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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Statorspule für rotierende
elektrische Maschinen, die aus aneinander gefügten Leitersegmenten aufgebaut
ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Es
wurden Statorspulen aus aneinander gefügten Leitersegmenten offenbart,
wobei eine Vielzahl von Leitersegmenten, die in Schlitze eines Statorkerns
eingefügt
werden, eines nach dem anderen nacheinander verbunden werden. Beispielsweise
ein Verfahren zur Herstellung einer zusammengefügten Leiterspule (einer Statorspule
aus aneinander gefügten
Leitersegmenten) unter Verwendung eines nahezu U-förmigen Leitersegments
in
JP Nr. 3118837 .
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In
JP Nr. 3118837 werden Schenkel
eines Paars der nahezu U-förmigen
Leitersegmente in einen Eingang von zwei Schlitzen, die um eine
Magnetpolteilung eines Rotors voneinander beabstandet sind, eingeführt und
aus deren gegenüberliegenden Ausgängen überstehen
gelassen. Dann werden die überstehenden
Schenkel in Umfangsrichtung des Rotors gebogen und nacheinander
zusammengefügt.
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Daher
weist das Leitersegment Folgendes auf: einen nahezu U-förmigen (wie
nachstehend erläutert,
nach dem Biegeprozess in Umfangsrichtung betrachtet nahezu V-förmigen) Kopfabschnitt; ein Paar
Schlitz-Leiterabschnitte, die in ein Paar Schlitze eingeführt werden
und in den beiden Schlitzen bleiben; und ein Paar überstehender
Endabschnitte, die vom anderen Ende der beiden Schlitze überstehen. Ferner
werden die Spitzen der überstehenden
Endabschnitte des Paars aneinander gefügt. Hierbei wird in der vorliegenden
Schrift der überstehende
Endabschnitt zusammen mit dem Schlitz- Leiterabschnitt manchmal als Segmentschenkel
bezeichnet. Der Kopfabschnitt des Segments ist ein kopfseitiges Spulenende
der Statorspule, während
der überstehende
Endabschnitt ein endseitiges Spulenende ist.
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Ferner
sind in der
JP Nr. 3118837 zwei
koaxial angeordnete Ringe zum Halten der vier Schenkel eines Paars
aus dem kleinen und dem großen
Segment offenbart. Hierbei umgibt das große Segment das kleine Segment.
Die Ringe werden relativ zueinander verdreht, um einen schrägen Endabschnitt
(ein Paar aus Schenkeln, die in Umfangsrichtung des Rotors schräg verlaufen)
zu bilden.
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Ferner
ist in
JP Nr. 310470 offenbart,
dass ein überstehender
Endabschnitt mit einem anderen überstehenden
Endabschnitt, dem er in radialer Richtung benachbart ist, zusammengeschweißt wird, und
dass ferner ein Bindeglied zwischen zwei überstehenden Endabschnitten,
die einander in Umfangsrichtung benachbart sind, gehalten wird,
um deren Positionen zu stabilisieren.
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Nun
wird ein Beispiel für
ein Verfahren zur Herstellung der zusammengefügten Leiterspule, wie sie in
den oben angeführten
Dokumenten des Standes der Technik offenbart ist, erklärt.
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Zuerst
wird eine benötigte
Anzahl von haarnadelartigen (pine needle) Segmenten hergestellt und
so gebogen, dass sie U-förmige
Köpfe haben. Dann
werden die Segmente in Umfangsrichtung um eine Magnetpolteilung
gebogen. Segmentsätze
werden in Umfangsrichtung angeordnet, um sie gleichzeitig in alle
Schlitze des Kerns einzuführen.
Es können
zwei Ringe (koaxial angeordnet) mit einer Vielzahl von Löchern, wie
in
3 in
JP Nr.
3118837 dargestellt, verwendet werden. Genauer werden Segmentschenkel
in die äußeren und
inneren Ringe in der gleichen Umfangsrichtung eingeführt und
dann werden die inneren und äußeren Ringe
relativ zueinander verdreht, um den Kopfabschnitt solchermaßen zu verformen,
dass der Kopfabschnitt sich in V-Form öffnet.
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Dann
folgt ein Verfahrensschritt, um die V-förmig verformten Segmente, die
in Umfangsrichtung angeordnet sind, in Schlitze des Statorkerns
einzuführen.
Genauer werden die Kopfabschnitte festgehalten und die Segmentsätze werden
aus den Ringen herausgezogen und in die Schlitze eingeführt.
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Dann
folgt ein Verfahrensschritt, um den überstehenden Endabschnitt in
Umfangsrichtung zu biegen, vorzugsweise um eine halbe Teilung des
Magnetpols. Es können
zwei (koaxial angeordnete) Ringe mit einer Vielzahl von Löchern, wie
in
4 und
5 in
JP Nr. 3196738 dargestellt, für den oben
genannten Biegeschritt verwendet werden. Die überstehenden Endabschnitte
werden in die Löcher
eingeführt,
dann werden die inneren und äußeren Ringe um
eine halbe Teilung des Magnetpols relativ zueinander verdreht, und
dann wird der überstehende
Endabschnitt in Umfangsrichtung um eine halbe Teilung gedreht. Der
Krümmungsradius
am Biegepunkt kann vorzugsweise vergrößert werden, wenn die Ringe
in axialer Richtung zum überstehenden
Endabschnitt hin gedrückt
werden. Dann folgt ein Verfahrensschritt zum Miteinanderverschweißen der überstehenden Endabschnitte
in einer vorgegebenen Reihenfolge.
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Somit
werden auf endlose Weise Phasenspulen, z.B. dreiphasige Ankerspulen,
gebildet. Anschlüsse
für jede
Phase werden durch Trennen des Kopfabschnitts des Segments gebildet.
Falls der Anschluss im Voraus lang gestaltet wird, kann der lange Anschluss
als Überquerung
eines Sternpunkts verwendet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass
der Anschluss auf der Seite des Kopfabschnitts vorgesehen ist, da
der lange Anschlussdraht das Verschweißen der überstehenden Endabschnitt behindert.
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Die
Statorspule aus aneinander gefügten Segmenten,
die anhand der oben erläuterten
Verfahren hergestellt wird, wird für eine Statorspule eines Wechselstromdynamos
für Kraftfahrzeuge
verwendet.
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Jedoch
hat die herkömmliche
Statorspule aus aneinander gefügten
Segmenten Nachteile, wie nachstehend ausgeführt.
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Zwei
ein Paar bildende überstehende
Endabschnitte, die vom Statorkern überstehen, werden an der gleichen
Umfangsposition und an unterschiedlichen radialen Positionen angeordnet.
Dann werden durch die relative Drehung der Ringe die überstehenden
Endabschnitte in entgegengesetzten Richtungen relativ zueinander
verdreht und werden in Umfangsrichtung gebogen.
