DE102015225771B4

DE102015225771B4 - Spulenkörpervorrichtung zum Bewickeln mit mindestens einer Spule

Info

Publication number: DE102015225771B4
Application number: DE102015225771.1A
Authority: DE
Inventors: Christoph Schwarzkopf; Helmut Kreuzer; Mahesh Chandran Viswanathan; Klaus Herbold
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2019-03-28
Anticipated expiration: 2035-12-18
Also published as: DE102015225771A1; WO2017102976A1

Abstract

Spulenkörpervorrichtung (60) zum Bewickeln mit mindestens einer Spule (51),- die einen hohlprofilartigen Bereich (63) aufweist,- wobei der hohlprofilartige Bereich (63) eine zentrale Achse (68) und- einen Umfang (98) mit einer Umfangsrichtung (U) aufweist, und- der hohlprofilartige Bereich (63) einen ersten Teilbereich (80) und einen zweiten Teilbereich (100) aufweist,- wobei der erste Teilbereich (80) zumindest eine Zunge (86) aufweist und- der zweite Teilbereich (100) zumindest eine Zunge (106) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass- zumindest Abschnitte (112, 114) der Zungen (86, 106) am Umfang (98) in Umfangsrichtung (U) nebeneinander angeordnet sind.

Description

Stand der Technik
Aus dem Dokument DE 103 02 571 A1 ist eine Spulenkörpervorrichtung bekannt, die dazu vorgesehen ist, mit einer Spule ausgestattet bzw. bewickelt zu werden. Diese Spulenkörpervorrichtung weist einen hohlprofilartigen Bereich auf, der unter anderem einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich aufweist. Diese beiden Teilbereiche stehen sich axial gegenüber, wobei die Achse einer Drehachse des Rotors entspricht. Sowohl der erste Teilbereich als auch der zweite Teilbereich weisen jeweils mehrere Zungen auf.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Handhabbarkeit der Spulenkörpervorrichtung zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest Abschnitte der Zungen, welche an dem ersten und dem zweiten Teilbereich jeweils herausgearbeitet sind, am Umfang in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass sich in Richtung der zentralen Achse eines hohlprofilartigen Bereichs dieser Spulenkörpervorrichtung die Zungen z. B. nicht überlappen. Das hat den Vorteil, dass zudem durch das nebeneinander Anordnen der Zungen am Umfang des hohlprofilartigen Bereichs insgesamt eine verbesserte Unterstützung nach radial innen einer um den hohlprofilartigen Bereich angeordneten Wicklung möglich ist. Dies ist deshalb von Bedeutung, weil die typischer Weise verwendeten Klauenpole mit ihren nach radial innen gerichteten Seiten häufig gegen die Spule drücken und damit ein Druck nach radial innen auf die Zungen ausgeübt wird. Dies führt beispielsweise dann dazu, dass auch ein Druck auf die einzelnen Windungen der Spule ausgeübt wird und demzufolge die einzelnen Drahtabschnitte, welche die Zwischenräume zwischen den Zungen überbrücken, an die Kanten der Zunge gedrückt werden. Dies kann zu einem erhöhten Druck zwischen dem Draht und den Zungen führen. Dieser erhöhte Druck und eventuelle Vibrationen der Wicklung und des Wickeldrahtes im Betrieb der elektrischen Maschine können zu Scheuerbewegungen führen und einen Kurzschluss verursachen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Zungen, ohne sich zu Überlappen, in einer Lage angeordnet sind. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dass der nutzbare Wickelraum für die Spule maximal groß ist. Sich überlappende Zungen hätten zudem den Nachteil, dass der Draht der Spule an verschiedenen Stellen stärker gebogen wird, um beispielsweise auf eine Zunge in einer weiteren Lage zum Liegen zu kommen. Werden die Zungen ohne zu Überlappen angeordnet, so hat dies im Endeffekt auch eine Auswirkung auf die Genauigkeit der einzelnen Lagen im Hinblick auf ihre axiale Anordnung und auch im Hinblick auf ihre radiale Anordnung zur Folge. Je ungenauer, unebener die Lage der Zungen relativ zueinander ist, desto ungenauer ist die Anordnung des Wickeldrahtes in den äußeren bzw. äußersten Schichten der Wicklung. Durch die größere Genauigkeit der Lagen der Wicklung im Bereich unmittelbar auf die Zungen sind zudem die Wicklung und damit der Spulenkörper nach dem Wickeln insgesamt stabiler hinsichtlich der Form und können daher einfacher und fehlerfreier transportiert werden. Ein derartiger präziserer Spulenkörper bzw. eine derartige präzisere Spulenkörperanordnung mit Spule vereinfacht die Montage auf einen Polkern eines Klauenpolläufers. Grundsätzlich ist die Erfindung bereits dann von Vorteil, wenn die Anzahl der Zungen der Teilbereiche jeweils mindestens Eins ist. Ist die Anzahl der Zungen eines jeden Teilbereichs größer als Eins, beispielsweise irgendeine ganze Zahl zwischen 22, so nimmt die Elastizität, d. h. die Verformbarkeit einer jeden einzelnen Zunge zu. Anders ausgedrückt, nimmt die Steifigkeit der Zungen insgesamt ab, so dass ein jeder Teilbereich leichter handhabbar ist und im Endeffekt, beispielweise leichter auf eine Wickelmaschine zu schieben ist oder nach dem Bewickeln bzw. nach dem Aufsetzen einer vorgewickelten Spule ist das Aufsetzen der Spulenkörpervorrichtung mit Spule auf ein Polkern einfacher. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Zunge eines Teilbereichs eine Zungenspitze mit parallelen Flanken aufweist, wobei die Zungenspitze mit ihren parallelen Flanken zwischen parallelen Flanken einer Nut angeordnet ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht, dass die parallelen Flanken einer Zungenspitze zwischen den parallelen Flanken einer Nut direkt geführt werden kann. Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass für den Fall, dass der erste Teilbereich mit seinen Zungen und der zweite Teilbereich mit seinen Zungen relativ zueinander verschoben werden soll, die Zungenspitzen zwischen den parallelen Flanken einer Nut einerseits gutgeführt wird, so dass es keine Verdrehungen zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich gibt und andererseits ermöglicht dies, sehr schmale Fugen zwischen den parallelen Flanken der Zungenspitze und den parallelen Flanken der Nut. Dadurch wird von radial innen die Spule und insbesondere der Wicklungsdraht insgesamt großflächig geführt, von radial innen gut gestützt, so dass sich einzelne Lagen des Wicklungsdrahtes mit verhältnismäßig hoher Präzision wickeln und erhalten lassen, so dass radial weiter außen bzw. äußerst die Wicklungslagen und damit eine Außenkontur der Spule besonders präzise fertigen lässt. Durch die dadurch hohe Präzision der Ausführung und Wicklung der einzelnen Lagen ist es dadurch möglich, eine hohe Wicklungsdichte und damit einen so genannten hohen Füllgrad im Wickelraum zu ermöglichen. Nichtsnutzige Leerstellen in diesen Wickelraum der Spulenkörpervorrichtung können dadurch minimiert bzw. eliminiert werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine Zunge, insbesondere eine Zungenspitze, einen Keilbereich aufweist, wobei eine Keilfläche und die zentrale Achse des hohlprofilartigen Bereichs zwischen sich einen Winkel größer Null einschließen. Dies hat den Vorteil, dass in dem Fall, in dem die einzelnen Zungen der einzelnen Teilbereiche nicht einen minimal möglichen axialen Abstand aufweisen, also diese noch weiter axial komprimierbar sind, bei bereits erfolgter Wicklung auf den hohlprofilartigen Bereich bzw. nach dem Aufsetzen einer vorgewickelten Spule auf diesen hohlprofilartigen Bereich mit dem Zusammenschieben relativ zueinander der beiden Teilbereiche durch die Keilfläche der Zungen bzw. Zungenspitzen ein Einschieben bzw. Unterschieben der Keilfläche unter die erste Lage der Wicklungsdrähte der Spule ohne weiteres möglich ist. D. h. diese Keilfläche ermöglicht mit geringem Aufwand ein aufeinander Zuschieben der beiden Teilbereiche.