CN102714441B - 特别是用于多相电机的定子结构单元和用于制造这种定子结构单元的方法 - Google Patents

特别是用于多相电机的定子结构单元和用于制造这种定子结构单元的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多相电机的定子结构单元，具有多个单个利用线圈绕线的软磁定子段，这些定子段可与一个磁轭连接，其中，一个相的线圈串联，其特征在于，一个相的定子段形成定子段链，包括至少两个定子段，其线圈由无中断的绕组线形成。

Description

特别是用于多相电机的定子结构单元和用于制造这种定子结构单元的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分所述特征的用于多相电机的定子结构单元。
本发明还涉及一种用于制造这种定子结构单元的方法。
背景技术
电机，特别是感应式电机从现有技术中以极其不同的结构并为不同的用途已公开。这种类型的感应式电机此外也作为伺服电机在自动变速器中使用。这种感应式电机在此在低安装空间需求的情况下必须具有高功率密度。对定子结构单元的制造因此在所需的安装空间方面提出了非常高的要求。在制造这种类型的定子结构单元方面可以想到不同的方法。第一种可能性是从单个定子段形式的极包括环绕这些定子段绕线的单个线圈出发，其中，这样绕线的定子段可以高零件数预制并在需要时组合成定子结构单元。
由单个定子段组成的定子结构单元的分段结构例如由文献DE 10 2009004 391 A1预公开。由这些定子段构成的定子结构单元具有高的槽填充系数，因为绕线已经在预制的单元内进行并且不必考虑绕线工具的位置需求。这种结构的缺点在于，每个定子段产生两个接触部位并因此在具有确定数量这种段的定子上必须通过连线单元将相应数量的相接头和特别是高数量的触头布线连接。用于将单个绕线定子段的线圈布线连接的一种扩展方案是使用布线元件，它们作为冲压件安装在支承结构上或预先压力注塑包封地接合在线圈绕组头的端面上。在小电流时印制电路板也作为连线元件使用。用塑料特殊成型的支承体或线圈架通过定位和固定这些导电件支持布线连接。这些布线连接单元需要空间和产生的成本。
此外，高数量的触点造成相应高数量的接合作业用于与连线单元连接。每个单个的接合连接在此在制造时以及以后在运行中是潜在的故障源。
文献DE 10 2008 061 421 A1例如预公开了一种感应式电机的中央配电元件，其具有分配给各个相的母线，用于连接设置在电机定子内的同相线圈，并具有绝缘段内的母线，该母线具有圆形的保持槽，用于容纳对应的母线和使各个母线彼此绝缘。
如果连线的设置在作为环或在结构分段情况下由各个定子段几乎共同形成的磁轭的区域内进行，那么这种设置局限于匝数非常多并因此绕组线很细的电机上。但在多个的使用情况中，匝数较少并且绕组线的特征在于较粗和因此直径或其它尺寸较大。在极数较多的电机中，磁轭前面的安装空间对于布线连接来说不够，因此各个极线圈的布线连接必须在轴向上在线圈头的前面进行并需要相应的安装空间。此外，如果定子结构单元从布线连接侧压入到壳体内，则由于压入时增加位置需求而不能在磁轭区域内布线连接。
此外公知一种对一个相的多极整块绕线的方法。为此一般在线圈架的端面上规定固定点，它们在敷设绕组时作为折返点使用和/或固定线圈末端。绕组线环绕折返点敷设在此同样需要大的安装空间并导致导线长度和绕组损耗增加。
一种替换实施方式在于，环形的定子结构单元由退去绕组的板叠单元形成，其中，敞开的槽利用绕线针连续绕线并且随后取消退绕组并利用布线连接元件在轴向上在线圈架的前面引导绕组线的连接段。
在多个定子段利用一个绕线针绕线时，绕线工具在预先确定的槽区域内需要足够的操作空间。线圈由此不能相应填充槽空间，由此这种实施方式的特征在于槽填充系数小。相邻的形成极的定子段绕线时以加大的距离设置，由此，在周向上彼此相邻设置的线圈之间的连接过长，其在最终的定子组件内的特征在于增加了用于布置和固定的空间需求并增加了连线损耗。
此外几种公开的绕线方法仅用于通过相继的线圈的布置角度设置至少为90°来产生特定的极布置。
所公开的多个实施方式的共同之处在于，它们为了一个相的各个段和各个相相互之间的布线连接在轴向上在定子结构单元的前面或后面需要附加的安装空间。轴向上所需的附加结构长度在此通常为绕组线直径的数倍。此外，用于耦合或构成导电连接的相应连接元件相应地大并且增加了相电阻并因此增加了绕组损耗。
所公开的实施方式的另一个主要缺点在于，除了附加的安装空间需求外，制造开支以及用于实现单个线圈末端与连线元件本身之间的连接的开支非常大。
发明内容
因此，本发明的目的在于，对于具有单个绕线各自形成极的定子段的电机定子结构单元这样改进，使得定子结构单元的所需轴向结构长度包括所需连线在内很短并且相绕组的绕组阻抗低。其制造应可以最小的成本开支更大批量进行并根据可能性自动化进行。
