elektromotor sov/ie ein Verfahren zur Herstellung eines Spulenelementes für einen Elektromotor.

Zur Zeit werden verschiedene Elektromotoren verwendet, und zwar solche mit umlaufenden Spulen, kernfreie, nutenfreie oder bürstenlose. Der Rotor oder Stator dieser Motoren wird im allgemeinen dadurch hergestellt, daß ein elektrisch leitender Draht auf den Umfang eines zylindrischen Körpers gewickelt wird. Zu den Motoren, die einen derartigen Rotor oder Stator enthalten, gehören auch die scheibenartigen, deren Rotor oder Stator von einer flachen oder scheibenförmigen Spule gebildet ist.

Bekannte Herstellungsverfahren, besonders für zylinderförmige Motorspulen, sind das in der US-PS 3 191 081 beschriebene schiefe Wickelverfahren ("skew winding", auch als "Honeycomb-Verfahren" bezeichnet) und das Glockenverfahren. Diese Verfahren bestehen darin, daß ein Draht um einen zylindrischen oder säulenförmigen Wickelkörper gewickelt wird, um eine Spule mit einer vorgegebenen Gestalt zu erzeugen. Demzufolge haben die bekannten Verfahren insofern Nachteile, als Schwierigkeiten beim mechanischen Wickeln eines Drahtes mit hohen Geschwindigkeiten auftreten, die zu einer Verringerung der Wirtschaftlichkeit bei der Spulenherstellung führen. Weitere

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Nachteile der gebräuchlichen Herstellungsverfahren für Spulen bestehen darin, daß ein Wickelkörper, auf den ein Draht aufgewickelt ist, zwangsläufig eine große Dicke aufweist, um der durch den aufgewickelten Draht entstandenen Kraft standzuhalten, weshalb der Wickelkörper folglich schwer wird; ferner kann es geschehen, daß einige Windungen einer Spule auf anderen Windungen liegen, was die Dicke der Spule und des Wicklungsträgers vergrößert; schließlich ist es möglich, daß einige Teile der Spule elektromagnetisch inaktiv werden und den Wirkungsgrad eines mit einer solchen fehlerhaften Spule ausgestatteten Motors verringern. Diese unerwünschten Merkmale treten nicht nur bei zylindrischen Motorspulen, sondern auch bei allen anderen Arten von Motorspulen auf.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Spulenelement zu schaffen, das die Nachteile vermeidet und wirtschaftlich bei geringen Montagekosten für derartige Spulenelemente herstellbar ist, wobei durch dieses Spulenelement die Leistungsfähigkeit eines damit ausgerüsteten Elektromotors gesteigert wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Spulenelementes zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Spulenelement durch die Merkmale des Hauptanspruches und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Spulenelementes durch die Merkmale des Anspruchs 17 gekennzeichnet, während weitere Lösungen der Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 33 und 38 gekennzeichnet sind.

Bei der Herstellung wird ein Draht schraubenförmig und konzentrisch zu einer Ausgangswicklung aufgewickelt, an deren Rand oder Umfang eine gerade Anzahl von 2n-Teilpunkten festgelegt wird (n = 1, 2, ...), die den Rand

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der Ausgangswicklung in jeweils gleiche Teile einteilen; anschließend werden Bezugslinien, die durch die jeweiligen Teilpunkte laufen, und Biegelinien festgelegt, die ebenfalls durch die Teilpunkte laufen und einen vorgegebenen Winkel mit der jeweils zugehörigen Bezugslinie einschließen, so daß sie die Ausgangswicklung in eine gerade Anzahl von untereinander gleichen Abschnitten aufteilen; daraufhin wird die Ausgangswicklung in der Weise gebogen, daß jeweils übernächste Biegelinien in dieselbe Richtung vorstehen, so daß schließlich die Vorder- und die Rückflächen der Abschnitte der Ausgangswicklung an unterschiedlichen Seiten der fertigen Spule erscheinen.

Gemäß der Erfindung kann die Ausgangswicklung drei unterschiedliche Gestalten aufweisen. Eine erste Gestalt wird dadurch hergestellt, daß ein Draht zylindrisch um eine säulenförmige Oberfläche gewickelt wird. Eine zweite Ausführungsform wird durch schraubenförmiges und konzentrisches Aufwickeln eines Drahtes in Ringform in einer Ebene hergestellt. Die dritte Form schließlich wird dadurch erhalten, daß ein Draht schraubenförmig und konzentrisch kegelstumpfförmig aufgewickelt wird.

Die Spulenelemente gemäß der Erfindung haben ebenfalls drei, verschiedene Formen. Bei der ersten Form liegen die jeweiligen Abschnitte der Ausgangswicklung auf einer zylindrischen Fläche. Bei der zweiten Form des Spulenelementes liegen die jeweiligen Abschnitte der Ausgangswicklung in Form eines Sterns in einer Ebene und ergeben auf diese Weise ein sternförmiges Spulenelement. Die dritte Art wird dadurch erzeugt, daß die jeweiligen Segmente bei der Ausgangswicklung entlang der Oberfläche eines Kegelstumpfes angeordnet sind, so daß sich ein kegelstumpfförmiges Spulenelement ergibt. Diese drei Arten von Spulenelementen können aus jeder

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der erwähnten drei Ausgangswicklungen hergestellt werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine zylinderförmige Ausgangswicklung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine flache ringförmige Ausgangswicklung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 3 eine kegelstumpfförmige Ausgangswicklung in perspektivischer Darstellung,

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes, aus der Ausgangswicklung nach Fig. 1 hergestelltes Spulenelement in perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 ein gemäß der Erfindung aus den Ausgangswicklungen nach den Fig. 2 oder 3 hergestelltes,zylinderförmiges Spulenelement in perspektivischer Darstellung,

Fig. 6 ein erfindungsgemäßes,aus der Ausgangswicklung nach Fig. 1 hergestelltes sternförmiges Spulenelement in einer Draufsicht,

Fig. 7 ein erfindungsgemäßes, aus der Ausgangswicklung nach Fig. 3 hergestelltes sternförmiges Spulenelement in einer Draufsicht,

Fig. 8 ein erfindungsgemäßes,aus der Ausgangswicklung nach Fig. 1 hergestelltes kegelstumpfförmiges Spulenelement in perspektivischer Darstellung,

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Fig. 9 ein erfindungsgemäßes, aus den Ausgangswicklungen nach den Fig. 2 oder 3 hergestelltes kegelstumpfförmiges Spulenelement in perspektivischer Darstellung ,

Fig. 10 die Abwicklung des Spulenelementes nach Fig. 4, Fig. 11 die Abwicklung des Spulenelementes nach Fig. 5_f Fig. 12 die Abwicklung des Spulenelementes nach Fig~ 8, Fig. 13 die Abwicklung der Ausgangswicklung nach Fig. 3,

Fig. 14 eine flache ringförmige Ausgangswicklung in einer Draufsicht,

Fig. 15 die Abwicklung eines erfindungsgemäßen, aus der Ausgangswicklung nach Fig. 14 hergestellten Spulenelementes ,

Fig. 16 eine flache ringförmige Ausgangswicklung in einer Draufsicht und

Fig. 17 die Abwicklung eines erfindungsgemäßen, aus der Ausgangswicklung nach Fig. 16 hergestellten Spulenelementes .

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Für die Ausgangswicklungen ,aus denen gemäß dem Verfahren ein Spulenelement eines Elektromotors hergestellt werden kann, gibt es drei Typen. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird eine erste Ausgangswicklung 2 dadurch hergestellt, daß ein elektrisch leitender Draht auf den Umfang eines säulenförmigen Blocks in zylindrischer Form dicht Windung an Windung gewickelt wird. Eine zweite Ausgangswicklung 6 wird dadurch hergestellt, daß ein elektrisch leitender Draht konzentrisch in derselben Ebene in Form eines flachen Rings (Fig. 2) gewickelt wird. Eine dritte Ausgangswicklung 12 wird gebildet, indem ein elektrisch leitender Draht dicht Windung an Windung auf die Oberfläche eines imaginären Kegelstumpfblockes 14 (Fig. 3) gewickelt wird. Der elektrisch leitende Draht, aus dem die oben erwähnten Ausgangswicklungen 2, 6 und hergestellt sind, ist mit einer Vergußmasse und einer elektrisch isolierenden Schicht beschichtet. Die bei der Herstellung der Ausgangswicklung verwendeten (nicht dargestellten) Wickelkörper haben Formen, die mit denen übereinstimmen, in die die Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 gebracht werden. Demzufolge hat der Wickelkörper der ersten Ausgangswicklung 2 säulenförmige Gestalt. Der Wickelkörper der zweiten Ausgangswicklung 6 weist eine ebene Gestalt auf. Der Mittelbereich dieses Wickelkörpers ist mit einem kreisförmigen Fortsatz versehen. Der Wickelkörper der dritten Aiusgangswicklung 1 2 hingegen ist von kegelstumpfförmiger Gestalt. Sobald der Draht um einen dieser Wickelkörper mit der beschriebenen Form gewickelt ist, wird die auf die Oberfläche des gewickelten Drahtes aufgebrachte Vergußmasse mit Hilfe eines organischen Lösungsmittels oder Wärme geschmolzen. Sobald die verflüssigte Vergußmasse wieder hart geworden ist, kann die einen einstückigen Körper bildende Wicklung von dem Wickelkörper abgenommen werden und ergibt eine

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in die erwähnte Form gebrachte, sicher zusammenhaltende Wicklung. Zu dieser Zeit stellen Ausgangswicklungen 2, 6, 12 ein endloses Band dar. Die Ausgangswicklung, die dadurch hergestellt wird, daß ein einzelner Draht um einen Wickelkörper gewickelt wird, hat einen Wicklungsanfang und ein Wicklungsende.

