DE102022208032A1

DE102022208032A1 - Wicklung, Komponente für eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen einer Wicklung

Info

Publication number: DE102022208032A1
Application number: DE102022208032.7A
Authority: DE
Inventors: Kaijun Xu; Robin Michelberger
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2022-08-03
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2024-02-08
Also published as: WO2024028406A1

Abstract

Wicklung (110) für eine Komponente (100) einer elektrischen Maschine (105), wobei die Komponente (100) ein ringförmiges Blechpaket (115) mit einer Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket (115) erstreckenden Nuten (122, 132, 142, 152) zum Aufnehmen von Teilsträngen (a1; A1, A2, a3; A3) der Wicklung (110) in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen umfasst. Dabei umfassen die Wickellagen mindestens eine radial innerste Innenlage, eine radial äußerste Außenlage und mindestens zwei zwischen der Innenlage und der Außenlage angeordnete Zwischenlagen umfassen. Zudem ist ein erster Teilstrang (a1) der Wicklung (110) mit einem zweiten Teilstrang (A2) der Wicklung (110) in zueinander benachbart angeordneten Wickellagen oder innerhalb der gleichen Wickellage verschaltet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wicklung, eine Komponente für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine, eine Getriebeeinrichtung, einen elektrischen Achsantrieb, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen einer Wicklung.
Elektrische Maschinen können Komponenten mit Wicklungen aus beispielsweise Kupferdrähten zum Leiten von elektrischer Energie zum Erzeugen von Magnetfeldern umfassen. Die Sehnung von solchen Wicklungen kann aufgrund zusätzlicher Verschaltungselemente oder Lost und Additional Motion auf einer kompletten Wickellage der Komponente realisiert sein.
Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Wicklung, eine verbesserte Komponente für eine elektrische Maschine, eine verbesserte elektrische Maschine, eine verbesserte Getriebeeinrichtung, einen verbesserten elektrischen Achsantrieb, ein verbessertes Kraftfahrzeug und ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Wicklung gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die hier vorgestellte Wicklung weist eine reduzierte Wickelkopfhöhe auf. Dadurch kann der Bauraumbedarf und das Kupfergewicht verkleinert werden. Durch eine gleichmäßige Verteilung des Wickelkopfs kann zudem die thermische Spitze der gesamten Wicklung minimiert werden. Außerdem weist die Wicklung eine gute Herstellbarkeit sowie eine kompakte Verschaltung auf.
Eine Wicklung ist für eine Komponente einer elektrischen Maschine vorgesehen, wobei die Komponente ein ringförmiges Blechpaket mit einer Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket erstreckenden Nuten zum Aufnehmen von Teilsträngen der Wicklung in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen umfasst. Dabei umfassen die Wickellagen mindestens eine radial innerste Innenlage, eine radial äußerste Außenlage und mindestens zwei zwischen der Innenlage und der Außenlage angeordnete Zwischenlagen. Zudem ist ein erster Teilstrang der Wicklung mit einem zweiten Teilstrang der Wicklung in zueinander benachbart angeordneten Wickellagen oder innerhalb der gleichen Wickellage verschaltet.
Bei der elektrischen Maschine kann es sich zum Beispiel um einen elektrischen Antriebsmotor oder eine andere elektrische Maschine zum Beispiel für ein Fahrzeug handeln. Die elektrische Maschine kann verschiedene Komponenten umfassen, wie beispielsweise einen Rotor und einen Stator. Dabei kann die Komponente, beispielsweise ein ringförmiger Stator, als Blechpaket aus mehreren Einzelblechen ausgebildet sein, durch die sich die Nuten zum Aufnehmen der Teilstränge der Wicklung erstrecken. Die Nuten können entlang des Umfangs des Blechpakets durchnummeriert sein, sodass jeder Nut eine eindeutige Position zugewiesen sein kann. Jede der Nuten kann eine Mehrzahl von Teilsträngen aufnehmen, die dabei radial benachbart in der Nut angeordnet sein können. Die Anzahl von Teilsträngen, die von einer Nut aufgenommen werden können, kann einer Anzahl der Wickellagen entsprechen. Somit können die Wickellagen unterschiedliche Abschnitte der Nuten darstellen. Bei der Wicklung kann es sich beispielsweise um eine Flachdrahtwicklung handeln, deren einzelne Teilstränge zum Beispiel als sogenannte Hairpin-Drähte ausgebildet sein können, das heißt als elektrisch leitfähige Drähte mit einer haarnadelähnlichen Geometrie. Die einzelnen Teilstränge können zum Beispiel in die entsprechenden Nuten in das Blechpaket gesteckt werden und an einer Twistseite miteinander verschaltet werden. Dabei können beispielsweise zwei freie Endabschnitte von zwei Teilsträngen aufeinander zu gebogen und zum Beispielsiel elektrisch leitfähig miteinander gekoppelt beziehungsweise umeinander getwistet werden. Vorteilhafterweise ist bei der hier vorgestellten Wicklung ein sogenannter Pitch Abstand zwischen zwei verschalteten Abschnitten auf der Twistseite möglichst gering, wodurch vorteilhafterweise eine geringere Belastung der Einzeldrähte erzielt werden und Material eingespart werden kann. Hierfür sind jeweils zwei Teilstränge der Wicklung mit den jeweiligen verschalteten Abschnitten in benachbarten Wickellagen angeordnet. Beispielsweise kann ein Abschnitt des ersten Teilstrangs in einer der Zwischenlagen angeordnet sein und mit einem Abschnitt des zweiten Teilstrangs verschaltet sein, der in der beispielsweise benachbarten Außenlage angeordnet sein kann. Alternativ kann der erste Teilstrang zum Beispiel ausgehend von der Zwischenlage mit dem in einer benachbarten weiteren Zwischenlage angeordneten zweiten Teilstrangs verschaltet sein. Durch die Anordnung und Verschaltung einzelner Teilstränge der Wicklung über verschiedene Wickellagen das Blechpakets hinweg kann vorteilhafterweise eine kompakte Verschaltung erzielt werden sowie eine reduzierte Wickelkopfhöhe. Dadurch kann insgesamt der Bauraumbedarf der gesamten Komponente sowie das Kupfergewicht verkleinert werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Wicklung eine Mehrzahl erster und zweiter Teilstränge umfassen, die alternierend miteinander verschaltet sein können. Beispielsweise