DE102018218211A1 - Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine - Google Patents

Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine Download PDF

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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltdraht (10) für die Wicklung einer elektrischen Maschine, mit einem Leiterdraht (12) und einer den Leiterdraht (12) umgebende Isolationshülle (14), wobei der Leiterdraht (12) einen annährend rechteckförmigen Querschnitt aufweist, und wobei die Isolationshülle (14) zwei sich gegenüberliegende Stapelseiten (16, 18) und zwei sich gegenüberliegende Randseiten (17) aufweist, sowie einen Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Statorwicklung aus einem solchen Schaltdraht (10). Erfindungsgemäß weist die Isolationshülle (14) an den beiden Stapelseiten (16, 18) eine summarische gleichmäßige mittlere Schichtdicke auf und ist derart profiliert, dass eine erste Profilierung (16A) der Isolationshülle (14) an einer ersten Stapelseite (16) formschlüssig in eine zweite Profilierung (18A) der Isolationshülle (14) an einer zweiten Stapelseite (18) eingreift.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Statorwicklung aus einem solchen Schaltdraht.
  • Schaltdrähte für die Wicklung einer elektrischen Maschine sind in zahlreichen Variationen bekannt. Die Wicklungen werden insbesondere bei größeren Maschinenleistungen häufig aus Formdraht hergestellt. Auf dem Leitermaterial, welches typischerweise Kupfer ist, existiert dabei eine Isolationsschicht zur Vermeidung von Kurzschlüssen. Viele verschiedene Arten von Isolationsmaterialien finden hier Anwendung. Im Automotive-Bereich mit Batteriespannungen kleiner 1.000V kommt typischerweise eine Lackschicht zum Einsatz, z.B. aus Polyamidimid. Zudem sind extrudierte Kunststoffe als Isolation bekannt und in diesem Spannungsbereich häufig im Einsatz. Während bei Lackisolationen die Schichtdicke weitestgehend homogen ist, kann bei extrudierten Kunststoffbeschichtungen die Schichtdicke an den vier Seiten des Profilleiters eingestellt werden.
  • Um Isolationsschäden während des Betriebs zu vermeiden, wird die Isolation mit hinreichender Dicke ausgeführt. Es wird dabei die Isolation der Phasen gegen Masse, die Isolation zwischen zwei Phasen und die Isolation zwischen Windungen innerhalb einer Phase unterschieden. Die größte elektrische Belastung ist hier bestimmend für die Isolationsdicke. In Maschinen mit Formdrahtwicklungen, welche durch Hairpins ausgeführt sind, tritt eine größte Differenzspannung häufig zwischen zwei Phasenleitungen an Kreuzungspunkten in einem Wickelkopf auf. Die Spannungsdifferenzen zwischen den Windungen einer Phasenleitung sowie die Spannungsdifferenz zwischen einer Phasenleitung und Masse sind deutlich geringer. Um die Isolation in der ganzen Maschine nicht für wenige Kreuzungspunkte verstärken zu müssen, wird häufig Isolationspapier zwischen den Phasenleitungen eingesetzt.
  • Als nachteilig kann dabei angesehen werden, dass die Isolation immer für die kritischste Belastung innerhalb der Wicklung ausgelegt werden muss, so dass das Isolationssystem in großen Teilen der elektrischen Maschine überdimensioniert ist. Zudem sind unnötig dicke Isolationen teurer und wirken zudem thermisch isolierend. Der alternative Einsatz von zusätzlichem Isolationspapier ist aus Produktionssicht sehr aufwändig und erhöht ebenfalls die Kosten des Isolationssystems.
