WO2011003642A2 - Elektrische maschine sowie verfahren zur herstellung der elektrischen maschine mit zumindest einer wickelung - Google Patents

Elektrische maschine sowie verfahren zur herstellung der elektrischen maschine mit zumindest einer wickelung Download PDF

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Cornelius Gaida
Michael Huber
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Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots
    • H02K3/14—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots with transposed conductors, e.g. twisted conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors

Definitions

  • the present invention relates to an electrical machine with at least one winding, comprising at least one winding wire and a method for producing this electrical machine.
  • FIG. 1 shows a cross section of a conventional winding wire 1 with a first diameter 6. If this winding wire is wound, the cross section of a winding is formed, as shown in FIG. In Figure 4 is easy to see that between the conventional winding wires 1 large gaps 8 arise.
  • the electric machine according to the invention with the features of claim 1 makes it possible to increase the filling factor, in particular Kupferhell tint the electric machine crucial. This is achieved by the fact that
  • Electric machine according to the invention reduces the winding head height.
  • the winding wire with a plurality of individual strands used according to the invention lays more tightly around the component to be wound, so that the filling density or the filling factor are increased and consequently the winding head height can be reduced.
  • Winding more accurate which in turn increases the fill factor. Furthermore, the winding speed can be increased. Another advantage arises in the sometimes necessary subsequent deformation of
  • an electrical machine having at least one winding, comprising at least one winding wire, wherein the winding wire comprises a plurality of individual, electrically conductive strands, and wherein the winding wire is an electrically insulating all enclosing strands
  • Outer shell includes.
  • the winding wire is thus a wire composite of individual strands.
  • the wound winding wire is deformed to an elliptical wire cross section to the filling density of the To increase winding.
  • the winding wire Before the winding, the winding wire has a substantially circular cross-section. Thanks to the individual strands of the winding wire can be deformed with relatively small forces when winding the winding. In this case, the round cross section of the winding wire is brought into an elliptical shape, so that the spaces are reduced in the winding.
  • Winding wire or strand cross-section are not limited to the pure ellipse of symmetrical shape with respect to the major and minor axis. Rather, preferred elliptical configurations in the context of this application are all stretched and compressed circles. In particular, also flattenings of certain peripheral portions of the ellipse are included. Such flattening arise especially when the winding wire rests in the winding on itself or on the armature or stator. In a further advantageous embodiment, it is provided that the individual strands of the wound winding wire are deformed to form an elliptical strand cross-section in order to further increase the filling density of the winding. Thus, not only the gaps outside the outer shell of the winding wire are reduced by an elliptical deformation, but also the gaps, which will form between the individual strands within the winding wire, as possible reduced by deformation of the individual strands.
  • Winding wire to each other are not insulated.
  • the conductive cross-sectional area of the winding wire is defined by the sum of all the individual
  • the strands are continuous and are the same length as the winding wire.
  • the strands are thus preferably not individual fragments, but continuous conductors.
  • Strands are thus in loose, i. unconnected form, arranged in the outer shell, wherein adjacent strands touch, but are movable relative to each other.
  • the strands can be positioned and deformed during winding in such a way that gaps are filled as well as possible.
  • Winding wire consists of at least 50 or at least 100 or at least 150 or at least 200 strands.
  • the number of strands should be as large as possible in order to achieve the advantages of the winding wire according to the invention and in particular the very flexible adaptation of the winding wire to the winding and the reduction of the wire stress.
  • the electrical properties must not be changed by the substitution of the previously known winding wire with the winding wire of individual strands according to the invention.
  • the resulting conductor cross-section must remain constant. That is, the number of individual strands and their cross-sectional area is preferably selected such that a sum of the individual cross-sectional areas of all the strands is equal to the cross-sectional area of the round, previously known winding wire. Of course, the must
  • Overall cross-sectional area can be selected according to the design requirements of the electrical machine.
