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WO2019120807A1 - Wickelschablone zur herstellung einer spulendrahteinheit für einen elektromotor - Google Patents

Wickelschablone zur herstellung einer spulendrahteinheit für einen elektromotor Download PDF

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Publication number
WO2019120807A1
WO2019120807A1 PCT/EP2018/081731 EP2018081731W WO2019120807A1 WO 2019120807 A1 WO2019120807 A1 WO 2019120807A1 EP 2018081731 W EP2018081731 W EP 2018081731W WO 2019120807 A1 WO2019120807 A1 WO 2019120807A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
winding
coil wire
wire unit
template
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/081731
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Krebs
Frank Eisele
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2019120807A1 publication Critical patent/WO2019120807A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18—Windings for salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/04—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines
    • H02K15/043—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings prior to their mounting into the machines winding flat conductive wires or sheets
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    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles

Definitions

  • the invention relates to a winding template according to the preamble of claim 1.
  • the invention is based on the object with simple constructive
  • the object is achieved with a winding template for the production of a coil wire unit for an electric motor, with a winding template the releasably surrounding coil wire element and with a coil area to be received the coil wire element.
  • the winding template has a winding clearance, which is provided to increase the winding area for the coil wire element at least in regions.
  • Hand tool machines are moving towards more and more compact versions on the one hand and to more and more extensive equipped ones (more
  • a dimension of a coil wire unit can be reduced in a particularly simple manner.
  • an electric motor in which the coil wire unit is used, be made more compact.
  • a main extension of the electric motor can be reduced by reducing a main extension of the coil wire unit.
  • constant main extension of the coil wire unit or the electric motor compared to conventional
  • Spool wire units or electric motors an increase in engine power of the electric motor, for example by increasing a fill factor, in particular a copper fill factor can be achieved.
  • a winding template is to be understood in particular as part of a winding device which is intended to be surrounded at least in regions with a coil wire element.
  • the coil wire element may be detachably connectable with the winding template.
  • Winding template is intended to be wrapped with the coil wire element, in particular to form a coil wire unit.
  • Spool wire unit is intended in particular a bundle of sections of a
  • Coil wire element or form of a plurality of coil wire elements which are arranged at least partially substantially parallel to each other and / or contact each other.
  • the coil wire unit may be provided to be connected to a stator of an electric motor.
  • the stator of the electric motor may be a singular or a plurality of coil wire units respectively.
  • the coil wire unit may be provided to be received at least in sections by a Polnut of the stator.
  • the coil wire unit is intended to be in an operating state in which the coil wire unit of an electrical energy or of a
  • the coil wire unit may be provided to form an electromagnet in at least one operating state.
  • the stator may be formed from a laminated core.
  • the stator may have a plurality of parallel juxtaposed sheets which contact each other.
  • the laminated core forms the stator.
  • the laminated core may have a receiving groove for receiving the coil wire unit.
  • the receiving groove may be formed as a Polnut.
  • the coil wire element may be an insulation element, in particular a
  • Insulation layer in order to wind in a winding of the coil wire element to a coil wire unit relative to adjacent portions of
  • Coil wire element or several other coil wire elements to form an electrical insulation may contain or consist of copper. Alternatively or additionally, the coil wire element may contain or consist of aluminum.
  • the winding area should in particular form a region in which the coil wire element or the coil wire elements is or are wound up into a coil wire unit.
  • the winding area can limit the coil wire element at least in sections.
  • the winding area can be provided to limit an extent of the coil wire unit at least in sections such that the coil wire unit can be connected to a pole groove of a stator.
  • the winding area can lead the coil wire element at least in sections.
  • the winding region may be formed, at least in sections, as a guide region, which is provided for this purpose
  • Wind or wound coil wire unit may form a space adjacent to the
  • Winding template is arranged.
  • the winding space can be arranged on the inside.
  • the winding clearance can be limited by at least two sides.
  • the winding clearance can limit a winding depth of the coil wire unit.
  • the winding depth of the coil wire unit can by several at least partially parallel sections of a
  • Coil wire element or a plurality of coil wire elements may be formed.
  • the winding depth of the coil wire unit may for example be formed by a plurality of webs of a portion of one or more coil wire elements which are parallel to each other and, for example, through the
  • the coil wire unit may have a first winding depth.
  • the coil wire unit may have a second winding depth.
  • the first winding depth may be formed by the winding clearance.
  • the second winding depth may be formed by the region of the winding region which is adjacent to the winding free space.
  • the first winding depth may include or may be formed by n portions of the coil wire element or a plurality of coil wire elements.
  • the second winding depth may be n + 1, in particular n + 2, preferably n + 3, preferably n + 4, more preferably n + 5, more preferably n + x, portions of
  • the coil wire unit can at least partially a
  • the first winding depth can be greater than the second winding depth by at least 3%, in particular at least 10%, preferably at least 25%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 80%.
  • the first winding depth can exceed the second winding depth by a maximum of 150%, in particular by a maximum of 100%, to be taller. For example, a winding depth deviation in a range of 15 to 20% may be particularly advantageous.
  • winding clearance is formed as a winding recess.
  • the winding recess can be an extension of the
  • the winding recess may be provided to increase a winding depth of the coil wire element or the coil wire unit.
  • the winding recess may be provided to limit an extension of the coil wire unit.
  • the winding recess may be provided to receive the coil wire unit.
  • Winding recess may be provided to guide the coil wire element. Furthermore, it may be expedient that the winding recess limits an extent of the winding region of the winding template. In this way, a partial dimension or winding depth of the coil wire unit can be extended particularly advantageous.
  • the recess surface may be set back relative to the boundary surface. Under set back one should
  • the recess surface may be opposite the boundary surface by at least 2 mm, in particular at least 3 mm, preferably by 4 mm, and / or up to 10 mm,
  • Recess area in particular parallel, spaced apart.
  • the winding template may have a further limiting element.
  • the further limiting element may be formed analogously to the limiting element or a further limiting surface and another
  • the delimiting element or the further delimiting element may be a singular or a plurality of delimiting surfaces and / or of
  • the limiting elements may be formed detachably connectable to each other.
  • the limiting elements can be provided to an extension, in particular a winding depth, the
  • the boundary surface may form a first distance with respect to the further boundary surface.
  • the recess surface may form a second distance with respect to the further recess surface.
  • the second distance is greater than the first distance in a holding state of the winding template.
  • Form coil wire unit corresponding to the second distance.
  • the winding template may have a holding state in which the limiting elements are detachably connected or coupled with each other.
  • the delimiting elements can at least partially limit the winding area in the holding state.
  • the boundary elements can in the
  • the limiting elements can be provided in a holding state to form, at least in sections, a negative mold of the coil wire unit to be wound.
  • the winding template may have a release state in which the limiting elements are separated from each other or are not coupled together. In a release state, the winding template can be provided to the coil wire unit from the winding template to
  • the boundary surface may be angled relative to the recess surface.
  • the limiting elements in particular the boundary surfaces and / or the recessed surfaces of the Delimiting elements may be provided to define a winding depth of the coil wire element or the coil wire unit.
  • Coil wire unit can be adjusted.
  • the winding template can have a breakthrough.
  • Limiting element may have a breakthrough.
  • the winding recess may have a breakthrough.
  • the breakthrough can separate the winding recess into two sections.
  • the breakthrough can limit the winding recess.
