DE102019001244A1

DE102019001244A1 - Verfahren zum Bewickeln und Verschalten eines Stators eines Elektromotors oder Generators sowie ein nach diesem Verfahren bewickelter und verschalteter Stator

Info

Publication number: DE102019001244A1
Application number: DE102019001244.5A
Authority: DE
Inventors: Joachim Schmezer
Original assignee: Zlehl Abegg Se
Current assignee: Zlehl Abegg Se
Priority date: 2019-02-15
Filing date: 2019-02-15
Publication date: 2020-08-20

Abstract

Bei dem Verfahren wird wenigstens ein Wickeldraht zur Herstellung der Umwicklung von Zähnen eines Statorpaketes durchgehend gewickelt, wobei der Wickeldraht mit wenigstens einem Wickeldrahtabschnitt quer über eine Statorbohrung hinweg geführt wird. Um das Verfahren und einen mit diesem Verfahren bewickelten und verschalteten Stator so auszubilden, dass ein kostengünstiger und einfacher Bewicklungsvorgang möglich ist, wird der Wickeldrahtabschnitt nach dem Wickelvorgang derart gebogen, dass er im Bereich neben der Statorbohrung liegt, in Achsrichtung der Statorbohrung gesehen. Bei dem Stator ist auf der einen Stirnseite wenigstens eine Isolierplatte aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, auf der der wenigstens eine Wickeldrahtabschnitt fixiert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bewickeln und Verschalten eines Stators eines Elektromotors oder Generators nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen nach einem solchen Verfahren bewickelten und verschalteten Stator nach dem Oberbegriff des Anspruches 16.
Es ist bekannt, Zahnspulenwicklungen für EC-Motoren in einem Zug ohne Unterbrechung zu bewickeln. Die Verbindungsdrähte zwischen den Spulen werden in Kontakttaschen im Innendurchmesserbereich des Statorpaketes abgelegt, die zwischen den Kontakttaschen befindlichen Schlaufen jeweils um einen zentralen Wickeldorn herumgeführt und durch die nächste Kontakttasche wieder nach außen geführt sind. Nach der Bewicklung werden alle Verbindungsdrähte mit Schneidklemmkontakten kontaktiert und die Verbindungsschlaufen abgeschnitten. Anschließend wird eine Schaltleiterplatte auf die Schneidklemmkontakte aufgepresst. Die Schaltleiterplatte stellt ein teures Bauteil dar, wobei für eine Serienschaltung und eine Parallelschaltung unterschiedliche Schaltleiterplatten notwendig sind.
Es ist auch bekannt, die Zahnspulen so zu bewickeln, dass ein Abschneiden/Anwickeln innerhalb des Wickelprozesses erforderlich ist. Die Verbindungsdrähte zwischen den Spulen werden längs des Umfanges eines im Innenbereich des Statorpaketes befindlichen Turmes entlang verlegt. Dadurch entstehen Wickeldrahtkreuzungen, die insbesondere bei höheren Spannungen kritisch sind, da die Gefahr eines Durchschlags besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren und den gattungsgemäßen Stator so auszubilden, dass ein kostengünstiger und einfacher Bewicklungsvorgang möglich ist.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Stator erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 16 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Wickeldraht während des Wickelvorganges quer über die Statorbohrung an einer Stirnseite des Stators hinweg geführt. Ist der Wickelvorgang abgeschlossen, wird dieser Wickeldrahtabschnitt so weggebogen, dass er nicht mehr im Bereich der Statorbohrung liegt, in Achsrichtung des Stators gesehen. Dadurch liegt die Statorbohrung vollständig frei und behindert die weitere Handhabung des Stators nicht.
Vorteilhaft verläuft der weggebogene Wickeldrahtabschnitt etwa konzentrisch zur Achse der Statorbohrung. Diese Lage des weggebogenen Wickeldrahtabschnittes hat den Vorteil, dass die Bauhöhe des bewickelten Stators gering gehalten werden kann. Zudem ist die Zugänglichkeit der Statorbohrung gewährleistet, da sich der weggebogene Wickeldrahtabschnitt nicht mehr über die Statorbohrung hinweg erstreckt.
Um einen zuverlässigen Wickelvorgang zu gewährleisten, wird ein Wickelkörper eingesetzt, der axial über das Statorpaket vorsteht. Dadurch kann die Bewicklung der Zähne des Stators einfach und zuverlässig vorgenommen werden. Der axiale Überstand bestimmt die Länge des über den Wickelkörper geführten Wickeldrahtabschnittes.
Der Wickelkörper ist vorteilhaft gegenüber dem Statorpaket axial verstellbar, vorzugsweise stufenlos. Dadurch kann der Wickelkörper in verschiedene Axialstellungen relativ zum Stator gebracht werden.
Mit dem Maß des axialen Überstandes des Wickelkörpers über das Statorpaket lässt sich in vorteilhafter Weise die Länge des Wickeldrahtabschnittes einstellen. Dadurch ist es möglich, die Länge des Wickeldrahtabschnittes so zu wählen, dass er nach dem Wegbiegen auf jeden Fall außerhalb der Statorbohrung liegt.
Damit der Wickeldrahtabschnitt, wenn er über den Wickelkörper geführt wird, eine definierte Lage einnimmt, ist es vorteilhaft, wenn der Wickelkörper in seinem axial über das Statorpaket überstehenden Bereich wenigstens eine Führung für den Wickeldrahtabschnitt beim Wickelvorgang aufweist.
Von Vorteil hierbei ist es, wenn die Führung eine Vertiefung in der Stirnseite des Wickelkörpers ist. Dann lässt sich der Wickeldrahtabschnitt während des Wickelvorganges einwandfrei in Bezug auf den Wickelkörper positionieren.
Die Führung des Wickelkörpers ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Vertiefung in der Stirnseite des Wickelkörpers. Der Wickeldrahtabschnitt lässt sich einfach während des Wickelvorganges in die Vertiefung einlegen.
Je nach Schaltungsart des Stators hat der Wickelkörper zwei, vorteilhaft drei Führungen für eine entsprechende Zahl von Wickeldrahtabschnitten. Diese Führungen verlaufen winklig zueinander.
Die Führungen des Wickelkörpers können aneinander anschließen bzw. einander kreuzen.
Damit die in den verschiedenen Führungen liegenden Wickeldrahtabschnitte nicht in Kontakt miteinander kommen, liegen die Führungen vorteilhaft in unterschiedlichen Höhen. Sind die Führungen in vorteilhafter Weise durch die Vertiefungen in der Stirnseite des Wickelkörpers gebildet, sind die Vertiefungen unterschiedlich tief. Dadurch ist gewährleistet, dass die am Boden der Vertiefungen aufliegenden Wickeldrahtabschnitte im Kreuzungsbereich nicht miteinander in Kontakt kommen.
