CN108448771A - 用于定子线圈的线圈段和制造线圈段的方法 - Google Patents

Abstract

本文要求保护一种线圈段、尤其用于定子线圈的线圈段，其中该线圈段具有导体束，其中该导体束具有多个电导体，其中该导体束具有形状配合构造，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。此外，本文要求保护一种用于制造定子线圈的方法。本发明的主题还包括一种具有根据本发明的线圈段的定子线圈、一种具有根据本发明的定子线圈的机器、以及一种具有根据本发明的机器的车辆。

Description

用于定子线圈的线圈段和制造线圈段的方法

技术领域

本发明涉及一种线圈段、尤其用于定子线圈的线圈段，其中该线圈段具有导体束，其中该导体束具有多个电导体。本发明还涉及相应的定子线圈。

背景技术

电动机和发电机的定子通常配备有定子线圈。

现有技术中已知各种不同的定子线圈的卷绕技术，包括针刺技术、锭翼技术、发针技术、或拉入技术。在发针技术中，定子线圈的绕组头部由被称为发针的线圈段构造而成。这些发针是弯曲成U形并且具有两个开口端部的导体。中央部分区域(也就是说，导体的封闭端部)被称为头部。在发针技术中，尤其是导体在封闭端部处(也就是说，在发针的头部处)的弯曲在制造技术方面要求很高并且成本昂贵。

线圈段以其开口端部区域插入到定子铁芯的凹槽中。线圈段的封闭端部突出超过定子铁芯并形成绕组头部形式的线圈端部。

定子用于电动机器。具体地讲，在用于移动应用(例如机动车辆)的电动机器中，需要使电动机器以及因此的定子和定子线圈尽可能紧凑。另一方面，电动机器由于在定子的电金属片和定子绕组中产生热量而存在损耗。虽然这些热损耗可以通过选择金属片和绕组的构型来降低，但即使具有最佳的构型，也仍然需要耗散热能。为了防止电动机器的定子温度不超过所使用材料的极限温度，有必要为定子提供冷却装置。

空气冷却系统在现有技术中是已知的。然而，特别是由于定子的紧凑设计以及因此小的冷却表面，所述冷却系统效率不高并且不足以冷却具有高功率密度的电动机器。

此外，现有技术中已知的流体冷却系统借助于圆柱形外护套或借助于定子的圆柱形内护套提供定子冷却。替代性地，已知以下流体冷却系统，其中冷却流体在设置于定子金属片中的管道中被引导。然而，管道的集成需要增大金属片截面并因此需要更大的定子体积。

文献US 2014/0115876 A1披露了一种线圈段和一种用于制造线圈段的相应方法，该方法允许减小定子体积。为此，首先使导体束旋转，其方式使得导体束的独立导体相对于彼此以滑动的方式保持可移动，然后预成形，并且最终借助于压缩模制方法被压缩形成基本上U形的线圈段。由于导体的旋转，其中这些导体相对于彼此以滑动的方式保持可移动，从而可获得头部具有相对较小的曲率半径的导体束。因此，在卷绕在定子铁芯上的过程中突出的线圈段的部分减小，由此可获得体积相对较小的定子。

发明内容

该发明的不足之处是，尽管它允许定子有相对紧凑的设计，但不能提供以节省安装空间的方式有效地冷却定子的解决方案。

因此，本发明的目的是获得一种允许定子具有紧凑设计并且以节省安装空间的方式有效地冷却定子的线圈段。

该目的是借助于一种线圈段、尤其用于定子线圈的线圈段来实现的，其中该线圈段具有一导体束，其中该导体束具有多个电导体，其中该导体束具有形状配合构造，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。

与现有技术相比，根据本发明的线圈段具有以下优点，它允许定子具有节省安装空间的设计、同时具有有效的冷却。

通过参考附图，从下述2-7、9-10和14-17及说明中可以发现本发明的多个有利改进和发展。

电导体可以被实施为刚性电导体或柔性电导体。柔性电导体优选地由圆线(也称为绞合导体)来实施。根据本发明的绞合导体表示由多根独立的线构成的电导体。这些独立的线优选地是细的并且由铜预制而成。在下文中，导体也被称为绞合导体发针。

在本发明的一个优选实施例中，导体束被压制成特定的形状。例如，导体束可以基本上被压缩成U形、并且具有两个基本上直的端部区域以及在这两个端部区域之间形成的一个弯曲的中央区域。该中央区域优选地被成形的方式使得使用线圈段可以对该定子铁芯进行紧密的卷绕。这使得可以有利地获得具有高填充因数的定子。