  • the breakthrough may be intended to be
  • the sheath element can be designed as an adhesive strip or an adhesive film.
  • the sheathing element can be provided to the
  • Coil wire element or the coil wire elements to bundle.
  • Sheath element may be provided to unwind the
  • the sheath element may be provided to electrically insulate the coil wire unit. As a result, a winding depth of the coil wire unit can be determined in a particularly simple manner.
  • the winding recess may have a cross section which in the
  • the winding template may have a winding core, which is intended to be surrounded by the coil wire element.
  • Coil wire element should be wound onto the winding core.
  • Coil wire element or the coil wire unit can surround the winding core in at least one plane through 360 °.
  • the winding core may be integrally formed with at least one of the two boundary elements.
  • the winding core can limit the boundary surface.
  • the winding core can be arranged between the two boundary elements.
  • the winding core can separate the two boundary elements.
  • the winding core can limit the winding area.
  • the winding core can limit the winding clearance.
  • the winding core may be plate-shaped.
  • Winding body may be formed flat.
  • the winding body may be rectangular.
  • the winding core may be formed as a winding body.
  • the winding core can define a minimum distance of the first limiting element from the second limiting element.
  • the invention further relates to a coil wire unit consisting of a coil wire element, wherein the coil wire unit has a winding depth which differs along the coil wire unit.
  • the invention further relates to a winding device for producing a coil wire unit for an electric motor comprising a winding template, a coil wire element for surrounding or winding the winding template and a winding tool device, which is provided to the
  • the invention further relates to a method for producing a coil wire unit for an electric motor with the invention
  • At least one method step has a winding of the winding clearance to allow a winding depth of the coil wire unit.
  • the invention further relates to a coil wire unit and / or an electric motor obtainable by the method according to the invention.
  • Coil wire unit has a winding depth or a depth extent, which differs at least in sections along the coil wire unit.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a winding template according to the invention
  • Fig. 2 is a perspective view of a limiting element of
  • FIG. 6 is a view of a stator with the coil wire unit of Fig. 3,
  • Fig. 8 is another view of the stator and the coil wire unit
  • Fig. 10 further views of the coil wire unit from in several
  • the winding template 11 according to the invention is universally applicable and is particularly suitable for winding coil wire units 13 for
  • Electric motors are universally applicable and are particularly suitable for commercially available rotary-driven machine tools, in particular hand tool machines, such as drills, angle grinders, etc.
  • Machine tool such as a table saw according to the applications DE 102010042016 or US 2062969 A, as well as a non-circular Stationary machine tool such as a portable circular saw according to the application DE 3740200 Al or as for example a back-carrying brushcutter according to the application DE 19616764 Al.
  • the winding template 11 is designed to produce a coil wire unit 13 for an electric motor.
  • the winding template 11 has a winding template 11 detachably surroundable coil wire element 15 and a coil wire element 15 réelleEnglishbaren winding area 17.
  • the winding template 11 is part of a winding device, which in addition
  • the coil wire element 15 is detachably connectable with the winding template 11 is formed.
  • the winding template 11 is intended to be wrapped with the coil wire element 15 to a
  • Coil wire unit 13 to form.
  • the coil wire unit 13 forms a bundle 19 of portions of a coil wire element 15s, which at least
  • the coil wire unit 13 is intended to be connected to a stator 21 of an electric motor (FIGS. 6 to 8).
  • the stator 21 of the electric motor has at least two coil wire units 13.
  • the coil wire unit 13 is intended to be received at least in sections by a Polnut 23 of the stator 21 (Fig. 8 to 9).
  • Coil wire unit 13 is intended to be in an operating state in which the coil wire unit 13 to be traversed by an electrical energy or an electric current and to generate a magnetic field.
  • the coil wire unit 13 forms an electromagnet in at least one operating state.
  • the stator 21 is formed from a laminated core 25 (FIGS. 6 to 9).
  • the stator 21 may have a plurality of parallel juxtaposed sheets which contact each other.
  • the laminated core 25 forms the stator 21st
  • the coil wire element 15 has an insulating element designed as an insulation layer 27, in order to be wound during winding of the coil wire element 15 a coil wire unit 13 opposite adjacent portions of
  • Coil wire element 15 to form an electrical insulation.
  • Coil wire element 15 is formed of copper.
  • the winding area 17 limits the coil wire element 15 at least in sections.
  • the winding area 17 is provided to limit a winding depth of the coil wire unit 13 at least in sections such that the coil wire unit 13 can be connected to a pole groove 23 of a stator 21.
  • the winding area 17 guides the coil wire element 15 at least in sections.
  • the winding region 17 is at least partially formed as a guide region 29 which is intended to guide the coil wire element 15 during winding in order to wind the coil wire element 15 into a coil wire unit 13 or to wind it.
  • the winding template 11 has a winding clearance 31, which is provided to at least partially increase the winding area 17 for the coil wire element 15.
  • the winding clearance 31 is inside
  • the winding clearance 31 is bounded by at least two sides.
  • the coil wire unit 13 has two longitudinal sections 33.
  • Coil wire unit 13 has two transverse sections 35.
  • the transverse sections 35 adjoin the longitudinal sections 33.
  • the transverse sections 35 have a winding depth TI of the coil wire unit 13, which is greater than one
  • the winding depth of the coil wire unit may be formed, for example, by a plurality of tracks of a portion of one or more coil wire elements 15, which run parallel to each other and are defined or limited, for example by the winding clearance 31.
  • the coil wire unit 13 has a first winding depth TI.
  • the coil wire unit 13 has a second winding depth T2.
  • the first winding depth TI is formed by the winding space by the wound coil wire element 15 at least in the region of the winding space laterally or in the direction of the winding depth TI and thus is not wound directly onto the previous portion of the coil wire element 15, but laterally comes to rest. This will the winding depth TI at least in sections or in the region of
  • Cross section 35 enlarged.
  • FIG. 5 (below) how the cross sections of the coil wire unit 13 according to the invention (right) are formed opposite to a coil wire unit (left).
  • Coil-wire unit of the prior art (FIG. 5a) is formed approximately homogeneously both in the longitudinal section and in the transverse section or has a winding depth T2 in the longitudinal section 33, which corresponds approximately to a winding depth D1 in the transverse section 35.
  • the winding depth TI differs significantly in the case of the coil wire unit 13 according to the invention (FIG. 5b bottom right).
  • Transverse section 35 relative to the winding depth T2 of the longitudinal section 33 differs.
  • the coil wire unit 13 has, at least in sections
  • Depth deviation of a winding depth T2 of the longitudinal portion 33 relative to a winding depth TI of the transverse portion 35 in a range of at least 10% to a maximum of 25%, such as about 15 to 20%.
  • the coil wire unit 13 according to FIG. 5a can have a cross-sectional area 77 in relation to the coil wire unit 13 according to FIG. 5b in section A-A and / or in section B-B.
  • the cross-sectional area 77 forms the entire cross-sectional area of the coil wire unit 13.
  • the cross-sectional area 77 remains constant both in FIG. 5a and in FIG. 5b.
  • a ratio of a winding width Bl, B2 relative to the winding depth TI, T2 changes.
  • the coil wire unit 13 in the transverse section 35 a is the coil wire unit 13 in the transverse section 35 a
  • Have length units and in the longitudinal section 33 have a winding width B2 of 4 length units and a winding depth TI of 6 units of length.