Aus den oben erwähnten drei Arten von Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 können Spulenelemente 16, 18, 20 in Formen hergestellt werden, wie sie in Fig. 4 (oder 5), Fig. 6 (oder 7) und Fig. 8 (oder 9) veranschaulicht sind.

Im folgenden ist nunmehr das Herstellungsverfahren eines ersten in Fig. 4 oder 5 veranschaulichten Spulenelementes beschrieben, bei dem die Ausgangswicklung gebogen wird und deren gebogene Abschnitte auf der Umfangsflache eines imaginären Zylinders 22 liegen.

Zunächst wird an dem Umfang jeder Ausgangswicklung 2, und 12 eine Anzahl, d.h. 2n (wobei η eine ganze Zahl 1,2 oder 3 ist) von Teilpunkten 24, 26 mit untereinander gleichem Abstand festgelegt (die Bezugszeichen 24, kennzeichnen jeweils zwei benachbarte Teilpunkte. Bei der ersten Ausgangswicklung 2 mit zylinderförmiger Gestalt werden die Teilpunkte 24, 26, wie in Fig. 1 veranschaulicht, an dem unteren Rand der zylinderförmigen Ausgangswicklung 2 festgelegt. Bei der zweiten, ringförmigen Ausgangswicklung 6 werden, wie in Fig. 2 dargestellt ist, die Teilpunkte 24, 26 an dem äußeren Rand der Ringgestalt angetragen. Bei der dritten Ausgangswicklung 12 mit der kegelstumpfförmigen Gestalt hingegen werden die Teilpunkte 24, 26 außen, an der Basis des Kegelstumpfes festgelegt, wie dies Fig. 3 zeigt.

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Daran anschließend werden gedachte Bezugslinien 28, 30 festgelegt, die durch die oben erwähnten Teilpunkte 24, 26 laufen. Bei der ersten zylindrischen Ausgangswicklung 2 laufen die imaginären Bezugslinien 28, 30 parallel zu der Achse des Zylinders. Bei der zweiten ringförmigen Ausgangswicklung 6 laufen die imaginären Bezugslinien 28, 30 durch den Mittelpunkt 34 der ringförmigen Ausgangswicklung 6. Hingegen gehen die imaginären Bezugslinien 28, 30 bei der dritten Ausgangswicklung 12 mit der kegelstumpfförmigen Gestalt durch die gedachte Kegelspitze 36 des Kegelstumpfes.

Weiter werden Biegelinien 38, 40 festgelegt, die durch die Teilpunkte 24, 26 mit vorgegebenen Winkeln 0₁, 0~/ gemessen gegen die imaginären Bezugslinien 28, 30, laufen. Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, schließt jede nächste Biegelinie 38 mit der zugehörigen'ima-' ginären Bezugslinie 28 denselben Winkel 0₁ ein. Jede nächste Biegelinie 30 hingegen schließt mit der entsprechenden imaginären Bezugslinie 30 jeweils den gleichen Winkel 0_ ein. Wenn das erste in Fig. 4 gezeigte Spulenelement hergestellt wird, werden die Biegewinkel 0₁ und 0_ so festgelegt, daß sie der folgenden Gleichung genügen:

= 0.

Demzufolge teilen die Biegelinien 38, 40 die Ausgangswicklungen 2, 6, 12 nach den Fig. 1 bis 3 in 2n im wesentlichen gleiche bandförmige Abschnitte 42, 44.

Bei der praktischen Ausführung wird die Ausgangswicklung mittels einer Formvorrichtung entlang den Biegelinien 3 8 und 40 vorläufig gebogen. Im Falle der ersten Ausgangswicklung 2 nach Fig. 1 und der dritten Ausgangswicklung

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nach Fig. 3 wird die Kraft auf die Ausgangswicklung 2, 12 in der Weise ausgeübt, daß die Biegelinie 38 nach außen kommt und die Biegelinie 40 neben der Biegelinie 38 nach innen vorsteht, so daß mit anderen Worten sich nach außen oder innen gerichtete Vorsprünge wiederholen. Auf die zweite scheibenförmige Ausgangswicklung 6 wird die Kraft so ausgeübt, daß die Biegelinie 38 nach oben und die Biegelinie 40 neben der Biegelinie 38 nach unten kommt und sich mit anderen Worten nach oben und nach unten stehende Ausbuchtungen abwechselnd wiederholen. Die einer derartigen, oben erwähnten vorläufigen Verformung unterzogenen Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 werden in eine zylinderförmige Formvorrichtung mit einem Durchmesser von im wesentlichen D eingelegt und erneut unter Kraft gebogen. Hieraus ergibt sich ein Spulenelement 16, das, wie in Fig. 4 oder 5 gezeigt, einen Durchmesser D und eine Höhe L aufweist und deren bandförmige Abschnitte 42, 44 sich entlang der ümfangsflache eines imaginären Zylinders 22 erstrecken.

Wie aus den oben erwähnten Herstellungsschritten ersichtlich ist, entspricht die Fläche des bandförmigen Abschnittes 42, die von der Fläche des in den Fig. 4 oder 5 gezeigten Spuelenelementes 16 nach außen zeigt, der äußeren Fläche der Ausgangswicklungen 2, 12. Die Fläche des bandförmigen Abschnittes 44, die ebenfalls von der Fläche des Spulenelementes 16 nach außen zeigt, entspricht der inneren Oberfläche der £usgangswicklungen 2, 12. Mit anderen Worten, die äußere und die innere Oberfläche der Ausgangswicklungen 2, 12 erscheint aufgrund des Biegens abwechselnd auf der äußeren Fläche des Spulenelementes 16, wie dies in den Fig. 4 oder 5 dargestellt ist. Bei dem Spulenelement 16 nach Fig. 5, das aus der scheibenförmigen Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 hergestellt ist, zeigen deren untere und obere Oberflächen abwechselnd von der äußeren Fläche des Spulenelementes 16 nach außen.

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In den oberen und den unteren Bereichen des Spulenelementes 1 6 liegen wegen des Biegens die bandförinigen Abschnitte 42, 44 aufeinander. Die Teilpunkte 24 sind an dem unteren Rand des imaginären Zylinders 22 mit im wesentlichen gleichen Abständen untereinander angegeben. Die ebenfalls im wesentlichen äquidistanten Teilpunkte 2 6 liegen an dem oberen Rand des imaginären Zylinders 22. Bei dem Spulenelement 16 nach Fig. 4 nehmen die Abschnitte 42, 4 4 die Gestalt eines geraden Bandes an. Die Abschnitte 42, 44 sind aus der ersten Ausgangswicklung 2 nach Fig. 1 hergestellt. Zum Vergleich ist in Fig. 5 das aus der Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 hergestellte Spulenelement 16 gezeigt. Wie aus Fig. 5 zu entnehmen, weisen die aus den Ausgangswicklungen 6, 12 nach den Fig. 2 und 4 hergestellten Spulenelemente 16 bogenförmige Abschnitte 42, 44 auf, deren Abwicklung in Fig. 11 zu sehen ist.

Zur Herstellung des Spulenelementes 16 nach Fig. 4 müssen die Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 die untenstehenden Bedingungen erfüllen. Nachstehend ist die Beschreibung für die jeweiligen Ausgangswicklungen gegeben. In diesem Fall sind die in Fig. 1 veranschaulichten Biegewinkel 0.. und 0₂ gleich, d.h. sie genügen der folgenden Beziehung

0 = 0.,= 0₂ (D

Wenn aus der ersten zylindrischen Ausgangswicklung 2 nach Fig. 1 ein Spulenelement 16 nach Fig. 4 mit einem Durchmesser D und einer Höhe L hergestellt v/erden soll, muß die zylindrische Ausgangswicklung 2 einen Durchmesser d aufweisen, der durch eine der folgenden Gleichungen (2) oder (3) gegeben ist, wobei die Höhe B der Ausgangswicklung 2 frei wählbar ist,und die Ausgangswicklung

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mit einem durch die folgende Gleichung (4) bestimmten Winkel 0 zu biegen ist.

(2)

^d - ir cos 0 ⁽³⁾

0 = tan"¹ (^ . £) (4)

Wenn das Spulenelement 16 nach Fig. 5 aus der zweiten ringförmigen Wicklung 6 nach Fig. 2 gebildet werden soll, muß die zweite Ausgangswicklung 6 einen Durchmesser R₁ aufweisen, der durch eine der folgenden Gleichungen (5) oder (6) festgelegt ist und mit einem Winkel 0 gebogen werden, der durch die obenerwähnte Gleichung (4) definiert ist, während der Innendurchmesser R₂ und die Breite B frei wählbar sind

= Z2 (5)

2n sin (-²^) .sin 0 2n

R₁ = Ü (6)

¹ sin C-²-) .cos 0 .
2n

Der Innendurchmesser R₂ der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 ist gegeben durch

R₂ = R₁ - 2B. (7)

Wenn schließlich das in Fig. 5 gezeigte Spulenelement aus der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung nach Fig. 3 hergestellt werden soll, muß die kegelstumpfförmige Ausgangswicklung 12 einen größeren, durch eine

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der Gleichungen (8) oder (9) gegebenen Durchmesser d.. , einen kleineren Durchmesser d- und eine Breite B aufweisen und mit Winkeln, wie sie durch die erwähnte Gleichung (4) gegeben sind, gebogen werden, während der Öffnungswinkelί frei wählbar ist.