kann der erste Teilstrang mit dem in einer benachbarten Wickellage angeordneten zweiten Teilstrang verschaltet sein. Der zweite Teilstrang kann wiederum mit einem weiteren ersten Teilstrang in einer wiederum benachbart angeordneten Wickellage verschaltet sein und der weitere erste kann seinerseits mit einem weiteren zweiten Teilstrang verschaltet sein. Dabei kann die Verschaltung der einzelnen Teilstränge lagenübergreifend ausgeführt sein und dem jeweiligen Muster des ersten Teilstrangs und des zweiten Teilstrangs folgen. Vorteilhafterweise kann die Wicklung dadurch mit reduzierter Wickelkopfhöhe, geringem Bauraumbedarf und minimalem Materialaufwand hergestellt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine erste Hälfte der Teilstränge entlang einer ersten Hauptrichtung der Wicklung gewickelt sein und eine zweite Hälfte der Teilstränge der Wicklung kann entlang einer zur ersten Hauptrichtung gegenläufigen zweiten Hauptrichtung der Wicklung gewickelt sein. Beispielsweise kann die Wicklung 36 Teilstränge umfassen, die in beispielsweise vier Wickellagen entlang des ringförmigen Blechpakets gewickelt sein können. Dabei können zum Beispiel die Teilstränge 1 bis 18 in der ersten Hauptrichtung gewickelt sein, beispielsweise im Uhrzeigersinn entlang der Ringform. Die Teilstränge 19 bis 36 können dann in der gegenläufigen zweiten Hauptrichtung gewickelt sein, also beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der erste Teilstrang einen ersten Eingangsabschnitt, einen ersten Ausgangsabschnitt und einen den ersten Eingangsabschnitt und den ersten Ausgangsabschnitt verbindenden Verbindungsabschnitt aufweisen. Dabei kann der erste Eingangsabschnitt in einer ersten Eingangsnut der Nuten und in einer ersten Eingangslage der Wickellagen angeordnet sein und der erste Ausgangsabschnitt kann in einer von der ersten Eingangsnut entlang eines Umfangs des Blechpakets beabstandeten ersten Ausgangsnut der Nuten und in einer ersten Ausgangslage der Wickellagen angeordnet sein. Dabei kann die erste Eingangslage der Innenlage oder der Außenlage entsprechen und die erste Ausgangslage kann einer sich von der ersten Eingangslage unterscheidenden Wickellage entsprechen. Der erste Eingangsabschnitt und der erste Ausgangsabschnitt können beispielsweise als im wesentlichen parallele Schenkel des Haarnadel-Drahtes verstanden werden, die über den Verbindungsabschnitt beispielsweise an einer Kronenseite der Wicklung miteinander verbunden sein können. Der erste Eingangsabschnitt und der erste Ausgangsabschnitt können in unterschiedlichen Nuten an unterschiedlichen radialen Positionen sowie in unterschiedlichen Wickellagen des Blechpakets angeordnet sein, sodass die freien Enden des Haipins an der Twistseite radial und zusätzlich oder alternativ entlang des Umfangs beabstandet zueinander angeordnet sein können. Weist das Blechpaket beispielsweise vier Wickellagen auf, so kann der erste Eingangsabschnitt zum Beispiel in der Innenlage angeordnet sein. Auf der Kronenseite kann der erste Eingangsabschnitt durch den ersten Verbindungsabschnitt zum Beispiel über mehrere Nuten des Blechpakets hinweg mit dem ersten Ausgangsabschnitt verbunden sein, der beispielsweise in der benachbarten Zwischenlage der Wicklung angeordnet sein kann. Alternativ kann beispielsweise der erste Eingangsabschnitt in der Außenlage angeordnet sein. Auf der Kronenseite kann der erste Eingangsabschnitt durch den ersten Verbindungsabschnitt zum Beispiel über mehrere Nuten und mehrere Zwischenlagen hinweg mit dem ersten Ausgangsabschnitt verbunden sein, der beispielsweise in der Innenlage der Wicklung angeordnet sein kann.
Weiterhin kann der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs mit einem zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs verschaltet sein. Dabei kann der zweite Eingangsabschnitt in einer sich von der ersten Ausgangslage unterscheidenden zweiten Eingangslage der Wickellagen angeordnet sein, wobei der ersten Ausgangslage eine erste Twistrichtung der Wicklung zugeordnet sein kann und der zweiten Eingangslage eine sich von der ersten Twistrichtung unterscheidende zweite Twistrichtung der Wicklung. Unter einer Twistrichtung kann eine Richtung beziehungsweise ein Winkel verstanden werden, in der beziehungsweise in dem ein Endabschnitt eines Haarnadel-Drahtes aus dem Blechpaket herausragt. So können beispielsweise zwei Drahtenden mit gegenläufigen Twistrichtungen miteinander verschaltet, das heißt um einander verdreht beziehungsweise getwistet, werden. Auf eine solche beispielhafte Weise kann der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs auf der Twistseite mit dem zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs verschaltet sein. Beispielsweise kann der erste Ausgangsabschnitt in einer Zwischenlage angeordnet sein, der die erste Twistrichtung zugeordnet sein kann, wodurch beispielsweise hier ausgehende Drähte im Uhrzeigersinn entlang des Umfangs ausgerichtet sein können. Der mit dem ersten Ausgangsabschnitt verschaltete zweite Eingangsabschnitt kann zum Beispiel in einer benachbarten weiteren Zwischenlage angeordnet sein, der die zweite Twistrichtung, beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn, zugeordnet sein kann. Dadurch können die beiden Abschnitte vorteilhafterweise mit minimaler Belastung der Drähte miteinander verschaltet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der erste Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs in der Außenlage angeordnet sein und der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs kann in der Innenlage angeordnet sein. Dabei kann der erste Verbindungsabschnitt des ersten Teilstrangs einen zweiten Verbindungsabschnitt des zweiten Teilstrangs überspannen, wobei der zweite Verbindungsabschnitt den zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs mit einem zweiten Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs verbinden kann. Beispielsweise können die Innenlage und die Außenlage der Wicklung auf der Kronenseite axial höher ausgeformt sein als die zwischen der Innenlage und der Außenlage angeordneten Wickellagen. Somit können Verbindungsabschnitte von Teilsträngen in den Zwischenlagen verdeckt durch Verbindungsabschnitt von Teilsträngen in der Innen- und Außenlage angeordnet sein.