  • Aus der US 2017/0004900 ist ein gattungsgemäßer Schaltdraht mit einem Leiterdraht bekannt, welcher von einer Isolationshülle umgeben ist. Der Leiterdraht weist einen annährend rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Isolationshülle weist mindestens eine Schicht aus einem isolierenden Material und mindestens eine Blasenschicht auf, so dass die Dicke der Isolationshülle in Längsrichtung komprimiert werden kann, so dass sich Abschnitte mit unterschiedlichen Dicken ergeben. Die Isolationshülle umfasst zwei gegenüberliegende parallele Stapelseiten und zwei sich gegenüberliegende parallele Randseiten. Der Schaltdraht kann beispielsweise für eine Wicklung einer elektrischen Maschine verwendet werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine sowie ein Stator für eine elektrische Maschine, mit einer Statorwicklung aus einem solchen Schaltdraht bereitzustellen, welcher eine individuelle und kostengünstige Anpassung der Isolation von gestapelten Schaltdrähten an eine auftretende Spannungsdifferenz ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch einen Stator für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Um einen Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine bereitzustellen, welcher eine individuelle und kostengünstige Anpassung der Isolation von gestapelten Schaltdrähten an eine auftretende Spannungsdifferenz ermöglicht, weist eine Isolationshülle an beiden Stapelseiten eine summarisch gleichmäßige mittlere Schichtdicke auf und ist derart profiliert, dass eine erste Profilierung der Isolationshülle an einer ersten Stapelseite formschlüssig in eine zweite Profilierung der Isolationshülle an einer zweiten Stapelseite eingreift.
  • Nachfolgend wird unter einem Schaltdraht für die Wicklung einer elektrischen Maschine ein isolierter elektrischer Leiter mit einem Leiterdraht und einer den Leiterdraht umgebenden Isolationshülle verstanden. Hierbei weist der Leiterdraht einen annährend rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Isolationshülle weist zwei sich gegenüberliegende Stapelseiten und zwei sich gegenüberliegende Randseiten auf.
  • Zudem wird ein Stator für eine elektrische Maschine, mit einem hohlzylindrischen Stator vorgeschlagen. Der Stator umfasst eine Mehrzahl an parallelen radial innen liegenden Statornuten, eine Statorwicklung aus einem solchen Schaltdraht, welcher mäanderförmig im Stator angeordnet ist. Hierbei ergeben sich erste Bereiche, in denen der Schaltdraht mehrlagig übereinander gestapelt in den Statornuten angeordnet ist, und zweite Bereiche, in denen sich bei einem Übertritt des Schaltdrahts von einer Nut in eine andere Nut Wickelköpfe mit sich kreuzenden Bereichen ergeben.
  • Zur Beseitigung der oben genannten Nachteile wird eine Isolationshülle auf dem Leiterdraht vorgeschlagen, welche eine Profilierung aufweist. Zur Profilierung der Isolationshülle wird lediglich die Matrix beim Extrusionsprozess des Kunststoffes angepasst. Hierbei wird die Profilierung an den sich gegenüberliegenden Stapelseiten der Isolationshülle identisch ausgeführt, sodass die Schaltdrähte innerhalb der Statornuten der elektrischen Maschine ineinandergreifend gestapelt werden können. Die Profilierung kann beispielsweise mit Einbuchtungen und/oder Ausbuchtungen ausgeführt werden. Hierbei sind beliebig viele Formen denkbar, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Die Gesamtisolationsdicke zwischen zwei benachbarten gestapelten Schaltdrähten innerhalb der Statornut ist weitestgehend konstant und kann so ausgelegt werden, dass einer zwischen den korrespondierenden Leiterdrähten maximal auftretenden Differenzspannung über die Lebensdauer Stand gehalten werden kann. Im Wickelkopf verlaufen die Schaltdrähte nicht parallel wie in den Statornuten, sondern kreuzen sich unter einem Winkel. Durch die Profilierung der Isolationshülle wird an den Kreuzungspunkten ein zusätzlicher Abstand zwischen den sich überlagernden Schaltdrähten erzeugt, welcher sich über die Tiefe der Profilierung einstellen lässt. Der zusätzliche Abstand kann so gewählt werden, dass die Isolation zwischen den korrespondierenden Leiterdrähten unter diesen Bedingungen der auftretende Spannungsdifferenz im Wickelkopf Stand hält.
