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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wickelschablone nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Stand der Technik
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Aus der
EP 0 168 646 sind schablonengewickelte Spulen mit Isolierkörpern zum Einsetzen in einen Polschuh eines Elektromotors bekannt. Die Spulen weisen zwei beidseits des Kerns einander gegenübergestellte, zum Spuleninneren hin geschlossene und nach außen hin zum Wickeln der Spule zu öffnende Isolierstoffkästen auf, auf die die längsseitigen Wicklungsbahnen der Spule aufgewickelt sind.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine Vorrichtung zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor zu verbessern.
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Die Aufgabe wird gelöst mit einer Wickelschablone zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor, mit einem die Wickelschablone lösbar umgebbaren Spulendrahtelement und mit einem das Spulendrahtelement aufzunehmbaren Wickelbereich.
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Erfindungsgemäß weist die Wickelschablone einen Wickelfreiraum auf, welcher dazu vorgesehen ist, den Wickelbereich für das Spulendrahtelement zumindest bereichsweise zu vergrößern.
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Der Trend bei Werkzeugmaschinen und insbesondere bei Handwerkzeugmaschinen geht hin zu immer kompakteren Ausführungen einerseits und zu immer umfangreicher ausgestatteteren (mehr Funktionen/Komponenten/Leistung) Ausführungen andererseits, sodass ein Bauraum für die innenliegenden Bauteile dieser Werkzeugmaschinen immer kleiner wird. Dies hat nicht zuletzt Einfluss auf eine Verringerung von Abmessungen dieser Bauteile, sondern auch auf eine Optimierung derer Funktionalität, sodass auch kleine Bauteile die gestellten Anforderungen erfüllen. Ein Beispiel hierfür kann bei der Entwicklung von Elektromotoren für derartige Werkzeugmaschinen sein.
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Mittels der erfindungsgemäßen Wickelschablone kann auf besonders einfache Weise eine Abmessung einer Spulendrahteinheit reduziert werden. Dabei kann ein Elektromotor, in welchen die Spulendrahteinheit eingesetzt wird, kompakter ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Haupterstreckung des Elektromotors dadurch reduziert werden, dass eine Haupterstreckung der Spulendrahteinheit reduziert wird. Alternativ kann bei gleichbleibender Haupterstreckung der Spulendrahteinheit bzw. des Elektromotors gegenüber herkömmlichen Spulendrahteinheiten bzw. Elektromotoren eine Erhöhung einer Motorleistung des Elektromotors beispielsweise durch eine Erhöhung eines Füllfaktors, insbesondere eines Kupferfüllfaktors, erreicht werden.
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Unter einer Wickelschablone soll insbesondere ein Teil einer Wickelvorrichtung verstanden werden, welche dazu vorgesehen ist, zumindest bereichsweise mit einem Spulendrahtelement umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement kann lösbar verbindbar mit der Wickelschablone ausgebildet sein. Die Wickelschablone ist dazu vorgesehen, mit dem Spulendrahtelement umwickelt zu werden, um insbesondere eine Spulendrahteinheit zu bilden. Die Spulendrahteinheit soll insbesondere ein Bündel von Abschnitten eines Spulendrahtelements oder von mehreren Spulendrahtelementen bilden, welche zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und/oder sich kontaktieren. Die Spulendrahteinheit kann dazu vorgesehen sein, mit einem Stator eines Elektromotors verbunden zu werden. Der Stator des Elektromotors kann eine Einzahl oder eine Mehrzahl von Spulendrahteinheiten aufweisen. Die Spulendrahteinheit kann dazu vorgesehen sein, zumindest abschnittsweise von einer Polnut des Stators aufgenommen zu werden. Die Spulendrahteinheit ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in welchem die Spulendrahteinheit von einer elektrischen Energie bzw. von einem elektrischen Strom durchflossen zu werden und ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die Spulendrahteinheit kann dazu vorgesehen sein, in zumindest einem Betriebszustand einen Elektromagnet zu bilden.
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Der Stator kann aus einem Blechpaket ausgebildet sein. Der Stator kann mehrere parallel aneinandergereihte Bleche aufweisen, welche einander kontaktieren. Das Blechpaket bildet den Stator. Das Blechpaket kann eine Aufnahmenut zur Aufnahme der Spulendrahteinheit aufweisen. Die Aufnahmenut kann als eine Polnut ausgebildet sein.