Zudem kann der zweite Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs in einer zu der Innenlage benachbart angeordneten Zwischenlage angeordnet sein und der zweite Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs kann in einer zu der Zwischenlage benachbart angeordneten weiteren Zwischenlage angeordnet sein. Dabei kann der zweite Ausgangsabschnitt mit einem weiteren ersten Eingangsabschnitt eines weiteren ersten Teilstrangs verschaltet sein, wobei der weitere erste Eingangsabschnitt in der Außenlagen angeordnet sein kann. Beispielsweise kann der weitere erste Teilstrang gleich dem ersten Teilstrang von der Außenlage zur Innenlage geführt sein und von der Innenlage aus mit einem weiteren zweiten Teilstrang in der Zwischenlage verschaltet sein. Dabei können die jeweiligen Nuten der Ein- und Ausgangsabschnitte entlang des Umfangs voneinander beabstandet sein, sodass vorteilhafterweise eine gleichmäßige Wicklung entlang des ringförmigen Blechpakets erzielt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der erste Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs in der Innenlage angeordnet sein und der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs kann in der zu der Innenlage benachbarten Zwischenlage angeordnet sein. Dabei kann der zweite Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs in der Innenlage angeordnet sein und der zweite Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs in der Zwischenlage. Der zweite Ausgangsabschnitt kann zum Beispiel wiederum mit einem weiteren ersten Eingangsabschnitt eines weiteren ersten Teilstrangs verschaltet sein, der gleich dem ersten Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs in der Innenlage angeordnet sein kann. Auf diese beispielhafte weise können mehrere Teilstränge entlang der Innenlage und der Zwischenlage gewickelt sein, beispielsweise bis das ringförmige Blechpaket mindestens einmal umrundet ist. Anschließend kann zum Beispiel ein von der Zwischenlage ausgehender Teilstrang mit einem in eine benachbart angeordneten weiteren Zwischenlage eingehenden anderen Teilstrang verschaltet sein, sodass nach dem beschriebenen Wickelmuster andere Teilstränge entlang der weiteren Zwischenlage und der benachbarten Außenlage gewickelt sein können.
Zudem wird eine Komponente für eine elektrische Maschine mit einer Variante der zuvor vorgestellten Wicklung vorgestellt. Die Komponente umfasst zudem das ringförmige Blechpaket mit der Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket erstreckenden Nuten zum Aufnehmen der Teilstränge der Wicklung in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen. Durch diese Kombination können vorteilhafterweise die zuvor beschriebenen Vorteile optimal umgesetzt werden. Beispielsweise kann die Komponente drei der zuvor beschriebenen Wicklungen umfassen, um beispielsweise drei verschiedenen Phasen zu führen, wobei alle Wicklungen nach dem gleichen Wickelschema gewickelt sein können. Vorteilhafterweise kann dadurch eine kompakte Komponente mit optimierter Verschaltung der einzelnen Phasen realisiert sein.
Eine elektrische Maschine kann eine genannte Komponente umfassen, die entweder als Stator oder als Rotor ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann die Komponente drei der genannten Wicklungen umfassen.
Die elektrische Maschine eignet sich beispielsweise für einen elektrischen Achsantrieb. Ein solcher elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine genannte elektrischen Maschine, eine Getriebeeinrichtung und einen Stromrichter. Der Stromrichter kann beispielsweise als ein Wechselrichter ausgeführt sein. Unter Verwendung des Stromrichters kann ein zum Betreiben der elektrischen Maschine erforderlicher elektrischer Strom bereitgestellt werden. Unter Verwendung der Getriebeeinrichtung kann ein von der elektrischen Maschine bereitgestelltes Drehmoment in ein Antriebsmoment zum Antreiben zumindest eines Rads des Kraftfahrzeugs umgewandelt werden. Die Getriebeeinrichtung kann ein Getriebe zum Reduzieren der Drehzahl der elektrischen Maschine sowie optional ein Differenzial aufweisen.
Entsprechend kann ein Kraftfahrzeug eine genannte elektrische Maschine und zusätzlich oder alternativ einen genannten elektrischen Achsantrieb umfassen.
Zudem wird ein Verfahren zum Herstellen einer Variante der zuvor vorgestellten Wicklung für eine Variante der zuvor vorgestellten Komponente vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Durchführens des ersten Teilstrangs und des zweiten Teilstrangs der Wicklung durch benachbart zueinander angeordnete Wickellagen und einen Schritt des Verschaltens des ersten Teilstrangs mit dem zweiten Teilstrang der Wicklung.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Seitenansicht einer Komponente einer elektrischen Maschine mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2A eine schematische Draufsichtsdarstellung einer Komponente mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2B eine schematische Draufsichtsdarstellung einer Komponente mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schräge Draufsichtsdarstellung einer Komponente mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4A eine schräge Draufsichtsdarstellung einer Komponente mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4B eine schräge Draufsichtsdarstellung einer Komponente mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
5 eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wickelschemas für eine Wicklung;
6 eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wickelschemas für eine Wicklung;
7 eine schematische Darstellung eines ersten Teilstrangs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
8 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
9 ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Komponente 100 einer elektrischen Maschine 105 mit einer Wicklung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Komponente 100 ist lediglich beispielhaft als Stator ausgebildet und umfasst ein ringförmiges Blechpaket 115 mit einer Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket erstreckenden Nuten zum Aufnehmen von Teilsträngen der Wicklung 110 in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen. Die Wickellagen umfassen eine radial innerste Innenlage, eine radial äußerste Außenlage und zwei zwischen der Innenlage und der Außenlage angeordnete Zwischenlagen. Dabei ist ein erster Teilstrang a1 der Wicklung 110 mit einem zweiten Teilstrang A2 der Wicklung 110 in zueinander benachbart angeordneten Wickellagen verschaltet.
Die Teilstränge der Wicklung 110 sind lediglich beispielhaft als Flachdrähte zum Leiten eines elektrischen Energieflusses mit einer haarnadelähnlichen Geometrie ausgebildet, weshalb sie auch als Hairpins oder Haarnadel-Drähte bezeichnet werden können. Beispielhaft weist jeder Hairpin zwei durch jeweils eine Nut des Blechpakets geführte Abschnitte oder Schenkel auf, die an einer Kronenseite 117 der Komponente 100 miteinander verbunden sind. An einer der Kronenseite 117 gegenüberliegenden Twistseite 118 sind die freien Enden jedes Haarnadel-Drahtes mit einem anderen Draht verschaltbar. So umfasst die Wicklung 110 lediglich beispielhaft den ersten Teilstrang a1, der mit einem ersten Eingangsabschnitt 120 in einer ersten Eingangsnut 122 angeordnet ist. Dabei ist der erste Eingangsabschnitt 120 innerhalb der ersten Eingangsnut 122 in diesem Ausführungsbeispiel in einer ersten Eingangslage positioniert. Lediglich beispielhaft handelt es sich bei der ersten Eingangslage um die Außenlage der Wicklung 110.
An der Kronenseite 117 ist der erste Eingangsabschnitt 120 des ersten Teilstrangs a1 lediglich beispielhaft durch einen ersten Verbindungsabschnitt 124 mit einem ersten Ausgangsabschnitt 130 verbunden. Der erste Ausgangsabschnitt 130 ist in einem Ausführungsbeispiel in einer ersten Ausgangsnut 132 angeordnet und führt darin im Wesentlichen parallel zu dem ersten Eingangsabschnitt 120 von der Kronenseite 117 zur Twistseite 118. Dabei ist die erste Ausgangsnut 132 entlang eines Umfangs des Blechpakets 115 beabstandet zu der ersten Eingangsnut 122 angeordnet. Zudem ist der erste Ausgangsabschnitt 130 innerhalb der ersten Ausgangsnut 132 lediglich beispielhaft in einer ersten Ausgangslage positioniert, bei der es sich in einem Ausführungsbeispiel um die Innenlage der Wicklung 110 handelt. Dadurch überspannt der erste Verbindungsabschnitt 124 beispielhaft die zwischen der Außenlage und der Innenlage angeordneten Zwischenlagen der Wicklung 110.