依据本发明的解决方案的特点在于权利要求1的特征。依据本发明的方法的特点在于权利要求10的特征。有利的构成各自在从属权利要求中予以说明。
多相电机的定子结构单元具有多个周向上彼此相距地在构成槽的情况下设置并形成磁轭或可与磁轭连接的、用线圈绕线的单个软磁性定子段，其中，一个相的至少两个线圈是串联的，其特征在于，一个相的至少两个定子段形成至少一个定子段链，其中，其线圈和线圈的互相连接由至少一个连续的绕组线形成。由此，在定子段链的内部仅使用一条连续的绕组线或多条平行绕线的绕组线，它们在首端区域和末端区域具有为了与引线接触所需的相应接头。因此可以根据这种类型定子段链的数量将定子组件内所要实现的接触部位的数量最小化到相数上。此外存在的可能性是，利用依据本发明的解决方案预制地提供各个定子段链，全部定子段链然后相对于相应的磁轭或壳体定位并定向，或者在通过这些单个定子段构成磁轭的情况下将它们彼此相应定向。由于绕线的连续性，省去了一个相的串联的各个线圈的否则需要的接合部位、为事后的连线所需的连接元件和为设置它们所需的安装空间。因此，本发明定子结构单元的特点是轴向长度短。
有利的是，一个定子段链的至少两个定子段周向上彼此直接相邻设置，其中，这些定子段的线圈具有对反的绕线方向并且线圈之间的连接可以通过第一或第二类型的短连接段实现。第一与第二类型连接段之间的区别取决于一个相绕组的布置在前面的线圈的线圈末端的位置。如果前置的定子段上的线圈在与在该相绕组内后置的线圈共同的槽内终止，那么可以取得特别短的连接。该第一类型连接段是彼此相邻设置的线圈之间的所谓短的短连接，这种短连接通过从相绕组内前置的线圈的在共同槽前面的线圈末端到该相绕组内的后置线圈的首端引导绕组线来实现，其方式是，径向延伸的连接段内的线设置在相邻线圈的线圈头之间的凹陷内。
与在相绕组内后置的线圈的连接作为第二类型连接段而较长并首先经过前置线圈的线圈头延伸，因为前置线圈的最后匝在通过与另一相邻定子段的分界槽后终止。连接段的线走向然后在两个线圈头之间的凹陷内进入磁轭区域或头区域内并从那里引向在相绕组内后置的线圈的首端。
连接段的切向延伸的部分要么轴向上处于磁轭区域的前面，要么轴向处于定子组件的极靴区域的前面。
此外可选地或附加地存在的可能性是，一个定子段链的至少一部分定子段在周向上彼此相距大于一个定子段地设置，其中错位最好为180°。如果一个定子段链的部分定子段周向上彼此错位地设置，那么这些单个的部分形成定子段组。单个的定子段组各由至少一个定子段、最好多个定子段形成。定子段组之间的连接通过第一或第二类型的长连接段实现，其中，这些长连接段经过至少一个或多个设置在中间的定子段延伸。在此特别有利的是，这些单个的定子段组包括具有两个周向上彼此相邻设置的定子段的定子段对，其中，在这里，一个定子段对的定子段之间的绕线方向如已经介绍的那样是相反的。每个单个定子段组也可以由两个以上的定子段组成，其中，关于在周向上彼此相邻的定子段的绕线方向的说法在这里同样适用。通过长连接段存在这样的可能性：将一个相绕组的设置和固定在定子组件圆周上的不同位置上的定子段相耦合。由于能够建立特点在于周向上彼此相邻的定子段的线圈相连接的定子段链，得到建立定子段链的可能性，它们可以在定子组件的在周向上很大的延伸范围上延伸，在各个定子段的各个线圈之间没有接合部位并仅在各个定子段链的首端区域和末端区域上具有相应的接头。由此能够在单独使用第一或第二类型的短连接段的情况下预制和提供非常紧凑的定子段链并以简单方式以后组装成定子段组。这一点类似地也适用于具有长连接或长短连接组合的定子段链。
在一种有利的实施方式中，定子段链可以组合使用，这些定子段链的特点在于设置和构成具有相互耦合的、具有短连接和具有长连接的线圈的定子段。
在一种可选择的实施方式中可以想到，定子结构单元仅由具有短连接的定子段链构成。
为使轴向上所需的安装空间保持尽可能小，最好两个相继的单线圈之间的连接段到软磁性定子段的端面基本上具有轴向距离，该距离超出线圈头外表面的最大距离的量小于一个线厚度。
特别有利的是，一个定子段链的两个相继的线圈之间的连接段到单个定子段的端面在轴向上具有距离，该距离最大相当于线圈头表面的最大距离。由此将连连线敷设在轴向的线圈头区域内并在轴向上不需要附加的安装空间。后一种可能性的特点在于减少、特别是很大程度上避免连接段在轴向上在线圈头之外延伸。
为尽可能将连接先直接移位到定子结构单元平面上，实现定子段链的两个线圈之间的连接的连接段的至少一个部分区域至少部分地径向上设置在两个周向上相继设置的线圈头之间的凹陷内。由此存在的可能性是，第一和第二类型短连接段的引导仍在两个平行的、可通过线圈头外径描述的平面之间的距离内部移动或移动到线圈延伸段的轴向区域内。线走向的这种引导主要在这种情况下进行：最后的匝径向上不从槽的边缘上引出。如果不是这种情况并且线圈末端在槽的径向外边缘或内边缘上终止，则该在切向延伸的连接段中在轴向上在定子组件的磁轭区域或极靴区域的前面引导。