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Der
Endabschnitt wird gerade nach unten und schräg (sowohl in Umfangsrichtung
als auch in radialer Richtung) auf solche Weise gebogen, dass der
Endspitzenabschnitt nach dem Biegen auf kürzester Strecke mit einem Teil
eines Schlitz-Leiterabschnitts, der nicht gebogen ist, verbunden
wird.
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Dies
ist ähnlich,
wenn der Kopfabschnitt nach unten gebogen wird.
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Daher
hat das herkömmliche
Herstellungsverfahren den Nachteil, dass die schrägen Kopfabschnitte
und schrägen
Endabschnitte, insbesondere diejenigen auf der innersten radialen
Seite, über
die innere Umfangsfläche
des Statorkerns hinauskommen, wodurch es schwierig wird, den Rotor
in das Innere des Statorkerns einzufügen, und ein Konflikt der schrägen Kopf-
und Endabschnitte mit einem Kühlgebläse, das
an einer Endfläche
des Rotors vorgesehen ist, bewirkt wird.
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Wie
bereits gesagt, verlaufen die schrägen Kopf- und Endabschnitt
nicht über
die Umfangsfläche,
sondern über
eine Ebene. Das bedeutet, dass das rechteckige Leitersegment an
einem Grenzabschnitt des schrägen
Kopfabschnitts und eines Scheitels des Kopfabschnitts, an einer
Grenze des schrägen
Endabschnitts und eines Endspitzenabschnitts, an einer Grenze des
schrägen
Kopfabschnitts und eines Schlitz-Leiterabschnitts und an einer Grenze
des schrägen
Endabschnitts und eines Schlitz-Leiterabschnitts auf einen rechteckigen
Querschnitt hin gebogen werden. Somit weist das herkömmliche
Herstellungsverfahren den weiteren Nachteil auf, dass eine starke
Spannung in der Isolierbeschichtung am Grenzabschnitt erzeugt wird, wodurch
die Isolierung des Segments beschädigt wird. Dies kann ein möglicher
Nachteil sein, wenn die herkömm liche
Statorspule aus aneinander gefügten Segmenten
in einer Hochspannungs-Rotationsanlage, wie einem Fahrzeugmotor
verwendet werden soll.
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EP-A-1041702 offenbart
die Herstellung einer Statorspule, wobei eine Vielzahl von Leitersegmenten
hergestellt werden, die jeweils einen U-förmigen Kopf und ein Paar aus
parallelen Schenkeln aufweisen. Diese Leitersegmente werden von
einer Vorrichtung gebogen, die eine Vielzahl von relativ zueinander
rotierenden Ringen aufweist, die koaxial angeordnet sind und die
parallelen Schenkel der Leitersegmente festhalten, so dass durch
eine relative Drehung der Ringe die parallelen Schenkel der Vielzahl von
Leitersegmenten in Umfangsrichtung auseinander bewegt werden. Die
Kopfabschnitte werden in diesem Biegeschritt so gebogen, dass sie
um eine Achse eines Statorkerns, dessen Schlitze zur Aufnahme von
Abschnitten der Schenkel der Leitersegmente dienen, eine Kreisbogenform
bilden. Die Kreisbogenform wird dadurch erzeugt, dass ein zylindrisches
Führungselement
verwendet wird, dessen äußere Umfangsfläche die
Leitersegmente am innersten radialen Umfang berührt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Verringerung einer Spannung an
einer Isolierbeschichtung von Leitersegmenten in einer Statorspule, die
aus Leitersegmenten aufgebaut ist, die in Schlitze eines Statorkerns
eingeführt
und nacheinander aneinander gefügt
werden, und die Schaffung einer mehrfach gewundenen Statorspule,
die für
einen Antriebsmotor mit hoher Spannung und starker Strom geeignet
ist, und ferner die Vermeidung eines Konflikts zwischen einem Statorspulen-Herstellungsprozess
und einem Rotor-Einführungsprozess,
so dass die Spulenherstellung nicht die Rotoreinführung stört.
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Die
Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
durch eine Statorspule einer rotierenden elektrischen Maschine mit
den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Eine weitere Lösung
der oben definierten Aufgabe wird durch ein Statorspulen-Herstellungsverfahren
erreicht, das die Schritte von Anspruch 3 umfasst.
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Gemäß der Erfindung
dringen die Kopfabschnitte und die überstehenden Endabschnitte
beim Überqueren
des Innenumfangs eines Statorkerns nicht in den Innenraum für einen
Rotor ein, wodurch der Rotor leicht im Motor eingebaut werden kann
und ein größeres Kühlgebläse befestigt
werden kann.
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Ferner
werden beide Enden des schrägen Kopfabschnitts
und beide Enden des schrägen
Endabschnitts in der Umfangsrichtung als Biegelinie gebogen, entlang
derer die Segmentseite, die in radialer Richtung verläuft, gebogen
wird, wodurch die Spannung an der Isolierbeschichtung des Segments stark
verringert wird. Dies ist für
einen Elektromotor mit höherer
Spannung von Vorteil.
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Jeder
der Schlitze nimmt eine Vielzahl von Segmentsätzen an jeweils unterschiedlichen
Aufnahmepositionen auf, wobei ein größeres Segment ein kleineres
Segment umgibt, das an angrenzenden Aufnahmepositionen aufgenommen
wird;
eine Gruppe der Segmentsätzen, die an den gleichen radialen
Positionen aufgenommen und in Umfangsrichtung angeordnet sind, eine
Gruppe aus Teilphasenspulen bildet, an die die gleiche Phasenspannung angelegt
wird; und
die Teilphasenspulen, die in angrenzenden Aufnahmeabschnitten
in einem Schlitz aufgenommen werden, nacheinander in Reihe verbunden
werden, wodurch die Phasenspule gebildet wird.
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Herkömmlicherweise
wird eine rotierende Anlage, die eine Statorspule verwendet, die
aus nacheinander aneinander gefügten
Leitersegmenten aufgebaut ist, für
einen Wechselstromdynamo für Kraftfahrzeuge
verwendet. Ferner wird erwartet, dass die rotierende Anlage als
Antriebsmotor mit hoher Leistung versorgt wird. Hierbei muss der
Hochleistungs-Antriebsmotor mit einer Batteriespannung von mehreren
hundert Volt versorgt werden, die viel höher ist als beim herkömmlichen
Elektromotor, und zwar aufgrund einer einfachen Verdrahtung während des
Herstellungsprozesses und einer Verringerung des Widerstandsverlusts
in der Statorspule. Jedoch ist die Drehzahl Hochleistungs-Antriebsmotors
fast die gleiche wie die eines herkömmlichen Elektromotors. Daher
muss der Hochleistungs-Antriebsmotor mit einer größeren Zahl
von Windungen in der Statorspule versehen sein.