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Das Spulendrahtelement kann ein Isolationselement, insbesondere eine Isolationsschicht, aufweisen, um bei einer Bewicklung des Spulendrahtelementes zu einer Spulendrahteinheit gegenüber benachbarten Abschnitten des Spulendrahtelements oder mehrerer weiterer Spulendrahtelementen eine elektrische Isolierung zu bilden. Das Spulendrahtelement kann Kupfer enthalten oder daraus bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Spulendrahtelement Aluminium enthalten oder daraus bestehen.
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Der Wickelbereich soll insbesondere einen Bereich bilden, in welchem das Spulendrahtelement bzw. die Spulendrahtelemente zu einer Spulendrahteinheit aufgewickelt wird bzw. werden. Der Wickelbereich kann das Spulendrahtelement zumindest abschnittsweise begrenzen. Der Wickelbereich kann dazu vorgesehen sein, eine Erstreckung der Spulendrahteinheit zumindest abschnittsweise derart zu begrenzen, dass die Spulendrahteinheit mit einer Polnut eines Stators verbindbar ist. Der Wickelbereich kann das Spulendrahtelement zumindest abschnittsweise führen. Der Wickelbereich kann zumindest abschnittsweise als ein Führungsbereich ausgebildet sein, welcher dazu vorgesehen ist, das Spulendrahtelement zu führen, um das Spulendrahtelement zu einer Spulendrahteinheit aufzuwickeln bzw. zu bewickeln.
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Der Wickelfreiraum kann einen Raum bilden, welcher benachbart zu der Wickelschablone angeordnet ist. Der Wickelfreiraum kann innenliegend angeordnet sein. Der Wickelfreiraum kann von zumindest zwei Seiten begrenzt sein.
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Der Wickelfreiraum kann eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit begrenzen.
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Die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit kann durch mehrere zumindest abschnittweise parallel zueinander angeordnete Abschnitte eines Spulendrahtelements oder mehrerer Spulendrahtelemente ausgebildet sein. Die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit kann beispielsweise durch mehrere Bahnen eines Abschnitts eines oder mehrere Spulendrahtelemente ausgebildet sein, welche parallel zueinander verlaufen und beispielsweise durch den Wickelfreiraum definiert bzw. begrenzt werden. Die Spulendrahteinheit kann eine erste Wickeltiefe aufweisen. Die Spulendrahteinheit kann eine zweite Wickeltiefe aufweisen. Die erste Wickeltiefe kann durch den Wickelfreiraum ausgebildet sein. Die zweite Wickeltiefe kann durch den zum Wickelfreiraum benachbarten Bereich des Wickelbereichs ausgebildet sein.
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Die erste Wickeltiefe kann n Abschnitte des Spulendrahtelements oder mehrerer Spulendrahtelemente aufweisen oder durch diese gebildet sein. Die zweite Wickeltiefe kann n + 1, insbesondere n + 2, vorzugsweise n + 3, bevorzugt n + 4, besonders bevorzugt n + 5, weiter bevorzugt n + x, Abschnitte des Spulendrahtelements oder mehrerer Spulendrahtelemente aufweisen oder durch diese gebildet sein. Dabei kann x eine ganze positive Zahl bilden.
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Die Spulendrahteinheit kann zumindest abschnittsweise eine Wickeltiefenabweichung von mindestens 3 %, insbesondere mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 80 %, aufweisen. Die erste Wickeltiefe kann gegenüber der zweiten Wickeltiefe um mindestens 3 %, insbesondere mindestens 10 %, vorzugsweise mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 80 %, größer sein. Die erste Wickeltiefe kann gegenüber der zweiten Wickeltiefe um maximal 150 %, insbesondere um maximal 100 %, größer sein. Beispielsweise kann eine Wickeltiefenabweichung in einem Bereich von 15 bis 20 % besonders vorteilhaft sein.
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Die Unteransprüche geben weitere zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Wickelschablone an.
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Es kann zweckmäßig sein, dass der Wickelfreiraum als eine Wickelausnehmung ausgebildet ist. Die Wickelausnehmung kann eine Erstreckung der Wickelschablone begrenzen. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, eine/die Wickeltiefe des Spulendrahtelements bzw. der Spulendrahteinheit zu vergrößern. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, eine Erstreckung der Spulendrahteinheit zu begrenzen. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit aufzunehmen. Die Wickelausnehmung kann dazu vorgesehen sein, das Spulendrahtelement zu führen. Ferner kann es zweckmäßig sein, dass die Wickelausnehmung eine Erstreckung des Wickelbereichs der Wickelschablone begrenzt. Hierdurch kann eine partielle Abmessung bzw. Wickeltiefe der Spulendrahteinheit besonders vorteilhaft erweitert werden.
