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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNGEN
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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2018-0068149 vom 14. Juni 2018, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Verweis hierin einbezogen wird.
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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Patentanmeldung betrifft einen Stator eines Antriebsmotors.
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Diskussion des Stands der Technik
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Im Allgemeinen können Hybridfahrzeuge oder Elektrofahrzeuge, die als umweltfreundliche Fahrzeuge bezeichnet werden, ein Antriebsmoment mittels eines Elektromotors (nachfolgend als „Antriebsmotor“ bezeichnet) erzeugen, der eine Drehkraft durch elektrische Energie erhält.
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Antriebsmotoren können in Antriebsmotoren mit verteilter Wicklung und in Antriebsmotoren mit konzentrierter Wicklung klassifiziert werden, abhängig von einem Wickelschema einer Statorspule. Statoren der Antriebsmotoren mit verteilter Wicklung können je nach Spulenart in Segmentspulenstatoren und ringförmige Drahtspulenstatoren eingeteilt werden.
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Eine Antriebsmotorleistung ist proportional zur Windungszahl einer Spule, die um den Statorkern gewickelt wird. Wird die Windungszahl der Spule erhöht, wird der Statorkern oder der Motor jedoch zwangsläufig größer.
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Dementsprechend wird zur Verbesserung der Motorleistung ohne Vergrößerung des Motors ein Verfahren betrachtet, bei dem ein Füllfaktor einer um den Statorkern gewickelten Spule erhöht wird, indem ein Leerraum zwischen dem Statorkern und einer gewickelten Spule minimiert wird.
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Diesbezüglich wurde anstelle einer ringförmigen Spule (d. h. „ringförmiger Draht“) mit einem kreisförmigen Abschnitt als eine Spulenwicklung ein Verfahren mit einer flachen Spule (d. h. „flacher Draht“) mit einem quadratischen Abschnitt aktiv untersucht. Die flache Spule kann den Leerraum verringern und den Füllfaktor aufgrund einer Form eines Abschnitts im Vergleich zur ringförmigen Spule verbessern.
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Ein Spulenwickelvorgang der flachen Spule ist im Vergleich zur ringförmigen Spule jedoch schwierig. Dementsprechend werden Verfahren vorgeschlagen zum einfachen Durchführen des Spulenwickelvorgangs der flachen Spule in einem Segmentstator des Antriebsmotors mit verteilter Wicklung, in dem ein Mehrzahl von getrennten Haarnadeln (d. h. U-Form oder V-Form) in jeden Schlitz des Statorkerns eingesetzt wird und eingreift und in dem sequentielle Schweißverbindungen zwischen den im Schlitz angeordneten Haarnadeln gebildet werden, um einen gewünschten Stromkreis durch kontinuierliche Verbindung der Spule im Statorkern zu erzeugen.
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Eine in jeden Schlitz des Statorkerns eingesetzte Haarnadelwicklung ist grundsätzlich derart konfiguriert, dass zwei Beinabschnitte in unterschiedliche Schichten unterschiedlicher Schlitze eingesetzt werden.
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Zudem wird die Haarnadel mittels des Wellenwickelverfahrens gebildet, in dem Haarnadelsegmente in einen Schichtkern eingesetzt werden und jeder Beinabschnitt auf der entgegengesetzten Seite des Schichtkerns nach außen gebogen wird und mit einem Beinabschnitt eines anderen Haarnadelsegments derart verschweißt wird, dass eine kontinuierliche Spule entsteht.
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In diesem Fall ist das Wellenwicklungsverfahren genauer gesagt ein Verfahren, bei dem Wicklungen in einer Umfangsrichtung aufeinanderfolgend verbunden sind und, wenn eine entsprechende Schicht eines entsprechenden Schlitzes vollständig gefüllt ist, wird die Schicht zur nächsten Schicht bewegt, um den Schlitz zu füllen. Wenn die letzte Schicht erreicht wird, wird eine Rücklaufspule über der gleichen Schicht angeordnet, so dass die Anordnung in der Umfangsrichtung umgekehrt wird und eine Richtung des Stroms dementsprechend ebenso umgekehrt wird.
