DE112020005278T5

DE112020005278T5 - Verfahren zum Herstellen von Wicklungen einer elektrischen Maschine mit segmentierten Leitern

Info

Publication number: DE112020005278T5
Application number: DE112020005278.8T
Authority: DE
Inventors: Kirk Neet; Gregory F. Geoffrion
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-09-29
Also published as: US20210184549A1; CN114830511A; WO2021119477A1

Abstract

Ein Verfahren zum Bilden einer Wicklung für eine elektrische Maschine beinhaltet zuerst das Biegen eines Drahtes zwischen mehreren Formungsstrukturen, so dass der Draht in eine Zickzackform gebogen wird. Danach beinhaltet das Verfahren das Schneiden des Drahtes an mehreren Schnittstellen entlang der Zickzackform, um mehrere segmentierte Leiter zu bilden, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der fortl. Nr. 62/947,238 , eingereicht am 12. Dezember 2019, deren gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
GEBIET
Diese Anmeldung betrifft das Gebiet elektrischer Maschinen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen von Wicklungen für elektrische Maschinen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Stator besteht im Allgemeinen aus einem Statorkern, Wicklungen und einer Isolierung. Der Statorkern besteht aus einem Stapel von Stahlblechen oder einem verwandten ferromagnetischen Material. Der Blechstapel wird typischerweise als eine zylindrische Struktur bereitgestellt, die eine Mittelachse, einen Außendurchmesser (OD, outer diameter) und einen Innendurchmesser (ID, inner diameter) definiert, wobei sich Nuten entweder von dem OD oder dem ID erstrecken. Die Wicklungen sind aus einem leitenden Metall wie Kupfer gebildet. Die Wicklungen beinhalten Nutsegmente, die in den Statornuten angeordnet sind, und Wickelköpfe, die sich zwischen den Nutsegmenten erstrecken. Jeder Wickelkopf stellt eine Leiterbahn bereit, die zwei Nutsegmente verbindet. In den Nuten des Statorkerns ist eine Isolierung vorgesehen, um den Statorkern von den elektrisch leitenden Wicklungen (und insbesondere den Nutsegmenten, die sich durch die Nuten erstrecken) zu isolieren.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Stators besteht darin, Wicklungen aus segmentierten Leitern zu bilden (wobei die segmentierten Leiter auch als „Haarnadeln“, „Haarnadelleiter“ oder „U-förmige Leiter“ bezeichnet werden können und Wicklungen aus solchen segmentierten Leitern als „segmentierte Wicklungen“ oder „Haarnadelwicklungen“ bezeichnet werden können). Wie in 12 gezeigt, umfasst die Bildung einer Haarnadelwicklung im Allgemeinen die folgenden Vorgänge.

1) Zunächst werden mehrere Haarnadeln 50 durch Biegen kurzer Drahtlängen in eine gewünschte U-Form gebildet, wobei jede Haarnadel eine U-Wicklung 52 (die auch als „Wickelkopf“ bezeichnet werden kann) beinhaltet, die zwei längliche gerade Abschnitte 54 (die auch als „axiale Abschnitte“ oder „Schenkel“ bezeichnet werden können) verbindet.
2) Nach dem Ausbilden der Haarnadeln 50 werden die Schenkel 54 axial in die Nuten eines Statorkerns 30 eingeführt, so dass die U-Wicklungen an einem Einführende 36 des Statorkerns angeordnet sind und sich die Schenkel axial von dem Verbindungsende 38 des Statorkerns erschrecken.
3) Nach dem Einführen werden die Schenkel 54, die sich von dem Verbindungsende des Statorkerns erstrecken, so verdrillt, dass jedes Schenkelende 56 neben dem Schenkelende eines anderen segmentierten Leiters liegt.
4) Danach werden die Enden 56 benachbarter Schenkel miteinander verschweißt, um eine vollständige Wicklung 24 zu bilden, die auf einem Stator 20 angeordnet ist.

Unglücklicherweise kann der erste Schritt des vorstehenden Prozesses, der in 12 veranschaulicht ist, problematisch und ineffizient sein. Insbesondere das Verfahren zum Herstellen der U-Form für jede Haarnadel ist zeitaufwändig und teuer. Das herkömmliche Verfahren besteht darin, ein kurzes Drahtsegment zu nehmen und es an drei verschiedenen Stellen um einen Dorn zu biegen, um die U-förmige Haarnadel zu bilden. Ein wesentliches Problem ist die große Anzahl von Haarnadeln, die erforderlich sind, um einen Stator herzustellen. Wenn beispielsweise ein Stator eine Dreiphasenwicklung mit segmentierten Leitern hat, die in zweiundsiebzig Nuten (wobei sich die Schenkel jedes segmentierten Leiters in zwei verschiedenen Nuten befinden) und acht Schichten in jeder Nut (d. h., jede Nut beinhaltet einen Schenkel von einem aus acht verschiedenen segmentierten Leitern) angeordnet sind, benötigt der Stator zweihundertachtundachtzig einzelne Haarnadeln (8 * 72 / 2 = 288). Das Herstellen einer so großen Anzahl von Haarnadeln ist sowohl zeitaufwändig als auch teuer, wodurch die Gesamtkosten und die Produktionszeit für jede elektrische Maschine erhöht werden.
Im Hinblick auf das Vorhergehende wäre es vorteilhaft, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Statorwicklung bereitzustellen. Es wäre besonders vorteilhaft, wenn eine segmentierte Wicklung in kürzerer Zeit und zu geringeren Kosten als herkömmliche segmentierte Wicklungen hergestellt werden könnte. Es wäre auch vorteilhaft, wenn die Bildung der Statorwicklung zu wenig Zeit- und Ressourcenverschwendung führen würde.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß mindestens einer Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Bilden einer Wicklung für eine elektrische Maschine zuerst das Biegen eines Drahtes zwischen mehreren Formungsstrukturen, so dass der Draht in eine Zickzackform gebogen wird. Danach beinhaltet das Verfahren das Schneiden des Drahtes an mehreren Schnittstellen entlang der Zickzackform, um mehrere segmentierte Leiter zu bilden, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.