Nach dem Wickelvorgang wird der Wickelkörper vorteilhaft vom Statorpaket entfernt. Der Wickeldrahtabschnitt bleibt infolge seiner Eigensteifigkeit in seiner Ursprungslage, in der er je nach Form des Wickelkörpers bzw. seiner Führung bogenförmig oberhalb der Statorbohrung verläuft. Nach Entfernen des Wickelkörpers wird dieser Wickeldrahtabschnitt nach unten in Richtung auf die Stirnseite des Statorpaketes weggebogen.
Die Wickelabschnitte liegen nach dem Wegbiegen auf unterschiedlichen Radien, so dass sie einander nicht berühren. Da die Führungen des Wickelkörpers unterschiedlich tief sind, haben die Wickeldrahtabschnitte bereits auf dem Wickelkörper unterschiedliche Länge, so dass die Wickeldrahtabschnitte zwangsläufig nach dem Wegbiegen auf den unterschiedlichen Radien liegen.
Vorteilhaft wird nach dem Wickelvorgang auf das Statorpaket eine Isolierplatte aufgelegt, die aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise aus einem entsprechenden Kunststoff, besteht. Die Isolierplatte lässt sich kostengünstig herstellen und sorgt dafür, dass sich die Wickeldrahtabschnitte nicht berühren können. Die Verschaltung erfolgt weitestgehend durch den Wickeldraht selbst.
Die Isolierplatte ist in vorteilhafter Ausgestaltung derart ringförmig oder als Ringsegment ausgebildet, dass sie die Statorbohrung umgibt, in Achsrichtung des Stators gesehen. Dadurch wird die Statorbohrung durch die auf das Statorpaket aufgelegte Isolierplatte nicht beeinträchtigt.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung wird der weggebogene Wickeldrahtabschnitt auf der Isolierplatte fixiert. Dadurch wird sichergestellt, dass sich der Wickeldrahtabschnitt nicht wegbewegen und unter Umständen in Kontakt mit weiteren Wickeldrahtabschnitten gelangen kann oder durch Vibrationen beschädigt wird.
Eine vorteilhafte Verfahrensführung ergibt sich, wenn der Wickelkörper nach dem Auflegen der Isolierplatte vom Stator entfernt wird. Dies kann dadurch geschehen, dass der Wickelkörper aus der Statorbohrung herausgezogen oder das Statorpaket vom Wickelkörper abgezogen wird.
Der erfindungsgemäße Stator zeichnet sich dadurch aus, dass auf der einen Stirnseite des Statorpaketes wenigstens eine Isolierplatte aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist. Auf dieser Isolierplatte ist der wenigstens eine weggebogene Wickeldrahtabschnitt fixiert, so dass er sich im Einsatz des Stators nicht so bewegen kann, dass er mit weiteren Wickeldrahtabschnitten in Kontakt kommt oder durch Vibrationen beschädigt wird.
Die Isolierplatte ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform mit Führungsstegen versehen, längs denen der Wickeldrahtabschnitt geführt ist. Die Führungsstege gewährleisten die Positionierung des weggebogenen Wickeldrahtabschnittes auf der Isolierplatte und die Einhaltung der Luft- und Kriechstrecken zwischen den Wickeldrahtabschnitten.
Vorteilhaft ist es, wenn der weggebogene Wickeldrahtabschnitt an der von der Statorbohrung abgewandten Seite der Führungsstege verläuft. Sie verhindern, dass der Wickeldrahtabschnitt nicht versehentlich in den Bereich der Statorbohrung gelangt.
Von Vorteil ist es, wenn zumindest einer der Führungsstege mit wenigstens einem den weggebogenen Wickeldrahtabschnitt übergreifenden Haken als Sicherungselement versehen ist. Dieses Sicherungselement, das vorteilhaft als Haken ausgebildet ist, jedoch auch eine andere Gestaltung haben kann, stellt sicher, dass der weggebogene Wickeldrahtabschnitt zuverlässig auf der Isolierplatte fixiert wird.
Die Wickeldrahtabschnitte auf der Isolierplatte können auch durch Stege einer Abdeckhaube oder durch eine weitere Isolierplatte heruntergedrückt und fixiert werden. Dann sind keine Haken erforderlich.
Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

1 in Draufsicht und in vereinfachter Darstellung den Wicklungsverlauf bei einer Serienschaltung an einem erfindungsgemäßen Stator eines Elektromotors,
2 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß 1 mit einem Wickelkörper, über den Wickeldrahtabschnitte geführt sind, wobei die Drahtverlegung an einem Turm bzw. die Wicklung auf Zähnen des Stators nicht dargestellt sind,
3 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß 2 mit einer Isolierplatte, die auf der Stirnseite des Stators angeordnet ist und die Wicklung auf den Zähnen abdeckt,
4 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß 3, bei dem der Wickelkörper entfernt und die etwa diagonal verlaufenden Wickeldrahtabschnitte so umgelegt sind, dass sie etwa koaxial zur Statorbohrung verlaufen,
5 in Draufsicht und in schematischer Darstellung den Wicklungsverlauf eines ersten Drahtes einer 2-Gruppen-Parallelschaltung an einem erfindungsgemäßen Stator,
6 in einer Darstellung entsprechend 5 die Verlegung eines zweiten Drahtes der 2-Gruppen-Parallelschaltung,
7 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß den 5 und 6 mit einem Wickelkörper, über den diagonal Wickeldrahtabschnitte der beiden Wicklungsdrähte der 2-Gruppen-Parallelschaltung geführt sind,
8 den Stator mit Wickelkörper gemäß 7 in Seitenansicht,
9 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß den 5 bis 8, bei dem der Wickelkörper abgenommen ist und die über ihn geführten Wickeldrahtabschnitte noch eine Ausgangslage einnehmen und auf dessen Stirnseite eine Isolierplatte aufgesetzt ist, welche die Zahnwicklungen überdeckt, die der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind,
10 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß 9, dessen diagonal verlaufende Wickeldrahtabschnitte auf die Isolierplatte umgebogen sind,
11 in perspektivischer Darstellung ein Anschlusskontakt des Stators,
12 und 13 in Darstellungen entsprechend den 5 und 6 eine weitere Ausführungsform einer 2-Gruppen-Parallelschaltung an einem erfindungsgemäßen Stator,
14 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß den 12 und 13 mit eingesetztem Wickelkörper, über den die diagonal verlaufenden Wickeldrahtabschnitte der beiden Wickeldrähte geführt sind,
15 in perspektivischer Darstellung den Stator gemäß 14 mit aufgelegter Isolierplatte,
16 den Stator gemäß 15 ohne Wickelkörper und mit umgelegten Wickeld rahtabschn itten.

Im Folgenden werden Wickel- und Schaltverfahren beschrieben, bei denen teure Schaltleiterplatten und/oder Drahtkreuzungen vermieden werden.