  • Preferred strand diameters are up to 0.1 mm or up to 0.2 mm or up to 0.3 mm.
  • the strands are made of copper or Alu.
  • this also includes alloys, which in
  • Outer shell in particular of ethylene-tetrafluoroethylene (ETFE), and / or a plastic encapsulation and / or a coating.
  • the outer shell has comparable electrical and mechanical properties as the lacquer layer of the previously known winding wire with a round cross-section.
  • the wall thickness of the outer shell is preferably not greater than the paint application of the previously known winding wire.
  • the outer shell preferably has an axial extensibility of at least 20% in order to ensure the elongation during winding.
  • a tangential extensibility is preferably at least 40%.
  • the wall thickness of the outer shell is preferably between 25 and 35 .mu.m, in particular 30 .mu.m.
  • the insulation resistance of the outer shell is preferably at least 500 V.
  • the use temperature of the outer shell preferably ranges up to 180 ° C.
  • the invention further comprises an adjusting motor for driving an adjustable element of a motor vehicle, comprising an electrical machine just described.
  • the advantageous embodiments as discussed in the context of the electric machine, find corresponding, preferred application to the adjusting motor according to the invention. Preference is given to using adjusting motors for adjusting the seat and / or for driving a window lifter and / or for driving a sliding roof.
  • the invention comprises a drive for an accessory of a
  • Preferred ancillaries are the drives for the fan and / or the air conditioning compressor of a vehicle.
  • the invention comprises a motor / generator unit for driving a motor vehicle, in particular a hybrid-driven motor vehicle, comprising an electrical machine just described.
  • a motor / generator unit for driving a motor vehicle, in particular a hybrid-driven motor vehicle, comprising an electrical machine just described.
  • the advantageous embodiments, as discussed in the context of the electric machine find appropriate, preferred application to the Motor / generator unit according to the invention.
  • the electric machine in the hybrid vehicle together with an internal combustion engine serves as a drive unit for the motor vehicle.
  • the winding wire according to the invention is preferably on EC stators and / or
  • the invention further comprises a method for producing an electrical machine having at least one winding, comprising the following steps: providing a winding wire comprising a multiplicity of individual, electrically conductive strands, applying an electrically insulating outer cover enclosing all the strands, and winding the winding wire to the winding wire
  • FIG. 1 shows a cross-section of a winding wire according to the prior art
  • FIG. 2 shows a winding wire used according to the invention in front of
  • FIG. 3 shows the winding wire according to the invention used according to FIG. 3
  • Figure 4 shows a cross section of a winding according to the prior
  • Figures 2 and 3 show a cross section of a winding wire 2 according to the embodiment.
  • the winding wire 2 comprises a plurality of individual strands 3 and is enveloped by a cylindrical outer shell 4 made of ethylene
  • Tetrafluoroethylene Tetrafluoroethylene.
  • the individual strands 3 are arranged substantially parallel to one another and extend over the entire length of the
  • FIG. 2 shows the cross section of the winding wire 2, before it was wound. In this case, both the cross sections of the individual strands 3 and the total cross section of the winding wire 2 with the outer shell 4 are circular. The entire winding wire 2 in this case has the second diameter 7.
  • Figure 3 shows the cross section of the winding wire 2, after this around a
  • Anchor 5 was wound.
  • the cross section of the winding wire 2 and its outer shell 4 were from the circular cross-section in a
  • Winding wire 2 are much more tightly wound, so that the previously known large gaps 8 are largely avoided.
  • Winding wire 2 is formed by the deformation of the individual strands 3 to an elliptical cross section, a relatively compact conductor. Because the individual strands 3 can slide relative to one another, the winding can be produced with low winding forces.