In mindestens einer Ausführungsform der Offenbarung wird ein Verfahren zum Herstellen von segmentierten Leitern für eine Wicklung einer elektrischen Maschine offenbart. Das Verfahren beinhaltet zunächst das Biegen eines Drahtes in eine Zickzackform, wobei die Zickzackform mehrere erste Wickelköpfe auf einer Seite der Zickzackform, mehrere zweite Wickelköpfe auf einer gegenüberliegenden Seite der Zickzackform und mehrere gerade Abschnitte, die sich zwischen den ersten Wickelköpfen und den zweiten Wickelköpfen erstrecken, definiert. Während des Biegevorgangs werden die mehreren ersten Wickelköpfe gleichzeitig gebogen, um die Zickzackform zu bilden. Danach beinhaltet das Verfahren das Schneiden des Drahtes an mehreren Schnittstellen entlang der Zickzackform, um mehrere segmentierte Leiter zu bilden, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.
In mindestens einer zusätzlichen Ausführungsform der Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen von segmentierten Leitern für eine Wicklung einer elektrischen Maschine das Formen eines länglichen Drahtes zu einer Reihe von abwechselnden ersten Wickelköpfen und gegenüberliegenden zweiten Wickelköpfen mit geraden Abschnitten, die die ersten Wickelköpfe mit dem zweiten Wickelköpfen verbinden. Das Verfahren beinhaltet ferner das Schneiden des Drahtes an mehreren segmentierten Leitern, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.
Während es wünschenswert wäre, ein Verfahren zum Herstellen von Wicklungen für eine elektrische Maschine bereitzustellen, das eines oder mehrere der vorstehenden oder andere vorteilhafte Merkmale bereitstellt, erstrecken sich die hierin offenbarten Lehren, wie für diejenigen, die diese Offenbarung lesen, offensichtlich sein wird, auf diejenigen Ausführungsformen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen, unabhängig davon, ob sie einen oder mehrere der oben erwähnten Vorteile erzielen.
Figurenliste

1 zeigt eine Draufsicht mehrerer Formungsstrukturen in einer expandierten/entfernten Konfiguration, wobei sich ein länglicher Draht zwischen den Formungsstrukturen erstreckt;
2 zeigt die Formungsstrukturen von 1 in kontrahierter/beisammener Konfiguration, wobei der längliche Draht in eine Zick-Zack-Konfiguration/-Form gebogen ist;
3 zeigt den Zickzackdraht von 2, der aus den Formungsstrukturen entfernt wurde,
4 zeigt den Zickzackdraht von 3, nachdem er entlang eines axialen Mittelpunkts geschnitten wurde, um mehrere einzelne Haarnadelleiter zu bilden;
5 zeigt eine andere Ausführungsform des Zickzackdrahts von 3, nachdem der Scheitel abwechselnder Wickelköpfe geschnitten wurde, um mehrere einzelne Haarnadelleiter zu bilden;
6 zeigt die einzelnen Haarnadelleiter von 5 mit in eine gerade Konfiguration gebogenen Schenkelenden als Vorbereitung zum axialen Einführen in eine elektrische Maschine;
7 zeigt eine andere Ausführungsform des Zickzackdrahts von 3, wobei Wickelköpfe enge Krümmungen an einem Ende und sanftere Krümmungen am gegenüberliegenden Ende aufweisen;
8 zeigt den Zickzackdraht von 7, wobei die Wickelköpfe mit engen Krümmungen entfernt wurden, um mehrere einzelne Haarnadelleiter zu bilden;
9A zeigt eine andere Ausführungsform von zwei der Zickzackdrähte von 3, wobei die Wickelköpfe zwei unterschiedliche Schritte aufweisen, um unterschiedliche Arten von Haarnadeln für die Wicklungsanordnung zu bilden;
9B zeigt eine andere Ausführungsform von zwei der Zickzackdrähte von 3, wobei die Wickelköpfe unterschiedliche Höhen aufweisen, um unterschiedliche Arten von Haarnadeln für die Wicklungsanordnung zu bilden;
10 zeigt mehrere Drahtlängen, nachdem sie gleichzeitig mit mehreren Formungsstrukturen in eine Zickzackform gebogen wurden; und
11 zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Wicklung für eine elektrische Maschine basierend auf den in 1 bis 10 offenbarten Ausführungsformen;
12 ist eine Veranschaulichung eines üblichen vierschrittigen Verfahrens zum Bilden einer Wicklung in einer elektrischen Maschine.

BESCHREIBUNG
Hierin wird ein Verfahren zum Bilden von segmentierten Leitern für eine elektrische Maschinenwicklung offenbart. Wie unten beschrieben, beinhaltet das Verfahren im Allgemeinen das Biegen eines länglichen Drahtstücks in eine Zickzackform mit mehreren Wickelköpfen und geraden Abschnitten, die die Wickelköpfe verbinden. Das Verfahren beinhaltet ferner das strategische Schneiden des Drahtes an verschiedenen Stellen, um mehrere separate segmentierte Leiter zu bilden. Danach beinhaltet das Verfahren das Einführen der geschnittenen Drahtsegmente in einen Statorkern, um eine segmentierte Wicklung in einer elektrischen Maschine zu bilden. Das Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise, dass segmentierte Wicklungen für eine elektrische Maschine schneller und kostengünstiger als Wicklungen aus dem Stand der Technik gebildet werden.