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Zwar
kann die Zahl der Windungen erhöht werden,
z.B. um 5 Segmente 33a bis 33e, wie in 13 dargestellt,
aber die erforderliche Zahl der Segmente wird nachteilhaft erhöht und der
Kopf des äußersten
Segments 33e wird länger,
wodurch der Verdrahtungswiderstand zunimmt.
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Ferner
wird die Breite W des Kopfes H, wie in 13 dargestellt,
wesentlich größer als
die Gesamtbreite des Schenkelabschnitts, wodurch eine axiale Länge des
Elektromotors und sein Gewicht zunehmen.
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Ferner
muss eine Lücke „d" zwischen den Schenkeln
ebenso wie zwischen den Köpfen
sichergestellt sein, um zu verhindern, dass diese während des
Erweiterungsverfahrens aneinander reiben. Somit hat die herkömmliche
Statorspule, die in 16 dargestellt
ist, den Nachteil, dass der Schlitz von den Leitersegmenten nicht
effizient ausgefüllt
wird.
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Ferner
weist die herkömmliche
Statorspule den weiteren Nachteil auf, dass die Wärmeabstrahlung
des inneren Segments 33a sich verschlechtert.
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Um
diese Nachteile zu überwinden,
ist die Phasenspule der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass:
eine Vielzahl von Segmentsätzen,
z.B. 4 Segmentsätze,
wie in 3 dargestellt, an angrenzenden radialen Positionen
in einem Schlitz aufgenommen werden; die vorgeschriebenen Segmentsätze in Umfangsrichtung
in Reihe miteinander verbunden werden; wodurch Teilphasenspulen
gebildet werden; und eine Teilphasenspule nacheinander in Reihe
mit der angrenzenden Teilphasenspule verbunden wird, wodurch die
Phasenspule in M Phaseneulen vervollständigt wird.
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Die
Teilphasenspulen werden unter Verwendung von Verbindungssegmenten
auf einfache Weise in der radialen Richtung miteinander verbunden. Somit
werden Segmentsätze
(eine Teilphasenspule) gleichförmig
genug hergestellt, um zu verhindern, dass sie eine lokale Überhitzung
aufgrund einer lokalen Konzentration einer Verteilung des elektrischen Stroms
aufgrund unterschiedlicher Verdrahtungslängen erzeugen.
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Die
beschriebene Statorspule ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass:
aus
einer Gruppe von Schlitzen in Umfangsrichtung, die Segmente aufnimmt,
an die die gleiche Phasenspannung angelegt wird, eine Gruppe aus
gleichphasigen Schlitzen wird;
eine Vielzahl von seriellen
Phasenspulenschaltungen, die aus den Teilphasenspulen bestehen,
die nacheinander in Reihe verbunden sind, in verschiedenen Schlitzen
in der Gruppe aus gleichphasigen Schlitzen ausgebildet wird; und
die
Schaltungen aus seriellen Phasenspulen parallel verbunden werden,
wodurch die Phasenspule gebildet wird.
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Herkömmliche
rotierende Anlagen, die die Statorspule aus Leitersegmenten verwenden,
werden für
einen Kraftfahrzeug-Wechselstromdynamo verwendet. Ferner wird erwartet,
dass die rotierende Anlage als Antriebsmotor mit hoher Leistung
versorgt wird. Daher ist ein starker elektrischer Strom erforderlich,
um einen Hochleistungs-Antriebsmotor
zu erhalten. Es gibt eine Grenze für die Vergrößerung eines Querschnitts des
Leitersegments, damit der starke elektrische Strom fließen kann.
Daher können
die Teilphasenspulen parallel verbunden werden, um den Gesamtquerschnitt
der Phasenspule zu vergrößern. Jedoch
war die parallele Verbindung, wie oben angegeben, in der sequenziellen
Verbindung der Segmente nicht leicht, da extra Drähte benötigt werden,
um die Segmente über
andere hinweg zu verbinden.
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Daher
wird eine Vielzahl von seriellen Phasenschaltungen in unterschiedlichen
Schlitzen in einer Gruppe von Schlitzen der gleichen Phase aufgenommen.
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Gemäß dem oben
erörterten
Merkmal werden die Verdrahtungswiderstände der seriellen Phasenschaltungen
einander angeglichen, wodurch die Ströme in den Teilphasenspulen
gleichmäßig werden.
Ferner werden auch dann, wenn Widerstände von Teilphasenspulen abhängen, die
an unterschiedlichen radialen Positionen angeordnet sind, die Widerstandswerte
der oben genannten seriellen Phasenspulen nicht verändert. Das
ist ein sehr wichtiger Vorteil.
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Somit
kann die Zahl der Windungen der Statorspule erhöht werden, ohne irgendwelche
Segmentsätze
zu verwenden, die eine größere Zahl
von Leitersegmenten enthalten, und ohne irgendwelche Überbrückungsdrähte am Spulenende
hinzuzufügen. Somit
eignet sich die Statorspule, die in Merkmal 3 beschrieben ist, für Kraftfahrzeug-Antriebsmotoren mit
hoher Spannung und starker Strom
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KURZE ERKLÄRUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine vertikale Querschnittsdarstellung eines Elektromotors zum Antreiben
eines Kraftfahrzeugs, der die Statorspule verwendet, die aus den
aneinander gefügten
Leitersegmenten der vorliegenden Erfindung besteht.
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2 ist
eine schematische perspektivische Darstellung eines Satzes der in 1 dargestellten Leitersegmente.
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3 ist
eine Teil-Querschnittsdarstellung des Statorkerns, der in 1 dargestellt
ist.
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4 zeigt
schematisch eines von den Segmentpaaren, bevor es in die Schlitze
des Statorkerns eingeführt
wird.
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5 zeigt
schematisch die Segmente, die gerade in größere und kleinere Ringe der
Segmentbiegevorrichtung eingeführt
werden.
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6 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer grundlegenden Vorrichtung
zum Biegen des Kopfes des Leitersegments.
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7 ist
eine schematische Querschnittsdarstellung einer grundlegenden Vorrichtung
zum Biegen des Schenkels des Leitersegments.
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8 ist
eine Draufsicht auf die größeren und
kleineren Ringe.
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9 ist
ein Verdrahtungsplan der U-Phase der Leitersegmente.
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10 ist
eine schematische vertikale Querschnittsdarstellung einer modifizierten
Vorrichtung zum Biegen der Köpfe
der Leitersegmente.
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11 ist
eine schematische vertikale Querschnittsdarstellung einer modifizierten
Vorrichtung zum Biegen der Schenkel der Leitersegmente.