原则上当连接段在切线方向上和在轴向上在延伸的绕组线的线圈外层的匝延伸段的内部延伸时区分两种可能性，其中，第一种的特点在于，在绕线方向上前置的线圈的线圈末端从与在周向上后置的定子段和包围该定子段的线圈共有的槽中出来。第二种方式的特点在于，在绕线方向上前置的线圈的线圈末端从不共有的槽中和线的经过该线圈头向共有槽内前面的线圈头的凹陷的延伸中出来。特别是为了设置长连接段，标志特征的绕组线延伸沿各个在周向上设置的定子段这样进行，使得各个线圈本身上的由绕组类型决定并且通过上层的匝相对于下层的空间而留出的可供使用的空间被用于引导绕组线。特别是可利用线圈的无上层匝的区域。在这里也可以由此将长连接移到各个线圈的布置平面内。
定子段链的形成绕组的端部最好均匀地在周向上在圆周上分布并且端部对的数量相当于相数或相数的多倍。最好争取，尽可能将一个相的所有绕线的定子段设置在一个定子段链内。
长连接段之间的交叉点处于不同定子段组的两个线圈头之间的凹陷的区域内。由此存在的可能性是，在交叉点上将靠近软磁性定子段延伸的绕组线由处于其上面的绕组线压入凹陷内，从而使下面的线延伸段轴向变形而上面的线延伸段可以隔离距离地延伸，该距离相当于线圈头中的外层的距离。
作为绕组线最好使用圆线材。各个线圈本身的绕线为取得高填充密度而有利地多层地进行。
本发明方法基本上通过下面介绍的方法步骤确定：
-提供一些单个的绝缘的定子段芯和一个接收这些定子段芯的壳体；
-将一个定子段链的定子段在一绕线工具上定位；
-用一根绕组线产生该定子段链的线圈；
-将所有相的定子段链定位成一个环并定向/固定。
在绕线方法方面可以想到不同的可能性。它们的特点主要在于，或者使要绕线的定子段位置固定地设置而绕组线被引导，例如借助绕线针，或者使定子段相对于绕组线运动。两种可能性也可以在对定子段链绕线时实现。但通过第一种可能性原则上可以产生特别紧凑的定子段对，即在安装位置中周向上直接彼此相继设置的定子段。为绕线过程所使用的绕线工具包括支承装置，其具有用于定子段的至少两个不同的接收轴或支承轴，其中，用于对定子段链中的后随的定子段绕线的支承轴相对于一个相的前一定子段的支承轴相互成一个角度地倾斜，在该倾斜状态下在产生周向上相继的定子段的线圈之间的短连接段的情况下进行绕线。在此，根据结构而定，短连接段可以直接在这样定位的定子段的角度范围内产生，其中，然后在在安装位置中相同的定子段端部区域之间进行连接或者充分利用标志倾斜的角度。在后一种情况下，连接段描述定子段的在安装位置中在径向上不同的端部区域之间的连接。
在完成定子段链的加工后，可以将这些定子段再彼此定向并置于彼此相对的最终位置，这通过将支承轴翻转与前面的定子段的支承轴一个平面内进行。该过程在预制范围内进行，或者也可以通过将定子段的各自中间轴彼此相对翻转而在安装时才进行。
如果最好单个定子段链由在多极定子段区之间采用短的第一类型连接和第二类型连接以及长连接的多极定子段区形成，那么各个相的各个定子段链的装配依次进行。在此，简单的轴向运动就足以将第一要装配的相的定子段链定向。对于第二相，需要多个空间运动，它们的特点主要在于径向运动和轴向运动，而对于其它相，可以进一步改变各自的运动方向，其中，通过长连接允许不同的实施方案。
本发明解决方案可以用于，用绕线的定子段和每相至少两个定子段来建立各种不同的定子结构单元。该解决方案不局限于一定的电机类型、多极电机的一定的相数或极数。该电机可以是内转子或外转子电机。
附图说明
下面借助附图对依据本发明的解决方案进行说明。其中：
图1借助立体视图示出特别有利的实施方式中依据本发明的定子结构单元的一种有利的实施方式；
图2借助图1中定子段的一部分示出在周向上相继的两个线圈之间的短连接段的实现；
图3借助图1中的一部分示出一个定子段链的两个定子段组的定子段之间的长连接段的实施；
图4举例示出用于绕线的各个定子段的布置；
图5举例示出在工作位置中得到的定子段链B的线圈的布置和连线；
图6借助流程图示出依据本发明用于制造定子结构单元的方法的流程。
具体实施方式
图1借助立体视图以示意简化的视图示出在感应式电机中使用的依据本发明构成的定子结构单元1的基本结构。这种类型的电机优选作为伺服电机使用在自动变速器中并因此基于可供使用的安装空间以高功率密度为特征。感应式电机可以构造有外转子或内转子，其中，图1所示的定子结构单元1使用在具有内转子的感应式电机中。
