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Die
Erfindung betrifft einen Stator für Elektromotoren umfassend
einen um eine geometrische Statorachse herum verlaufend angeordneten
Statorkörper
mit Polschuhen, den Polschuhen zugeordnete Statorwicklungen mit
Wicklungsanschlüssen
und eine in Richtung der Statorachse auf einer Seite des Statorkörpers angeordnete
Verschaltungsstruktur mit mehreren, zumindest teilweise um die Statorachse herum
verlaufenden Verschaltungselementen, von denen zumindest ein Teil
als aus einem Strangmaterial durch Formbiegen desselben hergestellter
Anschlussbügel
ausgebildet ist und von denen zumindest eines zur Herstellung einer
elektrischen Verbindung zwischen den Wicklungsanschlüssen und
einer Stromversorgung mindestens ein Anschlusselement umfasst.
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Ein
derartiger Stator ist aus der
DE 199 20 127 C2 bekannt. Bei allen derartigen
Statoren sind die Verschaltungselemente mit den an diesen vorgesehenen
Anschlusselementen durch Ausstanzen derselben aus dem Strangmaterial
ausgebildet. Dies ist aufwendig und mit der Ausführung mehrerer Arbeitsschritte
verbunden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stator der eingangs
beschriebenen Art möglichst
effizient und kostengünstig
herzustellen.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Stator der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
das Strangmaterial eine abgeflachte Querschnittsform aufweist, dass
die Anschlusselemente in den Anschlussbügel durch Umformen des Strangmaterials
eingeformt sind, dass das Strangmaterial zum Bilden von quer zur
Bogenebene verlaufenden Strangabschnitten des Anschlussbügels mit
Flachseiten aufeinanderliegend umgefaltete Umbiegungsbereiche aufweist.
Erfindungsgemäß ist es auch
zur Bildung des Anschlussbereichs, insbesondere in Form eines Mittelschenkels
einer Schleife, günstig,
wenn das Flachmaterial zum Bilden des Anschlussbereichs des Anschlusselements
mit Flachseiten aufeinanderliegend umgefaltete Umbiegungsbereiche
aufweist.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass somit die Herstellung der Verschaltungselemente
weit einfacher ist, da lediglich Biege- und Umformvorgänge bei einem zusammenhängenden
Stück Strangmaterial
erforderlich sind, um aus dem Strangmaterial den Anschlussbügel mitsamt
dem mindestens einen einstückig
angeformten Anschlusselement herzustellen.
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Um
die Verschaltungselemente günstig
mit den Wicklungsanschlüssen
verbinden zu können,
ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder Anschlussbügel einen
um die Statorachse herum verlaufenden Bogenabschnitt umfasst.
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Ein
derartiger Bogenabschnitt ist vorzugsweise aus dem Strangmaterial
in Form mindestens eines Teils eines offenen Rings gebogen. Das
heißt, dass
der Bogenabschnitt nicht ganz ringförmig oder in sich zurücklaufend
sein muss, sondern beispielsweise sich über einen Winkelbereich um
die Statorachse herum erstreckt, welcher weniger als 360°, vorzugsweise
weniger als 270° beträgt, um den
Materialverbrauch für
die Herstellung des Anschlussbügels
möglichst
gering zu halten.
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Der
Bogenabschnitt des Anschlußbügels kann
in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein.
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So
sieht ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Bogenabschnitt
aus Bogensegmenten gebildet ist, an die sich die Anschlußelemente
anschließen.
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Besonders
kostengünstig
ist es jedoch, wenn die Anschlußelemente
durch Biegen des fortlaufenden, den Bogenabschnitt bildenden Strangmaterials
geformt sind, das heißt,
daß das
Strangmaterial lediglich gebogen und nicht signifikant hinsichtlich seines
Querschnitts verändert
wird, um die Anschlußelemente
auszubilden.
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Vorzugsweise
wird dabei mindestens ein Teil der Anschlußelemente durch vom Bogenabschnitt ausgehende
Ausbiegungen, insbesondere Schleifen, aus Strangmaterial gebildet,
das heißt,
daß das Strangmaterial
zur Bildung der Anschlußelemente seinen
Querschnitt beibehält
und lediglich durch Biegen in eine Form gebracht wird.
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Eine
andere Lösung
sieht vor, daß ein
Teil der Anschlußelemente
durch endseitig vom Bogenabschnitt ausgehende Strangmaterialstücke gebildet ist.
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Hinsichtlich
des Verlaufs der Anschlußelemente
relativ zum Bogenabschnitt wurden bislang keine näheren Angaben
gemacht.
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So
ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Anschlußelemente
sich quer zu dem Bogenabschnitt erstrecken, um den Bogenabschnitt
günstigerweise so
legen zu können,
daß dieser
berührungslos
zu den Wicklungsanschlüssen
verläuft
und die elektrische Verbindung mit den Wicklungsanschlüssen und einer
Stromversorgung dadurch erfolgt, daß sich die Anschlußelemente
von dem Bogenabschnitt weg erstrecken.
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Besonders
raumsparend läßt sich
die erfindungsgemäße Verschaltungsstruktur
dadurch realisieren, daß die
Anschlußelemente
sich parallel zu einer Bogenebene des Bogenabschnitts erstreckende Abschnitte
aufweisen.
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Diese
sich parallel zu der Bogenebene erstreckenden Abschnitte sind im
einfachsten Fall dadurch realisierbar, daß die Anschlußelemente
in der Bogenebene liegen.