L sin (i)

d = S (8)

2n sin] (■%—) sin (4)} sin 0

L sin (■§-)
_d = iL_^ (9)

sin j ί-²-) sin (*■)[ cos 0 2n 2 ^J

Der kleinere Durchmesser d_ der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 ergibt sich zu

d, = d. - 2B sin (■£) (10)

^Z ' 2

Im folgenden ist nunmehr das Herstellungsverfahren des zweiten sternförmigen Spulenelementes 18 nach den Fig. 6 oder 7 beschrieben. Zunächst wird an dem Rand jeder Ausgangswicklung 2, 6 oder 12 eine gerade Anzahl oder 2n (wobei η eine ganze Zahl 1, 2 oder 3 ... ist)äquidistante Teilpunkte 24, 26 festgelegt. Bei der ersten zylindrischen Ausgangswicklung 2 werden die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 an dem Rand des unteren Abschnittes der zylindrischen Ausgangswicklung 2 angetragen. Bei der zweiten,flachen ringförmigen Ausgangswicklung hingegen werden die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 an dem Außenrand der Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 festgelegt. Bei der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung ,1 2 schließlich werden die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 an dem Rand der Basis des Kegelstumpfes der Ausgangswicklung 12 definiert, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

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Anschließend v/erden die gedachten Bezugslinien 28, festgelegt, die durch die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 laufen. Wiederum verlaufen die gedachten Bezugslinien 28, 30 bei der ersten zylindrischen Ausgangswicklung 2 parallel zu der Achse 32 dieser Ausgangswicklung. Bei der zweiten, flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 hingegen laufen wie vorher die gedachten Bezugslinien 28, 30 durch den Mittelpunkt 34 der ringförmigen Ausgangswicklung 6. Bei der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 schließlich laufen die gedachten Bezugslinien konvergent durch die Kegelspitze 36 eines imaginären Kegels.

Danach werden Biegelinien 38, 40 festgelegt, die durch die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 laufen und mit den zugehörigen gedachten Bezugslinien 28, 30 Winkel 0₁, 0₂ einschließen. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich ist, sind benachbarte Riegelinien 38, 40 in ümfangsrichtung unter Winkeln 0.. bzw. 0« geneigt. Auf diese Weise teilen die Biegelinien 38, 40 die Ausgangswicklungen 2, 6, 12 nach den Fig. 1 bis 3 in 2nrgleiche bandförmige Abschnitte 42, 44.

Die Ausgangswicklungen 2, 6, 12 werden entlang der Biegelinien 38, 40 mittels einer Formvorrichtung vorläufig gebogen. Bei dem ersten und dritten Beispiel der Ausgang swi cklungen 2, 12 nach den Fig. 1 und 3 wird die Biegekraft in der Weise angesetzt, daß sich die Biegelinie 38 nach außen und die der Biegelinie 38 benachbarte Biegelinie 40 nach innen bewegt, d.h. daß sich Aus- und Einbuchtungen abwechselnd wiederholen. Bei dem zweiten Beispiel der ringförmigen Ausgangswicklung 6 wird die Biegekraft hingegen so ausgeübt, daß die Biegelinie 38 nach oben und die der Biegelinie 38 benachbarte Biegelinie 40 nach unten vorsteht, d.h. daß sich Erhöhungen und Vertiefungen abwechselnd wiederholen.

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Die zunächst vorläufig gebogenen Ausgangswicklungen 2, 6, 12 werden in eine flache Formvorrichtung eingelegt und erneut zum Biegen gepreßt. Hieraus ergibt sich ein Spulenelement 18, das einen Innendurchmesser K2, einen Außendurchmesser K1 und einen Mittelpunkt 4 5 aufweist, wobei die bandförmigen Abschnitte 42, 44 außerhalb des Randes des inneren konzentrischen Kreises 46 und innerhalb des Randes des äußeren konzentrischen Kreises 48 verlaufen.

Aus den oben beschriebenen Herstellungsschritten ist ersichtlich, daß die Seite des bandförmigen Abschnittes 42, die von der Außenfläche des Spulenelementes 18 nach den Fig. 6 und 7 wegzeigt, der äußeren Oberfläche der Ausgangswicklungen 2,12 entspricht. Die Seite des bandförmigen Abschnittes 44, die ebenfalls von der Außenfläche des Spulenelementes 18 wegzeigt, entspricht der inneren Oberfläche der Ausgangswicklungen 1, 12. Die Außen- und die Innenflächen der Ausgangswicklungen 2, erscheinen somit abwechselnd an der Außenfläche des Spulenelementes 18 nach den Fig. 6 oder 7. Bei dem Spulenelement 18 nach Fig. 7, das aus der Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 hergestellt ist, erscheinen abwechselnd die untere und die obere Fläche der Ausgangswicklung 6. An den unteren und oberen Bereichen des Spulenelementes 16 liegen die bandförmigen Abschnitte 42, 4 4 aufeinander. Die äquidistanten Teilpunkte 24 liegen auf dem Rand des gedachten Kreises 46 jeweils in im wesentlichen gleichen Abstand zueinander. Die äquidistanten Teilpunkte 2 6 hingegen liegen auf dem Rand des gedachten Kreises 48, und zwar ebenfalls in im wesentlichen gleichen Abstand zueinander. Die Abschnitte 42, 44 des Spulenelementes 18 nach Fig. 6, das aus der ersten Ausgangswicklung 2 hergestellt ist, haben die Gestalt eines geraden Bandes. Das aus den Ausgangswicklungen 6, 12 nach den Fig. 2 und 3 herge-

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stellte Spulenelement 18 weist hingegen bogenförmige Abschnitte 42, 44 auf.

Zur Herstellung des Spulenelementes 18 nach den Fig. 6 und 7 müssen die Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 die untenstehenden Bedingungen erfüllen. Für die entsprechenden Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 ist dies nunmehr beschrieben. Wenn auf der ersten zylinderförmigen Ausgangswicklung 2 nach Fig. 1 das zweite, flache, sternförmige Spulenelement 18 nach Fig. 6 hergestellt werden soll, dessen äußerer Bezugskreis 46 einen Durchmesser K1 und dessen innerer Bezugskreis 48 einen Durchmesser K2 aufweist, muß die Ausgangswicklung 2 einen Durchmesser d haben, wie er durch die folgende Gleichung (11) oder (12) vorgegeben ist, wobei die Breite B frei wählbar ist und die Ausgangswinkel 2 unter Winkeln 0₁ und 0_?, die durch die folgenden Gleichungen (13), (14) festgelegt sind, gebogen werden muß:

η K1 sin (Z)

η K2 sin

d = . -,—S_ (12)

■ir sin 0.J

_Λ Γ sin & ] 0. = tan"¹ I -JT₁ I (13)

(14)

Wenn das zweite, flache, sternförmige Spulenelement 18 nach Fig. 6 aus der zweiten,flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 hergestellt wird, ist der äußere Durchmesser R₁ dieser Ausgangswicklung 6 durch die folgende Gleichung (15) oder (16) definiert,

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v/obei die Ausgangswicklung 6 mit Winkeln 0₁ und 0~ gebogen wird, die durch die oben erwähnten Gleichungen (13), (14) festgelegt sind.

K1 cos

K2 cos (JC.)

Der innere Durchmesser R₂ und die Breite B der zweiten Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 kann frei gewählt werden.

Wenn schließlich das zweite, flache, sternförmige Spulenelement 18 nach Fig. 6 aus der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 nach Fig. 3 hergestellt wird, ergibt sich der größere Durchmesser d.. der Ausgangswicklung 12 durch eine der folgenden Gleichungen (17) oder (18), wobei die Ausgangswicklung 12 mit den durch die oben erwähnten Gleichungen (13), (14) festgelegten Winkeln 0., 0₂ gebogen wird.

K1 sin (^) sin (|·)

d = Π - (17)

2sin 0₂.sin (·_—-) sin (y)

K2 sin (-²O sin (4)
d = ^1

¹ 2sin 0₁ sin { (^) sin φ}

Der Kegelwinkel h , der kleinere Durchmesser d_ und die Breite B können bei der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 frei gewählt werden.

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Im folgenden ist nunmehr das Herstellungsverfahren für ein drittes Spulenelement 20 beschrieben, bei dem jede der drei Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 an die äußere Form eines gedachten Kegelstumpfes angepaßt wird, wie dies in den Fig. 8 oder 9 veranschaulicht ist.

Zunächst wird auf dem Rand jeder der Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 eine gerade Anzahl, d.h. 2n (n ist eine ganze Zahl von 1, 2, 3 ...) von äquidistanten Teilpunkten 24, 26 festgelegt, die im wesentlichen einen gleichen Abstand voneinander aufweisen. Bei der ersten zylinderförmigen Ausgangswicklung 2 sind die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 an dem unteren Rand, wie in Fig. 1 gezeigt, festgelegt. Bei der zweiten flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 liegen die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 an dem Außenrand des Ringes. Bei der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 schließlich liegen die äquidistanten Teilpunkte 24, 26, wie in Fig. 3 dargestellt, an dem Rand der Basis der Ausgangswicklung 12.

Daraufhin werden gedachte Bezugslinien 28, 30 festgelegt, die durch die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 laufen. Diese gedachten Bezugslinien 28, 30 laufen wiederum bei der ersten zylindrischen Ausgangswicklung 2 parallel zu der Achse 32 des gedachten Zylinders. Bei der zweiten, flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 hingegen gehen die gedachten Bezugslinien 28, 30 konvergent durch den Mittelpunkt 34 der ringförmigen Ausgangswicklung 6. Bei der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 schließlich laufen die Bezugslinien 28, 30 konvergent durch die Kegelspitze 36 des imaginären Kegelstumpfes.

Anschließend daran werden die Biegelinien 38, 40 festgelegt,die durch die äquidistanten Teilpunkte 24 und 26 mit vorgegebenen Winkeln 0₁, 0_? gegenüber den gedachten

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Bezugslinien 28, 30 verlaufen. Wie aus den Fig. 1 bis 3 ersichtlich, sind die benachbarten Biegelinien 38, unter Winkeln 0₁ und 0_? in Richtung auf den Umfang zu geneigt. Demzufolge teilen die Biegelinien 38, 40 die Ausgangswicklungen 2, 6, 12 nach den Fig. 1 bis 3 in 2n-bandförmige Abschnitte 42, 44.