该定子结构单元1包括多个定子段2，这些定子段也称为极并由齿区域和磁轭区域3组成。各个定子段2在圆周上形成定子组件的角度区段并在磁轭区域3内相互对接，其中，在所示的情况下，定子段大致在槽中部构成对接部位4。各个定子段2在构成槽的情况下在定子结构单元1的周向上彼此相邻设置并由软磁材料组成。磁轭3在壳体内的固定最好通过将预装配的定子组件压入这里未示出的壳体套筒内进行，其中，在此可以参考允许简单安装和更换各个定子段2的多种可能性。根据电机的多相构造，各个定子段2布置成定子段链，这些定子段链在这里在构造为用于三相感应式电机的定子结构单元1的情况下用A-C标记。在此，一个相各分配一个定子段链A-C。每个定子段链A-C由至少两个在构成线圈6情况下被绕线的定子段组成，其中，定子段链A-C的各个线圈分别串联并且依据本发明由一连续的绕组线7A-7C形成，也就是说没有接合部位。取代仅一根线，也可以平行卷绕两根或多根线。在所示情况下，定子结构单元1例如包括12个形成极的定子段2，其中，每个定子段链A-C分别分配四个这种定子段。定子段链A的定子段在这里采用2A1-2A4标记，定子段链B的定子段采用2B1-2B4标记并且定子段链C的定子段采用2C1-2C4标记。每个定子段2A1-2C4在此被一个线圈6A1-6C4绕线。相A的各个线圈6A1-6A4串联并通过一连续的绕组线7A无接头和中断或需要的连接地形成。这一点类似地也适用于分配给定子段2B1-2B4和2C1-2C4的线圈6B1-6B4、6C1-6C4。后者各自由绕组线7B和7C形成。每个定子段链A-C的特点在于两个定子段组，在图1所示的实施方式中呈定子段对8A、9A或8B、9B和8C、9C的形式。一个定子段组的各个定子段、特别是一个定子段链A-C的定子段对，成对地在周向上彼此直接相邻设置。在定子段链A的内部，定子段2A1、2A2形成定子段对8A，而定子段对9A则由定子段2A3和2A4形成。这一点类似也适用于分别由定子段2B1、2B2和2B3、2B4组成的定子段对8B和9B以及分别由定子段2C1、2C2和2C3、2C4组成的定子段对8C和9C和分配给它们的线圈6A1-6C4。
在此，一个定子段对的各个定子段，在这里为定子段对8A的2A1、2A2、定子段对8B的2B1、2B2、定子段对8C的2C1、2C2以及定子段对9A的2A3、2A4、定子段对9B的2B3、2B4和定子段对9C的2C3、2C4，在它们的用于8A的线圈6A1、6A2、用于8B的6B1、6B2和用于8C的6C1、6C2方面，各自的特点在于通过第一类型的短连接段10A、10B、10C实现的、借助绕组线7A-7C形成的连接。对于用于定子段对9A的线圈6A3、6A4、用于9B的6B3、6AB4和用于9C的6C3、6C4的连接，用11A-11C标记了第二类型的短连接段。定子段对，在这里例如是定子段链A的定子段对8A和定子段对9B，还通过形成长连接的、在这里第二类型的连接段12A相互耦合。一个定子段链A的各个定子段对8A和9A在此在周向上观察彼此相对置，也就是彼此以180°错位设置。定子段对的线圈，在这里是定子段对8A的6A1、6A2和定子段对9A的6A3、6A4，各自的特点在于相反的绕线方向，以保证产生的电场相应定向。这一点类似地也分别适用于定子段对8B的线圈6B1、6B2，定子段对9B的6B3、6B4、定子段对8C的6C1、6C2和定子段对9C的6C3、6C4。
通过长连接段12A-12C相互耦合的定子段对8A、9A或8B、9B和8C、9C，在依据图1的具体构造中的特点在于，在长连接段12A-12C的首端和末端上存在的线圈，在这里各自为6A2和6A3或6B2、6B3和6C2、6C3，具有相同的绕线方向。
所有线圈6A1-6A4、6B1-6B4和6C1-6C4最好为了取得高填充率而多层地用一圆形线材绕线。多层绕线的特点在于，以最佳方式充分利用可供使用的空间，方式是，上面的线圈层的匝被放入位于其下面的线圈层的凹处内并且绕组线7A-7C仅在线圈头上、也就是槽的外面相互交叉。
一个定子段组的至少两个在周向上相继的线圈，在这里是定子段对8A、9A、8B、9B或8C、9C，这样绕线，使得产生短连接的第一类型连接段10A-10C或第二类型连接段11A-11C在定子结构单元1安装好的状态下在轴向上不超出形成绕组头的线圈头。这以定子段对8A来为例介绍。在此，绕组线7A在第一类型短连接段10A的区域内的特点在于在线圈6A1、6A2的线圈头之间的凹陷内的径向走向。在特别有利的构造中，要通过短连接10A或11A相互耦合的线圈，在这里例如是定子段对8A的定子段2A1、2A2的线圈6A1、6A2，其端部这样构成，使得定子段2A1的线圈6A1的绕组在它们之间构成的公共槽14A的区域内终止并因此直接在径向上导入磁轭3的区域内以及在该半径上引到在定子段链A内串联地跟随的线圈、在这里是6A2的首端。
如果在绕线方向上处于前面的线圈、在这里例如是6A3没有在公共槽14A内终止，那么绕组线7A首先再次被引导经过该线圈6A3的绕组头，仿佛要跟着进行另一匝。在线圈头交叉终止时，连接11A在两个相邻线圈头之间的凹陷内径向导入磁轭区域内并在该半径上到达磁轭3的内圆周4的区域内的在绕组方向上后随的线圈6A4。