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Alternativ
dazu ist vorgesehen, daß die
sich ungefähr
parallel zur Bogenebene erstreckenden Abschnitte der Anschlußelemente
im Abstand von der Bogenebene verlaufen. Dies ist beispielsweise
dadurch realisierbar, daß die
Anschlußelemente
sich aus der Bogenebene, in welcher der Bogenabschnitt liegt, heraus
erstreckende Strangmaterialabschnitte aufweisen.
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Alternativ
dazu ist es denkbar, daß die
Anschlußelemente
an im Abstand von der Bogenebene verlaufende Abschnitte der Bogensegmente
angeformt sind.
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Besonders
in all den Fällen,
in denen die Anschlußelemente
sich ungefähr
parallel zur Bogenebene erstreckende Abschnitte aufweisen, die im
Abstand zur Bogenebene verlaufen, ist es für eine raumsparende Realisierung
der Verschaltungsstruktur von Vorteil, wenn zumindest ein von einem
Anschlußelement
eines anderen Verschaltungselements übergriffener Abschnitts eines
der Bogensegmente in der Bogenebene verläuft.
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Diese
Lösung
schafft die Möglichkeit,
in einfacher Weise eine elektrische Isolation zwischen den Bogensegmenten
und den diese übergreifenden
Anschlußelementen
anderer Verschaltungselemente zu realisieren.
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Eine
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Stators
mit besonders raumsparend aufgebauter Verschaltungsstruktur sieht
daher vor, daß sich
die parallel zu den Bogenebenen erstreckenden Abschnitte der Anschlußelemente
in einer Anschlußebene
erstrecken, welche im Abstand von der Bogenebene verläuft.
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Damit
besteht die Möglichkeit,
zumindest in den Bereichen, in denen die Bogensegmente des einen
Verschaltungselements von in der Anschlußebene verlaufenden Anschlußelementen
des anderen Verschaltungselements übergriffen werden, die Bogensegmente
in der im Abstand zu der Anschlußebene verlaufenden Bogenebene
verlaufen zu lassen, wobei vorzugsweise die Bogenebenen der mindestens
zwei Verschaltungselemente zusammenfallen können, insbesondere dann, wenn
bei den mindestens zwei der Verschaltungselemente die Anschlußelemente
des einen Verschaltungselements gegenüber den Anschlußelementen
des anderen Verschaltungselements in einem Winkelabstand voneinander angeordnet
sind.
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Noch
vorteilhafter ist es, wenn alle mit Anschlußelementen versehenen Verschaltungselemente
mit den Anschlußelementen
mit Winkelversatz in der Anschlußebene zumindest abschnittsweise
verlaufen und mit den von den Anschlußelementen anderer Verschaltungselemente übergriffenen
Abschnitten der Bogensegmente in der jeweiligen Bogenebene im Abstand
von der Anschlußebene
verlaufen, wobei vorzugsweise ebenfalls die Bogenebenen der mit
Anschlußelementen
versehenen Verschaltungselemente zusammenfallen.
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Um
eine gute Kontaktierung mit dem Wicklungsanschluß erreichen zu können, sieht
eine besonders günstige
Lösung
vor, daß die
Anschlußelemente
einen eine abgeflachte Seite aufweisenden Anschlußbereich
umfassen, wobei mit der abgeflachten Seite des Anschlußbereichs
eine Kontaktierung des Wicklungsanschlusses, beispielsweise durch Verlöten oder
Verschweißen
erfolgt.
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Das
Strangmaterial mit abgeflachter Querschnittsform kann dabei beispielsweise
ein Band oder Draht mit einem rechteckförmigen Querschnitt sein.
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Besonders
raumsparend und kostengünstig lässt sich
ein erfindungsgemäßer Anschlussbügel dann
herstellen, wenn das Strangmaterial ein Flachmaterialstreifen ist.
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Auch
ein Strangmaterial mit abgeflachter Querschnittsform könnte beispielsweise
so gebogen werden, dass dieses mit seiner Flachseite parallel zur Bogenebene
verläuft.
Besonders günstig
ist es jedoch bei einem derartigen Strangmaterial, wenn das Strangmaterial
mit einer Flachseite quer zur Bogenebene verläuft.
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In
diesem Fall ist es einfach, Anschlusselemente zu biegen, welche
ebenfalls in der Bogenebene verlaufen.
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Bei
Anschlusselementen, welche zumindest abschnittsweise im Abstand
von der Bogenebene verlaufen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass
das Strangmaterial zum Bilden von quer zur Bogenebene verlaufenden
Abschnitten des Anschlussbügels
mit Flachseiten umgefaltete Umbiegungsbereiche aufweist.
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Vorzugsweise
ist dabei der Umbiegungsbereich der Anschlussbügel durch Aufeinanderfalten des
eine abgeflachte Querschnittsform aufweisenden Strangmaterials längs einer
quer zur Längsrichtung
des Strangmaterials verlaufenden Biegelinie hergestellt.
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Zweckmäßigerweise
ist dabei die Biegelinie so ausgerichtet, dass sie schräg zur Längsrichtung des
Strangmaterials, insbesondere ungefähr 45° zur Längsrichtung des Strangmaterials,
verläuft.
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Die
Anordnung der Verschaltungselemente kann auf der vorgesehenen Seite
des Statorkörpers in
verschiedenster Art und Weise relativ zu den Wicklungsanschlüssen erfolgen.
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Eine
besonders raumsparende Integration der Verschaltungselemente ist
dann möglich,
wenn zumindest ein Teil derselben, vorzugsweise alle, mit ihren
Bogenabschnitten zwischen den innersten und den äußersten Wicklungsanschlüssen liegen.
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Hinsichtlich
der Isolation der Verschaltungselemente relativ zueinander wurden
im Zusammenhang mit den bisher erläuterten Ausführungsbeispielen
keine näheren
Angaben gemacht.