Der erste Ausgangsabschnitt 130 ist beispielhaft mit einem zweiten Eingangsabschnitt 140 des zweiten Teilstrangs A2 verschaltet. Der zweite Eingangsabschnitt 140 ist in einem Ausführungsbeispiel in einer zweiten Eingangsnut 142 in einer zweiten Eingangslage angeordnet, wobei die zweite Eingangsnut 142 beispielhaft beabstandet zu der ersten Eingangsnut 122 und der ersten Ausgangsnut 132 positioniert ist. Die zweite Eingangslage entspricht in einem Ausführungsbeispiel einer benachbart zu der Innenlage angeordneten Zwischenlage der Wickellagen. Der zweite Eingangsabschnitt 142 ist lediglich beispielhaft über einen zweiten Verbindungsabschnitt 144 mit einem zweiten Ausgangsabschnitt 150 verbunden. Dabei ist der zweite Ausgangsabschnitt 150 in einer zweiten Ausgangsnut 152 angeordnet, die entlang des Umfangs des Blechpakets 115 beabstandet zu der ersten Eingangsnut 122, der ersten Ausgangsnut 132 und der zweiten Eingangsnut 142 positioniert ist. Innerhalb der zweiten Ausgangsnut 152 ist der zweite Ausgangsabschnitt 150 in einem Ausführungsbeispiel in einer zweiten Ausgangslage angeordnet, wobei die zweite Ausgangslage lediglich beispielhaft einer weiteren Zwischenlage entspricht, die zwischen der Zwischenlage und der Außenlage angeordnet ist.
Die 2A und 2B zeigen jeweils eine schematische Draufsichtsdarstellung einer Komponente 100 mit einer Wicklung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Komponente 100 und Wicklung 110 entsprechen oder ähneln der in der vorangegangenen Figur beschriebenen Komponente und Wicklung. Dabei ist die Komponente 100 in der hier gezeigten Darstellung von der Kronenseite gezeigt. Das ringförmige Blechpaket 115 der Komponente 100 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel vier Wickellagen L1, L2, L3, L4 zum Aufnehmen der Wicklung 110. Die Wickellagen L1, L2, L3, L4 des Blechpakets 115 sind radial benachbart zueinander angeordnet, wobei lediglich beispielhaft eine Innenlage L1 radial am innersten Rand der Wicklung 110 angeordnet ist und eine Außenlage L4 radial innen. Benachbart zu der Innenlage L1 ist eine Zwischenlage L2 angeordnet und zwischen der Zwischenlage L2 und der Außenlage L4 ist eine weitere Zwischenlage L3 angeordnet. Dabei sind die Teilstränge der Wicklung 110 in diesem Ausführungsbeispiel nach einem Wickelschema gewickelt, wie es in der nachfolgenden 5 beschrieben wird. Dadurch sind lediglich beispielhaft die Verbindungsabschnitte 124, 144 sowie andere Verbindungsabschnitte anderer Teilstränge der Wicklung 110 jeweils von der Außenlage L4 zu der Innenlage L1 geführt und überspannen die in den Zwischenlagen L2, L3 angeordneten Teilstränge der Wicklung 110.
3 zeigt eine schräge Draufsichtsdarstellung einer Komponente 100 mit einer Wicklung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Komponente 100 und Wicklung 110 entsprechen oder ähneln der in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Komponente und Wicklung. Dabei ist die Komponente 100 in der hier gezeigten Darstellung von der Kronenseite gezeigt, wobei die Verbindungsabschnitte 124, 144 und weitere Verbindungsabschnitte weiterer Teilstränge ähnlich einem Flachdach ausgeformt sind. Durch diese Ausformung ist zusätzlich Material einsparbar.
Die 4A und 4B zeigen jeweils eine schräge Draufsichtsdarstellung einer Komponente 100 mit einer Wicklung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Komponente 100 und Wicklung 110 entsprechen oder ähneln der in der vorangegangenen Figur beschriebenen Komponente und Wicklung. Die Komponente 100 umfasst ein ringförmiges Blechpaket 115 mit einer Mehrzahl von Nuten zum Aufnehmen von lediglich beispielhaft drei Wicklungen 110, 400, 405 in beispielhaft insgesamt vier radial benachbart angeordneten Wickellagen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wicklung 110 ausgebildet, um eine U-Phase zu führen und weist hierfür zwei Phasenanschlüsse U1, U2 zum Einleiten und Ausleiten eines entsprechenden Stromflusses in und aus der Wicklung 110 auf. Lediglich beispielhaft ist eine zweite Wicklung 400 ausgebildet, um eine W-Phase zu führen und weist hierfür zwei Phasenanschlüsse W1, W2 zum Einleiten und Ausleiten eines entsprechenden Stromflusses in und aus der zweiten Wicklung 400 auf. In ähnlicher Weise ist in diesem Ausführungsbeispiel ist eine dritte Wicklung 405 ausgebildet, um eine V-Phase zu führen und weist hierfür zwei Phasenanschlüsse V1, V2 zum Einleiten und Ausleiten eines entsprechenden Stromflusses in und aus der Wicklung 110 auf. Die Komponente 100 ist in beiden hier gezeigten Darstellungen von der Twistseite gezeigt, sodass sowohl die Phasenanschlüsse U1, U2, W1, W2, V1, V2 als auch die Verschaltung der Teilstränge miteinander gezeigt sind. Dabei ist ein beispielhafter weiterer erster Teilstrang a3 mit einem weiteren ersten Eingangsabschnitt 410 in diesem Ausführungsbeispiel in einer Außenlage der Wicklung angeordnet. Der weitere erste Eingangsabschnitt ist lediglich beispielhaft in einer ersten Twistrichtung ausgerichtet und entsprechend in der hier gezeigten Darstellung nach rechts gebogen, um mit dem zweiten Teilstrang verschaltet zu sein. Dabei ist durch die Ausrichtung des weiteren ersten Teilstrangs a3 sowie anderer Teilstränge der Wicklungen 110, 400, 405 eine geringe Wickelkopfhöhe H der Wicklungen 110, 400, 405 gegeben.