两个串联地相继的线圈，在这里是线圈6A1、6A2和6A3与6A4，其标志短连接的第一类型连接段10A或第二类型连接段11A因此部分地径向延伸，其中，该延伸大致在其对称线上在槽14A或14A的中部进行，利用两个相邻线圈头之间的凹陷。后面的线圈6A2或6A4的绕组各自在各个定子段、这里是2A2、2A4的径向外部区域上开始，也就是在轴向上处于磁轭3前面的区域内开始。根据槽14A的结构和线圈的形状，特别是梯形形状，线圈末端大多处于径向中部的槽区域内，也就是说，线圈的外层仅部分地填充。与定子段对9A的线圈6A3的第二类型长连接12A以特别有利的方式在不被线圈的外层利用的空间内在定子结构单元1的径向内部末端区域内进行。为此绕组线7A切向地在其它相的线圈头旁边从线圈6A2继续导向线圈6A3的方向。
因此，单个线圈之间的连接的走向中的这种切向连接段，特别是以定子段链A为例的第二类型短连接段11A和第二类型长连接段12A，与呈相应相关的定子段2A1-2A4形式的软磁极芯的端面具有距离，该距离相当于线圈6A1-6A4的外层内的绕组线7A的最大距离。
标志相应长连接的第二类型连接段，在这里是用于连接两个定子段对8A和9A的12A，在图1所示的定子结构单元1中在径向上在定子结构单元1的内圆周15的区域内从在周向上位于其间的其它相的定子段链B、C的定子段旁边经过。在此，对于连接段12A-12C，在轴向上分别利用可供使用的空间，该空间在各个线圈6A1-6A4绕线时保留没有上绕组或者说该空间没有在各个绕组内设置的、线圈头内的台阶。线圈头内或绕组头内的这些台阶由此产生，即外层或者说上层就各个定子段2A1-2A4的外圆周而言具有较少的匝并且它们径向上贴靠在定子结构单元1的径向外面。各个线圈的切线宽度在装入定子结构单元1内的状态下在径向上朝外圆周看比在定子结构单元1的内圆周15的区域内大。
各个定子段链A-C的标志长连接的第二类型连接段12A-12C分别在一个部位上交叉。在此，分别是两个定子段链例如A和B、A和C或B和C的长连接交叉。这些交叉点在这里用16.1-16.3标记并且最好同样处于相邻线圈头之间的凹陷的区域内，也就是交叉这样进行，使得在轴向上处于外部的和交叉的绕组线从前一线圈的最上层出发，经过一沿相同线圈的下层引导的另一绕组线。
各个定子段链A-C的绕组线7A-7C的各自端部分别用7A1和7A2或7B1、7B2和7C1、7C2标记，它们轴向上从定子段2A1-2C4的在工作位置中的轴向设置平面中导出。该定向最好在上层的区域内进行，其中，末端区域的固定和引导这样进行，使得其径向上在磁轭3的区域内受支承地引导并且径向上在中间方向上定向并在定子段2A1-2C4的延伸区域内从该最好在中间的区域在轴向上引出。
用于将一个相的绕组构造为整体相绕组、也就是无中断的各个特点在图2-3中以简化的示意图示出。
图2在此以详图示出线圈6A1-6A4之间的标志短连接的第一类型连接段10A的径向走向。对于各个定子段2A1和2A2，可以看出线圈6A1-6A2的构成，绕组线7A的端部区域7A1，它轴向上与定子段链C的绕组线7C的端部区域7C2一起成对地从定子段平面导出，其中，该导出在90°方向上从定子结构单元1的平面并因此基本上平行于定子结构单元1的中轴线M进行。此外可以看出端部区域7A1相对于定子段2A1的定向，该端部区域形成定子段链A的单个线圈6A1-6A4的通过绕组线7A实现的串联的始端区域，在其上构成的线圈6A1上相切于线圈6A1的上层17并从该匝区域出来进入间隙，在这里是定子段对9C的定子段的槽18。端部区域7A1固定在磁轭3的区域内或借助定子段2A1的线圈架的在这里由凸起形成的相应面区域19固定。
各个线圈6A1和6A2是多层绕线的，其中，上层分别放置在通过绕组线横截面形成的间隙内。环绕各个定子段2A1圆周的绕线与径向方向成一角度地进行。在此绕组线7A在安装位置上观察从定子结构单元的径向外部区域引向径向内圆周15的方向并再从该内圆周返回，其中，向在周向上与该线圈6A1串联的线圈6A2的过渡在径向上在磁轭3的内圆周4与定子结构单元的内圆周15之间进行。绕组线7A则通过连接10A从其末端区域一直延伸到槽14A内的线圈6A1径向向外在槽144A的区域内或平行于槽144A的中心线地引导到定子段2A2的径向外部磁轭区域内。该引导在这里在各个线圈6A1、6A2的线圈头之间通过绕组产生的凹陷内部进行。
关于第二类型短连接的说明可参阅图1中对线圈6A3、6A4之间的连接的说明。