  • a conventional winding wire 1 with the first diameter 6 of 1 mm is replaced by a winding wire 2 according to the invention with 100 strands and a diameter of the individual strands of 0.1 mm ,
  • the proposed winding wire 2 is easier to wind and deform than the conventional winding wire 1. This reduces the winding forces. Further deforms the winding wire 2 and the individual strands 3, so that previously known spaces 8 are largely avoided.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit zumindest einer Wickelung umfassend zumindest einen Wickeldraht (2), wobei der Wickeldraht (2) eine Vielzahl von einzelnen, elektrisch leitfähigen Litzen (3) umfasst, und wobei der Wickeldraht (2) eine alle Litzen (3) umhüllende elektrisch isolierende Außenhülle (4) umfasst.

Description

Beschreibung
Titel
Elektrische Maschine sowie Verfahren zur Herstellung der elektrischen Maschine mit zumindest einer Wickelung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit zumindest einer Wickelung, umfassend zumindest einen Wickeldraht sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser elektrischen Maschine.
Beim Bewickeln von elektrischen Maschinen nach Stand der Technik, z.B. EC- Statoren oder DC-Ankern, wird einsträngiger Kupferlackdraht mit rundem
Querschnitt verwendet. Dieser Kupferlackdraht, wie er in elektrischen Maschinen nach dem Stand der Technik verwendet wird, begrenzt den theoretisch erreichbaren Füllfaktor aufgrund der entstehenden nicht nutzbaren
Zwischenräume. Die Figuren 1 und 4 zeigen den Stand der Technik. Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines herkömmlichen Wickeldrahtes 1 mit einem ersten Durchmesser 6. Wird dieser Wickeldraht gewickelt, so entsteht der Querschnitt einer Wickelung, wie ihn Figur 4 zeigt. In Figur 4 ist gut zu sehen, dass zwischen den herkömmlichen Wickeldrähten 1 große Zwischenräume 8 entstehen.
Mit zunehmendem ersten Durchmesser 6 wird der herkömmliche Wickeldraht 1 steifer und die Wickelbarkeit wird entsprechend schwieriger. Durch den steifen herkömmlichen Wickeldraht 1 und die nicht nutzbaren Zwischenräume 8 werden die Wickelkopfhöhen größer. Im Stand der Technik wird nun, um den
Kupferfüllfaktor zu erhöhen, alternativ zum runden herkömmlichen Wickeldraht 1 ein Profildraht verwendet. Die Nachteile bezüglich Steifigkeit und ungünstiger Wickelbarkeit verstärken sich jedoch bei Verwendung des Profildrahtes zusätzlich. Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ermöglicht es, den Füllfaktor, insbesondere Kupferfüllfaktor der elektrischen Maschine entscheidend zu erhöhen. Dies wird dadurch erreicht, dass die
Zwischenräume, die bei einem herkömmlichen Wickeldraht nach dem Stand der Technik entstehen, bei Verwendung des erfindungsgemäßen Wickeldrahtes mit einer Vielzahl einzelner Litzen ausgenutzt werden. Des Weiteren wird durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Wickeldrahtes eine Ausbauchung der Wicklung in der Mitte langer Spulen reduziert. Ferner ist bei der
erfindungsgemäßen elektrischen Maschine die Wickelkopfhöhe reduziert. Der erfindungsgemäß verwendete Wickeldraht mit einer Vielzahl einzelner Litzen legt sich enger um das zu bewickelnde Bauteil, so dass die Fülldichte bzw. der Füllfaktor erhöht werden und folglich die Wickelkopfhöhe reduziert werden kann. Ein weiterer entscheidender Vorteil der elektrischen Maschine mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 ist, dass die Wickel- und Biegekräfte reduziert werden können. Dadurch können zu bewickelnde Bauteile kleiner dimensioniert werden und Wickelwerkzeuge können kleiner ausgelegt werden. Dies hat insbesondere vorteilhafte Auswirkungen auf den Kommutatorhaken, die
Isoliermasken sowie eine Düsenbreite beim Nadelwickeln. Folglich kann die
