DE102015113858A1

DE102015113858A1 - Casting manufactured coil

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Publication number: DE102015113858A1
Application number: DE102015113858.1A
Authority: DE
Inventors: Matthias Busse; Alexander Rosen
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gießtechnisch hergestellte Spule (103) zum Anordnen um wenigstens einen zum Führen eines magnetischen Felds vorbereiteten Zahn (186), wobei die Spule dazu vorbereitet ist, auf über den wenigstens einen Zahn (186) im Wesentlichen quer zum magnetischen Feld (M) und entlang wenigstens einer ersten (196) und einer zweiten (194), den wenigstens einen Zahn (186) zu weiteren Zähnen (182, 184) abgrenzender Nut aufgeschoben zu werden, und die Spule (103) einen ersten (112) und einen zweiten Wicklungsabschnitt (114) zum Anordnen in der wenigsten einen ersten (196) bzw. wenigstens einen zweiten Nut (194) aufweist und die Spule einen den ersten (112) und zweiten Wicklungsabschnitt (114) an jeweils einer Seite verbindenden ersten (122) und zweiten Wickelkopfabschnitt (124) zum Anordnen außerhalb der Nuten, wobei der erste Wickelkopfabschnitt (122) zu dem ersten (112) und zweiten Wicklungsabschnitt (114) so verlagert, ist, dass er beim Aufschieben der Spule (103) über den wenigstens einen Zahn (186) entlang (R) der wenigstens ersten (196) und zweiten Nut (194) den wenigstens einen Zahn (186) von der ersten (194) zur zweiten (196) Nut so überspannt, das er dem Aufschieben nicht im Wege steht.The invention relates to a casting-produced coil (103) for arranging around at least one tooth (186) prepared for guiding a magnetic field, wherein the coil is prepared to act on at least one tooth (186) substantially transverse to the magnetic field (M ) and along at least a first (196) and a second (194) to be pushed the at least one tooth (186) to further teeth (182, 184) delimiting groove, and the coil (103) has a first (112) and a second winding portion (114) for arranging in at least a first (196) and at least a second groove (194), and the coil comprises first (122) and first (112) and second winding portions (114) connected to one side on each side the second winding head section (124) for disposition outside the grooves, wherein the first winding head section (122) so displaced to the first (112) and second winding section (114) is that he übt when sliding the coil (103) the at least one tooth (186) along (R) of the at least first (196) and second (194) grooves spans the at least one tooth (186) from the first (194) to the second (196) groove to be pushed open does not get in the way.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gießtechnisch hergestellte Spule. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung mehrerer solcher Spulen in einer elektrischen Maschine, insbesondere in einem Blechpaket einer elektrischen Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung einer eine solche Spule aufweisenden elektrische Maschine.The present invention relates to a casting manufactured coil. Furthermore, the present invention relates to an arrangement of a plurality of such coils in an electrical machine, in particular in a laminated core of an electrical machine and a method for producing an electric machine having such a coil.

Spulen, die aus wenigstens einer Windung bestehen und geeignet sind ein Magnetfeld zu erzeugen sind allgemein bekannt. Ferner ist auch eine Verwendung solcher Spulen in elektrischen Maschinen zur Erzeugung von elektrischer Energie und/oder mechanischen Drehmoment allgemein bekannt.Coils consisting of at least one turn and capable of generating a magnetic field are well known. Furthermore, a use of such coils in electrical machines for generating electrical energy and / or mechanical torque is generally known.

Aus fertigungstechnischen Gründen, insbesondere in der Massenproduktion, ist es aus ökomischen Gesichtspunkten oftmals sinnvoll, die Spulen elektrischer Maschinen nicht direkt auf das Blechpaket zu wickeln, sondern außerhalb des Blechpaketes zu fertigen und erst später zu montieren. Nicht auf Wickeltechnik basierende Verfahren eignen sich besonders gut, die Spulen getrennt vom Blechpaket zu fertigen, da nicht auf Wickeltechnik basierende Spulen zu meist eine höhere mechanische Steifigkeit aufweisen. Zudem eignen sich gießtechnische Verfahren auch besonders gut für die maschinelle Serienfertigung bzw. Massenproduktion, und ermöglichen zudem einen besonders günstigen Nutfüllfaktor von rund 90 Prozent.For manufacturing reasons, especially in mass production, it is often useful from an environmental point of view not to wind the coils of electrical machines directly on the laminated core, but to manufacture outside the laminated core and to mount later. Non-winding based methods are particularly well suited for making the coils separate from the lamination stack, since coils not based on winding technology usually have higher mechanical stiffness. In addition, casting processes are also particularly well suited for machine series production or mass production, and also allow a particularly favorable Nutfüllfaktor of about 90 percent.

Aus „ Müller, G., Vogt, K., Ponick, B.: Berechnung elektrischer Maschinen, Wiley-Verlag, Darmstadt, 2008 “ und der EP 2387135 A3 sind nicht auf Wickeltechnik basierende Verfahren bekannt. Ferner existieren für Einzelzahnwicklungen, also für Wicklungen bei denen jede Spule immer nur einen Zahn umschließt, verschiedene Konzepte, die eine getrennte Fertigung von Spule und Blechpaket erlauben. Ein Teil dieser Konzepte findet bereits in der Serienfertigung und Massenproduktion ihre Anwendung.Out " Müller, G., Vogt, K., Ponick, B .: Calculation of electrical machines, Wiley-Verlag, Darmstadt, 2008 " and the EP 2387135 A3 are not known on winding technique known. Furthermore, there are different concepts for single-tooth windings, that is to say for windings in which each coil always encloses only one tooth, which permit a separate production of coil and laminated core. Some of these concepts are already used in mass production and mass production.

Nachteilig bei den oben genannten Konzepten, insbesondere bei den gießtechnisch hergestellten Spulen ist vor allem der Umstand, dass eine Montage der unflexiblen Spule oft durch eine Segmentierung des Blechpaketes, insbesondere durch eine Segmentierung der Zähne, erfolgt.A disadvantage of the concepts mentioned above, in particular in the coils produced by casting, is in particular the circumstance that an assembly of the inflexible coil often takes place by a segmentation of the laminated core, in particular by a segmentation of the teeth.

Dabei ergeben sich durch die Segmentierung des Blechpaketes, wie in 4 gezeigt, eine Reihe technischer Nachteile. Hierzu zählen neben einem grundsätzlich höheren Montageaufwand unter anderem eine Erhöhung des magnetischen Widerstandes des Eisenkerns sowie höhere Ummagnetisierungsverluste im laufenden Betrieb und eine schlechtere mechanische Festigkeit des Blechpaketes.This results from the segmentation of the laminated core, as in 4 shown a number of technical disadvantages. These include, in addition to a generally higher assembly costs, inter alia, an increase in the magnetic resistance of the iron core and higher core losses during operation and a poorer mechanical strength of the laminated core.

Für verteilte Wicklungen, also Wicklungen bei denen jede Spule mehrere Zähne umschließt und sich die Leiter im Bereich des Wickelkopfes kreuzen, existieren bisher ebenfalls nur Ausführungsformen bei denen das Blechpaket segmentiert ausgeführt wird.For distributed windings, ie windings in which each coil encloses several teeth and the conductors intersect in the region of the winding head, so far only embodiments in which the laminated core is performed segmented exist.

Nach heutigem Stand der Technik ist die Montage von vorgefertigten Spulen auf Blechpaketen im Falle von Einzelzahnwicklungen mit erheblichen technologischen und wirtschaftlichen Nachteilen verbunden oder im Falle von verteilten Wicklungen kaum oder gar nicht realisierbar. Dies macht im Stand der Technik auch die Verwendung alternativer Fertigungstechnologien wie gegossener bzw. gießtechnisch hergestellter Spulen und das Ausnutzen der damit verbundenen technologischen Vorteile für Spulen unmöglich.According to the current state of the art, the assembly of prefabricated coils on laminated cores in the case of single-tooth windings is associated with considerable technological and economic disadvantages or in the case of distributed windings hardly or not at all feasible. This also makes it impossible in the prior art to use alternative production technologies, such as cast coils or casting-made coils, and to exploit the associated technological advantages for coils.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, wenigstens einem der vorgenannten Probleme zu begegnen. Insbesondere soll der Stand der Technik verbessert werden und eine gießtechnisch hergestellte Spule vorgeschlagen werden, die ein Einbringen einer starren Spule in ein Blechpaket ohne eine Segmentierung des Blechpaketes ermöglicht und somit insbesondere für die Massenproduktion geeignet ist. Zumindest soll gegenüber dem bisher bekannten eine alternative Lösung vorgeschlagen werden.The invention is therefore based on the object to counteract at least one of the aforementioned problems. In particular, the state of the art is to be improved and a coil produced by casting technology is proposed, which makes it possible to introduce a rigid coil into a laminated core without segmentation of the laminated core and thus is particularly suitable for mass production. At least should be proposed compared to the previously known an alternative solution.

Erfindungsgemäß wird eine gießtechnisch hergestellte Spule gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen sowie eine Anordnung gemäß Anspruch 8 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9According to the invention, a coil produced by casting is proposed according to claim 1 and an arrangement according to claim 8 and a method according to claim 9

Wird nachfolgend im Rahmen der Erfindung von einer Spule gesprochen, so ist damit eine wenigstens eine im Wesentlichen flache Wicklung aufweisende elektromagnetische im Wesentlichen rechteckige Spule gemeint, die ferner durch ein gießtechnisches Verfahren hergestellt ist.If a coil is subsequently referred to in the context of the invention, this refers to an electromagnetic substantially rectangular coil having at least one essentially flat winding, which is also produced by a casting process.