在一个优选实施例中，这两个端部区域和在这些端部区域之间形成的该中央区域处于一个平面中，即导体束的主平面中。在替代实施例中，第一端部区域处于该导体束的主平面中，并且第二端部区域处于与该主平面间隔开的平行平面中。具体地讲，该中央区域被成形的方式使得这两个端部区域沿彼此垂直的两个方向彼此间隔开，即，该导体束在这两个端部区域与该中央区域之间的接合处分别具有至少一段弯曲部。

该导体束在一侧上优选地具有用于进给冷却剂的凹口。在一个优选实施例中，该导体束在与这一侧相对的一侧上具有用于进给冷却剂的第二凹口。例如，该导体束在平行于主平面的每一侧上都具有凹口。在一个替代实施例中，该导体束还在与该导体束的主平面垂直的至少一侧上具有用于进给冷却剂的另外的凹口。

在本发明的另一个优选实施例中，该导体束具有绝缘体。

该绝缘体由绝缘材料(例如塑料)构成。该绝缘材料优选地耐冷却剂。该绝缘体可以同轴地、至少沿着该导体束的纵向截面围绕该导体束。替代性地，该绝缘体可以同轴地、沿着该导体束的整个长度围绕该导体束。

在本发明的另一个优选实施例中，该导体束在至少一个端部区域中具有矩形截面。在本发明的替代优选实施例中，该导体束在至少一个端部区域中具有非矩形截面。

该非矩形截面优选地是环形段。在替代优选实施例中，该非矩形截面是梯形。该梯形优选地是等边对称的梯形。还可以设想其他的截面，例如圆形、圆形段、以及多边形。

因此有利地可以获得适于定子凹槽截面的线圈段。具体地讲，这可以获得将凹槽的截面填充至最佳程度的线圈段。因此，能够以增大的填充因数来卷绕线圈、尤其定子线圈。

两个端部区域优选地均具有矩形截面，或者两个端部区域优选地均具有非矩形截面。该第一端部区域的截面具有例如与该第二端部区域的截面相同的尺寸。

在本发明的另一个优选实施例中，该导体束的第一端部区域具有第一几何形状，并且第二端部区域具有与该第一几何形状不同的第二几何形状。

例如，该导体束的第一端部区域具有第一宽度和第一高度的矩形截面，而该导体束的第二端部区域具有第二宽度和第二高度的矩形截面。然而，还可以设想该第一高度对应于该第二高度。

在替代优选实施例中，该导体束的第一端部区域具有第一尺寸的非矩形截面，而该导体束的第二端部区域具有第二尺寸的非矩形截面。具体地讲，该第一端部区域可以具有呈第一内半径和第一外半径以及第一角度的环形段形式的截面。该第二端部区域可以具有呈第二内半径、第二外半径和第二角度的环形段形式的截面。第一内半径与第一外半径之差优选地对应于第二内半径与第二外半径之差。在一个优选实施例中，第一内半径基本上对应于第二外半径。第一角度优选地对应于第二角度。在替代实施例中，第一端部区域和第二端部区域具有梯形截面，其中该梯形是等边对称的。在这种情况下，第一端部区域的梯形截面优选地具有第一高度，并且第二端部区域的梯形截面具有与该第一高度相对应的第二高度。在这种情况下，截面的宽度被选择成使得如果第一端部区域的截面和第二端部区域的截面以平行侧彼此上下叠置，则形成梯形。

还可以设想，第一端部区域具有矩形截面，并且第二端部区域具有非矩形截面。

由于导体束的这两个端部区域具有不同的几何形状，因此可获得不对称的线圈段。这允许线圈段与定子设计的最佳适配。具体地讲，当定子在第一层中缠绕有第一端部区域并且在第二层中缠绕有第二端部区域时，可以考虑定子凹槽的非矩形截面。

在本发明的替代优选实施例中，导体束的第一端部区域具有第一几何形状，并且第二端部区域具有与第一几何形状相对应的第二几何形状。

在本发明的另一个优选实施例中，这些电导体各自具有绝缘体。由于导体彼此绝缘，因此有利地避免了导体之间不期望的电流。

在一个优选实施例中，导体束具有彼此绝缘的多个绞合导体或圆线。

本发明的另一个主题是定子线圈，其中该定子线圈具有多个如下述1至6中的一项所述的线圈段，其中定子线圈还具有定子铁芯，并且其中该定子铁芯具有用于接纳这些线圈段的端部区域的多个凹槽，其特征在于，至少两个端部区域彼此面对地安排在这些凹槽中，其方式使得这些线圈段的两个凹口形成冷却导管。

