DE102007046303A1 - Wicklungselement, elektrische Maschine mit einem Wicklungselement und Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine - Google Patents

Wicklungselement, elektrische Maschine mit einem Wicklungselement und Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine Download PDF

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DE102007046303A1
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K15/06Embedding prefabricated windings in machines
    • H02K15/062Windings in slots; salient pole windings
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    • H02K15/066Windings consisting of complete sections, e.g. coils, waves inserted perpendicularly to the axis of the slots or inter-polar channels
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wicklungselement (5) zum Einsetzen in eine Statoranordnung einer elektrischen Maschine, wobei das Wicklungselement (5) eine Spulenwicklung mit einer ersten Spulenseite (15) zur Aufnahme in einer ersten Nut (3) der Statoranordnung und mit einer zweiten Spulenseite (16) zur Aufnahme in einer zweiten Nut (3) der Statoranordnung (2) aufweist, wobei die Enden der ersten Spulenseite (15) und die Enden der zweiten Spulenseite (16) jeweils über Spulenschenkel miteinander verbunden sind, wobei die Spulenschenkel in einem ersten Längsabschnitt (21) einen ersten Abstand und in einem zweiten Längsabschnitt (18) einen zweiten Abstand zueinander aufweisen, wobei die Breite der Spulenwicklung an dem ersten Längsabschnitt (21) in Abstrandsrichtung gleich oder kleiner dem zweiten Abstand ist und wobei weiterhin die Spulenschenkel in dem Bereich des ersten Längsabschnitts (21) einen Innenabstand zueinander aufweisen, der gleich oder größer ist als die Gesamtlänge der ersten Spulenseite (15) in Abstandsrichtung der daran anschließenden Spulenschenkel.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft Wicklungselemente zum Aufbau eines Stators einer elektrischen Maschine, wie z. B. einem Elektromotor bzw. einen Generator, eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zur Montage eines Stators einer elektrischen Maschine.
  • Stand der Technik
  • Herkömmliche Elektromotoren, wie z. B. Drehfeldmaschinen, weisen Statorwicklungen an Statorzähnen auf, um die die Wicklung als verteilte Wicklung ausgeführt sein kann. Die Wicklung ist in die Nuten zwischen den Statorzähnen eingebettet und umfasst in der Regel mehrere Spulen.
  • Beim Aufbau von Drehfeldmaschinen hat sich aufgrund ihrer Ausführbarkeit mit beliebiger Sehnung und Zonung die so genannte Zweischicht- oder Zweilagen-Wicklung für nahezu alle Anwendungen als vorteilhaft erwiesen. Dabei sind in jeder Nut zwischen zwei Statorzähnen zwei Spulenseiten von zwei verschiedenen Spulen übereinander angeordnet, wobei die am Nutgrund liegende Spulenseite Unterlage und die an der Nutöffnung liegende Spulenseite Oberlage genannt wird.
  • Die maschinelle Herstellung einer Wicklung für eine solche Drehfeldmaschine für elektrische Maschinen kann auf verschiedene Arten erfolgen. Häufig wird eine solche Wicklung durch das so genannte Einzieh- bzw. Einzugverfahren hergestellt. Hierbei werden die Spulen auf Spulenwickelmaschinen aus einem oder mehreren parallelen lackisolierten Runddrähten aus Kupfer hergestellt. Bei der alternativen Steckwicklung werden vorgebogene stabile Drähte in das Statorpaket eingesteckt und anschließend miteinander verbunden. Der Verschaltungsaufwand ist erheblich. Weiterhin sind das Flyer-Verfahren, bei dem Drähte über eine rotierende Zuführung gleichzeitig auf einen stehenden Spulenkörper gewickelt werden, und das Spulenwicklungsverfahren bekannt, um die Statorspulen anzuordnen.
