DE102007063278A1

DE102007063278A1 - Elektrische Maschine mit einem eine Ständerwicklung aufweisenden Ständer und zugehöriges Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102007063278A1
Application number: DE200710063278
Authority: DE
Inventors: Gert Wolf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-02
Also published as: WO2009083327A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen elektrisch erregten Klauenpolgenerator (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Nuten (15) aufweisenden Ständer (16) und mit einer Ständerwicklung (18) aus Leitersegmenten (60, 61, 61'; 60, 60'', 61, 61''). Es ist vorgesehen, dass mindestens zwei in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten (15) liegende, gleiche Nutlagen verbindende Leitersegmente (60, 60''; 61, 61', 61'') als ein eine axiale Ausdehnung (H1; H1') aufweisendes normales Leitersegment (61; 60, 61) und als ein eine demgegenüber größere axiale Ausdehnung (H2; H2') aufweisendes erhöhtes Leitersegment (61'; 60'', 61'') ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Ständerwicklung für eine entsprechende elektrische Maschine.

Description

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einem zugehörigen Verfahren zur Herstellung einer Ständerwicklung einer entsprechenden elektrischen Maschine nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 11.
Stand der Technik
Bekannte Ständerwicklungen aus Leitersegmenten für Generatoren werden aus U oder V-förmigen Segmenten hergestellt, die in ein sogenanntes Schränkwerkzeug eingesetzt und in Umfangsrichtung verdreht werden. Diese Vorstufe von Leitersegmenten wird in ein rundes Ständerblechpaket axial eingeschoben. Um die Wicklungsverläufe herzustellen, werden die Verbindungsabschnitte der einzelnen Leitersegmente aufeinander zu gebogen und miteinander verbunden, sodass ein elektrischer Kontakt hergestellt wird. Dieses Verfahren ist zum Beispiel aus der DE 698 16 263 T2 bekannt. Die Ständerwicklung wird in ein Blechpaket eingebracht und bildet mindestens zwei Wickelköpfe aus. Dabei ist die herkömmliche Ständerwicklung regelmäßig geformt und alle Leitersegmente der Ständerwicklung weisen die gleiche axiale Ausdehnung auf. Zudem ist es bekannt, zur Verbesserung der Kühlung des Ständers den gesamten Wickelkopf zu vergrößern.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass erhöhte Leitersegmente vorhanden sind, welche gegenüber benachbarten normalen Leitersegmenten eine größere axiale Ausdehnung aufweisen. Durch die einzelnen erhöhten Leitersegmente wird in vorteilhafter Weise die Kühlung eines Blechpakets des Ständers und gleichzeitig das Strömungsgeräusch der elektrischen Maschine verbessert, da sich mit der größeren axialen Ausdehnung der Leitersegmente auch mindestens eine axiale Ausdehnung eines Wickelkopfabschnitts des Leitersegmentes erhöht. Unter einem Wickelkopfabschnitt sind die Abschnitte des Leitersegmentes zu verstehen, die an der Ausbildung eines Wickelkopfes des Ständers beteiligt sind, also außerhalb der Nuten des Blechpaketes liegen.
Zudem erfordert die Ausbildung erhöhter Leitersegmente einen geringeren Kupfereinsatz als bei einer Ständerwicklung, bei der alle Leitersegmente als Leitersegmente mit größerer axialer Ausdehnung ausgebildet sind. Unter der Verbindung gleicher Nutlagen bei in Umfangsrichtung benachbarten Leitersegmenten ist zu verstehen, dass die in Umfangsrichtung benachbarten Leitersegmente jeweils die gleichen radialen Nutlagen in unterschiedlichen, benachbarten Nuten verbinden. Beispielsweise verbinden die in direkt benachbarten Nuten liegenden Leitersegmente jeweils die radial äußersten und die radial innersten Nutlagen. Jedes Leitersegment setzt sich insbesondere aus folgenden Abschnitten zusammen: Einem ersten Verbindungsabschnitt, einem ersten geneigten Abschnitt, einem bei montiertem Ständer in einer Nut einliegenden Abschnitt, einem zweiten geneigten Abschnitt, einem Biegeabschnitt, einem dritten geneigten Abschnitt, einem zweiten einliegenden Abschnitt, einem vierten geneigten Abschnitt und einem zweiten Verbindungsabschnitt. Dabei setzten sich erste Wickelkopfabschnitte jeweils aus einem zweiten geneigten Abschnitt, einem Biegeabschnitt und einem dritten geneigten Abschnitt und zweite Wickelkopfabschnitte jeweils aus einem ersten Verbindungsabschnitt, einem ersten geneigten Abschnitt, einem vierten geneigten Abschnitt und einem zweiten Verbindungsabschnitt zusammen. Neben den normalen äußeren Leitersegmenten, die jeweils in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten liegen wie ein erhöhtes Leitersegment, gibt es vorzugsweise auch andere, normale innere Leitersegmente. Gemäß dem zugehörigen Verfahren zur Herstellung einer Ständerwicklung aus Leitersegmenten für eine elektrische Maschine, insbesondere einer Ständerwicklung für eine vorstehend benannte elektrische Maschine, wird eine Vorrichtung zur Fixierung und Ausrichtung von erhöhten Abschnitten von erhöhten Leitersegmenten verwendet. Die Vorrichtung fixiert, bzw. richtet die erhöhten Abschnitte während einem nutlagenweisen Verdrehens in Umfangsrichtung der später in einer Nut einliegenden Abschnitte in Umfangsrichtung und axialer Richtung aus. Die Abschnitte der erhöhten Leitersegmente sind insbesondere Biegeabschnitte oder Verbindungsabschnitte der erhöhten Leitersegmente. Die so hergestellte Ständerwicklung ist gut kühlbar, wobei gleichzeitig das Strömungsgeräusch der elektrischen Maschine verbessert ist.
Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, dass die unterschiedlichen axialen Ausdehnungen der in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten liegenden Leitersegmente, die gleiche Nutlagen verbinden, durch unterschiedliche axiale Ausdehnungen von Biegeabschnitten der Leitersegmente entstehen, Somit weist der erste Wickelkopfabschnitt des erhöhten Leitersegments, der jeweils aus einem zweiten geneigten Abschnitt, einem Biegeabschnitt und einem dritten geneigten Abschnitt des Leitersegments gebildet wird, eine größere axiale Ausdehnung auf oder entsprechend Teile des zweiten Wickelkopfabschnitts wie z. B. der erste geneigte Abschnitt und der erste Verbindungsabschnitt.
Besonders vorteilhaft ist, dass die erhöhten Leitersegmente durch einen radialen Kühlluftstrom kühlbar sind, da die weiter hervorstehenden, den Wickelkopf der Ständerwicklung bildenden Abschnitte der Leitersegmente direkt in der radialen Kühlluftströmung ausgerichtet werden können. Dabei wird in vorteilhafter Weise der Kühlluftstrom homogenisiert und gleichzeitig die Kühloberfläche der die Leitersegmente bildenden Leiter deutlich erhöht. Der radiale Kühlluftstrom entsteht zum Beispiel durch einen axial neben dem magnetisch aktiven Teil eines Läufers auf einer Welle der elektrischen Maschine angeordneten Lüfter. Dieser Lüfter ist insbesondere als Radiallüfter ausgebildet.
In Ausgestaltung der elektrischen Maschine ist die Anzahl der erhöhten Leitersegmente kleiner oder gleich 50% der Gesamtzahl aller Leitersegmente die gleiche radiale Nutlagen verbinden. Diese Gesamtzahl ergibt sich aus der Anzahl der normalen äußeren Leitersegmente und der erhöhten äußeren Leitersegmente oder entsprechend aus der Anzahl der Leitersegmente mit erhöhten Verbindungsabschnitten zur Gesamtzahl an Leitersegmenten. Die erhöhten äußeren Leitersegmente und die normalen äußeren Leitersegmente bilden beispielsweise ein regelmäßiges Muster auf dem Wickelkopf.
Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass die unterschiedlichen axialen Ausdehnungen der in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten liegenden Leitersegmente, die gleiche Nutlagen verbinden, durch unterschiedliche axiale Ausdehnungen von Verbindungsabschnitten der Leitersegmente entstehen. Auch durch die unterschiedliche axiale Ausdehnung der Verbindungsabschnitte wird in vorteilhafter Weise die Kühlung des Blechpakets erhöht und gleichzeitig die Strömungsgeräusche der elektrischen Maschine verbessert. Somit weist der zweite Wickelkopfabschnitt des erhöhten Leitersegments, der jeweils aus einem ersten Verbindungsabschnitt, einem ersten geneigten Abschnitt, einem vierten geneigten Abschnitt und einem zweiten Verbindungsabschnitt des Leitersegments gebildet wird, eine größere axiale Ausdehnung auf.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der in dem unabhängigen Patentanspruch angegebenen elektrischen Maschine möglich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen als Klauenpolgenerator ausgebildeten Wechselstromgenerator für Kraftfahrzeuge,
2 ein Schaltschema eines sechssträngigen Wechselstromgenerators mit nachgeordnetem Gleichrichter,
3 bis 5 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ständerwicklung, ihrer Leitersegmente und einen Ständer mit einem Wicklungsausschnitt, wobei
3 eine Ansicht eines Ausschnittes eines Wicklungsstranges,
4 eine perspektivische Radialansicht eines Ausschnittes aller Wicklungsstränge und
5 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ständers, wobei nur ein Ausschnitt aller Wicklungsstränge dargestellt ist, betrifft,
6 und 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ständerwicklung, ihrer Leitersegmente und einem Wicklungsausschnitt, wobei
6 eine Ansicht eines Ausschnittes eines Wicklungsstranges und
7 eine perspektivische Radialansicht eines Ausschnittes aller Wicklungsstränge betrifft, und
8 ein Zusammenspiel der erhöhten Leitersegmente mit axialen Vorsprüngen in den Lagerschilden.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein Schnitt durch eine als Wechselstromgenerator 10 für ein Kraftfahrzeug ausgebildete elektrische Maschine dargestellt. Diese weist unter anderem ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das aus einem ersten Lagerschild 13.1 und einem zweiten Lagerschild 13.2 besteht. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in sich einen Ständer 16 auf, mit einem kreisringförmigen Blechpaket 17, in dessen nach innen offene und sich axial erstreckende Nuten 15 eine als Ständerwicklung 18 ausgebildete Wicklung eingelegt ist. Die Ständerwicklung 18 wird durch vorzugsweise mehrere phasenbildende Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 gebildet. Der ringförmige Ständer 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten Oberfläche einen elektromagnetisch erregten Läufer 20, der als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Läufer 20 besteht unter anderem aus Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang sich jeweils in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Läufer 20 derart angeordnet, dass ihre sich in axialer Richtung erstreckenden Klauenpolfinger 24, 25 am Umfang des Rotors 20 einander als Nord- und Südpole abwechseln. Es ergeben sich dadurch magnetisch erforderliche Klauenpolzwischenräume zwischen den gegensinnig magnetisierten Klauenpolfingern 24 und 25, welche wegen der sich zu ihrem freien Enden hin verjüngenden Klauenpolfinger 24 und 25 leicht schräg zur Maschinenachse verlaufen. Für die folgende Beschreibung der Erfindung ist dieser Verlauf vereinfacht als axial bezeichnet. Der Läufer 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf je einer Seite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 beziehungsweise 13.2 drehbar gelagert. Er weist zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Diese Lüfter 30 bestehen im Wesentlichen aus einem plattenförmigen beziehungsweise scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch zwischen der Außenseite und dem Innenraum der elektrischen Maschine 10 zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 radial nach außen beschleunigt, so dass sie durch die kühlluftdurchlässigen Wickelköpfe 45 auf der Antriebsseite und 46 auf der Elektronikseite hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt werden die Wickelköpfe gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch die Wickelköpfe, beziehungsweise nach dem Umströmen dieser Wickelköpfe einen Weg radial nach außen durch nicht dargestellte Öffnungen.