Wickelung genauer erfolgen, wodurch wiederum der Füllfaktor steigt. Des Weiteren kann die Wickelgeschwindigkeit erhöht werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei der zum Teil notwendigen nachträglichen Umformung der
Wickelung. Die erforderlichen Kräfte sowie die Drahtbelastung beim Kalibrieren bzw. Nachdrücken des Wickelkopfes sowie bei Positionsveränderungen des
Kommutators nach Schweißen und beim Kommutatorschieben werden verringert. All diese Vorteile werden ermöglicht durch eine elektrische Maschine mit zumindest einer Wickelung, umfassend zumindest einen Wickeldraht, wobei der Wickeldraht eine Vielzahl von einzelnen, elektrisch leitfähigen Litzen umfasst, und wobei der Wickeldraht eine alle Litzen umhüllende elektrisch isolierende
Außenhülle umfasst. Der Wickeldraht ist somit ein Drahtverbund einzelner Litzen.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der gewickelte Wickeldraht zu einem ellipsenförmigen Drahtquerschnitt verformt ist, um die Fülldichte der Wickelung zu erhöhen. Vor der Wickelung hat der Wickeldraht im Wesentlichen einen kreisrunden Querschnitt. Dank der einzelnen Litzen kann der Wickeldraht mit relativ geringen Kräften beim Wickeln der Wickelung verformt werden. Dabei wird der runde Querschnitt des Wickeldrahtes in eine elliptische Form gebracht, so dass die Zwischenräume in der Wickelung reduziert werden. Die im Rahmen dieser Anmeldung diskutierte„Ellipsenform" bzw. der„ellipsenförmige"
Wickeldraht- oder Litzenquerschnitt sind nicht auf die reine Ellipse mit symmetrischer Gestalt bezüglich der großen und kleinen Achse beschränkt. Vielmehr sind bevorzugte ellipsenförmige Ausgestaltungen im Rahmen dieser Anmeldung sämtliche gestreckten und gestauchten Kreise. Insbesondere sind auch Abflachungen bestimmter Umfangabschnitte der Ellipse mit inbegriffen. Solche Abflachungen entstehen vor allem wenn der Wickeldraht in der Wickelung auf sich selbst oder auf dem Anker oder Stator aufliegt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die einzelnen Litzen des gewickelten Wickeldrahtes zu einem ellipsenförmigen Litzenquerschnitt verformt sind, um die Fülldichte der Wickelung weiter zu erhöhen. So werden nicht nur die Zwischenräume außerhalb der Außenhülle des Wickeldrahtes durch eine elliptische Verformung reduziert, sondern auch die Zwischenräume, welche sich zwischen den einzelnen Litzen innerhalb des Wickeldrahtes bilden werden, durch Deformation der einzelnen Litzen möglichst verringert.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Litzen des zumindest einen
Wickeldrahtes zueinander nicht isoliert sind. Dadurch definiert sich die leitende Querschnittsfläche des Wickeldrahtes durch die Summe aller einzelnen
Querschnitte der Litzen.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Litzen durchgehend verlaufen und genauso lang sind wie der Wickeldraht. Die Litzen sind somit bevorzugt keine einzelnen Bruchstücke, sondern durchgehende Leiter. Des Weiteren sind die
Litzen im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet und nicht miteinander verdrillt. Dadurch ist die Deformation sowohl des Wickeldrahtes als auch der einzelnen Litzen bei der Wickelung gut möglich. Weiter vorteilhaft ist es, dass die Litzen derart in der Außenhülle angeordnet sind, dass die Litzen eine Relativbewegung zueinander ausführen können. Die - A -
Litzen sind somit in loser, d.h. nicht miteinander verbundener Form, in der Außenhülle angeordnet, wobei sich benachbarte Litzen berühren, jedoch relativ zueinander beweglich sind. Dadurch können sich die Litzen bei der Wickelung derart Positionieren und Verformen, dass Zwischenräume möglichst gut ausgefüllt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der