  • the winding depth in the transverse section relative to the winding depth in the longitudinal section can change or extend by 33%.
  • the winding width can change or shorten according to the winding depth. The following changes in the winding depth or the winding width as indicated in the attached tables (Example 1 or Example 2) may result. Table 1: Example 1
  • Example 1 exemplary of 12 sections of a coil wire element
  • Example 15 which passes through the cross section A-A and B-B respectively, and in Example 2 of 96 such sections of a coil wire element.
  • [LE] stands for length units and can, for example, in a radius of
  • Coil wire elements 15 are measured.
  • the change in% indicates the
  • the winding clearance 31 is formed as a winding recess 37 (FIGS. 1 to 2).
  • the winding recess 37 delimits an extension of the winding template 11.
  • the winding recess 37 is provided to increase a winding depth TI, T2 of the coil wire element 15 or of the coil wire unit 13.
  • Winding recess 37 is provided to an extension of the
  • Coil wire unit 13 to limit.
  • the winding recess 37 is provided to receive the coil wire unit 13.
  • the winding recess 37 is provided to guide the coil wire element 15.
  • the Winding recess 37 limits an extension of the winding region 17 of the winding template 11th
  • the winding template 11 has a limiting element 41, 41a, 41b with two boundary surfaces 43, 43a, 43b and with four recess surfaces 45, 45a,
  • the limiting element 41, 41 a, 41 b is designed as a limiting plate and provided to limit a winding depth T 2 of the coil wire unit 13.
  • the recess surfaces 45, 45a, 45b are set back relative to the boundary surfaces 43, 43a, 43b.
  • the recess surfaces 45, 45a, 45b are offset from the boundary surfaces 43, 43a, 43b by at least 3 mm, and by up to 7 mm.
  • the boundary surfaces 43, 43a, 43b are arranged parallel spaced from the recess surfaces 45, 45a, 45b.
  • the winding template 11 has a further delimiting element 41, 41a, 41b (FIG. 1).
  • the further limiting element 41, 41a, 41b is analogous to the limiting element 41, 41a, 41b and has two more
  • the limiting elements 41, 41a, 41b are detachably connectable.
  • the limiting elements 41, 41 a, 41 b are provided to define a winding depth T 2 of the coil wire unit 13.
  • the recess surfaces 45, 45a are opposite to the others
  • Recess surfaces 45, 45b a first distance Al.
  • the boundary surfaces 43, 43a form a second distance A2 with respect to the further boundary surfaces 43, 43b.
  • the first distance Al is greater than the second distance A2 in a holding state of the winding template 11.
  • the winding region 17 can locally form a winding depth T2 of the coil wire unit 13 in a longitudinal section 33, which corresponds essentially to the second distance A2 and forms a transverse section, which forms in the
  • the boundary surfaces 43, 43 a and the recess surfaces 45, 45 a of the two delimiting elements 41, 41 a, 41 b form a negative mold of the coil wire unit 13
  • Boundary surfaces 43, 43a, 43b and the recess surfaces 45, 45a, 45b face each other in a holding state.
  • the winding template 11 has a holding state in which the
  • Limiting elements 41, 41 a, 41 b releasably connected or
  • the delimiting elements 41, 41a, 41b limit the winding area 17 at least in sections in the holding state
  • Limiting elements 41, 41a, 41b are spaced apart in the holding state.
  • the limiting elements 41, 41a, 41b are provided in a holding state to form, at least in sections, a negative mold of the coil wire unit 13 to be wound.
  • the winding template 11 has a release state in which the limiting elements 41, 41a, 41b are separated from each other or are not coupled to each other (FIG. 2). In a release state is the
  • Winding template 11 provided to remove the coil wire unit 13 from the winding template 11 to add them into a Polnut 23 of the stator 21 of the electric motor.
  • boundary surface 43, 43a, 43b may be angled relative to the recess surface 45, 45a, 45b.
  • the winding template 11 has two openings 47, 47a, 47b.
  • Openings 47, 47a, 47b are arranged in the limiting element 41, 41a, 41b.
  • the openings 47, 47 a, 47 b are arranged in the winding recess 37.
  • the apertures 47, 47a, 47b separates the winding recess 37 into two sections.
  • the openings 47, 47 a, 47 b limits the
  • the apertures 47, 47a, 47b are provided to receive a sheath element 49 in order to cover the coil wire element 15 or the coil wire unit 13 by means of the sheath element 49.
  • the sheath element 49 is designed as an adhesive strip or an adhesive film.
  • the sheath element 49 is intended to be the
  • the sheath element 49 is provided to prevent unwinding of the coil wire unit 13.
  • the Jacket element 49 is provided to electrically insulate the coil wire unit 13.
  • the winding recess 37 has a cross section Ql, which in
  • the winding recess 37 may have a cross section Q1, which in the
  • the cross-section Q1 is formed along a plane El which extends parallel to the boundary surface 43, 43a, 43b (FIGS. 2, 10).
  • the winding recess 37 may have a cross section Q2, which extends orthogonal to the boundary surface 43, 43a, 43b and is alternatively or additionally formed trapezoidal.
  • this cross-section can be essentially trumpet-like,
  • the cross section Q2 can be formed bathtub-like or tulip-like.
  • the cross section Q2 can be formed along a plane E2, which is orthogonal to the
  • Boundary surface 43, 43 a, 43 b extends (Fig. 2, Fig. 10).
  • the winding template 11 has a winding core 51, which in addition
  • the coil wire element 15 is intended to be surrounded by the coil wire element 15.
  • the coil wire element 15 is wound around the winding core 51.
  • the coil wire element 15 or the coil wire unit 13 surrounds the
  • Winding core 51 in at least one plane by 360 °.
  • the winding core 51 is integrally formed with at least one of the two limiting elements 41, 41a, 41b.
  • the winding core 51 delimits the boundary surface 43, 43a, 43b.
  • the winding core 51 is arranged between the two limiting elements 41, 41a, 41b.
  • the winding core 51 separates the two limiting elements 41, 41a, 41b from each other.
  • the winding core 51 delimits the winding area 17.
  • the winding core 51 delimits the winding clearance 31.
  • the winding core 51 is plate-shaped.
  • the winding core 51 is formed flat.
  • Winding core 51 is rectangular.
  • the winding core 51 is formed as a winding body.
  • the winding core 51 defines a minimum distance of the first limiting element 41, 41a, 41b from the second
  • the Polnut 23 of the stator 21 may have a Polquerrough 71 which is funnel-shaped and, for example, symmetrical (Fig. 9 below, left and right) or asymmetrical (Fig. 9 bottom, center) is formed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickelschablone zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor, mit einem die Wickelschablone lösbar umgebbaren Spulendrahtelement und mit einem das Spulendrahtelement aufzunehmbaren Wickelbereich. Es wird vorgeschlagen, dass weist die Wickelschablone einen Wickelfreiraum auf, welcher dazu vorgesehen ist, den Wickelbereich für das Spulendrahtelement zumindest bereichsweise zu vergrößern.