  • Sind in einer Wicklung mehrere Spulen in Reihe geschaltet, werden diese ohne Drahtunterbrechung auf einen entsprechend ausgebildeten Spulenkörper gewickelt, anschließend werden die Spulen bzw. Spulengruppen manuell oder automatisch in das Einziehwerkzeug übergeben und in die mit Nutauskleidungsmaterial isolierte Statoranordnung eingezogen. Beim Einziehen werden sowohl die Lackisolation des Drahtes als auch die Nutisolation extrem beansprucht. Zudem benötigt dieses Verfahren eine ausreichende Spulenlänge. Diese Überlänge der Spulen muss anschließend durch Formen und Pressen kompaktiert und auf ein möglichst geringes Baumaß gebracht werden. Auch dabei besteht eine Gefahr einer Beschädigung des Isolationssystems.
  • Die oben aufgeführte Vorgehensweise zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine ist insbesondere bei Elektromotoren mit kleinen Baugrößen schwierig und aufwändig, da bei diesen der Bauraum, in den die Spulen eingebracht werden müssen, sehr begrenzt ist.
  • Besonders bei sicherheitskritischen elektrischen Antrieben, insbesondere für Anwendungen in Kraftfahrzeugen, wie z. B. bei einem elektrischen Lenksystem darf es zu keinem unkontrollierbaren Bremsmoment im Fehlerfall kommen. Besonders bei elektronisch kommutierten Synchronmaschinen mit Permanentmagneterregung können sich aufgrund schadhafter Isolation innerhalb der Wicklung angeregt durch die in der rotierenden Maschine induzierten Polradspannung Kurzschlussströme ausbilden, die ein mehr oder weniger starkes Bremsmoment erzeugen.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wicklungselement, einen Stator für eine elektrische Maschine mit derartigen Wicklungselementen sowie ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellen, wobei eine größere Zuverlässigkeit der elektrischen Maschine erreicht wird und die Montage vereinfacht wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch das Wicklungselement gemäß Anspruch 1 sowie durch die elektrische Maschine und das Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
  • Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Wicklungselement zum Einsetzen in eine Statoranordnung einer elektrischen Maschine vorgesehen. Das Wicklungselement weist eine Spulenwicklung mit einer ersten Spulenseite zur Aufnahme in einer ersten Nut der Statoranordnung und mit einer zweiten Spulenseite zur Aufnahme in einer zweiten Nut der Statoranordnung auf. Die Enden der ersten Spulenseite und die Enden der zweiten Spulenseite sind jeweils über Spulenschenkel miteinander verbunden sind. Die Spulenschenkel weisen in einem ersten Längsabschnitt einen ersten Abstand und in einem zweiten Längsabschnitt einen zweiten Abstand zueinander auf, wobei die Breite der Spulenwicklung an dem ersten Längsabschnitt in Abstandsrichtung gleich oder kleiner dem zweiten Abstand ist, und wobei weiterhin die Spulenschenkel in einem Längsabschnitt einen Innenabstand zueinander aufweisen, der gleich oder größer ist als die Gesamtlänge der ersten Spulenseite in Abstandsrichtung der daran anschließenden Spulenschenkel.
  • Ein solches Wicklungselementes kann in einfacher Weise vorgefertigt werden und ermöglicht ein einfaches Einsetzen in eine Statoranordnung zum Aufbau einer elektrischen Maschine mit zwei Spulenlagen.
  • Weiterhin kann die erste Spulenseite kürzer als die zweite Spulenseite sein, wobei jeder Spulenschenkel eine erste Stufung aufweist, wobei die ersten Stufungen gegeneinander gerichtet sind, und wobei die Spulenschenkel weiterhin jeweils eine zweite Stufung in gleicher Richtung aufweisen, die parallel zur Flächennormalen der Wicklungsebene verläuft.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine vorgesehen. Die elektrische Maschine umfasst eine Statoranordnung mit Statorzähnen und dazwischen angeordneten Nuten und mehrere obigen Wicklungselementen. Beim Verfahren werden die Wicklungselemente mit ihren jeweiligen zweiten Spulenseiten in die Nuten eingesetzt, so dass die jeweiligen zweiten Stufungen von benachbarten Wicklungselementen gleich gerichtet sind, wobei die Wicklungselemente so in die Nuten eingesetzt werden, dass die ersten Spulenseiten nicht in einer jeweils zugehörigen Nut aufgenommen sind. Anschließend werden die Wicklungselemente um deren in den entsprechenden Nuten aufgenommenen zweiten Spulenseiten in Richtung der zweiten Stufung verschwenkt, so dass die ersten Spulenseiten in den zugehörigen Nuten aufgenommen werden.