  • Durch die in die Isolationsschicht eingebrachte Profilierung kann das Isolatiossystem individuell an die Belastungen in den Statornuten und an den Kreuzungspunkten angepasst werden. So lassen sich Isolationsdicke und damit auch die Isolationskosten reduzieren. Zusätzliches Isolationspapier kann gegebenenfalls entfallen. Es entstehen keine zusätzlichen Kosten bei der Schaltdrahtherstellung. Der Kupferfüllfaktor in den Statornuten sinkt nur minimal, da hier nur die Profilierung des obersten Schaltdrahts additiv wirkt.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Schaltdrahts kann eine minimale Schichtdicke der Isolationshülle an den jeweiligen Stapelseiten 0,5-mal der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle entsprechen. Zudem kann eine maximale Schichtdicke der Isolationshülle an den jeweiligen Stapelseiten 1,5-mal der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle entsprechen. Des Weiteren kann die Schichtdicke der Isolationshülle an den beiden Randseiten der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle an den Stapelseiten entsprechen.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Schaltdrahts kann die erste Profilierung an der ersten Stapelseite mindestens eine eckige oder abgerundete oder wellenförmige Ausbuchtung und/oder Einbuchtung aufweisen. Die zweite Profilierung an der zweiten Stapelseite kann mindestens eine eckige oder abgerundete oder wellenförmige Einbuchtung und/oder Ausbuchtung aufweisen, welche mit der ersten Profilierung der ersten Stapelseite zusammenpasst.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Stators können die Isolationshüllen von an ihren Stapelseiten übereinander gestapelten parallelen Schaltdrahtabschnitten im erste Bereich formschlüssig ineinandergreifen, so dass sich ein erster Leiterabstand zwischen den Leiterdrähten der parallelen Schaltdrahtabschnitte ergibt. Des Weiteren können die Isolationshüllen von sich an Ihren Stapelflächen kreuzenden Schaltdrahtabschnitten im zweiten Bereich aneinander anliegen, so dass sich ein zweiter Leiterabstand zwischen den Leiterdrähten der sich kreuzenden Schaltdrahtabschnitte ergibt, welcher größer als der erste Leiterabstand ist. Hierbei können der erste Leiterabstand und der zweite Leiterabstand so vorgegeben werden, dass die Isolation zwischen den Leiterdrähten der Schaltdrahtabschnitte einer unter diesen Bedingungen auftretenden Spannungsdifferenz zwischen den Leiterdrähten der Schaltdrahtabschnitte standhält.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigt/zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer ersten Schaltdrahtanordnung, welche einem Stapel von gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten erfindungsgemäßen Schaltdrähten entspricht;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer zweiten Schaltdrahtanordnung, welche einer Kreuzung von gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführten erfindungsgemäßen Schaltdrähten entspricht; und
    • 3 schematische Schnittdarstellungen von verschiedenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Schaltdrahts.
  • Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, umfasst ein Schaltdraht 10 für die Wicklung einer elektrischen Maschine in den verschiedenen Ausführungsbeispielen jeweils einen Leiterdraht 12 und eine den Leiterdraht 12 umgebende Isolationshülle 14. Hierbei weist der Leiterdraht 12 einen annährend rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Isolationshülle 14 weist zwei sich gegenüberliegende Stapelseiten 16, 18 und zwei sich gegenüberliegende Randseiten 17 auf.
  • Erfindungsgemäß weist die Isolationshülle 14 an den beiden Stapelseiten 16, 18 eine summarische gleichmäßige mittlere Schichtdicke auf und ist derart profiliert, dass eine erste Profilierung 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 16K, 16M der Isolationshülle 14 an einer ersten Stapelseite 16 formschlüssig in eine zweite Profilierung 18A, 18B, 18C, 18D, 18E, 18F, 18G, 18H, 18K, 18M der Isolationshülle 14 an einer zweiten Stapelseite 18 eingreift.
  • Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, entspricht die Schichtdicke ID der Isolationshülle 14 an den beiden Randseiten 17 der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle 14 an den Stapelseiten 16, 18. Eine minimale Schichtdicke IDmin der Isolationshülle 14 an den jeweiligen Stapelseiten 16, 18 entspricht 0,5 mal der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle 14. Eine maximale Schichtdicke IDmax der Isolationshülle 14 an den jeweiligen Stapelseiten 16, 18 entspricht 1,5-mal der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle 14.