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So
ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Verschaltungselemente
in einem Isolierkörper
angeordnet sind.
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Ein
derartiger Isolierkörper
kann beispielsweise als Formkörper
ausgebildet sein, welcher Ausnehmungen zur Aufnahme der Verschaltungselemente
aufweist.
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Alternativ
dazu sieht eine andere vorteilhafte Lösung vor, dass der Isolierkörper durch
eine ausgehärtete,
die Verschaltungsstruktur zumindest teilweise eingebettet aufnehmende
Einbettmasse gebildet ist. Eine derartige Einbettmasse hat den Vorteil,
dass sie eine einfache und dauerhaft die Verschaltungsstruktur schützende Art
der Isolierung der Verschaltungselemente relativ zueinander ermöglicht.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden
Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels
eines nicht dem Anspruch 1 unterfallenden Stators;
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2 eine
Draufsicht auf den Stator gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel,
und zwar auf eine die Verschaltungsstruktur aufweisende Seite;
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3 eine
Seitenansicht in Richtung des Pfeils B in 2;
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4 eine
vergrößerte Darstellung
von mit Anschlusselementen versehenen Verschaltungselementen der
Verschaltungsstruktur beim ersten Ausführungsbeispiel
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5 eine
Ansicht ähnlich 3 eines
zweiten Ausführungsbeispiels
eines nicht dem Anspruch 1 unterfallenden Stators;
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6 eine
Ansicht ähnlich 1 eines
dritten Ausführungsbeispiels
eines nicht dem Anspruch 1 unterfallenden Stators;
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7 eine
Ansicht ähnlich 3 des
dritten Ausführungsbeispiels
eines Stators;
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8 eine
vergrößerte Darstellung
der Verschaltungselemente der Verschaltungsstruktur beim dritten
Ausführungsbeispiel
eines Stators;
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9 eine
Draufsicht ähnlich 2 auf
ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Stators;
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10 eine
Ansicht ähnlich 3 des
Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Stators;
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11 eine
Ansicht eines zweiten Verschaltungselements beim Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Stators
in Richtung des Pfeils C in 12;
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12 eine
Draufsicht auf das zweite Verschaltungselement beim Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Stators
in Richtung des Pfeils D in 11;
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13 eine
ausschnittsweise vergrößerte und
teilweise abgebrochene Darstellung eines Bereichs E in 11;
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14 eine
Darstellung ähnlich 12 eines
dritten Verschaltungselements des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stators
und
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15 eine
Darstellung ähnlich 12 eines
vierten Verschaltungselements des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stators.
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Die
drei Ausführungsbeispiele
gemäß den 1-8 sind
nicht Teil der Erfindung und dienen Pediglich der Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform
gemäß der 9-15.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines Stators 10 für
Elektromotoren umfasst, wie in 1 bis 3 dargestellt,
einen Statorkörper 12,
welcher um eine geometrische Statorachse 14 umlaufend ausgebildet
ist und eine Vielzahl von Polschuhen 16 aufweist, die sich
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
des Statorkörpers 12 von
einem Ringkörper 18 ausgehend
radial zur geometrischen Statorachse 14 erstrecken und
auf einer der geometrischen Statorachse 14 abgewandten
Seite des Ringkörpers 18 und
der Polschuhe 16 liegende Polschuhköpfe 20 aufweisen.
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Der
in diesem Ausführungsbeispiel
dargestellte Statorkörper 12 ist
ein Statorkörper
für einen Außenläufer, welcher
den Statorkörper 12 radial
außen
liegend umgibt. Die erfindungsgemäße Lösung kann ohne Einschränkung auch
bei einem Innenläufer
eingesetzt werden.
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Der
Statorkörper 12 mit
dem Ringkörper 18 und
den Polschuhen 16 ist beispielsweise aus einzelnen, sich
senkrecht zur geometrischen Statorachse 14 erstreckenden
und gegeneinander isolierten Blechlagen aufgebaut, die in Richtung
der geometrischen Statorachse 14 gestapelt sind. Dabei
dient der Ringkörper 18 nicht
nur dazu, die einzelnen Polschuhe 16 zu tragen, sondern
auch dazu, einen magnetischen Rückschluss
für paarweise
einander zugeordnete Polschuhe 16 zu erhalten.
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Wie
insbesondere in 1 erkennbar, ist jedem der Polschuhe 16 eine
Statorwicklung 22 zugeordnet, welche vorzugsweise zwischen
dem jeweiligen Polschuhkopf 20 und dem Ringkörper 18 liegt und
den jeweiligen Polschuh 16 umschließt.
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Jede
der Statorwicklungen 22 endet, wie insbesondere in 1 und 3 dargestellt,
mit aus dem Wicklungsdraht gebildeten Wicklungsanschlüssen 24 und 26,
die ungefähr
parallel zur geometrischen Statorachse 14 ausgerichtet
auf einer Seite 28 des Statorkörpers 12 über diesen
und die Statorwicklungen 22 überstehen und ein Wicklungsanschlußmuster 30 bilden,
welches im dargestellten Fall auf einem inneren Kreisbogen 32 um
die geometrische Statorachse 14 liegende innere Wicklungsanschlüsse 24 und
auf einem äußeren Kreisbogen 34 liegende äußere Wicklungsanschlüsse 26 umfaßt.
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Dabei
weisen vorzugsweise aufeinanderfolgende innere Wicklungsanschlüsse 24 und
aufeinanderfolgende äußere Wicklungsanschlüsse 26 einen Winkelabstand
auf, der dem Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgender Polschuhe 16 entspricht.