  • Die Verwendung der obigen vorgefertigten Wicklungselemente zum Aufbau eines Stators einer elektrischen Maschine ermöglicht es durch die verringerte Breite des ersten Längsabschnittes, dass bei Einsetzen eines der obigen Wicklungselemente in einen Stator dieser zwischen die zweiten Längsabschnitte der Schenkel eines dazu benachbarten Wicklungs elementes bzw. durch diese hindurch verschwenkt werden kann, und dass weiterhin die Spulenschenkel des Wicklungselemente in seiner fertig montierten Stellung in einem entsprechenden Längsabschnitt die erste Spulenseite des dazu benachbarten Wicklungselementes zwischen sich aufnimmt.
  • Gemäß einer Ausführungsform können die Schenkel jeweils mit einem ersten Längsabschnitt der Schenkel jeweils an der ersten Spulenseite, insbesondere rechtwinklig abstehend, ausgebildet sein, und mit einem zweiten Längsabschnitt der Schenkel jeweils an der zweiten Spulenseite, insbesondere rechtwinklig abstehend, ausgebildet sein.
  • Weiterhin können die erste Stufung an dem ersten Längsabschnitt und die zweite Stufung jeweils an dem zweiten Längsabschnitt angeordnet sein. Insbesondere kann die Länge des ersten Längsabschnittes bezüglich der Gesamtlänge des Spulenschenkels zwischen 40%, 50% oder 60% und 70%, 80% oder 90% betragen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die zweiten Stufungen jeweils an dem der zweiten Spulenseite entgegen gesetzten Ende des zweiten Längsabschnittes angeordnet sein.
  • Weiterhin kann die gesamte Spulenwicklung von einem Isolatormaterial umgeben ist, so dass bei Einsetzen der Wicklungselemente in einen Stator diese gegeneinander isoliert. sind.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Stator für eine elektrische Maschine vorgesehen. Der Stator umfasst eine Statoranordnung mit Statorzähnen und dazwischen angeordneten Nuten sowie eine Anzahl von obigen Wicklungselementen, die so an der Statoranordnung angeordnet sind, dass jede Spulenwicklung mehr als einen Statorzahn, insbesondere zwei Statorzähne umschließt. Zumindest ein erstes und ein zweites Wicklungselement sind mit ihren jeweiligen zweiten Spulenseiten in einer ersten bzw. einer zweiten dazu benachbarten Nut angeordnet, wobei die an dem ersten Längsabschnitt der Schenkel des ersten Wicklungselementes angeordnete erste Spulenseite in einer weiteren Nut aufgenommen ist, und wobei die zweiten Schenkabschnitte des zweiten Wicklungselementes in Achsrichtung des Stators über den Enden der ersten Spulenseite des ersten Wicklungselementes verlaufen.
  • Weiterhin kann der Abstand zwischen der zweiten Spulenseite und der zweiten Stufung kleiner sein als der Abstand zwischen zwei Nuten. Ferner können die in den Nuten aufge nommenen Spulenseiten der Wicklungselemente durch ein Fixierelement in den Nuten gehalten sein.