Description

Beschreibung
Titel
Wickelschablone zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickelschablone nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Aus der EP 0 168 646 sind schablonengewickelte Spulen mit Isolierkörpern zum Einsetzen in einen Polschuh eines Elektromotors bekannt. Die Spulen weisen zwei beidseits des Kerns einander gegenübergestellte, zum Spuleninneren hin geschlossene und nach außen hin zum Wickeln der Spule zu öffnende
Isolierstoffkästen auf, auf die die längsseitigen Wicklungsbahnen der Spule aufgewickelt sind.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven
Maßnahmen eine Vorrichtung zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Wickelschablone zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor, mit einem die Wickelschablone lösbar umgebbaren Spulendrahtelement und mit einem das Spulendrahtelement aufzunehmbaren Wickelbereich.
Erfindungsgemäß weist die Wickelschablone einen Wickelfreiraum auf, welcher dazu vorgesehen ist, den Wickelbereich für das Spulendrahtelement zumindest bereichsweise zu vergrößern. Der Trend bei Werkzeugmaschinen und insbesondere bei
Handwerkzeugmaschinen geht hin zu immer kompakteren Ausführungen einerseits und zu immer umfangreicher ausgestatteteren (mehr
Funktionen/Komponenten/Leistung) Ausführungen andererseits, sodass ein Bauraum für die innenliegenden Bauteile dieser Werkzeugmaschinen immer kleiner wird. Dies hat nicht zuletzt Einfluss auf eine Verringerung von
Abmessungen dieser Bauteile, sondern auch auf eine Optimierung derer Funktionalität, sodass auch kleine Bauteile die gestellten Anforderungen erfüllen. Ein Beispiel hierfür kann bei der Entwicklung von Elektromotoren für derartige Werkzeugmaschinen sein.
Mittels der erfindungsgemäßen Wickelschablone kann auf besonders einfache Weise eine Abmessung einer Spulendrahteinheit reduziert werden. Dabei kann ein Elektromotor, in welchen die Spulendrahteinheit eingesetzt wird, kompakter ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Haupterstreckung des Elektromotors dadurch reduziert werden, dass eine Haupterstreckung der Spulendrahteinheit reduziert wird. Alternativ kann bei gleichbleibender Haupterstreckung der Spulendrahteinheit bzw. des Elektromotors gegenüber herkömmlichen
Spulendrahteinheiten bzw. Elektromotoren eine Erhöhung einer Motorleistung des Elektromotors beispielsweise durch eine Erhöhung eines Füllfaktors, insbesondere eines Kupferfüllfaktors, erreicht werden.
Unter einer Wickelschablone soll insbesondere ein Teil einer Wickelvorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest bereichsweise mit einem Spulendrahtelement umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement kann lösbar verbindbar mit der Wickelschablone ausgebildet sein. Die
Wickelschablone ist dazu vorgesehen, mit dem Spulendrahtelement umwickelt zu werden, um insbesondere eine Spulendrahteinheit zu bilden. Die
Spulendrahteinheit soll insbesondere ein Bündel von Abschnitten eines
Spulendrahtelements oder von mehreren Spulendrahtelementen bilden, welche zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und/oder sich kontaktieren. Die Spulendrahteinheit kann dazu vorgesehen sein, mit einem Stator eines Elektromotors verbunden zu werden. Der Stator des Elektromotors kann eine Einzahl oder eine Mehrzahl von Spulendrahteinheiten aufweisen. Die Spulendrahteinheit kann dazu vorgesehen sein, zumindest abschnittsweise von einer Polnut des Stators aufgenommen zu werden. Die Spulendrahteinheit ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in welchem die Spulendrahteinheit von einer elektrischen Energie bzw. von einem
elektrischen Strom durchflossen zu werden und ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die Spulendrahteinheit kann dazu vorgesehen sein, in zumindest einem Betriebszustand einen Elektromagnet zu bilden.
Der Stator kann aus einem Blechpaket ausgebildet sein. Der Stator kann mehrere parallel aneinandergereihte Bleche aufweisen, welche einander kontaktieren. Das Blechpaket bildet den Stator. Das Blechpaket kann eine Aufnahmenut zur Aufnahme der Spulendrahteinheit aufweisen. Die Aufnahmenut kann als eine Polnut ausgebildet sein.
Das Spulendrahtelement kann ein Isolationselement, insbesondere eine
Isolationsschicht, aufweisen, um bei einer Bewicklung des Spulendrahtelementes zu einer Spulendrahteinheit gegenüber benachbarten Abschnitten des
Spulendrahtelements oder mehrerer weiterer Spulendrahtelementen eine elektrische Isolierung zu bilden. Das Spulendrahtelement kann Kupfer enthalten oder daraus bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Spulendrahtelement Aluminium enthalten oder daraus bestehen.
Der Wickelbereich soll insbesondere einen Bereich bilden, in welchem das Spulendrahtelement bzw. die Spulendrahtelemente zu einer Spulendrahteinheit aufgewickelt wird bzw. werden. Der Wickelbereich kann das Spulendrahtelement zumindest abschnittsweise begrenzen. Der Wickelbereich kann dazu vorgesehen sein, eine Erstreckung der Spulendrahteinheit zumindest abschnittsweise derart zu begrenzen, dass die Spulendrahteinheit mit einer Polnut eines Stators verbindbar ist. Der Wickelbereich kann das Spulendrahtelement zumindest abschnittsweise führen. Der Wickelbereich kann zumindest abschnittsweise als ein Führungsbereich ausgebildet sein, welcher dazu vorgesehen ist, das
Spulendrahtelement zu führen, um das Spulendrahtelement zu einer
Spulendrahteinheit aufzuwickeln bzw. zu bewickeln. Der Wickelfreiraum kann einen Raum bilden, welcher benachbart zu der
Wickelschablone angeordnet ist. Der Wickelfreiraum kann innenliegend angeordnet sein. Der Wickelfreiraum kann von zumindest zwei Seiten begrenzt sein.
Der Wickelfreiraum kann eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit begrenzen.
Die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit kann durch mehrere zumindest abschnittweise parallel zueinander angeordnete Abschnitte eines
Spulendrahtelements oder mehrerer Spulendrahtelemente ausgebildet sein. Die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit kann beispielsweise durch mehrere Bahnen eines Abschnitts eines oder mehrere Spulendrahtelemente ausgebildet sein, welche parallel zueinander verlaufen und beispielsweise durch den
Wickelfreiraum definiert bzw. begrenzt werden. Die Spulendrahteinheit kann eine erste Wickeltiefe aufweisen. Die Spulendrahteinheit kann eine zweite Wickeltiefe aufweisen. Die erste Wickeltiefe kann durch den Wickelfreiraum ausgebildet sein. Die zweite Wickeltiefe kann durch den zum Wickelfreiraum benachbarten Bereich des Wickelbereichs ausgebildet sein.
Die erste Wickeltiefe kann n Abschnitte des Spulendrahtelements oder mehrerer Spulendrahtelemente aufweisen oder durch diese gebildet sein. Die zweite Wickeltiefe kann n + 1, insbesondere n + 2, vorzugsweise n + 3, bevorzugt n + 4, besonders bevorzugt n + 5, weiter bevorzugt n + x, Abschnitte des
Spulendrahtelements oder mehrerer Spulendrahtelemente aufweisen oder durch diese gebildet sein. Dabei kann x eine ganze positive Zahl bilden.