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Weiterhin kann es zweckmäßig sein, dass die Wickelschablone ein Begrenzungselement mit einer Begrenzungsfläche und mit einer Ausnehmungsfläche aufweist. Die Ausnehmungsfläche kann gegenüber der Begrenzungsfläche zurückversetzt sein. Unter zurückversetzt soll eine Anordnung einer Fläche verstanden werden, welche gegenüber einer Referenzfläche parallel angeordnet und beabstandet ist. Die Ausnehmungsfläche kann gegenüber der Begrenzungsfläche um mindestens 2 mm, insbesondere mindestens 3 mm, vorzugsweise um 4 mm, und/oder bis zu 10 mm, insbesondere bis zu 8 mm, vorzugsweise bis zu 7 mm, bevorzugt bis zu 5 mm, zurückversetzt sein Die Begrenzungsfläche kann gegenüber der Ausnehmungsfläche, insbesondere parallel, beabstandet angeordnet sein.
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Die Wickelschablone kann ein weiteres Begrenzungselement aufweisen. Das weitere Begrenzungselement kann analog zu dem Begrenzungselement ausgebildet sein bzw. eine weitere Begrenzungsfläche und eine weitere Ausnehmungsfläche aufweisen.
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Das Begrenzungselement bzw. das weitere Begrenzungselement kann eine Einzahl oder eine Mehrzahl von Begrenzungsflächen und/oder von Ausnehmungsflächen aufweisen. Die Begrenzungselemente können miteinander lösbar verbindbar ausgebildet sein. Die Begrenzungselemente können dazu vorgesehen sein, eine Erstreckung, insbesondere eine Wickeltiefe, der Spulendrahteinheit festzulegen.
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Die Begrenzungsfläche kann gegenüber der weiteren Begrenzungsfläche einen ersten Abstand bilden. Die Ausnehmungsfläche kann gegenüber der weiteren Ausnehmungsfläche einen zweiten Abstand bilden. Der zweite Abstand ist in einem Haltezustand der Wickelschablone größer als der erste Abstand. Dadurch kann der Winkelbereich bereichsweise einen Abstand bzw. eine/die erste Wickeltiefe der Spulendrahteinheit entsprechend dem ersten Abstand bilden und abschnittsweise einen weiteren Abstand bzw. eine/die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit entsprechend dem zweiten Abstand bilden.
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Die Wickelschablone kann einen Haltezustand aufweisen, in welchem die Begrenzungselemente miteinander lösbar verbunden bzw. gekoppelt sind. Die Begrenzungselemente können in dem Haltezustand zumindest abschnittsweise den Wickelbereich begrenzen. Die Begrenzungselemente können in dem Haltezustand zueinander beabstandet sein. Die Begrenzungselemente können in einem Haltezustand dazu vorgesehen sein, zumindest abschnittsweise eine Negativform der zu bewickelnden Spulendrahteinheit zu bilden.
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Die Wickelschablone kann einen Freigabezustand aufweisen, in welchem die Begrenzungselemente voneinander getrennt sind bzw. nicht miteinander gekoppelt sind. In einem Freigabezustand kann die Wickelschablone dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit aus der Wickelschablone zu entnehmen, um diese in eine Polnut des Stators des Elektromotors zu fügen.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Begrenzungsfläche gegenüber der Ausnehmungsfläche angewinkelt sein. Die Begrenzungselemente, insbesondere die Begrenzungsflächen und/oder die Ausnehmungsflächen der Begrenzungselemente, können dazu vorgesehen sein, eine Wickeltiefe des Spulendrahtelement bzw. der Spulendrahteinheit festzulegen.
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Hierdurch kann auf besonders einfache Weise eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit eingestellt werden.