通过这种方式，可以有利地获得允许对定子进行有效冷却、同时具有较小的总体积的定子线圈。通过这种方式，可以有利地使电动机器以相对较高的转速和相对较高的功率密度运行，而不超过所涉及的材料的温度极限值。通过这种方式，可以实现与现有技术相比更加强劲的电动机器。

该定子铁芯优选地基本上呈圆柱形。该定子铁芯优选地由分层的叠层线圈构成，其中独立的叠层优选地相对于彼此绝缘。因此，有利地抑制了涡流。这些线圈段以其端部区域被引入定子铁芯的凹槽中。在这种情况下，每个凹槽优选地具有至少两个端部区域。这些端部区域可以在凹槽内沿径向方向彼此上下地安排。替代性地，这些端部区域优选地沿相对于圆柱轴线垂直的方向在凹槽内彼此上下地安排。在这种情况下，这些端部区域至少形成第一层和第二层。线圈段的这两个端部区域优选地被安排在两个不同的凹槽中，其结果是第一线圈段的端部区域将搁置在凹槽内的第二线圈段的端部区域上。

位于一个凹槽内的这两个端部区域优选地彼此上下地安排，其方式使得至少位于这些端部区域处的凹口在该凹槽内形成导管。这个导管适合于引导冷却剂。这些凹口优选地相对于该定子铁芯的圆柱轴线平行地延伸，其结果是在该凹槽内产生相对于该定子中的圆柱轴线平行延伸的至少一个冷却剂导管。

在本发明的另一个优选实施例中，至少一个凹槽具有宽度变化的截面，其中具有第一几何形状的至少一个端部区域和具有第二几何形状的至少一个端部区域被安排在该至少一个凹槽中，其方式使得该凹槽的截面被这至少两个端部区域填充至最佳程度。

该定子凹槽的截面取决于安装有该定子的电动机器。该定子凹槽通常具有基本上矩形的截面，其中该截面的指向径向方向的侧面比垂直于其延伸的侧面短。也就是说，该定子凹槽的截面的宽度小于该定子凹槽的截面的长度。然而，还可以设想，该截面具有比其长度更大的宽度。这些端部区域在该凹槽中至少形成第一层和第二层，其中该第一层的端部区域优选地具有第一几何形状，并且该第二层的端部区域具有第二几何形状。

在一个替代实施例中，该定子凹槽具有基本上对称的等边梯形截面，即，该凹槽的宽度径向向外渐增。替代性地，可以设想，该凹槽的宽度径向向外渐缩。

例如，被安排在具有径向向外渐增的梯形截面的凹槽中的端部区域具有对称的等边梯形截面。凹槽的截面积被安排于其中的线圈段最佳地填充得以实现所借助于的事实例如是：这些端部区域的截面具有与该凹槽的截面相同的梯形角度，并且该第一层的端部区域具有的截面宽度小于该第二层的端部区域。

替代性地，被布置在具有梯形截面的凹槽中的端部区域具有呈环形段形式的截面，其中该第一层的端部区域具有的截面宽度小于该第二层的端部区域。

根据本发明，还可以在凹槽中安装多于两层的端部区域，其中至少两个端部区域的几何形状彼此不同。在这种情况下，具有不同几何形状的这两个端部区域可以与一个线圈段相关联，并且因此该定子铁芯可以装配有不对称的线圈段。替代性地，该定子铁芯可以装配有不同设计的对称线圈段，其中第一设计的线圈段具有第一几何形状的端部区域，并且第二设计的线圈段具有第二几何形状的端部区域。

在本发明的另一个优选实施例中，该至少一个凹槽具有这样的截面：该截面具有第一宽度的区域和具有不同于该第一宽度的第二宽度的区域，并且其中具有与该第一宽度相对应的宽度的至少一个第一区域和具有与该第二宽度相对应的宽度的至少一个第二区域被安排在该至少一个凹槽中，其方式使得该凹槽的截面被该至少两个端部区域填充至最佳程度。

根据本发明，该至少一个凹槽基本上实施为T形。在这种情况下，宽度相对较小的区域沿径向被安排在内侧，并且宽度相对较大的区域沿径向被安排在外侧。宽度基本上对应于相对较小宽度的至少一个端部区域被安排在宽度相对较小的区域中。宽度基本上对应于相对较大宽度的至少一个端部区域被安排在宽度相对较大的区域中。例如，具有相对较小宽度的区域可以具有基本上对应于相对较小宽度的两层端部区域。例如，具有相对较大宽度的区域可以具有基本上对应于相对较大宽度的两层端部区域。这种设计可以转换为任何期望的层数。