Erfindungsgemäß wird eine Spule nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Es wird somit eine gießtechnisch hergestellte Spule vorgeschlagen zum Anordnen um wenigstens einen zum Führen eines magnetisches Felds vorbereiteten Zahn. Dabei ist die Spule dazu vorbereitet, über den wenigstens einen Zahn im Wesentlichen quer zum magnetischen Feld und entlang wenigstens einer ersten und einer zweiten, den wenigstens einen Zahn zu weiteren Zähnen abgrenzender Nut aufgeschoben zu werden. Außerdem weist die Spule einen ersten und einen zweiten Wicklungsabschnitt zum Anordnen in der ersten bzw. zweiten Nut auf. Ferner weist sie einen den ersten und zweiten Wicklungsabschnitt an jeweils einer Seite verbindenden ersten und zweiten Wickelkopfabschnitt zum Anordnen außerhalb der Nuten auf. Dabei ist der erste Wickelkopfabschnitt zu dem ersten und zweiten Wicklungsabschnitt so verlagert, dass er beim Aufschieben der Spule auf den wenigstens einen Zahn entlang der wenigstens ersten und zweiten Nut den wenigstens einen Zahn von der ersten zur zweiten Nut so überspannt, das er dem Aufschieben nicht im Wege steht.According to the invention, a coil according to claim 1 is proposed. Thus, a coil manufactured by casting is proposed for arranging around at least one tooth prepared for guiding a magnetic field. In this case, the coil is prepared to be pushed over the at least one tooth substantially transverse to the magnetic field and along at least a first and a second, delimiting the at least one tooth to further teeth delimiting groove. In addition, the coil has first and second winding sections for placement in the first and second slots, respectively. Further, it has a first and second winding section connecting the first and second winding sections on each side for disposition outside the grooves. In this case, the first winding head section to the first and second winding section displaced so that it spans the at least one tooth from the first to the second groove when pushing the coil on the at least one tooth along the at least first and second groove so that it does not interfere with the pushing.

Gießtechnisch hergestellte Spulen sind aus einer oder mehreren gegossenen Windungen ausgebildet, wobei die gegossenen Windungen aus einem elektrisch leitfähigem Spulenmaterial, insbesondere Aluminium und/oder Kupfer, bestehen und im Wesentlichen flach ausgebildet sind. Ferner ist eine so gefertigten Spule im Wesentlichen starr und unflexibel und weist wenigstens zwei Windungsabschnitte auf, die dazu vorbereitet sind durch eine Nut geschoben zu werden, wobei die Bemaßung der Windungsabschnitte so gewählt ist, dass die Spule einen im Verhältnis zu wickeltechnisch hergestellten Spulen größeren Füllfaktor aufweist. Theoretisch sind so geometrische Füllfaktoren von 100 Prozent erreichbar, hingegen orthozyklisch gewickelte Spulen lediglich einen geometrischen Füllfaktor von etwa 91 Prozent erreichen können.Casting produced coils are formed from one or more cast turns, wherein the cast turns of an electrically conductive coil material, in particular aluminum and / or copper, and are made substantially flat. Further, a coil thus fabricated is substantially rigid and inflexible and has at least two turn portions which are prepared to be pushed through a groove, the dimension of the turn portions being selected such that the coil has a larger fill factor relative to winding coils having. Theoretically, geometric filling factors of 100 percent can be achieved, whereas orthocyclically wound coils can only achieve a geometric filling factor of about 91 percent.

Die vorgeschlagenen Windungsabschnitte sind in sogenannten Wickelkopfabschnitten miteinander verbunden. Ein Wickelkopfabschnitt ist nun so angeordnet, dass er beim Aufschieben der Spule den Bereich zwischen den Wicklungsabschnitt so überspannt, dass der wenigstens eine zu überspannende Zahn nicht im Wege steht. Ein so angeordneter Wickelkopfabschnitt wird hier als verlagerter Wickelkopf bezeichnet. Der Wickelkopfabschnitt ist also beispielsweise gegenüber den Wicklungsabschnitten hochgeklappt oder hoch gebogen. Die Spule weist somit eine Biegung bzw. Abwinklung auf, die so eingerichtet ist, dass der Zahn beim Aufschieben der Spule auf den Zahn der Spule, nämlich besonders dem betreffenden Wickelkopfabschnitt, nicht im Wege steht bzw. die Spule auf ein Zähne aufweisendes Blechpaket montiert werden kann, ohne das Blechpaket bzw. die Zähne zu segmentieren. Eine besonders kompakte Bauweise der Spule wird durch eine senkrechte Abwinklung des Wickelkopfabschnittes zu den Wicklungsabschnitten erreicht. Ferner ist es besonders vorteilhaft die Spulen mit einem variablen Windungsquerschnitt und/oder Wicklungsquerschnitt auszuführen.The proposed winding sections are connected to one another in so-called winding head sections. A winding head section is now arranged so that it spans the area between the winding section during the sliding of the coil in such a way that the at least one tooth to be spanned does not stand in the way. A winding head section arranged in this way is referred to here as a displaced winding head. The winding head section is thus folded up, for example, with respect to the winding sections or bent upwards. The coil thus has a bending or angling, which is set up so that the tooth when sliding the coil on the tooth of the coil, namely especially the respective winding head section, does not stand in the way or the coil are mounted on a tooth having Blechpaket can, without segmenting the laminated core or the teeth. A particularly compact design of the coil is achieved by a vertical bending of the winding overhang section to the winding sections. Furthermore, it is particularly advantageous to carry out the coils with a variable winding cross-section and / or winding cross-section.

Die einzelnen Windungen gießtechnisch hergestellter Spulen können vorzugsweise im Wesentlichen rechteckig und/oder flach ausgeführt sein und können einen variablen Querschnitt aufweisen. Dadurch können auch auf einfache Weise Windungen übereinander im Wesentlichen spiralförmig angeordnet werden.The individual turns of coils produced by casting technology can preferably be substantially rectangular and / or flat and can have a variable cross section. As a result, turns can also be arranged above one another in a substantially spiral manner in a simple manner.

Vorzugsweise ist der wenigstens eine Zahn, der nach Anordnung der Spule um den Zahn auch als Kern, insbesondere Eisenkern oder Spulenkern, bezeichnet werden kann, aus einem magnetisch leitenden Material ausgebildet und bildet einen Teil eines Blechpaketes, insbesondere eines Blechpaketes einer elektrisch rotierenden Maschine. Preferably, the at least one tooth, which may also be referred to as a core, in particular iron core or coil core after the coil is arranged around the tooth, is formed from a magnetically conductive material and forms part of a laminated core, in particular a laminated core of an electrically rotating machine.

Ferner ist die vorliegende Erfindung nicht auf industriell typische Zahnkonturen, beispielsweise T- oder V-Profile beschränkt, sonder kann an jede beliebige Kontor angepasst werden. So ist es auch denkbar die Spule als Luftspule auszuführen. In diesem Fall sind die obengenannten Anpassungen nicht an die Kontur des Zahnes anzupassen, sondern an die Kontur des von der Spule zu umfassenden nichtmagnetischen Spulenkörpers. Furthermore, the present invention is not limited to industrially typical dental contours, such as T or V profiles, but can be adapted to any Kontor. So it is also conceivable to perform the coil as an air coil. In this case, the above-mentioned adjustments are not to be adapted to the contour of the tooth, but to the contour of the non-magnetic bobbin to be surrounded by the coil.

Eine Spule gemäß wenigstens einer Ausführungsform eignet sich besonders gut als Einzelzahnwicklung, wie sie beispielsweise in Radnabenantrieben, insbesondere in der Automobilindustrie, verbaut werden können. Besonders wenn eine solche Spule in einer elektrischen Maschine verbaut wird, ist es besonders vorteilhaft, den verlagerten Wickelkopf axial hinter dem Rotor, bezogen auf die Richtung des Aufschiebens, anzuordnen, da dieser Raum in elektrischen Maschinen im Stand der Technik in der Regel nicht sinnvoll genutzt werden kann, zumindest meist frei ist und dazu genutzt werden kann, ohne dass es einer Anpassung der Maschine in diesem Bereich bedarf. A coil according to at least one embodiment is particularly well suited as a single tooth winding, as can be installed, for example, in wheel hub drives, in particular in the automotive industry. Especially when such a coil is installed in an electric machine, it is particularly advantageous to arrange the displaced winding head axially behind the rotor, with respect to the direction of pushing, since this space is not used in electrical machines in the prior art usually meaningful can be, is at least mostly free and can be used, without the need for an adaptation of the machine in this area.

Vorzugsweise weist die Spule einen erhöhten Leitungsquerschnitt im Bereich des ersten und/oder zweiten Wickelkopfabschnitts gegenüber einem Bereich des ersten und/oder zweiten Wicklungsabschnitts auf.Preferably, the coil has an increased line cross section in the region of the first and / or second winding head section with respect to a region of the first and / or second winding section.

Der erhöhte Leiterquerschnitt im Bereich des Wickelkopfabschnittes wirkt einer Erhöhung der effektiven Spulenlänge, die durch das Auslagern des Wickelkopfabschnittes hervorgerufen werden kann, entgegen. Demnach würde die effektive Spulenlänge dadurch wieder kürzer werden. Ferner können durch das Auslagern des Wickelkopfes bei Spulen mit mehreren Windungen die Windungen unterschiedlich lang werden, so dass unterschiedliche Widerstände jeder Windung die Folge sind. Solche Widerstände können durch entsprechende Wahl der Leitungsquerschnitte angeglichen werden. Außerdem könnte es durch das Abwinkeln oder andere Verformung zum Erreichen des Auslagerns zu Engstellen kommen, wenn die Windungen durchgängig den gleichen Querschnitt haben. Auch das kann durch eine Querschnittsanpassung ausgeglichen bzw. vermieden werden. The increased conductor cross section in the region of the winding overhang section counteracts an increase in the effective length of the coil, which can be caused by the aging of the winding overhang section. Accordingly, the effective coil length would thereby be shorter again. Furthermore, by the aging of the winding head in coils with multiple turns, the turns can be different lengths, so that different resistances of each turn are the result. Such resistances can be adjusted by appropriate choice of the cable cross-sections. In addition, bending or other deformation could result in bottlenecking when the coils are consistently of the same cross-section. This too can be compensated or avoided by a cross-sectional adaptation.