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Die Wickelschablone kann einen Durchbruch aufweisen. Das Begrenzungselement kann einen Durchbruch aufweisen. Die Wickelausnehmung kann einen Durchbruch aufweisen. Der Durchbruch kann die Wickelausnehmung in zwei Teilbereiche trennen. Der Durchbruch kann die Wickelausnehmung begrenzen. Der Durchbruch kann dazu vorgesehen sein, ein Ummantelungselement aufzunehmen, um das Spulendrahtelement bzw. die Spulendrahteinheit mittels dem Ummantelungselement zu ummanteln. Das Ummantelungselement kann als ein Klebestreifen bzw. ein Klebefilm ausgeführt sein. Das Ummantelungselement kann dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit zu umgeben, um insbesondere ein Abschnitt des Spulendrahtelements oder die Spulendrahtelemente zu bündeln. Das Ummantelungselement kann dazu vorgesehen sein, ein Abwickeln der Spulendrahteinheit zu verhindern. Das Ummantelungselement kann dazu vorgesehen sein, die Spulendrahteinheit elektrisch zu isolieren. Dadurch kann auf besonders einfache Weise eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit festgelegt werden.
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Die Wickelausnehmung kann einen Querschnitt aufweisen, welcher im Wesentlichen trompetenartig, trapezartig, badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet ist.
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Die Wickelschablone kann einen Wickelkern aufweisen, welcher dazu vorgesehen ist, von dem Spulendrahtelement umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement soll auf den Wickelkern aufgewickelt werden. Das Spulendrahtelement bzw. die Spulendrahteinheit kann den Wickelkern in zumindest einer Ebene um 360° umgeben. Der Wickelkern kann mit zumindest einer der beiden Begrenzungselemente einstückig ausgebildet sein. Der Wickelkern kann die Begrenzungsfläche begrenzen. Der Wickelkern kann zwischen den beiden Begrenzungselementen angeordnet sein. Der Wickelkern kann die beiden Begrenzungselemente voneinander trennen. Der Wickelkern kann den Wickelbereich begrenzen. Der Wickelkern kann den Wickelfreiraum begrenzen. Der Wickelkern kann plattenförmig ausgebildet sein. Der Wickelkörper kann flach ausgebildet sein. Der Wickelkörper kann rechteckförmig ausgebildet sein. Der Wickelkern kann als ein Wickelkörper ausgebildet sein. Der Wickelkern kann einen Mindestabstand des ersten Begrenzungselements gegenüber dem zweiten Begrenzungselement festlegen.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Spulendrahteinheit bestehend aus einem Spulendrahtelement, wobei die Spulendrahteinheit eine Wickeltiefe aufweist, welche sich entlang der Spulendrahteinheit unterscheidet.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Wickelvorrichtung zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor umfassend eine Wickelschablone, ein Spulendrahtelement zum Umgeben bzw. Bewickeln der Wickelschablone und eine Wickelwerkzeugvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, das Spulendrahtelement auf die Wickelschablone zu wickeln.
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Die Erfindung bezieht sich des Weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung einer Spulendrahteinheit für einen Elektromotor mit der erfindungsgemäßen Wickelvorrichtung. Zumindest ein Verfahrensschritt weist eine Bewicklung des Wickelfreiraums auf, um eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit zu ermöglichen.
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Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Spulendrahteinheit und/oder einen Elektromotor erhältlich durch das erfindungsgemäße Verfahren. Die Spulendrahteinheit weist eine Wickeltiefe bzw. eine Tiefenerstreckung auf, welche sich entlang der Spulendrahteinheit zumindest abschnittsweise unterscheidet.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wickelschablone,
- 2 eine perspektivische Ansicht eines Begrenzungselements der Wickelschablone aus 1,
- 3 eine Ansicht einer Spulendrahteinheit,
- 4 eine weitere Ansicht einer Spulendrahteinheit,
- 5 eine weitere Ansicht einer Spulendrahteinheit links gemäß dem Stand der Technik und einer Spulendrahteinheit rechts gemäß 3 mit deren Querschnitten A-A und B-B,
- 6 eine Ansicht eines Stators mit der Spulendrahteinheit aus 3,
- 7 eine weitere Ansicht des Stators und der Spulendrahteinheit aus 6,
- 8 eine weitere Ansicht des Stators und der Spulendrahteinheit aus 7,
- 9 eine weitere Ansicht des Stators und der Spulendrahteinheit in mehreren Ausführungsformen und
- 10 weitere Ansichten der Spulendrahteinheit aus in mehreren Ausführungsformen.
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In den folgenden Figuren sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die erfindungsgemäße Wickelschablone 11 ist universell einsetzbar und eignet sich insbesondere zum Bewickeln von Spulendrahteinheiten 13 für Elektromotoren. Derartige Elektromotoren sind universell einsetzbar und eignen sich insbesondere für handelsübliche drehangetriebene Werkzeugmaschinen, insbesondere Handwerkzeugmaschinen, wie beispielsweise Bohrmaschinen, Winkelschleifer, etc.