Anhand der 1 bis 4 wird ein Wickel- und Schaltverfahren beschrieben, das bei einer Serienschaltung an einem Stator eingesetzt wird. Er wird für Elektromotoren und auch für Generatoren eingesetzt.
Der Stator hat ein Lamellenpaket 1, das aufeinanderliegende und fest miteinander verbundene Lamellen aufweist. Sie werden in bekannter Weise aus einem Blechband durch Stanzen, Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden und dergleichen erzeugt.
Das Lamellenpaket 1 hat einen Zylindermantel 2, von dessen Außenseite radial Zähne 3 abstehen. Für den nachfolgend zu beschreibenden Wickelvorgang sind diese Zähne 3 mit 1-12 bezeichnet worden.
Die Zähne 3 haben jeweils einen vom Zylindermantel 2 radial abstehenden Arm 4, der am freien Ende mit einem Polschuh 5 versehen ist. Er steht in Umfangsrichtung über beide Längsseiten des Armes 4 vor.
Das Lamellenpaket mit dem Zylindermantel 2 und den Zähnen 3 ist mit einer elektrisch isolierenden Ummantelung 6 versehen. Im Bereich des Zylindermantels 2 steht die Ummantelung 6 axial über den Zylindermantel 2 vor (2) und bildet einen Turm 7.
Der Zylindermantel 2 begrenzt eine Paket- bzw. Statorbohrung 8 (1), in die für den Wickelvorgang ein Wickelkörper 9 in Form beispielsweise eines Wickeldorns eingesetzt wird. Der Wickelkörper 9 ragt, wie aus 2 hervorgeht, axial über die eine Seite des Lamellenpaketes 1 vor und dient dazu, beim Wickelvorgang den Wickeldraht über den Wickelkörper 9 auf die gegenüberliegende Seite des Stators zu führen.
Der Wickelkörper 9 weist an seiner über den Stator vorstehenden Stirnseite Führungen 10, 11 auf, die vorteilhaft Vertiefungen in der Stirnseite des Wickelkörpers 9 sind. Im Ausführungsbeispiel hat der Wickelkörper 9 zwei Führungen 10, 11, die v-förmig zueinander angeordnet sind (1) und sich bis zum Umfang des Wickelkörpers 9 erstrecken. Die Führungen 10, 11 sind in Richtung auf den Zylindermantel 2, in Draufsicht gemäß 1 gesehen, an beiden Enden offen. Die Führungen 10, 11 sind an einem Ende miteinander verbunden und erstrecken sich von diesem Ende aus unter einem Winkel von etwa 60° zueinander.
Diese Gestaltung des Wickelkörpers 9 ist nur beispielhaft zu verstehen, da er, insbesondere auch die Zahl und/oder Form der Führungen 10, 11 je nach zu wickelndem Lamellenpaket 1 unterschiedlich gestaltet sein kann.
An der Stirnseite des Turms 7 befindet sich eine Tasche 12 zur Aufnahme eines Doppelkontaktes. Die Tasche 12 ist durch die Ummantelung 6 gebildet und steht senkrecht von der Stirnseite des Turms 7 axial ab.
Die Polschuhe 5 der Zähne 3 sind an einer Stirnseite mit Taschen 13 zur Aufnahme von Anschlusskontakten 14 versehen. Die Taschen 13 sind vorteilhaft einstückig mit der Ummantelung 6 ausgebildet und stehen axial über die eine Stirnseite der Polschuhe 5 vor (2).
Die Taschen 12, 13 haben jeweils eine stirnseitige offene Vertiefung 12a, 13a zur Aufnahme der Anschlusskontakte 14. In die Vertiefungen 12a, 13a münden Schlitze 12b, 13b, die zur Stirnseite der Taschen 12, 13 offen sind und quer zu den Vertiefungen 12a, 13a liegen. Durch die Schlitze 12b, 13b verlaufen die Wickeldrähte 15, welche die Vertiefungen 12a, 13a durchqueren. Zur Aufnahme eines Einfachkontaktes haben die Taschen einen Schlitz, zur Aufnahme eines Doppelkontaktes zwei und zur Aufnahme eines Dreifachkontaktes drei Schlitze.
Anhand von 1 wird die Bewicklung des Lamellenpakets 1 des Stators erläutert. Mit dem Wickeldraht 15 kann der Stator in einem Zug durchgewickelt werden.
Der Wickelvorgang beginnt am Zahn 1 (Start). Wie sich aus 1 ergibt, wird der Wickeldraht 15 zunächst von außen durch die Tasche 13 des Zahnes 1 geführt und dann der Zahn 1 umwickelt. Anschließend wird der Zahn 2 umwickelt.
Der Wickeldraht 15 wird dann um einen von der Stirnseite des Turms 7 abstehenden Vorsprung 16 an der dem Wickelkörper 9 zugewandten Seite geführt. Diese Seite des Vorsprunges 16 ist vorteilhaft abgerundet, so dass der Wickeldraht ohne Gefahr des Knickens um den Vorsprung 16 geführt werden kann. Der Vorsprung 16 ist vorteilhaft einstückig mit dem Turm 7 aus dem elektrisch isolierenden Kunststoff hergestellt.
Wie 1 zeigt, ist der Turm 7 an seiner Stirnseite mit einem axial abstehenden Vorsprung 17 versehen, der vorteilhaft einstückig mit dem Turm 7 ausgebildet ist. Der Vorsprung 17 verläuft, in Draufsicht gemäß 1 gesehen, teilkreisförmig über einen Winkelbereich von etwa 90° im Bereich der Zähne 3 bis 6. Die radiale Dicke des Vorsprunges 17 ist kleiner als die radiale Dicke des Turms 7. Der Vorsprung 17 ist so vorgesehen, dass seine dem Wickelkörper 9 zugewandte Innenseite in der zylindrischen Innenseite des Turms 7 liegt (2). Der Vorsprung 16 ist hingegen so auf dem Turm 7 vorgesehen, dass seine vom Wickelkörper 9 abgewandte Außenseite in der zylindrischen Außenseite des Turms 7 liegt.