  • Ein nicht näher dargestellter Stator für eine elektrische Maschine umfasst einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einer Mehrzahl an parallelen radial innenliegenden Statornuten, einer Statorwicklung aus einem oben beschriebenen Schaltdraht 10, welcher mäanderförmig im Stator angeordnet ist. Hierbei ergeben sich erste Bereiche, in denen der Schaltdraht 10 mehrlagig übereinander gestapelt in den Statornuten angeordnet ist, und zweite Bereiche, in denen sich bei einem Übertritt des Schaltdrahts 10 von einer Statornut in eine andere Statornut Wickelköpfe mit sich kreuzenden Bereichen ergeben. 1 zeigt beispielhaft eine in den ersten Bereichen des Stators auftretende als Schaltdrahtstapel 1A ausgeführte Schaltdrahtanordnung 1. In 1 umfasst der dargestellte Schaltdrahtstapel 1A vier Schaltdrähte 10. Selbstverständlichen kann ein solcher Schaltdrahtstapel 1A auch mehr oder weniger als vier Schaltdrähte 10 umfassen. 2 zeigt beispielhaft eine in den zweiten Bereichen des Stators auftretende als Schaltdrahtkreuzung 1B ausgeführte Schaltdrahtanordnung 1 mit zwei Schaltdrähten 10.
  • Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, greifen die Isolationshüllen 14 von an ihren Stapelseiten 16, 18 übereinander gestapelten parallelen Schaltdrahtabschnitten im erste Bereich formschlüssig ineinander, so dass sich ein erster Leiterabstand LA zwischen den Leiterdrähten 12 der parallelen Schaltdrahtabschnitte ergibt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel greifen die Isolationshüllen 14 von an ihren Stapelseiten 16, 18 übereinander gestapelten parallelen Schaltdrahtabschnitten im erste Bereich nicht nur formschlüssig sondern auch lückenlos ineinander.
  • Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, liegen die Isolationshüllen 14 von sich an Ihren Stapelflächen kreuzenden Schaltdrahtabschnitten im zweiten Bereich aneinander an, so dass sich ein zweiter Leiterabstand LAmax zwischen den Leiterdrähten 12 der sich kreuzenden Schaltdrahtabschnitte ergibt, welcher größer als der erste Leiterabstand LA ist. Hierbei sind der erste Leiterabstand LA und der zweite Leiterabstand LAmax so vorgegeben, dass die Isolation zwischen den Leiterdrähten 12 der Schaltdrahtabschnitte einer unter diesen Bedingungen auftretenden Spannungsdifferenz zwischen den Leiterdrähten 12 der Schaltdrahtabschnitte standhält.
  • Wie aus 1 bis 3 weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 16K, 16M an der ersten Stapelseite 16 mindestens eine eckige oder abgerundete oder wellenförmige Ausbuchtung und/oder Einbuchtung auf. Die zweite Profilierung 18A, 18B, 18C, 18D, 18E, 18F, 18G, 18H, 18K, 18M weist an der zweiten Stapelseite 18 mindestens eine eckige oder abgerundete oder wellenförmige Einbuchtung und/oder Ausbuchtung auf, welche mit der ersten Profilierung 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 16K, 16M der ersten Stapelseite 16 zusammenpasst.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16A der Isolationshülle 14A im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10A eine zur Mittelhochachse symmetrische Ausbuchtung mit einem trapezförmigen Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16A der Isolationshülle 14A weist im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10A eine zur Mittelhochachse symmetrische Einbuchtung auf, deren trapezförmiger Querschnitt dem trapezförmigen Querschnitt der Ausbuchtung der ersten Profilierung 16A entspricht.
  • Wie aus 3 a) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16B der Isolationshülle 14B im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10B eine über die gesamte Breite der ersten Stapelseite 16 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Ausbuchtung mit einem dreieckigen Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16B der Isolationshülle 14B weist im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10B eine über die gesamte Breite der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Einbuchtung auf, deren dreieckiger Querschnitt dem dreieckigen Querschnitt der Ausbuchtung der ersten Profilierung 16B entspricht.
  • Wie aus 3 b) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16C der Isolationshülle 14C im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10C eine über die gesamte Breite der ersten Stapelseite 16 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Ausbuchtung mit einem abgerundeten Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16C der Isolationshülle 14C weist im dargestellten dritten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10C eine über die gesamte Breite der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Einbuchtung auf, deren abgerundeter Querschnitt dem abgerundeten Querschnitt der Ausbuchtung der ersten Profilierung 16C entspricht.
  • Wie aus 3 c) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16D der Isolationshülle 14D im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10D eine über die gesamte Breite der ersten Stapelseite 16 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Ausbuchtung mit einem trapezförmigen Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16D der Isolationshülle 14D weist im dargestellten vierten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10D eine über die gesamte Breite der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Einbuchtung auf, deren trapezförmiger Querschnitt dem trapezförmigen Querschnitt der Ausbuchtung der ersten Profilierung 16D entspricht.