5 zeigt eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wickelschemas 500 für eine Wicklung, wie sie in den vorangegangenen Figuren beschrieben wurde. Das hier dargestellte Wickelschema 500 ist beispielhaft ausgeführt für eine Komponente mit einem Blechpaket mit beispielhaft 54 Nuten und einer Lochzahl 3 zum Aufnehmen von insgesamt drei Wicklungen 110, 400, 405, in denen beispielhaft die Phasen U, W und V geführt werden. Die Positionen 1 bis 54 der Nuten entlang des Umfangs des Blechpakets sind in den oberen drei Zeilen der Tabelle angegeben, wobei die oberste Zeile der die U-Phase führenden Wicklung 110 entspricht, die darunter angeordnete Zeile der die W-Phase führenden zweiten Wicklung 400 und die darunter angeordnete Zeile der die V-Phase führenden zusätzlichen Wicklung 405. In der vierten Zeile sind die Positionen der jeweiligen Anschlüsse der einzelnen Phasen angegeben, wobei U1 einen Eingang und U2 einen Ausgang der U-Phase bezeichnet, W1 einen Eingang und W2 einen Ausgang der W-Phase und V1 einen Eingang und V2 einen Ausgang der V-Phase.
Vier Zeilen unterhalb der Positionsmarkierungen entsprechen beispielhaft vier Wickellagen der Wicklung. Hierbei entspricht die oberste Zeile der radial äußersten Außenlage L4 der Wicklung und die unterste Zeile entspricht der radial innersten Innenlage L1. Die Zwischenlage L2 ist in der hier gezeigten Tabelle oberhalb der Innenlage L1 angeordnet und ist als im Blechpaket radial benachbart angeordnete Wickellage zu der Innenlage L1 zu verstehen. Die darüber angeordnete Zeile bezeichnet gleichermaßen die radial benachbart zu der Zwischenlage L2 angeordnete weitere Zwischenlage L3, die in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Zwischenlage L2 und der Außenlage L4 angeordnet ist. Dabei sind den einzelnen Wickellagen L1, L2, L3, L4 zwei verschiedene Twistrichtungen T1, T2 zugeordnet. Lediglich beispielhaft ist der Innenlage L1 und der Außenlage L4 jeweils eine erste Twistrichtung T1 zugeordnet, die lediglich beispielhaft in der hier gezeigten Darstellung rechtsgerichtet ist. Der Zwischenlage L2 und der weiteren Zwischenlage L3 ist in diesem Ausführungsbeispiel jeweils eine gegenläufige, das heißt tabellarisch linksgerichtete, zweite Twistrichtung T2 zugeordnet. In der untersten Zeile des Wickelschemas 500 sind Ein- und Ausgänge der Teilstränge der Wicklung ausgehend von einer Twistseite der Wicklung markiert.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Wickelschema 500 lediglich beispielhaft anhand einer Wicklung der U-Phase dargestellt. Dabei sind die übrigen Wicklungen nach dem gleichen Schema wickelbar.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs a1, wie er in der vorangegangenen 1 beschrieben wurde, an einer ersten Eingangsposition 40 in einer ersten Eingangsnut der Nuten und in einer ersten Eingangslage der Wickellagen angeordnet. Lediglich beispielhaft entspricht die erste Eingangslage in diesem Ausführungsbeispiel der Außenlage L4 der Wickellagen und die erste Eingangsposition 40 entspricht einer Position der durchnummerierten 54 Nuten entlang des Umfangs der Wicklung. Der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs a1 ist beispielhaft an einer ersten Ausgangsposition 49 in einer von der ersten Eingangsnut entlang eines Umfangs des Blechpakets beabstandeten ersten Ausgangsnut der Nuten und in einer ersten Ausgangslage der Wickellagen angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die erste Ausgangslage der Innenlage L1. Dadurch überspannt der Verbindungsabschnitt des Teilstrangs a1 beispielhaft die beiden Zwischenlagen L2, L3 der Wicklung sowie acht zwischen der Eingangsnut und der Ausgangsnut angeordnete Nuten.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs a1 mit einem zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 verschaltet. Der zweite Eingangsabschnitt ist beispielhaft in der benachbart zu der Innenlage L1 angeordneten Zwischenlage L2 angeordnet. Da der Innenlage L1 und der Zwischenlage L2 gegenläufige Twistrichtungen T1, T2 zugeordnet sind, ist eine Verschaltung der Teilstränge a1, A2 mit minimalem Kraftaufwand möglich. Dabei ist der zweite Eingangsabschnitt beispielhaft an einer zweiten Eingangsposition 42 angeordnet, sodass ein Abstand von 7 Nuten zwischen dem ersten Ausgangsabschnitt und dem zweiten Eingangsabschnitt besteht. Entsprechend sind die Abschnitte mit 3,5 Twistschritten mit einander verschaltbar, da dies der Hälfte der Anzahl der zu überspannenden Nuten entspricht.
Der zweite Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 ist in diesem Ausführungsbeispiel in der zu der Zwischenlage benachbart angeordneten weiteren Zwischenlage an einer zweiten Ausgangsposition 51 angeordnet. Der zweite Ausgangsabschnitt ist wiederum beispielhaft mit einem weiteren ersten Eingangsabschnitt eines weiteren ersten Teilstrangs a3 verschaltet, wobei der weitere erste Eingangsabschnitt in diesem Ausführungsbeispiel an einer weiteren ersten Eingangsposition 4 in der Außenlage L4 angeordnet ist. Der weitere erste Teilstrang a3 überspannt ähnlich dem ersten Teilstrang a1 beispielhaft die Zwischenlagen L2, L3 und ist ausgehend von der Innenlage L1 mit einem weiteren zweiten Teilstrang A4 verschaltet, der beispielhaft in der Zwischenlage L2 eingeht und in der weiteren Zwischenlage L3 ausgeht.
Entsprechend der beschriebenen Teilstränge a1, A2, a3, A4 sind weitere Teilstränge a5 bis A18 der Wicklung auf gleiche Weise alternierend miteinander verschaltet, sodass eine erste Hälfte der Teilstränge entlang einer ersten Hauptrichtung H1 der Wicklung gewickelt ist. Ein beispielhafter zusätzlicher zweiter Teilstrang A18 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem anderen ersten Teilstrang a19 verschaltet, wobei die Verschaltung lediglich beispielhaft innerhalb der weiteren Zwischenlage L3 durchgeführt ist. Der andere erste Teilstrang a19 ist lediglich beispielhaft von der weiteren Zwischenlage L3 an einer anderen ersten Eingangsposition 26 zu einer anderen ersten Ausgangsposition 16 in der Zwischenlage L2 geführt und mit einem anderen zweiten Teilstrang A20 verschaltet, der beispielhaft in der Innenlage L1 eingeht. Der andere zweite Teilstrang A20 ist lediglich beispielhaft von einer anderen zweiten Eingangsposition 23 der Innenlage L1 zu einer anderen zweiten Ausgangsposition 14 in der Außenlage L4 geführt. In diesem Ausführungsbeispiel gleicht das Wickelmuster der Teilstränge a19 bis A36 dem zuvor beschriebenen Wickelmuster der Teilstränge a1 bis A18, mit dem Unterschied, dass diese zweite Hälfte der Teilstränge der Wicklung entlang einer zur ersten Hauptrichtung H1 gegenläufigen zweiten Hauptrichtung H2 der Wicklung gewickelt ist.