Vorzugsweise ist der erste Wickelkopfabschnitt in seiner Forms so an eine Kontur des Zahnes angepasst ist, dass beim Aufschieben der Spule über den Zahn, der erste Wickelkopfabschnitt die Kontur des Zahnes zumindest abschnittsweise passgenau umschließt.Preferably, the shape of the first winding head section is adapted to a contour of the tooth in such a way that when the spool is pushed over the tooth, the first winding head section Contour of the tooth encloses at least partially accurate fit.

Da eine gießtechnisch hergestellte Spule, im Gegensatz zu gewickelten Spulen, nahezu jede beliebige Geometrie aufweisen kann, ist es insbesondere von Vorteil die Form der Spule der Kontur des Zahns so anzupassen, dass die Spule den Zahn beim Aufschieben der Spule auf den Zahn passgenau umschließt. Die Leistungsdichte der Spule kann dadurch um ein Vielfaches erhöht werden. Zudem kann hier durch eine Spule realisiert werden, die eine sehr kompakte Bauweise aufweist. Spulen mit einer solchen hohen Leistungsdichte und/oder kompakter Bauweise sind vor allem im Bereich der elektrischen Maschinen und Antriebe bis zu 200 oder 300 kW zu finden.Since a coil produced by casting, in contrast to wound coils, can have virtually any desired geometry, it is particularly advantageous to adapt the shape of the coil to the contour of the tooth so that the coil encloses the tooth precisely when pushing the coil onto the tooth. The power density of the coil can be increased by a multiple. In addition, can be realized by a coil, which has a very compact design. Coils with such a high power density and / or compact design are mainly found in the field of electrical machines and drives up to 200 or 300 kW.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der zweite Wickelkopfabschnitt relativ zu dem ersten und zweiten Wicklungsabschnitt verlagert, insbesondere so, dass überlappend mit dieser Spule eine weitere Spule gleicher Form auf wenigstens einen weiteren, benachbarten Zahn aufgeschoben werden kann, und der zweite Wickelkopfabschnitt das durch seine Verlagerung zulässt. Der erste Wickelkopfabschnitt ist also so verlagert, z.B. hochgebogen, dass er das Aufschieben auf den wenigstens einen Zahn zulässt. Er steht dabei somit dem wenigsten einen Zahn nicht im Wege. Der zweite Wickelkopfabschnitt, der im Grunde nie über den Zahn geschoben wird, steht dem Zahn daher nicht im Wege, könnte aber dem überlappenden Aufschieben einer weiteren Spule entgegen stehen. Damit ist bspw. ein Aufschieben der zweiten Spule über einen zweiten und dritten Zahn gemeint, wenn die erste Spule über den ersten und zweiten Zahn geschoben ist. In diesem vereinfachten Bsp. überlappen die Spulen im Bereich des zweiten Zahns. Wird nun der zweite Wickelkopfabschnitt bspw. nach unten gebogen, steht er diesem überlappenden Aufschieben nicht im Wege.According to one embodiment, the second winding head section is displaced relative to the first and second winding section, in particular such that another coil of the same shape can be slid onto this at least one further adjacent tooth overlapping this coil, and the second winding head section permits this by its displacement. The first winding head section is thus displaced, e.g. bent so that he allows the pushing on the at least one tooth. He stands thereby the least one tooth not in the way. The second winding head section, which is never pushed over the tooth basically, is therefore not in the way of the tooth, but could counteract the overlapping pushing on of another coil. This means, for example, a pushing on of the second coil via a second and third tooth, when the first coil is pushed over the first and second tooth. In this simplified example, the coils overlap in the region of the second tooth. If, for example, the second winding head section is bent downwards, it does not stand in the way of this overlapping pushing on.

Vorzugsweise wird der zweite Wickelkopfabschnitt in eine andere Richtung als der erste Wickelkopfabschnitt (122) verlagert ist, insbesondere in eine zu der Verlagerung des ersten Wickelkopfabschnitts (122) entgegengesetzte Richtung.The second winding head section is preferably in a different direction than the first winding head section (FIG. 122 ) is displaced, in particular in a to the displacement of the first end winding section ( 122 ) opposite direction.

Durch ein Verlagern des zweiten Wickelkopfabschnittes entgegengesetzt zu dem ersten Wickelkopfabschnitt weist die Spule eine besonders günstige geometrische Anordnung auf, die es ferner ermöglicht die Spule auf eine besonders einfache Art und Weise über mehrere Zähne eines Blechpaketes aufzuschieben. Dies ermöglicht unter Anderem auch das Einbringen der Spulen in ein Blechpaket als verteilte Wicklung. Zudem sind solche Spulen durch die oben beschriebene geometrische Anordnung der Wickelkopfabschnitte dazu vorbereitet in einer axialen Montage einer elektrischen Maschine verwendet zu werden. Ferner sind die Spulen hierdurch vorbereitet in komplexen verteilten Wicklungen, wie sie in Asynchronmaschinen verwendet werden, angeordnet zu werden.By displacing the second winding head portion opposite to the first winding head portion, the coil has a particularly favorable geometric arrangement, which also allows the coil to postpone in a particularly simple manner over a plurality of teeth of a laminated core. This allows, among other things, the introduction of the coils in a laminated core as a distributed winding. In addition, such coils are prepared by the above-described geometric arrangement of the winding overhang portions to be used in an axial mounting of an electric machine. Further, the coils are thereby prepared to be arranged in complex distributed windings as used in asynchronous machines.

Vorzugsweise ist die Spule zur geschachtelten Anordnung mit weiteren Spulen gleicher Bauform über mehrere Zähne vorbereitet.Preferably, the coil is prepared for nested arrangement with other coils of the same design over several teeth.

Die besondere Bauform der Spule, die im Wesentlich rechteckig ausgebildet sein kann, ermöglicht es die Spule so auf einem Blechpaket anzuordnen, dass die Spulen ineinander verschachtelt werden können und so eine sogenannte Mehrloch-Wicklung, also eine Wicklung mit einer ganzzahligen Lochzahl größer 1, ausbilden.The special design of the coil, which may be formed substantially rectangular, allows the coil to be arranged on a laminated core, that the coils can be nested and so form a so-called multi-hole winding, so a winding with an integer number of holes greater than 1 ,

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zum Herstellen einer gießtechnisch hergestellten Spule vorgeschlagen mit Schritten:

– Festlegen eines Spulendesigns zum Herstellen einer gießtechnisch hergestellten Spule, wobei die Spule einen auseinandergezogenen Zustand und einen zusammengeschobenen Zustand einnehmen kann,
– Gießen der Spule in einer Gießform in dem auseinandergezogenen Zustand,
– Entfernen der Gießform,
– ggf. Entfernen von Angüssen und
– Zusammenschieben der Spule in den zusammengeschobenen Zustand.

According to the invention, a method is also proposed for producing a coil produced by casting, with steps:

Determining a coil design for producing a casting-produced coil, wherein the coil can assume an exploded state and a collapsed state,
Casting the coil in a mold in the expanded state,
Removing the casting mold,
- if necessary remove sprues and
- Pushing the coil in the collapsed state.

Ein solches Spulendesign, was auch als Spulenaufbau oder Spulengestaltung bezeichnet werden kann, weist einen Aufbau einer gießtechnisch hergestellten Spule auf, der ein Auseinanderziehen und/oder Zusammenschieben der Spule ermöglicht. Das Spulendesign weist also insbesondere einen Aufbau mit einer Form ähnlich einer Schraubenfeder auf und kann auch ähnlich auseinandergezogen werden. Es müssen aber keine runden Abschnitte vorliegen. Der Aufbau kann in seiner grundsätzlichen Form auch einer Wicklung um einen eckigen Körper entsprechen, um ein weiteres Beispiel zu nennen. 5 zeigt ein Spulendesign einer Spule mit im Wesentlichen flachen Windungen, die gießtechnisch in einem auseinandergezogenen Zustand herstellbar ist.Such a coil design, which can also be referred to as a coil construction or coil design, has a construction of a coil produced by casting, which allows the coil to be pulled apart and / or pushed together. The coil design thus has in particular a structure with a shape similar to a coil spring and can also be pulled apart similarly. But there must be no round sections. In its basic form, the structure may also correspond to a winding around an angular body, to give another example. 5 shows a coil design of a coil having substantially flat turns, which is produced by casting in an exploded state.

Zum Gießen der Spule wird ein Negativ-Abdruck des Spulendesigns in eine Gießform eingebracht. Die Gießform weist demnach einen negativen Abdruck einer zu gießenden Spule, dem eigentlichen Gießkörper auf. Dabei weist der Negativ-Abdruck in der Gießform und demnach der Gießkörper auf Grund des Spulendesigns einer auseinandergezogenen Spule eine größere Spulenhöhe als die eigentliche Spule auf. Der Gießkörper entspricht also im Wesentlichen der Spule im auseinandergezogenen Zustand.For casting the coil, a negative impression of the coil design is introduced into a casting mold. Accordingly, the casting mold has a negative impression of a coil to be cast, the actual casting body. In this case, the negative impression in the mold and therefore the casting due to the coil design of an exploded coil on a larger coil height than the actual coil. The casting body thus essentially corresponds to the coil in the extended state.

Nach Einbringen des Spulendesigns in die Gießform wird die Gießform mit Gießmaterial gefüllt. Beispielsweise kann als Gießmaterial Kupfer oder Aluminium verwendet werden, aber auch Legierungen oder andere elektrisch leitfähige Werkstoffe sind als Gießmaterial geeignet. After introducing the coil design into the mold, the mold is filled with casting material. For example, copper or aluminum can be used as the casting material, but also alloys or other electrically conductive materials are suitable as casting material.