Unter Bezugnahme auf die in den 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform beginnt das Verfahren zum Bilden von segmentierten Leitern damit, einen oder mehrere längliche Drähte 40 zu erhalten, die für die Wicklungen der elektrischen Maschine verwendet werden. Jeder Draht 40 besteht aus einem geeigneten leitenden Material für eine elektrische Maschine, wie etwa Kupfer oder einem anderen geeigneten elektrisch leitenden Material. In zumindest einigen Ausführungsformen wird der Draht mit einem im Allgemeinen nichtleitenden Isoliermaterial, wie etwa Kunststoff, Seide oder Epoxid, vorbeschichtet. In zumindest einigen Ausführungsformen hat der Draht 40 einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt. In alternativen Ausführungsformen kann der Draht 40 jedoch eine runde, ovale oder andere Querschnittsform haben. In jedem Fall hat der Draht 40 eine ausreichende Länge, um durch zahlreiche Nuten eines Statorkerns gewickelt zu werden und mehrere Wickelköpfe und gerade Abschnitte für eine Wicklungsanordnung zu bilden. Die Länge des Drahtes 40 reicht aus, um mehrere Wickelköpfe mit einem Wicklungsschritt (z. B. eine Standardwicklungsschritt gleich der Anzahl von Nuten pro Pol pro Phase mal der Anzahl von Phasen für die Wicklung oder ein ähnlicher Wicklungsschritt) und mehrere gerade Abschnitte für einen Statorkern mit einer vorbestimmten Größe zu bilden. In zumindest einigen Ausführungsformen hat der Draht 40 eine ausreichende Länge, um für zumindest eine volle Umdrehung um den Statorkern gewickelt zu werden, während er die Reihe von abwechselnden Wickelköpfen und geraden Abschnitten bildet.
Nachdem ein geeigneter Typ und eine geeignete Länge des Drahtes 40 ausgewählt wurden, wird ein Biegeprozess angewandt, um den Draht in eine lange Zickzackkonfiguration/-form 46 (z. B. wie in 3 gezeigt) zu formen. Wenn er in die lange Zickzackkonfiguration gebogen wird, definiert der Draht 40 eine Reihe von abwechselnden Wickelköpfen 42 und axialen Abschnitten 44. Die lange Zickzackform des isolierten Kupferdrahts kann allgemein durch N axiale Abschnitte (oder Nutsegmente) und N - 1 Endschleifen definiert werden. Die Zickzackdrahtkonfiguration 46 kann unter Verwendung verschiedener Verfahren, wie sie auf dem Fachgebiet bekannt sind, gebildet werden. Beispielsweise kann die Zickzackdrahtkonfiguration durch sequentielles Einführen einer Reihe separater Formungsstrukturen 60 gebildet werden, wie etwa in 1 und 2 gezeigt.
In der Ausführungsform von 1 und 2 beginnt der Formungsprozess, wenn eine erste Formungsstruktur 60a eingeführt wird. Die erste Formungsstruktur 60a beinhaltet eine U-Wendefläche 62a (die auch als „Umkehrfläche“ bezeichnet werden kann) und zwei axiale Oberflächen 64a. Die U-Wendefläche 62a weist eine solche Ausrichtung auf, dass der Scheitel 63a der Oberfläche in eine erste Richtung zeigt (z. B. nach unten, wie in den 1 und 2 gezeigt). Die zwei axialen Oberflächen 64a sind gerade und parallel zueinander, und die U-Wendefläche 62a erstreckt sich zwischen den zwei axialen Oberflächen 64a. Nach dem Einführen der ersten Formungsstruktur 60a wird der Draht 40 um die erste Formungsstruktur 60 gewickelt. Dieser Prozess beinhaltet das Positionieren des Drahtes 40 entlang einer der axialen Oberflächen 64a und das anschließende Biegen des Drahtes um die U-Wendefläche 62a, wie in 1 gezeigt. Nach dem Biegen um die U-Wendefläche 62a kehrt der Draht die Richtung um und wird entlang der anderen axialen Oberfläche 64a der ersten Formungsstruktur 60a positioniert.
Nachdem der Draht 40 um die erste Formungsstruktur 60a gebogen wurde, wird eine zweite Formungsstruktur 60b eingeführt. Die zweite Formungsstruktur 60b ist im Allgemeinen mit der ersten Formungsstruktur 60a identisch und beinhaltet zwei axiale Oberflächen 64b und eine U-Wendefläche 62b. Die Ausrichtung der U-Wendefläche 62b der zweiten Formungsstruktur 60b ist jedoch zu der Ausrichtung der U-Wendefläche 62a der ersten Formungsstruktur 60a entgegengesetzt (d. h., die zweite U-Wendefläche 62b weist einen nach oben weisenden Scheitel 63b auf, wie in den 1 und 2 gezeigt). Die zweite Formungsstruktur 60b wird eingeführt, indem eine erste der axialen Oberflächen 64b an dem Draht 40 platziert wird, wobei die axialen Oberflächen 64b der zweiten Formungsstruktur 60b parallel zu den axialen Oberflächen 64a der ersten Formungsstruktur 60a verlaufen. Dies führt dazu, dass der Draht 40 zwischen den axialen Oberflächen von zwei unterschiedlichen Formungsstrukturen (d. h. 60a und 60b) eingeschlossen wird. Der Draht 40 wird dann um die zweite Wickelkopffläche 62b gewickelt, so dass der Draht 40 der Form der U-Wendefläche 62a und der geraden axialen Oberflächen 64b der zweiten Formungsstruktur 60b folgt.
Nachdem der Draht 40 um die zweite Formungsstruktur 60b gewickelt wurde, wird eine dritte Formungsstruktur 60c eingeführt. Die dritte Formungsstruktur 60c ist mit der ersten Formungsstruktur identisch und enthält eine U-Wendefläche 62c (mit einem nach unten weisenden Scheitel 63c) und zwei axiale Oberflächen 64c. Der Draht wird dann um die dritte Formungsstruktur 60c auf ähnliche Weise wie die erste und die zweite Formungsstruktur 60a und 60b gewickelt, so dass der Draht beginnt, eine Zickzackkonfiguration anzunehmen. Dieser Vorgang des Einführens abwechselnder Formungsstrukturen und des Wickelns des Drahtes um die neue Formungsstruktur wird dann eine vorbestimmte Anzahl von Malen wiederholt (z. B. bis eine gewünschte Drahtlänge zu Ende geht, eine gewünschte Drahtlänge verwendet wurde, eine gewünschte Anzahl von Formungsstrukturen verwendet wurde).