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Das vorstehend beschriebene Wellenwicklungsverfahren weist jedoch insofern Nachteile auf, dass zwei die Rücklaufspule bildende Beinabschnitte über der gleichen äußersten (oder innersten) Schicht angeordnet sind, dass der Träger in radialer Richtung instabil, geneigt und schwer zu befestigen ist, und dass es schwierig ist, eine Position eines Beinendes zum Zeitpunkt des Einsetzens in eine Drehvorrichtung zu steuern. Somit entstehen Schwierigkeiten bei der Massenproduktion.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen eines Stators, in dem eine sich über die gleiche äußerste Schicht erstreckende Spule entfernt wird durch Modifizieren einer Anordnungsstruktur von Haarnadelsegmenten, die in einem Statorkern mit einer Mehrzahl von Schlitzen angebrachten sind.
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Nach einem allgemeinen Aspekt ist ein Stator eines Antriebsmotor vorgesehen mit einer Statorwicklungsanordnungsstruktur des Antriebsmotors, in der Haarnadelsegmente in Form einer Haarnadel mit jeweils zwei Beinen in einen Statorkern mit einer Mehrzahl von Schlitzen eingesetzt werden und in der dem Statorkern entgegengesetzt positionierte Beine der Haarnadelsegmente gebogen und derart verbunden sind, dass sie eine Schaltung mit einem Reihenspulenbündel bilden, wobei eine Statorwicklung des Antriebsmotor aus drei oder mehr Phasen besteht und jede der Phasen aus zwei oder mehr aufeinanderfolgend benachbarten Schlitzen besteht.
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Die Beine des Reihenspulenbündels können nacheinander in einer Schicht angeordnet sein, die in einer Umfangsrichtung innerhalb benachbarter Schlitzgruppen kollinear ist.
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Die Beine des Reihenspulenbündels können lediglich in entweder geradzahligen Schichten oder ungeradzahligen Schichten in der benachbarten Schlitzgruppe angeordnet sein.
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Die Anzahl der Beinanordnungen des Reihenspulenbündels in den benachbarten Schlitzgruppen ist derart konfiguriert, dass sie übereinstimmt mit der anderer Reihenspulenbündel, die in einer parallelen Beziehung stehen.
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Die Anzahl der Schlitze der benachbarten Schlitzgruppe kann als Wert konfiguriert sein, der durch Dividieren der Gesamtanzahl der Schlitze des Statorkerns durch die Anzahl der Pole und Anzahl der Phasen entsteht.
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Jede der Phasen der Statorwicklung des Antriebsmotors kann mittels zweier oder mehrerer parallel geschalteter Reihenspulenbündel gebildet werden.
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Die Beine der in der benachbarten Schlitzgruppe positionierten Haarnadelsegmente können die gleiche Stromstärke und die gleiche Phase aufweisen.
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Die zwei Beine der Haarnadelsegmente können jeweils in unterschiedliche Schichten eingesetzt werden.
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Die Schicht kann als eine Mehrzahl von Schichten konfiguriert sein.
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Die Schicht kann als sechs Schichten konfiguriert sein.
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Eine Gruppe von Haarnadelsegmenten, die aufeinanderfolgend in einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht der sechs Schichten angeordnet ist, kann als eine erste Gruppe klassifiziert werden, eine Gruppe von Haarnadelsegmenten, die aufeinanderfolgend in einer dritten Schicht und einer vierten Schicht angeordnet ist, kann als eine zweite Gruppe klassifiziert werden, und eine Gruppe von Haarnadelsegmenten, die aufeinanderfolgend in einer fünften Schicht und einer sechsten Schicht angeordnet ist, kann als eine dritte Gruppe klassifiziert werden.
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Die erste Gruppe und die zweite Gruppe sind mittels einer Verbindungsspule in Reihe geschaltet und die zweite Gruppe und die dritte Gruppe sind mittels einer Verbindungsspule in Reihe geschaltet.