在这种情况下，这些端部区域可以具有矩形或非矩形的截面。

在一个优选实施例中，该定子铁芯具有两种设计的线圈段，其中第一设计的线圈段具有第一截面几何形状的端部区域，并且其中第二设计的线圈段具有与第一截面几何形状不同的第二截面几何形状的端部区域。

在替代实施例中，该定子铁芯具有一种设计的线圈段，其中这些线圈段各自具有第一几何形状的端部区域和不同于该第一几何形状的第二几何形状的端部区域。该定子铁芯因此装配有不对称的线圈段。

本发明的另一个主题是一种用于制造根据下述1至5中的一项所述的线圈段的方法，其中在第一步骤中，将多个电导体结合形成导体束，并且其中在第二步骤中，借助于压缩模制方法使该导体束成形，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。

通过这种方式，对于线圈段有利地可获得一种简单且具有成本效益的制造方法。具体地讲，整个线圈段有利地被压缩成所需的形状，其结果是省去了成本密集且成本高昂的中央部分的弯曲部或线圈段的头部。此外，通过根据本发明的方法可获得一种用于简单且具有成本效益地制造在安装空间方面优化的具有有效冷却的定子的线圈段。有利地，可获得一种简单且具有成本效益的方法，该方法允许制造在几何形状上适配凹槽的几何形状的线圈段。

可以无序地将电导体组合以形成导体束。这些电导体有利地组合为相对于彼此略微旋转，其结果是该导体束在压缩模制之前不会散开。此外，扭曲减小或抑制了电流位移效应和/或凹槽场位移效应。

压缩模制借助于具有模子和模具的压缩模制装置进行，其中模子具有待制造的线圈段形式的反向凸纹，并且模具具有对应的正向凸纹。在这种情况下，模子的反向凸纹具有至少一个突出部。在一个优选实施例中，正向凸纹也具有至少一个对应的突出部。在这种情况下，导体束被放置在模子的反向凸纹中、并且借助于模具被压缩成预定义的形状。模子和/或模具的突出部在此提供具有用于进给冷却剂的一个或两个凹口的线圈段。

在本发明的一个优选实施例中，该导体束在压缩模制方法过程中被烘烤和/或焊接。

因此，有利地增加了线圈段的机械稳定性，而不需要进一步的处理步骤。通过这种方式，有利地可获得一种用于制造由导体束构成的稳定线圈段的高效且省时的方法。

在本发明的替代优选实施例中，在压缩模制方法之后，该导体束在第三步骤中被烘烤和/或焊接。

因此，在第三处理步骤中，增加了线圈段的机械稳定性。烘烤或焊接过程的处理条件可以通过单独的处理步骤来优化。例如，烘烤和/或焊接可以在与压缩模制装置分开的装置中进行。

在本发明的另一个优选实施例中，导体束配备有绝缘体。

优选地，在压缩模制之前将绝缘材料放置在导体束周围、并且在压缩模制步骤中与该导体束一起被压缩。替代性地，在压缩模制之后，并且如果合适的话，在烘烤和/或焊接之后，导体束配备有绝缘材料护套。

在本发明的另一个优选实施例中，该导体束的这两个端部区域被缩短至特定的长度。

在本发明的一个优选实施例中，该导体束的端部区域的缩短在压缩模制步骤过程中进行。在本发明的一个替代实施例中，将该导体束的端部区域切割成一定长度是在压缩模制步骤之后进行的。

总体上，本发明公开了下述1、8和11-13所记载的技术方案，下述2-7、9-10和14-17中记载了本发明的优选技术方案：

1.一种线圈段、尤其是用于定子线圈的线圈段，其中该线圈段具有一导体束，其中该导体束具有多个电导体，其中该导体束具有形状配合构造，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。

2.根据上述1所述的线圈段，其中该导体束具有绝缘体。

3.根据前述1和2中的一项所述的线圈段，其中该导体束在至少一个端部区域中具有矩形截面。

4.根据前述1至3中的一项所述的线圈段，其中该导体束在至少一个端部区域中具有非矩形截面。

5.根据前述1至4中的一项所述的线圈段，其中该导体束的第一端部区域具有第一几何形状，并且其中第二端部区域具有与该第一几何形状不同的第二几何形状。

6.根据前述1至4中的一项所述的线圈段，其中该导体束的第一端部区域具有第一几何形状，并且其中第二端部区域具有与该第一几何形状相对应的第二几何形状。

7.根据前述1至6中的一项所述的线圈段，其中这些电导体各自具有绝缘体。

8.一种定子线圈，该定子线圈具有多个根据前述1至7中的一项所述的线圈段、还具有定子铁芯，其中该定子铁芯具有用于接纳这些线圈段的端部区域的多个凹槽，其特征在于，至少两个端部区域彼此面对地安排在这些凹槽中，其方式使得这些线圈段的两个凹口形成冷却导管。

