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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung mit der Nummer 10-2009-0118739 , welche am 2. Dezember 2009 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt durch diese Bezugnahme für alle Zwecke hierin mit aufgenommen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln einer Wicklung auf ein Objekt sowie eine Wasserpumpe vom Kupplungstyp, welche mit der Wicklung versehen ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Wickeln mehrerer Wicklungslagen auf ein Objekt, welches einen begrenzten Raum aufweist, sowie eine Wasserpumpe vom Kupplungstyp, die mit einer Wicklung versehen ist und in Folge der Verwendung dieses Verfahrens eine ausreichende Betriebsleistung sicherstellt, ohne dass die Größe der Wasserpumpe vom Kupplungstyp erhöht ist.
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Beschreibung verwandter Technik
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Üblicherweise zirkuliert beziehungsweise fördert eine Wasserpumpe ein Kühlmittel zu einem Motor und einer Heizvorrichtung, um den Motor zu kühlen und eine Fahrgastzelle zu heizen.
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Das Kühlmittel, welches aus der Wasserpumpe herausströmt, strömt/zirkuliert zu einem Zylinderblock und/oder einem Zylinderkopf eines Motors und kühlt den Motor. Darüber hinaus strömt/zirkuliert das Kühlmittel durch einen Wärmetauscher und kühlt ein Abgas von hoher Temperatur. Dabei steigt die Temperatur des Kühlmittels an, und das erwärmte Kühlmittel wird zum Aufwärmen einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs verwendet. Darüber hinaus wird das aufgewärmte Kühlmittel an einem Kühler gekühlt und strömt in die Wasserpumpe zurück.
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Eine derartige Wasserpumpe wird im Allgemeinen unterteilt in eine mechanische Wasserpumpe und eine elektrische Wasserpumpe.
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Die mechanische Wasserpumpe ist mit einer Antriebsscheibe verbunden, welche an einer Kurbelwelle des Motors fixiert ist, und wird gemäß der Rotation der Kurbelwelle (das heißt, einer Motordrehung) angetrieben. Folglich wird die Kühlmittelmenge, welche aus der mechanischen Wasserpumpe herausströmt, gemäß der Motordrehzahl bestimmt.
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Die elektrische Wasserpumpe wird hingegen durch einen Motor angetrieben, welcher von einer Steuervorrichtung gesteuert wird. Daher kann die elektrische Wasserpumpe die Kühlmittelmenge unabhängig von der Motordrehzahl bestimmen. Da die in der elektrischen Wasserpumpe verwendeten Komponenten jedoch elektrisch betrieben sind, ist es wichtig, dass die elektrisch betriebenen Komponenten ausreichend wasserdicht sind. Wenn die Komponenten ausreichend wasserdicht sind, können die Leistung und Lebensdauer der elektrischen Wasserpumpe auch verbessert sein. Darüber hinaus hat die elektrische Wasserpumpe mehr Komponenten (einen Starter, einen Rotor, ein Wasserdichtmittel usw.) als die mechanische Wasserpumpe. Folglich sind die Herstellungskosten der elektrischen Wasserpumpe hoch, und es ist schwierig, die elektrische Wasserpumpe herzustellen.
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Vor kurzem wurde eine mechanische Wasserpumpe (zum Beispiel eine Wasserpumpe vom Kupplungstyp) entwickelt, welche das Kühlmittel gemäß einem Fahrzustand des Motors selektiv mit Druck beaufschlagt und an den Motor bereitstellt. Gemäß einer solchen Wasserpumpe vom Kupplungstyp wird eine Antriebsscheibe gemäß dem Fahrzustand des Motors selektiv mit einer Welle verbunden, und die selektive Verbindung beziehungsweise Koppelung der Antriebsscheibe mit der Welle wird durch eine Magnetkraft erzielt, welche von einer Wicklung erzeugt wird, die auf ein Wicklungsgehäuse gewickelt ist.
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Im Folgenden wird ein herkömmliches Verfahren zum Wickeln einer Wicklung auf ein Wicklungsgehäuse einer Wasserpumpe vom Kupplungstyp beschrieben.