Wickeldraht aus zumindest 50 oder zumindest 100 oder zumindest 150 oder zumindest 200 Litzen besteht. Die Anzahl der Litzen sollte möglichst groß gewählt werden, um die Vorteile des erfindungsgemäßen Wickeldrahtes und insbesondere das sehr flexible Anpassen des Wickeldrahtes an die Wickelung sowie die Reduzierung der Drahtbeanspruchung zu erreichen. Es ist zu beachten, dass die elektrischen Eigenschaften durch die Substitution des vorbekannten Wickeldrahtes mit dem erfindungsgemäßen Wickeldraht aus einzelnen Litzen nicht verändert werden darf. Der resultierende Leiterquerschnitt muss gleichbleiben. D.h., dass die Anzahl der einzelnen Litzen sowie deren Querschnittsfläche bevorzugt so gewählt wird, dass eine Summe der einzelnen Querschnittsflächen aller Litzen gleich der Querschnittsfläche des runden vorbekannten Wickeldrahtes ist. Selbstverständlich muss die
Gesamtquerschnittsfläche entsprechend den Konstruktionsanforderungen der elektrischen Maschine gewählt werden. Bevorzugte Litzendurchmesser sind bis zu 0,1 mm oder bis zu 0,2 mm oder bis zu 0,3 mm.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass die Litzen aus Kupfer oder AIu bestehen. Selbstverständlich sind damit auch Legierungen umfasst, welche im
Wesentlichen aus Kupfer oder AIu bestehen.
Des Weiteren ist es von Vorteil, dass die Außenhülle eine extrudierte
Außenhülle, insbesondere aus Ethylen-Tetrafluorethylen (ETFE), und/oder eine Kunststoffumspritzung und/oder eine Lackierung ist. Die Außenhülle hat vergleichbare elektrische und mechanische Eigenschaften wie die Lackschicht des vorbekannten Wickeldrahtes mit rundem Querschnitt. Ebenso ist die Wandstärke der Außenhülle bevorzugt nicht größer als der Lackauftrag des vorbekannten Wickeldrahtes. In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass sich auf der Außenhülle und/oder zwischen den Litzen ein Gleitmittel befindet. Das Gleitmittel zwischen den Litzen erhöht erheblich die Flexibilität und die Umformbarkeit des
Wickeldrahtes. Durch ein Gleitmittel auf der Außenhülle können insbesondere die Wickelkräfte reduziert werden und der gesamte Wickeldraht deformiert sich leichter, um die Zwischenräume außerhalb der Außenhülle auszufüllen. Anstatt oder zusätzlich zum Gleitmittel auf der Außenhülle ist auch ein Lack auf der Außenhülle denkbar, welcher ebenfalls die Gleiteigenschaften verbessert. Die Außenhülle weist bevorzugt eine axiale Dehnbarkeit von zumindest 20 % auf, um die Dehnung beim Wickeln zu gewährleisten. Eine tangentiale Dehnbarkeit liegt bevorzugt bei zumindest 40 %. Die Wanddicke der Außenhülle beträgt bevorzugt zwischen 25 und 35 μm, insbesondere 30 μm. Die Isolationsfestigkeit der Außenhülle ist bevorzugt zumindest 500 V. Die Einsatztemperatur der Außenhülle reicht bevorzugt bis zu 1800C.
Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Verstellmotor zum Antrieb eines verstellbaren Elementes eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine soeben beschriebene elektrische Maschine. Die vorteilhaften Ausgestaltungen, wie sie im Rahmen der elektrischen Maschine diskutiert werden, finden entsprechende, bevorzugte Anwendung auf den erfindungsgemäßen Verstellmotor. Bevorzugt sind Verstellmotoren für die Einstellung des Sitzes und/oder zum Antrieb eines Fensterhebers und/oder zum Antrieb eines Schiebedaches einzusetzen. Des Weiteren umfasst die Erfindung einen Antrieb für ein Nebenaggregat eines
Kraftfahrzeugs, umfassend eine soeben beschriebene elektrische Maschine. Die vorteilhaften Ausgestaltungen der elektrischen Maschine finden entsprechende, bevorzugte Anwendung auf den erfindungsgemäßen Antrieb für das
Nebenaggregat. Bevorzugte Nebenaggregate sind die Antriebe für das Lüfterrad und/oder den Klimaanlagenkompressor eines Fahrzeugs.