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich eine Fuge angeordnet ist, wobei zwischen den beiden Teilbereichen eine einstückig mit den beiden Teilbereichen ausgeführte Kunststoffbrücke angeordnet ist, die die Fuge zumindest teilweise unterbricht. Alternativ ist vorgesehen, dass in der Fuge zwischen den beiden Teilbereichen zumindest zwei Hälften von Kunststoffbrücken versetzt zueinander angeordnet sind. Eine derartige Anordnung von zwei Hälften von Kunststoffbrücken kommt vorzugsweise dadurch zustande, dass zunächst der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich nicht zur jeweils ein Bauteil sind, sondern zunächst nur ein Bauteil sind, so dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich als ein Stück, beispielsweise durch Spritzgießen von Kunststoff hergestellt wird. Wird dabei zwischen den beiden Teilbereichen eine Fuge vorgesehen, die durch eine einstückig mit den beiden Teilbereichen ausgeführte Kunststoffbrücke einstückig verbunden sind, und werden die beiden Teilbereiche gegeneinander gedrückt oder jedenfalls relativ zueinander versucht zu bewegen, so wird auf diese Kunststoffbrücken eine hohe Materialbeanspruchung ausgeübt (beispielsweise eine Scherbeanspruchung), so dass die mindestens eine Kunststoffbrücke bricht. Nach diesem Brechen ist somit jeweils ein Teilbereich vorhanden, der jeweils eine Hälfte einer Kunststoffbrücke aufweist. Durch den Druck bzw. den Versuch die beiden Teilbereiche gegeneinander zu verschieben und auch nach dem Erreichen dieses Verschiebens sind somit zwei Hälften von Kunststoffbrücken versetzt zueinander angeordnet.
Durch die Erhöhung der Regelmäßigkeit der einzelnen Windungen der Spule ist es möglich, den Füllgrad der Erregerwicklung bei Klauenpolläufern um 10 % bis 15 % zu erhöhen. Durch die erwähnte Spulenkörpervorrichtung ist es möglich die Wicklungs- bzw. Windungsbereiche dichter auszuführen und dabei beispielsweise bei einer Wicklung mit einem Draht von 0,95 mm Durchmesser und typischer Weise 300 Windungen Platz für weitere 20 bis 30 zusätzliche Windungen zu gewinnen.
Eine weitere Steigerung des Füllgrads innerhalb der Spulenkörpervorrichtung ist dadurch möglich, dass die beiden Teilbereiche bei der Montage zwischen den beiden Klauenpolplatinen des Läufers oder in einem separaten Arbeitsgang vor dem Aufschieben der Spulenkörpervorrichtung mit der Wicklung auf einen Polkern in einem separaten Arbeitsgang in Achsrichtung gepresst werden. Dadurch wird die Wicklung verdichtet und der elektrische bzw. mechanische Füllgrad erhöht.
Durch das Verdichten wird die Wicklung formgenauer und stabiler. Die höhere Maßhaltigkeit reduziert dabei die Zahl der Windungs- und Masseschlüsse bei der Läufermontage. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die zumindest eine Zunge des einen Teilbereichs und die zumindest eine Zunge des anderen Teilbereichs derart am Umfang angeordnet sind, dass diese in Richtung der zentralen Achse teilweise hintereinander angeordnet sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass auf Bereiche, die die Zungen zusammenhängend, integral halten, zunächst in Achsrichtung ein Teil einer Zunge des anderen Teilbereichs folgt, auf den dann ein Bereich einer Zunge desselben Teilbereichs, d. h. des Integral die Zunge zusammenhaltenden Teile folgt. Darauf folgt dann beispielsweise der Teil des anderen Teilbereichs, der die Zungen des anderen Teilbereichs zusammenhängt. Vorzugsweise ist der Teil, der die Zungen eines Teilbereichs integral zusammenhält, ein am Umfang ausgebildeter Ring bzw. ein Bund eines Teilbereichs. Insbesondere ist vorgesehen, dass der hohlprofilartige Bereich an zumindest einem Ende in Richtung der zentralen Achse einen Bund aufweist, der sich näher an einer Zungenwurzel als an einer Zungenspitze befindet. Des Weiteren ist vorgesehen, dass der hohlprofilartige Bereich hohlzylinderartig ist.