  • Vorzugsweise ist der Abstand zwischen der zweiten Spulenseite und der ersten Stufung gleich oder kleiner, als die Summe des Abstandes zwischen zwei Nuten der Statoranordnung und dem Abstand zwischen der zweiten Spulenseite und der zweiten Stufung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden beim Verschwenken der Wicklungselemente die zweiten Längsabschnitte der Schenkel eines der Wicklungselemente zwischen die ersten Längsabschnitte eines dazu benachbarten Wicklungselementes bewegt.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines Stators für einen Elektromotor mit Wicklungselementen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine perspektivische Ansicht einer Statoranordnung für die elektrische Maschine gemäß 1;
  • 3 bis 7 verschiedene Ansichten eines Wicklungselementes zum Aufbau eines Stators der 1;
  • 8 und 9 ein Verfahren zur Montage einer Statoranordnung gemäß 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 10 zeigt ein Fixierungselement zum Verschließen der Nuten der Statoranordnung nach erfolgter Montage der Wicklungselemente;
  • 11 eine Draufsicht auf eine Statoranordnung mit montiertem Fixierelement.
  • 12 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch eine Statoranordnung mit teilweise gezeigtem Fixierungselement, in dem weitere Ausführungsformen der Erfindung in den Segmenten 1, 2 und 3 skizziert sind.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • In der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente gleicher oder vergleichbarer Funktion.
  • In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stators 1 für eine elektrische Maschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. 1 zeigt einen Stator 1 mit einer Statoranordnung 2, die das Element zur Aufnahme der Wicklung bildet. Die Statoranordnung ist mit z. B. 18 Statorzähnen 3 versehen, zwischen denen Nuten 4 gebildet sind. Die Wicklung umfasst als Wicklungselemente 5 mehrere Spulen, die als Zweilagen-Wicklung ausgebildet sind, d. h. in einer Nut 4 sind Spulenseiten von zwei Spulen angeordnet, wobei eine Spulenseite einer der Spulen die Oberlage darstellt und eine Spulenseite der weiteren Spule eine Unterlage darstellt. Die im Ausführungsbeispiel der 1 gezeigten Spulen 5 umschließen jeweils zwei Statorzähne 3 und eine zwischen den Statorzähnen liegende Nut 4. In alternativen Ausführungsformen können die Spulen 5 auch mehr als zwei Statorzähne 3 mit dazwischen liegenden mehreren Nuten 4 umschließen.
  • Die Spulen umfasst mehrere in Reihe geschaltete Windungen, die sowohl gegeneinander isoliert sind als auch insgesamt durch ein die Spulenwicklung umgebendes Isolationsmaterial gegenüber der Statoranordnung 2 isoliert sind. Weiterhin ist zum Fixieren der Spulen 5 in den Nuten 4 der Statoranordnung 2 ein Fixierungselement 6 vorgesehen, der bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel als in der Statoranordnung 2 angeordneten Innenring ausgebildet ist, der die Nuten 4 in radialer Richtung nach innen verschließt.
  • In 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Statoranordnung 2 der 1 ohne daran angeordnete Wicklungselemente 5 dargestellt. Man erkennt die gleichmäßige Anordnung von 18 Zähnen 3 mit den entsprechend dazwischen liegenden Nuten 4. An einem Ende der Zähne 3 sind jeweils Halteelemente 7 an den Nuten zugewandten Seiten der Zähne 3 angeordnet, die mit entsprechenden Nuteingriffselementen 8 des Fixierelementes 6 bzw. daran angeordneten weiteren Halteelementen (nicht gezeigt) zusammenwirken, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Fixierelement 6 bzw. dem jeweiligen Nuteingriffselement 8 und Nuten 4 zu erreichen.
  • In den 3 bis 7 sind verschiedene perspektivische Ansichten des Wicklungselementes 5 zum Aufbau eines Stators 1 auf einer Statoranordnung 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
  • Das Wicklungselement 5 wird zunächst als Spule in herkömmlicher Weise, z. B. aus Runddraht oder Profildraht, gewickelt, sodass man als einen Rohling einen so genannten Fisch erhält, d. h. eine Wicklung mit im wesentlichen parallel zu einer Wicklungsebene verlaufenden Windungen. Der Fisch kann je nach gewünschter Spulenform einer Sechseckspule, Ovalspule oder Trapezspule entsprechen. Dieser Fisch wird auf einer Spreizvorrichtung anschließend entsprechend dem gewünschten Wickelschritt und Nutdurchmesser ausgezogen und in seine endgültige Form gebracht, die in Verbindung mit den 3 bis 7 nachfolgend beschrieben wird.