Aufgrund der beschriebenen Lage der Vorsprünge 16 und 17 relativ zueinander lässt sich der Wickeldraht 15 nach dem Vorbeiführen an der dem Wickelkörper 9 zugewandten Seite des Vorsprunges 16 längs der vom Wickelkörper 9 abgewandten Außenseite des Vorsprunges 17 bis zum Zahn 7 führen. Im Bereich dieses Zahnes 7 ist der Turm 7 mit einem weiteren Vorsprung 16 versehen, der mit Abstand zum Vorsprung 17 liegt. Der Wickeldraht wird an der dem Wickelkörper 9 zugewandten Seite des Vorsprunges herumgeführt und anschließend der Zahn 7 umwickelt. Anschließend wird auch der benachbarte Zahn 8 umwickelt und dann der Wickeldraht an der dem Wickelkörper 9 zugewandten Innenseite eines weiteren Vorsprunges 17 des Turms 7 zum Zahn 10 geführt. Hierbei wird der Wickeldraht durch die den Zahn 10 zugehörige Tasche 12 gelegt, bevor der Zahn 10 umwickelt wird. Anschließend wird auch der Zahn 9 umwickelt. Vom Zahn 9 aus wird dann der Wickeldraht durch die Führung 10 des Wickelkörpers 9 zum gegenüberliegenden Zahn 4 geführt, der umwickelt wird. Von hier aus wird der Wickeldraht zum Zahn 3 geführt, der umwickelt wird. Der Wickeldraht 15 wird dann durch die dem Zahn 3 zugeordnete Tasche 13 von innen nach außen hindurchgeführt, um die Tasche 13 an dem der dem Zahn 4 zugewandten Seite herumgeführt und an den Führungen 10, 11 des Wickelkörpers 9 vorbei zum gegenüberliegenden Zahn 10 geleitet (Wickeldrahtabschnitt 15').
In 1 ist der Wickeldrahtabschnitt 15' durch eine strichpunktierte Linie gekennzeichnet. Er wird nach Beendigung des Wickelvorganges beim Setzen der Anschlusskontakte 14 abgeschnitten und entfernt.
Der Wickelkörper 9 ist in diesem Falle so ausgebildet, dass der Wickeldrahtabschnitt 15' nicht über die Stirnseite des Wickelkörpers 9 geführt werden muss, sondern etwa in einer Radialebene quer über die Stirnseite des Stators geführt werden kann (2).
Wie sich aus 1 ergibt, wird der Wickeldrahtabschnitt 15' durch die Tasche 12 des Zahnes 10 geführt und zum Zahn 12 geleitet, der umwickelt wird. Damit der Zahn 12 sauber umwickelt werden kann, steht vom Turm 7 ein weiterer Vorsprung 16 ab, über den der Wickeldraht an der dem Wickelkörper 9 zugewandten Seite zum Zahn 12 gelenkt wird. Auch dieser Vorsprung 16 hat in Umfangsrichtung Abstand vom benachbarten teilringförmigen Vorsprung 17'.
Nach Umwickeln des Zahns 12 wird der Zahn 11 umwickelt und anschließend durch die Führung 11 des Wickelkörpers 9 zum gegenüberliegenden Zahn 6 geleitet. Der Wickeldraht wird hierbei zwischen dem Vorsprung 16 zwischen den Zähnen 11, 12 und dem teilkreisförmigen Vorsprung 17' über den Wickelkörper 9 zum Zahn 6 geführt.
Damit die in den Führungen 10 und 11 liegenden Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b einander nicht berühren, sind die Führungen 10, 11 unterschiedlich tief (2). Dies hat zur Folge, dass die in den Führungen 10, 11 liegenden Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b auf unterschiedlichen Höhen liegen und daher nicht miteinander im Kreuzungsbereich in Kontakt miteinander gelangen. Der Wickeldrahtabschnitt 15' wiederum liegt nahe benachbart zum Lamellenpaket 1 mit großem Abstand zu den in den Führungen 10, 11 liegenden Wickeldrahtabschnitten 15a, 15b, so dass auch der Wickeldrahtabschnitt 15' nicht in Kontakt mit den in den Führungen 10, 11 liegenden Wickeldrahtabschnitten 15a, 15b gelangt.
Nach Umwickeln des Zahns 6 wird der benachbarte Zahn 5 umwickelt und der Wickeldraht durch die Tasche 13 des Zahns 5 nach außen geführt (Ende in 1).
Auf diese Weise wird der Stator in einem Zug durchgewickelt, ohne dass Drahtkreuzungen entstehen, die insbesondere bei höheren Spannungen kritisch wären. Nach dem Wickelvorgang werden die entsprechenden Anschlusskontakte 14 gesetzt, die als Schneidklemmkontakte ausgebildet sind und beim Einstecken in die entsprechenden Taschen 13 den elektrischen Kontakt mit dem durch die jeweiligen Taschen 13 geführten Wickeldraht 15 herstellen.
Ein Beispiel für einen solchen Anschlusskontakt 14 zeigt 11. Er hat eine Anschlussfahne 43 und zwei Schneidklemmkontakte 44, 45. Sie sind an einem Querstück 46 vorgesehen, das sich an einem Ende der Anschlussfahne 43 befindet.
Die Schneidklemmkontakte 44, 45 haben eine Einführschräge 47, 48, an die zwei gegeneinander belastete Schneidmesser 49, 50 anschließen. Sie werden beim Einsetzen in die Taschen 12,13 in bekannter Weise federnd auseinandergebogen, wenn sie auf den Wickeldraht 15 aufgesetzt werden. Die Schneidmesser 49, 50 durchtrennen eine Isolierung des Wickeldrahtes 15 und stellen den elektrischen Kontakt zwischen dem Wickeldraht 15 und dem Anschlusskontakt 14 her.
Nach dem Setzen der Anschlusskontakte 14, die beim Ausführungsbeispiel in die den Zähnen 1, 3 und 5 zugeordnete Taschen 13 gesteckt werden, wird der Wickeldrahtabschnitt 15' (1) abgetrennt und entfernt.
Anschließend wird auf die vom Wickelkörper 9 überragte Seite des Stators eine Isolierplatte 18 aufgesetzt (3), die so ausgebildet ist, dass sie die auf den Zähnen 1 bis 12 befindlichen Wicklungen überdeckt. Die Isolierplatte 18 besteht vorteilhaft aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff.
Sie kann auch so ausgebildet sein, dass sie aufgeclipst werden kann. Dadurch lässt sich die Isolierplatte 18 sicher am Statorpaket befestigen.
Wie 3 zeigt, ist die Isolierplatte 18 im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet und im Bereich der aus den Führungen 10, 11 des Wickelkörpers 9 austretenden Wickeldrahtabschnitten 15a, 15b jeweils mit Öffnungen 19 bis 22 versehen. Sie erstrecken sich vom kreisförmigen inneren Rand 23 der Isolierplatte 18 aus radial nach außen und enden mit Abstand vom ringförmigen äußeren Rand 24 der Isolierplatte 18. Die Öffnungen 19 bis 22 sind so groß, dass die durch sie verlaufenden Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b nicht in Berührung mit den Rändern der Öffnungen 19 bis 22 gelangen. Die Isolierplatte 18 ist am inneren Rand mit weiteren Öffnungen 25 versehen, durch welche die Vorsprünge 16 ragen (3 und 4).
Am äußeren Rand 24 kann die Isolierplatte 18 mit weiteren Öffnungen 26 versehen sein, in welche die Taschen 13 ragen (3 und 4). Diese Öffnungen 26 sind vorteilhaft nur für diejenigen Taschen 13 vorgesehen, in welche die Anschlusskontakte 14 gesteckt werden.