Während die 1 und 2 eine Ausführungsform eines Biegeprozesses für den Draht 40 veranschaulichen, versteht es sich, dass eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Biegeprozesse verwendet werden kann. Ein weiteres Beispiel für einen Biegeprozess, um den Draht bequem in die lange Zickzackkonfiguration zu bringen, ist die Verwendung einer Drahtformungsvorrichtung, wie sie beispielsweise im US-Patent Nr. 10,038,358 offenbart ist, dessen gesamter Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Bei einer solchen Drahtformungsvorrichtung wird eine Reihe von gegenüberliegenden Formungsstrukturen anfänglich in einer expandierten Position positioniert, und eine gerade Drahtlänge wird zwischen den gegenüberliegenden Formungsstrukturen angeordnet. Die Formungsstrukturen werden dann gleichzeitig aus der expandierten Position in eine kontrahierte Position bewegt, wodurch gleichzeitig mehrere Wickelköpfe und in der Nut befindliche Abschnitte gebildet werden. Der gleichzeitige Formungsprozess erhöht die Geschwindigkeit des Formens des langen Drahtes in die Zickzackform erheblich und ermöglicht somit eine schnellere und einfachere Herstellung von Statoren mit durchgehenden Wicklungen. Ein noch weiteres Beispiel für einen Prozess zum Biegen des Drahtes besteht darin, den Draht 40 manuell in eine Zickzackkonfiguration zu biegen (z. B. unter Verwendung einer Zange oder eines anderen Handwerkzeugs).
Nach Abschluss des Biegeprozesses wird die längliche Drahtlänge 40 in eine lange Zickzackdrahtform/-konfiguration 46 gebracht, wie z. B. die in 3 gezeigte. In der Zickzackkonfiguration ist der Draht 40 durch eine Reihe von abwechselnden geraden axialen Abschnitten 44 und U-Wicklungen 42 definiert. Mit dem Draht 40 in dieser Zickzackform kann er dann an mehreren Stellen entlang einer Schnittlinie 90 (in 3 als gepunktete Linie gezeigt) geschnitten werden, um mehrere einzelne segmentierte Leiter zu bilden. In der Ausführungsform von 3 ist die Schnittlinie 90 eine Querlinie, die sich über die Zickzackdrahtkonfiguration 46 erstreckt, so dass sie senkrecht zu jedem der axialen Abschnitte 44 ist und diesen an einem Mittelpunkt des axialen Abschnitts schneidet (d. h. die Schnittlinie 90 halbiert jeden axialen Abschnitt 44). Die Schnittlinie 90 definiert mehrere Schnittstellen 92 entlang der Zickzackform, an denen der Draht 40 tatsächlich durchtrennt wird. Wie in 3 gezeigt, ist an jedem axialen Abschnitt 44 der Zickzackkonfiguration eine Schnittstelle 92 vorgesehen.
Es können verschiedene Mittel verwendet werden, um die Schnitte an den verschiedenen Schnittstellen 92 zu erzielen. Beispielsweise kann der Draht 40 in einer Ausführungsform sequentiell an jeder der verschiedenen Schnittstellen 92 geschnitten werden (d. h. der Draht wird an einer Stelle geschnitten und anschließend an einer anderen und einer weiteren). In einer noch anderen Ausführungsform kann der Draht 40 gleichzeitig an jeder der verschiedenen Schnittstellen 92 geschnitten werden (d. h., der Draht wird an allen oder mehreren Schnittstellen gleichzeitig geschnitten). Es können auch verschiedene Werkzeuge verwendet werden, um die oben erwähnten Schnitte auszuführen, wie etwa Scheren, Blechscheren, Klingen oder andere Schneidwerkzeuge.
Nachdem der Draht 40 in der Zickzackkonfiguration 46 entlang der Schnittlinie 90 geschnitten wurde (z. B. wie in 3 gezeigt), ergeben sich mehrere segmentierte Leiter 50, wie z. B. die in 4 gezeigten. Da der zickzackförmige Draht 40 entlang der Schnittlinie 90 geschnitten wird, die sich durch den Mittelpunkt der geraden axialen Abschnitte erstreckt, werden mehrere identische U-förmige Haarnadeln 50 gebildet. Die Gesamtzahl der gebildeten U-förmigen Haarnadeln ist gleich N - 1 (wobei N die Anzahl der axialen Abschnitte 44 in dem zickzackförmigen Draht ist). Wie in 4 gezeigt, wird, da der Draht entlang des Mittelpunkts der geraden axialen Abschnitte 44 geschnitten wird, eine Anzahl von Haarnadelleitern 50 sowohl oberhalb der Schnittlinie 90 als auch unterhalb der Schnittlinie gebildet. Um sicherzustellen, dass die durch den Schnitt gebildeten Haarnadelleiter eine ausreichende Länge haben, ist die Länge jedes axialen Abschnitts 44 des Zickzackdrahts 40 länger als das Doppelte der axialen Länge der Statornuten, in die die Haarnadeln eingeführt werden. Mit anderen Worten: Wenn der Zickzackdraht 40, der in 3 an der Schnittlinie 90 (d. h. entlang des Mittelpunkts der geraden axialen Abschnitte) geschnitten wird, ist das Ergebnis eine Anzahl von Haarnadeln 50, wie in 4 dargestellt, wobei jede Haarnadel 50 einen Wickelkopf 52 und zwei gerade axiale Abschnitte/Schenkel 54 aufweist, die länger als die Nut des Statorkerns sind, in die die axialen Abschnitte 54 eingeführt werden. Jeder axiale Abschnitt 54 beinhaltet einen Abschnitt ausreichender Länge, um sich durch einen Statorkern zu erstrecken (d. h. einen „in der Nut befindlichen Abschnitt“), und ein Schenkelende 56 auf einer Seite des axialen Abschnitts, die dem Wickelkopf 52 gegenüberliegt. Die Spitzen der Schenkelenden 56 ergeben sich an den bisherigen axialen Mittelpunkten der axialen Abschnitte 44.