  • Das Wicklungselement 5 weist eine erste Spulenseite 15 und eine zweite Spulenseite 16 auf, die einen Abschnitt des Wicklungselementes 5 darstellen, der in der Statoranordnung 2 in einer der Nuten 4 angeordnet wird. Die erste Spulenseite 15 ist ebenso wie die zweite Spulenseite 16 im Wesentlichen geradlinig ausgebildet, so dass sie in eine entsprechende Nut 4 der Statoranordnung 2 eingelegt werden können. D. h. die inneren Abmaße der ersten bzw. der zweiten Spulenseite 15, 16 sind gleich oder größer als die Zahnbreite (in Achsrichtung) der Statoranordnung 2.
  • Der Windungsverlauf zwischen den beiden Spulenseiten 15, 16 ist nun so ausgebildet, dass die zweite Spulenseite 16, die größer (länger) ist als die erste Spulenseite 15, als Unterlage und die erste Spulenseite 15 als Oberlage in dem Stator 1 dient. Dazu weist das Wicklungselement 5 beidseitig im wesentlichen rechtwinklig von der zweiten Spulenseite 16 abgehend Lagenänderungsabschnitte 17 auf. Die Lagenänderungsabschnitte 17 bilden rechtwinklig von (den Enden) der zweiten Spulenseite 16 abgehende zweite Längsabschnitte 18 der Spulenschenkel, die mit einer zweiten Stufe 19 versehen sind. Die Richtung, in die die jeweilige zweite Stufe 19 ausgebildet ist, ist sowohl rechtwinklig zu der Richtung des zweiten Längsabschnittes 18 als auch rechtwinklig bezüglich der Längsrichtung der zweiten Spulenseite 16. Dies ermöglichtes bei Anordnung der Wicklungselemente 5 in Umfangsrichtung, dass die zweiten Spulenseiten der Wicklungselemente 5, die auf einem Umfangsniveau der Unterlage, d. h. Umfang eines zweiten Radius, angeordnet sind mit den ersten Spulenseiten 15, die auf einem Umfangsniveau der Oberlage, d. h. einem Umfang eines ersten Radius, angeordnet sind, verbunden sein können. Vorzugsweise ist die zweite Stufe 19 jeweils an dem der zweiten Spulenseite 16 entgegen gesetzten Ende des betreffenden zweiten Längsabschnittes 18 der Spulenschenkel angeordnet.
  • An den Lageänderungsabschnitt 17 schließt sich jeweils ein Verjüngungsabschnitt 20 an, der einen ersten Längsabschnitt 21 der Spulenschenkel bildet, der im Wesentlichen rechtwinklig von der ersten Spulenseite 15 absteht. Der Verjüngungsabschnitt 20 dient dazu, einen Übergang von der breiteren Länge der zweiten Spulenseite 16 zu der kleinere Länge der ersten Spulenseite 15 zu bilden. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende erste Stufe 22 in dem Verjüngungsabschnitt 20 erreicht werden, die ausgehend von der Verbindungsstelle zwischen dem Lagenänderungsabschnitt 17 und dem Verjüngungsab schnitt 20 aufeinander zu gerichtet, d. h. in Längsrichtung einer der Spulenseiten 15, 16 oder beider zueinander parallelen Spulenseiten 15, 16, vorgesehen ist.