Figurenliste
Die nachfolgend aufgeführten Figuren dienen dazu, mehrere Ausführungsbeispiele näher zu erläutern:

1 zeigt einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine mit einer Spule, die um eine Spulenkörpervorrichtung angeordnet ist,
2 zeigt einen ersten Teilbereich, der mit einem zweiten, hier nicht dargestellten Teilbereich dazu dient, eine Spulenkörpervorrichtung auszubilden,
3, 4 und 5 zeigen einen ersten Teilbereich und einen zweiten Teilbereich der Spulenkörpervorrichtung im wechselseitigen Eingriff für verschiedene Abstände,
6 zeigt ein Querschnitt durch zwei miteinander gefügte Teilbereiche gemäß einer Schnittlinie, wie sie aus 4 erkennbar ist, in den
7 und 8 sind zwei verschiedene Stadien einer Spulenkörpervorrichtung mit aufgewickelter Spule dargestellt,
9 zeigt einen Querschnitt durch eine Zunge 86 gemäß der Darstellung der Schnittlinie in 5,
10, 11 und 12 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spulenkörpervorrichtung in drei verschiedenen Montagestadien,
13 zeigt ein Detail aus 10 entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel und in
14 ist eine Brücke zwischen Zungen zweier Teilbereiche nach einer Relativverschiebung beider Teilbereiche dargestellt, in
15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zunge dargestellt, und in
16 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Zunge.

In 1 ist ein Querschnitt durch eine elektrische Maschine 10, hier in der Ausführung als Generator bzw. Wechsel-, insbesondere Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge, dargestellt. Diese elektrische Maschine 10 weist u. a. ein zweiteiliges Gehäuse 13 auf, das ein erstes Lagerschild 13.1 und ein zweites Lagerschild 13.2 umfasst. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in und zwischen sich einen sogenannten Ständer 16 auf, der einerseits ein im Wesentlichen kreisringförmiges Ständereisen 17 umfasst, in dessen nach radial innen gerichteten, sich axial erstreckenden Nuten eine Ständerwicklung 18 eingefügt ist. Dieser ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten genuteten Oberfläche, die eine elektromagnetisch wirksame Oberfläche 19 ist, einen Rotor 20, der hier beispielsweise als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 umfasst u. a. zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang jeweils sich in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger als elektromagnetisch erregbare Pole 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass deren sich in axiale Richtung erstreckende Klauenpolfinger bzw. Pole 24 bzw. 25 am Umfang des Rotors 20 einander abwechseln. Der Rotor 20 hat demnach ebenfalls eine elektromagnetisch wirksame Oberfläche 26. Es ergeben sich durch die sich am Umfang abwechselnden Pole 24 bzw. 25 magnetisch erforderliche Zwischenräume 21, die hier auch als Klauenpolzwischenräume bezeichnet werden. Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf je einer Rotorseite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 bzw. 13.2 drehbar gelagert. Eine Rotationsachse ist mit der Bezugszahl 29 bezeichnet
Der Rotor 20 weist insgesamt zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Dieser Lüfter 30 besteht im Wesentlichen aus einem plattenförmigen bzw. scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch bspw. von einer axialen Stirnseite der elektrischen Maschine 10 durch den Innenraum der elektrischen Maschine 10 hindurch zu einer radial außen befindlichen Umgebung zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 im Wesentlichen an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 nach radial außen beschleunigt, so dass diese durch den für Kühlluft durchlässigen Wicklungsüberhang 45 hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt wird der Wicklungsüberhang (Wickelkopf) 45 gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch den Wicklungsüberhang (Wickelkopf) 45 bzw. nach dem Umströmen dieses Wicklungsüberhangs 45 durch hier in dieser 14 nicht dargestellte Öffnungen einen Weg nach radial außen.
Die in 1 dargestellte und sich auf der rechten Seite des Generators befindende Schutzkappe 47 schützt verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen. So deckt diese Schutzkappe 47 beispielsweise eine sogenannte Schleifringbaugruppe 49 ab, die dazu dient, eine Spule 51 als Erregerwicklung mit Erregerstrom zu versorgen. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier als Pluskühlkörper wirkt. Dieser Pluskühlkörper heißt Pluskühlkörper, weil dieser elektrisch leitfähig mit einem Pluspol eines Akkumulators (z. B. Starterstromversorgung) verbunden ist. Als sogenannter Minuskühlkörper wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und dem Kühlkörper 53 ist eine Verschaltungsvorrichtung 56 angeordnet, die dazu dient, im Lagerschild 13.2 angeordnete Minusdioden 58 und hier in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden im Kühlkörper 53 miteinander zu verbinden und somit eine an sich bekannte Brückenschaltung technisch zu verwirklichen.