6 zeigt eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Wickelschemas 600 für eine Wicklung, wie sie in den vorangegangen 1 bis 4 beschrieben wurde.
Das hier dargestellte weitere Wickelschema 600 ähnelt dem in der vorangegangenen 5 beschriebenen Wickelschema und ist beispielhaft ausgeführt für eine Komponente mit einem Blechpaket mit beispielhaft 54 Nuten und einer jeweiligen Lochzahl 3 zum Aufnehmen von insgesamt drei Wicklungen 110, 400, 405, in denen beispielhaft die Phasen U, W und V geführt werden. Die Positionen 1 bis 54 der Nuten entlang des Umfangs des Blechpakets sind in den oberen drei Zeilen der Tabelle angegeben, wobei die oberste Zeile der die U-Phase führenden weiteren Wicklung 110 entspricht, die darunter angeordnete Zeile der die W-Phase führenden zweiten Wicklung 400 und die darunter angeordnete Zeile der die V-Phase führenden zusätzlichen Wicklung 405. In der vierten Zeile sind die Positionen der jeweiligen Anschlüsse der einzelnen Phasen angegeben, wobei U1 einen Eingang und U2 einen Ausgang der U-Phase bezeichnet, W1 einen Eingang und W2 einen Ausgang der W-Phase und V1 einen Eingang und V2 einen Ausgang der V-Phase.
Vier Zeilen unterhalb der Positionsmarkierungen entsprechen beispielhaft vier Wickellagen der Wicklung. Hierbei entspricht die oberste Zeile der radial äußersten Außenlage L4 der Wicklung und die unterste Zeile entspricht der radial innersten Innenlage L1. Die Zwischenlage L2 ist in der hier gezeigten Tabelle oberhalb der Innenlage L1 angeordnet und ist als im Blechpaket radial benachbart angeordnete Wickellage zu der Innenlage L1 zu verstehen. Die darüber angeordnete Zeile bezeichnet gleichermaßen die radial benachbart zu der Zwischenlage L2 angeordnete weitere Zwischenlage L3, die in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Zwischenlage L2 und der Außenlage L4 angeordnet ist. Dabei sind den einzelnen Wickellagen L1, L2, L3, L4 zwei verschiedene Twistrichtungen T1, T2 zugeordnet. Lediglich beispielhaft ist der Außenlage L4 und der Zwischenlage L2 jeweils die erste Twistrichtung T1 zugeordnet, die lediglich beispielhaft in der hier gezeigten Darstellung rechtsgerichtet ist. Der Innenlage L1 und der weiteren Zwischenlage L3 ist in diesem Ausführungsbeispiel jeweils die gegenläufige, das heißt tabellarisch linksgerichtete, zweite Twistrichtung T2 zugeordnet. In der untersten Zeile des Wickelschemas 500 sind Ein- und Ausgänge der Teilstränge der Wicklung ausgehend von einer Twistseite der Wicklung markiert.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das weitere Wickelschema 600 lediglich beispielhaft anhand einer Wicklung der U-Phase dargestellt. Dabei sind die übrigen Wicklungen nach dem gleichen Schema wickelbar.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1, wie er in der vorangegangenen 1 beschrieben wurde, an einer ersten Eingangsposition 42 in einer ersten Eingangsnut der Nuten und in einer ersten Eingangslage der Wickellagen angeordnet. Lediglich beispielhaft entspricht die erste Eingangslage in diesem Ausführungsbeispiel der Innenlage L1 der Wickellagen und die erste Eingangsposition 42 entspricht einer Position der durchnummerierten 54 Nuten entlang des Umfangs der Wicklung. Der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1 ist beispielhaft an einer ersten Ausgangsposition 53 in einer von der ersten Eingangsnut entlang eines Umfangs des Blechpakets beabstandeten ersten Ausgangsnut der Nuten und in einer ersten Ausgangslage der Wickellagen angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die erste Ausgangslage der Zwischenlage L2. Dadurch überspannt der Verbindungsabschnitt des Teilstrangs A1 beispielhaft teilweise die Innenlage L2 und die benachbarte Zwischenlage L2 sowie zehn zwischen der Eingangsnut und der Ausgangsnut angeordnete Nuten.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1 mit einem zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 verschaltet. Der zweite Eingangsabschnitt ist wieder in der Innenlage L1 angeordnet, dabei aber in einer zu der ersten Eingangsnut beabstandeten zweiten Eingangsnut an ein einer zweiten Eingangsposition 6. Da der Innenlage L1 und der Zwischenlage L2 gegenläufige Twistrichtungen T1, T2 zugeordnet sind, ist eine Verschaltung der Teilstränge A1, A2 mit minimalem Kraftaufwand möglich. Dabei ist der zweite Eingangsabschnitt beispielhaft 7 Nuten entfernt von dem ersten Ausgangsabschnitt angeordnet. Entsprechend sind die Abschnitte mit 3,5 Twistschritten mit einander verschaltbar, da dies der Hälfte der Anzahl der zu überspannenden Nuten entspricht.
Der zweite Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 ist in diesem Ausführungsbeispiel gleich dem ersten Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs in der Zwischenlage an einer zweiten Ausgangsposition 15 angeordnet. Der zweite Ausgangsabschnitt ist wiederum beispielhaft mit einem weiteren ersten Eingangsabschnitt eines weiteren ersten Teilstrangs A3 verschaltet, wobei der weitere erste Eingangsabschnitt in diesem Ausführungsbeispiel an einer weiteren ersten Eingangsposition 22 in der Innenlage L1 angeordnet ist. Der weitere erste Teilstrang A3 überspannt ähnlich dem ersten Teilstrang A1 und dem zweiten Teilstrang A2 teilweise die Innenlage L1 und die Zwischenlage L2 und ist ausgehend von der Zwischenlage L2 mit einem weiteren zweiten Teilstrang A4 verschaltet, der beispielhaft ebenfalls in der Innenlage L1 eingeht und in der Zwischenlage L2 ausgeht. Auf diese Weise ist lediglich beispielhaft ein erstes Viertel der Teilstränge A1 bis A9 der Wicklung alternierend miteinander verschaltet und entlang der ersten Hauptrichtung H1 der Wicklung um die Innenlage L1 und die Zwischenlange L2 gewickelt.