In 1 auf der rechten Seite befindet sich eine Schutzkappe 47, die verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen schützt. So deckt diese Schutzkappe 47 beispielsweise eine Schleifringbaugruppe 49 ab, die eine Erregerwicklung 51 mit Erregerstrom versorgt. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier als Pluskühlkörper wirkt. Als sogenannter Minuskühlkörper wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und dem Kühlkörper 53 ist eine Anschlussplatte 56 angeordnet, welche im Lagerschild 13.2 befestigte Minusdioden 58 und in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden eines Gleichrichters 19 im Kühlkörper 53 in Form einer Brückenschaltung miteinander verbindet.
In 2 ist ein Wechselstromgenerator 10 mit sechs phasenbildenden Wicklungssträngen 70, 71, 72, 73, 74, 75 anhand eines Schaltbildes dargestellt. Die Gesamtheit aller Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 bildet die Ständerwicklung 18. Die sechs Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 sind zu zwei unabhängigen Drehstromsystemen verschaltet, wobei jedes der unabhängigen Drehstromsysteme eine Sternschaltung aufweist, deren Wicklungsstränge am Sternpunkt eine elektrische Phasenverschiebung von 120° aufweisen. Die Sternschaltungen werden durch die Wicklungsstränge U1, V1, W1, 70, 71, 72 bzw. U2, V2, W2, 73, 74, 75 gebildet. Die beiden unabhängigen Drehstromsysteme sind um einen elektrischen Winkel von 30° versetzt. Jedes der beiden Drehstromsysteme wird mit einem separaten B6-Brückengleichrichter 19.1, 19.2 verbunden, die gleichspannungsseitig zusammengeschaltet werden. Gleichspannungsseitig ist ein Spannungsregler 26 parallel geschaltet, der durch Beeinflussung des Stromes durch die Erregerwicklung 51 die Spannung des Generators regelt. Das Bordnetz ist schematisch durch die Fahrzeugbatterie 31 und durch Fahrzeugverbraucher 32 dargestellt. Die Ausführungsform der Wicklung ist nicht auf dieses Schaltungsbeispiel begrenzt. Es können beliebige Strangzahlen, Phasenzahlen und Verschaltungsarten verwendet werden.
In 3 ist ein Ausschnitt eines Wicklungsstranges 70 als Realisierungsbeispiel einer aus Leitersegmenten aufgebauten Wicklung dargestellt, der aus fünf miteinander verbundenen Leitersegmenten 60, 61, 61' besteht. Die dargestellte Wicklung ist mit vier Leitern in jeder in 5 gezeigten Nut 15 realisiert, wobei die schmalen Seiten der Leiter einander gegenüber liegen und die breiten Seiten der Leiter einer Nutwand gegenüber liegen. Die Leiter sind in der Nut 15 in vier radialen Nutlagen 1, 2, 3, 4 angeordnet, wobei die radial äußerste Nutlage als Nutlage 1 und die radial innerste Nutlage als 4 bezeichnet wird.
Jedes Leitersegment 60, 61, 61' besteht aus zumindest einem im Wesentlichen axial ausgerichteten ersten Verbindungsabschnitt 60a, 61a, 61'a, der zur Kontaktierung zweier radial benachbarter Verbindungsabschnitte 60a, 61a, 61'a, 60i, 61i, 61'i dient. Diese Kontaktierung kann zum Beispiel durch Schweißen, Löten oder andere Verfahren zur elektrischen Kontaktierung erfolgen. Der erste Verbindungsabschnitt 60a, 61a, 61'a geht über in einen ersten geneigten Abschnitt 60b, 61b, 61'b, der den ersten Verbindungsabschnitt 60a, 61a, 61'a mit einem ersten axial ausgerichteten, in einer Nut 15 einliegenden Abschnitt 60c, 61c, 61'c des Leitersegmentes 60, 61, 61' verbindet. Der in der Nut einliegende, erste Abschnitt 60c, 61c, 61'c geht über in einen zweiten geneigten Abschnitt 60d, 61d, 61'd der übergeht in einen Biegeabschnitt 60e, 61e, 61'e. Vom Biegeabschnitt geht ein dritter geneigter Abschnitt 60f, 61f, 61'f ab und verbindet den Biegeabschnitt 60e, 61e, 61'e mit dem in einer zweiten Nut 15 einliegenden Abschnitt 60g, 61g, 61'g. Der zweite in der Nut 15 einliegende Abschnitt 60g, 61g, 61'g ist mit einem vierten geneigten Abschnitt 60h, 61h, 61'h verbunden der in einen zweiten, im Wesentlichen axial ausgerichteten Verbindungsabschnitt 60i, 61i, 61'i mündet. Es ist hier prinzipiell auch vorstellbar, dass das Leitersegment 60, 61, 61' aus mehren Windungen aufgebaut wird, d. h. mehrere auf beiden axialen Seiten des Blechpaketes 17 angeordnete Biegeabschnitte 60e, 61e, 61'e gibt. Ein Leitersegment 60, 61, 61' ist üblicherweise in zwei radiale Lagen unterteilt, wobei der erste Verbindungsabschnitt 60a, 61a, 61'a, der erste geneigte Abschnitt 60b, 61b, 61'b, der erste gerade, in der Nut 15 einliegende Abschnitt 60c, 61c, 61'c und der zweite geneigte Abschnitt 60d, 61d, 61'd in derselben radialen Schicht liegen. Der dritte geneigte Abschnitt 60f, 61f, 61'f, der zweite in der Nut 15 einliegende Abschnitt 60g, 61g, 61'g, der vierte geneigte Abschnitt 60h, 61h, 61'h und der zweite Verbindungsabschnitt 60i, 61i, 61'i liegen in einer zweiten radialen Schicht. Der Biegeabschnitt 60e, 61e, 61'e verbindet die Abschnitte der beiden radialen Schichten. Die hier als Beispiel aufgeführte Wicklung eines Wicklungsstranges 70, 71, 72, 73, 74, 75 einer Ständerwicklung 18 ist aus drei verschiedenen Leitersegmenten 60, 61, 61' ausgeführt: einem innen liegenden normalen Leitersegment 60, das in den Nutlagen 2 und 3 einliegt, einem äußeren normalen Leitersegment 61, mit einer ersten axialen Ausdehnung H1 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Biegeabschnitt 61e und dem axialen Ende des Blechpaketes 17. Das äußere Leitersegment 61, 61' umschließt ein inneres Leitersegment 60 auf dem elektronikseitigen Wickelkopf 46. Das äußere Leitersegment 61, 61' liegt in den Nutlagen 1 und 4 ein. Ein zweites äußeres erhöhtes Leitersegment 61' weist eine zweite axiale Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 zwischen Biegeabschnitt 61'e und dem axialen Ende des Blechpaketes 17 auf.