9.根据上述8所述的定子线圈，其中至少一个凹槽具有宽度变化的端部区域，并且其中具有第一几何形状的至少一个端部区域和具有第二几何形状的至少一个端部区域被安排在该至少一个凹槽中，其方式使得该凹槽的截面被这至少两个端部区域填充至最佳程度。

10.根据上述9所述的定子线圈，其中该至少一个凹槽具有这样的截面：该截面具有第一宽度的区域和具有不同于该第一宽度的第二宽度的区域，并且其中具有与该第一宽度相对应的宽度的至少一个第一区域和具有与该第二宽度相对应的宽度的至少一个第二区域被安排在该至少一个凹槽中，其方式使得该凹槽的截面被这至少两个端部区域填充至最佳程度。

11.一种机器，该机器具有至少一个根据前述8至10中的一项所述的定子线圈。

12.一种车辆，该车辆具有至少一个根据上述11所述的机器。

13.一种用于制造根据前述1至7中的一项所述的线圈段的方法，其中在第一步骤中，将多个电导体相结合以形成导体束，并且其中在第二步骤中，借助于压缩模制方法使该导体束成形，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。

14.根据上述13所述的方法，其中在该压缩模制方法的过程中，该导体束被烘烤和/或焊接。

15.根据上述13所述的方法，其中在该压缩模制方法之后，该导体束在第三步骤中被烘焙和/或焊接。

16.根据前述13至15中的一项所述的方法，其中该导体束配备有绝缘体。

17.根据前述13至15中的一项所述的方法，其中该导体束的该两个端部区域被缩短至特定的长度。

附图说明

在附图中以及在参考附图而对多个优选实施例进行的以下说明中，可以发现本发明的进一步的细节、特征和优点。附图在此仅仅展示了本发明的多个示例性实施例，其不对本发明的基本概念进行限制。

图1a是根据本发明的优选实施例的线圈段的示意图示。

图1b是根据本发明的优选实施例的线圈段的截面的示意图示。

图1c是根据本发明的优选实施例的不对称线圈段的示意图示。

图2a是根据本发明的优选实施例的定子凹槽和安排在其中的线圈段的示意图示。

图2b是根据本发明的替代优选实施例的定子凹槽和安排在其中的线圈段的示意图示。

图2c是根据本发明的替代优选实施例的定子凹槽和安排在其中的线圈段的示意图示。

图2d是根据本发明的替代的优选实施例的定子凹槽和安排在其中的线圈段的示意图示。

图3a是根据本发明的优选实施例的定子铁芯的绕组的示意图示。

图3b是根据本发明的替代优选实施例的定子铁芯的绕组的示意图示。

图4a是根据本发明的优选实施例的用于制造线圈段的装置的示意图示。

图4b是根据本发明的优选实施例的用于制造线圈段的方法的示意图示。

不同附图中的相同部分总是具有相同的参考符号，并且因此通常各自也仅提及或仅命名一次。

具体实施方式

在图1a中，展示了根据本发明的优选实施例的线圈段1。线圈段具有两个端部区域2a、2b以及配置在这些端部区域之间的中央区域3。在这种情况下，中央区域3连接这两个端部区域2a、2b。线圈段1基本上以U形实施。端部区域2a、2b基本上以直线形式实施、并且沿轴向方向A被安排在定子铁芯9的凹槽8中。中央区域3形成在定子铁芯9之上突出的线圈端部。

在这种情况下，这两个端部区域2a、2b位于一个平面中(即，主平面H中)并且相互间隔的距离为d。中央区域3被实施的方式使得在相关联的定子铁芯9中可以实现线圈段1的节省安装空间的布置。在这种情况下，中央区域3可以不同地成形。中央区域3的实施例在此确定线圈段1的中央区域3在定子铁芯9之上突出的高度。在所展示的实施例中，中央区域3至少基本上具有在主平面H中具有曲率半径K的一段弯曲部。

替代性地，这两个端部区域2a、2b之一可以被安排在与主平面H间隔开并且与其平行的平面中。中央区域3于是分别在端部区域2a、2b与中央区域3之间的接合处具有另外的一段弯曲部。