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Ein
Verschalten der einzelnen Wicklungsanschlüsse 24, 26 des
Wicklungsanschlußmusters 30 untereinander
sowie die Herstellung einer Verbindung zu einer Stromversorgung 36 erfolgt über eine auf
der Seite 28 des Statorkörpers 12 angeordnete Verschaltungsstruktur 40,
die eine Vielzahl von Verschaltungselementen 42, 44, 46 und 48 umfaßt, welche
im wesentlichen zwischen den inneren 24 und den äußeren Wicklungsanschlüssen 26 liegen.
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Sollen
beispielsweise die Statorwicklungen 22 in Form einer Sternschaltung
miteinander verschaltet werden, so umfaßt die Verschaltungsstruktur 40 ein
in 1 und 3 dargestelltes erstes Verschaltungselement 42,
welches mit allen inneren Wicklungsanschlüssen 24 aller Statorwicklungen 22 verbunden
ist und somit elektrisch gesehen das Potential eines Sternpunktes
für die
Statorwicklungen 22 festlegt, ohne daß zwangsläufig eine Verbindung zur Stromversorgung 36 erforderlich
ist. Bei einer anders gearteten Verschaltung der Statorwicklungen 22 kann
auch das erste Verschaltungselement 42 zu Meß- und/oder
Ansteuerungszwecken herausgeführt sein.
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Ein
zweites Verschaltungselement 44 dient, wie in 1 und 2 dargestellt,
beispielsweise dazu, die äußeren Wicklungsanschlüsse 261 , 264 und 267 der Statorwicklungen 221 , 224 und 227 zu kontaktieren (1, 2).
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Ein
drittes Verschaltungselement 46 dient, wie ebenfalls in 1 und 2 dargestellt,
dazu, die äußeren Wicklungsanschlüsse 262 , 265 und 268 der Statorwicklungen 222 , 225 und 228 zu kontaktieren.
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Schließlich dient
ein drittes Verschaltungselement 48, wie ebenfalls in 1 und 2 dargestellt,
dazu, die äußeren Wicklungsanschlüsse 263 , 266 und 269 der Statorwicklungen 223 , 226 und 229 zu kontaktieren.
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Durch
das zweite, dritte und vierte Verschaltungselement 44, 46, 48 sind
somit jeweils drei der Statorwicklungen 22, nämlich die
Statorwicklungen 221 , 224 und 227 ,
die Statorwicklungen 222 , 225 und 228 und
die Statorwicklungen 223 , 226 und 229 ,
in Parallelschaltung zu je einer Phase zusammengeschaltet.
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Die
einzelnen zusammengeschalteten Statorwicklungen 22 einer
Phase weisen, aufgrund der Anordnung aller Statorwicklungen 221 bis 229 in
gleichen Winkelabständen,
denselben internen Winkelabstand voneinander auf, der zwischen den
aufeinanderfolgenden Statorwicklungen 22 einer Phase von
drei zusammengeschalteten Statorwicklungen 22, beispielsweise
den Statorwicklungen 221 , 224 und 227 ,
dem dreifachen Winkelabstand von aufeinanderfolgenden Statorwicklungen 22 des
Stators 10 entspricht.
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Um
mit den Verschaltungselementen 44, 46 und 48 die
einzelnen Statorwicklungen 22 selektiv verschalten zu können, ist
jedes der Verschaltungselemente 44, 46, 48,
wie in 4 nochmals vergrößert dargestellt und im Einzelnen
anhand des zweiten Verschaltungselements 44 erläutert, aus
einem sich von einem ersten Ende 522 bis
zu einem zweiten Ende 542 erstreckendem
Strangmaterial, im Fall des Verschaltungselements 44 aus
einem Rundmaterial, hergestellt, welches durch Formbiegen zu einem
als Ganzes mit 502 bezeichneten
Anschlußbügel gebogen
ist.
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Der
Anschlußbügel 502 weist seinerseits einen Bogenabschnitt 562 auf, der aus beispielsweise vier Kreisbogensegmenten 582 , 602 , 622 und 642 gebildet
ist, die in einer Bogenebene 662 liegen,
wobei die Bogenebene 662 vorzugsweise
senkrecht zur geometrischen Statorachse 14 verläuft. Ferner
sind an den Bogenabschnitt 562 Anschlußelemente 702 , 722 und 742 angeformt, welche sich ebenfalls in
der Bogenebene 662 , jedoch gegenüber den
Kreisbogensegmenten 582 , 602 , 622 und 642 radial nach außen, vorzugsweise in der Form
von U-förmigen
Schleifen 762 , 782 und 802 , erstrecken, wobei die U-förmigen Schleifen 762 , 782 und 802 ebenfalls durch Biegen des Strangmaterials
unmittelbar und einstückig
an die Kreisbogensegmente 582 , 602 , 622 , 642 angeformt sind.
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So
ist beispielsweise beginnend mit dem Kreisbogensegment 582 an dieses die Schleife 762 des Anschlußelements 702 durch
Biegen angeformt, auf welche dann das durch Biegen geformte Kreisbogensegment 602 folgt, an welches ebenfalls dann wieder
die Schleife 782 angebogen ist
und auf diese folgt dann das durch Biegen des Strangmaterials geformte
Kreisbogensegment 622 , an welches
dann weiter durch Biegen die Schleife 802 angeformt
ist, auf welche das Kreisbogensegment 642 folgt,
an dessen Ende 822 ein vorzugsweise
radial zur geometrischen Statorachse 14 verlaufender und
bis zum zweiten Ende 542 reichendes
Anschlußelement 842 in Form eines Strangmaterialstücks 862 durch Biegen angeformt ist, mit welchem
dann beispielsweise ein Steckanschlußelement 882 verbunden
ist, über
welches eine elektrische Verbindung zwischen dem Anschlußbügel 502 und einer zur Stromversorgung 36 führenden
elektrischen Zuleitung herstellbar ist.