Der in 3 dargestellte Abschnitt einer Wicklung eines Wicklungsstranges 70 ist wie folgt verbunden. Das erste äußere Leitersegment 61 mit einer axialen Ausdehnung H1 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 liegt mit einem ersten geraden Abschnitt 61c in Nutlage 1, mit seinem zweiten geraden Abschnitt 61g in Nutlage 4 und ist mit seinem zweiten Verbindungsabschnitt 61i mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 60i eines ersten inneren Leitersegmentes 60 verbunden. Der zweite Verbindungsabschnitt 60i des ersten inneren Leitersegments 60 ist mit einem zweiten geraden in der Nut einliegenden Abschnitt 60g in der Nutlage 3, mit einem ersten in der Nut einliegenden Abschnitt 60c in der Nutlage 2 des innere Leitersegment 60 und einem ersten Verbindungsabschnitt 60a des inneren Leitersegment 60 verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt 60a des ersten inneren Leitersegment 60 ist mit dem zweiten äußeren Leitersegment 61', das eine größere axiale Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 aufweist, über den ersten Verbindungsabschnitt 61'a verbunden, der wiederum mit einem ersten geraden in einer Nut 15 einliegenden Abschnitt 61'c in Nutlage 1, einem zweiten geraden Abschnitt 61'g in der Nutlage 4 und einem zweiten Verbindungsabschnitt 61 verbunden ist. Der zweite Verbindungsabschnitt 61'g des zweiten äußeren Leitersegment 61' ist mit dem zweiten inneren Leitersegment 60 über den zweiten Verbindungsabschnitt 60i verbunden, der wiederum mit einem zweiten geraden in einer Nut einliegenden Abschnitt 60g in Nutlage 3, einem ersten geraden Abschnitt 60c in der Nutlage 2 und einem ersten Verbindungsabschnitt 60a verbunden ist. Die noch fehlenden Abschnitte des Wicklungsstranges U1 70 ergeben sich durch Fortsetzung des dargestellten Schemas und Reiheschaltung von um eine Polteilung versetzter Leitersegmente 60, 61, 61'.
Die Abfolge von äußeren normalen Leitersegmenten 61 mit kleiner axialer Ausdehnung H1 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 und äußeren Leitersegmenten 61' mit großer axialer Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 kann hier beliebig gewählt werden.
Durch die Verlängerung der axialen Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 des äußeren Leitersegments 61 verlängern sich üblicherweise die zweiten geneigten Abschnitte 61'd und die dritten geneigten Abschnitte 61'f. Durch die Abfolge der inneren und äußeren Leitersegmente 60, 61, 61' wird eine Schleifenwicklung gebildet. Der Aufbau der Leitersegmentwicklung ist aber nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Es ist ebenso möglich eine Leitersegmentwicklung mit zwei näherungsweise identischen in radialer Richtung nebeneinander liegenden Leitersegmenten aufzubauen, die dann Nutlage 1 und 2, bzw. 3 und 4 verbinden und dann entsprechend eine Wellenwicklung bilden.
4 zeigt einen Ausschnitt einer Ständerwicklung 18 für einen Ständer 16 mit sechsundneunzig Nuten 15, sechs phasenbildenden Wicklungssträngen U1, V1, W1, U2, V2, W2 70, 71, 72, 73, 74, 75 und einem elektrisch erregten Läufer 20 mit sechzehn Polen. Die Wicklungen aller Stränge sind gemäß 3 ausgeführt. Sie sind nicht auf diese Ausführung beschränkt, es ist zum Beispiel ebenso möglich, eine vergleichbare Ständerwicklung 18 für einen Ständer 16 mit sechsunddreißig Nuten 15, drei phasenbildenden Wicklungssträngen und einem elektrisch erregten Läufer 20 mit zwölf Polen herzustellen.
Die äußeren Leitersegmente 61' mit einer größeren axialen Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16, sind bei diesem Beispiel auf die verschiedenen phasenbildenden Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 so verteilt, dass jedes fünfte äußere Leitersegment 61, 61' erhöht ist. Dies ist durch die daraus resultierende näherungsweise symmetrische Aufteilung der Widerstandserhöhung durch die größere axiale Ausdehnung der Leitersegmente auf alle Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 vorteilhaft.
5 zeigt den unter 4 dargestellten Ausschnitt der Ständerwicklung 18 in einem Blechpaket 17. Die eingezeichneten axialen Ausdehnungen H1, H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 sind zwischen dem axialen Ende des Blechpaketes 17 und der Spitze des jeweiligen Biegeabschnittes 61e, 61'e.