  • Wie aus 3 d) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16E der Isolationshülle 14E im dargestellten fünften Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10E eine mittig an der ersten Stapelseite 16 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Ausbuchtung mit einem dreieckigen Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16E der Isolationshülle 14E weist im dargestellten fünften Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10E eine mittig an der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Einbuchtung auf, deren dreieckiger Querschnitt dem dreieckigen Querschnitt der Ausbuchtung der ersten Profilierung 16E entspricht.
  • Wie aus 3 e) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16F der Isolationshülle 14F im dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10F eine mittig an der ersten Stapelseite 16 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Ausbuchtung mit einem abgerundeten Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16F der Isolationshülle 14F weist im dargestellten fünften Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10F eine mittig an der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete und zur Mittelhochachse symmetrische Einbuchtung auf, deren abgerundeter Querschnitt dem abgerundeten Querschnitt der Ausbuchtung der ersten Profilierung 16F entspricht.
  • Wie aus 3 f) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16G der Isolationshülle 14G im dargestellten siebten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10G zwei symmetrisch zur Mittelhochachse an der ersten Stapelseite 16 ausgebildete Ausbuchtungen mit einem dreieckigen Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16G der Isolationshülle 14G weist im dargestellten siebten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10G zwei symmetrisch zur Mittelhochachse an der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete Einbuchtungen auf, deren dreieckige Querschnitte den dreieckigen Querschnitten der Ausbuchtungen der ersten Profilierung 16G entsprechen.
  • Wie aus 3 g) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16H der Isolationshülle 14H im dargestellten achten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10H zwei symmetrisch zur Mittelhochachse an der ersten Stapelseite 16 ausgebildete Ausbuchtungen mit einem abgerundeten Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16G der Isolationshülle 14G weist im dargestellten siebten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10G zwei symmetrisch zur Mittelhochachse an der zweiten Stapelseite 18 ausgebildete Einbuchtungen auf, deren abgerundete Querschnitte den abgerundeten Querschnitten der Ausbuchtungen der ersten Profilierung 16G entsprechen.
  • Wie aus 3 h) weiter ersichtlich ist, weist die erste Profilierung 16K der Isolationshülle 14K im dargestellten neunten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10K an der ersten Stapelseite 16 drei Ausbuchtungen mit einem rechteckigen Querschnitt auf. Die zweite Profilierung 16K der Isolationshülle 14K weist im dargestellten neunten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10K an der zweiten Stapelseite 18 drei Einbuchtungen auf, deren rechteckigen Querschnitte den rechteckigen Querschnitten der Ausbuchtungen der ersten Profilierung 16K entsprechen.
  • Wie aus 3 k) weiter ersichtlich ist, ist die erste Profilierung 16L der Isolationshülle 14L im dargestellten zehnten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10L an der ersten Stapelseite 16 wellenförmig ausgeführt. Die zweite Profilierung 16L der Isolationshülle 14L ist im dargestellten zehnten Ausführungsbeispiel des Schaltdrahts 10L an der zweiten Stapelseite 18 ebenfalls wellenförmig ausgeführt, wobei Wellentäler der ersten Profilierung 16L Wellenbergen der zweiten Profilierung 18L entsprechen und umgekehrt.