Nach Erreichen einer Verarbeitungstemperatur, also nachdem die Gießform samt Gießkörper abgekühlt ist, wird die Gießform vom Gießkörper, also der auseinandergezogenen Spule, getrennt. Je nach Anwendungsgebiet kann es sich bei der Gießform um eine verlorene Form oder um eine Dauerform handeln.After reaching a processing temperature, ie after the mold has cooled along with the casting, the mold is separated from the casting, so the exploded coil. Depending on the field of application, the casting mold may be a lost mold or a permanent mold.

Nach Entfernen der Gießform wird der Gießkörper von Angüssen, sofern diese vorhanden sind, befreit. Dies kann beispielsweise durch Abschlagen oder Scheren erfolgen.After removal of the mold, the casting of sprues, if they are present, freed. This can be done for example by knocking or shearing.

Anschließend wird der von Angüssen freie Gießkörpern auf die gießtechnisch hergestellte Spule zusammengeschoben und/oder zusammengepresst. Die so gießtechnisch hergestellte Spule weist demnach in ihrem zusammengeschobenen Zustand eine kleinere Spulenhöhe als der Gießkörper auf.Subsequently, the sprue-free casting bodies is pushed together on the casting-produced coil and / or compressed. The coil thus produced by casting therefore has, in its collapsed state, a smaller coil height than the casting body.

Ein besonderer technischer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist es, dass eine Spule, die durch das oben beschriebene Spulendesign abbildbar ist, auch in einem Stück gegossen werden kann. Somit liefert das vorgeschlagene Verfahren insbesondere Spulen, die es ermöglichen elektrische Maschinen besonders einfach axial zu montieren.A particular technical advantage of the proposed method is that a coil, which can be imaged by the coil design described above, can also be cast in one piece. Thus, the proposed method provides in particular coils, which make it particularly easy to mount electrical machines axially.

Vorzugsweise wird zum Herstellen der Spule eine Gießform hergestellt, wobei die Gießform das Spulendesign einer auseinandergezogenen gießtechnisch hergestellten Spule aufweist. Diese Gießform kann auch mehrere Gießkörper umfassen, so dass mit einem Verfahrensschritt mehrere auseinandergezogene Spulen hergestellt werden können.Preferably, a casting mold is produced for producing the coil, wherein the casting mold has the coil design of an exploded casting-produced coil. This casting mold may also comprise a plurality of casting bodies, so that a plurality of expanded coils can be produced with one method step.

Ferner wird auch vorgeschlagen eine elektrische Isolation auf die Spule aufzutragen, wenn diese in dem oder einem anderen auseinandergezogenen Zustand ist. Die einzelnen Windungen der Spule werden also dadurch elektrisch gegeneinander isoliert. Beispielsweise kann die Isolation auf die auseinandergezogene Spule durch ein Tauch- oder ein Sprühverfahren aufgetragen werden.Further, it is also proposed to apply an electrical insulation to the coil when it is in the or another exploded state. The individual turns of the coil are thus electrically isolated from each other. For example, the insulation may be applied to the extended coil by a dipping or spraying process.

Auch wird vorgeschlagen, dass die gießtechnisch hergestellte Spule wenigstens einen verlagerten Wickelkopf aufweist und/oder eine gießtechnische hergestellte Spule gemäß einer der vorstehend erläuterten Ausführungsformen hergestellt wird.It is also proposed that the coil produced by casting has at least one displaced winding head and / or a casting-manufactured coil produced in accordance with one of the above-described embodiments.

Demnach ist es mit dem vorgeschlagenen Verfahren auch möglich eine Spule herzustellen, die zwei verlagerte Wickelköpfe aufweist.Accordingly, it is also possible with the proposed method to produce a coil having two displaced winding heads.

Erfindungsgemäß wird auch eine Anordnung mehrerer Spulen in einem mit Zähnen und Nuten besetzten Blechpaket einer elektrischen Maschine vorgeschlagen, wobei jeweils eine erste Spule um wenigstens zwei Zähne angeordnet ist und mit wenigstens einer zweiten Spule überlappt und die erste und zweite Spule wenigstens einen gemeinsamen Zahn umschließen.According to the invention, an arrangement of a plurality of coils in a set of teeth and grooves laminated core of an electric machine is proposed, wherein in each case a first coil is arranged around at least two teeth and overlaps with at least a second coil and the first and second coil enclose at least one common tooth.

Durch die Anordnung mehrerer Spulen über wenigstens einen gemeinsamen Zahn ist es möglich, die Spule in sogenannten Mehrzahn- und/oder Verteilten Wicklungen anzuordnen. Dies wirkt sich besonders günstig auf die Leistungsdichte der elektrischen Maschine aus. Beispielsweise können baugleiche Spulen, die mehrere Zähne überspannen, so versetzt und überlappend in einem Blechpaket angeordnet werden, dass sie ein dreiphasiges System ausbilden. Auch andere mehrphasige Systeme sind denkbar.By arranging a plurality of coils via at least one common tooth, it is possible to arrange the coil in so-called multi-toothed and / or distributed windings. This has a particularly favorable effect on the power density of the electrical machine. For example, identically constructed coils that span a plurality of teeth can be arranged offset and overlapping in a laminated core in such a way that they form a three-phase system. Other multiphase systems are conceivable.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen die mehreren Spulen in einem mit Zähnen und Nuten besetzen Blechpaket einer elektrischen Maschine so anzuordnen, dass wenigstens eine jeweils erste Spule und eine jeweils zweite Spule so ineinander verschachtelt angeordnet sind, dass sie ein Spulenset ausbilden.Preferably, it is proposed to arrange the plurality of coils in a toothed packet of an electric machine that occupies teeth and grooves in such a way that at least one respective first coil and a respective second coil are nested so that they form a coil set.

Das Spulenset ist dabei so ausgebildet, dass die Spulen sich gegenseitig entlang eines Umlaufes vollständig umfassen. Hierzu weisen die Spulen eines Spulensets unterschiedliche Spulenlängen auf.The coil set is designed so that the coils completely encompass each other along one revolution. For this purpose, the coils of a coil set have different coil lengths.

Vorzugsweise wird auch vorgeschlagen, dass die Anordnung aus im Wesentlichen gleichen und eine Lochzahl gleich 2 aufweisenden Spulensets gebildet ist, wobei die jeweils ersten Spulen eines jeden Spulensets jeweils um fünf Zähne des Blechpakets angeordnet sind und die jeweils zweiten Spulen eines jeden Spulensets jeweils um sieben Zähne des Blechpakets angeordnet sind und/oder die jeweils zweiten Spulen eines jeden Spulensets jeweils um die jeweils erste Spule des jeweiligen Spulensets angeordnet sind. Insbesondere ist die erste Spule somit geometrisch innerhalb der zweiten Spule angeordnet.Preferably, it is also proposed that the arrangement of substantially the same and a number of holes equal to 2 having coil sets is formed, each of the first coil of each coil set are each arranged around five teeth of the laminated core and the respective second coil of each coil set each by seven teeth the laminated core are arranged and / or the respective second coil of each coil set are respectively arranged around the respective first coil of the respective coil set. In particular, the first coil is thus arranged geometrically within the second coil.

Vorzugsweise sind die jeweils ersten Spulen eines jeden Spulensets mit den jeweils zweiten Spulen eines jeden Spulensets elektrisch miteinander in Reihe verschaltet. Ein Spulenset kann somit jeweils einer elektrischen Phase zugeordnet werden.Preferably, the respective first coils of each coil set are electrically connected to each other in series with the respective second coils of each coil set. A coil set can thus be assigned in each case to an electrical phase.

Die jeweils ersten Spulen eines jeden Spulensets weisen also gemäß einer Ausführungsform eine Spulenweite gleich 4 und die jeweils zweiten Spulen eines jeden Spulensets eine Spulenweite gleich 6 auf. Demnach weisen die jeweils ersten Spulen eine kürzere Spulenlänge als die jeweils zweiten Spulen auf, wobei sowohl die jeweils ersten Spulen als auch die jeweils zweiten Spulen durch einen gleichen Leitungsquerschnitt ausgebildet sind.The respective first coils of each coil set thus have, according to one embodiment, a coil width equal to 4 and the second respective ones Coils of each coil set a coil width equal to 6. Accordingly, the respective first coils have a shorter coil length than the respective second coils, wherein both the respective first coils and the respective second coils are formed by a same line cross-section.

Eine solche Anordnung ist insbesondere für dreisträngige Ausführungsformen geeignet und jedes Spulenset ist dabei jeweils einem der Stränge zugeordnet.Such an arrangement is particularly suitable for three-stranded embodiments and each coil set is in each case assigned to one of the strands.

Erfindungsgemäß wird auch eine elektrische Maschine mit einem mit Zähnen und Nuten besetzten Blechpaket und einer Anordnung mehrerer Spulen gemäß wenigstens einer vorstehend beschriebenen Ausführungsform in dem Blechpaket vorgeschlagen.According to the invention, an electric machine with a set of teeth and grooves laminated core and an arrangement of a plurality of coils according to at least one embodiment described above in the laminated core is also proposed.

Besonders vorteilhaft bei einer solchen elektrischen Maschine ist die einfache axiale Montage der Spulen in der Maschine.Particularly advantageous in such an electric machine is the simple axial mounting of the coils in the machine.

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Anordnung mehrerer Spulen in einem mit mehreren Zähnen und Nuten besetzten Blechpaket einer elektrischen Maschine vorgeschlagen. Eine solche elektrische Maschine weist eine Rotationsachse auf und die Spulen werden in Richtung der Rotationsachse axial über einen oder mehrere Zähne, entlang zweier der Nuten, aufgeschoben. Die ersten Wickelkopfabschnitte einer jeden Spule sind dabei so verlagert, dass beim Aufschieben der Spulen über die Zähne entlang der Nuten, die Zähne des Blechpaketes dem Aufschieben der Spulen über den Zahn oder die mehreren Zähne nicht im Wege stehen, vorgeschlagen.According to the invention, a method is also proposed for arranging a plurality of coils in a laminated core of an electrical machine which is occupied by a plurality of teeth and grooves. Such an electric machine has an axis of rotation and the coils are slid axially in the direction of the axis of rotation over one or more teeth along two of the slots. The first winding head sections of each coil are displaced in such a way that when the coils are pushed over the teeth along the grooves, the teeth of the laminated core do not stand in the way of pushing the coils over the tooth or the plurality of teeth.