Die Anzahl der erhöhten äußeren Leitersegmente 61' ist kleiner oder gleich 50% der Gesamtzahl der normalen äußeren Leitersegmente 61 und erhöhter äußerer Leitersegmente 61'. Vorteilhafterweise sind die erhöhten äußeren Leitersegmente 61' und die normalen äußeren Leitersegmente 61 so angeordnet, dass sie auf dem elektronikseitigen Wickelkopf 46 ein regelmäßiges Muster bilden. Durch die einzelnen über die normalen äußeren Leitersegmente 61 axial überstehenden äußeren Leitersegmente 61' werden in vorteilhafter Weise die Kühlung des Blechpakets und das Strömungsgeräusch des Generators verbessert. Gleichzeitig erfordert die Verlängerung von einzelnen Leitersegmenten einen geringeren Kupfereinsatz, als wenn die Gesamtheit aller Wickelsegmente verlängert werden würde.
In 6 ist ein Ausschnitt eines Wicklungsstranges als Realisierungsbeispiel einer aus Leitersegmenten aufgebauten Wicklung dargestellt, der aus fünf miteinander verbundenen Leitersegmenten 60, 60'', 61, 61'' besteht. Die dargestellte Wicklung ist mit vier Leitern in jeder Nut 15 realisiert, wobei die schmalen Seiten der Leiter einander gegenüber liegen und die breiten Seiten der Leiter einer Nutwand gegenüber liegen. Die Leiter sind in der Nut 15 in vier radialen Nutlagen 1, 2, 3, 4 angeordnet, wobei die radial äußerste Nutlage als Nutlage 1 und die radial innerste Nutlage als 4 bezeichnet wird.
Jedes Leitersegment 60, 60'', 61, 61'' besteht aus zumindest einem im Wesentlichen axial ausgerichteten ersten Verbindungsabschnitt 60a, 60a'', 61a, 61''a der zur Kontaktierung zweier radial benachbarter Verbindungsabschnitte 60a, 60''a, 61'a, 61''a, 60i, 60''i, 61i, 61''i dient. Diese Kontaktierung kann zum Beispiel durch Schweißen, Löten oder andere Verfahren zur elektrischen Kontaktierung erfolgen. Der erste Verbindungsabschnitt 60a, 60''a, 61a, 61''a geht über in einen ersten geneigten Abschnitt 60b, 60''b, 61b, 61''b der den ersten Verbindungsabschnitt 60a, 60''a, 61a, 61''a mit einem ersten axial ausgerichteten, in einer Nut 15 einliegenden Abschnitt 60c, 60''c, 61c, 61''c des Leitersegmentes 60, 60'', 61, 61'' verbindet. Der in der Nut einliegende, erste Abschnitt 60c, 60''c, 61c, 61''c geht über in einen zweiten geneigten Abschnitt 60d, 60''d, 61d, 61''d der übergeht in einen Biegeabschnitt 60e, 60''e, 61e, 61''e. Vom Biegeabschnitt geht ein dritter geneigter Abschnitt 60f, 60''f, 61f, 61''f ab und verbindet den Biegeabschnitt 60e, 60''e, 61e, 61''e mit dem in einer zweiten Nut 15 einliegenden Abschnitt 60g, 60''g, 61g, 61''g. Der zweite in der Nut 15 einliegende Abschnitt 60g, 60''g, 61g, 61''g ist mit einem vierten geneigten Abschnitt 60h, 60''h, 61h, 61''h verbunden, der in einen zweiten, im Wesentlichen axial ausgerichteten Verbindungsabschnitt 60i, 60''i, 61i, 61 mündet. Es ist hier prinzipiell auch vorstellbar, dass das Leitersegment 60, 60'', 61, 61'' aus mehren Windungen aufgebaut wird, d. h. mehrere auf beiden axialen Seiten des Blechpaketes 17 angeordnete Biegeabschnitte 60e, 60''e, 61e, 61''e gibt. Ein Leitersegment 60, 60'', 61, 61'' ist üblicherweise in zwei radiale Lagen unterteilt, wobei der erste Verbindungsabschnitt 60a, 60''a, 61a, 61''a, der erste geneigte Abschnitt 60b, 60''b, 61b, 61''b, der erste gerade, in der Nut 15 einliegende Abschnitt 60c, 60''c, 61c, 61''c und der zweite geneigte Abschnitt 60d, 60''d, 61d, 61''d eines Leitersegments 60, 60'', 61, 61'' in der selben radialen Schicht liegen. Der dritte geneigte Abschnitt 60f, 60''f, 61f, 61''f, der zweite in der Nut 15 einliegende Abschnitt 60g, 60''g, 61g, 61''g, der vierte geneigte Abschnitt 60h, 60''h, 61h, 61''h und der zweite Verbindungsabschnitt 60i, 60''i, 61i, 61''i eines Leitersegmentes 60, 60'', 61, 61'' liegen in einer zweiten radialen Schicht. Der Biegeabschnitt 60e, 60''e, 61e, 61''e verbindet die Abschnitte der beiden radialen Schichten eines Leitersegmentes 60, 60'', 61, 61''. Die hier als Beispiel aufgeführte Wicklung eines Wicklungsstranges 70 einer Ständerwicklung 18 ist aus vier verschiedenen Leitersegmenten 60, 60'', 61, 61'' ausgeführt. Einem innen liegenden normalen Leitersegment 60, das in den Nutlagen 2 und 3 einliegt, mit einer ersten axialen Ausdehnung H1' auf der Verbinderabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Verbindungsabschnitt 60a, 60i und dem axialen Ende des Blechpaketes 17. Einem innen liegenden erhöhten Leitersegment 60'', das in den Nutlagen 2 und 3 einliegt, dessen erster Verbindungsabschnitt 60''a eine größere axiale Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Verbindungsabschnitt 60''a und dem axialen Ende des Blechpaketes aufweist. Der zweite Verbindungsabschnitt 60''i weist eine erste axiale Ausdehnung H1' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Verbindungsabschnitt 60''i und dem axialen Ende des Blechpaketes 17 auf.
Einem äußeren normalen Leitersegment 61, mit einer ersten axialen Ausdehnung H1' auf der Verbinderabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Verbindungsabschnitt 61a, 61i und dem axialen Ende des Blechpaketes 17 und einer ersten axialen Ausdehnung H1 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Biegeabschnitt 61e und dem axialen Ende des Blechpaketes 17.