  • Selbstverständlich können zur Profilierung der Isolationshülle 14 auch noch andere geeignete nicht dargestellte Formen verwendet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Schaltdrahtanordnung
    1A
    Schaltdrahtstapel
    1B
    Schaltdrahtkreuzung
    10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E
    Schaltdraht
    10F, 10G, 10H, 10L, 10K
    Schaltdraht
    12
    Leiterdraht
    14, 14A, 14B, 14C, 14D, 14E
    Isolationshülle
    14F, 14G, 14H, 14L, 14K
    Isolationshülle
    16
    erste Stapelseite
    16A, 16B, 16C, 16D, 16E
    erste Profilierung
    16F, 16G, 16H, 16L, 16K
    erste Profilierung
    17
    Randseite
    18
    zweite Stapelseite
    18A, 18B, 18C, 18D, 18E
    zweite Profilierung
    18F, 18G, 18H, 18L, 18K
    zweite Profilierung
    ID
    Isolationsdicke
    IDmin
    minimale Isolationsdicke
    IDmax
    maximale Isolationsdicke
    LA
    Leiterabstand
    LAmax
    maximaler Leiterabstand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2017/0004900 [0005]

Claims (10)

  1. Schaltdraht (10) für die Wicklung einer elektrischen Maschine, mit einem Leiterdraht (12) und einer den Leiterdraht (12) umgebende Isolationshülle (14), wobei der Leiterdraht (12) einen annährend rechteckförmigen Querschnitt aufweist, und wobei die Isolationshülle (14) zwei sich gegenüberliegende Stapelseiten (16, 18) und zwei sich gegenüberliegende Randseiten (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationshülle (14) an den beiden Stapelseiten (16, 18) eine summarische gleichmäßige mittlere Schichtdicke aufweist und derart profiliert ist, dass eine erste Profilierung (16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 16K, 16M) der Isolationshülle (14) an einer ersten Stapelseite (16) formschlüssig in eine zweite Profilierung (18A, 18B, 18C, 18D, 18E, 18F, 18G, 18H, 18K, 18M) der Isolationshülle (14) an einer zweiten Stapelseite (18) eingreift.
  2. Schaltdraht (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine minimale Schichtdicke (IDmin) der Isolationshülle (14) an den jeweiligen Stapelseiten (16, 18) 0,5-mal der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle (14) entspricht.
  3. Schaltdraht (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Schichtdicke (IDmax) der Isolationshülle (14) an den jeweiligen Stapelseiten (16, 18) 1,5-mal der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle (14) entspricht.
  4. Schaltdraht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (10) der Isolationshülle (14) an den beiden Randseiten (17) der halben summarischen mittleren Schichtdicke der Isolationshülle (14) an den Stapelseiten (16, 18) entspricht.
  5. Schaltdraht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Profilierung (16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 16K, 16M) an der ersten Stapelseite (16) mindestens eine eckige oder abgerundete oder wellenförmige Ausbuchtung und/oder Einbuchtung aufweist.
  6. Schaltdraht (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Profilierung (18A, 18B, 18C, 18D, 18E, 18F, 18G, 18H, 18K, 18M) an der zweiten Stapelseite (18) mindestens eine eckige oder abgerundete oder wellenförmige Einbuchtung und/oder Ausbuchtung aufweist, welche mit der ersten Profilierung (16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 16H, 16K, 16M) der ersten Stapelseite (16) zusammenpasst.
  7. Stator für eine elektrische Maschine, mit einem hohlzylindrischen Stator mit einer Mehrzahl an parallelen radial innen liegenden Statornuten, einer Statorwicklung aus einem Schaltdraht (10), welcher mäanderförmig im Stator angeordnet ist, wobei sich erste Bereiche, in denen der Schaltdraht (10) mehrlagig übereinander gestapelt in den Statornuten angeordnet ist, und zweite Bereiche ergeben, in denen sich bei einem Übertritt des Schaltdrahts (10) von einer Nut in eine andere Nut Wickelköpfe mit sich kreuzenden Bereichen ergeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdraht (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt ist.
  8. Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationshüllen (14) von an ihren Stapelseiten (16, 18) übereinander gestapelten parallelen Schaltdrahtabschnitten im erste Bereich formschlüssig ineinandergreifen, so dass sich ein erster Leiterabstand (LA) zwischen den Leiterdrähten (12) der parallelen Schaltdrahtabschnitte ergibt.
  9. Stator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationshüllen (14) von sich an Ihren Stapelflächen kreuzenden Schaltdrahtabschnitten im zweiten Bereich aneinander anliegen, so dass sich ein zweiter Leiterabstand (LAmax) zwischen den Leiterdrähten (12) der sich kreuzenden Schaltdrahtabschnitte ergibt, welcher größer als der erste Leiterabstand (LA) ist.
  10. Stator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiterabstand (LA) und der zweite Leiterabstand (LAmax) so vorgegeben sind, dass die Isolation zwischen den Leiterdrähten (12) der Schaltdrahtabschnitte einer unter diesen Bedingungen auftretenden Spannungsdifferenz zwischen den Leiterdrähten (12) der Schaltdrahtabschnitte standhält.
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