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12 ist
eine Teil-Bodenansicht des Statorkerns, der eine Vielzahl der Leitersegmente
aufnimmt, von denen eines gerade durch die Schenkelbiegevorrichtung,
die in 11 dargestellt ist, in der Umfangsrichtung
gebogen wird.
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13 ist
eine Seitendarstellung eines herkömmlichen Segmentesatzes vor
dem Biegen.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. 1 ist
eine Querschnittsdarstellung in axialer Richtung der rotierenden
Anlage für
einen Elektromotor zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs, der die Statorspule
der vorliegenden Erfindung verwendet, wobei ein Spulenendabschnitt der
Statorspule schematisch dargestellt ist. 2 ist eine
perspektivische Darstellung eines Leitersegmentsatzes. 3 ist
eine Teil-Querschnittsdarstellung von Segmenten, die in den Schlitzen
des Statorkerns aufgenommen sind.
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Antriebsmotor
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Wie
in 1 dargestellt, weist der Antriebsmotor einen Statorkern 1,
einen Rotor 2, eine Statorspule 3, ein Gehäuse 4 und
einen Drehachse 7 auf. Der Statorkern 1 ist an
einer Innenwand des Gehäuses 4 befestigt,
während
die Statorspule 3 durch die Schlitze des Statorkerns 1 gewunden
ist. Der Rotor 2 ist ein IPM-Rotor, der mit der Drehachse 7 befestigt ist,
die drehbar vom Gehäuse 4 getragen
wird, und ist innerhalb des Statorkerns 1 angeordnet. Die
Statorspule 3 ist eine dreiphasige Ankerwindungsspule,
die von einem Dreiphasen-Wechselrichter versorgt wird, der von einer
externen Batterie mit etwa z.B. 300 V versorgt wird.
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Der
Antriebsmotor ist ein dreiphasiger, bürstenloser Dauermagnet-Gleichstrommotor
(Synchronmotor) zum Erzeugen einer Antriebskraft für z.B. ein Sekundärbatterie-Fahrzeug, ein Brennstoffzellen-Fahrzeug
oder ein Hybrid-Fahrzeug. Seine Rotorstruktur kann auf verschiedene
allgemein bekannte Arten, auf deren Erläuterung verzichtet wird, modifiziert
werden.
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Statorspule
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Wie
in 2 dargestellt, wird der Segmentsatz 33 der
Statorspule 3 von einer Seite des Statorkerns 1 durch
die Schlitze des Statorkerns eingeführt, wird dann in vorgeschriebener
Länge von
der anderen Seite des Statorkerns 1 überstehen gelassen. Ferner
werden die überstehenden
Endabschnitte des Segmentsatzes 33 in einem elektrischen
Winkel von etwa π/2
in Umfangsrichtung des Statorkerns 1 gebogen. Ferner werden
die Spitzen der überstehenden
Endabschnitte in einer vorgeschriebenen Kombination verschweißt. Hierbei
ist jedes Segment des Segmentsatzes 33 eine V-förmige lange Platte,
wie in 2 dargestellt, die außer einem Paar von Schenkelspitzen
(Schweißabschnitten)
mit Harz überzogen ist.
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Der
Segmentsatz 33 weist ein großes Segment 331 und
ein kleines Segment 332 auf, die jeweils folgendes aufweisen:
einen V-förmigen
Kopfabschnitt; ein Paar aus Schlitz-Leiterabschnitten, die gerade
von beiden Seiten des Kopfabschnitts ausgehen und in den Schlitzen
aufgenommen werden; und ein Paar aus überstehenden Endabschnitten,
die von den Schlitz-Leiterabschnitten ausgehen. Anders ausgedrückt, die
Statorspule weist drei Teile auf: ein erstes Spulenende an einer
Seite des Statorkerns 1; ein zweites Spulenende an der
anderen Seite des Statorkerns 1 und den Schlitz-Leiterabschnitt,
der in den Schlitzen aufgenommen wird.
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Das
Kopf-Spulenende 311, wie in 1 dargestellt,
ist das oben genannte erste Spulenende, während das überstehende Spulenende 312,
wie in 1 dargestellt, das oben genannte zweite Spulenende
ist.
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Wie
in 1 dargestellt, werden vier Segmente in radialer
Richtung des Statorkerns 1 eingeführt. Der Kopfabschnitt 3301 gehört zum innersten Segmentsatz
S1; der Kopfabschnitt 3302 gehört zum zweitinnersten Segmentsatz
S2; der Kopfabschnitt 3303 gehört zum drittinnersten (zweitäußersten) Segmentsatz
S3 und der Kopfabschnitt 3304 gehört zum äußersten Segmentsatz S4. Die
Kopfabschnitte 3301, 3302, 3303 und 3304,
die nacheinander in der radialen Richtung angeordnet sind, bilden
das Kopf-Spulenende 311. Ebenso ist das überstehende Spulenende 312 in 1 dargestellt.
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Segmentsatz
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Wie
bereits gesagt, weist der Segmentsatz, der in 2 dargestellt
ist, ein großes
Segment 331 und ein kleines Segment 332 auf.
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Das
große
Segment 331 weist die Schlitz-Leiterabschnitte 331a und 331b,
den Kopfabschnitt 331c und die überstehenden Endabschnitte 331f und 331g auf.
Die Spitzen 331d und 331e der überstehenden Endabschnitte 331f und 331g sind
jeweils Verbindungs- (Verschweißungs-)
Abschnitte. Der Schlitzleiter 331a ist der innerste Schlitz-Leiterabschnitt,
während
der Schlitzleiter 331b der äußerste Schlitz-Leiterabschnitt
ist.
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Ebenso
weist das kleine Segment 332 die Schlitz-Leiterabschnitte 332a und 332b,
den Kopfabschnitt 332c und die überstehenden Endabschnitte 332f und 332g auf.
Die Spitzen 332d und 332e der überstehenden Endabschnitte 332f und 332g sind
jeweils Verbindungsabschnitte. Der Schlitzleiter 332a ist
der zweitinnerste Schlitz-Leiterabschnitt, während der Schlitzleiter 332b der
zweitäußerste Schlitzleiterabschnitt
ist.
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Ein
Element mit einem Bezugszeichen mit Apostroph („'")
wird mit einem ähnlichen
Element ohne Apostroph an der in radialer Richtung benachbarten
Position verschweißt,
das von gestrichelten Linien dargestellt wird. Somit wird der Verbindungsabschnitt 331d mit
dem Verbindungsabschnitt 332d' verschweißt. Ferner wird der Verbindungsabschnitt 332d mit
dem Verbindungsabschnitt 331d' verschweißt. Ferner wird der Verbindungsabschnitt 332e mit
dem Verbindungsabschnitt 331e' verschweißt.