绕组线7A的与第二类型相应的切向引导在这里针对线圈6A2的线圈末端示出。该末端在进入周向上的下一个槽内之前终止，该槽在定子段2A2与定子段链B的在周向上与定子段2A2相邻布置的定子段2B3之间形成。绕组线7A1的该引导同时包括在用于与这里未示出的定子段对9A耦合的第二类型长连接段12A的构成内。
图3借助图1中的细节举例示出台阶式构成的线圈头之前的较长连接12B的切向延伸。在此，在这里例如绕组线7B从定子段组8A的定子段2B2引向定子段组9B的定子段2B3。在此可以看出，沿着在周向上设置在它们之间的、相C和A的定子段，在所示部分中是定子段2C3、2C4、2A1、2A2，通过在各个线圈6C3、6C4、6A1、6A2上由于上层17与处于其下面的层20之间的台阶所设置的间隙21引导。该间隙相对于定子段的位置而言在工作位置中处于定子结构单元1的内圆周15的区域内。
在连接段12B与连接段12A的交叉点16.1上，连接段12A在线圈6A2的绕组横向上，其中，导向在线圈6A2的外层、特别是上层17上相切地至少部分地在径向上进行。该单个交叉点16.1最好处于线圈(在这里是6A2)的绕组层之间的台阶的区域内和不同线圈对(8A、9B)的两个线圈头之间的凹陷的区域内或直接与这些线圈头相邻。由此在交叉点16.1上，靠近软磁体延伸的绕组线(在这里是绕组线7B)可以被处于其上面的绕组线7A压入线圈6A2与6B3的线圈头之间的凹陷内，从而绕组线7B在长连接12B的延伸中轴向变形并且在其上面延伸的、长连接12A的线7A能够以与外线圈层的距离相当的距离延伸。在横向上的绕组线7B在此从切线方向出来向上折弯并在凹陷内在径向上导入磁轭区域内。
图1-3举例示出具有三个相和12个绕线极的特别有利地构成的定子结构单元1。但该定子结构单元也适用于其它的极数和绕线定子段布置。一个相的所有极也可以设置在一个圆周段上，由此取消长连接。但因为绕线方向改变，所以同样存在第一和第二类型的两种不同的短连接，它们正如已经介绍的那样可以进入单个线圈头之间的凹陷内。还可以想到改变极数以及相数或者定子结构单元仅构造有第一或第二类型的长连接。此外在绕组横截面大的情况下可以取代一根绕组线而使用多根平行卷绕的线。
在这种类型的定子结构单元的制造方面，原则上存在不同的可能性。但所有可能性的特点均在于，最好代表一个相的一个定子段链A-C的定子段各自仅具有一个无中断的绕组线(或平行绕线的线)7A、7B、7C，该绕组线构成串联的线圈6A1-6C4并且各个串联线圈6A1-6C4之间的连接保持尽可能短。图4以简化的示意图借助详图以连接段12A为例示出制造时的和作为预制的定子段链A的连接段的走向。图6借助信号流图示出用于制造定子结构单元1方法的流程。
在此，在第一方法步骤VA中，所有实施方式中均提供定子段链的定子段并在绕线工具上彼此定向。在绕线工具上的设置在图4中大大简化地针对定子段链A举例示出。各个定子段2A1-2A4的定向在周向上而言基本上相应于一种位置，定子段在完成的定子结构单元1内也以该位置彼此定向，其中，各个要通过长连接段12A相互连接的定子段对8A和9A设置在绕线工具的这里未示出的支架上的一平面中或该实际位置中。但轴向上的定向可以不同地构成。在此，定子段链的定子段用固定支架和固定定子段和在周向上可环绕各个定子段引导的绕线针进行绕线的结构与采用相对于绕组线旋转的定子段的结构不同。但绕组线7A的引导最好借助围绕位置固定的定子段的绕线针进行。
图4示出未示出的绕线工具的未示出的支架装置上的定子段链A的完成的绕线。仅示出用于各个定子段的支承轴T1-T4。用于在周向上彼此直接相邻的定子段2A1、2A2和2A3、2A4的支承轴T1、T2和T3、T4彼此成角度设置，其中，周向上相邻的定子段2A2和2A4的定子段的磁轭区域3分别从轴向平面相对于前面的定子段2A1和2A3在最好20°-90°的角度范围内翻转出来。对于具有多个要通过第一类型短连接段相互连接的定子段的定子段组，在工具上的设置和定向可以选择式地相互颠倒地进行。在这些支承和固定轴上设置和固定定子段并在后面的方法步骤VB中以所希望的方式围绕定子段链A的各个定子段2A1、2A2和2A3、2A4依次引导绕组线7A。在此，周向上彼此相邻设置的定子段2A1、2A2和2A3、2A4各自在不同的方向上绕线。与图1-3中的定子段链不同的是，在图2中示出定子段链的制造，其在第一线圈之后具有第二类型的短连接13A并随后在第二线圈之后具有第一类型的长连接，在第三线圈之后具有第一类型的短连接。定子段对8A和9A的顺序因此互换。图2所示的短连接11A在这里通过绕组线7A从定子段2A1的在安装位置时处于径向的内部区域相应导入从轴向平面翻转出来的径向外部区域而在定子段2A1上并因从而在后一线圈6A2上实现。关键是，在转移时改变绕线方向。如果依据图1定子段链A的特点在于周向上彼此相距或最好相对置的定子段对，那么为了实现长连接段13A，支架装置上的定子段组8A、9A之间的过渡同样最好沿圆形段或平面引导。其它定子段链B、C可以类似制造。支承轴在一种有利的工具方案中可以在定子段绕线之后这样翻转，使得相邻定子段的极头之间的张角减小到最终值并出现所追求的小的槽缝隙。