Mittels einer Formvorrichtung.-werden die entsprechenden Ausgangswicklungen 2, 7, 12 zunächst vorläufig gebogen. Bei der ersten und dritten Ausgangswicklung 2, 12 nach den Fig. 1 bis 3 wird die Biegekraft so zugeführt, daß die Eiegelinie 38 nach außen und die der Biegelinie 38 benachbarte Biegelinie 40 nach innen kommt, so daß sich mit anderen Worten Ausbuchtungen und Einbuchtungen abwechselnd wiederholen. Bei der zweiten_/ flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 wiederum wird die Biegekraft so zugeführt, daß die Biegelinie 38 nach oben und die der Biegelinie 38 jeweils benachbarte Biegelinie 40 nach unten hervortritt und sich mit anderen Worten Erhöhungen und Vertiefungen abwechselnd wiederholen. Die dem oben erwähnten, vorlaufigen Biegen unterworfenen Ausgangswicklungen 2, 6 und 12 werden dann jeweils in eine kegelstumpfförmige Form gelegt und erneut zum Biegen gepreßt. Hierdurch wird ein Spulenelement 20 geformt, dessen Abschnitte 42, 44 entlang der Außenfläche eines gedachten Kegelstumpfes 50 nach den Fig. 4 und 8 verlaufen, wobei der Kegelstumpf 50 einen großen Durchmesser D] und einen kleinen Durchmesser D2 sowie einen Kegelwinkel· T an einer gedachten Kegelspitze 51 aufweisen.

Aus den oben erwähnten Herste^ungsschritten ergibt sich, daß die Fläche.des Abschnittes 42, die von der Außenfiäche des Sρul·enelementes 20 nach den Fig. 8 und 9 wegzeigt, den Außenflächender Ausgangswicklungen 2, 12 entspricht. Diejenige Fläche des Abschnittes 44, die von der

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Außenfläche des Spulenelementes 20 wegzeigt, hingegen entspricht den inneren Flächender Ausgangswicklungen 2, 12. Infolge des Biegens erscheinen deshalb abwechselnd die Außen- und die Innenfläche der zugehörigen Ausgangswicklung 2, 12 an der Außenseite des Spulenelementes Bei dem aus der flachen ringförmigen Ausgangswicklung nach Fig. 2 hergestellten Spulenelement 20 nach Fig. erscheinen abwechselnd die obere und die untere Fläche der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 auf der Außenseite des Spulenelementes 20. An den oberen und unteren Bereichen des Spulenelementes 20 liegen die Abschnitte 42, 44 der Ausgangswicklung 6 infolge des Biegens aufeinander. Die äquidistanten Teilpunkte 26 befinden sich in jeweils gleichem Abstand zueinander an dem Rand des oberen kleinen Kreises des gedachten Kegelstumpfes 50. Die äquidistanten Teilpunkte 24 wiederum liegen im wesentlichen im gleichen Abstand zueinander auf dem Rand des unteren größeren Kreises jenes gedachten Kegelstumpfes 50. Hierbei ist es so, daß die Abschnitte 42, 44 des Spulenelementes 20 nach Fig. 8,das aus der ersten zylindrischen Ausgangswicklung 2 nach Fig. 1 hergestellt ist, die Gestalt gerader Bänder aufweist. Indes haben die Abschnitte 42, 44 des Spulenelementes 20 nach Fig. 9,das aus der flachen ringförmigen Ausgangswicklung nach Fig. 2 oder der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 nach Fig. 3 hergestellt ist, die Gestalt bogenförmiger Bänder. Somit ergibt sich ein Spulenelement 20, wie es in Fig, 9 dargestellt ist.

Zur Herstellung des Spulenelementes 20, wie es in den Fig, 8 und 9 gezeigt ist, müssen die Ausgangswicklungen 2, 6, 12 die untenstehenden Bedingungen erfüllen« Es ist dies nunmehr für die Ausgangswicklungen 2, 6 und beschrieben. Wenn das dritte kegelstumpfförmige Spulenelement 20 aus der ersten zylindrischen Ausgangswicklung

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nach Fig. 1 hergestellt wird, indem die gebogenen Abschnitte der Ausgangswicklung 2 entlang des Außenumfanges des gedachten Kegelstumpfes 50 mit dem Kegewinkel 7 dem großen Durchmesser D1 und dem kleineren Durchmesser D2 verlaufen, muß die zylindrische Ausgangswicklung 2 einen Durchmesser d haben, der durch die folgende Gleichung (19) oder (20) gegeben ist, und mit den Winkeln 0. bzw. 0„ gebogen werden, die sich aus den folgenden Gleichungen (21), (22) ergeben:

D1 sin f (—) sin (J) sin (J) sin 0-

(19)

D2 sin f (£) sin (J)J sin (J) sin 0₁

(20)

0. = tan

-1

sin {(*) sin (J)

§l-cos{ (J) sin (J)

(21)

0₂ = 0

₁ + £■ sin (J)

(22)

Wenn aus der zweiten ringförmigen Ausgangswicklung 6 nach Fig. 2 das dritte Spulenelement nach Fig. 9 hergestellt wird, berechnet sich der Außendurchmesser R₁ der zweiten Ausgangswicklung 6 nach einer der folgenden Gleichungen (23) oder (24) , wobei die Ausgangswicklung 6 mit den Winkeln 0₁ und 0_? gebogen wird, die durch die oben erwähnten Gleichungen (21) und (22) festgelegt sind:

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- 42 -

30U943

R₁ = . — . C23)

¹ 2 sin 0₂ sin φ sinf

₁ ^ sin {(J) sin φ} , _ .

2 sin 0. sin (|) sin (^5—)

R = f . ' -2 ί (24)

I λ ■ —* · s Tr » . * τγ *

Wenn schließlich das Spulenelement 20 nach Fig. 9 aus der dritten kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung 12 nach Fig. 3 gefertigt wird, ergibt sich der größere Durchmesser d.. der dritten Ausgangswicklung 12 nach einer der folgenden Gleichungen (25) oder (26), wobei dann die Ausgangswicklung 12 unter Winkeln 0₁ und 0-, die sich ebenfalls aus den oben erwähnten Gleichungen (21) und (22) ergeben, gebogen wird:

^di ^:	D1	sin φ
^di -	2sin 0₂	sin φ
D2	sin φ
2sin 0₁	sin φ

sin ((^) sin ι

ⁿ " — (25) m sin φ}

ⁿ ' (26)

Die Gleichungen (21)', (22), (25) und (26) sind die Grundformen anderer Gleichungen. Demzufolge wird die Richtigkeit dieser Gleichungen (21), (22), (25) und (26) zunächst bewiesen.

Wenn das dritte,in den Fig. 8 und 9 dargestellte Spulenelement 20 abgewickelt wird, bei dem die gebogenen Segmente der Ausgangswicklung entlang der Außenfläche eines

030043/0939

- 43 -

30U943

gedachten Kegelstumpfes verlaufen, dann liegt das dritte Spulenelement 20, wie in Fig. 12 gezeigt, in einem Bereich, der von zwei konzentrischen Kreisen mit dem Durchmesser 2F1 bzw. 2F2 begrenzt ist. Der Zentriwinkel Ψ an dem Mittelpunkt 52 der Abwicklung, der diese Abwicklung des Spulenelementes 20 begrenzt, ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

M'= 2 Tr sin &) (27)

Die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 teilen den Umfang des Kreises mit dem größeren Durchmesser D1 (Fig. 8 und 9) in jeweils gleiche Teile. Die Entfernungen 1 zwischen jeweils zwei benachbarten äquidistanten Teilpunkten 24 und 26 sind gleich. Deshalb teilen, wie aus Fig. 12 ersichtlich, die Verbindungsgeraden der äquidistanten Teilpunkte 24, 26 mit dem Mittelpunkt 52 der Abwicklung den Zentriwinkel Y der Abwicklung in 2n-gleiche Sektoren. Folglich beträgt der durch die äquidistanten Teilpunkte 24, 26 festgelegte Winkel V/2n. Hieraus folgt, daß alle Dreiecke die gleiche Form aufweisen, die durch jeweils benachbarte äquidistante Teilpunkte 24, 26 und den Mittelpunkt 52 der Abwicklung festgelegt sind. Wie Fig. 12 zeigt, hat jedes Dreieck einen Innenwinkel Ψ/2η sowie einen winkel 0₁ und einen Außenwinkel 02« Die Längen der zugehörigen Seiten des Dreiecks betragen 1, F2 und F1. Die Anwendungen des Sinus-Theorems ergibt deshalb die folgende Gleichung (28):

^F1 - ^F2 - = _i . (28)

^sin 02 ^{sin 0}I sin

Diese Gleichung (29) kann in die folgenden Gleichungen (29) und (30) umgewandelt werden:

030043/0939 . ₄₄ _

sin

= ^F1

sin <J-)
^{1 = F2 x} <³⁰>

Bei der Abwicklung ergibt die dritte, kegelstumpfförmige Ausgangswicklung 12 ein bogenförmiges Band mit einem Abwicklungsmittelpunkt 54 und einem Zentriwinkel der Abwicklung von 0„. Da in Fig. 13 die Geraden 1 zwischen jeweils zugehörigen,benachbarten äquidistanten Teilpunkten 24, 26 gleich lang sind, ist der durch die Gerade 1 und den Mittelpunkt 54 in der Abwicklung gebildete Winkel -^ . Deshalb kann die Entfernung 1 zwischen den benachbarten Teilpunkten 24, 26 bzw. der Zentriwinkel 0_n durch eine der folgenden Gleichungen (31) und (32) ausgedrückt werden:

0
1 = 2G1 sin (-£) (31)

0_O = 2-/Γ sin φ ₍₃₂₎

Die unten stehende Gleichung (33) ist aus der Fig. 3 abgeleitet:

d1 = 2 G1 sin φ (33)

Die folgenden Gleichungen (34) und (35) ergeben sich aus der Fig. 6:

D1 = F1 sin (J) (34)

D2 = F2 sin (J) (35)

030043/0939

- 45 BAD ORIGINAL

Das Einsetzen der Gleichung (31) in die Gleichung (33) führt zu der folgenden Gleichung:

1 sin φ
dl = /- (36)

Weiterhin führt das Einsetzen der Gleichung (29) in die Gleichung (36) zu der Gleichung:

F1 . sin (4-) · sin ώ
d1 = 2 ^ 2n_

sin 0₂ . sin (^)

Das weitere Einsetzen der Gleichung (34) in die Gleichung (37) ergibt die Gleichung:

sin (^r) sm (■=—) ^. , _Λ λ zn Di

d1 = . g—τ- .