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Als Werkzeugmaschine eignet sich dabei sowohl eine stationäre Werkzeugmaschine wie beispielsweise eine Tischkreissäge entsprechend den Anmeldungen
DE 102010042016 oder
US 2062969 A , als auch eine nichtstationäre Werkzeugmaschine wie beispielsweise eine Handkreissäge entsprechend der Anmeldung
DE 3740200 A1 oder wie beispielsweise ein Rückentragbares Freischneidegerät entsprechend der Anmeldung
DE 19616764 A1 .
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Die erfindungsgemäße Wickelschablone 11 (1) ist zur Herstellung einer Spulendrahteinheit 13 für einen Elektromotor ausgebildet. Die Wickelschablone 11 weist einen die Wickelschablone 11 lösbar umgebbares Spulendrahtelement 15 und ein das Spulendrahtelement 15 aufzunehmbaren Wickelbereich 17 auf.
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Die Wickelschablone 11 ist Teil einer Wickelvorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, zumindest bereichsweise mit einem Spulendrahtelement 15 umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement 15 ist lösbar verbindbar mit der Wickelschablone 11 ausgebildet. Die Wickelschablone 11 ist dazu vorgesehen, mit dem Spulendrahtelement 15 umwickelt zu werden, um eine Spulendrahteinheit 13 zu bilden. Die Spulendrahteinheit 13 bildet ein Bündel 19 von Abschnitten eines Spulendrahtelement 15s, welche zumindest abschnittsweise im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und sich kontaktieren (3 bis 5). Die Spulendrahteinheit 13 ist dazu vorgesehen, mit einem Stator 21 eines Elektromotors verbunden zu werden (6 bis 8). Der Stator 21 des Elektromotors zumindest zwei Spulendrahteinheiten 13 auf. Die Spulendrahteinheit 13 ist dazu vorgesehen, zumindest abschnittsweise von einer Polnut 23 des Stators 21 aufgenommen zu werden (8 bis 9). Die Spulendrahteinheit 13 ist dazu vorgesehen, in einem Betriebszustand, in welchem die Spulendrahteinheit 13 von einer elektrischen Energie bzw. von einem elektrischen Strom durchflossen zu werden und ein magnetisches Feld zu erzeugen. Die Spulendrahteinheit 13 bildet in zumindest einem Betriebszustand einen Elektromagnet.
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Der Stator 21 ist aus einem Blechpaket 25 ausgebildet (6 bis 9). Der Stator 21 kann mehrere parallel aneinandergereihte Bleche aufweisen, welche einander kontaktieren. Das Blechpaket 25 bildet den Stator 21.
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Das Spulendrahtelement 15 weist ein als eine Isolationsschicht 27 ausgebildetes Isolationselement auf, um bei einer Bewicklung des Spulendrahtelementes 15 zu einer Spulendrahteinheit 13 gegenüber benachbarten Abschnitten des Spulendrahtelements 15 eine elektrische Isolierung zu bilden. Das Spulendrahtelement 15 ist aus Kupfer gebildet.
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Der Wickelbereich 17 begrenzt das Spulendrahtelement 15 zumindest abschnittsweise. Der Wickelbereich 17 ist dazu vorgesehen, eine Wickeltiefe der Spulendrahteinheit 13 zumindest abschnittsweise derart zu begrenzen, dass die Spulendrahteinheit 13 mit einer Polnut 23 eines Stators 21 verbindbar ist. Der Wickelbereich 17 führt das Spulendrahtelement 15 zumindest abschnittsweise. Der Wickelbereich 17 ist zumindest abschnittsweise als ein Führungsbereich 29 ausgebildet sein, welcher dazu vorgesehen ist, das Spulendrahtelement 15 beim Bewickeln zu führen, um das Spulendrahtelement 15 zu einer Spulendrahteinheit 13 aufzuwickeln bzw. zu bewickeln.
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Die Wickelschablone 11 weist einen Wickelfreiraum 31 auf, welcher dazu vorgesehen ist, den Wickelbereich 17 für das Spulendrahtelement 15 zumindest bereichsweise zu vergrößern. Der Wickelfreiraum 31 ist innenliegend angeordnet. Der Wickelfreiraum 31 ist von zumindest zwei Seiten begrenzt.