线圈段1由导体束4构成。在这种情况下，导体束4具有多个电导体5。电导体5优选地实施为绞合导体并且各自具有绝缘体6。绝缘体6有利地避免了在相邻的电导体5之间的另外的电流。定子线圈的绕组中的涡流损耗通过由多个电导体构成线圈段1而被最小化。

电导体5可以被安排成在导体束4中相对于彼此是旋转的或无序的。这有利地使导体束4的散开最小化。然而，电导体5也可以同轴地安排在导体束4中。

在此，导体束4至少在端部区域2a、2b中具有凹口7，这些凹口沿端部区域2a、2b延伸。凹口7在此被实施的方式使得当两个端部区域2a、2b彼此面对地安排时，两个凹口7将彼此上下搁置并且形成用于进给冷却剂的导管11。凹口7还可以替代性地在整个导体束4之上延伸。

图1b展示了穿过根据本发明的优选实施例的线圈段1的端部区域2a的截面。端部区域2a的截面基本上以矩形方式实施。该截面在两个相对侧面的每一个上均具有凹口7。凹口7基本上以U形实施。然而，当两个端部区域2a、2b彼此面对地安排时，可以设想适于形成用于进给冷却剂的导管11的任何其他形状。

图1c展示了根据本发明的替代优选实施例的不对称线圈段1。线圈段1的端部区域2a、2b被实施成具有不同的截面几何形状。通过这种方式，有利地可获得不对称的线圈段1。因此，可以有利地使线圈段1适配定子凹槽8的几何形状。定子铁芯9的凹槽8可根据电机而具有不同的几何形状。具体地讲，凹槽8可以因不同的截面而不同。端部区域2a、2b优选地成层地被安排在凹槽中。在这种情况下，第一端部区域2a优选地被安排在第一径向内部定位的层中，并且第二端部区域2b优选被安排在第二径向外部定位的层中，如下所解释的。在凹槽截面非矩形的情况下，凹槽8在第一层的区域中具有第一宽度、并且在第二层的区域中具有与第一宽度不同的第二宽度。

端部区域2a、2b的几何形状有利地以如下方式实施：使得第一端部区域具有与凹槽在第一层的区域中的宽度适配的截面宽度，并且第二区域具有与凹槽在第二层的区域中的宽度适配的截面宽度。

图2a展示了根据本发明的优选实施例的定子凹槽8和安排在其中的线圈段1。定子凹槽8具有基本上矩形的截面。在这种情况下，截面在径向外侧和/或径向内侧上以弓形实施。定子铁芯9具有将定子铁芯9的内侧连接至凹槽8的凹部10。端部区域2在凹槽中被安排成多层。在这种情况下，端部区域2优选地也具有矩形截面。导体束4的电导体5在此形成凹槽8内的紧密导体层。这有利地允许有高的填充因数。

端部区域2被安排成彼此面对，其方式使得两个端部区域的凹口7彼此上下搁置并且形成用于进给冷却剂的导管11。在此导管11沿轴向方向A延伸、与定子铁芯9的圆柱轴线同轴。替代性地，定子凹槽8也可以具有非矩形截面。

图2b展示了根据本发明的替代优选实施例的定子凹槽8和安排在其中的线圈段1。定子凹槽8具有基本对称的梯形截面。在这种情况下，截面可以在径向外侧和/或径向内侧上以弓形实施。定子铁芯9具有将定子铁芯9的内侧连接至凹槽8的凹部10。定子凹槽8优选地具有端部区域2a至2d，这些端部区域具有对称的梯形截面，其中至少两个端部区域2a和2b的截面的宽度彼此不同。在这种情况下，被安排在凹槽8中的所有端部区域2a至2d的截面的宽度可以彼此不同。端部区域2a至2d根据其截面宽度优选地被安排在凹槽8中，其方式使得这些端部区域2a至2d的梯形布置和用电导体5对凹槽8的最完整填充得以实施。因此，凹槽8的截面积有利地被线圈段1填充至最佳程度。这有利地可获得具有增大的填充因数的定子凹槽8。