2sin (L· sin (^O sin 0~

4n

Kenn weiterhin die Gleichungen (30) und (35) in die Gleichung (36) eingesetzt werden, ist die Gleichung

sin (^₅-) sin [■—) _n9 dl = 1— . iü_ . ££ (39)

2sin {-) sin (0_Q) sin 0₁

4n~

zu erhalten. Schließlich führt das Einsetzen der Gleichungen (27) und (32) in die Gleichung (38) und das Einsetzen der Gleichungen (27) und (32) in die Gleichung (39) zu den oben erwähnten Gleichungen (25) und (26).

Das Verhältnis von F1 zu F2 ergibt sich wie folgt aus der Gleichung (28) sowie den Gleichungen (34) und 35):

0 30043/0939 -46-

sin 0₂ ^

F2 ~ sin ^₁ ~ D2
Wenn die obige Gleichung (40) die Gleichung

eingesetzt und das Additionstheorem angewendet wird, führt dies zu der Gleichung

|i = cos φ + cot ₀₁ sin <£> = gl (42)

Das Auflösen der Gleichung (42) führt dann zu der erwähnten Gleichung (21). Wenn in die obige Gleichung (41) die Gleichung (27) eingesetzt wird, erhält man schließlich die erwähnte Gleichung (22).

Theoretisch sind die erwähnten,beschriebenen Gleichungen (2), (3), (5), (8), (9), (11), (12), (15), (16), (17), (18), (19), (20), (23) und (24) aus den Gleichungen (25) und (26) hergeleitet. Die erwähnten Gleichungen (1), (4), (13) und (14) sind aus den Gleichungen (21), (22) zu erhalten. Wenn der Winkel γ einen kleinen Wert aufweist, wird aus einer Ausgangswicklung, deren gebogene Segmente auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders liegen, das Spulenelement zylindrisch geformt. Wenn der Winkel 180 beträgt, wird das Spulenelement flach. Wenn hingegen der Winkel ?> einen kleinen Betrag aufweist, hat die Ausgangswicklung eine zylindrische Gestalt. Ist hingegen di
förmig.

gegen der Winkel 6=180°, ist die Ausgangswicklung ring-

AIs Beispiel ist im folgenden das Herstellungsverfahren des ersten Spulenelementes 16 nach Fig. 4 aus der zylindri-

030043/0939 -47-

30H943

sehen Ausgangswicklung 2 nach Fig. 1 beschrieben.

Angenommen in den Gleichungen (25) und (26) ist r- = und * = 0, so gelten die folgenden Näherungen:

sin (J) Φ i sin (J-) ψ j-

-"- sin (-L) j φ Zl JC η 2 J 2 2 '

hiernach kann d1 durch eine der folgenden Gleichungen beschrieben werden:

d1 = 2D1 ,

oder

d1 =

sin 0₂

2D2 sin 0₁ (43)

Da in der Gleichung (22) r = 0 ist, wird die folgende Gleichung erhalten:

Hieraus ergibt sich die eingangs erwähnte Gleichung:

0₁ = 0₂ = 0 (D

Aus dor obigen Gleichung (44) ist die erwähnte Gleichung

sin 0 (2)

abgeleitet.

0300 4 3/0939 -48-

Da der Abstand 1 zwischen den jeweiligen benachbarten. Teilpunkten 24, 26 ausgedrückt ist als 1 = j— , wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist, gilt die folgende Gleichung:

tan 0 =

Deshalb gilt

-1 /ir D,

Somit wird die erwähnte Gleichung (4) erhalten:

~ L tan 0 _ _

_{d =} 21 = ^2nL _w (4)

sin 0 rc cos 0

Unter Bezug auf die Fig. 14 bis 17 ist nunmehr ein weiteres Herstellungsverfahren für ein Spulenelement 18 aus der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 nach Fig. beschrieben, bei dem die gebogene Ausgangswicklung 6 auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders liegt. Wenn das Spulenelement 18 dadurch hergestellt wird, daß die flache ringförmige Ausgangswicklung 6 gebogen wird, dann erfüllt es im allgemeinen die praktischen Anforderungen, wenn dieses Spulenelement 18 durch Biegen der besagten ringförmigen Ausgangswicklung 6 entlang zweier oder vierer Biegelinien 38, 40 hergestellt wird. Das oben erwähnte unterschiedliche Herstellungsverfahren des Spuleneleinentes 18 wird vorzugsweise angewendet, wenn der Biegewinkel θ und die Lage der Biegelinien 38, 40 für den.Fall, daß die Ausgangswicklung 6 an 2n (n ist eine ganze Zahl 1 oder 2) Biegelinien 38, 40 gebogen wird, festliegt.

030043/0939

Wenn das Spulenelement 6 aus einer flachen ringförmigen Ausgangswicklung hergestellt wird, so daß die gebogene Ausgangswicklung auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit dem Durchmesser D und der Höhe L, wie in Fig. 4 liegt, enthält das Herstellungsverfahren für dieses Spulenelement 6 zunächst den Verfahrensschritt, um den Mittelpunkt 34 der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6, wie in den Fig. 14 und 16 gezeigt, einen Bezugskreis 60 mit einem Radius r zu zeichnen. Der Radius r ergibt sich aus der folgenden Gleichung:

r = I^ = O.78D (44)

Der Durchmesser des äußeren Randes 62 der flachen Ausgangswicklung 6 wird durch den Radius r des erwähnten Bezugskreises 60 bestimmt. Wenn die flache ringförmige Ausgangswicklung 6 entlang den beiden Biegelinien 38, 40 gebogen wird, ergibt sich der Durchmesser g1 aus der Gleichung:

g1 = L (45)

Der Grund, warum die obige Gleichung (45) gilt, ist aus Fig. 14 ersichtlich, die die flache ringförmige Ausgangswicklung 6 zeigt, wie sie an zwei Biegelinien 38 und gebogen ist, während Fig. 15 die Abwicklung des aus dieser Ausgangswicklung 6 hergestellten Spulenelementes 18 veranschaulicht, wobei die Höhe (Fig. 15), die durch jeweils zwei benachbarte Abschnitte der ringförmigen Ausgangswicklung 6 bestimmt ist, selbst dann unverändert bleibt, wenn die Ausgangswicklung 6 gebogen ist.

Wenn die Ausgangswicklung 6 entlang vier Biegelinien gebogen ist, gilt für den Außendurchmesser g1 des Spulenelementes 18 die folgende Gleichung:

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- 50 -

30U943

g1 = \-2(l/ / r ) (46)

Diese Gleichung ist weiter unten anhand der Fig. 16 und 17 bewiesen. Nachdem der Bezugskreis 60 und der Durchmesser g1 des äußeren Randes der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 festliegt, werden auf dem Umfang des Bezugskreises 60 Teilpunkte 63, 65 festgelegt, die den Umfang in gleiche Abschnitte aufteilen. Dann werden Biegelinien 38, 40 vorgegeben, die durch die erwähnten Teilpunkte 63, 65 laufen, während sie mit einer die Teilpunkte 63, 65 mit dem Mittelpunkt 34 des Bezugskreises 60 verbindenden Gerade 68 einen Winkel θ einschließen, der durch die nachstehende Gleichung fest gelegt ist:

θ = ■?!£ (η = 1 oder 2) (47)

Die Biegelinien 38, 40 teilen die flache Ausgangswicklung 46 in gleiche Sektoren 64, 66 oder 68, 70, 72, 74.

Die flache ringförmige Ausgangswicklung 6 wird nunmehr entlang den Biegelinien 38, 40 in der Weise gebogen, daß die zugehörigen Abschnitte der gebogenen Ausgangswick-» lung 6 entlang der Umfangsflache eines gedachten Zylinders abwechselnd nach oben oder nach unten laufen, so daß sich ein Spulenelement 18 ergibt, dessen Abwicklung in der Fig. 15 oder 17 gezeigt ist.

Aus der vorigen Beschreibung ist ersichtlich, daß der Innendurchmesser g2 der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 in keiner Beziehung zu einer der erwähnten Gleichungen steht und demzufolge in der Regel frei gewählt werden kann. Jedoch sollte der Innendurchmesser g2 gleich oder größer dem Durchmesser 2r des Bezugskreises 60 ge-

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- 51 -

macht werden, d.h. er sollte der Ungleichung 2r < g2 bezogen auf den Durchmesser 2r genügen. Der Grund hierfür besteht darin, daß in dem Fall g2 < 2r die Biegelinien wiederum an den äußeren Umfang der flachen ringförmigen Ausgangswicklung 6 gesetzt werden müssen.