Ein besonderer technischer Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist es, dass das Blechpaket und die Spulen gesondert gefertigt und anschließend zusammen montiert werden können, ohne dass für die Montage der elektrischen Maschine das Blechpaket segmentiert werden muss. Ferner ist es auch möglich durch ein Aufschieben bzw. Montieren der Spulen entlang der Nuten, eine elektrische Maschine in einer sogenannten axialen Montage zu fertigen. Axiale Montagen elektrischer Maschinen sind für die Industrie besonders interessant, da sie eine kostengünstige Modulbauweise von elektrischen Maschinen realisieren lassen.A particular technical advantage of the proposed method is that the laminated core and the coils can be manufactured separately and then assembled together without having to segment the laminated core for the assembly of the electrical machine. Furthermore, it is also possible by pushing or mounting the coil along the grooves to manufacture an electrical machine in a so-called axial assembly. Axial assemblies of electrical machines are particularly interesting for the industry, as they allow a cost-effective modular construction of electrical machines to be realized.

Ferner ist es durch das vorgeschlagene Verfahren möglich durch einfach reproduzierbare Verfahrensschritten eine auf die Maschine angepasste, aber ansonsten praktisch beliebige Anzahl von Spulen nach einander in das Blechpaket einzubringen. Auch besteht die Möglichkeit, dass Spulen gleicher Phase gleichzeitig in das Blechpaket eingebracht bzw. montiert werden.Furthermore, it is possible by the proposed method by simply reproducible process steps to bring one adapted to the machine, but otherwise virtually any number of coils after each other in the laminated core. It is also possible that coils of the same phase are simultaneously introduced or mounted in the laminated core.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass, die Spule in ihrer Form so an den einen Zahn oder die mehrere Zähne angepasst wird, dass der Zahn bzw. die mehreren Zähne als Führungsschiene bzw. Schienen fungieren. Zum Fertigen wird die Spule dann passgenau entlang des wenigstens einen Zahns oder wenigstens entlang einer Flanke des Zahns auf den Zahn bzw. die Zähne aufgeschoben.According to a further embodiment, it is proposed that the coil is adapted in its shape to the one tooth or the plurality of teeth, that the tooth or the plurality of teeth act as a guide rail or rails. For manufacturing, the coil is then slid accurately past the at least one tooth or at least along one flank of the tooth onto the tooth or teeth.

Durch die Anpassung der Form der Spule an den oder die zu überspannenden Zähne ist es möglich, dass der Zahn bzw. die mehreren Zähne als Führungsschiene insbesondere für automatisierte Prozesse fungieren können. Das wird in einem Verfahren gemäß wenigstens einer Ausführungsform ausgenutzt.By adapting the shape of the coil to the tooth or teeth to be spanned, it is possible for the tooth or the plurality of teeth to function as a guide rail, in particular for automated processes. This is exploited in a method according to at least one embodiment.

Vorzugswese wird vorgeschlagen, dass die Spulen passgenau über den Zahn bzw. die Zähne und/oder weitere Spulen über einen Zahn bzw. mehrere Zähne axial aufgeschoben werden.Vorzugswese it is proposed that the coils are accurately pushed over the tooth or teeth and / or other coils over a tooth or more teeth axially.

Ein besonderer technischer Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass die Spule als Mehrzahn- und/oder Mehrlochwicklung ausgeführt axial montiert werden kann. Eine solche axiale Montage von Spulen ohne Segmentierung des Blechpakets ist dem Stand der Technik unbekannt. Ferner weisen so angeordnete Spulen eine besonders hohe Leistungsdichte auf. Zudem ermöglicht das Verfahren, Einschichtwicklungen in einer beliebigen Wicklungsanordnung in ein Blechpaket einer elektrischen Maschine axial einzubringen.A particular technical advantage of this embodiment is that the coil designed as a multi-tooth and / or multi-hole winding can be mounted axially. Such axial mounting of coils without segmentation of the laminated core is unknown in the prior art. Furthermore, coils arranged in this way have a particularly high power density. In addition, the method makes it possible to axially introduce single-layer windings in an arbitrary winding arrangement into a laminated core of an electrical machine.

Gemäß einer Ausführungsform wird somit auch vorgeschlagen, dass die Spulen jeweils über mehrere Zähne geschoben werden und dabei andere Spulen überlappen.According to one embodiment, it is thus also proposed that the coils are respectively pushed over a plurality of teeth and overlap other coils.

Die vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend exemplarisch anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren näher erläutert,The present invention will now be explained in more detail below by way of example with reference to embodiments with reference to the accompanying figures,

1: zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung von gießtechnisch hergestellten Spulen gemäß einer Ausführungsform, die als Einzelzahnwicklungen ausgeführt sind. 1 FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement of cast-produced coils according to an embodiment, which are designed as single-tooth windings.

2: zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung von gießtechnisch hergestellten Spulen gemäß einer weiteren Ausführungsform, die als Mehrzahnwicklungen bzw. Verteilte Wicklungen ausgeführt sind. 2 FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement of cast-produced coils according to a further embodiment, which are designed as multi-tooth windings or distributed windings.

3. zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung von gießtechnisch hergestellten Spulen gemäß einer noch weiteren Ausführungsform, die Verteilte 2-Loch Wicklung ausgeführt sind. 3 , shows a schematic representation of an arrangement of casting produced coils according to yet another embodiment, the distributed 2-hole winding are performed.

4a bis 4c zeigen schematische Darstellungen von segmentierten Blechpaketen in einer Querschnittsansicht. 4a to 4c show schematic representations of segmented laminated cores in a cross-sectional view.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer auseinandergezogenen Spule mit Angüssen. 5 shows a schematic representation of an exploded coil with sprues.

Nachfolgend können zur Verbesserung der Übersichtlichkeit und/oder zur Verdeutlichung ähnlich wirkender Elemente für gleiche oder ähnliche Elemente unterschiedlicher Ausführungsformen gleiche Bezugszeichen verwendet werden.Hereinafter, like reference numerals may be used to improve the clarity and / or clarification of similar acting elements for the same or similar elements of different embodiments.

1 zeigt drei gießtechnisch hergestellte Spulen 101, 102 und 103, die in einem Blechpaket 180 einer elektrischen Maschine angeordnet sind, wobei das Blechpaket 180 Zähne 182, 184, 186 und Nuten 192, 194, 196 aufweist. Ferner sind die Spulen 101, 102, 103 baugleich aus einem elektrisch leitfähigem Gussmaterial, insbesondere Aluminium oder Kupfer, ausgebildet. Zudem weisen die Zähne 182, 184 und 186 bestimmungsgemäß ein die Zähne senkrecht durchlaufendes Magnetfeld M auf, das durch die gestrichelte Gerade M veranschaulicht ist, wobei diese Gerade M die Richtung des Magnetfeldes M in dem betreffenden Zahn angibt. Dazu soll die betreffende Spule im Wesentlichen senkrecht auf den wenigstens einen Zahn aufgeschoben werden. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass die Feldlinien des Magnetfeldes außerhalb des Zahnes nicht mehr der Geraden M folgen werden. Das die Zähne jeweils senkrecht durchlaufende Magnetfeld M ist exemplarisch für Zahn 182 in 1 gezeigt. In den übrigen Zähnen wird es bestimmungsgemäß ein ganz ähnliches Magnetfeld mit ähnlicher Richtung geben. 1 shows three coils produced by casting 101 . 102 and 103 in a laminated core 180 an electrical machine are arranged, wherein the laminated core 180 teeth 182 . 184 . 186 and grooves 192 . 194 . 196 having. Further, the coils 101 . 102 . 103 identical design of an electrically conductive casting material, in particular aluminum or copper. In addition, the teeth show 182 . 184 and 186 as intended, a magnetic field M passing perpendicularly through the teeth, which is illustrated by the dashed straight line M, this straight line M indicating the direction of the magnetic field M in the respective tooth. For this purpose, the coil in question should be pushed substantially perpendicular to the at least one tooth. It is obvious to the person skilled in the art that the field lines of the magnetic field outside of the tooth will no longer follow the straight line M. The teeth perpendicularly passing through each magnetic field M is an example of tooth 182 in 1 shown. In the other teeth, there will be a similar magnetic field with a similar direction.

Der Aufbau der Spulen 101, 102 und 103 wird nachfolgend exemplarisch an der Spule 103 erläutert.The structure of the coils 101 . 102 and 103 is an example of the coil 103 explained.

Die Spule weist einen ersten 112 und zweiten 114 Wicklungsabschnitt auf, die über einen ersten 122 und einen zweiten 124 Wickelkopfabschnitt außerhalb der Nuten verbunden sind. Ferner weist die Spule mehrere gegossene, im Wesentlichen flache Wicklungen 132, 134, 136 und 138 auf und ist als Einzelzahnwicklung ausgebildet.The coil has a first one 112 and second 114 Winding section on, which has a first 122 and a second 124 Winding head section are connected outside of the grooves. Furthermore, the coil has a plurality of cast, substantially flat windings 132 . 134 . 136 and 138 on and is designed as a single tooth winding.