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4 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Wicklung, und 5 ist eine vergrößerte Ansicht von 4.
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Wie in 4 und 5 gezeigt ist, sind gemäß der herkömmlichen Technik Wicklungsschichten 210 auf ein Wicklungsgehäuse aufgewickelt. Innerhalb der Wicklungsschichten 210 ist die Wicklung 212 derart gewickelt, dass sie eine Mehrzahl von Reihen ausbildet. Dabei ist die Wicklung 212 zu einer rhomboedrischen Packung gewickelt. Das heißt, Querschnittsmittelpunkte einer Mehrzahl von Windungen, welche eine m-te Reihe und eine (m + 1)-te Reihe formen, sind derart angeordnet, dass sie eine Zickzack-Form ausbilden, und ein Winkel θ zwischen den Querschnittsmittelpunkten zweier benachbarter Windungen, welche die m-te Reihe bilden, und einem Querschnittsmittelpunkt der Windung, welche die (m + 1)-te Reihe bildet und die Querschnittsmittelpunkte der zwei benachbarten Windungen kontaktiert, beträgt 60°. Jedoch wird in der rhomboedrischen Packung zwischen drei benachbarten Windungen 212 ein Poren- bzw. Freiraum 216 ausgebildet. Die Ausbildung der Pore 216 schränkt die Anzahl von Windungen beziehungsweise Wicklungslagen ein, welche auf das Wicklungsgehäuse aufgewickelt sind.
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Üblicherweise ist die von der Wicklung erzeugte Magnetkraft proportional zu der Anzahl von Windungen 212, welche auf das Wicklungsgehäuse aufgewickelt sind. Daher ist es zur Verbesserung der Betriebsleistung einer Wasserpumpe vom Kupplungstyp wichtig, mehr Windungen 212 auf das Wicklungsgehäuse, welches einen begrenzten Raum aufweist, aufzuwickeln.
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Die in diesem Hintergrund-der-Erfindung-Abschnitt offenbarte Information dient lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der Erfindung und sollte nicht als eine Würdigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Information den Stand der Technik bildet, der Fachleuten bereits bekannt ist.
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Kurze Zusammenfassung der Erfindung
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf gerichtet, ein Verfahren zum Wickeln einer Wicklung auf ein Objekt bereitzustellen, aufweisend den Vorteil des Erzeugens einer starken Magnetkraft als Folge davon, dass auf ein Objekt mit begrenztem Raum mehr Windungen aufgewickelt sind, sowie eine Wasserpumpe vom Kupplungstyp bereitzustellen, aufweisend den Vorteil des Sicherstellens einer ausreichenden Betriebsleistung ohne Erhöhung der Größe als eine Folge davon, dass auf ein Wicklungsgehäuse der Wasserpumpe vom Kupplungstyp mehr Windungen gewickelt sind.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Wickeln einer Wicklung auf ein Objekt, wobei die Wicklung eine erste Wicklungslage und eine zweite Wicklungslage aufweist, wobei die Querschnittsfläche der zweiten Wicklungslage unterschiedlich ist zu der Querschnittsfläche der ersten Wicklungslage, folgende Schritte aufweisen: Wickeln der ersten Wicklungslage auf den Außenumfang des Objekts oder auf die zweite Wicklungslage, so dass die Querschnittsmittelpunkte einer Mehrzahl von ersten Windungen eine Reihe bilden, und Wickeln der zweiten Wicklungslage auf die erste Wicklungslage, so dass Querschnittsmittelpunkte einer Mehrzahl von zweiten Windungen eine Reihe bilden, wobei das Wickeln der ersten Wicklungslage und das Wickeln der zweiten Wicklungslage mit einer vorbestimmten Anzahl wiederholt/durchgeführt wird, so dass eine Mehrzahl von Reihen der ersten Wicklungslage und der zweiten Wicklungslage auf das Objekt gewickelt wird, und wobei die Querschnittsmittelpunkte der ersten Wicklungslage und der zweiten Wicklungslage derart angeordnet werden, dass sie gemeinsam eine Zickzack-Form ausbilden.