1 8O
Zu der obigen Gleichung θ = ~— ist nunmehr eine kurze Erläuterung gegeben. Wenn die flache ringförmige Ausgangswicklung 6 an den vier Biegelinien gebogen ist, ergeben sich die Abstände 1 zwischen den Teilpunkten 76 bzw. 80, die die Biegelinien an dem äußeren Rand 62 der Ausgangswicklung 6 festlegen und den Teilpunkten 78 bzw. 82, die die Biegelinie 40 an dem äußeren Rand 62 der Ausgangswicklung 6 definieren, wie folgt:

1 = V2 . g1/g2

Wenn die Ausgangswicklung 6 in das Spulenelement 18 umgeformt wird, liegen die genannten Schnittpunkte 76, 80 auf demselben Kreis eines gedachten Zylinders. Aus den erläuterten Herstellungsschriften des Spulenelementes ist zu ersehen, daß die Entfernung m zwischen diesen Schnittpunkten 76, 80 2r beträgt. Die drei äquidistant angeordneten Schnittpunkte 76, 78, 80 definieren zusammen ein gleichschenkliges Dreieck, dessen gleiche Schenkel eine Länge 1 und dessen Basis m eine Länge 'von 2r hat. Damit ergibt sich die Höhe L des gedachten Zylinders zu

L = Vl² - φ² = Il ² - r²

Hieraus ergeben sich die Gleichungen:

- 52 -

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L - M^i - r²

2 2 2

2ΙΓ = g1 - 2r

g1 = \/2(L² + r²) (46)

Die durch die verschiedenen erwähnten Gleichungen erhaltenen Werte erfüllen ihren Zweck, vorausgesetzt, daß sie im wesentlichen das beschreiben, was angegeben ist, obwohl sie die entsprechenden Gleichungen nicht genau erfüllen. Es ist ersichtlich , daß die praktischen Herstellungsschritte im allgemeinen Herstellungstoleranzen unterliegen, die verhindern, daß die obigen Gleichungen voll erfüllt werden, wobei die Größe dieser Toleranzen mit der Form und der Größe der Ausgangswicklung und der Form und der Größe des hergestellten Spulenelementes variieren.

Wie beschrieben, kann mit diesem Verfahren ein Spulen— element eines Elektromotors effizient und mit geringen Kosten hergestellt werden. Ferner ist den Herstellungsschritten zu entnehmen, daß die einzelnen Windungen der Ausgangswicklung regelmäßig angeordnet sind, so daß die magnetische Energie effektiv erzeugt wird. Demzufolge hat ein Elektromotor, der durch Zusammenfügen von Spulenelementen ,die gemäß dem Verfahren hergestellt ist> verschiedene, wesentlich verbesserte Eigenschaften.

030043/0939

, Si·,

Leerseite

Claims

30H943 Patentanwälte Dipl.-lng.W.Scherrmann Dr.-Ing. R. Roger 7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3, Postfach 348 ΙΙ'Λ^Ι 1980 S ,eu U Ja0M(Om, 356539 PA 1 baeh 359519 Telex 07 256610 smru Telegramme Palentschulz Esslingenneckar Patentansprüche

1.jSpulenelement für einen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Ausgangswicklung (2, 6, 12) besteht, zu der ein einzelner Draht konzentrisch und schraubenförmig aufgewickelt ist und auf deren Rand 2n-Teilpunkte (24, 26) festgelegt sind, die den Rand in eine gerade Anzahl von im wesentlichen gleichen Teilen.(42, 44) aufteilen und durch die unter einem vorbestimmten Winkel (0., 0„) zu einer jeweiligen Bezugslinie (28, 30) Biegelinien (38, 40) verlaufen, an denen die Ausgangswicklung (2, 6, 12) unter Ausbildung einer Anzahl von Abschnitten 42, 44) derart gebogen ist, daß jeweils benachbarte Biegelinien (38, 40) in entgegengesetzten Richtungen vorstehen und abwechselnd die oberen und unteren Seiten jeweils benachbarter, durch die Biegelinien (38, 40) voneinander getrennter Abschnitte (42, 44) von der Oberfläche eines gedachten Körpers wegzeigen.

2. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspule (2) eine zylindrische Gestalt aufweist.

3. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspule (6) eine flache ringförmige Gestalt aufweist.

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4. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspule (12) eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweist.

5. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Biegung entstandenen Abschnitte (42, 44) auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders liegen.

6. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine flache sternförmige Gestalt aufweist und die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) auf einem ebenen, durch zwei konzentrische Kreise (46, 48) begrenzten Ring liegen.

7. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) auf der Umfangsflache eines gedachten Kegelstumpfes liegen.

8. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit der Höhe (L) und dem Durchmesser (D) liegen und die zylinderförmige Ausgangswicklung (2) einen Durchmesser (d) aufweist, während die Biegelinien (38, 40) einen vorgegebenen Winkel (0) mit den parallel zu der Achse (32) der zylinderförmi— gen Ausgangswicklung (2) verlaufenden Bezugslinien (28, 30) einschließen und durch die Teilpunkte (24, 26) gehen, und daß der Durchmesser (d) der zylindrischen Ausgangswicklung im wesentlichen festgelegt ist durch die Gleichung

, , 2nL

oder d =

77" COS ψ

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30U943

wobei sich der Winkel 0 der Biegelinien (38, 40) im wesentlichen aus der Gleichung

ergibt.

9. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit dem Durchmesser (D) und der Höhe (L) liegen und die Ausgangswicklung (6) die Gestalt eines flachen Rings mit einem Außendurchmesser (R1) aufweist, während die Biegelinien (38, 40) mit den die Teilpunkte (24, 26) mit dem Mittelpunkt (34) der flachen ringförmigen Ausgangswickluna (6) verbindenden Bezugslinien (28, 30) den vorgegebenen Winkel (0) einschließen, und daß der Außendurchmesser (R1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) im wesentlichen durch die Gleichung

R1 = ^₃ oder

2n sin (y—) sin 0

R1 =

sin (~) . cos 0

gegeben ist, wobei der Winkel 0 der Biegelinien (28, 30) im wesentlichen durch die Gleichung

* ^{= tan}"¹ ^ · z>

festgelegt ist.

10. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit dem Durchmesser (D) und der Höhe (L) liegen

0 3 G 0 4 3 / 0 3 3 9

und die Ausgangswicklung (12) die Gestalt eines Kegelstumpfes mit einem großen Durchmeser (d1) und einem frei wählbaren Kegelwinkel S aufweist, während die Biegelinien (38, 40) einen vorgegebenen Winkel (0) mit den die Teilpunkte (24, 26) mit der gedachten Kegelspitze (36) verbindenden Bezugslinien (28, 30) einschließen, und daß der größere Durchmesser der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung (12) im wesentlichen durch die Gleichung

ν D sin φ

d1 = - ■ oder

2nsin J {^-) sin φ] . sin 0

L sin φ
• d1 =

sin {(^) sin (|)}cos 0

gegeben ist, wobei der Winkel 0 der Biegelinien (38, 40) im wesentlichen durch die Gleichung

⁰ = ^{tan (}2i7 * L ⁾

festgelegt ist.

11. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine etwa sternförmige Gestalt aufweist,-die in einem von einem äußeren Bezugskreis (46) mit dem Durchmesser(K1)und einem inneren, dazu konzentrischen Bezugskreis (48) mit dem Durchmesser(K2) begrenzten .ringförmigen Bereich liegt, während die zylindrische Ausgangswicklung den Durchmesser (d) hat, daß die Biegelinien (38, 40) auf der Umfangsflache der zylindrischen Ausgangswicklung (2) abwechselnd mit den parallel zu der Achse (32) der Ausgangswicklung (2) verlaufenden und durch die Teil-

030043/0939

punkte (24, 26) gehenden Bezugslinien (38, 40) die Winkel (0J und(0-) einschließen und daß der Durchmesser (d) der zylindrischen Ausgangswicklung im wesentlichen entweder durch die Gleichung

η K1 sin (-)

d - : -,— oder

-/τ sin 0₂

durch die Gleichung

η K2 sin (£)
d = ⁿ

■η- sin φ.

gegeben ist, während die Winkel (0..) und (0-) der Biegelinien (38, 40) mit den Bezugslinien (28, 30) durch die Gleichungen

1 J ^{Sin (}n^}

^{01 = tan} ^{ Ki _ _{CQS (}r, > ^und

K2 ^CQS V

festgelegt sind.

12. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß es eine etwa sternförmige Gestalt aufweist, die in einem von einem äußeren Bezugskreis (46) mit dem Durchmesser XK1) und einem inneren, dazu konzentrischen Bezugskreis (48) mit dem Durchmesser (K2) begrenzten ringförmigen Bereich liegt, während die dazugehörige flache ringförmige Ausgangswicklung (6) den Außendurchmesser (R1) hat, daß die Biegelinien (38, 40) entlang dem Umfang der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) abwechselnd mit den die Teilpunkte (24, 26) mit dem Mittelpunkt (34) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) verbindenden Be-

030043/0939

zugslinien (28, 30) die Winkel (0^ und (0₂) einschließen und daß der Außendurchmesser (R1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) im wesentlichen entweder durch die Gleichung

K1 cos (X-)

R1 = :—■=—— oder

sin 0₂

die Gleichung

K2 cos (£■) ²ⁿ

R1 =

sin 0.

gegeben ist, während die Winkel (0..) und (0~) der Biegelinien (38, 40) mit den Bezugslinien (28, 30) durch die Gleichungen

_.j , sin (r· 0₁ = tan

K2 ^{COS (}ί?

und

festgelegt sind.

13. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine etwa sternförmige Gestalt aufweist, die in einem von einem äußeren Bezugskreis (46) mit dem Durchmesser (Kl) und einem inneren, dazu konzentrischen Bezugskreis (48) mit dem Durchmesser (K2) begrenzten ringförmigen Bereich liegt, während die dazugehörige kegelstumpfförmige Ausgangswicklung einen größeren Durchmesser (d1) und die gedachte Kegelspitze (36) einen frei wählbaren Kegelwinkel 6 aufweist, daß die Biegelinien (38, 40) auf der Umfangsflache der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung (12)

030043/0939

30U943

mit den die Teilpunkte (24, 26) mit der gedachten Kegelspitze (36) verbindenden Bezugslinien (28, 30) abwechselnd die Winkel (0.) und (0„) einschließen und daß der größere Durchmesser (d1) der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung (12) im wesentlichen entweder durch die Gleichung

K1 sin (£) . sin (^)

η £_

2sin 0₂ . sin {(j^) sin (|) ]

dl = "■ 1 oder

die Gleichung

K2 sin (-) . sin (£)
d1 = ^{n 2}

2sin 0₁ . sin j (·γ~) sin (j)j

gegeben ist, während die Winkel (0..) und (0„) der Biegelinien (38, 40) mit den Bezugslinien (28, 30) im wesentlichen durch die Gleichung

_₁ , sin (^
tan

Kl _ _cos (K) I ^und K2 ^{cos l}n^;

V₂=^⁺I

festgelegt sind.

14. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Ausgangswicklung (2) einen Durchmesser (d) aufweist und die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) der Ausgangswicklung (2) auf der Umfangsflache eines gedachten Kegelstumpfes mit einem Kegelwinkel· (χ ), einem größeren Durchmesser (D1) und einem kleineren Durchmesser (D2) liegen, während die Biegelinien (38, 40) auf der Umfangsflache

030043/0 939 -8-

~⁸~ 30U9A3

der zylindrischen Ausgangswicklung (2) mit den parallel zu der Achse der Ausgangswicklung (2) und durch die Teilpunkte (24, 26) verlaufenden Bezugslinien (38, 40) abwechselnd den Winkel (0 ) und (0₂) einschließen, und daß der Durchmesser (d) der zylindrischen Ausgangswicklung im wesentlichen durch die Gleichung

— . sin (■£- sin (·£) . sin 0-

dn »■ ii £. ι

= — . oder

die Gleichung

D2 sin \ — . sin
d = -

Ll — ~~ ·

sin (y) . sin 0₁

festgelegt ist, wobei die Winkel (0..) und (0₂) der Biegelinien (38, 40) mit den Bezugslinien (28, 30) durch die Gleichungen
— . sin (—) 0₁ = tan · ⁿ

D1 r ,τη . ,T\\ ^₂-COS j (-) . sin (₂))

0T = 01 + — sin (-τ)
2. ι η Ζ

gegeben sind.

15. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörige ringförmige Ausgangswicklung (6) einen Außendurchmesser (R1) aufweist und die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) der Ausgangswicklung (6) auf der ümfangsflache eines gedachten Kegelstumfpes mit einem Kegelwinkel T » einem größeren Durchmesser (D1) sowie einem kleineren Durchmesser (D2) liegen, während die Biegelinien (38, 40) an dem äußeren Rand der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6)

030043/0939 _ _g _

mit den die Teilpunkte (24, 26) mit dem Mittelpunkt (34) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (.6) verbindenden Bezugslinien (28, 30) abwechselnd den Winkel (0..) und (0₂) einschließen, und daß der Außendurchmesser (R1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) im wesentlichen durch die Gleichung:

m ι ^sin ί τ; ^sin ^ku

R1 = . —! . iü ²—— oder

2sin 0_O · it\ .,Tr_x

2 sini-y) sin (—)

^Δ 2η

die Gleichung

. sin { £· sin(^]

R1 = ^D2

2sin07 " ,γ. . *Ί sin (^) sin

festgelegt ist, wobei die Viinkel (0^ und (0,,) der Biegelinien (38, 40) mit den Bezugslinien (28, 30) durch die Gleichungen

sin { (J) . sin (J)

_Λ oin { (Z) . _, , -1 ^L η 0₁ = tan

D1 r _r,_T> . ,r^

■=~2 - cos { (—) . sin (y)

0₂ = 0₁ + J sin φ

gegeben sind.

16. Spulenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörige kegelstumpfförmige Ausgangswicklung (12) einen größeren Durchmesser (d1) sowie einen frei wählbaren Kegelwinkel ( f> ) aufweist und die durch Biegen entstandenen Abschnitte (42, 44) der Ausgangswicklung (12) auf der Umfangsflache eines gedachten Kegelstumpfes mit einem Kegelwinkel (Y), einem

- 10 -

030043/0939

größeren Durchmesser (D1) und einem kleineren Durchmesser (D2) liegen, während die Biegelinien an dem Rand der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung (12) mit den durch die Kegelspitze (3 6) und die Teilpunkte (24, 26) verlaufenden Bezugslinien (28, 30) abwechselnd den Winkel (0..) und (0~) einschließen, und daß der größere Durchmesser (d1) der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung (12) im wesentlichen durch die Gleichung

oder

d1 - ^ sin ({) sin · (J)} "' 2sin 0p sin (J) •
sin (f)} die Gleichung d1 ^D2 sin (|) sin ι ^ai 2sin 0₁ sin (J-) (§)} { — sin [ η ^Sin L T~ ^Sin

festgelegt ist, wobei die Winkel (0..) und (01) der Biegelinien (38, 40) mit den Bezugslinien (28, 30) durch die Gleichungen

- tan — 1 + JL
η D1
. D2 sin { ( —) sin A) ¹ 2 ⁰I = 0, I sin Xl 0₂ - cos { (&) sin Φ

gegeben sind.

17. Verfahren zum Herstellen eines Spulenelementes für einen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Draht konzentris-ch und schraubenförmig zu einer Ausgangswicklung aufgewickelt wird sowie an dem Rand der Ausgangswicklung 2n-Teilpunkte (n = 1, 2, ...), die den Rand in eine gerade Anzahl von im wesentlichen gleichen Teilen aufteilen, und Biegelienien

0300^3/0939

30H943

festgelegt werden, die unter vorgegebenen Winkeln zu Bezugslinien durch die Teilpunkte laufen,und daß die in gleiche Abschnitte aufgeteilte Ausgangswicklung in der Weise gebogen wird, daß jeweils benachbarte Biegelinien abwechselnd in entgegengesetzte Richtung vorstehen und die durch Biegelinien entstandenen Abschnitte auf der Umfangsflache eines gedachten Körpers liegen.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangswicklung mit zylindrischer Gestalt verwendet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangswicklung mit flacher ringförmiger Gestalt verwendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangswicklung mit einer kegelstumpfförmigen Gestalt verwendet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklung derart gebogen wird, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders liegen.

22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklung derart gebogen wird, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte sternförmig in einem durch zwei konzentrische Kreise begrenzten Bereich liegen.

23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklung derart gebogen wird, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte auf der Umfangsflache eines gedachten Kegelstumpfes liegen.

03CC43/0939 - 12 -

30U943

24. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Ausgangswicklung mit dem Außendurchmesser (d) derart gebogen wird, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte der Ausgangswicklung auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit der Höhe (L) und dem Durchmesser (D) liegen, wozu Biegelinien festgelegt werden, die mit den parallel zu der Achse der zylindrischen Ausgangswicklung und durch die Teilpunkte verlaufenden Bezugslinien den Winkel 0 einschließen, während sich der Außendurchmesser (d) der zylindrischen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der beiden Gleichungen

oder

d = ^2nL

TT COS 0

und der Winkel (0) im wesentlichen durch die Gleichung

ergibt.

25. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache ringförmige Ausgangswicklung mit dem Außendurchmesser (R1) derart gebogen wird, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte der Ausgangswicklung auf der Umfangsfläche eines gedachten Zylinders mit der Höhe (L) und dem Durchmesser (D) liegen, wozu Biegelinien festgelegt werden, die mit den die Teilpunkte mit dem Mittelpunkt der flachen ringförmigen Ausgangswicklung verbindenden Bezugslinien den Winkel (0) einschließen, während sich

0S:C43/0339

- 13 -

30U943

der Außendurchmesser (R1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der beiden Gleichungen

R_{1 =} Ζ* _oder

2n sin (-£-) sin 0
2n

R1 =

sin (^) . cos 0

und der Winkel (0)im wesentlichen durch die Gleichung ^ _ -1 η- D.

ergibt.

26. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine kegelstumpfförmige Ausgangswicklung mit dem größeren Durchmesser (d1) und dem frei wählbaren Kegelwinkel (S ) derart gebogen wird, daß die durch Biegen entstandenen Abschnitte der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit der Höhe (L) und dem Durchmesser (D) liegen, wozu Biegelinien festgelegt werden, die mit den die Teilpunkte mit der gedachten Kegelspitze der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung verbindenden Bezugslinien den Winkel (0) einschließen, während sich der größere Durchmesser (d1) der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der beiden Gleichungen

■η-D sin (y)

d1 = * oder

2n sin { (-2-) sin (£)} . sin 0 2n ²

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U3CCU3/0339

30U9A3

L sin φ
d1 =

sin { C^r) sin φ) cos 0

und der Winkel 0 im wesentlichen durch die Gleichung

0 = tan (75— , =-)
/n L

ergibt.

27. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine zylindrische Ausgangswicklung mit dem Durchmesser (d) derart gebogen wird, daß sich eine Sternform ergibt, die in einem Bereich liegt, der durch einen äußeren Bezugskreis mit dem Durchmesser CK1) und einem dazu konzentrischen inneren Bezugskreis mit dem Durchmesser (K2) liegt, und daß die Biegelinien mit den parallel zu der Achse der zylindrischen Ausgangswicklung und durch die Teilpunkte verlaufenden Bezugslinien abwechselnd die Winkel (0..) und (0„) einschließen, wobei sich der Durchmesser (d) der zylindrischen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

nK1 sin (■£)
d = —! ^— oder

ir sin 0 2 nK2 sin C- nO ir sin 1

und die Winkel (0..) und (0₂) im wesentlichen durch die Gleichungen

0₁ = tan

sxn ψ

sr

Su₂ = 0, ₊ ξ
ergeben.