Die Isolierplatte 18 kann beispielhaft aus einem unteren Ringkörper 18a und einem oberen Ringkörper 18b bestehen. Vorteilhaft sind beide Ringkörper einstückig miteinander ausgebildet. Der untere Ringkörper 18a liegt auf den Wicklungen der Zähne 1 bis 12 auf und ist am äußeren Umfang mit den Öffnungen 26 versehen, in welche die Taschen 13 ragen.
Der obere Ringkörper 18b ist an seiner Oberseite mit teilkreisförmigen, quer abstehenden Stegen 27 bis 29 versehen. Die Stege 27, 29 liegen beispielhaft auf dem gleichen Durchmesser benachbart zum inneren Rand des oberen Ringkörpers 18b. Der Steg 28 liegt auf einem größeren Durchmesser als die Stege 27, 29 und ist länger als die Stege 27, 29. Die Stege 27 bis 29 sind vorteilhaft einstückig mit dem Ringkörper 18b ausgebildet und weisen an ihrer vom Wickelkörper 9 abgewandten Seite jeweils vorstehende Haken 30 bis 32 auf, die vom oberen Rand der Stege 27 bis 29 abstehen und schräg nach unten in Richtung auf die Oberseite des Ringkörpers 18b gerichtet sind.
Der längere Steg 28 weist wenigstens zwei, im Ausführungsbeispiel drei Haken 31 auf, die über die Länge des Steges 28 verteilt angeordnet sind. Der Steg 27 ist mit zwei mit Abstand voneinander liegenden Haken 30 und der Steg 29 mit einem Haken 32 versehen. Diese Gestaltung der Stege 27 bis 29 mit den Haken 30 bis 32 ist nur beispielhaft zu verstehen und hängt von der jeweiligen Ausbildung des Stators ab.
Nach dem Auflegen der Isolierplatte 18 auf die Stirnseite des Stators wird der Wickelkörper 9 aus der Paketbohrung 8 nach unten herausgezogen. Die Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b gelangen dadurch aus den Führungen 10, 11. Der Wickeldrahtabschnitt 15b wird so umgelegt, dass er an der von der Paketbohrung 8 abgewandten Seite des Steges 28 anliegt (4). Der Wickeldrahtabschnitt 15b wird hierbei unter die Haken 31 des Steges 28 gefädelt, so dass die Haken 31 den Wickeldrahtabschnitt 15b übergreifen. Auf diese Weise ist der Wickeldrahtabschnitt 15b auf der Isolierplatte 18 bzw. dem oberen Ringkörper 18b lagegesichert.
Der andere Wickeldrahtabschnitt 15a wird ebenfalls nach unten gelegt und unter die Haken 30, 32 der Stege 27, 29 geschoben. Die Haken 30, 32 übergreifen damit den Wickeldrahtabschnitt 15a, der an der von der Paketbohrung 8 abgewandten Außenseite der Stege 27, 29 anliegt.
Auf diese Weise verlaufen die Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b jeweils tangential bzw. koaxial zur Paketbohrung 8. Da die Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b an der von der Paketbohrung 8 abgewandten Außenseite der Stege 27 bis 29 verlaufen, bleibt die Paketbohrung 8 frei zugänglich. Außerdem wird durch die beschriebene Gestaltung erreicht, dass der Stator im gewickelten Zustand nur eine geringe Bauhöhe hat, da die Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b flach auf der Isolierplatte 18 aufliegen, die ihrerseits nur eine geringe Dicke hat. Die Isolierplatte 18 stellt ein kostengünstiges Bauteil dar, das sich zudem einfach am Stator anbringen lässt. Mit seinen Stegen 27 bis 29 mit den Rasthaken 30 bis 32 stellt die Isolierplatte 18 sicher, dass die Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b zuverlässig so gehalten werden, dass sie einander nicht berühren.
Auf den Stator mit der Isolierplatte 18 kann anschließend in bekannter Weise eine Abdeckhaube zum Abdichten und Isolieren gegen elektrisch leitfähige Anbauteile, wie z.B. eine Statorbuchse, aufgesetzt werden.
Der Wickelkörper 9 mit den Führungen 10, 11 ist so ausgebildet und wird so am zu bewickelnden Stator angebracht, dass die durch die Führungen 10, 11 verlaufenden Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b eine solche Länge haben, dass diese nach Entfernen des Wickelkörpers 9 so umgebogen werden können, dass sie an den von der Paketbohrung 8 abgewandten Seiten der Stege 27 bis 29 verlaufen.
Mit dem Wickelkörper 9 kann in Abhängigkeit von der Gestaltung und Verschaltung des Stators festgelegt werden, wie lang die Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b sind. Die Höhe des axialen Überstandes des Wickelkörpers 9 über die Stirnseite des Stators bestimmt die Länge dieser Wickeldrahtabschnitte 15a, 15b. Der Wickelkörper 9 kann vorteilhaft stufenlos innerhalb der Paketbohrung 8 verstellt werden, so dass die erforderliche Länge der Wickeldrahtabschnitte genau eingestellt werden kann.
Anhand der 1 bis 4 ist die Serienschaltung anhand eines 12-nutigen Stators erläutert worden.
Anhand der 5 bis 10 wird ein Ausführungsbeispiel erläutert, bei dem eine 2-Gruppen-Parallelschaltung am Stator vorgenommen wird. Für eine solche Parallelschaltung werden zwei Wickeldrähte eingesetzt, die getrennt voneinander um die entsprechenden Zähne gewickelt werden.
Der Stator gemäß den 5 bis 10 ist im Wesentlichen gleich ausgebildet wie der Stator gemäß den 1 bis 4. Der Stator hat die zwölf Zähne 1 bis 12, die radial nach außen vom Zylindermantel 2 abstehen. Die Zähne haben den radial vom Zylindermantel 2 nach außen abstehenden Arm 4, an dessen freiem Ende der Polschuh 5 vorgesehen ist. Im Bereich der Polschuhe 5 der Zähne 1 bis 12 befinden sich die Taschen 13, die vorteilhaft durch die elektrisch isolierende Ummantelung 6 gebildet sind. Die Taschen 13 dienen zur Aufnahme von Doppelkontakten. Im Bereich des Zylindermantels 2 hat der Stator die Dreifach-Kontakttasche 12 für den Stern.
Wie aus 5 hervorgeht, wird der erste Wickeldraht 15 zunächst durch den einen Schlitz 13b der Tasche 13 des Zahns 4 von außen nach innen hindurchgeführt (Anfang 1). Anschließend werden nacheinander die Zähne 4 und 5 umwickelt. Der Wickeldraht 15 wird dann längs der Außenseite des Turms 7 zur Tasche 12 und dort durch einen Schlitz 12b radial nach außen geführt. Anschließend wird der Wickeldraht um die Tasche 12 herum und längs der Außenseite des Turms 7 weiter zum Zahn 7 geführt, der umwickelt wird. Anschließend wird der benachbarte Zahn 6 umwickelt und dann der Wickeldraht 15 durch einen der Schlitze 13b der Tasche 13 radial nach au-ßen geführt. Hier wird der Wickeldraht abgetrennt (Ende 1 in 5).