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Die Querschnittsmittelpunkte der ersten Wicklungslagen (bzw. der Windungen davon) können derart angeordnet sein, dass sie eine Mehrzahl von Spalten ausbilden, welche vertikal bzw. senkrecht zu den Reihen angeordnet sind, wobei von den Querschnittsmittelpunkten der ersten Wicklungslagen die Querschnittsmittelpunkte (m, n), (m, n + 1), (m + 1 und n + 1) und (m + 1, n) derart angeordnet sind, dass sie ein Quadrat bilden, und wobei m und n beliebige natürliche Zahlen sind, wobei ein Querschnittsmittelpunkt (m, n) bedeutet, dass der Querschnittsmittelpunkt der Windung an dem Schnittpunkt einer m-ten Reihe und einer n-ten Spalte angeordnet ist.
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Die Querschnittsfläche der zweiten Wicklungslage kann kleiner sein als die der ersten Wicklungslage, wobei jeder Querschnitt der zweiten Wicklungslage in einem Freiraum/Porenraum angeordnet ist, der zwischen den Querschnitten (m, n), (m, n + 1), (m + 1 und n + 1) sowie (m + 1, n) der ersten Wicklungslagen gebildet ist, und wobei die Querschnittsfläche der zweiten Wicklungslage ungefähr 17% oder weniger der Querschnittsfläche der ersten Wicklungslage ausmacht.
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Der elektrische Strom der ersten Wicklungslage kann in einer Richtung fließen, die der der zweiten Wicklungslage entgegengesetzt ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann ein Verfahren zum Wickeln einer Wicklung auf ein Objekt, wobei die Wicklung eine Mehrzahl von ersten Windungen und eine Mehrzahl von zweiten Windungen aufweist, das Wickeln der ersten Windungen auf Außenumfänge der zweiten Windungen umfassen, wobei der Außenumfang der jeweiligen zweiten Windung umgeben ist von und in Kontakt ist mit dem jeweiligen Außenumfang von zumindest drei ersten Windungen, und wobei eine Querschnittsfläche der zweiten Windung kleiner ist als die der ersten Windung, wobei die Außenumfänge der zumindest drei ersten Windungen miteinander in Kontakt sind.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Wasserpumpe vom Kupplungstyp, welche ein Kühlmittel aufnimmt, das Kühlmittel durch Rotation eines Flügelrads, welches an einer Welle fixiert ist, mit Druck beaufschlagt und das mit Druck beaufschlagte Kühlmittel in einen Kühlkreislauf einspeist, aufweisen: eine Antriebsscheibe, welche derart mit einer Kurbelwelle verbunden ist, dass die Antriebsscheibe gemäß der Rotation der Kurbelwelle drehbewegt wird, eine Nabe, an welcher die Welle montiert ist, so dass die Nabe zusammen mit der Welle drehbewegt wird, einen Zapfen, welcher die Nabe selektiv mit der Antriebsscheibe verbindet, ein elastisches Element, welches kontinuierlich eine elastische Kraft auf den Zapfen aufbringt, und eine Wicklung, welche selektiv eine Magnetkraft auf den Zapfen aufbringt in einer Richtung, welche der Richtung der elastischen Kraft entgegengesetzt ist, wobei die Wicklung auf ein Gehäuse gewickelt ist und eine erste Wicklungslage und eine zweite Wicklungslage aufweist, welche unterschiedliche Querschnittsflächen haben, wobei die erste Wicklungslage und die zweite Wicklungslage abwechselnd auf das Gehäuse aufgewickelt sind, und wobei die erste Wicklungslage und die zweite Wicklungslage derart angeordnet sind, dass sie eine Zickzack-Form bilden.
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Die ersten Wicklungslagen können zu einer kubischen Packung gewickelt sein, wobei die zweite Wicklungslage in einem zwischen den ersten Wicklungslagen, welche zu der kubischen Packung gewickelt sind, gebildeten Freiraum/Porenraum angeordnet ist, und wobei die Querschnittsfläche der zweiten Wicklungslage ungefähr 17% der Querschnittsfläche der ersten Wicklungslage oder weniger ist.