Ein zusätzlicher zweiter Teilstrang A9 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgehend von der Zwischenlage L2 mit einem anderen ersten Teilstrang A10 verschaltet ist, wobei der andere erste Teilstrang A10 in der weiteren Zwischenlage L3 eingeht und in der Außenlage L4 ausgeht. Der andere erste Teilstrang A10 ist beispielhaft mit einem anderen zweiten Teilstrang A11 verschaltet, der ebenfalls in der weiteren Zwischenlage L3 eingeht und in der Außenlage L4 ausgeht. Auf diese Weise ist ein zweites Viertel der Teilstränge A10 bis A18 der Wicklung beispielhaft alternierend miteinander verschaltet und entlang der ersten Hauptrichtung H1 der Wicklung um die weitere Zwischenlage L3 und die Außenlage L4 gewickelt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu dem in der vorangegangenen 5 beschriebenen Wickelschema eine zweite Hälfte der Teilstränge a19 bis a36 entlang der zu der ersten Hauptrichtung H1 gegenläufigen zweiten Hauptrichtung H2 der Wicklung gewickelt. Hierfür ist ein Teilstrang A18 mit einem Teilstrang a19 lediglich beispielhaft innerhalb der Außenlage L4 verschaltet. Anschließend ist ein drittes Viertel der Teilstränge a19 bis a27 alternierend miteinander verschaltet und entlang der zweiten Hauptrichtung H2 der Wicklung um die Außenlage L4 und die weitere Zwischenlage L3 gewickelt. Ein viertes Viertel der Teilstränge a28 bis a36 ist beispielhaft alternierend miteinander verschaltet und entlang der zweiten Hauptrichtung H2 der Wicklung um die Zwischenlage L2 und die Innenlage L1 gewickelt.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Teilstrangs A1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der hier dargestellte ersten Teilstrang A1 entspricht oder ähnelt dem in den vorangegangenen 1, 5 und 6 beschriebenen ersten Teilstrang und ist in einer Wicklung, wie sie in den vorangegangenen Figuren beschrieben wurde, einsetzbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist der ersten Teilstrang A1 als Flachdraht aus einem Kupfermaterial zum Leiten elektrischer Energie und mit einer haarnadelähnlichen Geometrie ausgeformt. Der ersten Teilstrang A1 umfasst einen ersten Eingangsabschnitt 120 und einen ersten Ausgangsabschnitt 130 zum Durchführen durch eine Nut eines Blechpakets einer Komponente. Der erste Eingangsabschnitt 120 und der erste Ausgangsabschnitt 130 sind durch einen ersten Verbindungsabschnitt 124 verbunden.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 800 zum Herstellen einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 800 umfasst einen Schritt 805 des Durchführens des ersten Teilstrangs und des zweiten Teilstrangs der Wicklung durch benachbart zueinander angeordnete Wickellagen. Zudem umfasst das Verfahren 800 einen Schritt 810 des Verschaltens des ersten Teilstrangs mit dem zweiten Teilstrang der Wicklung.
9 zeigt ein Kraftfahrzeug 900 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Kraftfahrzeug weist einen elektrischen Achsantrieb mit einer elektrischen Maschine 105 auf, wie sie beispielsweise anhand der vorangegangenen Figuren beschrieben wurde. Elektrische Energie zum Betreiben der elektrischen Maschine 105 wird von einer Energieversorgungseinrichtung 902, beispielsweise einer Batterie, bereitgestellt. Beispielsweise wird von der Energieversorgungseinrichtung 902 ein Gleichstrom bereitgestellt, der unter Verwendung eines Stromrichters 904 der Getriebeeinrichtung in einen Wechselstrom, beispielsweise einen dreiphasigen Wechselstrom, gewandelt und an die elektrische Maschine 105 bereitgestellt wird. Eine von der elektrischen Maschine 105 angetriebene Welle ist direkt oder unter Verwendung einer Getriebeeinrichtung 906 mit zumindest einem Rad 908 des Kraftfahrzeugs 900 gekoppelt. Somit kann das Kraftfahrzeug 900 unter Verwendung der elektrischen Maschine 105 fortbewegt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der elektrische Achsantrieb ein Gehäuse, in dem der Stromrichter 904, die elektrische Maschine 105 und die Getriebeeinrichtung 906 integriert angeordnet sind.
Bezugszeichen

4: weitere erste Eingangsposition eines Wickelschemas
6: zweite Eingangsposition eines weiteren Wickelschemas
14: andere zweite Ausgangsposition eines Wickelschemas
15: zweite Ausgangsposition eines weiteren Wickelschemas
16: andere erste Ausgangsposition eines Wickelschemas
22: weitere erste Eingangsposition eines weiteren Wickelschemas
23: andere zweite Eingangsposition eines Wickelschemas
26: andere erste Eingangsposition eines Wickelschemas
40: erste Eingangsposition eines Wickelschemas
42: zweite Eingangsposition eines Wickelschemas
42: erste Eingangsposition eines weiteren Wickelschemas
49: erste Ausgangsposition eines Wickelschemas
51: zweite Ausgangsposition eines Wickelschemas
53: erste Ausgangsposition eines weiteren Wickelschemas
100: Komponente
105: elektrische Maschine
110: Wicklung
115: Blechpaket
117: Kronenseite
118: Twistseite
120: erster Eingangsabschnitt
122: erste Eingangsnut
124: erster Verbindungsabschnitt
130: erster Ausgangsabschnitt
132: erste Ausgangsnut
140: zweiter Eingangsabschnitt
142: zweite Eingangsnut
144: zweiter Verbindungabschnitt
150: zweiter Ausgangsabschnitt
152: zweite Ausgangsnut
400: weitere Wicklung
405: zusätzliche Wicklung
410: weiterer erster Eingangsabschnitt
500: Wickelschema
600: weiteres Wickelschema
800: Verfahren zum Herstellen einer Wicklung
805: Schritt des Durchführens
810: Schritt des Verschaltens
900: Kraftfahrzeug
902: Energieversorgungseinrichtung
904: Stromrichter
906: Getriebeeinrichtung
908: Rad
a1: erster Teilstrang nach einem Wickelschema
A1: erster Teilstrang nach einem weiteren Wickelschema
A2: zweiter Teilstrang
a3: weiterer erster Teilstrang nach einem Wickelschema
A3: weiterer erster Teilstrang nach einem weiteren Wickelschema
A4: weiterer zweiter Teilstrang
A9: zusätzlicher zweiter Teilstrang nach weiteren einem Wickelschema
A10: anderer erster Teilstrang nach einem weiteren Wickelschema
A11: anderer zweiter Teilstrang nach einem weiteren Wickelschema
A18: zusätzlicher zweiter Teilstrang nach einem Wickelschema
a19: anderer erster Teilstrang nach einem Wickelschema
A20: anderer zweiter Teilstrang nach einem Wickelschema
H: Wickelkopfhöhe
H1: erste Hauptrichtung der Wicklung
H2: zweite Hauptrichtung der Wicklung
L1: Innenlage
L2: Zwischenlage
L3: weitere Zwischenlage
L4: Außenlage
T1: erste Twistrichtung
T2: zweite Twistrichtung

Claims

Wicklung (110) für eine Komponente (100) einer elektrischen Maschine (105), wobei die Komponente (100) ein ringförmiges Blechpaket (115) mit einer Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket (115) erstreckenden Nuten (122, 132, 142, 152) zum Aufnehmen von Teilsträngen (a1; A1, A2, a3; A3) der Wicklung (110) in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen (L1, L2, L3, L4) umfasst, wobei die Wickellagen (L1, L2, L3, L4) mindestens eine radial innerste Innenlage (L1), eine radial äußerste Außenlage (L4) und mindestens zwei zwischen der Innenlage (L1) und der Außenlage (L4) angeordnete Zwischenlagen (L2, L3) umfassen, wobei ein erster Teilstrang (a1; A1) der Wicklung (110) mit einem zweiten Teilstrang (A2) der Wicklung (110) in zueinander benachbart angeordneten Wickellagen (L1, L2, L3, L4) oder innerhalb der gleichen Wickellage (L1, L2, L3, L4) verschaltet ist.