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Die Verbindungsspule kann alle Arten von Leitern beinhalten, die eine elektrische Verbindung unterstützen.
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Die Verbindungsspule kann kleiner oder größer als eine Polteilung ausgebildet sein.
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Figurenliste
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Die oben aufgeführten und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute ersichtlicher, indem Ausführungsbeispiele ausführlich mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschreiben werden, die Folgendes abbilden:
- 1 ist ein Diagramm mit Darstellung einer erfindungsgemäßen Statorwicklungsanordnungsstruktur eines Antriebsmotors;
- 2 und 3 sind perspektivische Ansichten mit Darstellung einer Statorwicklungsanordnungsstruktur nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
- 4 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer erfindungsgemäßen benachbarten Schlitzgruppe eines Stators;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht mit Darstellung eines Haarnadelsegments, das in einer Wicklungsanordnungsstruktur eines Stators nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eingesetzt wird; und
- 6 ist eine perspektivische Ansicht mit Darstellung eines erfindungsgemäßen Kupplungszustands von Verbindungsspulen einer Wicklungsanordnungsstruktur eines Stators.
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DETAILBESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung und Verfahren zu deren Umsetzung werden ersichtlich durch Verweis auf die im Folgenden ausführlich beschriebenen Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken, da verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können. Die Ausführungsformen dienen lediglich dazu, die Erfindung umfassend offenzulegen und die Kategorie der Erfindung Fachleuten zu vermitteln. Die vorliegende Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert.
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich der Beschreibung spezifischer Ausführungsformen und soll keine Einschränkung der Erfindung darstellen. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/er/e“, und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext nichts anderes vorgibt. Es ist ferner zu verstehen, dass der Terminus „aufweisen“, wenn er in dieser Beschreibung verwendet wird, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten spezifiziert, aber das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganze Zahlen, Schritte, Vorgänge, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist ein Diagramm mit Darstellung einer erfindungsgemäßen Statorwicklungsanordnungsstruktur eines Antriebsmotor, 2 und 3 sind perspektivische Ansichten mit Darstellung einer Statorwicklungsanordnungsstruktur nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, 4 ist eine Draufsicht mit Darstellung einer erfindungsgemäßen benachbarten Schlitzgruppe eines Stators, 5 ist eine perspektivische Ansicht mit Darstellung eines Haarnadelsegments, das in einer Wicklungsanordnungsstruktur eines Stators nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eingesetzt wird, und 6 ist eine perspektivische Ansicht mit Darstellung eines erfindungsgemäßen Kupplungszustands von Verbindungsspulen einer Wicklungsanordnungsstruktur eines Stators.
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Ein erfindungsgemäßer Stator 100 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnungsstruktur von Haarnadelsegmenten 300, die in einem Statorkern 200 mit einer Mehrzahl von Schlitzen angebracht ist, modifiziert wird, wodurch eine sich über die gleiche äußerste Schicht erstreckende Spule entfernt wird.
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Dazu beinhaltet der Stator 100 den Statorkern 200, die Haarnadelsegmente 300 und dergleichen.
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Hier sind die Formen des Statorkerns 200 und des Haarnadelsegments 300 nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Formen beschränkt und ein bekannter Statorkern und ein bekanntes Haarnadelsegment können selektiv eingesetzt werden.
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Zudem besteht im Stator 100 eine Statorwicklung des Antriebsmotors aus drei oder mehr Phasen und jede der Phasen ist in einer benachbarten Schlitzgruppe 260 angeordnet, die aus zwei oder mehr aufeinanderfolgend benachbarten Schlitzen 220 besteht und mittels zweier oder mehrerer parallel geschalteter Reihenspulenbündel gebildet wird.
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Der Statorkern 200 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet.