Der Turm 7 ist an seiner Stirnseite mit abstehenden Leitkörpern 33, 34 versehen, die über den Umfang des Turmes 7 mit Abstand hintereinander liegen und abwechselnd am äußeren und am inneren Rand des Turms 7 vorgesehen sind. Die Leitkörper 33, 34 dienen zur Führung des Wickeldrahtes 15, wenn er vom Zahn 5 über die Tasche 12 zum Zahn 7 des Stators geführt wird. Der Wickeldraht 15 wird abwechselnd an der dem Wickelkörper 9 zugewandten Seite der Leitkörper 33 und der vom Wickelkörper 9 abgewandten Seite der Leitkörper 34 geführt (5).
Der zweite Wickeldraht 15 (6) wird radial von außen durch den einen Schlitz 13b der Doppeltasche 13 des Zahns 2 nach innen geführt, der anschließend umwickelt wird. Danach wird der Zahn 3 umwickelt. Der Wickeldraht 15 wird dann radial nach innen längs des Turms 7 zur Tasche 12 geführt. Die Leitkörper 33, 34 stellen wiederum sicher, dass der Wickeldraht im Bereich des Turms 7 zuverlässig geführt ist. Der Wickeldraht 15 wird durch den entsprechenden Schlitz 12b der Dreifachkontakttasche 12 von radial innen nach außen und an der Außenseite der Tasche 12 vorbei zum Zahn 9 geführt. Der Leitkörper 33 zwischen der Tasche 12 und dem Zahn 9 dient zur Führung des Wickeldrahtes 15, der an der der Paketbohrung 8 bzw. dem Wickelkörper 9 zugewandten Außenseite des Leitkörpers 33 verläuft. Anschließend werden die Zähne 9 und 8 nacheinander umwickelt.
Der Wickelkörper 9 ist an seiner Stirnseite mit drei Führungen 10, 11, 35 versehen, die, in Draufsicht gemäß 6 gesehen, jeweils diametral verlaufen und einander zentrisch schneiden. Die Führungen 10, 11, 35 liegen jeweils in Winkelabständen von 60° zueinander. Entsprechend der vorigen Ausführungsform sind die Vertiefungen 10, 11, 35 unterschiedlich tief, so dass die durch die Führungen geleiteten Wickeldrahtabschnitte im Kreuzungsbereich einander nicht berühren. Der Wickelkörper 9 ist zylindrisch ausgebildet und weist den koppelförmigen Kopfbereich mit den Führungen 10, 11, 35 auf (Fig, 7).
Der Wickeldraht 15 wird nach Umwickeln des Zahns 8 durch die Führung 11 des Wickelkörpers 9 zur Tasche 13 des gegenüberliegenden Zahns 2 geführt. Hier wird der Wickeldraht 15 durch den anderen Schlitz 13b der Tasche 13 hindurch nach außen geführt und dort an der Außenseite des Stators bis zur Tasche 13 des Zahns 4 geführt. Hier wird der Wickeldraht 15 durch den entsprechenden Schlitz 13b der Tasche 13 radial nach innen geführt und durch die Führung 10 des Wickelkörpers 9 zum gegenüberliegenden Zahn 10 geleitet, der zunächst umwickelt wird. Anschließend wird der benachbarte Zahn 11 umwickelt. Der Wickeldraht 15 wird durch einen weiteren Schlitz 12b der Tasche 12 nach innen geführt und längs des Turms 7 zum Zahn 1 geleitet, der umwickelt wird. Anschließend wird der benachbarte Zahn 12 umwickelt. Der Wickeldraht 15 wird durch die Führung 35 des Wickelkörpers 9 zur Tasche 13 des Zahnes 6 geleitet. Dort wird der Wickeldraht 15 durch den einen Schlitz 13b radial nach außen geführt und abgetrennt (Ende 2 in 6).
Wie bei der vorigen Ausführungsform bestimmt der axiale Überstand des Wickelkörpers 9 über die Stirnseite des Stators die Länge der in den Führungen 10, 11, 35 liegenden Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c. Da der Wickelkörper 9 vorteilhaft stufenlos in Axialrichtung innerhalb der Paketbohrung 8 verschiebbar ist, kann die Länge dieser Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c sehr genau auf die eingesetzte Isolierplatte 18 abgestimmt werden.
Nach Beendigung des Wickelvorganges werden die notwendigen Anschlusskontakte 14 (7) in die zugehörigen Taschen 13 gesteckt. Da die Anschlusskontakte 14 in vorteilhafter Weise Schneidklemmkontakte sind, wird durch Einsetzen der Anschlusskontakte in die Taschen 13 der elektrische Kontakt zwischen den Wickeldrähten 15 und den Anschlusskontakten 14 hergestellt. Der in 6 mit einer strichpunktierten Linie dargestellte Wickeldrahtabschnitt 15' zwischen den Zähnen 2 und 4 wird abgeschnitten und entfernt.
Anschließend wird der Wickelkörper 9 aus dem Stator herausgezogen, so dass die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c stehenbleiben (9). In den 7 bis 9 sind nur die über den Wickelkörper 1 verlegten Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c dargestellt. Die Wicklungen auf den Zähnen 1 bis 12 sind wegen der Übersichtlichkeit nicht gezeichnet.
Wie 8 zeigt, sind die Führungen 10, 11, 35 des Wickelkörpers 9 unterschiedlich tief. Dadurch ist sichergestellt, dass die durch die Führungen 10, 11, 35 verlaufenden Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c einander nicht berühren.
Aufgrund ihrer Steifigkeit bleiben die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c nach dem Herausziehen des Wickelkörpers 9 stehen (9). In dieser Lage wird auf die Stirnseite des Stators die Isolierplatte 18 aufgesetzt, die aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise einem entsprechenden Kunststoff, besteht und kostengünstig hergestellt werden kann. Die Isolierplatte 18 ist so gestaltet, dass die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c ohne Behinderung durch die Isolierplatte 18 zu den entsprechenden Zähnen des Stators gelangen. Die Isolierplatte 18 ist zu diesem Zweck mit den entsprechenden Öffnungen 19 bis 22, 36, 37 versehen, die zum inneren Rand 23 der Isolierplatte 18 offen sind. Die Öffnungen 19 bis 22, 36, 37 sind so breit, dass durch den noch zu beschreibenden Biegevorgang die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c nicht beschädigt werden.
Wie sich aus 8 ergibt, kann die Isolierplatte 18 bereits bei noch nicht abgenommenen Wickelkörper 9 aufgesetzt werden. Dies ist vorteilhaft, weil die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c noch fixiert sind.