Die Spulendrahteinheit kann zumindest abschnittsweise eine
Wickeltiefenabweichung von mindestens 3 %, insbesondere mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 80 %, aufweisen. Die erste Wickeltiefe kann gegenüber der zweiten Wickeltiefe um mindestens 3 %, insbesondere mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 80 %, größer sein. Die erste Wickeltiefe kann gegenüber der zweiten Wickeltiefe um maximal 150 %, insbesondere um maximal 100 %, größer sein. Beispielsweise kann eine Wickeltiefenabweichung in einem Bereich von 15 bis 20 % besonders vorteilhaft sein.
Die Unteransprüche geben weitere zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wickelschablone an.
Es kann zweckmäßig sein, dass der Wickelfreiraum als eine Wickelausnehmung ausgebildet ist. Die Wickelausnehmung kann eine Erstreckung der
Wickelschablone begrenzen. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, eine/die Wickeltiefe des Spulendrahtelements bzw. der Spulendrahteinheit zu vergrößern. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, eine Erstreckung der Spulendrahteinheit zu begrenzen. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit aufzunehmen. Die
Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, das Spulendrahtelement zu führen. Ferner kann es zweckmäßig sein, dass die Wickelausnehmung eine Erstreckung des Wickelbereichs der Wickelschablone begrenzt. Hierdurch kann eine partielle Abmessung bzw. Wickeltiefe der Spulendrahteinheit besonders vorteilhaft erweitert werden.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass die Wickelschablone ein
Begrenzungselement mit einer Begrenzungsfläche und mit einer
Ausnehmungsfläche aufweist. Die Ausnehmungsfläche kann gegenüber der Begrenzungsfläche zurückversetzt sein. Unter zurückversetzt soll eine
Anordnung einer Fläche verstanden werden, welche gegenüber einer
Referenzfläche parallel angeordnet und beabstandet ist. Die Ausnehmungsfläche kann gegenüber der Begrenzungsfläche um mindestens 2 mm, insbesondere mindestens 3 mm, vorzugsweise um 4 mm, und/oder bis zu 10 mm,
insbesondere bis zu 8 mm, vorzugsweise bis zu 7 mm, bevorzugt bis zu 5 mm, zurückversetzt sein Die Begrenzungsfläche kann gegenüber der
Ausnehmungsfläche, insbesondere parallel, beabstandet angeordnet sein.
Die Wickelschablone kann ein weiteres Begrenzungselement aufweisen. Das weitere Begrenzungselement kann analog zu dem Begrenzungselement ausgebildet sein bzw. eine weitere Begrenzungsfläche und eine weitere
Ausnehmungsfläche aufweisen. Das Begrenzungselement bzw. das weitere Begrenzungselement kann eine Einzahl oder eine Mehrzahl von Begrenzungsflächen und/oder von
Ausnehmungsflächen aufweisen. Die Begrenzungselemente können miteinander lösbar verbindbar ausgebildet sein. Die Begrenzungselemente können dazu vorgesehen sein, eine Erstreckung, insbesondere eine Wickeltiefe, der
Spulendrahteinheit festzulegen.
Die Begrenzungsfläche kann gegenüber der weiteren Begrenzungsfläche einen ersten Abstand bilden. Die Ausnehmungsfläche kann gegenüber der weiteren Ausnehmungsfläche einen zweiten Abstand bilden. Der zweite Abstand ist in einem Haltezustand der Wickelschablone größer als der erste Abstand. Dadurch kann der Winkelbereich bereichsweise einen Abstand bzw. eine/die erste Wickeltiefe der Spulendrahteinheit entsprechend dem ersten Abstand bilden und abschnittsweise einen weiteren Abstand bzw. eine/die Wickeltiefe der
Spulendrahteinheit entsprechend dem zweiten Abstand bilden.
Die Wickelschablone kann einen Haltezustand aufweisen, in welchem die Begrenzungselemente miteinander lösbar verbunden bzw. gekoppelt sind. Die Begrenzungselemente können in dem Haltezustand zumindest abschnittsweise den Wickelbereich begrenzen. Die Begrenzungselemente können in dem
Haltezustand zueinander beabstandet sein. Die Begrenzungselemente können in einem Haltezustand dazu vorgesehen sein, zumindest abschnittsweise eine Negativform der zu bewickelnden Spulendrahteinheit zu bilden.
Die Wickelschablone kann einen Freigabezustand aufweisen, in welchem die Begrenzungselemente voneinander getrennt sind bzw. nicht miteinander gekoppelt sind. In einem Freigabezustand kann die Wickelschablone dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit aus der Wickelschablone zu
entnehmen, um diese in eine Polnut des Stators des Elektromotors zu fügen.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Begrenzungsfläche gegenüber der Ausnehmungsfläche angewinkelt sein. Die Begrenzungselemente, insbesondere die Begrenzungsflächen und/oder die Ausnehmungsflächen der Begrenzungselemente, können dazu vorgesehen sein, eine Wickeltiefe des Spulendrahtelement bzw. der Spulendrahteinheit festzulegen.
Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine Wickeltiefe der
Spulendrahteinheit eingestellt werden.
Die Wickelschablone kann einen Durchbruch aufweisen. Das
Begrenzungselement kann einen Durchbruch aufweisen. Die Wickelausnehmung kann einen Durchbruch aufweisen. Der Durchbruch kann die Wickelausnehmung in zwei Teilbereiche trennen. Der Durchbruch kann die Wickelausnehmung begrenzen. Der Durchbruch kann dazu vorgesehen sein, ein
Ummantelungselement aufzunehmen, um das Spulendrahtelement bzw. die Spulendrahteinheit mittels dem Ummantelungselement zu ummanteln. Das Ummantelungselement kann als ein Klebestreifen bzw. ein Klebefilm ausgeführt sein. Das Ummantelungselement kann dazu vorgesehen sein, die
Spulendrahteinheit zu umgeben, um insbesondere ein Abschnitt des
Spulendrahtelements oder die Spulendrahtelemente zu bündeln. Das
Ummantelungselement kann dazu vorgesehen sein, ein Abwickeln der
Spulendrahteinheit zu verhindern. Das Ummantelungselement kann dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit elektrisch zu isolieren. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit festgelegt werden.
Die Wickelausnehmung kann einen Querschnitt aufweisen, welcher im
Wesentlichen trompetenartig, trapezartig, badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet ist.
Die Wickelschablone kann einen Wickelkern aufweisen, welcher dazu vorgesehen ist, von dem Spulendrahtelement umgeben zu werden. Das
Spulendrahtelement soll auf den Wickelkern aufgewickelt werden. Das
Spulendrahtelement bzw. die Spulendrahteinheit kann den Wickelkern in zumindest einer Ebene um 360° umgeben. Der Wickelkern kann mit zumindest einer der beiden Begrenzungselemente einstückig ausgebildet sein. Der Wickelkern kann die Begrenzungsfläche begrenzen. Der Wickelkern kann zwischen den beiden Begrenzungselementen angeordnet sein. Der Wickelkern kann die beiden Begrenzungselemente voneinander trennen. Der Wickelkern kann den Wickelbereich begrenzen. Der Wickelkern kann den Wickelfreiraum begrenzen. Der Wickelkern kann plattenförmig ausgebildet sein. Der
Wickelkörper kann flach ausgebildet sein. Der Wickelkörper kann rechteckförmig ausgebildet sein. Der Wickelkern kann als ein Wickelkörper ausgebildet sein. Der Wickelkern kann einen Mindestabstand des ersten Begrenzungselements gegenüber dem zweiten Begrenzungselement festlegen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Spulendrahteinheit bestehend aus einem Spulendrahtelement, wobei die Spulendrahteinheit eine Wickeltiefe aufweist, welche sich entlang der Spulendrahteinheit unterscheidet.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Wickelvorrichtung zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor umfassend eine Wickelschablone, ein Spulendrahtelement zum Umgeben bzw. Bewickeln der Wickelschablone und eine Wickelwerkzeugvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, das
Spulendrahtelement auf die Wickelschablone zu wickeln.
Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor mit der erfindungsgemäßen
Wickelvorrichtung. Zumindest ein Verfahrensschritt weist eine Bewicklung des Wickelfreiraums auf, um eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit zu ermöglichen.
Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Spulendrahteinheit und/oder einen Elektromotor erhältlich durch das erfindungsgemäße Verfahren. Die
Spulendrahteinheit weist eine Wickeltiefe bzw. eine Tiefenerstreckung auf, welche sich entlang der Spulendrahteinheit zumindest abschnittsweise unterscheidet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die
Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche
Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Hierbei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickelschablone,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Begrenzungselements der
Wickelschablone aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht einer Spulendrahteinheit,
Fig. 4 eine weitere Ansicht einer Spulendrahteinheit,
Fig. 5 eine weitere Ansicht einer Spulendrahteinheit links gemäß dem
Stand der Technik und einer Spulendrahteinheit rechts gemäß Fig. 3 mit deren Querschnitten A-A und B-B,
Fig. 6 eine Ansicht eines Stators mit der Spulendrahteinheit aus Fig. 3,
Fig. 7 eine weitere Ansicht des Stators und der Spulendrahteinheit aus
Fig. 6,
Fig. 8 eine weitere Ansicht des Stators und der Spulendrahteinheit aus
Fig. 7,
Fig. 9 eine weitere Ansicht des Stators und der Spulendrahteinheit in mehreren Ausführungsformen und
Fig. 10 weitere Ansichten der Spulendrahteinheit aus in mehreren
Ausführungsformen.
In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die erfindungsgemäße Wickelschablone 11 ist universell einsetzbar und eignet sich insbesondere zum Bewickeln von Spulendrahteinheiten 13 für
Elektromotoren. Derartige Elektromotoren sind universell einsetzbar und eignen sich insbesondere für handelsübliche drehangetriebene Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeugmaschinen, wie beispielsweise Bohrmaschinen, Winkelschleifer, etc.
Als Werkzeugmaschine eignet sich dabei sowohl eine stationäre
Werkzeugmaschine wie beispielsweise eine Tischkreissäge entsprechend den Anmeldungen DE 102010042016 oder US 2062969 A, als auch eine nicht- stationäre Werkzeugmaschine wie beispielsweise eine Handkreissäge entsprechend der Anmeldung DE 3740200 Al oder wie beispielsweise ein Rückentragbares Freischneidegerät entsprechend der Anmeldung DE 19616764 Al.
Die erfindungsgemäße Wickelschablone 11 (Fig. 1) ist zur Herstellung einer Spulendrahteinheit 13 für einen Elektromotor ausgebildet. Die Wickelschablone 11 weist einen die Wickelschablone 11 lösbar umgebbares Spulendrahtelement 15 und ein das Spulendrahtelement 15 aufzunehmbaren Wickelbereich 17 auf.
Die Wickelschablone 11 ist Teil einer Wickelvorrichtung, welche dazu
vorgesehen ist, zumindest bereichsweise mit einem Spulendrahtelement 15 umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement 15 ist lösbar verbindbar mit der Wickelschablone 11 ausgebildet. Die Wickelschablone 11 ist dazu vorgesehen, mit dem Spulendrahtelement 15 umwickelt zu werden, um eine
Spulendrahteinheit 13 zu bilden. Die Spulendrahteinheit 13 bildet ein Bündel 19 von Abschnitten eines Spulendrahtelement 15s, welche zumindest
abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und sich kontaktieren (Fig. 3 bis 5). Die Spulendrahteinheit 13 ist dazu vorgesehen, mit einem Stator 21 eines Elektromotors verbunden zu werden (Fig. 6 bis 8). Der Stator 21 des Elektromotors zumindest zwei Spulendrahteinheiten 13 auf. Die Spulendrahteinheit 13 ist dazu vorgesehen, zumindest abschnittsweise von einer Polnut 23 des Stators 21 aufgenommen zu werden (Fig. 8 bis 9). Die
Spulendrahteinheit 13 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in welchem die Spulendrahteinheit 13 von einer elektrischen Energie bzw. von einem elektrischen Strom durchflossen zu werden und ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die Spulendrahteinheit 13 bildet in zumindest einem Betriebszustand einen Elektromagnet.
Der Stator 21 ist aus einem Blechpaket 25 ausgebildet (Fig. 6 bis 9). Der Stator 21 kann mehrere parallel aneinandergereihte Bleche aufweisen, welche einander kontaktieren. Das Blechpaket 25 bildet den Stator 21.
Das Spulendrahtelement 15 weist ein als eine Isolationsschicht 27 ausgebildetes Isolationselement auf, um bei einer Bewicklung des Spulendrahtelementes 15 zu einer Spulendrahteinheit 13 gegenüber benachbarten Abschnitten des
Spulendrahtelements 15 eine elektrische Isolierung zu bilden. Das
Spulendrahtelement 15 ist aus Kupfer gebildet.
Der Wickelbereich 17 begrenzt das Spulendrahtelement 15 zumindest abschnittsweise. Der Wickelbereich 17 ist dazu vorgesehen, eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit 13 zumindest abschnittsweise derart zu begrenzen, dass die Spulendrahteinheit 13 mit einer Polnut 23 eines Stators 21 verbindbar ist. Der Wickelbereich 17 führt das Spulendrahtelement 15 zumindest abschnittsweise. Der Wickelbereich 17 ist zumindest abschnittsweise als ein Führungsbereich 29 ausgebildet sein, welcher dazu vorgesehen ist, das Spulendrahtelement 15 beim Bewickeln zu führen, um das Spulendrahtelement 15 zu einer Spulendrahteinheit 13 aufzuwickeln bzw. zu bewickeln.
Die Wickelschablone 11 weist einen Wickelfreiraum 31 auf, welcher dazu vorgesehen ist, den Wickelbereich 17 für das Spulendrahtelement 15 zumindest bereichsweise zu vergrößern. Der Wickelfreiraum 31 ist innenliegend
angeordnet. Der Wickelfreiraum 31 ist von zumindest zwei Seiten begrenzt.
Die Spulendrahteinheit 13 weist zwei Längsabschnitte 33 auf. Die
Spulendrahteinheit 13 weist zwei Querabschnitte 35 auf. Die Querabschnitte 35 schließen sich an die Längsabschnitte 33 an. Die Querabschnitte 35 weisen eine Wickeltiefe TI der Spulendrahteinheit 13 auf, welche größer ist als eine
Wickeltiefe T2 der Längsabschnitte 33 auf.