在对各个定子段链A-C通过一唯一绕组线7A-7C进行绕线和产生各个串联的线圈后，它们以预装配形式存在，它们现在在方法步骤VC中可以相对于环形的磁轭3定向。在此，单个的定子段链A-C(在这里例如定子段链B)的安装、定向和/或固定如图5所示通过轴向上简单的插入运动进行。各个定子段2B1、2B2和2B3、2B4在此翻转到一轴向平面中，在该平面中它们在径向上定向。
对于下个要安装的定子段链A或C则需要多个的叠加的运动，以保证安装，这里涉及轴向和径向运动，而对于最后的定子段链A或C则为安装而需要相应的另一方向分量。特别是为了安装最后的定子段链需要定子段对在径向上的短时间偏转。
根据定子段磁轭区域之间连接的结构而定，这种连接可以力锁合或材料锁合地进行并因此是可拆卸的或不可拆卸的。
依据本发明的用于加工的方法借助信号流图在图6中示出。图6在此在方法步骤VA中示出提供工具并在工具上将各个定子段定向，在方法步骤VB中示出绕线过程并在方法步骤VC中示出装配成一个可以装入到壳体内的环。
附图符号

Claims (8)

1.用于多相电机的定子结构单元(1)，具有多个单个的、在周向上彼此相距地在构成槽(14A、18)的情况下设置并用线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)绕线的软磁性的定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)，其中，一个相的至少两个线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)串联，其特征在于，一个相的至少两个定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)形成至少一个定子段链(A、B、C)，其中，所述至少两个线圈的其中一个(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)和所述至少两个线圈的另一个(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)的互相连接由一连续的绕组线(7A、7B、7C)或由至少两个平行绕线的绕组线(7A、7B、7C)形成，所述定子段链(A、B、C)的两个相继的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)之间的连接段(10A、10B、10C、11A、11B、11C、12A、12B、12C)的至少一部分连接段到定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的端面轴向上具有距离，该距离超出各个线圈(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的外层(17)到所述定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的端面最大距离的量不足一个绕组线厚度。
2.按权利要求1所述的定子结构单元(1)，其特征在于，一个定子段链(A、B、C)的两个相继的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)之间的连接段(10A、10B、10C、11A、11B、11C、12A、12B、12C)的至少一部分连接段到定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的端面轴向上具有距离，该距离最多相当于单个线圈(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的外层(17)到所述定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的端面的最大距离。