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Wenn
die rechten Schenkel der Schlitz-Leiterabschnitte 331a und 332a in
einem Schlitz aufgenommen werden, werden die linken Schenkel der Schlitz-Leiterabschnitte 331b und 332b in
einem anderen Schlitz aufgenommen, der um eine vorgeschriebene ungerade
Zahl von Magnetpolteilungen (z.B. eine Magnetpolteilung (elektrischer
Winkel ☐)) beabstandet ist. Vor und nach der Einführung bleibt der
kleine Kopfabschnitt 332c vom großen Kopfabschnitt 331c umgeben.
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Anordnungen von Segmentsätzen in
Schlitzen
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Wie
in 3 dargestellt, wird eine Vielzahl von z.B. 16
Positionen P1 bis P16 zum Empfangen der Leitersegmente vorbereitet.
Jede Position nimmt einen Schlitz-Leiterabschnitt auf. Vier Segmentsätze S1 bis
S4 werden nacheinander in radialer Richtung auf solche Weise aufgenommen,
dass S1 in P1 bis P4 aufgenommen wird, S2 in P5 bis P8 aufgenommen
wird, S3 in P9 bis P12 aufgenommen wird und S4 in P13 bis P16 aufgenommen
wird. Hierbei bestehen S1 bis S4 jeweils aus einer Vielzahl (beispielsweise
zwei, wie in 2 dargestellt) von Segmenten.
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Was
den innersten Segmentsatz S1 betrifft, so wird der innerste Schlitz-Leiterabschnitt 331a an der
innersten Position des Schlitzes 35 des Statorkerns 32 angeordnet.
Dann werden der zweitinnerste Schlitz-Leiterabschnitt 332a,
der zweitäußerste Schlitzleiterabschnitt 332b' und der äußerste Schlitzleiterabschnitt 331b' nacheinander
in dieser Reihenfolge in radialer Auswärtsrichtung angeordnet. Die anderen
Segmentsätze
S2 bis S4 weisen ähnliche Anordnungen
und Strukturen auf. Jeder Segmentsatz 33, der aus einem
großen
Segment 331 und einem kleinen Segment 332 besteht,
wird in zwei Schlitze eingeführt,
die um eine vorgeschriebene Magnetpolteilung beabstandet sind, wie
in 4 dargestellt.
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Aufbau der dreiphasigen Statorspule
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9 ist
ein Schaltplan der dreiphasigen Statorspule, wobei S1 bis S4 in
radialer Richtung angeordnet sind.
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Beispielsweise
sind 108 Schlitze in einem Stator vorhanden (9 Schlitze pro Magnetpolteilung
(3 Schlitze für
jede der drei Phasen, 12 Pole) Die einander benachbarten drei Schlitze
sind in Phase, wobei eine Spannung mit gleicher Phase angelegt wird.
In dem Schlitz sind in radialer Richtung 16 Positionen P1 bis P16
ausgebildet, um die Schlitz-Leiterabschnitte aufzunehmen.
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Die
Segmentsätze
S1, die an P1 bis P4 aufgenommen werden, gezählt von der innersten Seite in
radialer Richtung, werden anhand eines Verfahrens wie der Wellenwicklung
miteinander verbunden, um drei erste Teilphasenspulen zu bilden.
Die Spulen U11, U21, U31, wie in 9 dargestellt,
sind die ersten Teilspulen. Die Teilspulen U11, U21 und U31 werden
in Schlitzen aufgenommen, die nebeneinander liegen.
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Die
an P5 bis P8 aufgenommenen Segmentsätze S2, gezählt von der innersten Seite
in radialer Richtung, werden anhand eines Verfahrens wie der Wellenwicklung
miteinander verbunden, um drei erste Teilphasenspulen zu bilden.
Die Spulen U12, U22 und U32, wie in 9 dargestellt,
sind die ersten Teilspulen. Die Teilspulen U12, U22 und U32 werden
in Schlitzen aufgenommen, die nebeneinander liegen.
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Die
an P9 bis P12 aufgenommenen Segmentsätze S3, gezählt von der innersten Seite
in radialer Richtung, werden anhand eines Verfahrens wie der Wellenwicklung
miteinander verbunden, um drei erste Teilphasenspulen zu bilden.
Die Spulen U13, U23 und U33, wie in 9 dargestellt,
sind die ersten Teilspulen. Die Teilspulen U13, U23 und U33 werden
in Schlitzen aufgenommen, die nebeneinander liegen.
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Die
an P13 bis P16 aufgenommenen Segmentsätze S4, gezählt von der innersten Seite
in radialer Richtung, werden anhand eines Verfahrens wie der Wellenwicklung
miteinander verbunden, um drei erste Teilphasenspulen zu bilden.
Die Spulen U14, 124 und U34, wie in 9 dargestellt,
sind die ersten Teilspulen. Die Teilspulen U14, 124 und
U34 werden in Schlitzen aufgenommen, die nebeneinander liegen.
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Die
Teilphasenspulen U11, U12, U13 und U14 werden in einem ersten Schlitz
(gezählt
von einer Seite in Umfangsrichtung) von drei benachbarten Schlitzen
aufgenommen. Ebenso werden die Teilphasenspulen U21, U22, U23 und
U24 im mittleren Schlitz (gezählt
von einer Seite in Umfangsrichtung) von den drei benachbarten Schlitzen
aufgenommen. Ebenso werden die Teilphasenspulen U31, U32, U33 und
U34 im letzten Schlitz (gezählt
von einer Seite in Umfangsrichtung) von den drei benachbarten Schlitzen
aufgenommen.
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Die
Teilspulen U11, U12, U13 und U14, die in radialer Richtung nebeneinander
liegen, werden nacheinander miteinander in Reihe verbunden, wodurch
eine serielle Teilspule U1 gebildet wird. Ebenso werden die Teilspulen
U11, U12, U13 und U14, die nebeneinander liegen, nacheinander miteinander verbunden,
wodurch eine serielle Teilspule U2 gebildet wird. Ebenso werden
die Teilspulen U31, U32, U33 und U34, die nebeneinander liegen,
nacheinander miteinander verbunden, wodurch eine serielle Teilspule
U3 gebildet wird. Die Spule Uij wird mit Uik (k = j + 1) durch Einfügen eines
V-förmigen
Segments verbunden.
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Beispielsweise
wird eines der Segmente, vorzugsweise ein großes Segment, von U12 herausgezogen,
wodurch ein leeres Paar von Leiter aufnehmenden Abschnitten gebildet
wird, während
eines der Segmente, vorzugsweise ein großes Segment, von U13 herausgezogen
wird, wodurch ein weiteres leeres Paar der Leiter aufnehmenden Positionen
gebildet wird. Dann werden zwei von den vier leeren Positionen verwendet,
um U12 mit U13 auf solche Weise zu verbinden, dass das oben genannte
V-förmige
Segment in die oben genannten zwei von den vier leeren Positionen
eingeführt
wird.