030043/0939 " ¹⁵ "

28. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache ringförmige Ausgangswicklung mit dem Außendurchmesser (R1) derart gebogen wird, daß sich eine Sternform ergibt, die in einem Bereich liegt, der durch einen äußeren Bezugskreis mit dem Durchmesser(K1) und einem dazu konzentrischen inneren Bezugskreis mit dem Durchmesser (K2) liegt,und daß die Biegelinien mit den die Teilpunkte mit dem Mittelpunkt der flachen ringförmigen Ausgangswicklung verbindenden Bezugslinien abwechselnd die Winkel (0..) und (0~) einschließen, wobei sich der Durchmesser (R1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

oder

sin 0₁

und die Winkel (0..) und (0₂) im wesentlichen durch die folgenden Gleichungen

( sin (ξ) ) 0 = tan i-^ 2 K und

ergeben.

29. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine kegelstumpfförmige Ausgangswicklung mit einem größeren Durchmesser (d1) und einem frei wählbaren Kegelwinkel (6 ) derart gebogen wird, daß sich eine Sternform ergibt, die in einem Bereich

R1 = K1 cos ⁽2 -) R1 = sin ? Κ2 cos

0 30 0 43/0939 ¹⁶~

liegt, der durch einen äußeren Bezugskreis mit dem Durchmesser (K1) und einem dazu konzentrischen inneren Bezugskreis mit dem Durchmesser (K2) begrenzt ist, und daß die Biegelinien am Rande der Ausgangswicklung mit den die Teilpunkte mit der gedachten Kegelspitze verbindenden Bezugslinien abwechselnd die Winkel (0..) und (0₂) einschließen, wobei sich der größere Durchmesser (d1) der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

K1 sin (^) . sin φ

d1 = S £ oder

2sin 0₂ . sin { (^) sin (|)}

K2 sin (-). sin (^)

d1 = Ξ : 2

2sin 0_ . sin [ (t£-) sin (■£·

und die Winkel (0..) und (0₂) im wesentlichen durch die folgenden Gleichungen

_-, sin (?) 0.. = tan

|1 - cos .(£)

ⁿ und

0₂ =

ergeben.

30. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangswicklung mit zylindrischer Gestalt mit dem Durchmesser (d) verwendet wird, deren nach dem Biegen erhaltene Abschnitte auf der Umfangsflache eines gedachten Kegelstumpfes mit dem Kegelwinkel (γ ) einem größeren Durchmesser (D1) sowie einem kleineren Durchmesser (D2) liegen, wobei die Biegelinien

- 17 -

030043/0939

mit den parallel zu der Achse der zylindrischen Ausgangswicklung und durch die Teilpunkte laufenden Bezugslinien abwechselnd die Winkel (0..) und (0O einschließen,und daß sich der Durchmesser (d) der zylindrischen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

D1 sin { £ . sin (i)}

oder

sin (ί-) . sin 0₂

D2 sin j — . sin
d = a ' ^ln

7Γ ./Tv .w

sin (y) . sin 0₁

und die Winkel(0.) und (0„) im wesentlichen durch

ι 2.

eine der folgenden Gleichungen

sin f (—) . sin

0. = tan

gi - cos { φ . sin (J))

0₂ = 0-I + £ ^Sin

ergeben.

31. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine flache ringförmige Ausgangswicklung mit dem Außendurchmesser (R1) verwendet wird, deren durch das Biegen erhaltene Abschnitte auf der Umfangsfläche eines gedachten Kegelstumpfes mit dem Kegelwinkel (T) dem größeren Durchmesser (D1) und dem kleineren Durch messer (D2) liegen, wobei die Biegelinien mit den die Teilpunkte mit dem Mittelpunkt der flachen ringförmigen Ausgangswicklung verbindenden Bezugslinien

030043/0939 "¹⁸ "

014943

abwechselnd die Winkel (0..) und (0_) einschließen, und daß sich der Außendurchmesser (R1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

D1 1 ^sin { ⁽n^{} Sin} Φ1 _R1 = . ! . 2 1— oder

^2sin ⁰2 sin (i) sin (^)

_{R1 =} D1

_sin (X) _sin

und die Winkel (0-) und (0~) im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

0₁ = tan

-1

sin { (J) . sin (J)

U^- - cos i (f-) . sin te]

0₂ = 0₁ +J sin

ergeben.

32. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangswicklung mit der Gestalt eines Kegelstumpfes mit dem großen Durchmesser (d1) und dem frei wählbaren Kegelwinkel (<Ί ) verwendet wird, deren nach dem Biegen erhaltenen Abschnitte auf der Umfangsfläche eines gedachten Kegelstumpfes mit dem Kegelwinkel ( T),dem größeren Durchmesser (D1) und dem kleineren Durchmesser (D2) liegen, wobei die Biegelinien mit den Bezugslinien auf dem Umfang der kegelstumpfförmigen Ausgangswicklung abwechselnd die Winkel (0..) und (0~) einschließen, und daß der größere Durchmesser (D1) der kegelstumpfförmigen Aus-

030043/0939

30U943

gangswicklung im wesentlichen durch eine der folgenden Gleichungen

_D1 sin φ sin {(J) sin (*■)] ^{2sin 0}2 " sin φ ' sin{(£) sin φ}

_{d1 =} D2 ^Sin Φ ⁸M*? ^Sin

2sin φ7 ' . ,γ. * . ι r m \ - rt>·

*Ί Sin Irr) Sm ;f-) Sin (ττ,

und die Winkel (0^) und (0₂) im wesentlichen durch die folgenden Gleichungen '

-1 ^sin { ^ ^sin Φ) 0₁ = tan

jrj - cos { (²^) sin (J)

und

0₂ = 0₁ +J sin (|)

gegeben sind.

33. Spulenelement für einen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) mit dem Außendurchmesser (g1) besteht, zu der ein einzelner Draht eng aufgewickelt ist und deren gebogene Abschnitte auf der Umfangsflache eines gedachten Zylinders mit der Höhe (L) und dem Durchmesser (D) liegen, und daß konzentrisch zu der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) ein Kreis (60) festgelegt ist, auf dessen Umfang Teilpunkte (63, 65) angeordnet sind, die den Umfang in gleiche Teile teilen und durch die unter einem Winkel (Θ) zu, die Teilpunkte (63, 65) mit dem Mittelpunkt (3 4) des Bezugskreises (60) verbindende Bezugslinien, (68) Biegelinien (38, 40) laufen, entlang denen die Ausgangswicklung (6)

0300 4 3/0939

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in der Weise gebogen ist, daß die Biegelinien (38, 40) in entgegengesetzter Richtung vorstehen.

34. Spulenelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß auf dom Bezugskreis (60) zwei Teilpunkte (63, 65) festgelegt sind und zwei gebogene Abschnitte (72, 74) auf der ümfangsfläche des gedachten Zylinders liegen.

35. Spulenelement nach den Ansprüchen 33 und 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (r) des Bezugskreises (60) im wesentlichen 0,78 D beträgt und der Winkel (Θ) im wesentlichen auf 90° festgelegt ist und daß der Außendurchmesser (g1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung (6) im wesentlichen gleich der Höhe (L) des gedachten Zylinders ist.

36. Spulenelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bezugskreis (60) vier Teilpunkte (63, 65) festgelegt sind und vier gebogene Abschnitte (72, 74) auf der Umfangsflache des gedachten Zylinders liegen.

37. Spulenelement nach den Ansprüchen 33 und 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (r) des Bezugskreises (60) im wesentlichen 0,78 D beträgt und der Winkel (Θ) im wesentlichen auf 45 festgelegt ist und daß der Außendurchmesser (g1) der flachen ringförmi-

I 2 ^l '

gen Ausgangswicklung (6) im wesentlichen V2(L + r ) ist.

38. Verfahren zur Herstellung eines Spulenelementes für einen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelner Draht in einer Ebene unter Bildung einer flachen ringförmigen Ausgangswicklung mit dem Außendurchmesser (g1) konzentrisch und spiralförmig auf-

030043/0939 - 21 -

30U943

gewickelt wird sowie um den Mittelpunkt der Ausgangswicklung ein Bezugskreis mit dem Radius (r) und auf dem Bezugskreis Teilpunkte festgelegt werden, die den Umfang des Bezugskreises in zwei oder vier gleiche Teile teilen und durch die Biegelinien unter einem Winkel (Θ) laufen, den sie mit die Teilpunkte mit dem Mittelpunkt der Ausgangswicklung verbindenden Bezugslinien einschließen, und daß die Ausgangswicklung derart gebogen wird, daß die Biegelinien abwechselnd nach entgegengesetzten Richtungen vorstehen und die derart gebogene Ausgangswicklung auf der Außenfläche eines gedachten Zylinders mit dem Durchmesser (D) liegt.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bezugskreis zwei Teilpunkte und dessen Radius (r) auf im wesentlichen 0,78 D festgelegt wird, während der Winkel (Θ) zu im wesentlichen 90° gewählt wird, und daß der Außendurchmesser (g1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen gleich der Höhe (L) des gedachten Zylinders ist.

40. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem. Bezugskreis vier Teilpunkte und dessen Radius (r) auf im wesentlichen 0,78 D festgelegt wird, während der Winkel (Θ) zu im wesentlichen

45 gewählt wird, und daß der Außendurchmesser (g1) der flachen ringförmigen Ausgangswicklung im wesentlichen \/2(L² + r²) ist.

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