  • Die erste Stufe 22 ist an einer Position des ersten Längsabschnittes 21 vorgesehen, die von der ersten Spulenseite 15 beabstandet ist, um bei der Montage des Stators 1 ein Aneinandervorbeigleiten der ersten Längsabschnitte 21 an den entsprechenden zweiten Längsabschnitten 18 zu ermöglichen. Die Stufen der Verjüngungsabschnitte 20 sind daher so hoch ausgebildet, dass sie eine Verlaufsänderung des ersten Längsabschnittes 21 um mindestes der Breite des entsprechenden Längsabschnittes 21 bewirken. D. h. die Länge der zweiten Spulenseite 16 ist mindestens um die doppelte Breite des ersten Längsabschnittes 21 größer als die der ersten Spulenseite 15. Vorzugsweise, d. h. um eine Montage gemäß dem nachfolgenden Verfahren in einfacher Weise zu erleichtern, ist vorgesehen, dass der Abstand zwischen der zweiten Spulenseite 16 und der ersten Stufe gleich oder kleiner ist, als die Summe des Abstandes zwischen zwei Nuten 4 der Statoranordnung 2 und dem Abstand zwischen der zweiten Spulenseite 16 und der zweiten Stufung. Auf diese Weise kann der schmalere erste Längsabschnitt 21 der Spulenschenkel zwischen den zweiten Längsabschnitten 18 der Spulenschenkel eines weiteren Wicklungselementes aufgenommen werden.
  • Diese Form des Wicklungselementes 5 kann durch entsprechendes Formen des als Rohling hergestellten Fisches ausgebildet werden, z. B. durch eine geeignete Pressform.
  • Die Form der ersten und zweiten Stufe 15, 16 ist im wesentlichen beliebig. Aufgrund der Formgebung werden sich in der Regel S-förmige Verläufe der Stufungen herausbilden.
  • Die Größe des Wicklungselementes 5 ist so gewählt, dass es bei einer vorgegebenen Statoranordnung 2 mit der ersten Spulenseite 15 in eine Nut 4 mit der zweiten Spulenseite 16 in eine weitere Nut 4 eingesetzt werden kann, wobei die erste Spulenseite 15 als Oberlage und die zweite Spulenseite 16 als Unterlage dient. Zwischen den beiden Nuten 4, in die die Spulenseiten 15, 16 des Wicklungselementes 5 eingesetzt sind, ist mindestens eine weitere Nut vorgesehen, sodass das Wicklungselement 5 mindestens zwei Statorzähne 3 umschließt.
  • In den 8 und 9 ist das Verfahren zur Montage eines Stators gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Zunächst wird in die in 2 gezeigte Statoranordnung 2 in jede Nut 4 ein entsprechendes Wicklungselement 5 eingelegt, wobei die Wicklungselemente 5 im wesentlichen identisch ausgebildet sind. Die Wicklungselemente 5 werden jeweils mit ihrer zweiten Spulenseite 16 eingelegt, so dass die Wicklungselemente 5 hinsichtlich der zweiten Stufe 19 des Lagenänderungsabschnittes 17 gleichgerichtet und im Wesentlichen radial nach innen gerichtet sind. Die Breite der ersten Spulenseite 15 ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass jedes der Wicklungselemente 5 in einer in Richtung des Statormittelpunkts aufgerichteten Position angeordnet werden kann, ohne dass sich die Wicklungselemente 5 mit ihren zweiten Spulenseiten 16 gegenseitig behindern. Durch im Wesentlichen gleichzeitiges Umklappen der Wicklungselemente 5 in gleicher Richtung zur Statoranordnung 2 können die zweiten Schenkelabschnitte 18 der Lageänderungsabschnitte 17 und die ersten Schenkelabschnitte 21 von in der Statoranordnung 2 benachbarten Wicklungselementen 5 aneinander vorbei gleiten. Dies wird durch den Verjüngungsabschnitt 20 mit der Stufe 22 ermöglicht. Durch das gleichzeitige Umklappen der Wicklungselemente 5 werden die ersten Spulenseiten 15 in die entsprechenden ihnen zugeordneten Nuten 4 der Statoranordnung 2 eingelegt. Die ersten Spulenseiten 15 bilden so die Oberlage des sich in den Nuten 4 befindlichen Teils der Wicklung.