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Aus
Gründen
der Raumersparnis liegt der Bogenabschnitt 562 ,
wie insbesondere auch in 3 dargestellt, zwischen den
inneren Wicklungsanschlüssen 24 und
den äußeren Wicklungsanschlüssen 26,
wobei in der dargestellten Lösung
der Bogenabschnitt 562 den äußeren Wicklungsanschlüssen 26 nächstliegend
angeordnet ist, so daß die
radiale Erstreckung der U-förmigen Schleifen 762 , 782 und 802 lediglich so groß ist, daß die Kreisbogensegmente 582 , 602 , 622 und 642 im
notwendigen Isolationsabstand an den übrigen nicht zu kontaktierenden äußeren Wicklungsanschlüssen 262 , 263 , 265 , 266 , 268 , 269 vorbeigeführt werden
können.
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Um
bei den ebenfalls aus demselben Rundmaterial hergestellten Schleifen 762 , 782 , 802 eine gute Kontaktierung mit den Wicklungsanschlüssen 261 , 264 und 267 erreichen zu können, sind die U-förmigen Schleifen 762 , 782 , 802 im Bereich ihres Mittelschenkels mit
einer den Wicklungsanschlüssen 261 , 264 und 267 zugewandten und einen Anschlußbereich
darstellenden Abflachung 90, 92, 94 versehen, welche
sich ungefähr
parallel zu der geometrischen Statorachse 14 erstreckt
und somit auch ungefähr parallel
zu den äußeren Wicklungsanschlüssen 261 , 264 und 267 verläuft.
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Diese
Abflachungen 90, 92 und 94 lassen sich
am einfachsten durch eine insgesamt erfolgende Stauchung des im
Querschnitt runden Strangmaterials herstellen.
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Wie
in 1 und 4 dargestellt, sind das dritte
Verschaltungselement 46 und das vierte Verschaltungselement 48 vom
Grundsatz her in gleicher Weise ausgebildet, allerdings mit dem
Unterschied, daß wie
insbesondere in 3 erkennbar, der Bogenabschnitt 563 gegenüber dem Bogenabschnitt 562 bezogen auf die geometrische Statorachse 14 radial nach
innen versetzt verläuft
und somit sind die die Anschlußelemente 703 , 723 , 743 bildenden U-förmigen Schleifen 763 , 783 und 803 so ausgebildet, daß sie zwar nach wie vor in
der entsprechenden Bogenebene 663 des
Bogenabschnitts 563 liegen, allerdings
eine größere radiale
Erstreckung relativ zum Bogenabschnitt 563 aufweisen,
so daß die
U-förmigen
Schleifen 763 , 783 und 803 bis zu den äußeren Wicklungsanschlüssen 262 , 265 und 267 reichen, die in gleichem radialen
Abstand von der geometrischen Statorachse 14 angeordnet
sind, wie die Wicklungsanschlüsse 261 , 264 und 267 . Ferner sind aufgrund der Winkelabstände zwischen
den äußeren Wicklungsanschlüssen 261 bis 269 auch
die Anschlußelemente 703 , 723 und 743 gegenüber den Anschlußelementen 702 , 722 und 742 um einen Winkelabstand versetzt, der
dem Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Wicklungsanschlüssen 261 , 262 ,
... 269 entspricht.
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Bei
dem vierten Verschaltungselement 48 liegt, wie in 1, 3 und 4 erkennbar,
der Bogenabschnitt 564 radial zur
geometrischen Statorachse 14 noch weiter innen, so daß die die
Anschlußelemente 704 , 724 , 744 bildenden U-förmigen Schleifen 764 , 784 und 804 eine noch größere Erstreckung radial zur
geometrischen Statorachse 14 aufweisen, um die äußeren Wicklungsanschlüsse 263 , 266 und 269 kontaktieren zu können, wobei auch bei dem vierten
Verschaltungselement 48 der Bogenabschnitt 564 und die Schleifen 764 , 784 und 804 ebenfalls
in der entsprechenden Bogenebene 664 liegen. Außerdem sind
die Anschlußelemente 704 , 724 , 744 wiederum gegenüber den Anschlußelementen 703 , 723 und 743 um einen Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden
Wicklungsanschlüssen
und gegenüber
den Anschlußelementen 702 , 722 und 742 um den doppelten Winkelabstand zwischen
aufeinanderfolgenden Wicklungsanschlüssen 261 ...269 versetzt.
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Da
zur Kontaktierung die U-förmigen
Schleifen 763 , 783 und 803 des dritten Anschlußbügels 503 berührungslos zu den Kreisbogensegmenten 602 , 622 und 642 verlaufen sollen, muß die Bogenebene 663 gegenüber der Bogenebene 662 in Richtung der geometrischen Statorachse 14 versetzt
angeordnet sein. Beispielsweise liegt die Bogenebene 663 in einem größeren axialen Abstand vom Statorkörper 12 als
die Bogenebene 662 , wie in 3 dargestellt
ist.
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Aus
demselben Grund liegt auch die Bogenebene 664 des
vierten Anschlußbügels 504 in noch größerem axialen Abstand von dem
Statorkörper 12 als
die Bogenebenen 662 und 663 des Anschlußbügels 502 und 503 , wie in 3 ebenfalls
dargestellt.