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Der Strom der ersten Wicklungslage kann in einer Richtung fließen, die der Richtung des Stroms der zweiten Wicklungslage entgegengesetzt ist.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben weitere Merkmale und Vorteile, welche ersichtlich werden aus und im Detail dargelegt sind in der angehängten Zeichnung, welche hierin mit aufgenommen ist, sowie der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, welche zusammen dazu dienen, bestimmte Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Schnittansicht einer Wasserpumpe vom Kupplungstyp, in der eine Wicklung beziehungsweise Spule gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist.
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2 ist eine Querschnittsansicht einer Wicklung gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 ist eine vergrößerte Ansicht von 2.
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4 ist eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Wicklung.
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5 ist eine vergrößerte Ansicht von 4.
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Es sollte verständlich sein, dass die angehängte Zeichnung nicht notwendigerweise maßstabsgetreu ist, sondern eine etwas vereinfachte Wiedergabe von verschiedenen Merkmalen darstellt, welche illustrativ sind für die allgemeinen Prinzipien der Erfindung. Die spezifischen Designmerkmale der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart ist, umfassend zum Beispiel spezifische Dimensionen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden zum Teil durch die im Besonderen beabsichtigte Anwendung und Verwendungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Im Folgenden wird im Detail Bezug genommen auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Beispiele in der angehängten Zeichnung veranschaulicht und unten beschrieben sind. Während die Erfindung in Verbindung mit als Beispiel dienenden Ausführungsformen beschrieben wird, ist es verständlich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen soll, die Erfindung auf diese als Beispiel dienenden Ausführungsformen einzuschränken. Vielmehr ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht nur die als Beispiel dienenden Ausführungsformen abdeckt, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, welche in dem Geist und Umfang der Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert ist, umfasst sein können.
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Eine als Beispiel dienende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezugnahme auf die angehängte Zeichnung beschrieben.
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1 ist eine Schnittansicht einer Wasserpumpe vom Kupplungstyp, in der eine Wicklung gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet ist.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Wasserpumpe vom Kupplungstyp 1 ein Pumpengehäuse 40, eine Pumpenabdeckung (nicht gezeigt), eine Antriebsscheibe 10, eine Nabe 80, eine Welle 20 und eine Wicklung 110 auf.
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Das Pumpengehäuse 40 weist eine Scheibenform bzw. einen Scheibenabschnitt auf und ist mit einem Durchgangsloch versehen, welches an einem mittleren Abschnitt davon geformt ist. Verbindungsmittel zum Verbinden des Pumpengehäuses 40 mit der Pumpenabdeckung sind an einem Außenumfangsabschnitt des Pumpengehäuses 40 angeordnet. Üblicherweise wird ein Bolzen (nicht gezeigt) als das Verbindungsmittel verwendet. Die Welle 20 ist in dem Durchgangsloch angeordnet, und ein Flügelrad 30 ist an einem Ende der Welle 20 fixiert. Ein Lager zur sanften Rotation der Welle 20 ist zwischen der Welle 20 und dem Durchgangsloch angeordnet.
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Die Pumpenabdeckung ist derart mit dem Pumpengehäuse 40 verbunden, dass dazwischen eine Kammer (nicht gezeigt) geformt ist, in der das Kühlmittel mit Druck beaufschlagt wird. Das Flügelrad 30 ist in der Kammer angeordnet. Darüber hinaus ist die Kammer mit einem Einlass (nicht gezeigt) verbunden, um das Kühlmittel aufzunehmen, welches in einem Kühlkreislauf (nicht gezeigt) zirkuliert, und ist ferner derart mit einem Auslass (nicht gezeigt) verbunden, dass das mit Druck beaufschlagte Kühlmittel dem Kühlkreislauf zugeführt wird. Das Flügelrad 30 wird zusammen mit der Welle 20 drehbewegt und beaufschlagt das Kühlmittel, welches in die Kammer einströmt, mit Druck.
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Das Pumpengehäuse 40, die Pumpenabdeckung und das Flügelrad 30 sind gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ähnlich der herkömmlichen Technik ausgebildet und sind den Fachleuten gut bekannt. Daher wird auf eine detaillierte Beschreibung davon verzichtet.