  • Um die Wicklungselemente 5 zuverlässig in den Nuten 4 zu halten, ist das Fixierungselement 6 vorgesehen. Ein Beispiel eines solchen Fixierungselementes 6 ist vorzugsweise, wie in 10 gezeigt ist, als Innenring für den Stator 1 ausgebildet. Das Fixierungselement 6 weist die Nuteingriffselemente 8 auf, die in einen äußeren Teil der Nuten 4 eingreifen und dort mit den Halteelementen 7 an den Innenseiten der Statorzähne 3 zusammenwirken, um eine formschlüssige Verbindung zwischen Fixierungselement 6 und der Statoranordnung 2 zu schaffen, sodass das Fixierungselement 6 zuverlässig an dem Stator 1 gehalten wird. Die Halteelemente 7 können als Erhebungen oder Ausnehmungen vorgesehen sein, die mit entsprechenden Ausnehmungen oder Erhebungen der Nuteingriffselemente 8 in formschlüssiger Weise zusammenwirken.
  • In 11 ist eine Draufsicht dargestellt, die den Stator 1 gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel zeigen, in den das Fixierelement 6 angeordnet ist, das die Nuten 4 verschließt.
  • Weitere Ausführungsbeispiele zum Verschließen der Nuten 4 zum Sichern der darin befindlichen Spulenseiten 15, 16 sind in 12 dargestellt. Anstelle des ringförmigen Fixierelementes 6 können die Nuten 4, wie in Segment 1 der 12 gezeigt ist, auch einzeln mit geeigneten Verschließelementen 25 verschlossen sein. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Verschlusslochband 26 vorzusehen Darin sind in Segment 2 ein Verschließen der Nuten 4 mit einem Verschlusslochband 26 der Kontur, die der Innenkontur des Stators 1 entspricht, dargestellt. Das Verschlusslochband weist Öffnungen auf, durch die Enden der Statorzähne 3 hindurchreichen. In Segment 3 ist nochmals das ringförmige Fixierelement 6 gezeigt.

Claims (12)

  1. Wicklungselement (5) zum Einsetzen in eine Statoranordnung einer elektrischen Maschine, wobei das Wicklungselement (5) eine Spulenwicklung mit einer ersten Spulenseite (15) zur Aufnahme in einer ersten Nut der Statoranordnung und mit einer zweiten Spulenseite (16) zur Aufnahme in einer zweiten Nut der Statoranordnung aufweist, wobei die Enden der ersten Spulenseite (15) und die Enden der zweiten Spulenseite (16) jeweils über Spulenschenkel miteinander verbunden sind, wobei die Spulenschenkel in einem ersten Längsabschnitt (21) einen ersten Abstand und in einem zweiten Längsabschnitt (18) einen zweiten Abstand zueinander aufweisen, wobei die Breite der Spulenwicklung an dem ersten Längsabschnitt (21) in Abstandsrichtung gleich oder kleiner dem zweiten Abstand ist, und wobei weiterhin die Spulenschenkel in dem Bereich des ersten Längsabschnittes (21) einen Innenabstand zueinander aufweisen, der gleich oder größer ist als die Gesamtlänge der ersten Spulenseite (15) in Abstandsrichtung der daran anschließenden Spulenschenkel.
  2. Wicklungselement (5) nach Anspruch 1, wobei die erste Spulenseite kürzer ist als die zweite Spulenseite (16) wobei jeder Spulenschenkel eine erste Stufung aufweist, wobei die ersten Stufungen gegeneinander gerichtet sind, und wobei die Spulenschenkel weiterhin jeweils eine zweite Stufung in gleicher Richtung aufweisen, die parallel zur Flächennormalen der Wicklungsebene verläuft.
  3. Wicklungselement nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei der erste Längsabschnitt (21) der Schenkel jeweils an der ersten Spulenseite (15), insbesondere rechtwinklig abstehend, ausgebildet ist, und der zweite Längsabschnitt (18) der Schenkel an der zweiten Spulenseite (16), insbesondere rechtwinklig abstehend, ausgebildet ist, wobei die erste Stufung an dem ersten Längsabschnitt (21) und die zweite Stufung jeweils an dem zweiten Längsabschnitt (18) angeordnet ist.