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Die Spulendrahteinheit 13 weist zwei Längsabschnitte 33 auf. Die Spulendrahteinheit 13 weist zwei Querabschnitte 35 auf. Die Querabschnitte 35 schließen sich an die Längsabschnitte 33 an. Die Querabschnitte 35 weisen eine Wickeltiefe T1 der Spulendrahteinheit 13 auf, welche größer ist als eine Wickeltiefe T2 der Längsabschnitte 33 auf.
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Die Wickeltiefe der Spulendrahteinheit kann beispielsweise durch mehrere Bahnen eines Abschnitts eines oder mehrere Spulendrahtelemente 15 ausgebildet sein, welche parallel zueinander verlaufen und beispielsweise durch den Wickelfreiraum 31 definiert bzw. begrenzt werden. Die Spulendrahteinheit 13 weist eine erste Wickeltiefe T1 auf. Die Spulendrahteinheit 13 weist eine zweite Wickeltiefe T2 auf. Die erste Wickeltiefe T1 ist durch den Wickelfreiraum gebildet, indem das aufzuwickelnde Spulendrahtelement 15 zumindest im Bereich des Wickelfreiraums seitlich bzw. in Richtung der Wickeltiefe T1 ausweicht und dadurch nicht direkt auf den vorherigen Abschnitt des Spulendrahtelements 15 aufgewickelt wird, sondern seitlich daneben zum Anliegen kommt. Dadurch wird die Wickeltiefe T1 zumindest abschnittsweise bzw. im Bereich des Querabschnitts 35 vergrößert. Beispielsweise ist in 5 (unten) zu sehen, wie sich die Querschnitte der erfindungsgemäßen Spulendrahteinheit 13 (rechts) gegenüber einer Spulendrahteinheit (links) ausgebildet ist. Die Spulendrahteinheit aus dem Stand der Technik (5a) ist dabei sowohl im Längsabschnitt als auch im Querabschnitt annähernd homogen ausgebildet bzw. weist eine Wickeltiefe T2 im Längsabschnitt 33 auf, welche in etwa einer Wickeltiefe D1 im Querabschnitt 35 entspricht. Die Wickeltiefe T1 unterscheidet sich bei der erfindungsgemäßen Spulendrahteinheit 13 jedoch deutlich (5b rechts unten).
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In 5b ist insbesondere zu sehen, dass sich die Wickeltiefe T1 des Querabschnitts 35 gegenüber der Wickeltiefe T2 des Längsabschnitts 33 unterscheidet.
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Die Spulendrahteinheit 13 weist zumindest abschnittsweise eine Tiefenabweichung einer Wickeltiefe T2 des Längsabschnitts 33 gegenüber einer Wickeltiefe T1 des Querabschnitt 35 in einem Bereich von mindestens 10 % bis maximal 25 %, wie beispielsweise etwa 15 bis 20 % auf.
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Insbesondere kann die Spulendrahteinheit 13 gemäß 5a gegenüber der Spulendrahteinheit 13 gemäß der 5b im Schnitt A-A und/oder im Schnitt B-B eine Querschnittsfläche 77 aufweisen. Die Querschnittsfläche 77 bildet die gesamte Querschnittsfläche der Spulendrahteinheit 13. Vorzugsweise bleibt die Querschnittsfläche 77 sowohl bei 5a als auch bei 5b konstant. Bevorzugt ändert sich ein Verhältnis einer Wickelbreite B1, B2 gegenüber der Wickeltiefe T1, T2.
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Beispielsweise kann die Spulendrahteinheit 13 im Querabschnitt 35 eine Wickelbreite B1 von 2 Längeneinheiten und eine Wickeltiefe T1 von 6 Längeneinheiten aufweisen und im Längenabschnitt 33 eine Wickelbreite B2 von 4 Längeneinheiten und eine Wickeltiefe T1 von 6 Längeneinheiten aufweisen. Insbesondere kann sich die Wickeltiefe im Querabschnitt gegenüber der Wickeltiefe im Längsabschnitt um 33 % ändern bzw. verlängern. Dabei kann sich die Wickelbreite entsprechend der Wickeltiefe ändern bzw. verkürzen.
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Es kann sich folgende wie in den angefügten Tabellen (Beispiel 1 bzw. Beispiel 2) angegebenen Änderungen der Wickeltiefe bzw. der Wickelbreite ergeben.