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Die Antriebsscheibe 10 weist eine Scheibenform bzw. einen scheibenförmigen Abschnitt auf mit einem Außenumfang und einem Innenumfang. Ein Riemen (nicht gezeigt) ist an dem Außenumfang der Antriebsscheibe 10 montiert. Die Antriebsscheibe 10 ist über den Riemen mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) verbunden. Daher wird die Antriebsscheibe 10 gemäß der Rotation der Kurbelwelle drehbewegt. Daher wird die Antriebsscheibe 10 immer dann drehbewegt, wenn der Motor betrieben wird.
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Die Antriebsscheibe 10 ist mit einem Reibpad bzw. Reibbelag 12 versehen, der an einer Oberfläche davon (diejenige Oberfläche, welche dem Pumpengehäuse 40 zugewandt ist) montiert ist, und es ist eine Kupplungsscheibe 60 vorgesehen, welche mit dem Reibbelag 12 in Reibkontakt ist. Die Kupplungsscheibe 60 wird stets zusammen mit der Antriebsscheibe 10 drehbewegt in Folge der Reibkraft des Reibbelags 12. Ein erstes Loch 62 ist an der Kupplungsscheibe 60 geformt.
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Die Nabe 80 weist eine Scheibenform bzw. einen scheibenförmigen Abschnitt auf, und ein Wellenmontierabschnitt ist an einem mittleren Abschnitt davon gebildet. Die Welle 20 ist in dem Wellenmontierabschnitt montiert, und folglich wird die Nabe 80 zusammen mit der Welle 20 drehbewegt. Darüber hinaus ist zwischen der Nabe 80 und dem Innenumfang der Antriebsscheibe 10 ein Lager 50 angeordnet, um eine relative Drehbewegung der Antriebsscheibe 10 bezüglich der Nabe 80 zu ermöglichen. Das heißt, die Antriebsscheibe 10 rotiert immer dann, wenn der Motor betrieben wird. Die Nabe 80 hingegen wird selektiv mit der Antriebsscheibe 10 verbunden und rotiert selektiv zusammen mit der Antriebsscheibe 10. Das Lager 50 weist einen Innenring 52, der an der Nabe 80 fixiert ist, einen Außenring 54, der an dem Innenumfang der Antriebsscheibe 10 fixiert ist, sowie Wälzkörper 56 auf, welche zwischen dem Innenring 52 und dem Außenring 54 montiert sind.
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Ein dem ersten Loch 62 entsprechendes zweites Loch 70 ist an einem Außenumfangsabschnitt der Nabe 80 geformt. Ein Zapfen 82 zum selektiven Verbinden der Nabe 80 mit der Antriebsscheibe 10 ist in das zweite Loch 70 eingesetzt. Gemäß einer Magnetkraft, welche durch die Wicklung 110 erzeugt wird, sowie einer elastischen Kraft eines elastischen Elements 90, welche der Magnetkraft entgegen wirkt, ist der Zapfen 82, welcher in das zweite Loch 70 eingesetzt ist, selektiv in das erste Loch 62 eingesetzt oder befindet sich außerhalb davon. Wenn der in das zweite Loch 70 eingesetzte Zapfen 82 in das erste Loch 62 eingesetzt ist, ist die Nabe 80 mit der Antriebsscheibe 10 verbunden und rotiert zusammen mit dieser. Wenn der in das zweite Loch 70 eingesetzte Zapfen 82 nicht in das erste Loch 62 eingesetzt ist, ist die Verbindung zwischen der Nabe 80 und der Antriebsscheibe 10 getrennt bzw. unterbrochen, so dass die Nabe 80 nicht drehbewegt wird.
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Das elastische Element 90 ist zwischen der Nabe 80 und der Kupplungsscheibe 60 angeordnet und bringt die elastische Kraft, welche gegen die von der Wicklung 110 erzeugte Magnetkraft ankämpft beziehungsweise entgegen dieser wirkt, auf die Nabe 80 auf. Z. B. kann eine Spiralfeder als das elastische Element verwendet werden.