Nachdem der Draht 40 geschnitten wurde und die Haarnadeln 50 gebildet wurden, können die Wicklungen 24 dann auf dem Statorkern 30 angeordnet werden. Dies wird auf herkömmliche Weise erreicht, indem zuerst die Schenkelenden 56 der Haarnadel abgezogen werden, um das leitende Material freizulegen (d. h., falls erforderlich, ist jegliche Isolierung von dem Draht abzuziehen) (oder alternativ, wenn die Haarnadel nicht bereits mit einer Isolierung beschichtet wurde, Isoliermaterial auf der Haarnadel gebildet wird). Als Nächstes werden die Schenkel der Haarnadeln 50 in die Nuten des Statorkerns 30 eingesetzt, wobei die U-Windungsabschnitte 52 jeder Haarnadel an dem Einführende 36 des Statorkerns positioniert sind, die geraden Abschnitte 54 sich durch die Nuten erstrecken und die Schenkelenden 56 sich von dem Verbindungsende 38 des Statorkerns erstrecken. Die Schenkel werden dann gebogen/verdreht, um eine Reihe benachbarter Schenkelenden am Verbindungsende 38 des Statorkerns zu bilden. Danach werden die Schenkelenden 56 zusammengeschweißt oder anderweitig verbunden, um eine vollständige Statorwicklung zu bilden.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ist eine erste alternative Ausführungsform des Verfahrens zum Bilden von segmentierten Leitern dargestellt. Dieses Verfahren ist dem oben in Verbindung mit den 1 und 4 beschriebenen ähnlich. Jedoch wird nach dem Biegen des Drahtes 40 in die Zickzackkonfiguration 46 anstelle des Schneidens des Drahtes 40 in der Mitte der axialen Abschnitte 44, wie in 4, in der Ausführungsform der 5 und 6 der Scheitel 43 jedes Wickelkopfs 42 auf einer Seite des Drahtes geschnitten, während die Scheitel der Wickelköpfe 42 auf der gegenüberliegenden Seite des Drahtes 40 ungeschnitten bleiben. Wie beispielsweise in 5 gezeigt, werden die Scheitel 43 der unteren Wickelköpfe 42b geschnitten, aber die Scheitel 43 der oberen Wickelköpfe 42a bleiben ungeschnitten.
Um die Haarnadeln gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6 zu bilden, wird der Draht 40 zuerst in die Zickzackkonfiguration 46 gebogen. Jedoch sind die Größen der Wickelkopfabschnitte 42 und der axialen Abschnitte 44 in der Ausführungsform der 5 und 6 unterschiedlich. Anders als bei der Ausführungsform der 1 bis 4, bei der die Länge jedes axialen Abschnitts 44 doppelt so lang wie die Länge von zwei Schenkeln 54 der gewünschten Haarnadel 50 ist, wird der Draht 40 in der Ausführungsform von 5 und 6 so gebogen, dass die Länge jedes axialen Abschnitts 44 nur gleich der gewünschten Länge des in der Nut befindlichen Abschnitts eines Schenkels der abschließenden Haarnadel 50 ist. Nach dem Biegen des Drahtes 40 wird der Draht 40 am Scheitel 43 jedes zweiten Wickelkopfs geschnitten (d. h., alle Wickelköpfe auf einer Seite des Zickzackdrahts, wie beispielsweise die oberen oder unteren Wickelköpfe, werden an einer Schnittstelle 92 geschnitten und alle anderen Wickelköpfe bleiben ungeschnitten). Nach dem Schneiden des Drahtes 40 an den Schnittstellen 92 werden N / 2 Haarnadeln 50 gebildet (wobei N die Anzahl der axialen Abschnitte 44 in dem zickzackförmigen Draht ist), wobei jede der Haarnadeln 50 Schenkelenden 56 aufweist, die relativ zu den geraden Abschnitten der Schenkel 54 abgewinkelt sind, wie in 5 gezeigt. Danach werden die resultierenden abgewinkelten Abschnitte der Haarnadelschenkel 54 begradigt, wie in 6 gezeigt. Um dies zu erreichen, wird jedes Schenkelende 56 gebogen, wie es durch den Pfeil 94 in 6 angedeutet ist, so dass der gesamte Schenkel 54 gerade ist, wobei der sich in der Nut befindliche Abschnitt mit dem Schenkelende ausgerichtet ist. Die gestrichelten Linien in 6 zeigen die Position der abgewinkelten Abschnitte der Schenkel 54 (d. h., die Schenkelenden 56 sind relativ zu den in der Nut befindlichen Abschnitten abgewinkelt) vor dem Biegen, und die durchgezogenen Linien zeigen die geraden Schenkel, nachdem die Schenkelenden 56 in Ausrichtung mit den in der Nut befindlichen Abschnitten gebogen wurden. Die resultierenden Haarnadeln 50 werden dann verwendet, um Statorwicklungen auf die gleiche Weise wie andere bekannte Verfahren zum Bilden eines Haarnadelstators zu vervollständigen (z. B. Schritte 1 bis 4 von 12, einschließlich des Einführens der geraden Schenkel in die Nuten des Statorkerns und des anschließenden erneuten Biegens der Schenkelenden, um benachbarte Schenkelenden zu bilden, und dann des Zusammenschweißens der Spitzen benachbarter Schenkelenden).
Unter Bezugnahme auf die 7 und 8 ist eine zweite alternative Ausführungsform des Verfahrens zum Bilden von segmentierten Leitern dargestellt. Ähnlich wie bei den anderen Ausführungsformen wird der Draht 40 zuerst in eine Zickzackkonfiguration 46 gebogen, einschließlich der Wickelkopfabschnitte 42 und axialen Abschnitte 44. Jedoch ist in dieser Ausführungsform die Länge jedes axialen Abschnitts 44 gleich der gewünschten Länge des in der Nut befindlichen Abschnitts und des Schenkelendes der abschließenden Haarnadel 50. Darüber hinaus führt die Zickzackkonfiguration 46 des Drahtes in dieser Ausführungsform zu unterschiedlich geformten Wickelköpfen auf gegenüberliegenden Seiten der Zickzackkonfiguration. Insbesondere ist der Zickzackdraht 40 mit normal abgewinkelten Abschnitten auf einer Seite (d. h. standardmäßige Wickelkopfabschnitte 42a) und engen Krümmungen/kleinen Biegungen auf der gegenüberliegenden Seite (d. h. engen Wickelkopfabschnitten 42c) ausgebildet. Die standardmäßigen Wickelkopfabschnitte 42a auf einer Seite des Drahtes erstrecken sich über einen relativ weiten Winkel/ein relativ weites Sichtfeld (z. B. einen Winkel von 45° bis 135°) und haben einen gewünschten Schritt für die Wickelköpfe 52 der Wicklungsanordnung. Im Gegensatz dazu erstrecken sich die engen Wickelkopfabschnitte 42c auf der gegenüberliegenden Seite des Drahtes 40 über einen relativ schmalen Winkel/ein relatives schmales Sichtfeld (z. B. einen sehr kleinen Winkel, der einer 180°-Drehung entspricht) und definieren keinen Schritt, der für die Wickelköpfe in der Wicklungsanordnung nützlich wäre. Der Draht 40 kann durch N / 2 oder N / 2 - 1 Standard-Haarnadel-Wickelköpfe 42a an einem axialen Ende und N / 2 oder N / 2 - 1 enge Wickelköpfe 42c auf der anderen axialen Seite definiert sein (wobei N die Zahl von axialen Abschnitten auf dem Draht in der Zickzackkonfiguration 46 ist).