Tabelle 1: Beispiel 1
| Wickeltiefe
T1 [LE] | Wickelbreite
B1 [LE] | Wickeltiefe
T2 [LE] | Wickelbreite
B2 [LE] | Änderung
[%] |
| 3 | 4 | 2 | 6 | 33 |
| 4 | 3 | 2 | 6 | 100 |
| 6 | 2 | 2 | 6 | 200 |
Tabelle 2: Beispiel 2
| Wickeltiefe
T1 [LE] | Wickelbreite
B1 [LE] | Wickeltiefe
T2 [LE] | Wickelbreite
B2 [LE] | Änderung
[%] |
| 12 | 8 | 8 | 12 | 50 |
| 16 | 6 | 8 | 12 | 100 |
| 24 | 4 | 8 | 12 | 300 |
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Wobei in Beispiel 1 exemplarisch von 12 Abschnitten eines Spulendrahtelements 15, welches den Querschnitt A-A bzw. B-B passiert ausgegangen wird und in Beispiel 2 von 96 derartigen Abschnitten eines Spulendrahtelements. [LE] steht für Längeneinheiten und kann beispielsweise in einem Radius der Spulendrahtelemente 15 gemessen werden. Die Änderung in % gibt die Änderung der Wickelbreite T1 gegenüber der Wickelbreite T2 wieder.
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Der Wickelfreiraum 31 ist als eine Wickelausnehmung 37 ausgebildet (1 bis 2). Die Wickelausnehmung 37 begrenzt eine Erstreckung der Wickelschablone 11. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, eine Wickeltiefe T1, T2 des Spulendrahtelements 15 bzw. der Spulendrahteinheit 13 zu vergrößern. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, eine Erstreckung der Spulendrahteinheit 13 zu begrenzen. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 aufzunehmen. Die Wickelausnehmung 37 ist dazu vorgesehen, das Spulendrahtelement 15 zu führen. Die Wickelausnehmung 37 begrenzt eine Erstreckung des Wickelbereichs 17 der Wickelschablone 11.
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Die Wickelschablone 11 weist ein Begrenzungselement 41, 41a, 41b mit zwei Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b und mit vier Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b auf. Das Begrenzungselement 41, 41a, 41b ist als eine Begrenzungsplatte ausgebildet und dazu vorgesehen eine Wickeltiefe T2 der Spulendrahteinheit 13 zu begrenzen. Die Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b sind gegenüber den Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b zurückversetzt. Die Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b sind gegenüber den Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b um mindestens 3 mm, und bis zu 7 mm zurückversetzt. Die Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b sind gegenüber den Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b parallel beabstandet angeordnet.
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Die Wickelschablone 11 weist ein weiteres Begrenzungselement 41, 41a, 41b auf (1). Das weitere Begrenzungselement 41, 41a, 41b ist analog zu dem Begrenzungselement 41, 41a, 41b ausgebildet und weist zwei weitere Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b und vier weitere Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b auf.
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Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind lösbar verbindbar ausgebildet. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind dazu vorgesehen, eine Wickeltiefe T2 der Spulendrahteinheit 13 festzulegen.
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Die Ausnehmungsflächen 45, 45a bilden gegenüber den weiteren Ausnehmungsflächen 45, 45b einen ersten Abstand A1. Die Begrenzungsflächen 43, 43a bilden gegenüber den weiteren Begrenzungsflächen 43, 43b einen zweiten Abstand A2. Der erste Abstand A1 ist in einem Haltezustand der Wickelschablone 11 größer als der zweite Abstand A2. Dadurch kann der Wickelbereich 17 bereichsweise eine Wickeltiefe T2 der Spulendrahteinheit 13 in einem Längsabschnitt 33 ausbilden, welcher im Wesentlichen dem zweiten Abstand A2 entspricht und einen Querabschnitt ausbilden, welcher im Wesentlichen dem ersten Abstand A1 entspricht. Die Begrenzungsflächen 43, 43a und die Ausnehmungsflächen 45, 45a der beiden Begrenzungselemente 41, 41a, 41b bilden eine Negativform der Spulendrahteinheit 13. Die Begrenzungsflächen 43, 43a, 43b und die Ausnehmungsflächen 45, 45a, 45b sind in einem Haltezustand einander zugewandt.
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Die Wickelschablone 11 weist einen Haltezustand auf, in welchem die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b miteinander lösbar verbunden bzw. gekoppelt sind. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b begrenzen in dem Haltezustand zumindest abschnittsweise den Wickelbereich 17. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind in dem Haltezustand zueinander beabstandet. Die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b sind in einem Haltezustand dazu vorgesehen, zumindest abschnittsweise eine Negativform der zu bewickelnden Spulendrahteinheit 13 zu bilden.