Einem äußeren erhöhten Leitersegment 61'', mit einer zweiten axialen Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Verbindungsabschnitt 61''a und dem axialen Ende des Blechpaketes 17, mit einer ersten axialen Ausdehnung H1' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Verbindungsabschnitt 61''i und dem axialen Ende des Blechpaketes 17 und mit einer zweiten axialen Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 zwischen dem Biegeabschnitt 61''e und dem axialen Ende des Blechpaketes 17.
Ein äußeres Leitersegment 61, 61' 61'' umschließt jeweils ein inneres Leitersegment 60, 60'' auf dem elektronikseitigen Wickelkopf 46. Die äußeren Leitersegmente 61, 61', 61'' liegen in den Nutlagen 1 und 4 ein.
Der in 6 dargestellte Abschnitt eines Wicklungsstranges 70 ist wie folgt verbunden. Das erste äußere Leitersegment 61 mit einer axialen Ausdehnung H1 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers und einer axialen Ausdehnung H1' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 liegt mit einem zweiten geraden Abschnitt 61g in Nutlage 4, mit seinem ersten geraden Abschnitt in Nutlage 1 und ist mit seinem ersten Verbindungsabschnitt 61a mit dem ersten Verbindungsabschnitt 60a eines ersten inneren Leitersegmentes 60 verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt 60a des ersten inneren Leitersegments ist mit einem ersten geraden in der Nut einliegenden Abschnitt 60c in der Nutlage 2, mit einem zweiten in der Nut einliegenden Abschnitt 60g in der Nutlage 3 des innere Leitersegment und einem zweiten Verbindungsabschnitt 60i des inneren Leitersegment 60 verbunden. Der zweite Verbindungsabschnitt 60i des ersten inneren Leitersegment 60 ist mit dem zweiten äußeren Leitersegment 61'', das eine größere axialen Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 und eine größere axiale Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 aufweist, über den zweiten Verbindungsabschnitt 61''i verbunden, der eine axiale Ausdehnung H1' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 aufweist. Der zweite Verbindungsabschnitt 61''i ist wiederum mit einem zweiten geraden in einer Nut 15 einliegenden Abschnitt 61''g in Nutlage 4, einem ersten geraden Abschnitt 61'c in der Nutlage 1 und einem ersten Verbindungsabschnitt 61''a verbunden, wobei der erste Verbindungsabschnitt 61''a eine axiale Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 aufweist. Der erste Verbindungsabschnitt 61''a des zweiten äußeren Leitersegment 61'' ist mit dem zweiten inneren Leitersegment 60'' über den zweiten Verbindungsabschnitt 60''a verbunden, der eine axiale Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 aufweist. Der Verbindungsabschnitt 60''a ist wiederum mit einem ersten geraden in einer Nut einliegenden Abschnitt 60''c in Nutlage 2, einem zweiten geraden Abschnitt 60''g in der Nutlage 3 und einem zweiten Verbindungsabschnitt 60''i verbunden ist. Die noch fehlenden Abschnitte des Wicklungsstranges U1 70 ergeben sich durch Fortsetzung des dargestellten Schemas und der Reihenschaltung von um eine Polteilung versetzten Leitersegmenten 60, 60'', 61, 61''.
Die Abfolge von äußeren und inneren Leitersegmenten 60, 61 mit kleiner axialer Ausdehnung H1' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 und äußeren und inneren Leitersegmenten 60'', 61'' mit großer axialer Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 kann hier beliebig gewählt werden. Es ist über das Ausführungsbeispiel hinaus auch möglich, den ersten Verbindungsabschnitte 60''a oder den zweiten Verbindungsabschnitt 60''i oder beide Verbindungsabschnitte 60''a, 60''i des inneren Leitersegmentes 60''a mit einer größeren axialen Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 auszuführen. Analog hierzu ist es bei dem äußeren Leitersegment 61'' möglich, den ersten Verbindungsabschnitt 61''a oder der zweiten Verbindungsabschnitt 61''i oder beide Verbindungsabschnitt 61''a, 61''i mit einer größeren axialen Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 auszuführen. Darüber hinaus ist es beim äußeren Leitersegment 61, 61'' möglich, den Biegeabschnitt mit einer ersten axiale Ausdehnung H1 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 oder mit einer zweiten axialen Ausdehnung H2 auf der Biegeabschnittsseite des Ständers 16 zu realisieren.
Durch die Verlängerung der axialen Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16 des inneren und äußeren Leitersegments 60'', 61'' verlängern sich üblicherweise die ersten Verbindungsabschnitte 60''a, 61''a. Durch die Abfolge der inneren und äußeren Leitersegmente 60, 60'', 61, 61'' wird eine Schleifenwicklung gebildet. Der Aufbau der Leitersegmentwicklung ist aber nicht auf dieses Beispiel begrenzt. Es ist ebenso möglich eine Leitersegmentwicklung mit zwei näherungsweise identischen in radialer Richtung nebeneinander liegenden Leitersegmenten aufzubauen, die dann Nutlage 1 und 2, bzw. 3 und 4 verbinden und dann entsprechend eine Wellenwicklung bilden.
7 zeigt einen Ausschnitt einer Ständerwicklung 18 für einen Ständer 16 mit sechsundneunzig Nuten 15, sechs phasenbildenden Wicklungssträngen U1, V1, W1, U2, V2, W2 70, 71, 72, 73, 74, 75 und einem elektrisch erregten Läufer 20 mit sechszehn Polen. Die Wicklungen aller Stränge sind gemäß 6 ausgeführt. Sie sind nicht auf diese Ausführung beschränkt, es ist zum Beispiel ebenso möglich eine vergleichbare Ständerwicklung 18 für einen Ständer 16 mit sechsunddreißig Nuten 15, drei phasenbildenden Wicklungssträngen und einem elektrisch erregten Läufer 20 mit zwölf Polen herzustellen.