即使在此展示了在凹槽8中具有四层布置的具体实施例，还可以设想在凹槽8中布置有少于或多于四层的相应设计。

替代性地，端部区域2a至2d的截面可以矩形形状实施，其结果是产生凹槽8中的端部区域2a至2d的阶梯形布置。这使得凹槽8的最佳填充成为可能。

图2c展示了根据本发明的替代优选实施例的定子凹槽8和安排在其中的线圈段1。定子凹槽8具有基本上T形的截面。也就是说，凹槽截面具有第一宽度的区域12a和第二宽度的区域12b。在这种情况下，截面可以在径向外侧和/或径向内侧上以弓形实施。定子铁芯9具有将定子铁芯9的内侧连接至凹槽8的凹部10。定子凹槽8优选地具有矩形截面的端部区域2a至2d，其中这两个端部区域2a、2b与2c、2d的截面的宽度彼此不同。在这种情况下，端部区域2a、2b具有的截面宽度与区域12a的宽度相匹配，并且端部区域2c、2d具有的截面宽度与区域12b的宽度相匹配。这有利地允许以增大的填充因数卷绕定子铁芯9。

图2d展示了根据本发明的替代优选实施例的定子凹槽8和安排在其中的线圈段1。定子凹槽8的截面基本上在两侧上具有阶梯轮廓。也就是说，凹槽截面具有第一宽度的第一区域12a、第二宽度的第二区域12b、第三宽度的第三区域12c、以及第四宽度的第四区域12d。在这种情况下，截面可以在径向外侧和/或径向内侧上以弓形实施。定子铁芯9具有将定子铁芯9的内侧连接至凹槽8的凹部10。定子铁芯8优选地具有矩形截面的端部区域2a至2d，其中端部区域2a至2d的截面的宽度彼此不同。在这种情况下，端部区域2a具有的截面宽度与区域12a的宽度相匹配，端部区域2b具有的截面宽度与区域12b的宽度相匹配，端部区域2c具有的截面宽度与区域12c的宽度相匹配，并且端部区域2d具有的截面宽度与区域12d的宽度相匹配。这有利地允许以增大的填充因数卷绕定子铁芯9。

即使在图2a至2d中展示了在凹槽8中具有四层布置的具体实施例，还可以设想在凹槽8中布置有少于或多于四层的相应设计。

图3a展示了根据本发明的优选实施例的定子铁芯9的绕组。在这种情况下，定子铁芯9具有用于容纳线圈段1的径向凹槽8。凹槽8具有例如基本上梯形的对称截面。线圈段1成层地被安排在凹槽8内。定子在此具有两种不同的线圈1、1’设计。根据第一实施例的线圈段1具有端部区域2a，2b，这些端部区域具有第一截面宽度。根据第二实施例的线圈段1’具有端部区域2c，2d，这些端部区域具有第二截面宽度。

在这种情况下，线圈段的端部区域2a至2d根据其截面宽度成层地被安排在凹槽8内。

端部区域2a至2d优选地具有矩形截面，其中两个端部区域2a、2b与2c、2d的截面的宽度彼此不同。在这种情况下，端部区域2a、2b具有的截面宽度与区域12a的宽度相匹配，并且端部区域2c、2d具有的截面宽度与区域12b的宽度相匹配。

在这种情况下，具有相对较小截面宽度的端部区域2a、2b被安排在两个径向内层中，并且具有相对较大截面宽度的端部区域2c、2d被安排在两个径向外层中。

线圈段的第一端部区域2a被安排在第一凹槽8a的第一层中，并且线圈段的第二端部区域2b被安排在第二凹槽8b的第二层中。在这种情况下，线圈段的设计确定在第一凹槽8a与第二凹槽8b之间有多少个凹槽8。具体地讲，线圈段的中央区域3的曲率半径R确定在第一凹槽8a与第二凹槽8b之间的距离多大，该距离由中心区域3跨越。

图3b展示了根据本发明的一个优选实施例的定子铁芯9的绕组。在这种情况下，定子铁芯9具有用于容纳线圈段1的径向凹槽8。凹槽8具有例如基本上梯形的对称截面。线圈段1成层地被安排在凹槽8内。定子在此具有线圈段1、1’……的四种不同设计。在这种情况下，每个设计中的线圈段1、1’……具有第一截面几何形状的端部区域2a、2a’……以及第二截面几何形状的端部区域2b、2b’……。线圈段1、1’……是根据本发明的不对称线圈段。在这种情况下，不对称线圈段1的端部区域2根据其截面宽度来安排。不对称线圈段的端部区域的截面宽度优选地与凹槽8的截面适配。