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Darüber hinaus ist eine Mehrzahl von Schlitzen 220 innerhalb des Statorkerns 200 in einer Umfangsrichtung ausgebildet und eine Schicht 240 ist in einer Richtung ausgebildet, in der die Beine 320 des Haarnadelsegments 300 in den Schlitzen 220 aufgenommen sind.
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In anderen Worten sind die Schlitze 220 und die Schichten 240 aufeinanderfolgend im Statorkern 200 entlang der Umfangsrichtung des Statorkerns 200 ausgebildet.
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Aufgrund der Charakteristiken eines Schemas einer verteilten Wicklung wird eine benachbarte Schlitzgruppe 260 ausgebildet, in der jede der Phasen in zwei oder mehr aufeinanderfolgend benachbarten Schlitzen angeordnet ist.
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In diesem Fall entspricht die Anzahl der Schlitze der benachbarten Schlitzgruppe 260 einem Wert, der durch Dividieren der Gesamtanzahl der Schlitze des Statorkerns 200 durch die Anzahl der Pole und die Anzahl der Phasen entsteht, und jede der Phasen weist die gleiche Anzahl von benachbarten Schlitzgruppen 260 und Anzahl von Polen auf.
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Das Haarnadelsegment 300 weist die Form einer Haarnadel mit zwei Beinen 320 auf und wird in einen Schlitz 220 des Statorkerns 200 eingesetzt.
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Endabschnitte 322 der Beine 320, die durch die Schlitze 220 des Statorkerns 200 verlaufen, sind gebogen und derart verbunden, dass sie eine Schaltung mit einem Reihenspulenbündel 400 bilden.
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Zudem sind die zwei Beine 320 des Haarnadelsegments 300 über separate benachbarten Schlitzgruppen 260 angeordnet, die voneinander beabstandet sind.
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Das heißt, dass, wenn eines der zwei Beine 320 des Haarnadelsegments 300 in der zweiten Schicht der ersten benachbarten Schlitzgruppe 260 positioniert ist, dann kann das andere Bein 320 in der ersten Schicht der zweiten benachbarten Schlitzgruppe 260 positioniert werden.
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Genauer gesagt, wenn alle der benachbarten Schlitzgruppen 260, die jeder der Phasen zugeordnet sind, mit der Mehrzahl von Haarnadelsegmenten 300 gefüllt ist, dann sind die zwei Beine 320 des Haarnadelsegments 300 generell in einem Abstand von einer Polteilung angeordnet, was bedeutet, dass die beiden benachbarten Schlitzgruppen 250 die gleichen Schlitzpositionen aufweisen.
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Anschließend werden die Beine 320 des durch Verbinden der Haarnadelsegmente 300 gebildeten Reihenspulenbündels 400 nacheinander in Schichten angeordnet, die in Umfangsrichtung innerhalb der benachbarten Schlitzgruppen 260 kollinear sind.
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In diesem Fall sind die Beine 320 der in der benachbarten Schlitzgruppe 260 positionierten Haarnadelsegmente 300 derart ausgebildet, dass sie die gleiche Stromstärke und Phase aufweisen, und die Anzahl der Abstände zum Anordnen der Beine der Reihenspulenbündel 400 innerhalb der benachbarten Schlitzgruppe 260 ist derart konfiguriert, dass sie übereinstimmt mit der anderer Reihenspulenbündel, die in einer parallelen Beziehung stehen.
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Zudem wird die gleiche Phase einer elektrischen Schaltung mittels zweier oder mehrerer parallel geschalteter Reihenspulenbündel 400 gebildet. Erfindungsgemäß beträgt die Anzahl der Schlitze der benachbarten Schlitzgruppe 260 und die Anzahl der Parallelschaltungen auf dem Stromkreis zwei oder mehr.
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Anschließend können die zwei Beine des Haarnadelsegments 300, die das Reihenspulenbündel 400 bilden, jeweils in unterschiedliche Schichten eingesetzt werden.
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Die Schicht ist als eine Mehrzahl von Schichten konfiguriert.