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Die Wicklung 110 ist auf ein Wicklungsgehäuse 100 aufgewickelt. Das Wicklungsgehäuse 100 hat eine Ringform, wobei eine Seite davon (diejenige Seite, welche dem Pumpengehäuse 40 zugewandt ist) offen ist, um die Wicklung 110 aufzunehmen, und wobei die offene Seite durch eine Wicklungsabdeckung 120 blockiert beziehungsweise verschlossen wird, nachdem die Wicklung 110 auf das Wicklungsgehäuse 100 aufgewickelt wurde. Folglich wird aufgrund der Wicklungsabdeckung 120 ein Abwickeln der Wicklung 110, welche auf das Wicklungsgehäuse 100 aufgewickelt ist, vermieden. Wenn die Wicklung 110 mit Strom versorgt wird, wird an der Wicklung 110 Magnetkraft erzeugt. Die Magnetkraft zieht den Zapfen 82 derart, dass der Zapfen 82 aus dem ersten Loch 62 heraustritt. Folglich wird die Verbindung der Nabe 80 und der Antriebsscheibe 10 getrennt, wenn die Wicklung 110 mit Strom versorgt wird.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 und 3 die Wicklung 110 gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weiter beschrieben.
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2 ist eine Querschnittsansicht einer Wicklung gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3 ist eine vergrößerte Ansicht von 2.
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Wie in 2 und 3 gezeigt ist, weist die Wicklung 110 eine erste Wicklungslage 112 und eine zweite Wicklungslage 114 auf. Die Querschnittsfläche der ersten Wicklungslage 112 beziehungsweise der Windungen davon ist unterschiedlich zu der Querschnittsfläche der zweiten Wicklungslage 114 beziehungsweise derer Windungen. Hier ist beispielhaft beschrieben, dass die Querschnittsfläche A2 der zweiten Wicklungslage 114 beziehungsweise der zweiten Windung kleiner ist als die Querschnittsfläche A1 der ersten Wicklungslage 112 beziehungsweise der ersten Windung.
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Die erste Wicklungslage 112 ist auf das Wicklungsgehäuse 100 oder auf die zweite Wicklungslage 114 aufgewickelt, und die zweite Wicklungslage 114 ist auf die erste Wicklungslage 112 aufgewickelt. Die Querschnittsmittelpunkte der ersten Wicklungslage 112 und der zweiten Wicklungslage 114 formen jeweils eine Reihe. Darüber hinaus sind die erste Wicklungslage 112 und die zweite Wicklungslage 114 in einer vorbestimmten Anzahl aufgewickelt, um eine Mehrzahl von Reihen zu bilden. Die erste Wicklungslage 112 und die zweite Wicklungslage 114 sind derart angeordnet, dass sie eine Zickzack-Form bilden. Darüber hinaus ist die erste Wicklung 112 bzw. deren Wicklungslagen zu einer kubischen Packung gewickelt. Das heißt, die Querschnittsmittelpunkte der ersten Wicklung 112 sind angeordnet, um eine Mehrzahl von Spalten zu bilden, welche vertikal zu den Reihen angeordnet sind. Daher sind die Querschnittsmittelpunkte (m, n), (m, n + 1), (m + 1 und n + 1) und (m + 1, n) derart angeordnet, dass sie eine Quadratform bilden. Das heißt, ein Winkel θ zwischen einer Verbindungslinie des Querschnittsmittelpunkts (m, n) mit dem Querschnittsmittelpunkt (m, n + 1) und einer Verbindungslinie des Querschnittsmittelpunkts (m, n) und dem Querschnittsmittelpunkt (m + 1, n) ist 90°, und die Länge der einen Verbindungslinie ist gleich der Länge der anderen Verbindungslinie. Hierin sind m und n beliebige natürliche Zahlen, und ein Querschnittsmittelpunkt (m, n) bezeichnet einen Querschnittsmittelpunkt einer Windung, welche an einem Schnittpunkt einer m-ten Reihe und einer n-ten Spalte angeordnet ist.