图4a展示了根据本发明的优选实施例的用于压缩模制导体束4来形成线圈段1的压缩模制装置13。压缩模制装置13具有模子14。在这种情况下，模子14具有待制造的线圈段1的形式的反向凸纹15。压缩模制装置还具有模具16。在这种情况下，模具16具有待制造的线圈段1的形式的正向凸纹17。在压缩模制步骤中，将导体束4放置在模子14的反向凸纹15中，并借助于模具16对该导体束施加压力。在这种情况下，例如300kN的力作用在导体束4上。因此，导体束4的导体5被压缩在一起。导体束4被压缩成期望的形状。具体地讲，正向凸纹和反向凸纹都具有突出部。这些突出部为导体束4提供凹口。为了使导体束4具有增加的稳定性，导体束4可以优选地在压缩模制过程中被烘烤或焊接。替代性地或另外地，绝缘体18可以在导体束4被放置在模子14中之前被安排在该导体束周围。因此，在压缩模制步骤过程中，绝缘体18可以有利地连接到导体束4上。

图4b是根据本发明的优选实施例的用于制造线圈段的方法。为此，在第一步骤中，可获得导体束4。导体束4具有基本上沿一个方向安排的多个电导体5。在第二步骤中，导体束4借助于压缩模制装置13被压缩。因此，电导体5被压缩以形成复合物。电导体5在导体束4中被压实。这优选地允许定子线圈的绕组具有增大的填充因数。

导体束5具有由压缩模制装置13预定义的形状。具体地讲，导体束5具有用于进给冷却剂的至少一个凹口7。导体束4优选地在压缩模制步骤之前配备有绝缘体18。所述绝缘体18有利地在压缩模制步骤中连接到导体束4上，其结果是使得导体束4被保护免受影响、尤其冷却流体的影响。

Claims (17)

1.一种线圈段、尤其是用于定子线圈的线圈段，其中该线圈段具有一导体束，其中该导体束具有多个电导体，其中该导体束具有形状配合构造，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。

2.根据权利要求1所述的线圈段，其中该导体束具有绝缘体。

3.根据前述权利要求1和2中的一项所述的线圈段，其中该导体束在至少一个端部区域中具有矩形截面。

4.根据权利要求1或2所述的线圈段，其中该导体束在至少一个端部区域中具有非矩形截面。

5.根据权利要求1或2所述的线圈段，其中该导体束的第一端部区域具有第一几何形状，并且其中第二端部区域具有与该第一几何形状不同的第二几何形状。

6.根据权利要求1或2所述的线圈段，其中该导体束的第一端部区域具有第一几何形状，并且其中第二端部区域具有与该第一几何形状相对应的第二几何形状。

7.根据权利要求1或2所述的线圈段，其中这些电导体各自具有绝缘体。

8.一种定子线圈，该定子线圈具有多个根据前述权利要求1至7中的一项所述的线圈段、还具有定子铁芯，其中该定子铁芯具有用于接纳这些线圈段的端部区域的多个凹槽，其特征在于，至少两个端部区域彼此面对地安排在这些凹槽中，其方式使得这些线圈段的两个凹口形成冷却导管。

9.根据权利要求8所述的定子线圈，其中至少一个凹槽具有宽度变化的端部区域，并且其中具有第一几何形状的至少一个端部区域和具有第二几何形状的至少一个端部区域被安排在该至少一个凹槽中，其方式使得该凹槽的截面被这至少两个端部区域填充至最佳程度。

10.根据权利要求9所述的定子线圈，其中该至少一个凹槽具有这样的截面：该截面具有第一宽度的区域和具有不同于该第一宽度的第二宽度的区域，并且其中具有与该第一宽度相对应的宽度的至少一个第一区域和具有与该第二宽度相对应的宽度的至少一个第二区域被安排在该至少一个凹槽中，其方式使得该凹槽的截面被这至少两个端部区域填充至最佳程度。

11.一种机器，该机器具有至少一个根据前述权利要求8至10中的一项所述的定子线圈。

12.一种车辆，该车辆具有至少一个根据权利要求11所述的机器。

13.一种用于制造根据前述权利要求1至7中的一项所述的线圈段的方法，其中在第一步骤中，将多个电导体相结合以形成导体束，并且其中在第二步骤中，借助于压缩模制方法使该导体束成形，其特征在于，该导体束具有用于进给冷却剂的至少一个凹口。

14.根据权利要求13所述的方法，其中在该压缩模制方法的过程中，该导体束被烘烤和/或焊接。

15.根据权利要求13所述的方法，其中在该压缩模制方法之后，该导体束在第三步骤中被烘焙和/或焊接。

16.根据前述权利要求13至15中的一项所述的方法，其中该导体束配备有绝缘体。

17.根据前述权利要求13至15中的一项所述的方法，其中该导体束的该两个端部区域被缩短至特定的长度。