Von der Stirnseite der Isolierplatte 18 stehen die teilkreisförmigen Stege 27 bis 29, 38 bis 42 ab. Die Stege 27, 28 liegen auf dem gleichen Durchmesser. Der Steg 27 erstreckt sich über einen Winkelbereich von beispielsweise etwa 90°, während sich der Steg 28 über einen Winkelbereich von nahezu 180° erstreckt.
Die Stege 38, 39 liegen auf dem gleichen Durchmesser, der allerdings kleiner ist als der Durchmesser der Stege 27, 28. Der Steg 38 erstreckt sich über einen Winkelumfang von etwa 60° und der Steg 39 über einen Winkelumfang von etwa 90°.
Die Stege 38, 39, 40 sind jeweils an ihrer von der Paketbohrung 8 abgewandten Seite mit wenigstens einem Haken 30 bis 32 versehen, mit dem der jeweilige Wickeldrahtabschnitt 15a bis 15c nach dem Umlegen übergriffen und gesichert wird. Diese umgelegte Lage der Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c ist in 10 dargestellt. Der Wickeldrahtabschnitt 15a liegt an der von der Paketbohrung 8 abgewandten gekrümmten Außenseite der Vorsprünge 38, 39 an. Der Wickeldrahtabschnitt 15b liegt an der von der Paketbohrung 8 abgewandten gekrümmten Außenseite der Stege 40, 42 an, während der Wickeldrahtabschnitt 15c an der von der Paketbohrung 8 abgewandten gekrümmten Außenseite des Steges 28 anliegt.
Wie bei der vorigen Ausführungsform ergibt sich durch diese Gestaltung des Stators eine geringe Bauhöhe. Da die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c an der von der Paketbohrung 8 abgewandten Seite der Stege anliegen, ist die Paketbohrung 8 zuverlässig frei zugänglich. Die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c liegen über den größten Teil ihrer Länge koaxial zur Paketbohrung 8 und sind durch die Haken 30 bis 32 auf der Isolierplatte 18 lagegesichert.
Die 12 bis 16 zeigen eine Variante der 2-Gruppen-Parallelschaltung des Stators. Der Stator hat die Taschen 13, die entsprechend der Ausführungsform gemäß den 1 bis 4 Einfachkontakttaschen sind. Am Turm 7 sind vier Doppelkontakttaschen 12 vorgesehen, die über den Umfang des Turms 7 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Zunächst wird der erste Wickeldraht 15 durch den einen Schlitz 12b der Tasche 12 im Bereich des Zahnes 9 von radial innen nach radial außen geführt (A1 in 12) und anschließend in Umfangsrichtung zur Tasche 12 im Bereich des Zahns 11 geleitet. Hier wird der Wickeldraht durch den einen Schlitz 12b der Tasche 12 radial nach außen geleitet und dann in Umfangsrichtung zur Tasche 12 im Bereich des Zahns 3 geführt. Hier wird der Wickeldraht 15 von radial innen nach radial außen durch den einen Schlitz 12b der Tasche 12 geleitet und in Umfangsrichtung zur Tasche 12 im Bereich des Zahns 5 geführt. Hier wird der Wickeldraht radial nach innen durch den einen Schlitz 12b der Tasche 12 geleitet und von dort zum Zahn 7 geführt. Er wird zunächst umwickelt, bevor mit dem Wickeldraht 15 anschließend der Zahn 6 umwickelt wird. Anschließend wird der Wickeldraht durch den einen Schlitz 13b der Tasche 13 nach außen geführt und dann zurück durch die Führung 35 des Wickelkörpers 9 zum gegenüberliegenden Zahn 12 geleitet, der umwickelt wird. Anschließend wird der Zahn 1 umwickelt.
Der Wickeldraht 15 wird anschließend zur Doppelkontakttasche 12 im Bereich des Zahns 3 geleitet und dort durch den freien Schlitz 12b radial nach außen geführt. Danach werden der Zahn 3 und anschließend der Zahn 2 umwickelt.
Nach dem Umwickeln des Zahns 2 wird der Wickeldraht 15 durch den Schlitz 13b der Tasche 13 des Zahns 2 nach außen geführt und anschließend durch die Führung 11 des Wickelkörpers 9 zum gegenüberliegenden Zahn 8 geleitet. Mit dem Wickeldraht wird dann der Zahn 8 und anschließend der Zahn 9 umwickelt und das Wickeldrahtende durch den anderen Schlitz 12b der Doppelkontakttasche 12 im Bereich des Zahns 9 radial nach innen geführt (E1 in 12).
Mit dem zweiten Wickeldraht 15 beginnt der Wickelvorgang im Bereich des Zahns 5 (13). Der Wickeldraht 15 wird von radial innen durch den freien Schlitz 12b der Tasche 12 im Bereich des Zahnes 5 nach außen geführt. Anschließend werden die Zähne 5 und 4 umwickelt. Der Wickeldraht 15 wird danach durch den Schlitz 13b der Tasche 13 des Zahnes 4 radial nach au-ßen und um die Tasche 13 herum durch die Führung 10 des Wickelkörpers 9 zum gegenüberliegenden Zahn 10 geführt. Er wird umwickelt. Anschließend wird der Zahn 11 umwickelt und der Wickeldraht durch den freien Schlitz 12b der Tasche 12 im Bereich des Zahns 11 radial nach innen geführt. Dann wird der Wickelvorgang abgeschlossen, so dass der Wickeldraht 15 in diesem Bereich endet (Ende 2 in 13).
In 13 ist die vom ersten Wickeldraht 15 vorgenommene Umwicklung der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt.
Nach dem beschriebenen Wickelvorgang mit den beiden Wickeldrähten 15 werden die Anschlusskontakte 14 in die entsprechenden Taschen 13 gesteckt, wodurch über die Schneidklemmkontakte der Anschlusskontakte 14 die elektrische Verbindung mit den Wickeldrähten 15 hergestellt wird.
Die Führungen 10, 11, 35 des Wickelkörpers 9 sind wie bei der vorigen Ausführungsform unterschiedlich tief, so dass die durch die Führungen verlaufenden Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c einander nicht berühren. Wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen kann der Wickelkörper 9 stufenlos in der Paketbohrung 8 des Lamellenpaketes 1 verschoben werden, so dass die über den Wickelkörper 9 verlaufenden Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c die notwendige Länge für das anschließende Umlegen auf die Isolierplatte 18 haben. Die Isolierplatte 18 wird auf die Stirnseite des Stators aufgelegt (15), solange der Wickelkörper 9 sich noch in der Paketbohrung 8 des Lamellenpaketes 1 befindet.
Die Isolierplatte 18 ist gleich ausgebildet wie beim vorigen Ausführungsbeispiel und hat die Öffnungen 19 bis 22, 36, 37 für den Durchtritt der Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c.