In 1 ist mit der elektrischen Maschine 10 auch ein Längsschnitt durch eine Spulenkörpervorrichtung 60 dargestellt. Zu sehen ist dabei ein hohlprofilartiger Bereich 63, der typischer Weise unmittelbar am Außenumfang eines Polkerns 66 anliegt. Auf diesen hohlprofiartigen Bereich 63 ist die Erregerwicklung 51 gewickelt. Der hohlprofilartige Bereich 63 hat hier eine zentrale Achse 68, die mit der Rotationsachse 29 des Rotors 20 zusammenfällt. Dies deshalb, weil in diesem Fall der Polkern 66 ein Hohlzylinder ist, dessen Außenumfang zylindrisch ist und der hohlprofilartige Bereich 63 ebenfalls hohlzylindrisch ist. In diesem Beispiel befindet sich beiderseits des hohlprofilartigen Bereichs 63 am jeweiligen Ende in Richtung der zentralen Achse 68 ein Bund 70 bzw. 71. Von einem jeden dieser Bünde 70, 71 gehen vorzugsweise sechs bzw. acht Lappen 74 bzw. 75 aus. Ein jeder dieser Lappen 74 bzw. 75 stellt eine Bewährung der Spule 51 dar, die einen nach radial innen wirkenden Druck eines Klauenpols bzw. Pols 24 bzw. 25 auf die Spule 51 reduziert und dadurch die Spule 51, beispielsweise vor Kanten der Pole 24 bzw. 25 schützt.
In 2 ist ein erster Teilbereich der Spulenkörpervorrichtung dargestellt. Dieser erste Teilbereich 80 kann beispielsweise identisch wie ein zweiter, hier nicht dargestellter Teilbereich ausgebildet sein. Im Einzelnen weist dieser erste Teilbereich 80 eine zentrale Öffnung 83 auf, die von zumindest einer Zunge 86, hier im Beispiel Achtzehn Zungen 86, umgeben ist. Die Zungen 86 sind um die zentrale Achse 68 herum angeordnet. Die Zungen 86 sind darüber hinaus mit einem Bandbereich 89 einstückig verbunden. Kern des Ganzen ist zunächst, dass die Zungen 86 mittels eines Bandbereichs 89 einstückig verbunden sind. Von diesem Bandbereich 89 geht nach radial außen der Bund 70 aus. Dieser Bund 70 ist im Grundsatz ebenfalls ein Bandbereich, der hier im Gegensatz zum Bandbereich 89 jedoch im Wesentlichen in einer Ebene verläuft. Der Bund 70 ist an verschiedenen Stellen mit Löchern 92 versehen, die beispielsweise dazu dienen, später im Rotor 20 das Einfließen von Imprägnierharz zu ermöglichen. Von dem Bund 70 gehen nach radial außen hier im Beispiel insgesamt sechs Lappen 74 aus. Diese Lappen 74 haben hier eine im Wesentlichen trapezförmige Gestalt. Wie in Zusammenschau mit 1 ersichtlich ist, werden sich die Lappen 74 und auch die Lappen 75 des anderen Teilbereichs unter dem Druck der Pole 24 bzw. 25 relativ zum Bundbereich 89 verformen bzw. umbiegen. Demgegenüber zeigt die 2 den ersten Teilbereich 80, wie sich dieser dem Fachmann nach dem Entformen aus einer Spritzgußform darbietet. Die Breite BZ einer Zunge 86 ist im Wesentlichen oder genauso breit, wie eine Breite BN einer Nut 95 zwischen zwei Zungen 86.
Der Bandbereich 89 mit den Zungen 86 bildet hier einen Teil des bereits erwähnten hohlprofilartigen Bereichs 63. Wie hier ersichtlich ist, bilden dieser Bandbereich 89 und die Zungen 86 einen Umfang 98, der hier im Beispiel konstant zur zentralen Achse 68 beabstandet ist. Dieser Umfang 98 ist demzufolge kreisförmig. Dieser Umfang 98 weist somit eine Umfangsrichtung U auf.