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Um
die Verschaltungselemente 42, 44, 46 und 48 relativ
zueinander isoliert zu halten und insbesondere auch zur Herstellung
der Verbindung mit den Wicklungsanschlüssen 26 isoliert zueinander
ausrichten zu können,
ist vorzugsweise ein als Ganzes mit 100 bezeichneter Isolierkörper vorgesehen,
welcher auf dem Statorkörper 12 oder
auf den Statorwicklungen 22 mit einer Unterseite 102 auflegbar
ist und ringförmige
Ausnehmungen 104, 106 und 108 aufweist,
in welche das zweite Verschaltungselement 44, das dritte
Verschaltungselement 46 und das vierte Verschaltungselement 48 mit
ihren Bogenabschnitten 562 , 563 bzw. 564 einlegbar
sind, wobei jede der Ausnehmungen 104, 106 und 108 einen
Bodenbereich 110, 112, 114 aufweist,
auf welchem der jeweilige in der entsprechenden Bogenebene 662 , 663 bzw. 664 verlaufende Bogenabschnitt 562 , 563 bzw. 564 aufliegt, so daß durch die Bodenbereiche 110, 112 und 114 die
Lage der Bogenebenen 662 , 663 bzw. 664 vorgebbar
ist.
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Ferner
ist vorzugsweise das erste Verschaltungselement 42 als
zu einem fast geschlossenen Ring aus sich zwischen einem ersten
Ende 521 und einem zweiten Ende 541 erstreckenden Bogenabschnitt 561 gebogen, der mit sämtlichen inneren Wicklungsanschlüssen 24 verbunden
ist (1).
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Dieses
erste Verschaltungselement 42 ist vorzugsweise so angeordnet,
daß es
nahe den Statorwicklungen 22 sitzt, wobei der Isolierkörper 100 eine
sich ausgehend von der Unterseite 102 in diesen hineinerstreckende
Ausnehmung 116 aufweist, in welcher der Bogenabschnitt 561 verläuft, und somit ist das erste
Verschaltungselement 42 von dem Isolierkörper 100 auf
seiner den Statorwicklungen 22 abgewandten Seite übergriffen.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel,
dargestellt in 5 ist die Verschaltungsstruktur 40 identisch
ausgeführt
wie beim ersten Ausführungsbeispiel,
allerdings ist anstelle des Isolierkörpers 100 die gesamte
Verschaltungsstruktur 40 in eine ausgehärtete Einbettmasse 120 aus
isolierendem Material, beispielsweise isolierendem Kunststoff, eingebettet, die
an die Seite 28 des Statorkörpers 12 und der Statorwicklungen 22 angeformt
ist und sowohl die Verschaltungsstruktur 40 als auch die
Wicklungsanschlüsse 26 umschließt und somit
nicht nur gegen Korrosion, sondern auch gegen sich möglicherweise ausbildende
und zu Kriechströmen
führende
Verschmutzungen sichert.
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Im übrigen sind
die weiteren Elemente des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stators 10 in
gleicher Weise ausgebildet wie beim ersten Ausführungsbeispiel, so daß dieselben Bezugszeichen
verwendet werden und hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich
auf die Ausführungen
zum ersten Ausführungsbeispiel
Bezug genommen wird.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel
eines Stators, dargestellt in den 6 und 7,
sind ebenfalls diejenigen Elemente, die mit denen des ersten Stators
identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass hinsichtlich
der Beschreibung derselben ebenfalls vollinhaltlich auf die Ausführungen
zum ersten Ausführungsbeispiel
Bezug genommen wird.
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Bei
dem dritten Ausführungsbeispiel
erfüllt die
Verschaltungsstruktur 40' dieselben
Funktionen und es sind das erste Verschaltungselement 42', das zweite
Verschaltungselement 44',
das dritte Verschaltungselement 46' und das vierte Verschaltungselement 48' vorgesehen,
die ebenfalls aus einem Strangmaterial durch Formbiegen hergestellt
sind, allerdings hinsichtlich der konkreten Ausbildung des einzelnen
Anschlussbügels 50' Unterschiede
aufweisen, wie in 8 dargestellt.
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Das
erste Verschaltungselement 42' ist auch bei dem dritten Ausführungsbeispiel
in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel als sich zwischen
dem ersten Ende 521 und dem zweiten
Ende 541 erstreckender Bogenabschnitt 56'1 ausgebildet, so
dass insoweit kein prinzipieller Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
besteht.
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Beim
zweiten Verschaltungselement 44' sind, wie in 8 dargestellt,
die den Bogenabschnitt 56'2 bildenden Kreisbogenabschnitte 58'2 , 60'2 , 62'2 und 64'2 im
wesentlichen mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch.
Im Gegensatz dazu sind jedoch die Anschlußelemente 70'2 , 72'2 und 74'2 so ausgebildet,
daß diese
nicht mehr in der Bogenebene 662 liegen,
sondern zunächst
ausgehend von dem Bogenabschnitt 56'2 aus der
Bogenebene 662 heraus verlaufende
Strangmaterialabschnitte 1302 aufweisen,
zu zur Bogenebene 662 parallel
verlaufenden Anschlußebene 1322 liegenden U-förmigen Schleifen 76'2 , 78'2 und 80'2 die
nicht mehr in der Bogenebene 662 liegen,
sondern gegenüber
dieser axial beabstandet sind.
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Außerdem liegt
auch das Anschlußelement 84'2 in
der Anschlußebene 1322 und ist ebenfalls über einen Strangmaterialabschnitt 1342 mit dem Ende 82'2 des
Kreisbogensegments 64'2 verbunden.
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Das
vierte Verschaltungselement 48' ist ähnlich wie das zweite Verschaltungselement 44' ausgebildet,
wobei – in
gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel – der Bogenabschnitt 56'4 bezogen auf
die geometrische Statorachse 14 gegenüber dem Bogenabschnitt 56'2 innerhalb
desselben verläuft.