Der erste Wickelkopfabschnitt 122 weist eine, insbesondere innere, Form 142 auf, die der Kontur 144 des Zahnes 186 so angepasst ist, dass der Wickelkopfabschnitt 122 beim Aufschieben der Spule 103 über den Zahn 186 entlang der ersten 196 und zweiten 194 Nut den Zahn 186 so überspannt, dass der Zahn 186 dem Aufschieben nicht im Wege steht. Es ist dabei ersichtlich, dass eine solche Spule im Wesentlichen auf jede beliebige Kontur aufgeschoben werden kann, bzw. dass sie an entsprechende Konturen anpassbar sind. Ihre Form kann dafür im gießtechnischen Prozess entsprechend vorgesehen werden.The first winding head section 122 has a, in particular inner, shape 142 on, the contour 144 of the tooth 186 is adapted so that the winding head section 122 when sliding the coil 103 over the tooth 186 along the first 196 and second 194 Groove the tooth 186 so spanned that tooth 186 does not stand in the way of postponing. It can be seen that such a coil can be pushed onto substantially any contour, or that they can be adapted to corresponding contours. Their shape can be provided accordingly in the casting process.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Wickelkopfabschnitt 122 in seiner Form 142, insbesondere nämlich in seiner Innenkontur, so an die Kontur 144 des Zahnes 186 angepasst, dass der Wickelkopfabschnitt 122 die Kontur 144 des Zahnes 186 passgenau umschließt, wie das die 1 zeigt. Im Wesentlich ist unter passgenau eine möglichst eng um die äußere Kontur 144 des Zahnes 186 verlaufende innere Form 142, insbesondere Innenkontur, des Wickelkopfabschnittes 122 zu verstehen, die es ermöglicht, die Spule 103 platzsparend im Blechpaket 180 ein- bzw. unterzubringen. So kann der Zahn 186 beispielweise eine T-förmige Kontur 144 aufweisen, es sind aber auch andere Konturen, wie I- oder V-förmige Konturen denkbar.In a particularly preferred embodiment, the end winding section 122 in its form 142 , in particular in its inner contour, so to the contour 144 of the tooth 186 adapted that the winding head section 122 the contour 144 of the tooth 186 encloses exactly like the 1 shows. Essentially, under fit one is as close as possible to the outer contour 144 of the tooth 186 running inner shape 142 , in particular inner contour, of the winding overhang section 122 to understand that allows the coil 103 saves space in the laminated core 180 to accommodate or accommodate. So can the tooth 186 for example, a T-shaped contour 144 but there are also other contours, such as I- or V-shaped contours conceivable.

Ferner weist die Spule 103 im Bereich des ersten Wickelkopfabschnittes 122 einen erhöhten Leiterquerschnitt gegenüber dem ersten und zweiten Wicklungsabschnitt 112 bzw. 114 auf, Dieser erhöhte Leiterquerschnitt im Bereich des ersten Wickelkopfabschnitt 122 verringert den Widerstand des Leiters im Bereich des Wickelkopfabschnittes 122 und wirkt so einer Erhöhung des effektiven Wicklungslänge 132, 134, 136 und 138 entgegen. Further, the spool has 103 in the region of the first winding head section 122 an increased conductor cross section with respect to the first and second winding section 112 respectively. 114 on, This increased conductor cross-section in the region of the first winding head section 122 reduces the resistance of the conductor in the area of the winding head section 122 and thus acts to increase the effective winding length 132 . 134 . 136 and 138 opposite.

Es ist besonders zu erkennen, dass die Spule 103 im Bereich Ihres ersten Wickelkopfabschnitts 122 eine Innenkontur aufweist, die der Außenkontur des betreffenden Zahnes 186 angepasst ist. Gleiches gilt entsprechend für die Spulen 101 und 102.It is especially noticeable that the coil 103 in the area of your first winding head section 122 has an inner contour, that of the outer contour of the tooth in question 186 is adjusted. The same applies accordingly for the coils 101 and 102 ,

Ferner soll anhand der 1. das Aufschieben einer Spule in axialer Richtung R über einen Zahn des Blechpakets 180 kurz erläutert werden. Die Figur zeigt dabei eine erfindungsgemäße Spule 103 vor dem Aufschieben über den Zahn 186. Ferner ist eine Spule 102 während des Aufschiebens über den Zahn 184 gezeigt. Schließlich zeigt die 1 eine Spule 101 nachdem sie über den Zahn 182 aufgeschoben und montiert worden ist. Das Aufschieben wird durch die Anpassung der Innenkontur des jeweils ersten Wickelkopfabschnitts an die Außenkontur des betreffenden Zahnes begünstigt.Furthermore, based on the 1 , the sliding of a coil in the axial direction R over a tooth of the laminated core 180 will be briefly explained. The figure shows a coil according to the invention 103 before pushing over the tooth 186 , Further, a coil 102 while pushing over the tooth 184 shown. Finally, the shows 1 a coil 101 after getting over the tooth 182 has been postponed and mounted. Postponing is facilitated by the adaptation of the inner contour of the respective first winding head portion to the outer contour of the tooth in question.

2. zeigt eine Anordnung 200 gießtechnisch hergestellter Spulen 101, 102, 103, 104, 105 und 106, die in einem Blechpaket 180 einer elektrischen Maschine angeordnet sind, wobei das Blechpaket 180 Zähne 182, 184 und 186 und Nuten zwischen den Spulen aufweist. Der zweite Wickelkopfabschnitt 124 ist relativ zu dem ersten 112 und zweiten Wicklungsabschnitt 114 und entgegengesetzt zu dem ersten Wickelkopfabschnitt 122 verlagert. Gemäß der gewählten Darstellung der 2 ist nämlich der erste Wickelkopfabschnitt 122 nach oben verlagert, während der zweite Wickelkopfabschnitt 124 nach unten verlagert ist, also entgegengesetzt zur Verlagerung des ersten Wickelkopfabschnitts 122. Die Verlagerung ist hier bei beiden Wickelkopfabschnitten 122 und 124 etwa als abgewinkelte Form ausgebildet. Ferner zeigt 2 eine geschachtelte Anordnung der Spule 103 mit weiteren Spulen 101, 102, 104, 105 und 106, wobei sich die geschachtelte Anordnung über mehrere Zähne 182, 184 und 186 erstreckt und jeweils zwei benachbarte Spulen, z.B. die Spulen 103 und 104, überlappen. Jede Spule 101, 102, 103, 104, 105 und 106 kann, wie in 2 gezeigt, auch mehrere Zähne 182, 184 und 186 umfassen. 2 , shows an arrangement 200 casting produced coils 101 . 102 . 103 . 104 . 105 and 106 in a laminated core 180 an electrical machine are arranged, wherein the laminated core 180 teeth 182 . 184 and 186 and grooves between the coils. The second winding head section 124 is relative to the first 112 and second winding section 114 and opposite to the first winding head section 122 relocated. According to the chosen representation of the 2 namely, is the first winding head section 122 shifted upwards, while the second winding head section 124 is displaced downwards, ie opposite to the displacement of the first winding overhang section 122 , The shift is here with both Winding sections 122 and 124 formed as an angled shape. Further shows 2 a nested arrangement of the coil 103 with other coils 101 . 102 . 104 . 105 and 106 , wherein the nested arrangement over several teeth 182 . 184 and 186 extends and two adjacent coils, for example, the coils 103 and 104 , overlap. Every coil 101 . 102 . 103 . 104 . 105 and 106 can, as in 2 shown, even several teeth 182 . 184 and 186 include.

Somit umfasst die Spule 103 die Zähne 182 und 184 und ist überlappend mit Spule 104 so angeordnet, dass die Spule 103 und 104 einen gemeinsamen Zahn 182 umschließen. Eine solche Anordnung bezeichnet der Fachmann auch als Mehrzahnwicklung bzw. als Verteilte Wicklung.Thus, the coil includes 103 the teeth 182 and 184 and is overlapping with coil 104 so arranged that the coil 103 and 104 a common tooth 182 enclose. The expert also calls such an arrangement a multi-tooth winding or a distributed winding.

3. zeigt eine Anordnung 300 von gießtechnisch hergestellten Spulen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322, die als verteilte 2-Loch Wicklung in einem Blechpaket 180 ausgeführt sind. Die Spulen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322 weisen jeweils eine erste Wicklung a und zweite Wicklungen b auf, wobei die erste Wicklung a, die auch als innere Wicklung bezeichnet werden kann, eine geringere Wicklungslänge als die zweite Wicklung b aufweist, die auch als äußere Wicklung bezeichnet werden kann. Ferner sind die eine erste und zweite Wicklung aufweisenden Spulen 310, 312, 314, 316, 318, 320 und 322 verschachtelt, als verteilte Wicklung, angeordnet. 3 , shows an arrangement 300 from casting produced coils 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 and 322 as a distributed 2-hole winding in a laminated core 180 are executed. The spools 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 and 322 each have a first winding a and second windings b, wherein the first winding a, which may also be referred to as an inner winding, has a smaller winding length than the second winding b, which may also be referred to as an outer winding. Further, the coils having first and second windings 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 and 322 nested, as a distributed winding, arranged.

Die 4a bis 4c zeigen schematische Darstellungen von segmentierten Blechpaketen 416, 426 und 432 in einer Querschnittsansicht, wie sie häufig im Stand der Technik anzutreffen sind.The 4a to 4c show schematic representations of segmented laminated cores 416 . 426 and 432 in a cross-sectional view, as they are commonly found in the prior art.