In 3 ist dargestellt, wie der erste Teilbereich 80 mit einem zweiten Teilbereich 100 wechselseitig im Eingriff steht. Wie der 3 gut entnommen werden kann, greifen die Zungen 86 des ersten Teilbereichs 80 in Nuten 108 und Zungen 106 in Nuten 95 ein. Wie hier in dieser Darstellung erkannt werden kann, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass die Nuten 95, die Zungen 86, die Zungen 106 und die Nuten 108 alle gleich breit sind, so dass BN gleich BZ. Der in 3 dargestellte Zustand des hohlprofilartigen Bereichs 63 ist in dieser Art und Weise grundsätzlich dazu geeignet, mit einem Draht, welcher hier nicht gezeigt ist, zur Ausbildung einer Spule 51 bewickelt zu werden. Wie diesem ersten Ausführungsbeispiel ohne weiteres entnehmbar ist, ist ein Abstand x63 über einen weiten Bereich variabel einstellbar. Durch einfaches axiales in Richtung der zentralen Achse 68 gegeneinander Verschieben des ersten Teilbereichs 80 und des zweiten Teilbereichs 100 kann über einen Bereich die Größe der Breite x63 eingestellt werden. Dadurch ist es beispielsweise möglich, eine Kombination von einem ersten Teilbereich 80 mit einem zweiten Teilbereich 100 ggf. unterschiedlich breite Polkerne 66 verwenden zu können. Ausgehend von 3 könnte beispielsweise bei einer derartigen ersten Breite x63 bereits eine Spule 51 aufgewickelt werden, die später nur wenig schmaler im Rotor 20 sein soll. Dies würde dann bedeuten, dass nach dem Aufwickeln der Spule 51 die beiden Teilbereiche 80 und 100 etwas zueinander zugestellt werden und demzufolge die Breite x63 verringert würde.
In 4 ist ein anderer relativer Zustand bzw. eine andere relative Lage des ersten Teilbereichs 80 und des zweiten Teilbereichs 100 dargestellt. Dies soll ein Beispiel für eine Spulenkörpervorrichtung 60 sein, die eine kleinere Breite x63 des hohlprofilartigen Bereichs 63 aufweist. In einer derartigen Situation mit verhältnismäßig weit einander zugestellten bzw. relativ bewegten Zungen 86 und 106 in die Nuten 95 und 108 könnte beispielsweise eine schmalere Spule 51 als gemäß 3 vorgesehen ist, ausgeführt werden. So könnte beispielsweise in einem derartigen Zustand, wie in 4 dargestellt, ein Draht aufgelegt und eine Spule 51 gewickelt werden. Nach dem Wickeln der Spule 51 könnte dann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Breite x63, welche vor und während des Wickelns der Spule 51 eingestellt wäre, danach mit der aufgewickelten Spule 51 auf den Endwert für die Breite x63 von x63e eingestellt wäre. In diesem Fall wäre der Wert x63e so eingestellt, dass die Zungen 86 und 106 jeweils „auf Block“ zu einem Nutgrund einer Nut 95 bzw. 108 eingestellt wären. In allen drei 3, 4 und 5 ist ein Drahtquerschnitt eines Drahtes 110 als Bestandteil einer Spule 51 beispielhaft dargestellt.
In den 3, 4 und 5 ist jeweils gut erkennbar, dass Abschnitte 112 und 114 der Zungen 86, 106 am Umfang 98 in Umfangsrichtung U nebeneinander angeordnet sind.
Die Figuren zeigen im ersten Ausführungsbeispiel eine Spulenkörpervorrichtung 60, die zum Bewickeln mit mindestens einer Spule 51 vorgesehen ist. Diese Spulenkörpervorrichtung 60 weist einen hohlprofilartigen Bereich 63 auf, der eine zentrale Achse 68 aufweist. Darüber hinaus weist der hohlprofilartige Bereich 63 einen Umfang 98 auf, der eine Umfangsrichtung U hat. Der hohlprofilartige Bereich 63 weist einen ersten Teilbereich 80 und einen zweiten Teilbereich 100 auf, die sich axial einander gegenüber stehen. Der erste Teilbereich 80 weist zumindest eine Zunge 86, vorzugsweise eine Mehrzahl an Zungen 86 auf und der zweite Teilbereich 100 weist ebenfalls zumindest eine Zunge 86, bevorzugt eine Mehrzahl von Zungen 86 auf. Es ist vorgesehen, dass zumindest Abschnitte 112, 114 der Zungen 86, 106 am Umfang 98 in Umgangsrichtung U nebeneinander angeordnet sind. Es ist dabei vorgesehen, dass diese Betrachtung, wonach die Abschnitte 112, 114 am Umfang 98 in Umfangsrichtung U nebeneinander angeordnet sind, bedeutet, dass dies an einer axialen Stelle ist, die sich auf die zentrale Achse 68 bezieht. Dementsprechend ist gemäß 3 dargestellt, dass die Abschnitte 112, 114 über einen verhältnismäßig kleinen Bereich am Umfang 98 in Umfangsrichtung U nebeneinander angeordnet sind. Der Bereich ist in 4 größer und in 5 am größten.