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Ferner
sind bei dem vierten Verschaltungselement die U-förmigen Schleifen 76'4 , 78'4 und 80'4 ebenfalls
gegenüber
der Bogenebene 664 versetzt und
parallel zu dieser verlaufend angeordnet.
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Der
Abstand der in der Anschlußebene 1324 liegenden Schleifen 76'4 , 78'4 und 80'4 gegenüber der Bogenebene 664 ist im wesentlichen derselbe wie der Versatz
der Schleifen 76'2 , 78'2 und 80'2 gegenüber der
Bogenebene 662 . Damit können die
Schleifen 76'4 , 78'4 und 80'4 den
Bogenabschnitt 56'2 berührungsfrei übergreifen, insbesondere da
die Schleifenabschnitte 76'4 , 78'4 und 80'4 in einem
Winkelversatz gegenüber
den Schleifen 76'2 , 78'2 und 80'2 angeordnet
sind, welcher ungefähr
einem Winkelabstand zwischen aufeinanderfolgenden Polschuhen 16 entspricht.
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In
gleicher Weise verlaufen auch die Versorgungsanschlüsse 84'2 und 84'4 im
Abstand von der jeweiligen Bogenebene 662 bzw. 664 .
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Das
dritte Verschaltungselement 46' des dritten Ausführungsbeispiels
könnte
in gleicher Weise wie das zweite Verschaltungselement 44' oder das vierte
Verschaltungselement 48' ausgebildet
sein, um sicherzustellen, daß die
U-förmigen Schleifen 76'3 , 78'3 und 80'3 sowie
das Anschlußelement 84'3 im
Abstand von der jeweiligen Bogenebene 663 verlaufen.
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Es
ist aber auch denkbar, so wie im Zusammenhang mit dem dritten Verschaltungselement 46' in 8 dargestellt,
die Kreisbogensegmente 58'3 , 60'3 , 62'3 und 64'3 nur
abschnittsweise in der Bogenebene 663 verlaufen
zu lassen, und zwar in den Abschnitten 1363 ,
in denen die Kreisbogensegmente 58'3 , 60'3 und 62'3 von
Schleifen 76, 78, 80, beispielsweise
den Schleifen 76'4 , 78'4 und 80'4 der
Anschlußelemente 70'4 , 72'4 und 74'4 übergriffen
werden.
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Die übrigen Abschnitte 1383 der Kreisbogensegmente 58'3 , 60'3 und 62'3 können ebenfalls
in Höhe
der Schleifen 76'3 , 78'3 und 80'3 verlaufen,
wobei eine Verbindung zwischen diesen durch aus der jeweiligen Bogenebene 663 heraus verlaufende Strangmaterialabschnitte 1403 erfolgt.
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Wie
in 7 dargestellt, besteht somit die Möglichkeit,
die in den Bogenebenen 662 , 663 und 664 liegenden
Bereiche der Bogenabschnitte 56'2 , 56'3 und 56'4 in
eine gemeinsame Ebene zu legen, so dass abgesehen von dem ersten
Verschaltungselement 42' die
Bogenebenen 662 , 663 und 664 zusammenfallend
angeordnet sind, während
die Schleifen 70', 72' und 74' in den Anschlussebenen 1322 , 1323 , 1324 liegen, die im Abstand zu den Bogenebenen 662 , 663 und 664 verlaufen, wobei die Anschlussebenen 1322 , 1323 , 1324 vorzugsweise ebenfalls zusammenfallen
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Stators,
dargestellt in 9 und 10 sind
von der grundsätzlichen
Formgebung her gesehen, die Verschaltungselemente 42'', 44'', 46'' und 48'' in ähnlicher
Weise ausgebildet, wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel.
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Im
Gegensatz zum dritten Ausführungsbeispiel
sind die Verschaltungselemente 42'' bis 48'' aus einem im Querschnitt flachen
Strangmaterial, insbesondere einem Flachmaterialstreifen, hergestellt,
wie in 11 und 12 beispielhaft
für das
zweite Verschaltungselement 44'' dargestellt.
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Wie
in 11 und 12 dargestellt,
verläuft
auch bei diesem zweiten Verschaltungselement 44'' das Strangmaterial von dem ersten
Ende 52'' zu dem zweiten
Ende 54'' unter Bildung
von Bogensegmenten 58''2 , 60''2 , 62''2 und 64''2 , die
in diesem Fall keine Kreisbogensegmente sind, sondern aus geradlinig
verlaufenden Bereichen 142 und gebogenen Bereichen 144 gebildet
sind, die insgesamt dann in Summe die sich an die Anschlußelemente 70''2 , 72''2 und 74''2 anschließenden Bogensegmente 58''2 , 60''2 , 62''2 und 64''2 ergeben,
wobei die Summe aller Bogensegmente 58''2 , 60''2 , 62''2 und 64''2 insgesamt den Bogenabschnitt 56''2 des Anschlußbügels 50''2 ergibt.
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Vorzugsweise
ist dabei der Flachmaterialstreifen so ausgerichtet, daß dessen
Flachseite 146 quer zu der jeweiligen Bogenebene, in diesem
Fall der Bogenebene 662 verläuft (11).