Nach dem Aufsetzen der Isolierplatte 18 wird der Wickelkörper 9 aus der Paketbohrung 8 herausgezogen und die verbleibenden Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c in der anhand der vorigen Ausführungsform beschriebenen Weise auf die Isolierplatte 18 gebogen und dort mit Hilfe der Haken in der beschriebenen Weise fixiert. Die Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c verlaufen auf der von der Paketbohrung 8 abgewandten Seite der entsprechenden Stege 27 bis 29, 38 bis 42 der Isolierplatte 18.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen werden teure Schaltleiterplatten oder Drahtkreuzungen bei der Bewicklung und Verschaltung der Statoren vermieden. Bei der Serienschaltung (1 bis 4) erfolgt die Umwicklung der Zähne 1 bis 12 in einem Zug ohne Unterbrechung. Hierfür wird ein Flyer oder ein Nadelwickler verwendet. Mit dem Wickelkörper 9, der in die Paketbohrung 8 des Lamellenpaketes 1 eingesetzt ist, lässt sich die Länge der Wickeldrahtabschnitte 15a und 15b (bei Serienschaltung) bzw. 15a bis 15c (bei Parallelschaltung) sehr einfach und genau bestimmen, indem der Wickelkörper 9 so weit axial aus der Paketbohrung 8 vorsteht, die für die benötigte Länge der Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c erforderlich ist. Da der Wickelkörper 9 stufenlos innerhalb der Paketbohrung 8 verstellt werden kann, lässt sich die Länge der Wickeldrahtabschnitte 15a bis 15c problemlos einstellen. Nach dem Setzen der jeweiligen Anschlusskontakte 14 werden die Anwickelzapfen mit den Drahtenden sowie der Verbindungsdrahtabschnitt 15' zum Sternpunktkontakt 13 abgeschnitten und entfernt (1). Der Wickelkörper 9 lässt sich nach dem Wickelvorgang sehr einfach aus der Paketbohrung 8 herausziehen. Die über das Lamellenpaket 1 überstehenden, zuvor in den Führungen 10, 11, 35 liegenden Wickeldraht-abschnitte 15a bis 15c lassen sich nach Entfernen des Wickelkörpers 9 einfach nach unten auf die Isolierplatte 18 umbiegen und dort in der beschriebenen Weise fixieren. Nach Beendigung des Wickelvorganges kann auf den Stator mit der Isolierplatte 18 und den an ihr fixierten Wickeldrahtabschnitten 15a bis 15c eine Abdeckhaube zum Abdichten und Isolieren gegen elektrisch leitfähige Anbauteile, wie z.B. eine Statorbuchse, aufgesetzt werden.
Auch bei der anhand der 5 bis 16 beschriebenen 2-Gruppen-Parallelschaltung werden nach dem Setzen der Anschlusskontakte 14 die Anwickelzapfen mit den Drahtenden sowie ggf. der Verbindungsdrahtabschnitte 15' abgeschnitten und entfernt.
Auf der Isolierplatte 18 können ebenfalls Taschen für Kontakte angeordnet werden, so dass eine individuellere Position der Kontakte möglich ist.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Verschaltung weitestgehend durch die Wickeldrähte 15 selbst. Dadurch wird die Anzahl der notwendigen Schneidklemmkontakte deutlich verringert. Dies wiederum hat zur Folge, dass der Stator weniger Stellen mit Übergangswiderständen aufweist. Auch wird dadurch das Risiko von Fehlern an Kontaktierungsstellen gesenkt.
Auch die Anzahl der Taschen 12, 13 in der Ummantelung 6, die sehr präzise gefertigt sein muss, kann erheblich verringert werden, so dass in diesem Falle Taschen mit einfacheren Geometrien eingesetzt werden können.
Das Einbringen der Isolierplatte 18 und/oder das Umlegen der Wickeldrahtkontakte 15a bis 15c kann ggf. auch automatisiert werden.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zeigen jeweils einen Stator mit zwölf Zähnen. Hierauf ist allerdings die beschriebene Vorgehensweise beim Bewickeln und Verschalten des Stators nicht beschränkt. Grundsätzlich sind Statoren auch mit anderen Zähne- bzw. Nutzahlen geeignet. Auch sind andere Motorbaugrößen einsetzbar. Ggf. können auch AC-Motoren auf die beschriebene Weise bewickelt und verschaltet werden.

Claims

Verfahren zum Bewickeln und Verschalten eines Stators eines Elektromotors oder Generators, bei dem wenigstens ein Wickeldraht zur Herstellung der Umwicklung von Zähnen eines Statorpaketes durchgehend gewickelt wird, wobei der Wickeldraht mit wenigstens einem Wickeldrahtabschnitt quer über eine Statorbohrung hinweg geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) nach dem Wickelvorgang derart gebogen wird, dass er im Bereich neben der Statorbohrung (8) liegt, in Achsrichtung der Statorbohrung (8) gesehen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) etwa konzentrisch zur Achse der Statorbohrung (8) verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bewickeln ein Wickelkörper (9) eingesetzt wird, der axial über das Statorpaket (1) vorsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (9) in Bezug auf das Statorpaket (1) axial verstellbar ist, vorzugsweise stufenlos verstellbar.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Maß des axialen Überstandes des Wickelkörpers (9) über das Statorpaket (1) die Länge des Wickeldrahtabschnittes (15a bis 15c) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (9) in seinem axial über das Statorpaket (1) überstehenden Bereich wenigstens eine Führung (10, 11, 35) für den Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) beim Wickelvorgang aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (10, 11, 35) eine Vertiefung in der Stirnseite des Wickelkörpers (9) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (9) zwei, vorteilhaft drei Führungen (10, 11, 35) aufweist, die winklig zueinander verlaufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (10, 11, 35) aneinander anschließen bzw. einander kreuzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungen (10, 11, 35) in unterschiedlichen Höhen liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) nach dem Entfernen des Wickelkörpers (9) weggebogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wickelvorgang auf das Statorpaket (1) eine Isolierplatte (18) aufgelegt wird, die aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Kunststoff, besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierplatte (18) ringförmig oder als Ringsegment ausgebildet ist und die Statorbohrung (8) umgibt, in Achsrichtung des Stators gesehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) auf der Isolierplatte (18) fixiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkörper (9) nach dem Auflegen der Isolierplatte (18) vom Stator entfernt wird.
Mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bewickelter und verschalteter Stator, dadurch gekennzeichnet, dass auf der einen Stirnseite des Stators wenigstens eine Isolierplatte (18) aus elektrisch isolierendem Material angeordnet ist, auf der der wenigstens eine Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) fixiert ist.
Stator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierplatte (18) Führungsstege (27, 28, 39 bis 42) aufweist, längs denen der Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) geführt ist.
Stator nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) an der von der Statorbohrung (8) abgewandten Seite der Führungsstege (27, 28, 38 bis 42) verläuft.
Stator nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Führungsstege (27, 28, 38 bis 42) mit wenigstens einem den Wickeldrahtabschnitt (15a bis 15c) übergreifenden Haken (30 bis 32) versehen ist.