Wicklung (110) gemäß Anspruch 1, wobei die Wicklung (110) eine Mehrzahl erster und zweiter Teilstränge (a1; A1, A2) umfasst, die alternierend miteinander verschaltet sind.
Wicklung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine erste Hälfte der Teilstränge (a1; A1, A2, a3; A3) entlang einer ersten Hauptrichtung (H1) der Wicklung (110) gewickelt ist und eine zweite Hälfte der Teilstränge der Wicklung (110) entlang einer zur ersten Hauptrichtung (H1) gegenläufigen zweiten Hauptrichtung (H2) der Wicklung (110) gewickelt ist.
Wicklung (110) gemäß einem der vorangegangen Ansprüche, wobei der erste Teilstrang (a1; A1) einen ersten Eingangsabschnitt (120), einen ersten Ausgangsabschnitt (130) und einen den ersten Eingangsabschnitt (120) und den ersten Ausgangsabschnitt (130) verbindenden Verbindungsabschnitt (124) aufweist, wobei der erste Eingangsabschnitt (120) in einer ersten Eingangsnut (122) der Nuten (122, 132, 142, 152) und in einer ersten Eingangslage der Wickellagen (L1, L2, L3, L4) angeordnet ist und der erste Ausgangsabschnitt (130) in einer von der ersten Eingangsnut (122) entlang eines Umfangs des Blechpakets (115) beabstandeten ersten Ausgangsnut (132) der Nuten (122, 132, 142, 152) und in einer ersten Ausgangslage der Wickellagen (L1, L2, L3, L4) angeordnet ist, wobei die erste Eingangslage der Innenlage (L1) oder der Außenlage (L4) entspricht und wobei die erste Ausgangslage einer sich von der ersten Eingangslage unterscheidenden Wickellage (L1, L2, L3, L4) entspricht.
Wicklung (110) gemäß Anspruch 4, wobei der erste Ausgangsabschnitt (130) des ersten Teilstrangs (a1; A1) mit einem zweiten Eingangsabschnitt (140) des zweiten Teilstrangs (A2) verschaltet ist, wobei der zweite Eingangsabschnitt (140) in einer sich von der ersten Ausgangslage unterscheidenden zweiten Eingangslage der Wickellagen (L1, L2, L3, L4) angeordnet ist, wobei der ersten Ausgangslage eine erste Twistrichtung (T1) der Wicklung (110) zugeordnet ist und der zweiten Eingangslage eine sich von der ersten Twistrichtung (T1) unterscheidende zweite Twistrichtung (T2) der Wicklung (110).
Wicklung (110) gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der erste Eingangsabschnitt (120) des ersten Teilstrangs (a1; A1) (a1; A1) in der Außenlage (L4) angeordnet ist und der erste Ausgangsabschnitt (130) des ersten Teilstrangs (a1; A1) in der Innenlage (L1) angeordnet ist, wobei der erste Verbindungsabschnitt (124) des ersten Teilstrangs (a1; A1) einen zweiten Verbindungsabschnitt (144) des zweiten Teilstrangs (A2) überspannt, wobei der zweite Verbindungsabschnitt (144) den zweiten Eingangsabschnitt (140) des zweiten Teilstrangs (A2) mit einem zweiten Ausgangsabschnitt (150) des zweiten Teilstrangs (A2) verbindet.
Wicklung (110) gemäß Anspruch 6, wobei der zweite Eingangsabschnitt (140) des zweiten Teilstrangs (A2) in einer zu der Innenlage (L1) benachbart angeordneten Zwischenlage (L2) angeordnet ist und der zweite Ausgangsabschnitt (150) des zweiten Teilstrangs (A2) in einer zu der Zwischenlage (L2) benachbart angeordneten weiteren Zwischenlage (L3), wobei der zweite Ausgangsabschnitt (150) mit einem weiteren ersten Eingangsabschnitt (410) eines weiteren ersten Teilstrangs (a3; A3) verschaltet ist, wobei der weitere erste Eingangsabschnitt (410) in der Außenlage (L4) angeordnet ist.
Wicklung (110) gemäß Anspruch 4, wobei der erste Eingangsabschnitt (120) des ersten Teilstrangs (a1; A1) in der Innenlage (L1) angeordnet ist und der erste Ausgangsabschnitt (130) des ersten Teilstrangs (a1; A1) in der zu der Innenlage (L1) benachbarten Zwischenlage (L2), wobei der zweite Eingangsabschnitt (140) des zweiten Teilstrangs (A2) in der Innenlage (L1) angeordnet ist und der zweite Ausgangsabschnitt (150) des zweiten Teilstrangs (A2) in der Zwischenlage (L2).
Komponente (100) für eine elektrische Maschine (105) mit einer Wicklung (110) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche und mit dem ringförmigen Blechpaket (115) mit der Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket (115) erstreckenden Nuten (122, 132, 142, 152) zum Aufnehmen von Teilsträngen (a1; A1, A2, a3; A3) der Wicklung (110) in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen (L1, L2, L3, L4).
Elektrische Maschine (105) mit einer Komponente (100) gemäß Anspruch 9, wobei die Komponente (100) als Stator oder als Rotor der elektrischen Maschine (105) ausgeführt ist und drei Wicklungen (110, 400, 405) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.
Elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug (900) mit wenigstens einer elektrischen Maschine (105), einer Getriebeeinrichtung (906) und einem Stromrichter (904), dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (105) nach Anspruch 10 ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (900), umfassend eine elektrische Maschine (105) gemäß Anspruch 10 und/oder einen elektrischen Achsantrieb nach Anspruch 11.
Verfahren (800) zum Herstellen einer Wicklung (110) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 für eine Komponente (100) gemäß Anspruch 9, wobei das Verfahren (800) folgende Schritte (805, 810) aufweist: Durchführen (805) des ersten Teilstrangs (a1; A1) und des zweiten Teilstrangs (A2) der Wicklung (110) durch benachbart zueinander angeordnete Wickellagen (L1, L2, L3, L4); und Verschalten (810) des ersten Teilstrangs (a1; A1) mit dem zweiten Teilstrang (A2) der Wicklung (110).