In 6 ist ein Querschnitt dargestellt, wie er gemäß der Schnittlinie VI - VI in 4 eingezeichnet ist. Wie dabei zu erkennen ist, sind die Abschnitte 112 der Zungen 86 neben den Abschnitten 114 der Zungen 106 und so weiter und sofort in Umfangsrichtung U nebeneinander angeordnet. Dabei sind die Zungen 86, 106 ohne sich zu Überlappen in einer Lage 117 angeordnet. Aus dem ersten Ausführungsbeispiel kann entnommen werden, dass die Anzahl der Zungen 86, 106 je Teilbereich 80, 100 jeweils größer als Eins ist. Wie eingangs erwähnt, ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl an Zungen 86, 106 je Teilbereich 80, 100 vorgesehen ist. Typische Zahlen sind hierfür alle ganzen Zahlen zwischen Zehn und Zwanzig. Wie im ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls dargestellt, sind mehrere Zungen 86, 106 eines Teilbereichs 80, 100 einstückig. Dies bedeutet, dass diese einstückig zusammenhängen.
Die Zungen 86, 106 müssen nicht über einen Bandbereich 89 zusammenhängen. Im Ausführungsbeispiel 1 kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Zungen 86 bzw. 106 vom jeweiligen Bund 70 bzw. 71 direkt ausgehen, ohne dass ein Bandbereich 89 so wie er im Ausführungsbeispiel 1 dargestellt ist, ausgebildet ist. Sollte kein Bund 70, 71 ausgebildet sein - ein Bund 70, 71 ist nicht zwingend nötig - so ist zur einstückigen Ausbildung der Zungen 86, 106 jedoch ein Bandbereich 89 erforderlich.
In 7 ist eine Spulenkörpervorrichtung 60 dargestellt, auf die eine Spule 51 aufgewickelt ist. Die axiale Breite x63 des hohlprofilartigen Bereichs 63 gemäß 7 ist größer als die axiale Breite x63 des hohlprofilartigen Bereichs 63 nach einem Komprimieren, d. h. Zusammendrücken der hier im Ausführungsbeispiel gezeigten ersten Teilbereiche 80 und 100. An dieser Stelle sei im Übrigen darauf hingewiesen, dass die Spule 51 nicht zwingend zwischen die Bünde 70 bzw. 71 gewickelt werden müsste. Statt dieser Bünde könnte beim Wickeln der Spulen auch eine Wickelbegrenzung durch eine Maschine zur Verfügung gestellt werden, die Aufgaben der Bünde 70, 71 beim Wickeln übernimmt. Wie anhand des veränderten Spaltmaßes xzn erkannt werden kann, ist nach dem Komprimieren ein vergleichbar kleines Spaltmaß xzn übrig, so dass in diesem Ausführungsbeispiel die Zungen und die Nuten nicht „auf Block“ sind. Gemessen an der ersten Lage des Drahtes 110 der Spule 51, die insgesamt 24 Windungen aufweist, kann deutlich erkannt werden, dass die erste und auch die darüber angeordneten Lagen nicht nur sehr regelmäßig ausgeführt sind, sondern nach dem Komprimieren auch eine leichte Verformung vom runden Querschnitt des einzelnen Drahtes 110 zu einem leichten in Richtung eines sechseckigen Querschnitts gehenden Querschnitts aufweist. Die konstruktiv vorgesehene Verlagerbarkeit von Zungen und Nuten führt dazu, dass sich der hohlprofilartige Bereich 63, vorzugsweise nicht bzw. nicht radial außen aufwirft, wie dies beispielsweise von Spulenkörpervorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt ist. Durch dieses nahezu nicht bzw. nicht Aufwerfen des hohlprofilartigen Bereichs 63 wird vermieden bzw. verhindert, dass beginnend mit der ersten Lage des Drahtes 110 der Spule 51 kein oder nahezu kein Ausweichen der ersten Lage nach radial außen erfolgt. Die Ordnung der einzelnen Lage bleibt idealer Weise weitgehend oder vollständig erhalten, so dass darauffolgend bei der Montage eines derartigen Halbzeugs aus Spulenkörpervorrichtung 60 und Spule 51 die Montagekräfte verhältnismäßig gleichmäßig bleiben.