4a zeigt eine Anordnung 410 einer Spule mit Schenkeln 412 und 413 in einem Blechpaket 414 und 418. Die Spule ist mit ihren Schenkeln 412 und 413 ist um einen Zahn 418 angeordnet. Ferner ist der Zahn 418 segmentiert vom Blechpaket 414 ausgeführt und weist einen schwalbenschwanzförmigen Keil 416 auf. Die Anordnung 410 stellt schematisch einen segmentierten Aufbau eines Blechpaketes 416 einer axial montierten elektrischen Maschine dar. Hierzu wurde der Zahn 418 vom Blechpaket 416 segmentiert und mit einer Spule mit Schenkeln 412 und 413 umwickelt. Anschließend wird der von der Spule mit den Schenkeln 412 und 413 umwickelte Zahn 418 über seinen schwalbenschwanzförmigen Keil 416 wieder im Blechpaket durch ein axiales Einschieben des Zahnes 418 in das Blechpaket 416 angeordnet. Dabei ergeben sich durch die Segmentierung des Blechpaketes 416 eine Reihe technischer Nachteile. Hierzu zählen neben einem grundsätzlich höheren Montageaufwand unter anderem eine Erhöhung des magnetischen Widerstandes des Eisenkerns sowie höhere Ummagnetisierungsverluste im laufenden Betrieb und eine schlechtere mechanische Festigkeit des Blechpaketes. 4a shows an arrangement 410 a spool with thighs 412 and 413 in a laminated core 414 and 418 , The coil is with her thighs 412 and 413 is about a tooth 418 arranged. Further, the tooth is 418 segmented from the laminated core 414 executed and has a dovetailed wedge 416 on. The order 410 schematically represents a segmented structure of a laminated core 416 an axially mounted electrical machine. This was the tooth 418 from the laminated core 416 segmented and with a spool with thighs 412 and 413 wrapped. Then the one of the coil with the thighs 412 and 413 wrapped tooth 418 over his dovetailed wedge 416 again in the laminated core by an axial insertion of the tooth 418 in the laminated core 416 arranged. This results from the segmentation of the laminated core 416 a number of technical disadvantages. These include, in addition to a generally higher assembly costs, inter alia, an increase in the magnetic resistance of the iron core and higher core losses during operation and a poorer mechanical strength of the laminated core.

4b zeigt eine Anordnung 420 einer Spule mit Schenkeln 422 und 433 in einem Blechpaket 424. Hierbei weist das Blechpaket 416 eine andere in der Technik verwendete Segmentierung 426 auf. Ansonsten entsprechen der Aufbau und die Probleme denen der Anordnung gemäß 4a. 4b shows an arrangement 420 a spool with thighs 422 and 433 in a laminated core 424 , Here, the laminated core 416 another segmentation used in the art 426 on. Otherwise, the structure and the problems correspond to those of the arrangement according to 4a ,

4c zeigt eine Anordnung 430 einer verteilten Wicklung mit den Schenkeln 450, 452, 454. 456, 458 und 480 in einem segmentierten Blechpaket 432, 434, 436, 438, 440, 442, 444 und 446. Besonders nachteilig bei einer solchen Anordnung ist die mehrfache Segmentierung des Blechpaketes 432, die neben der Erhöhung des magnetischen Widerstandes insbesondere zu schlechterer mechanischer Festigkeit des Blechpaketes 432 führt. 4c shows an arrangement 430 a distributed winding with the thighs 450 . 452 . 454 , 456 . 458 and 480 in a segmented laminated core 432 . 434 . 436 . 438 . 440 . 442 . 444 and 446 , Particularly disadvantageous in such an arrangement is the multiple segmentation of the laminated core 432 , in addition to the increase in the magnetic resistance in particular to poorer mechanical strength of the laminated core 432 leads.

5 zeigt eine schematische Darstellung 500 einer auseinandergezogenen Spule 510 mit zwei Angüssen 520 und 530, wobei die einzelnen Windungen der Spule so voneinander beabstandet sind, dass ein Auftragen einer Isolation auf die so beabstandeten Windungen ermöglicht wird. Die Darstellung zeigt im Wesentlichen die Spule 510 in dem auseinandergezogenen Zustand, in dem sie auch gegossen wurde, und die einzelnen Windungen 540 sind an gegenüberliegenden Seiten jeweils mit den Angüssen 520 und 530 verbunden. Die Form der Spule 510 entspricht der eines Helix oder einer Schraubenlinie, allerdings mit einer rechteckigen Form der einzelnen Windungen 540. 5 shows a schematic representation 500 an exploded coil 510 with two sprues 520 and 530 wherein the individual turns of the coil are spaced apart so as to permit application of insulation to the thus spaced turns. The illustration essentially shows the coil 510 in the extended state in which it was also cast, and the individual turns 540 are on opposite sides each with the sprues 520 and 530 connected. The shape of the coil 510 corresponds to a helix or a helix, but with a rectangular shape of the individual turns 540 ,

Der hier vorgestellte Lösungsansatz schlägt somit eine geometrische Gestaltung einer Spule vor, die eine axiale Montage der Spulen in einem Blechpaket ermöglicht. Da Blechpakete herstellungsbedingt in axialer Richtung immer hinterschneidungsfrei sind, ist hierdurch die Montierbarkeit der Spule gewährleistet. Es kann dabei grundsätzlich unterschieden werden zwischen Spulen für Einzelzahnwicklungen und Spulen für verteilte Wicklungen.The approach presented here thus proposes a geometric design of a coil, which allows axial mounting of the coils in a laminated core. Since laminations due to the production in the axial direction are always undercuts, this ensures the mountability of the coil. It can be basically differentiated between coils for single-tooth windings and coils for distributed windings.

Die prinzipielle geometrische Gestaltung einer für eine axiale Montage geeigneten Einzelzahnspule ist in 1 dargestellt. Im Bereich des Wickelkopfes 122, der hier auch als Wickelkopfabschnitt bezeichnet werden kann, werden die Leiter der Spule senkrecht zu einer Wickelebene radial nach innen abgewinkelt. Die Wickelebene kann insoweit eine Ebene orthogonal zum Magnetfeld im Bereich des betreffenden Zahns sein und darunter sind auch dazu im Bereich des Zahnes planparallele Ebenen zu verstehen.The basic geometric design of a single tooth coil suitable for axial mounting is shown in FIG 1 shown. In the area of the winding head 122 , which can also be referred to as a winding head section here, the conductors of the coil are angled perpendicular to a winding plane radially inwardly. The winding plane can be so far a plane orthogonal to the magnetic field in the region of the tooth in question and below are also to be understood in the region of the tooth plane-parallel planes.

Der Bereich in axialer Verlängerung des Zahnes inklusive eines Zahnkopfes wird dadurch freigestellt, damit die Spule axial über den Zahn geschoben werden kann. Das Herstellungsverfahren kann hierfür eine flexible Gestaltung der Querschnittsgeometrie ermöglichen, wie z.B. das in EP 2387135 A3 beschriebene, gießtechnische Herstellungsverfahren.The area in the axial extension of the tooth including a tooth head is thereby released, so that the coil is pushed axially over the tooth can be. For this purpose, the production method can enable a flexible design of the cross-sectional geometry, such as that in FIG EP 2387135 A3 described, casting technology manufacturing process.

Der durch den verlagerten Wickelkopfabschnitt verwendete Bauraum befindet sich hinter dem Rotor und kann in elektrischen Maschinen im Stand der Technik in der Regel nicht sinnvoll genutzt werden. Durch das einseitige Hochklappen bzw. Abwinkeln des Wickelkopfes bzw. Wickelkopfabschnittes bleibt die Montage des Rotors gewährleistet.The space used by the displaced end winding section is located behind the rotor and can not be used in electrical machines in the prior art usually meaningful. By unilateral folding or bending of the winding head or winding head section, the assembly of the rotor is guaranteed.

Die effektive Länge des Leiters kann durch das vorgestellte Konzept erhöht sein. Die einhergehende Erhöhung des Wicklungswiderstandes kann jedoch durch eine lokale Erhöhung des Querschnitts im Wickelkopfabschnitt vermieden bzw. verhindert werden.The effective length of the conductor can be increased by the concept presented. The associated increase in the winding resistance, however, can be avoided or prevented by a local increase in the cross section in the winding head section.

Analog zu der Spulengeometrie für Einzelzahnwicklungen werden bei axial montierbaren Spulen für verteilte Wicklungen die Leiter aus der Wicklungsebene herausgeklappt bzw. abgewinkelt. Dies erfolgt an beiden Seiten des Wickelkopfes, insbesondere des Wickelkopfabschnittes, wobei eine Seite nach innen und die andere Seite nach außen geklappt. Innen und außen sind hierbei Richtungsangaben, die sich auf die axiale Richtung der elektrischen Maschine beziehen. 2 stellt das Grundprinzip am Beispiel einer Ganzloch-Einschichtwicklung (q = 1) dar. Als Lochzahl q bezeichnet man die Anzahl der Nuten Q pro Polzahl 2p und Strang m: q = Q / 2p·m Analogous to the coil geometry for single-tooth windings, the conductors are folded out of the winding plane or angled for axially mounted coils for distributed windings. This takes place on both sides of the winding head, in particular of the winding head section, wherein one side turned inwards and the other side outwards. Inside and outside here are directions that relate to the axial direction of the electric machine. 2 represents the basic principle with the example of a full-hole single-layer winding (q = 1). The number of holes q is the number of slots Q per pole number 2p and strand m: q = Q / 2p · m

Demnach weist eine Ganzloch-Einschichtwicklung mit der Lochzahl q = 1 genau einen Wicklungsabschnitt pro Nut auf.Accordingly, a full-hole single-layer winding with the number of holes q = 1 has exactly one winding section per groove.

Der nach innen hochgeklappte Wickelkopf muss erfindungsgemäß so gestaltet werden, dass die Montage trotz der sich zum Luftspalt hin verjüngenden Nut möglich ist. Analog zum Vorgehen bei der Einzelzahnwicklung kann der Leiterquerschnitt bzw. Wicklungsquerschnitt auch hier lokal verändert werden, um eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes zu vermeiden.The folded up inwardly winding head according to the invention must be designed so that the assembly is possible despite the groove tapering towards the air gap. Analogous to the procedure in the single tooth winding, the conductor cross section or winding cross section can also be locally changed in order to avoid an increase in the electrical resistance.

Die Montage der Spulen erfolgt in zwei Gruppen. Die in 2 hinten liegenden Spulen 101, 102 und 103 werden zuerst montiert, indem sie axial, nämlich in Richtung R, in das Blechpaket 180 hineingeschoben werden. Für die dargestellte Wicklungsart haben alle Spulen 101, 102, 103, 104, 105 und 106 die gleiche geometrische Gestaltung.The assembly of the coils takes place in two groups. In the 2 behind lying coils 101 . 102 and 103 are first mounted by axially, namely in the direction R, in the laminated core 180 be pushed into it. For the winding type shown, all coils have 101 . 102 . 103 . 104 . 105 and 106 the same geometric design.