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In der vorliegenden Erfindung wird eine Beschreibung einer Konfiguration von sechs Schichten zum Zwecke der Beschreibung aufgeführt.
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Eine Gruppe von Haarnadelsegmenten, die aufeinanderfolgend in einem Paar benachbarter Schichten der Mehrzahl von Schichten, d. h. der sechs Schichten, angeordnet sind, um eine Reihenschaltung zu bilden, wird als eine erste Gruppe klassifiziert, eine Gruppe von Haarnadelsegmenten, die aufeinanderfolgend in einem Paar benachbarter Schichten neben der erste Gruppe angeordnet ist, um eine Reihenschaltung zu bilden, wird als eine zweite Gruppe klassifiziert und eine Gruppe von Haarnadelsegmenten, die aufeinanderfolgend in einem Paar benachbarter Schichten neben der zweiten Gruppe angeordnet ist, um eine Reihenschaltung zu bilden, wird als eine dritte Gruppe klassifiziert.
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In diesem Fall sind die erste Gruppe und die zweite Gruppe mittels einer Verbindungsspule 500 in Reihe geschaltet und die zweite Gruppe und die dritte Gruppe sind mittels einer Verbindungsspule 500 in Reihe geschaltet.
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Besonders, wenn eines der zwei Beine 320 des Haarnadelsegments 300 zur ersten Gruppe in der ersten benachbarten Schlitzgruppe 260 gehört, dann ist das andere Bein 32 in der zweiten Gruppe in der zweiten benachbarten Schlitzgruppe 260 positioniert.
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Darüber hinaus muss sich die Verbindungsspule 500 zu einem anderen Schlitz 220 in der benachbarten Schlitzgruppe 260 bewegen und dazu wird ein spezielles Haarnadelsegment verwendet, dass größer oder kleiner als eine Polteilung ist.
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Genauer gesagt werden in der bestehenden Wicklungsanordnungsstruktur, die in der gleichen äußersten Schicht angeordnet ist, bezüglich der Reihenfolge der Füllschlitze und Schichten in den gleichen benachbarten Schlitzgruppe zunächst Schichten gefüllt und anschließend wird der Schlitz zu einem anderen Schlitz verschoben, so dass die Verbindungsspulen in der gleichen äußersten Schicht angeordnet sind. Daher ist es möglich, indem die Struktur derart modifiziert wird, dass Schlitze der gleichen Schicht in der benachbarten Schlitzgruppe zuerst gefüllt werden und die Schicht gewechselt wird, die Verbindungsspulen in einer Innenschicht anzuordnen und dadurch eine Spule an der äußersten Schicht zu entfernen, was ein Problem der bestehenden Struktur ist.
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Indes sind die Schichten nicht auf die in 1 dargestellten Schichten beschränkt und mindestens sechs Schichten können je nach Umgebung und Zweck gebildet werden und vier bis zehn Schichten können gebildet werden.
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In dem erfindungsgemäßen Stator wird eine sich über die gleiche äußerste Schicht erstreckende Spule entfernt, indem eine Anordnungsstruktur der Haarnadelsegmente, die in einem Statorkern mit einer Mehrzahl von Schlitzen eines Antriebsmotors angebracht sind, derart modifiziert wird, dass die strukturelle Stabilität und der Produktionsertrag der Haarnadelsegmente verbessert werden kann.
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Die vorstehende Beschreibung der Erfindung dient zu Veranschaulichungszwecken und eine Fachperson sollte erkennen, dass andere spezifische Modifikationen leicht vorgenommen werden können, ohne dass dadurch von dem technischen Geist oder den wesentlichen Merkmalen der Erfindung abgewichen wird.
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Die vorstehenden Ausführungsformen sollten daher in allen Aspekten eher als veranschaulichend denn als einschränkend betrachtet werden und schränken den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht ein. Der Schutzumfang der Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche definiert werden und alle technischen Ideen im Rahmen ihrer Äquivalenten sollten so ausgelegt werden, dass sie in den Schutzumfang der Erfindung einbezogen sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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