Ferner umfasst die Erfindung eine Motor-/Generatoreinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines hybrid-getriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend eine soeben beschriebene elektrische Maschine. Die vorteilhaften Ausgestaltungen, wie sie im Rahmen der elektrischen Maschine diskutiert wurden, finden entsprechende, bevorzugte Anwendung auf die erfindungsgemäße Motor-/Generatoreinheit. Insbesondere dient die elektrische Maschine im Hybridfahrzeug zusammen mit einem Verbrennungsmotor als Antriebseinheit für das Kraftfahrzeug. Der erfindungsgemäße Wickeldraht wird bevorzugt auf EC-Statoren und/oder
DC-Anker gewickelt.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine mit zumindest einer Wickelung, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Wickeldrahtes umfassend eine Vielzahl von einzelnen, elektrisch leitfähigen Litzen, Aufbringen einer alle Litzen umhüllenden elektrisch isolierenden Außenhülle, und Wickeln des Wickeldrahtes zur
Herstellung der Wickelung der elektrischen Maschine, wobei eine Zugbelastung des Wickeldrahtes beim Wickeln derart gewählt wird, dass sich ein Querschnitt des Wickeldrahtes und/oder der Litzen von einer Kreisform zur Ellipse verformt um die Fülldichte der Wickelung zu erhöhen. Die vorteilhaften Ausgestaltungen, wie sie im Rahmen der elektrischen Maschine diskutiert wurden, finden entsprechende, bevorzugte Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung zeigt: Figur 1 einen Querschnitt eines Wickeldrahts gemäß dem Stand der
Technik,
Figur 2 einen erfindungsgemäß verwendeten Wickeldraht vor der
Wickelung gemäß Ausführungsbeispiel,
Figur 3 den erfindungsgemäß verwendeten Wickeldraht nach der
Wickelung gemäß Ausführungsbeispiel, und
Figur 4 einen Querschnitt einer Wickelung gemäß dem Stand der
Technik. Ausführungsform der Erfindung
Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Querschnitt eines Wickeldrahtes 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Der Wickeldraht 2 umfasst eine Vielzahl einzelner Litzen 3 und ist umhüllt von einer zylindrischen Außenhülle 4 aus Ethylen-
Tetrafluorethylen. Die einzelnen Litzen 3 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und erstrecken sich über die gesamte Länge des
Wickeldrahtes 2. Die Figur 2 zeigt den Querschnitt des Wickeldrahtes 2, bevor dieser gewickelt wurde. Dabei sind sowohl die Querschnitte der einzelnen Litzen 3 als auch der Gesamtquerschnitt des Wickeldrahtes 2 mit der Außenhülle 4 kreisförmig. Der gesamte Wickeldraht 2 hat dabei den zweiten Durchmesser 7. Figur 3 zeigt den Querschnitt des Wickeldrahtes 2, nachdem dieser um einen
Anker 5 gewickelt wurde. Der Querschnitt des Wickeldrahtes 2 sowie seine Außenhülle 4 wurden aus dem kreisförmigen Querschnitt in einen
ellipsenförmigen Querschnitt deformiert. Gleichzeitig wurden auch die einzelnen Querschnitte der einzelnen Litzen 3 aus einem kreisförmigen Querschnitt in einen ellipsenförmigen Querschnitt deformiert. Durch diese Deformation kann der
Wickeldraht 2 sehr viel enger gewickelt werden, so dass die vorbekannten großen Zwischenräume 8 weitgehend vermieden werden. Innerhalb des
Wickeldrahtes 2 entsteht durch die Deformation der einzelnen Litzen 3 zu einem ellipsenförmigen Querschnitt ein relativ kompakter Leiter. Dadurch, dass die einzelnen Litzen 3 relativ zueinander gleiten können, kann die Wicklung mit geringen Wickelkräften hergestellt werden.