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Ferner
wird eines der Segmente, vorzugsweise ein großes Segment, von U11 herausgezogen, wodurch
ein leeres Paar der Leiter aufnehmenden Positionen gebildet wird.
Dann werden eine der beiden leeren Positionen von U11 und die übrige leere Position
von U12 verwendet, um U11 mit U12 zu verbinden.
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Ferner
wird ein V-förmiges
Segment für
einen Sternpunkt oder Ausziehanschluss in die übrige leere Position von U11
eingeführt,
während
ein anderes V-förmiges
Segment für
einen Ausziehanschluss oder einen Sternpunkt in die übrige leere
Position von U14 eingeführt
wird.
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Somit
wird durch Verbinden beider Enden von U1, U2 und U3 untereinander
eine Phasenspule (U-Phasenspule) gebildet. V-Phasenspule und W-Phasenspule
werden auf ähnliche
Weise gebildet.
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Nun
werden Herstellungsverfahren für
die Herstellung der Statorspule der vorliegenden Erfindung erklärt.
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Kopfbiegeabschnitt
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Zuerst
wird eine benötigte
Zahl der beiden Arten von Leitersegmenten (kleine Segmente 332 und
große
Segmente 331) hergestellt. Hierbei lässt man ihre Schenkel, die
einander benachbart sind, gerade verlaufen, und ihre Kopfabschnitte
werden scharf gebogen). Die Segmentpaare werden in Umfangsrichtung
angeordnet, um sie gleichzeitig in die Schlitze des Statorkerns
einzufügen.
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Wie
in 5 dargestellt, weist die Biegevorrichtung 10 einen
kleinen Ring 11 und einen großen Ring 12 auf. Sie
sind koaxial angeordnet und relativ zueinander drehbar. In dem großen Ring 12 sind Paare
von Löchern 121 und 122 vorgesehen,
die in radialer Richtung angeordnet sind und um eine vorgegebene
Teilung in Umfangsrichtung beabstandet sind. Ebenso sind im kleinen
Ring 11 Paare von Löcher 111 und 112 vorgesehen.
Hierbei sind die Löcher 111 und 112 sowie 121 und 122 jeweils
in einer Reihe in radialer Richtung angeordnet. Dann wird ein Schlitz-Leiterabschnitt
(linker Schenkel) des großen Segments 331 in
das innerste Loch 111 eingeführt, während der andere Schlitz-Leiterabschnitt
(linker Schenkel) in das äußerste Loch 122 eingeführt wird. Ferner
wird ein Schlitz-Leiterabschnitt (der rechte Schenkel) des kleinen
Segments 332 in das zweitinnerste Loch 112 eingeführt, während der äußere Schlitz-Leiterabschnitt
(der linke Schenkel) in das zweitäußerste Loch eingeführt wird.
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Wie
in 6 dargestellt, werden alle großen und kleinen Segmente 331 und 332 in
die Löcher 111 und 122, 112 und 121 der
großen
und kleinen Ringe 11 und 12 eingeführt. Eine
Platte 16 zum Schieben der Kopfabschnitte ist über den
großen
und kleinen Ringen 12 und 13 angeordnet. Ferner
ist die Platte 16 mit einem Nagel 160 versehen,
der die Kopfabschnitte der Segmentsätze von beiden Seiten in den
Umfangsrichtungen festhält.
Genauer wird nach dem Einführen
aller Segmentsätze
die Platte 16 abgesenkt, um die Kopfabschnitte festzuhalten.
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Dann
wird der große
Ring 12 in Gegenrichtung zum kleinen Ring um eine halbe
Magnetpolteilung gedreht, wodurch deren Kopfabschnitte um eine Magnetteilung
in Umfangsrichtung geweitet werden.
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Während der
Drehung der Ringe 11 und 12 sinken die Kopfabschnitte
in axialer Richtung der Ringe nach unten. Somit sinkt auch die Platte 16 nach unten.
Andererseits stützt
eine Platte 17 die Segmente 331 und 332 von
unten. Die Platte 17 kann in eine äußere und eine innere Platte
geteilt sein, die an den großen
bzw. kleinen Ringen befestigt sind und mit diesen gedreht werden.
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Dann
werden die großen
und kleinen Ringe 12 und 11, während die Segmentsätze durch
den Nagel 160 der Platte 16 festgehalten werden,
von dem Segmentsatz getrennt.
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Einführung des Endabschnitts
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Nachdem
die Segmente 331 und 332 aus den Ringen 11 und 12 herausgezogen
wurden, wird das kleine Segment 332 in die zweitinnerste
Position und die zweitäußerste Position
eines Paars der Schlitze 35 eingeführt, während das große Segment 331 in
die innerste Position und die äußerste Position des
Paars der Schlitze 35 eingeführt wird, wie in 4 dargestellt.
Während
der Einführungsprozesse werden
die Kopfabschnitte der Segmente 331 und 332 von
der Platte 16 zusammengehalten, wodurch alle Segmente gleichzeitig
in die Schlitze eingeführt werden.
Nachdem die Einführung
der Segmente abgeschlossen wurde, wird die Platte 16 von
den Segmenten getrennt.
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Es
können
jedoch auch modifizierte oder andere Verfahren und Vorrichtungen
zum Einführen
der Segmentpaare in die Schlitze verwendet werden.
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Biegen der Endabschnitte
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Der
Endabschnitt 331g des äußersten Schlitzleiterabschnitts 331b des
großen
Segments 331b wird in einer Richtung in Umfangsrichtung
gebogen, während
der Endabschnitt 331f des innersten Schlitz-Leiterabschnitts 331a des
großen
Segments 331 in die entgegengesetzte Richtung in der Umfangsrichtung
gebogen wird. Ferner wird, wie in 4 dargestellt,
der Endabschnitt 332f des zweitäußersten Schlitz-Leiterabschnitts 332a des
kleinen Segments 332 entgegengesetzt zur oben genannten Richtung
in Umfangsrichtung gebogen, während
der Endabschnitt 332g des zweitinnersten Schlitz-Leiterabschnitts 332b des
kleinen Segments 332 entgegengesetzt zur oben genannten
entgegengesetzten Richtung in Umfangsrichtung gebogen wird. Die Schlitz-Leiterabschnitte 331f und 331g werden
um eine Magnetpolteilung gebogen und von den Schlitz-Leiterabschnitten 332f bzw. 332g getrennt.
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Das
Endabschnitt-Biegeverfahren wird ausführlicher mit Bezug auf 7 und 8 erläutert. 7 ist
eine schematische vertikale Längs-Querschnittsansicht
der Statorspulen-Biegevorrichtung. 8 ist eine
Schnittansicht entlang der Linie A-A.