3.按权利要求1所述的定子结构单元(1)，其特征在于，一个定子段链(A、B、C)的至少两个定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)在周向上彼此直接相邻设置，其中，这些定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)具有对反的绕线方向并且这些线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)之间的连接通过第一类型或第二类型的短连接段(10A、10B、10C、11A、11B、11C)进行，其中，在第一类型的短连接段(10A、10B、10C)的情况下，相绕组内的布置在前面的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)在通过与布置在后面的定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)共同的槽之后终止，而在第二类型的短连接段(11A、11B、11C)的情况下，相绕组内的布置在前面的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)在进入与布置在后面的定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)共同的槽之前终止并且绕组线(7A、7B、7C)必须通过所述布置在前面的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)引导。
4.按权利要求1所述的定子结构单元(1)，其特征在于，一个定子段链(A、B、C)的定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)在周向上形成相互错位多于一个定子段、180°地布置的由各至少一个定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)组成的定子段组(8A、8B、8C、9A、9B、9C)，这些定子段组(8A、8B、8C、9A、9B、9C)之间的连接通过第一或第二类型的长连接段(12A、12B、12C)进行，其中，在第一类型长连接段的情况下，一个定子段组(8A、8B、8C、9A、9B、9C)的最后的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)在通过与布置在后面的另一定子段链(A、B、C)的定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)共同的槽之后终止，而在第二类型长连接段(11A、11B、11C)的情况下，一个定子段组(8A、8B、8C、9A、9B、9C)的最后的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)在进入与布置在后面的另一定子段链(A、B、C)的定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)共同的槽之前终止并且绕组线(7A、7B、7C)必须通过这些线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)引导。
5.按权利要求1–4之一所述的定子结构单元(1)，其特征在于，形成一个定子段链(A、B、C)的两个线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)之间的连接的连接段(10A、10B、10C、11A、11B、11C、12A、12B、13C)的至少一个部分区域至少部分地在径向上在定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)的两个周向上彼此相邻设置的线圈头之间的凹陷(14A、18)内延伸。
6.按权利要求1–4之一所述的定子结构单元(1)，其特征在于，形成一个定子段链(A、B、C)的两个线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)之间的连接的连接段(10A、10B、10C、11A、11B、11C、12A、12B、13C)的至少一个部分区域至少部分地在切线方向上在线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)的径向内部区域中延伸并且在轴向上设置在线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)的外层(17)的匝的延伸段的内部。
7.按权利要求1–4之一所述的定子结构单元(1)，其特征在于，两个定子段链(A、B、C)的长连接段(12A、12B、12C)的交叉区域(16.1、16.2、16.3)设置在两个相邻定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)的线圈(6A1-6A4、6B1-6B4、6C1-6C4)的线圈头之间的凹陷内。
8.按权利要求1–4之一所述的定子结构单元(1)，其特征在于，各个定子段(2A1-2A4、2B1-2B4、2C1-2C4)被多层地绕线。
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