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Um
bei einer derartigen Ausrichtung des Flachmaterialstreifens zumindest
abschnittsweise im Abstand von der Bogenebene 662 verlaufende Schleifen 76''2 , 78''2 und 80''2 bilden
zu können,
wird der Flachmaterialstreifen, wie in 12 und 13 dargestellt,
zur Ausbildung der aus der jeweiligen Bogenebene heraus 662 verlaufenden Strangmaterialabschnitte 130 längs einer
Biegelinie 148, die quer zu Längsrichtungen 150, 152 des
Strangmaterials verläuft,
gefaltet, so daß der
quer verlaufende Strangmaterialabschnitt 130 durch ein
Stück des
Strangmaterials gebildet ist, dessen Längsrichtung 152 quer zur
Längsrichtung 150 des
Strangmaterials im Bogenabschnitt 56''2 verläuft und in einem Umbiegebereich 147 in
unmittelbarem Anschluß an
die Biegelinie 148 das Strangmaterial im Strangmaterialabschnitt 130 auf
dem Strangmaterial des Bogenabschnitts 56''2 aufliegt.
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Aus
diesem quer zur jeweiligen Bogenebene 662 verlaufenden
Strangmaterialabschnitt 130 läßt sich durch einfaches Umbiegen
des Strangmaterials ein im Abstand von der jeweiligen Bogenebene 662 verlaufender Abschnitt 154 der jeweiligen
Schleife 76''2 , 78''2 und 80''2 formen,
der durch einen Mittelschenkel 156 abgeschlossen wird,
welcher seinerseits an Seitenschenkel 158 der jeweiligen
Schleife 76''2 , 78''2 oder 80''2 durch
Falten längs
von in einem Umbiegungsbereich 162 liegenden Biegelinien 160 angeformt
wird.
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Um
zur Verbindung mit dem jeweiligen äußeren Wicklungsanschluß 26 eine
Flachseite zur Verfügung
zu haben, erstreckt sich der Mittelschenkel 156 durch nochmaliges
Umbiegen der Seitenschenkel 158 der jeweiligen Schleife 76''2 , 78''2 und 80''2 ungefähr parallel
zu den Wicklungsanschlüssen 24, 26,
so daß auch
der jeweilige Mittelschenkel 156 mit seiner Flachseite
parallel zu dem jeweiligen äußeren Wicklungsanschluß 26 verläuft und
damit die Flachseite die für
die Verbindung günstige
Abflachung 90'', 92'' oder 94'' bildet.
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In
gleicher Weise wie detailliert im Zusammenhang mit dem zweiten Verschaltungselement 44'' beschrieben, sind auch das dritte
Verschaltungselement 46'' (14)
und das vierte Verschaltungselement 48'' ähnlich (15)
ausgebildet, mit dem Unterschied, daß die im Abstand von der jeweiligen Bogenebene 663 bzw. 664 verlaufenden
Abschnitte der jeweiligen Schleifen 76''3 , 78''3 , 80''3 bzw. 76''4 , 78''4 und 80''4 radial zur geometrischen Statorachse 14 eine
größere Erstreckung
aufweisen müssen,
um die äußeren Wicklungsanschlüsse 26 zu
erreichen, in gleicher Weise wie dies im Zusammenhang mit dem dritten
Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde.
-
Im übrigen wird
vollinhaltlich auf die detaillierten Ausführungen zum ersten, zweiten
und dritten Ausführungsbeispiel
Bezug genommen insoweit als die übrigen
Teile des vierten Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Stators
mit den entsprechenden Teilen der voranstehenden Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Stators
identisch sind.
-
- 10
- Stator
- 12
- Statorkörper
- 14
- geometrische
Statorachse
- 16
- Polschuhe
- 18
- Ringkörper
- 20
- Polschuhkopf
- 22
- Statorwicklung
- 24
- innerer
Wicklungsanschluß
- 26
- äußerer Wicklungsanschluß
- 28
- Seite
des Statorkörpers
- 30
- Wicklungsanschlußmuster
- 32
- innerer
Kreisbogen
- 34
- äußerer Kreisbogen
- 36
- Stromversorgung
- 40
- Verschaltungsstruktur
- 42
- erstes
Verschaltungselement
- 44
- zweites
Verschaltungselement
- 46
- drittes
Verschaltungselement
- 48
- viertes
Verschaltungselement
- 50
- Anschlußbügel
- 52
- erstes
Ende
- 54
- zweites
Ende
- 56
- Bogenabschnitt
- 58
- Bogensegment
- 60
- Bogensegment
- 62
- Bogensegment
- 64
- Bogensegment
- 66
- Bogenebene
- 70
- Anschlußelement
- 72
- Anschlußelement
- 74
- Anschlußelement
- 76
- Schleife
- 78
- Schleife
- 80
- Schleife
- 82
- Ende
- 84
- Anschlußelement
- 86
- Strangmaterialstück
- 88
- Steckanschlußelement
- 90
- Abflachung
- 92
- Abflachung
- 94
- Abflachung
- 100
- Isolierkörper
- 102
- Unterseite
- 104
- Ausnehmung
- 106
- Ausnehmung
- 108
- Ausnehmung
- 110
- Bodenbereich
- 112
- Bodenbereich
- 114
- Bodenbereich
- 116
- Ausnehmung
- 120
- Einbettmasse
- 130
- Strangmaterialabschnitt
aus der Bogenebene 70, 72, 74 heraus
- 132
- Anschlußebene
- 134
- Strangmaterialabschnitt
von 84
- 136
- Abschnitt
des Bogensegments
- 138
- Abschnitt
des Bogensegments
- 140
- Strangmaterialabschnitt
von 58, 60, 62, 64
- 142
- geradliniger
Bereich
- 144
- gebogener
Bereich
- 146
- Flachseite
- 147
- Umbiegungsbereich
- 148
- Biegelinie
- 150
- Längsrichtung
- 152
- Längsrichtung
- 154
- Abschnitt
der Schleife
- 156
- Mittelschenkel
- 158
- Seitenschenkel
- 160
- Biegelinie
- 162
- Umbiegungsbereich