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Die
Statorspulen-Biegevorrichtung 500 weist folgendes auf:
eine Werkstück-Aufnahmeeinrichtung 51 zum
Aufnehmen des äußeren Umfangs
des Statorkerns 1; eine Sperreinrichtung 52 zur
Verhinderung einer radialen Bewegung des Statorkerns 1; eine
Werkstückbeschwerung 53,
die verhindern soll, dass der Statorkern 1 nach oben treibt,
ein Biegebett 54 zum Biegen der überstehenden Schenkelabschnitte,
die vom Statorkern 1 überstehen,
eine Welle 54a zur axialen Auf- und Abbewegung des Biegebetts 54;
Drehmechanismen 541a bis 544a zum Drehen in Umfangsrichtung
des Biegebetts 54; einen Wellenantriebsmechanismus 54b zum
Auf- und Abbewegen der Welle 54a und eine Steuerung 55 zum Steuern
der Drehmechanismus 541a bis 544a und des Wellenantriebsmechanismus 54b.
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Im
Biegebett 54 sind zylindrische Biegeschablonen 541 bis 544 (deren
Stirnflächen
auf einer Oberfläche
angeordnet sind) vorhanden, die koaxial angeordnet sind, von den
Drehmechanismen 541a bis 544a jeweils unabhängig gedreht
werden können und
außerdem
durch Bewegen der Welle 54a mittels des Wellenantriebsmechanismus 54b auf
und ab bewegt werden können.
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Wie
in 8 dargestellt, sind an den Stirnflächen der
zylindrischen Biegebettschablonen 541 bis 544 Segmenteinführungsabschnitte 541b bis 544b zum
Festhalten der Spitzen der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g ausgebildet.
Die Gesamt-Schlitzzahl
ist gleich der Zahl der Segmenteinführungsabschnitte 541b bis 544b,
die in Umfangsrichtung der Biegeschablonen 541 bis 544 ausgebildet
sind.
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Wie
in 8 dargestellt, sind Wände 541c bis 544c, 542d und 543d zur
Verhinderung einer Verbindung der Segmenteinführungsabschnitte 541b bis 544b untereinander
vorgesehen. Der Abstand d2 zwischen den Wänden 542d und 543d wird
größer gestaltet
als die Abstände
d1 und d3, wobei d1 der Abstand zwischen den Wänden 541c und 542c ist und
d3 der Abstand zwischen den Wänden 543c und 544c ist.
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Nun
wird die Funktionsweise der Statorspulen-Biegevorrichtung erläutert.
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Der
Statorkern 1, dessen Schlitze 35 die Segmentsätze 33 aufnehmen,
wird von der Werkstück-Aufnahmeeinrichtung 51 aufgenommen
und dann wird der Außenumfang
des Statorkerns 1 an der Sperreinrichtung 52 befestigt.
Dann drückt
die Werkstückbeschwerung 53 auf
den oberen Abschnitt des Statorkerns 1 und der Kopfabschnitte 331c der großen Segmente 331,
wodurch verhindert wird, dass der Statorkern 1 und die
Segmentsätze 33 sich auf
und ab bewegen.
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Nachdem
der Statorkern 1 mit den Segmentsätzen 33 unter Verwendung
der Sperreinrichtung 52 und der Werkstück-Aufnahmeeinrichtung 51 befestigt
wurde, wird das Biegebett 54 mittels der Welle 54a angehoben,
wodurch die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g in
die Segmenteinführungsabschnitte 541b bis 544b eingeführt werden.
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Die
Spitzen der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 33g,
bei denen es sich um Abschnitte handelt, die die Segmente miteinander
verbinden) sind verjüngt.
Somit können
nur die Spitzen leicht in den Segmenteinführungsabschnitten 541b bis 544b aufgenommen
werden.
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Nach
Einführen
der Spitzen der Segment-Endabschnitte wird das Biegebett 54 gedreht und
auf und ab bewegt.
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Nun
wird die Drehung des Biegebetts 54 erklärt.
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Die
Biegeschablonen 541 und 543 werden um einen ersten
Winkel im Uhrzeigersinn bewegt, während die Biegeschablonen 542 und 554 um
einem zweiten Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt werden. Hierbei
muss der erste Winkel nicht der gleiche sein, solange eine Summe
der ersten und zweiten Winkel eine benötigte Schlitzteilung ergibt.
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Dann
wird das Biegebett 54 vom Wellenantriebsmechanismus 54b und
von den Drehmechanismen 541a bis 544a auf solche
Weise angehoben und angehoben, dass die Längen der Endabschnitte 331f, 331g 332f und 332g vom
Ausgang der Schlitze 35 zum Eingang der Segmenteinführungsabschnitte 541b bis 554b.
Hierbei werden die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g vorzugsweise
entlang Bogenbahnen bis zu einem vorgeschriebenen Winkel über dem
Winkel, der einer halben Magnetpolteilung entspricht, gedreht und
angehoben. Somit werden Verformungen aufgrund eines Rückstelleffekts
der Segmentsätze 33 verhindert.
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Dann
werden der Wellen-Antriebsmechanismus 54b und die Drehmechanismen 541a bis 554a in umgekehrter
Richtung gedreht und sinken gelassen, wodurch die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g von
den Segmenteinführungsabschnitten 541b bis 544b getrennt
werden. Ferner wird das Biegebett 54 durch die Drehmechanismen 541a bis 544a in
seine Ausgangsstellung zurückgebracht.
Schließlich werden
die Sperrein richtung 52 und der Werkstück-Aufnahmeeinrichtung 53 entfernt
und der Stator 1 wird herausgenommen.
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Zusammenfassend
werden im Biegeverfahren die Endabschnitte der Segmente 33 in
Umfangsrichtung gedreht, verlagert und abgesenkt. Dann werden die
Endabschnitte in Umfangsrichtung und axialer Richtung verlagert
und dann tief abgesenkt. Dann werden die Endabschnitte in Umfangsrichtung und
axialer Richtung verlagert und dann sehr tief abgesenkt. Dann werden
die Endabschnitte an vorgeschriebene Positionen zurückgebracht.
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Das
Biegebett 54 bewegt sich nicht nur in Umfangsrichtung,
sondern auch in axialer Richtung. Somit können die Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g entlang
Bogenbahnen auf solche Weise gebogen werden, dass die Längen der
Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g von
den Ausgängen der
Schlitze 35 zum Eingang der Einfügungsabschnitte 541b bis 544b (z.B.
die Längen
der Endabschnitte 331f, 331g, 332f und 332g minus
der Länge
der Spitzen 331d, 331e, 332d und 332e)
konstant gehalten werden. Somit können die Segmente 33 nicht
aus den Segmenteinführungsabschnitten 541b bis 544b entkommen.