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Üblicherweise steigt die Porosität an, wenn die ersten Wicklungslagen 112 zu einer kubischen Packung gewickelt werden, verglichen mit der Porosität, die sich ergibt, wenn die ersten Wicklungslagen 112 zu einer rhomboedrischen Packung gewickelt werden. Jedoch ist die zweite Wicklungslage 114, deren Querschnittsfläche A2 kleiner ist als die Querschnittsfläche A1 der jeweiligen ersten Wicklungslage 112, in den Poren- beziehungsweise Freiräumen angeordnet, welche zwischen den Querschnitten (m, n), (m, n + 1), (m + 1 und n + 1) sowie (m + 1, n) der ersten Wicklungslagen 112 gebildet sind. Daher kann die Porosität reduziert werden. Es ist bevorzugt, dass der Freiraum zwischen den ersten Wicklungslagen 112 vollständig mit der zweiten Wicklungslage 114 ausgefüllt wird. Folglich ist die zweite Windung 114 an den vier Punkten P1, P2, P3 und P4 mit ersten Windungen 112 in Kontakt und wird von diesen umgeben.
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Wenn der Durchmesser der ersten Windung 112 1 ist, beträgt die Porosität ungefähr 0,546. Daher ist der Durchmesser der zweiten Windung 114 bei vollständiger Ausfüllung der Poren ungefähr 0,417 (üblicherweise wird die Dichte der Wicklung 110 durch Pressen der Wicklung 110 erhöht). Daher ist ein Verhältnis der Querschnittsfläche A1 der ersten Windung 112 zu der Querschnittsfläche A2 der zweiten Windung 114 ungefähr 1:0,174. Daher ist es bevorzugt, dass die Querschnittsfläche A2 der zweiten Windung 114 17% oder weniger der Querschnittsfläche A1 der ersten Windung 112 ist.
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Eine Reduktion der Porosität bedeutet, dass die Anzahl der Windungen der Wicklung 110, welche auf das Wicklungsgehäuse 100 gewickelt sind, ansteigt. Die an der Wicklung 110 erzeugte Magnetkraft ist proportional zu der Anzahl von auf das Wicklungsgehäuse 100 aufgewickelten Windungen der Wicklung 110 sowie zu der Anzahl der Pole. Da die Anzahl von auf das Wicklungsgehäuse 100 aufgewickelten Windungen der Wicklung 110 erhöht ist, ist die an der Wicklung 110 erzeugte Magnetkraft gemäß der als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stärker.
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Darüber hinaus fließt der elektrische Strom der ersten Wicklung 112 in einer Richtung, die der Richtung des Stroms der zweiten Wicklung 114 entgegengesetzt ist. Daher ist die Anzahl der Pole erhöht.
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Ferner sind die Windungen der Wicklung 110 stärker aneinander gepresst, da die Porosität der Wicklung 110 reduziert ist. Daher kann ein Verrutschen der Wicklung 110 vermieden werden, und folglich ist die Verteilung eines Haftmittels zur Vermeidung eines Verrutschens der Wicklung 110 nicht erforderlich.
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Gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ohne eine Erhöhung der Größe eines Objekts an den Wicklungslagen/Windungen eine stärkere Magnetkraft erzeugt, in Folge davon, dass mehr Wicklungslagen auf das Objekt, welches einen begrenzten Raum aufweist, aufgewickelt werden. Daher kann die Kapazität einer Vorrichtung (zum Beispiel ein Motor, ein Generator, eine Pumpe, usw.), welche die Magnetkraft durch einen Stromfluss durch die Wicklung erzeugt, bei gleichbleibender Größe erhöht werden.
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Zur leichteren Beschreibung und genauen Definition in den angehängten Ansprüchen werden die Ausdrücke „oben”, „unten”, „innen”, „außen”, „innerer” und „äußerer” verwendet, um Merkmale der als Beispiel dienenden Ausführungsformen mit Bezugnahme auf deren Position, wie sie in den Figuren gezeigt ist, zu beschreiben.
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Die vorangehende Beschreibung von spezifischen als Beispiel dienenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zum Zwecke der Illustration und Beschreibung präsentiert. Sie soll nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die offenbarten genauen Formen einschränken, und selbstverständlich kennen viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehre vorgenommen werden. Die als Beispiel dienenden Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu beschreiben, um dadurch Fachleuten zu ermöglichen, verschiedene als Beispiel dienende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die angehängten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird.
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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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- KR 10-2009-0118739 [0001]