Die inneren und äußeren Leitersegmente 60'', 61'' mit einer axialen Ausdehnung H2' auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers 16, sind bei diesem Beispiel auf die verschiedenen phasenbildenden Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 so verteilt, dass jedes fünfte äußere und innere Leitersegment 60'', 61'' erhöht ist. Dies ist durch die daraus resultierende näherungsweise symmetrische Aufteilung der Widerstandserhöhung durch die größere axiale Ausdehnung der Leitersegmente auf alle Wicklungsstränge 70, 71, 72, 73, 74, 75 vorteilhaft.
8 zeigt eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ständers 16 im Zusammenspiel mit einem Lagerschild 13, dass in axialer Richtung Vorsprünge 21, zum Beispiel Rippen aufweist, die dazu dienen den Kühlluftstrom zu lenken. Insbesondere soll der Kühlluftstrom auf, bzw. um die erhöhten Biegeabschnitte 61'e, 61''e, bzw. Verbindungsabschnitte 60''a, 61''a gelenkt werden um die Kühlung des Ständers 16 zu verbessern. Gleichzeitig dienen die Vorsprünge als Kühlkörpervergrößerung um Wärme aus dem Lagerschild 13.1, 13.2 abzuführen und so Bauteiltemperaturen von Kugellagern und Elektronik zu senken. Die Lagerschildvorsprünge 21 sind vorzugsweise innerhalb eines Radius der dem Abstand von Nutlage 1 zur Maschinenachse gebildet wird. Die Rippen greifen vorzugsweise abwechselnd in die Zwischenräume, die durch die erhöhten Biegeabschnitte 61'e, 61''e, bzw. Verbindungsabschnitte 60''a, 61''a der Leitersegmente gebildet wird. Hierdurch wird die Kühlung der Maschine besonders verbessert.
Bei der Herstellung von Leitersegmenten 60, 60'', 61, 61', 61'' wird von einem Rund- oder Profildraht ausgegangen, der zu erst in eine U oder V-förmige Vorform gebracht wird. Bei dieser Vorform sind die radialen Abstände der beiden später in den Nuten 15 einliegenden Abschnitte 60c, 60g, 60''c, 60''g, 61c, 61g, 61'c, 61'g, 61''c, 61''g schon gegeben, allerdings haben diese Abschnitte keinen Abstand in Umfangsrichtung. Dieser Abstand wird durch nutlagenweises Verdrehen der Abschnitte 60c, 60g, 60''c, 60''g, 61c, 61g, 61'c, 61'g, 61''c, 61''g der Vorstufe des Leitersegmentes in Umfangsrichtung hergestellt. Die hieraus gewonnene zweite Vorstufe des Leitersegmentes wird in ein rundes Blechpaket 17 axial eingeschoben. Um die Ständerstränge zu vervollständigen werden die Verbindungsabschnitte 60a, 60i, 60''a, 60''i, 61a, 61i, 61'a, 61'i, 61''a, 61''i nutlagenweise in Umfangsrichtung aufeinander zu gebogen und dann miteinander verbunden, sodass ein elektrischer Kontakt zwischen den jeweiligen Verbindungsabschnitten entsteht. Es ist beim Übergang von der ersten zur zweiten Vorstufe besonders Vorteilhaft, wenn der Biegeabschnitt 61'e des erhöhten Leitersegmentes 61', bzw. die erhöhten Verbindungsabschnitte 60''a, 61''a durch eine Nut in einem nicht dargestellten Werkzeug oder durch entsprechende Halterungen in axialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung gehalten bzw. geführt wird.

1: erste Nutlage (äußerste Nutlage)
2: zweite Nutlage
3: dritte Nutlage
4: vierte Nutlage (innerste Nutlage)
10: Wechselstromgenerator
13: zweiteiliges Gehäuse
13.1: erstes Lagerschild
13.2: zweites Lagerschild
14: Zähne
15: Nut
16: Ständer
17: kreisringförmiges Blechpaket
18: Ständerwicklung
19: Gleichrichter
19.1, 19.2: B6 Brückengleichrichter
20: elektrisch erregter Läufer
21: axial aus dem Lagerschild austretende Vorsprünge
22: Klauenpolplatine
23: Klauenpolplatine
24: Klauenpolfinger
25: Klauenpolfinger
26: Spannungsregler
27: Welle
28: Wälzlager
30: Lüfter
31: Fahrzeugbatterie
32: Fahrzeugverbraucher
40: Öffnungen in den Lagerschilden
45: antriebsseitiger, kühlluftdurchlässiger Wickelkopf
46: elektronikseitiger, kühlluftdurchlässiger Wickelkopf
47: Schutzkappe
49: Schleifringbaugruppe
51: Erregerwicklung
53: Gleichrichterkühlkörper
56: Anschlussplatte
58: Minusdiode
60: inneres Leitersegment
60a: erster axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes als Verbindungsabschnitt
60b: erster geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes
60c: erster axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes, in Nut einliegend
60d: zweiter geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes
60e: Biegeabschnitt des inneren Leitersegmentes
60f: dritter geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes
60g: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes, in Nut einliegend
60h: vierter geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes
60i: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes als Verbindungsabschnitt
60'': inneres Leitersegment mit erhöhtem Verbindungsabschnitt
60''a: erster axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt, als Verbindungsabschnitt
60''b: erster geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt
60''c: erster axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt, in Nut einliegend
60''d: zweiter geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt
60''e: Biegeabschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt
60''f: dritter geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt
60''g: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt, in Nut einliegend
60''h: vierter geneigter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt
60''i: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des inneren Leitersegmentes mit erhöhtem Verbindungsabschnitt, als Verbindungsabschnitt
61: äußeres Leitersegment
61a: erster axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes als Verbindungsabschnitt
61b: erster geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes
61c: erster axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes, in Nut einliegend
61d: zweiter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes
61e: Biegeabschnitt des äußeren Leitersegmentes
61f: dritter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes
61g: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes, in Nut einliegend
61h: vierter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes
61i: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes als Verbindungsabschnitt