Wie in den 7 und 8 gezeigt, wird der Draht 40, nachdem der Draht 40 in die Zickzackkonfiguration 46 geformt wurde, entlang der Querschnittlinie 90 geschnitten. Die Schnittlinie 90 schneidet die axialen Abschnitte 44 näher an den unteren Wickelköpfen 42c als an den oberen Wickelköpfen 42a und insbesondere in enger Nähe zu den Scheiteln der unteren Wickelköpfe 42c. Obwohl die Wickelköpfe 42c in der Nähe ihrer Scheitel durchtrennt werden, muss, weil die Windungen so scharf sind, nur ein kleiner Abschnitt des Drahtes durchtrennt werden, um den gesamten Wickelkopf 42c durchzutrennen. Nachdem alle Wickelköpfe 42c abgeschnitten wurden, verbleiben nur die Standard-Wickelköpfe 42a mit zwei geraden axialen Abschnitten 44, die sich von jedem Wickelkopfabschnitt 42a erstrecken. Das Ergebnis dieses Prozesses ist eine Reihe von Haarnadeln 50, wie in 8 gezeigt, wobei jede Haarnadel 50 einen Wickelkopf 52 mit einem gewünschten Schritt und zwei gerade axiale Abschnitte 54 aufweist, die sich von den gegenüberliegenden Seiten des Wickelkopfs erstrecken. Da die engen Wickelköpfe 42c so klein sind, ist die Abfallmenge, die bei diesem Prozess erzeugt wird, vorteilhafterweise relativ gering.
Nach dem Bilden der Haarnadeln 50 von 8 können die Haarnadeln 50 verwendet werden, um Statorwicklungen auf die gleiche Weise wie andere bekannte Verfahren zum Bilden eines Haarnadelstators zu vervollständigen (z. B. Schritte 1 bis 4 von 12), einschließlich des Einführens der geraden Schenkel in die Nuten des Statorkerns und des anschließenden Biegens der Schenkelenden, um benachbarte Schenkelenden zu bilden, und dann des Zusammenschweißens der Spitzen benachbarter Schenkelenden.
Unter Bezugnahme auf die 9A und 9B ist eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zum Bilden von segmentierten Leitern dargestellt. Wie in den 9A und 9B gezeigt, kann es wünschenswert sein, segmentierte Leiter 50 mit unterschiedlichen Formen, Höhen oder Spannen für die Wickelköpfe zu bilden. Beispielsweise kann bei einer Maschine mit mehr als einer Schicht jede Schicht P / 2 Haarnadeln erfordern, wobei P die Anzahl der Pole ist. Es kann auch wünschenswert sein, nur eine oder zwei Haarnadeln mit unterschiedlicher Form, Höhe oder Spanne zu haben. Unterschiedliche Schichten können Wickelköpfe unterschiedlicher Form erfordern, da Nut A und Nut B unter einem Winkel von der Mittelachse abgehen. Wie bei dem Zickzackdraht 40 von 9A gezeigt, haben daher Wickelköpfe 42z, die Schichten zugeordnet sind, die näher am Außendurchmesser (OD) des Stators liegen, einen längeren Schritt/eine längere Spanne (s2) als die Wickelköpfe 42y, die Schichten zugeordnet sind, die näher am Innendurchmesser (ID) des Stators liegen (die ID-Wickelköpfe 42y) haben eine kürzere Spanne (s1). Es ist zu erkennen, dass in dieser Ausführungsform von 9A die Wickelköpfe 42y einen ersten Wicklungsschritt entlang einer ersten Länge des Drahtes auf einer ersten Seite der Zickzackform 46 definieren und die Wickelköpfe 42z einen zweiten Wicklungsabstand entlang einer zweiten Länge des Drahtes auf einer zweiten Seite der Zickzackform definieren.
Wie bei dem Zickzackdraht von 9B gezeigt, können in zumindest einigen Ausführungsformen die Wickelköpfe 42z, die Schichten zugeordnet sind, die näher am OD liegen, größere/längliche Wickelkopfabschnitte als die Wickelköpfe 42y aufweisen, die Schichten zugeordnet sind, die näher am ID liegen. Dadurch können die größeren Wickelköpfe gebogen werden, um einen größeren Abstand/Schritt in Schichten zu überspannen, die dem OD zugeordnet sind. Gemäß der Ausführungsform von 9B wird der Zickzackdraht mit fast einer Hälfte der Haarnadelformen mit einer ersten Breite oder Höhe und fast der anderen Hälfte mit einer zweiten Breite oder Höhe gebildet. Eine Schnittlinie ist in den 9B gezeigt, um zu veranschaulichen, dass der Zickzackdraht ähnlich wie jener der 1 bis 4 ist, um die Haarnadeln und die Statorwicklungen zu bilden. In anderen Ausführungsformen kann der Zickzackdraht 40, der Wickelköpfe mit unterschiedlichen Spannen und/oder Höhen aufweist, ähnlich wie in den in 5 bis 8 gezeigten Ausführungsformen geformt und geschnitten werden, um die Haarnadeln und die zugehörigen Statorwicklungen zu bilden.