Damit ein gesamter Leiterquerschnitt des Wickeldrahtes 2 identisch ist mit dem Querschnitt des herkömmlichen Wickeldrahtes 1 , wird beispielsweise ein herkömmlicher Wickeldraht 1 mit erstem Durchmesser 6 von 1 mm durch einen erfindungsgemäßen Wickeldraht 2 mit 100 Litzen und einem Durchmesser der einzelnen Litzen von 0,1 mm ersetzt.
Der vorgeschlagene Wickeldraht 2 ist leichter wickel- und deformierbar als der herkömmliche Wickeldraht 1. Dadurch reduzieren sich die Wickelkräfte. Ferner deformiert sich der Wickeldraht 2 und die einzelnen Litzen 3, so dass vorbekannte Zwischenräume 8 weitgehend vermieden werden.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine mit zumindest einer Wickelung umfassend zumindest einen Wickeldraht (2), wobei der Wickeldraht (2) eine Vielzahl von einzelnen, elektrisch leitfähigen Litzen (3) umfasst, und wobei der
Wickeldraht (2) eine alle Litzen (3) umhüllende elektrisch isolierende
Außenhülle (4) umfasst.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der gewickelte Wickeldraht (2) zu einem ellipsenförmigen Drahtquerschnitt verformt ist, um die Fülldichte der Wickelung zu erhöhen.
3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Litzen (3) des gewickelten
Wickeldrahtes (2) zu einem ellipsenförmigen Litzenquerschnitt verformt sind, um die Fülldichte der Wickelung zu erhöhen.
4. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (3) des zumindest einen Wickeldrahtes (2) zueinander nicht isoliert sind.
5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (3) durchgehend verlaufen und genauso lang sind wie der Wickeldraht (2).
6. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (3) derart in der Außenhülle (4) angeordnet sind, dass die Litzen (3) eine Relativbewegung zueinander ausführen können.
7. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldraht (2) aus zumindest 50 oder zumindest 100 oder zumindest 150 oder zumindest 200 Litzen (3) besteht.
8. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Litzen (3) aus Kupfer oder AIu bestehen.
9. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle (4) eine extrudierte Außenhülle (4) und/oder eine Kunststoffumspritzung und/oder eine Lackierung ist.
10. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf der Außenhülle (4) und/oder zwischen den Litzen (3) ein Gleitmittel befindet.
1 1. Verstellmotor zum Antrieb eines verstellbaren Elementes eines
Kraftfahrzeugs umfassend eine elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Antrieb für ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs umfassend eine
elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. Motor-/Generatoreinheit zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines hybridgetriebenen Kraftfahrzeugs, umfassend eine elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis10.
14. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine mit zumindest einer Wickelung umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen eines Wickeldrahtes (2) umfassend eine Vielzahl von einzelnen, elektrisch leitfähigen Litzen (3),
Aufbringen einer alle Litzen (3) umhüllenden elektrisch isolierenden
Außenhülle (4), und
Wickeln des Wickeldrahtes (2) zur Herstellung der Wickelung der elektrischen Maschine, wobei eine Zugbelastung des Wickeldrahtes (2) beim Wickeln derart gewählt wird, dass sich ein Querschnitt des
Wickeldrahtes (2) und/oder der Litzen (3) von einer Kreisform zu einem ellipsenförmigen Querschnitt verformt um die Fülldichte der Wickelung zu erhöhen.
PCT/EP2010/056142 2009-07-06 2010-05-06 Elektrische maschine sowie verfahren zur herstellung der elektrischen maschine mit zumindest einer wickelung WO2011003642A2 (de)

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