Für Wicklungen mit Lochzahlen größer 1 wird eine geometrische Gestaltung gemäß 3 vorgeschlagen. Für die Realisierung der Wicklung sind zwei Varianten der Spulengeometrie, die hier mit a bzw. b gekennzeichnet sind, erforderlich, die nacheinander axial, also in Richtung R in die Nuten des Blechpakets (180) eingelegt bzw. eingeschoben werden. Analog hierzu können auch Wicklungen mit größeren Lochzahlen realisiert werden, wobei die Anzahl der notwendigen Spulenvarianten mit steigender Lochzahl größer wird.For windings with hole numbers greater than 1 is a geometric design according to 3 proposed. For the realization of the winding are two variants of the coil geometry, which are here marked with a and b, required, the succession axially, ie in the direction R in the grooves of the laminated core ( 180 ) are inserted or inserted. Similarly, windings can be realized with larger numbers of holes, the number of necessary coil variants with increasing number of holes is greater.

Der vorgeschlagene Lösungsweg ermöglicht auch erstmalig die Adaption der gießtechnischen Herstellung von Spulen auf verteilte Wicklungen. Hierdurch ergibt sich ein im Vergleich zum Stand der Technik erheblich gesteigertes Marktpotenzial, da die Mehrzahl aller elektrischen Antriebe für Elektrofahrzeuge und Industrieanwendungen mit verteilten Wicklungen ausgeführt wird. Die vorgestellten Konzepte mit Lochzahlen größer als 1 eignen sich dabei auch für die in Bezug auf das Wicklungsdesign sehr anspruchsvolle Asynchronmaschine.The proposed approach also makes it possible for the first time to adapt the casting technology of coils to distributed windings. This results in a significantly increased market potential compared to the prior art, since the majority of all electric drives for electric vehicles and industrial applications with distributed windings is performed. The concepts presented with hole numbers greater than 1 are also suitable for the asynchronous machine, which is very demanding in terms of winding design.

Das vorgestellte Montagekonzept ermöglicht es dabei unmittelbar, alle bekannten Vorteile von Spulen mit variabler Querschnittsgeometrie, wie sie z.B. in DE 10 2012 212 637 A1 oder EP 2387135 A3 beschrieben ist, in Maschinen mit verteilten Wicklungen zu überführen und hierdurch erhebliche funktionale Vorteile zu erzielen, wie bspw. eine hohe Leistungsdichte, einen hohen Wirkungsgrad, eine gute Kühlung, um nur einige Vorteile zu nennen.The presented assembly concept makes it possible directly, all known advantages of coils with variable cross-sectional geometry, such as in DE 10 2012 212 637 A1 or EP 2387135 A3 is described to convert into machines with distributed windings and thereby achieve significant functional advantages, such as. A high power density, high efficiency, good cooling, to name but a few advantages.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 2387135 A3 [0004, 0083, 0092]
DE 102012212637 A1 [0092]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Müller, G., Vogt, K., Ponick, B .: Calculation of electrical machines, Wiley-Verlag, Darmstadt, 2008 [0004]

Claims

Casting coil ( 103 ) for arranging around at least one tooth prepared for guiding a magnetic field ( 186 ), wherein - the coil is prepared for, over the at least one tooth ( 186 ) substantially transversely to the magnetic field (M) and along at least a first ( 196 ) and a second ( 194 ), the at least one tooth ( 186 ) to other teeth ( 182 . 184 ) delimiting groove, and - the coil ( 103 ) - a first ( 112 ) and a second winding section ( 114 ) for arranging in the at least one first ( 196 ) or at least one second groove ( 194 ) and - one the first ( 112 ) and second winding section ( 114 ) on each side connecting first ( 122 ) and second winding head section ( 124 ) for locating outside the grooves, wherein - the first winding head section ( 122 ) to the first ( 112 ) and second winding section ( 114 ), is that when pushing the coil ( 103 ) over the at least one tooth ( 186 ) along (R) of the at least first ( 196 ) and second groove ( 194 ) the at least one tooth ( 186 ) from the first ( 194 ) to the second ( 196 ) Groove so that he does not stand in the way of postponing.

Coil according to claim 1, characterized in that the line cross-section in the region of the first ( 122 ) and / or second winding head section ( 124 ) against a region of the first ( 112 ) and / or second winding section ( 114 ) is increased.

Kitchen sink ( 103 ) according to claim 1 and / or claim 2, characterized in that the first winding head section ( 122 ) in its form ( 142 ) so to a contour ( 144 ) of the tooth ( 186 ) is adapted, that when sliding the coil ( 103 ) over the tooth ( 186 ), the first winding head section ( 122 ) the contour ( 144 ) of the tooth ( 186 ) encloses at least partially accurate fit.

Kitchen sink ( 103 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second winding head section ( 124 ) relative to the first ( 112 ) and second winding section ( 114 ) is displaced, in particular so that overlapping with this coil, a further coil of the same shape can be pushed onto at least one further, adjacent tooth, and the second winding head section permits by its displacement.

Coil according to claim 4, characterized in that the second winding head section in a different direction than the first winding head section ( 122 ) is displaced, in particular in a to the displacement of the first end winding section ( 122 ) opposite direction.

Coil according to one of the preceding claims, characterized in that the coil ( 103 ) to the nested arrangement with other coils ( 101 . 102 . 104 . 105 . 106 ) of the same design over several teeth ( 182 . 184 . 186 ) is prepared.

A method for producing a casting-produced coil, comprising the steps of: - defining a coil design for producing a casting-produced coil, wherein the coil is in an exploded state ( 500 ) and can take a collapsed state - casting the coil in a mold in the extended state ( 500 ) - Removal of the casting mold - if necessary, removal of sprues ( 520 . 530 ) and - Pushing the coil in the collapsed state.

The method of claim 7, further comprising the steps of: - producing a casting mold for producing the coil, wherein the casting mold is the coil design of an exploded casting-produced coil ( 500 ) and / or - applying an electrical insulation to the coil in the or another exploded state ( 500 ).

A method according to claim 7 or claim 8, characterized in that the casting-produced coil has at least one displaced winding head and / or a casting-produced coil produced according to one of claims 1 to 6.

Arrangement ( 200 ) of several coils ( 101 . 102 . 103 . 104 . 105 . 106 ) according to one of the preceding claims in a tooth ( 182 . 184 . 186 ) and grooves occupied laminated core ( 180 ) of an electrical machine, wherein in each case a first coil ( 103 ) by at least two teeth ( 182 . 184 ) and with at least one second coil ( 104 ) overlaps and the first ( 103 ) and second coil ( 104 ) at least one common tooth ( 182 ) enclose.

Arrangement ( 300 ) of several coils ( 310a . 310b . 312a . 312b . 314a . 314b . 316a . 316b . 318a . 318b . 320a . 320b . 322a . 322b ) according to one of claims 1 to 6 in a toothed packet containing teeth and grooves ( 180 ) of an electrical machine, wherein at least one respective first coil ( 310a . 312a . 314a . 316a . 318a . 320a . 322a ) and a respective second coil ( 310b . 312b . 314b . 316b . 318b . 320b . 322b ) are arranged nested and a coil set ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) form.

Arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that the arrangement of substantially the same and a number of holes equal to 2 having coil sets ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) is formed, wherein the respective first coils ( 310a . 312a . 314a . 316a . 318a . 320a . 322a ) of each coil set ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) are each arranged around five teeth of the laminated core and the respective second coils ( 310b . 312b . 314b . 316b . 318b . 320b . 322b ) of each coil set ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) are each arranged around seven teeth of the laminated core and / or the respective second coils ( 310b . 312b . 314b . 316b . 318b . 320b . 322b ) of each coil set ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) are respectively arranged around the respective first coil of the respective coil set, wherein the respective first coil ( 310a . 312a . 314a . 316a . 318a . 320a . 322a ) of each coil set ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) with the respective second coils ( 310b . 312b . 314b . 316b . 318b . 320b . 322b ) of each coil set ( 310 . 312 . 314 . 316 . 318 . 320 . 322 ) are electrically interconnected in series.

Electric machine with one with teeth ( 182 . 184 . 186 ) and grooves occupied laminated core ( 180 ) and an arrangement ( 200 ) of several coils ( 101 . 102 . 103 . 104 . 105 . 106 ) according to one of claims 10 to 12 in the laminated core.

Method for arranging a plurality of coils ( 101 . 102 . 103 ) according to at least one of claims 1 to 6 in a multi-toothed ( 182 . 184 . 186 ) and grooves ( 192 . 194 . 196 ) occupied laminated core ( 180 ) of an electric machine, wherein the electric machine has an axis of rotation (R) and the coils ( 101 . 102 . 103 ) in the direction of the axis of rotation axially over one or more teeth ( 182 . 184 . 186 ), along (R) of two of the grooves, are pushed, wherein the first winding head sections ( 122 ) of each coil ( 101 . 102 . 103 ) are shifted so that when sliding the coils over the teeth ( 182 . 184 . 186 ) along (R) the grooves, the teeth ( 182 . 184 . 186 ) of the laminated core ( 180 ) pushing the coils over the tooth ( 182 ) or the multiple teeth ( 182 . 184 . 186 ) do not stand in the way.

Method according to claim 14, characterized in that the coil ( 103 ) in their form ( 142 ) so to the one tooth ( 186 ) or the multiple teeth ( 182 . 184 ) that the tooth ( 186 ) or the plurality of teeth ( 182 . 184 ) act as a guide rail or rails.

A method according to claim 14 or 15, characterized in that the coils are accurately pushed over the tooth or teeth and / or other coils over a tooth or a plurality of teeth axially.

Method according to one of claims 14 to 16, characterized in that the coils are pushed over a plurality of teeth and thereby overlap other coils.