  4. Wicklungselement (5) nach Anspruch 3, wobei die Länge des ersten Längsabschnittes (21) bezüglich der Gesamtlänge des Schenkels zwischen 40%, 50% oder 60% und 70%, 80% oder 90% beträgt.
  5. Wicklungselement (5) nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei die zweiten Stufungen jeweils an dem der zweiten Spulenseite entgegen gesetzten Ende des zweiten Längsabschnittes (18) der Schenkel angeordnet ist.
  6. Wicklungselement (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Spulenwicklung insgesamt von einem Isolatormaterial umgeben ist.
  7. Stator für eine elektrische Maschine, umfassend: – eine Statoranordnung (2) mit Statorzähnen und dazwischen angeordneten Nuten; – eine Anzahl von Wicklungselementen (5) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, die so an der Statoranordnung (2) angeordnet sind, dass jede Spulenwicklung mehr als einen Statorzahn (3), insbesondere zwei Statorzähne (3), umschließt, wobei zumindest ein erstes und ein zweites Wicklungselement (5) mit ihren jeweiligen zweiten Spulenseiten in einer ersten bzw. einer zweiten dazu benachbarten Nut (4) angeordnet sind, wobei die an dem ersten Längsabschnitt (21) der Schenkel des ersten Wicklungselementes (5) angeordnete erste Spulenseite in einer weiteren Nut (4) aufgenommen ist, wobei die zweiten Längsabschnitte (18) des zweiten Wicklungselementes (5) in Achsrichtung des Stators über den Enden der ersten Spulenseite des ersten Wicklungselementes (5) verlaufen.
  8. Stator nach Anspruch 7, wobei der Abstand zwischen der zweiten Spulenseite und der zweiten Stufung kleiner ist als der Abstand zwischen zwei Nuten (4).
  9. Stator nach Anspruch 7 oder 8, wobei die in den Nuten (4) aufgenommenen Spulenseiten der Wicklungselemente (5) durch ein Fixierelement (6) in den Nuten (4) gehalten sein.
  10. Stator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Abstand zwischen der zweiten Spulenseite (16) und der ersten Stufung gleich oder kleiner ist, als die Summe des Abstandes zwischen zwei Nuten der Statoranordnung (2) und dem Abstand zwischen der zweiten Spulenseite (16) und der zweiten Stufung.
  11. Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine, wobei die elektrische Maschine eine Statoranordnung mit Statorzähnen (3) und dazwischen angeordneten Nuten (4) und mehrere Wicklungselemente (5) nach einem der Ansprüche 3 bis 6 umfasst, mit folgenden Schritten: – Einsetzen der Wicklungselemente (5) mit ihren jeweiligen zweiten Spulenseiten (16) in die Nuten (4), so dass die jeweiligen zweiten Stufungen von benachbarten Wicklungselementen (5) gleich gerichtet sind, wobei die Wicklungselemente (5) so in die Nuten (4) eingesetzt werden, dass die ersten Spulenseiten (15) nicht in einer jeweils zugehörigen Nut (4) aufgenommen sind; – Verschwenken der Wicklungselemente (5) um deren in den entsprechenden Nuten aufgenommenen zweiten Spulenseiten (16) in Richtung der zweiten Stufung, so dass die ersten Spulenseiten (15) in den zugehörigen Nuten (3) aufgenommen werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei beim Verschwenken der Wicklungselemente die zweiten Längsabschnitte der Schenkel eines der Wicklungselemente zwischen die ersten Längsabschnitte der Spulenschenkel eines dazu benachbarten Wicklungselementes bewegt wird.
DE200710046303 2007-09-27 2007-09-27 Wicklungselement, elektrische Maschine mit einem Wicklungselement und Verfahren zur Montage einer elektrischen Maschine Withdrawn DE102007046303A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016096246A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Wicklungsanordnung und elektrische maschine mit einer derartigen wicklungsanordnung
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