Die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit kann beispielsweise durch mehrere Bahnen eines Abschnitts eines oder mehrere Spulendrahtelemente 15 ausgebildet sein, welche parallel zueinander verlaufen und beispielsweise durch den Wickelfreiraum 31 definiert bzw. begrenzt werden. Die Spulendrahteinheit 13 weist eine erste Wickeltiefe TI auf. Die Spulendrahteinheit 13 weist eine zweite Wickeltiefe T2 auf. Die erste Wickeltiefe TI ist durch den Wickelfreiraum gebildet, indem das aufzuwickelnde Spulendrahtelement 15 zumindest im Bereich des Wickelfreiraums seitlich bzw. in Richtung der Wickeltiefe TI ausweicht und dadurch nicht direkt auf den vorherigen Abschnitt des Spulendrahtelements 15 aufgewickelt wird, sondern seitlich daneben zum Anliegen kommt. Dadurch wird die Wickeltiefe TI zumindest abschnittsweise bzw. im Bereich des
Querabschnitts 35 vergrößert. Beispielsweise ist in Fig. 5 (unten) zu sehen, wie sich die Querschnitte der erfindungsgemäßen Spulendrahteinheit 13 (rechts) gegenüber einer Spulendrahteinheit (links) ausgebildet ist. Die
Spulendrahteinheit aus dem Stand der Technik (Fig. 5a) ist dabei sowohl im Längsabschnitt als auch im Querabschnitt annähernd homogen ausgebildet bzw. weist eine Wickeltiefe T2 im Längsabschnitt 33 auf, welche in etwa einer Wickeltiefe Dl im Querabschnitt 35 entspricht. Die Wickeltiefe TI unterscheidet sich bei der erfindungsgemäßen Spulendrahteinheit 13 jedoch deutlich (Fig. 5b rechts unten).
In Fig. 5b ist insbesondere zu sehen, dass sich die Wickeltiefe TI des
Querabschnitts 35 gegenüber der Wickeltiefe T2 des Längsabschnitts 33 unterscheidet.
Die Spulendrahteinheit 13 weist zumindest abschnittsweise eine
Tiefenabweichung einer Wickeltiefe T2 des Längsabschnitts 33 gegenüber einer Wickeltiefe TI des Querabschnitt 35 in einem Bereich von mindestens 10 % bis maximal 25 %, wie beispielsweise etwa 15 bis 20 % auf.
Insbesondere kann die Spulendrahteinheit 13 gemäß Fig. 5a gegenüber der Spulendrahteinheit 13 gemäß der Fig. 5b im Schnitt A-A und/oder im Schnitt B-B eine Querschnittsfläche 77 aufweisen. Die Querschnittsfläche 77 bildet die gesamte Querschnittsfläche der Spulendrahteinheit 13. Vorzugsweise bleibt die Querschnittsfläche 77 sowohl bei Fig. 5a als auch bei Fig. 5b konstant.
Bevorzugt ändert sich ein Verhältnis einer Wickelbreite Bl, B2 gegenüber der Wickeltiefe TI, T2.
Beispielsweise kann die Spulendrahteinheit 13 im Querabschnitt 35 eine
Wickelbreite Bl von 2 Längeneinheiten und eine Wickeltiefe TI von 6
Längeneinheiten aufweisen und im Längenabschnitt 33 eine Wickelbreite B2 von 4 Längeneinheiten und eine Wickeltiefe TI von 6 Längeneinheiten aufweisen. Insbesondere kann sich die Wickeltiefe im Querabschnitt gegenüber der Wickeltiefe im Längsabschnitt um 33 % ändern bzw. verlängern. Dabei kann sich die Wickelbreite entsprechend der Wickeltiefe ändern bzw. verkürzen. Es kann sich folgende wie in den angefügten Tabellen (Beispiel 1 bzw. Beispiel 2) angegebenen Änderungen der Wickeltiefe bzw. der Wickelbreite ergeben. Tabelle 1: Beispiel 1
Figure imgf000015_0001
Tabelle 2: Beispiel 2
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Wobei in Beispiel 1 exemplarisch von 12 Abschnitten eines Spulendrahtelements
15, welches den Querschnitt A-A bzw. B-B passiert ausgegangen wird und in Beispiel 2 von 96 derartigen Abschnitten eines Spulendrahtelements. [LE] steht für Längeneinheiten und kann beispielsweise in einem Radius der
Spulendrahtelemente 15 gemessen werden. Die Änderung in % gibt die
Änderung der Wickelbreite TI gegenüber der Wickelbreite T2 wieder.
Der Wickelfreiraum 31 ist als eine Wickelausnehmung 37 ausgebildet (Fig. 1 bis 2). Die Wickelausnehmung 37 begrenzt eine Erstreckung der Wickelschablone 11. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, eine Wickeltiefe TI, T2 des Spulendrahtelements 15 bzw. der Spulendrahteinheit 13 zu vergrößern. Die
Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, eine Erstreckung der
Spulendrahteinheit 13 zu begrenzen. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 aufzunehmen. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, das Spulendrahtelement 15 zu führen. Die Wickelausnehmung 37 begrenzt eine Erstreckung des Wickelbereichs 17 der Wickelschablone 11.
Die Wickelschablone 11 weist ein Begrenzungselement 41, 41a, 41b mit zwei Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b und mit vier Ausnehmungsflächen 45, 45a,
45b auf. Das Begrenzungselement 41, 41a, 41b ist als eine Begrenzungsplatte ausgebildet und dazu vorgesehen eine Wickeltiefe T2 der Spulendrahteinheit 13 zu begrenzen. Die Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b sind gegenüber den Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b zurückversetzt. Die Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b sind gegenüber den Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b um mindestens 3 mm, und bis zu 7 mm zurückversetzt. Die Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b sind gegenüber den Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b parallel beabstandet angeordnet.
Die Wickelschablone 11 weist ein weiteres Begrenzungselement 41, 41a, 41b auf (Fig. 1). Das weitere Begrenzungselement 41, 41a, 41b ist analog zu dem Begrenzungselement 41, 41a, 41b ausgebildet und weist zwei weitere
Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b und vier weitere Ausnehmungsflächen 45,
45a, 45b auf.
Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind lösbar verbindbar ausgebildet. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind dazu vorgesehen, eine Wickeltiefe T2 der Spulendrahteinheit 13 festzulegen.
Die Ausnehmungsflächen 45, 45a bilden gegenüber den weiteren
Ausnehmungsflächen 45, 45b einen ersten Abstand Al. Die Begrenzungsflächen 43, 43a bilden gegenüber den weiteren Begrenzungsflächen 43, 43b einen zweiten Abstand A2. Der erste Abstand Al ist in einem Haltezustand der Wickelschablone 11 größer als der zweite Abstand A2. Dadurch kann der Wickelbereich 17 bereichsweise eine Wickeltiefe T2 der Spulendrahteinheit 13 in einem Längsabschnitt 33 ausbilden, welcher im Wesentlichen dem zweiten Abstand A2 entspricht und einen Querabschnitt ausbilden, welcher im
Wesentlichen dem ersten Abstand Al entspricht. Die Begrenzungsflächen 43, 43a und die Ausnehmungsflächen 45, 45a der beiden Begrenzungselemente 41, 41a, 41b bilden eine Negativform der Spulendrahteinheit 13. Die Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b und die Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b sind in einem Haltezustand einander zugewandt.
Die Wickelschablone 11 weist einen Haltezustand auf, in welchem die
Begrenzungselemente 41, 41a, 41b miteinander lösbar verbunden bzw.
gekoppelt sind. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b begrenzen in dem Haltezustand zumindest abschnittsweise den Wickelbereich 17. Die
Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind in dem Haltezustand zueinander beabstandet. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind in einem Haltezustand dazu vorgesehen, zumindest abschnittsweise eine Negativform der zu bewickelnden Spulendrahteinheit 13 zu bilden.