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Ferner
werden nur die Spitzen 331d, 331e, 332d und 332e des
Segments 33 in die Segmenteinführungsabschnitte 541b bis 544b eingeführt. Somit können die
Segmente 33 nicht aus den Segmenteinführungsabschnitten 541b bis 544b entkommen.
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Segmentverschweißung
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Nach
dem Segmentbiegeverfahren wird die Spitze 331d an die Spitze 332d' geschweißt, und
die Spitze 332d wird an die Spitze 331d' geschweißt, und
zwar z.B. durch Bogenschweißen,
wie in 1 und 2 dargestellt. Ebenso werden
die Spitzen 332e und 331e mit den Spitzen 331e' und 332e' verschweißt (nicht
dargestellt), und so weiter, wodurch die Statorspule 3 fertig
gestellt wird.
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Verbessertes Kopfabschnitt-Biegeverfahren
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Die
vorliegende Erfindung ist durch ein verbessertes Kopfabschnitt-Biegeverfahren
gekennzeichnet. Das Kopfabschnitt-Biegeverfahren wird erläutert. Die
in 10 dargestellte Kopfabschnitt-Biegevorrichtung
ist im Grunde der in 6 gezeigten ähnlich. Möglicherweise sind jedoch einige
Elemente mit ähnlichen
Bezugszahlen wie in der oben erläuterten
Ausführungsform
verwendet unter technischen Gesichtspunkten von keiner gegenseitigen
Bedeutung. Der Hauptunterschied ist, dass die Schiebeplatte 16 ein
Scheibenführungselement 16a aufweist, wie
in 10 dargestellt.
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Wie
in 10 dargestellt, ist das Kopfabschnitt-Druckelement 1600 koaxial
mit der Segmentdreheinrichtung 2000 mit den Ringen 11 und 12 angeordnet.
Der Hubzylinder 1601, der von einem nicht-dargestellten
Zylinder auf und ab bewegt wird, ist drehbar an den Drucklagern 16c und 16d unter der
Unterseite des Hubzylinders 1601 gehalten. Das Drucklager 16c stützt das
Gewicht der Schiebeplatte 16, während das Drucklager 16d zulässt, dass
die Schiebeplatte 15 sich dreht.
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Der
Nagel 160 der Schiebeplatte 16 ist genau über dem
Kopfscheitel 33a des Segmentsatzes 33 angeordnet.
Ferner ist das Scheibenführungselement 16 an
der Unterseite der Schiebeplatte 16 vorgesehen. Der Außendurchmesser
des Scheibenführungselements 16a ist
etwas größer als
der Abstand D zwischen dem größeren Segment 331 des
Segmentsatzes 33. Ferner ist die Kante zwischen der Unterseite
und der Außenumfang 162 der
Scheibenführungsplatte 16a abgerundet.
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Ein
zylindrisches Element 163 verhindert, dass der Kopfabschnitt
der Segmente 33 in Außenradiusrichtung übersteht,
wenn die Segmente 33 gebogen und geweitet werden.
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Der
Schenkelabschnitt 33c des Segments 33 steht von
den Ringen 11 und 12 über und berührt die Regulierungsplatte 17.
Der gerade Abschnitt 33b, der von den Ringen 11 und 12 übersteht,
wird von der Biegevorrichtung 10 gebogen und wird zum schrägen Kopfabschnitt.
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Unter
Abwärtsbewegen
des Kopfschiebeelements 1600, Aufwärtsbewegen der Regulierungsplatte 17,
Festhalten des Scheitels des Kopfabschnitts 33a mittels
des Nagels 160 und Gewährleisten
einer vorgeschriebenen Länge
des geraden Abschnitts 33b werden die Ringe 11 und 12 in
einander entgegengesetzte Richtungen um eine halbe Magnetpolteilung
gedreht, wodurch der gerade Abschnitt 33b in Umfangsrichtung
gebogen wird. Somit wird der gerade Abschnitt 33b zum schrägen Kopfabschnitt
umgeformt.
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Obwohl
die axiale Länge
des geraden Abschnitts 33b während des Biegeverfahrens verringert wird,
versagt der Nagel 160 trotzdem nicht beim Halten des Scheitels
des Kopfabschnitts 33a, weil die Schiebeplatte 16 den
Scheitel des Kopfabschnitts 33a nach unten schiebt.
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Die
geraden Abschnitte 33b der größeren Segmente 331 auf
der Innenradiusseite werden in Umfangsrichtung und entlang der Außenumfangsfläche des
Scheibenführungselements 16a gebogen.
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Jedoch
kann alternativ ein ähnliches
Führungselement
an der Innenfläche
des Rings 11 vorgesehen sein.
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Verbessertes Schenkelspitzen-Biegeverfahren
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Die
vorliegende Erfindung ist auch durch ein verbessertes Schenkelspitzen-Biegeverfahren
gekennzeichnet. Das Verfahren zum Biegen des Schenkelspitzenabschnitts
wird erläutert.
Jedoch können
die ähnlichen
Bezugszahlen, die in den obigen Erläuterungen verwendet werden,
unter technischem Gesichtspunkt ohne Bedeutung füreinander sein.
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Die
Spitzen-Biegevorrichtung, die in 11 für das Schenkelspitzen-Biegeverfahren
dargestellt ist, ist grundsätzlich
die Gleiche wie die in 7 dargestellte. Die Unterschiede
sind, dass ein Scheibenführungselement 16b hinzugefügt wurde
und dass
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Das
Scheibenführungselement 16b (beispielsweise
kann dieses einen eingebauten Permanentmagneten aufweisen) an der
Unterseite des Statorkerns 1 befestigt ist. Ferner berührt die
Außenumfangsfläche des
Scheibenführungselements 16b fast die
Innenumfangsfläche
des größeren Segments 331.
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Wenn
die Schenkelspitzenabschnitte 33c an der Biegeschablone 543 angeordnet
und gebogen werden, verhindert die Außenumfangsfläche des Scheibenführungselements 16b,
dass die Schenkelabschnitte 33c der größeren Segmente 331 in
Innenradiusrichtung geneigt werden, wodurch die geraden Abschnitte 33c in
Umfangsrichtung gebogen und geführt
werden.
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12 zeigt
die schrägen
Endabschnitte 2000, die in Umfangsrichtung verlaufen. In
jedem Schlitz 35 werden vier Leitersegmente 2002 in
radialer Richtung aufgenommen. Eine Spitze 2001 ist ein vorderes
Ende des schrägen
Endabschnitts 2000 und steht in axialer Richtung über. Die
gestrichelte Linie zeigt einen schrägen Endabschnitt für den Fall, dass
die Scheibenführungselemente 16a und 16b nicht
verwendet werden.
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Das
Scheibenführungselement 16b oder
seine Entsprechungen können
alternativ an der Hubwelle 54a oder der Biegeschablone 544 angeordnet sein.