Während die Ausführungsformen der 1 bis 9B die Bildung jeweils eines Zickzackdrahts zeigen, wenn mehr Haarnadeln erforderlich sind, können während des Biegeprozesses mehrere Zickzackdrähte parallel geformt werden (z. B. wie in 1 bis 2 des zuvor erwähnten US-Patents Nr. 10,038,358 gezeigt). Diese gleichzeitige Bildung mehrerer Zickzackdrähte ist in 10 dargestellt. Wie in 10 gezeigt, werden mehrere Drähte 40a-40c unter Verwendung mehrerer Formungsstrukturen 60 gleichzeitig in eine der Zickzackkonfigurationen geformt. Die Zickzackkonfiguration kann jede gewünschte Konfiguration sein, wie z. B. die in den 1 bis 9B veranschaulichten. Um die mehreren Zickzackkonfigurationen zu bilden, werden die Drähte 40a-40c gemeinsam Seite an Seite angeordnet und in einer expandierten Konfiguration zwischen die mehreren Formungsstrukturen 60 eingeführt. Die Formungsstrukturen 60 werden dann in eine kontrahierte Konfiguration bewegt, was dazu führt, dass jeder der mehreren Drähte 40a-40c gleichzeitig in eine Zickzackform gebogen wird. Nach der gleichzeitigen Bildung mehrerer zickzackförmiger Drähte 40a-40c wird jeder der Zickzackdrähte an verschiedenen Schnittstellen geschnitten, um mehrere segmentierte Leiter 50 zu bilden.
Die obigen Ausführungsformen beschreiben alle ein Verfahren zum Herstellen von Leitern und einer zugehörigen Wicklung einer elektrischen Maschine. Wie oben erörtert, wird das Verfahren in zumindest einigen Ausführungsformen unter Verwendung eines automatisierten Verfahrens mithilfe einer Drahtformungsvorrichtung, wie etwa derjenigen, die im US-Patent Nr. 10,038,358 gezeigt ist, durchgeführt. 11 stellt eine Zusammenfassung des Verfahrens in Form eines Blockdiagramms bereit. Wie in 11 gezeigt, beginnt das Verfahren 1100 bei Block 1110, wenn ein oder mehrere längliche Drähte parallel angeordnet und zwischen die Formungsstrukturen einer Drahtformungsvorrichtung eingeführt werden, wobei sich die Formungsstrukturen in einer expandierten Position befinden (d. h., die Formungsstrukturen sind mit großen Lücken zwischen den Formungsstrukturen beabstandet). Jede der Formungsstrukturen hat eine vorbestimmte Form, die in der Lage ist, die gewünschte Zickzackkonfiguration zu erzeugen. Nachdem die Drähte zwischen die Formungsstrukturen eingeführt wurden, fährt das Verfahren wie in Block 1120 angegeben fort und die Formungsstrukturen werden kontrahiert (d. h. zueinander bewegt, so dass die Formungsstrukturen Seite an Seite/benachbart ausgerichtet sind, mit nur einem kleinen Spalt zwischen jeweils benachbarten Formungsstrukturen, um die Drähte aufzunehmen, wie etwa die in 2 gezeigte Anordnung). Das Bewegen der Formungsstrukturen aus der expandierten Position in die kontrahierte Position führt dazu, dass jeder der Drähte in die Zickzackkonfiguration gebogen wird (z. B. eine der Konfigurationen der 3 bis 9B, abhängig von der Form/den Formen der Formungsstrukturen. Danach werden, wie in Block 1130 angemerkt, die Drähte an vorbestimmten Schnittstellen geschnitten, um segmentierte Leiter zu bilden. Jeglicher resultierender Abfall (der möglicherweise nur in einigen Ausführungsformen vorhanden ist) wird dann verworfen, wobei nur segmentierte Leiter von der vorherigen länglichen Drahtstrecke zurückbleiben. Die verbleibenden segmentierten Leiter werden dann zum Einführen in die Nuten eines Statorkerns vorbereitet (z. B. durch Abziehen der Isolierung von den Spitzen der Schenkelenden, Begradigen der Schenkelenden usw., falls angemessen). Dann werden, wie in Block 1140 angemerkt, die segmentierten Leiter in die Nuten des Statorkerns eingeführt. Anschließend werden, wie in Block 1150 angemerkt, die Schenkelenden der segmentierten Leiter gebogen, um benachbarte Schenkelenden zu ergeben. Die benachbarten Schenkelenden werden dann zusammengeschweißt oder anderweitig verbunden, um die Wicklungsanordnung auf dem Statorkern zu vervollständigen.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von Wicklungen für eine elektrische Maschine wurde hier nur beispielhaft und nicht einschränkend präsentiert. Es versteht sich, dass bestimmte hierin beschriebene individuelle Merkmale und Funktionen Vorteile aufweisen, die erhalten werden können, ohne andere hierin beschriebene Merkmale und Funktionen einzubeziehen. Darüber hinaus versteht es sich, dass verschiedene Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen der oben offenbarten Ausführungsformen und anderer Merkmale und Funktionen oder Alternativen davon wünschenswerterweise in viele andere unterschiedliche Ausführungsformen, Systeme oder Anwendungen kombiniert werden können. Derzeit unvorhergesehene oder nicht erwartete Alternativen, Modifikationen, Variationen oder Verbesserungen daran können anschließend vom Fachmann vorgenommen werden, die ebenfalls von den beigefügten Ansprüchen beinhaltet sein sollen. Daher sollten der Geist und Umfang jeglicher beigefügter Ansprüche nicht auf die Beschreibung der hierin enthaltenen Ausführungsformen beschränkt sein.