61': äußeres Leitersegment mit axial erhöhtem Biegeabschnitt
61'a: erster axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt als Verbindungsabschnitt
61'b: erster geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt
61'c: erster axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt, in Nut einliegend
61'd: zweiter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt
61'e: Biegeabschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt
61'f: dritter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt
61'g: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt, in Nut einliegend
61'h: vierter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt
61'i: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt als Verbindungsabschnitt
61'': äußeres Leitersegment mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt
61''a: erster axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt als Verbindungsabschnitt
61''b: erster geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt
61''c: erster axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt, in Nut einliegend
61''d: zweiter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt
61''e: Biegeabschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt
61''f: dritter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt
61''g: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt, in Nut einliegend
61''h: vierter geneigter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt
61''i: zweiter axial ausgerichteter Abschnitt des äußeren Leitersegmentes mit axial erhöhtem Biegeabschnitt und erhöhtem Verbindungsabschnitt als Verbindungsabschnitt
70, 71, 72: Wicklungsstränge U1, V1, W1
73, 74, 75: Wicklungsstränge U2, V2, W2
H1: erste axiale Ausdehnung eines Biegeabschnittes (61e) des äußeren Leitersegmentes (61)
H1': erste axiale Ausdehnung eines Verbindungsabschnittes (60a, 60i, 60''i, 61a, 61i, 61''i)
H2: zweite axiale Ausdehnung eines Biegeabschnittes (61'e) des äußeren Leitersegmentes (61', 61'')
H2': zweite axiale Ausdehnung eines Verbindungsabschnittes (60''a, 61''a)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 69816263 T2 [0002]

Claims

Elektrische Maschine, insbesondere ein Wechselstromgenerator (10), vorzugsweise ein elektrisch erregter Klauenpolgenerator (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Nuten (15) aufweisenden Ständer (16) und mit einer Ständerwicklung (18) aus Leitersegmenten (60, 61, 61'; 60, 60'', 61, 61''), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten (15) liegende, gleiche Nutlagen verbindende Leitersegmente (61, 61'; 60, 60''; 61, 61'') als ein eine axiale Ausdehnung (H1; H1') aufweisendes Leitersegment (61; 60, 61) und als ein eine demgegenüber größere axiale Ausdehnung (H2; H2') aufweisendes erhöhtes Leitersegment (61'; 60'', 61'') ausgebildet ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhten Abschnitte der Leitersegmente (61'; 60'', 61'') durch einen radialen Kühlluftstrom gekühlt werden.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der erhöhten Abschnitte (61'e; 60''a, 61''a, 61''e) der Leitersegmente (61'; 60'', 61'') kleiner oder gleich 50% der Gesamtzahl der normalen Abschnitte (61e; 60a, 61a) der Leitersegmente (60, 61) und erhöhten Abschnitte (61'e; 60''a, 61''a, 61''e) der Leitersegmente (61'; 60'', 61'') innerhalb eines Wickelkopfes (45; 46) ist.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhten Abschnitte (61'e; 60''a, 61''a, 61''e) der Leitersegmente (61'; 60'', 61'') und die normalen Abschnitte (61e; 60a, 61a, 61e) der Leitersegmente (61; 60, 61) ein weitgehend regelmäßiges Muster auf dem Wickelkopf (45; 46) bilden.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erhöhten Abschnitte (61'e; 60''a, 61''a, 61''e) der Leitersegmente (61'; 60'', 61'') wenigstens teilweise eine andere axiale Ausrichtung als die Abschnitte (61e; 60a, 61a, 61e) der normalen Leitersegmente (61; 60, 61) aufweisen.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung der geneigten Abschnitte (61'd, 61'f; 60''b, 61''b) des erhöhten Leitersegmente (61'; 60'', 61'') weitgehend der Ausrichtung der geneigten Abschnitte (61d, 61f; 60b, 61b) des normalen Leitersegmentes (61; 60, 61) entspricht.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Lagerschild (13.1, 13.2) axiale Vorsprünge existieren, die einen Kühlluftstrom auf die erhöhten Abschnitte (61'e; 60''a, 61''a, 61''e) der Leitersegmente (61'; 60'', 61'') lenkt.
Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen axialen Ausdehnungen (H1', H2') auf der Verbindungsabschnittsseite des Ständers (16) der in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten (15) liegenden Leitersegmente (60, 60''; 61, 61''), die gleiche Nutlagen verbinden, durch unterschiedliche axiale Ausdehnungen von Verbindungsabschnitten (60a, 60i, 60''a, 60''i; 61a, 61i, 61''a, 61''i) der Leitersegmente (60, 60''; 61, 61'') entstehen.
Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen axialen Ausdehnungen (H1, H2) auf der Biegeabschnittsseite des Ständers (16) der in Umfangsrichtung in direkt benachbarten Nuten (15) liegenden Leitersegmente (61, 61'), die gleiche Nutlagen verbinden, durch unterschiedliche axiale Ausdehnungen von Biegeabschnitten (61e, 61'e) der Leitersegmente (61, 61') entstehen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein über den Biegeabschnitt 61e des normalen Leitersegments (61) überstehender Biegeabschnitt (61'e) des erhöhten Leitersegments (61') eine andere axiale Ausrichtung als der Biegebereich (61e) des normalen Leitersegments (61) aufweist und radial im Kühlluftstrom ausgerichtet ist.
Verfahren zur Herstellung einer Ständerwicklung aus Leitersegmenten für eine elektrische Maschine, insbesondere einer Ständerwicklung für eine elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Fixierung und Ausrichtung von erhöhten Abschnitten (61'e; 60''a, 61''a) von erhöhten Leitersegmenten (61', 60'', 61'') in Achs- und/oder Umfangsrichtung während des Herstellprozesses verwendet wird, welche gegenüber benachbarten normalen Leitersegmenten (60, 61) eine größere axiale Ausdehnung (H2; H2') aufweisen.