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Die Wickelschablone 11 weist einen Freigabezustand auf, in welchem die Begrenzungselemente 41, 41a, 41b voneinander getrennt sind bzw. nicht miteinander gekoppelt sind (2). In einem Freigabezustand ist die Wickelschablone 11 dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 aus der Wickelschablone 11 zu entnehmen, um diese in eine Polnut 23 des Stators 21 des Elektromotors zu fügen.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b gegenüber der Ausnehmungsfläche 45, 45a, 45b angewinkelt sein.
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Die Wickelschablone 11 weist zwei Durchbrüche 47, 47a, 47b auf. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b sind in dem Begrenzungselement 41, 41a, 41b angeordnet. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b sind in der Wickelausnehmung 37 angeordnet. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b trennt die Wickelausnehmung 37 in zwei Teilbereiche. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b begrenzt die Wickelausnehmung 37. Die Durchbrüche 47, 47a, 47b sind dazu vorgesehen, ein Ummantelungselement 49 aufzunehmen, um das Spulendrahtelement 15 bzw. die Spulendrahteinheit 13 mittels dem Ummantelungselement 49 zu ummanteln. Das Ummantelungselement 49 ist als ein Klebestreifen bzw. ein Klebefilm ausgeführt. Das Ummantelungselement 49 ist dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 zu umgeben. Das Ummantelungselement 49 ist dazu vorgesehen, ein Abwickeln der Spulendrahteinheit 13 zu verhindern. Das Ummantelungselement 49 ist dazu vorgesehen, die Spulendrahteinheit 13 elektrisch zu isolieren.
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Die Wickelausnehmung 37 weist einen Querschnitt Q1 auf, welcher im Wesentlichen trapezartig ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Wickelausnehmung 37 einen Querschnitt Q1 aufweisen, welcher im Wesentlichen trompetenartig, badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet ist. Der Querschnitt Q1 ist entlang einer Ebene E1 gebildet, welche sich parallel zur Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b erstreckt (2, 10).
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Wickelausnehmung 37 einen Querschnitt Q2 aufweisen, welcher sich orthogonal zu der Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b erstreckt und alternativ oder zusätzlich trapezartig ausgebildet ist. Prinzipiell kann dieser Querschnitt im Wesentlichen trompetenartig, badewannenartig oder tulpenartig ausgebildet sein. Der Querschnitt Q2 kann entlang einer Ebene E2 gebildet sein, welche sich orthogonal zur Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b erstreckt (2, 10).
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Die Wickelschablone 11 weist einen Wickelkern 51 auf, welcher dazu vorgesehen ist, von dem Spulendrahtelement 15 umgeben zu werden. Das Spulendrahtelement 15 wird dabei um den Wickelkern 51 herum aufgewickelt. Das Spulendrahtelement 15 bzw. die Spulendrahteinheit 13 umgibt den Wickelkern 51 in zumindest einer Ebene um 360°. Der Wickelkern 51 ist mit zumindest einer der beiden Begrenzungselemente 41, 41a, 41b einstückig ausgebildet. Der Wickelkern 51 begrenzt die Begrenzungsfläche 43, 43a, 43b. Der Wickelkern 51 ist zwischen den beiden Begrenzungselementen 41, 41a, 41b angeordnet. Der Wickelkern 51 trennt die beiden Begrenzungselemente 41, 41a, 41b voneinander. Der Wickelkern 51 begrenzt den Wickelbereich 17. Der Wickelkern 51 begrenzt den Wickelfreiraum 31. Der Wickelkern 51 ist plattenförmig ausgebildet. Der Wickelkern 51 ist flach ausgebildet. Der Wickelkern 51 ist rechteckförmig ausgebildet. Der Wickelkern 51 ist als ein Wickelkörper ausgebildet. Der Wickelkern 51 legt einen Mindestabstand des ersten Begrenzungselements 41, 41a, 41b gegenüber dem zweiten Begrenzungselement 41, 41a, 41b fest.
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Die Polnut 23 des Stators 21 kann einen Polquerschnitt 71 aufweisen, welcher trichterförmig ausgebildet ist und beispielsweise symmetrisch (9 unten, links und rechts) oder unsymmetrisch (9 unten, mitte) ausgebildet ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0168646 [0002]
- DE 102010042016 [0037]
- US 2062969 A [0037]
- DE 3740200 A1 [0037]
- DE 19616764 A1 [0037]