Verschiedene Ausführungsformen sind in den Zeichnungen und in der begleitenden Beschreibung dargestellt. Alternative Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und ihre Äquivalente können erdacht werden, ohne sich vom Geist oder Umfang der vorliegenden Offenbarung zu entfernen. Es sollte beachtet werden, dass jede Erörterung hierin in Bezug auf „eine Ausführungsform“, „eine beispielhafte Ausführungsform“ und dergleichen darauf hinweist, dass die beschriebene Ausführungsform ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft enthalten kann und dass ein solches bestimmtes Merkmal, eine solche bestimmte Struktur oder eine solche bestimmte Eigenschaft nicht notwendigerweise in jeder Ausführungsform enthalten sein muss. Außerdem umfassen Verweise auf das Vorhergehende nicht notwendigerweise einen Verweis auf dieselbe Ausführungsform. Unabhängig davon, ob es explizit beschrieben wird, wird der Durchschnittsfachmann schließlich erkennen, dass die besonderen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften der gegebenen Ausführungsformen jeweils in Verbindung oder Kombination mit denen einer anderen hier erörterten Ausführungsform verwendet werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/947238 [0001]
US 10038358 [0017, 0029, 0030]

Claims

Verfahren zum Bilden einer Wicklung für eine elektrische Maschine, umfassend: Biegen eines Drahtes zwischen mehreren Formungsstrukturen, so dass der Draht in eine Zickzackform gebogen wird; und Schneiden des Drahtes an mehreren Schnittstellen entlang der Zickzackform, um mehrere segmentierte Leiter zu bilden, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Einführen der Schenkel der mehreren segmentierten Leiter in Nuten eines Statorkerns.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend das Biegen der Schenkel jedes der mehreren segmentierten Leiter, um eine Reihe von Schenkelenden zu bilden, und das Zusammenschweißen der Schenkelenden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zickzackform des Drahtes mehrere erste Wickelköpfe auf einer Seite der Zickzackform, mehrere zweite Wickelköpfe auf einer gegenüberliegenden Seite der Zickzackform und mehrere gerade Abschnitte umfasst, die sich zwischen den ersten Wickelköpfen und den zweiten Wickelköpfen erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei jeder der ersten Wickelköpfe einen ersten Schritt definiert, wobei jeder der zweiten Wickelköpfe einen zweiten Schritt definiert, der sich von dem ersten Schritt unterscheidet, wobei eine Querlinie der Zickzackform jeden der geraden Abschnitte schneidet, und wobei die Schnittstellen Stellen sind, an denen die Querlinie die geraden Abschnitte schneidet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Querlinie eine Mittellinie ist, die jeden der geraden Abschnitte halbiert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Querlinie näher an den zweiten Wickelköpfen als an den ersten Wickelköpfen liegt.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die zweiten Wickelköpfe engere Kurven als die ersten Wickelköpfe definieren.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei jeder der zweiten Wickelköpfe einen Scheitelpunkt definiert und wobei jede der Schnittstellen am Scheitelpunkt eines der zweiten Wickelköpfe liegt.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Vorgang des Schneidens des Drahtes an jeder der Schnittstellen dazu führt, dass jeder der segmentierten Leiter gebogene Schenkel aufweist, wobei das Verfahren ferner das Biegen jedes der gebogenen Schenkel zu einem geraden Schenkel und das anschließende Einführen der geraden Schenkel in Nuten eines Statorkerns umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei zumindest die ersten Wickelköpfe einen ersten Wicklungsschritt entlang einer ersten Länge des Drahtes auf einer ersten Seite der Zickzackform definieren und wobei die ersten Wickelköpfe einen zweiten Wicklungsschritt entlang einer zweiten Länge des Drahtes auf einer zweiten Seite der Zickzackform definieren.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei zumindest die ersten Wickelköpfe eine erste Wickelkopfhöhe entlang einer ersten Länge des Drahtes auf einer ersten Seite der Zickzackform definieren und wobei die ersten Wickelköpfe eine zweite Wickelkopfhöhe entlang einer zweiten Länge des Drahtes auf einer zweiten Seite der Zickzackform definieren.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Vorgang des Einführens des Drahtes zwischen die mehreren Formungsstrukturen das Einführen mehrerer Drähte zwischen die mehreren Formungsstrukturen beinhaltet, wobei der Vorgang des Biegens des Drahtes das Biegen jedes der mehreren Drähte in eine Zickzackform beinhaltet und wobei der Vorgang des Schneidens des Drahtes an den mehreren Schnittstellen das Schneiden jedes der mehreren Drähte an den Schnittstellen beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede der Formungsstrukturen zwei parallele axiale Oberflächen und eine Umkehroberfläche beinhaltet, die die zwei parallelen axialen Oberflächen überbrückt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Biegen des Drahtes zwischen den mehreren Formungsstrukturen das Einführen eines Drahtes zwischen mehrere Formungsstrukturen einer in einer expandierten Konfiguration positionierten Drahtformungsvorrichtung und das Bewegen der Formungsstrukturen der Drahtformungsvorrichtung in eine kontrahierte Konfiguration beinhaltet, so dass der Draht in eine Zickzackform gebogen wird.
Verfahren zum Herstellen von segmentierten Leitern für eine Wicklung einer elektrischen Maschine, wobei das Verfahren umfasst: Biegen eines Drahtes in eine Zickzackform, wobei die Zickzackform mehrere erste Wickelköpfe auf einer Seite der Zickzackform, mehrere zweite Wickelköpfe auf einer gegenüberliegenden Seite der Zickzackform und mehrere gerade Abschnitte definiert, die sich zwischen den ersten Wickelköpfen und den zweiten Wickelköpfen erstrecken, wobei mehrere erste Wickelköpfe gleichzeitig gebogen werden, während der Draht in die Zickzackform gebogen wird; und Schneiden des Drahtes an mehreren Schnittstellen entlang der Zickzackform, um mehrere segmentierte Leiter zu bilden, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.
Verfahren zum Herstellen von segmentierten Leitern für eine Wicklung einer elektrischen Maschine, wobei das Verfahren umfasst: Formen eines länglichen Drahtes zu einer Reihe von abwechselnden ersten Wickelköpfen und gegenüberliegenden zweiten Wickelköpfen mit geraden Abschnitten, die die ersten Wickelköpfe mit dem zweiten Wickelköpfen verbinden; und Schneiden des Drahtes an mehreren segmentierten Leitern, wobei jeder der segmentierten Leiter einen Wickelkopf und zwei Schenkel beinhaltet.