Die Wickelschablone 11 weist einen Freigabezustand auf, in welchem die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b voneinander getrennt sind bzw. nicht miteinander gekoppelt sind (Fig. 2). In einem Freigabezustand ist die
Wickelschablone 11 dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 aus der Wickelschablone 11 zu entnehmen, um diese in eine Polnut 23 des Stators 21 des Elektromotors zu fügen.
In einer alternativen Ausführungsform kann die Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b gegenüber der Ausnehmungsfläche 45, 45a, 45b angewinkelt sein.
Die Wickelschablone 11 weist zwei Durchbrüche 47, 47a, 47b auf. Die
Durchbrüche 47, 47a, 47b sind in dem Begrenzungselement 41, 41a, 41b angeordnet. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b sind in der Wickelausnehmung 37 angeordnet. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b trennt die Wickelausnehmung 37 in zwei Teilbereiche. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b begrenzt die
Wickelausnehmung 37. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b sind dazu vorgesehen, ein Ummantelungselement 49 aufzunehmen, um das Spulendrahtelement 15 bzw. die Spulendrahteinheit 13 mittels dem Ummantelungselement 49 zu ummanteln. Das Ummantelungselement 49 ist als ein Klebestreifen bzw. ein Klebefilm ausgeführt. Das Ummantelungselement 49 ist dazu vorgesehen, die
Spulendrahteinheit 13 zu umgeben. Das Ummantelungselement 49 ist dazu vorgesehen, ein Abwickeln der Spulendrahteinheit 13 zu verhindern. Das Ummantelungselement 49 ist dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 elektrisch zu isolieren.
Die Wickelausnehmung 37 weist einen Querschnitt Ql auf, welcher im
Wesentlichen trapezartig ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Wickelausnehmung 37 einen Querschnitt Ql aufweisen, welcher im
Wesentlichen trompetenartig, badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet ist. Der Querschnitt Ql ist entlang einer Ebene El gebildet, welche sich parallel zur Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b erstreckt (Fig. 2, Fig. 10).
In einer alternativen Ausführungsform kann die Wickelausnehmung 37 einen Querschnitt Q2 aufweisen, welcher sich orthogonal zu der Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b erstreckt und alternativ oder zusätzlich trapezartig ausgebildet ist. Prinzipiell kann dieser Querschnitt im Wesentlichen trompetenartig,
badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet sein. Der Querschnitt Q2 kann entlang einer Ebene E2 gebildet sein, welche sich orthogonal zur
Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b erstreckt (Fig. 2, Fig. 10).
Die Wickelschablone 11 weist einen Wickelkern 51 auf, welcher dazu
vorgesehen ist, von dem Spulendrahtelement 15 umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement 15 wird dabei um den Wickelkern 51 herum aufgewickelt. Das Spulendrahtelement 15 bzw. die Spulendrahteinheit 13 umgibt den
Wickelkern 51 in zumindest einer Ebene um 360°. Der Wickelkern 51 ist mit zumindest einer der beiden Begrenzungselemente 41, 41a, 41b einstückig ausgebildet. Der Wickelkern 51 begrenzt die Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b. Der Wickelkern 51 ist zwischen den beiden Begrenzungselementen 41, 41a, 41b angeordnet. Der Wickelkern 51 trennt die beiden Begrenzungselemente 41, 41a, 41b voneinander. Der Wickelkern 51 begrenzt den Wickelbereich 17. Der Wickelkern 51 begrenzt den Wickelfreiraum 31. Der Wickelkern 51 ist plattenförmig ausgebildet. Der Wickelkern 51 ist flach ausgebildet. Der
Wickelkern 51 ist rechteckförmig ausgebildet. Der Wickelkern 51 ist als ein Wickelkörper ausgebildet. Der Wickelkern 51 legt einen Mindestabstand des ersten Begrenzungselements 41, 41a, 41b gegenüber dem zweiten
Begrenzungselement 41, 41a, 41b fest. Die Polnut 23 des Stators 21 kann einen Polquerschnitt 71 aufweisen, welcher trichterförmig ausgebildet ist und beispielsweise symmetrisch (Fig. 9 unten, links und rechts) oder unsymmetrisch (Fig. 9 unten, mitte) ausgebildet ist.

Claims

Ansprüche
1. Wickelschablone zur Herstellung einer Spulendrahteinheit (13) für einen Elektromotor, mit einem die Wickelschablone (11) lösbar umgebbaren Spulendrahtelement (15) und mit einem das Spulendrahtelement (15) aufzunehmbaren Wickelbereich (17), gekennzeichnet durch einen
Wickelfreiraum (31), welcher dazu vorgesehen ist, den Wickelbereich (17) für das Spulendrahtelement (15) zumindest bereichsweise zu vergrößern.
2. Wickelschablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Wickelfreiraum (31) als eine Wickelausnehmung (37) ausgebildet ist, welche eine Erstreckung der Wickelschablone (11) begrenzt.
3. Wickelschablone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wickelausnehmung (37) eine Erstreckung des Wickelbereichs (17) der Wickelschablone (11) begrenzt.
4. Wickelschablone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wickelschablone (11) ein Begrenzungselement (41, 41a, 41b) mit einer Begrenzungsfläche (43, 43a, 43b) und mit einer Ausnehmungsfläche (45, 45a, 45b) aufweist, wobei die Begrenzungsfläche (43, 43a, 43b) gegenüber der Ausnehmungsfläche (45, 45a, 45b) zurückversetzt ist.
5. Wickelschablone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Wickelschablone (11) einen Durchbruch (47, 47a, 47b) aufweist.
6. Wickelschablone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Durchbruch (47, 47a, 47b) dazu vorgesehen ist, ein Ummantelungselement (49) aufzunehmen, um das Spulendrahtelement (15) bzw. die Spulendrahteinheit (13) mittels dem Umwandlungselement (49) zu ummanteln.
7. Wickelschablone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelausnehmung (37) einen Querschnitt aufweist, welcher im Wesentlichen trompetenartig, trapezartig,
badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet ist.
8. Wickelschablone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelschablone (11) einen Wickelkern (51) aufweist, welcher dazu vorgesehen ist, von dem Spulendrahtelement (15) umgeben zu werden.
9. Spulendrahteinheit bestehend aus einem, insbesondere einem einzigen, Spulendrahtelement (15), dadurch gekennzeichnet, dass die
Spulendrahteinheit (13) eine Wickeltiefe (TI) aufweist, welche sich entlang der Spulendrahteinheit (13) unterscheidet.
10. Wickelvorrichtung zur Herstellung einer Spulendrahteinheit (13) für einen Elektromotor umfassend eine Wickelschablone (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ein Spulendrahtelement (15) zum Umgeben der Wickelschablone (11) und eine Wickelwerkzeugvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, das Spulendrahtelement (15) auf die Wickelschablone (11) zu wickeln.
11. Verfahren zur Herstellung einer Spulendrahteinheit (13 für einen
Elektromotor mit einer Wickelvorrichtung nach Anspruch 10.
12. Elektromotor erhältlich durch das Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Spulendrahteinheit (13) eine Wickeltiefe (TI) aufweist, welche sich entlang der Spulendrahteinheit (13) zumindest abschnittsweise unterscheidet.
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