In 9 ist ausschnittweise entsprechend der in 5 dargestellten Schnittlinie IX - IX eine Zunge 86 dargestellt. Diese Zunge 86 weist einen Keilbereich 120 auf, der eine Keilfläche 122 hat. Während eine Unterseite 124 der Zunge 86, vorzugsweise parallel zur zentralen Achse 68 ausgerichtet ist, ist die Keilfläche 122 derartig ausgerichtet, dass diese zwischen sich bzw. ihrer theoretischen, gedachten flächigen Verlängerung entsprechend der eingezeichneten strichpunktierten Linie und der zentralen Achse 68 einen Winkel α einschließt, der größer Null ist.
In 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spulenkörpervorrichtung 60 dargestellt. Bei der Beschreibung dieses zweiten Ausführungsbeispiels wird im Wesentlichen dieselbe Nomenklatur, wie beim ersten Ausführungsbeispiel verwendet, falls die Einzelheiten vergleichbar sind. Ein Unterschied zwischen dem ersten Teilbereich 80 und auch dem zweiten Teilbereich 100 zu den Teilbereichen des ersten Ausführungsbeispiels besteht beispielsweise darin, dass die Zungen 86 bzw. 106 unterschiedlich gestaltet sind. So ist eine Fuge 130 zwischen den Zungen 86 bzw. 106 an ihren Rändern stufenartig bzw. treppenartig gestaltet. Dies bedeutet, dass Ränder 133 der Zungen 86 bzw. 106 einen stufenartigen Verlauf aufweisen und demzufolge über ihren Verlauf des Randes 133 den einen oder anderen Winkel einschließen. Durch diese Gestaltung kann für eine einzelne Zunge 86 bzw. 106 festgestellt werden, dass diese jeweils eine Zungenspitze 135 (die Zunge 86) und eine Zungenspitze 138 (die Zunge 106) hat. Vorzugsweise die Zungen 86 eines Teilbereichs bzw. des ersten Teilbereichs 80 weisen eine Zungenspitze 135 mit parallelen Flanken 140, 141 auf. Darüber hinaus weisen die Zungen 86 zwischen einem Bandbereich 89 und der Zungenspitze 135 eine Zungenbasis 143 auf, die zwischen dem Bandbereich 89 und der Zungenspitze 135 angeordnet ist. Zwischen zwei Zungenbasen 143 eines ersten Teilbereichs 80 ist bevorzugt eine Nut 95 angeordnet, die ebenfalls parallele Flanken 145, 146 aufweist. Wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel ist hier ebenfalls bevorzugt, dass ein Abstand zwischen den beiden Flanken 145, 146 einer Nut 95 genauso groß ist wie der Abstand zweier Flanken 140, 141. Dies hat, wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel den Vorteil, dass bei symmetrisch ausgebildeten Teilbereichen 80, 100 die Zungenspitzen 135 in die Nuten 108 bündig eingeschoben werden können. Dies bedeutet, dass die Nuten 95, 108 jeweils die Zungenspitzen 138 bzw. 135 parallel führend aufnehmen. Dies führt beispielweise dazu, dass beim axialen, parallel zur zentralen Achse 68 entlang schieben bzw. aufeinander zuschieben der beiden Teilbereiche 80, 100 nur geringe Zwischenräume vorhanden sind bzw. diese Zwischenräume eine nur geringe axiale Erstreckung aufweisen. Dementsprechend ist bei beiden Ausführungsbeispielen, vorzugsweise vorgesehen, dass eine Zunge 86 eines Teilbereichs 80 eine Zungenspitze 135 mit parallelen Flanken 140, 141 aufweist, wobei die Zungenspitze 135 mit ihren parallelen Flanken 140, 141 zwischen parallelen Flanken 145, 146 einer Nut 108 angeordnet ist. Wie bereits zum ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, werden die beiden Teilbereiche 80, 100 so gegeneinander geschoben, dass diese entweder eine deutlich verkleinerte Fuge 130, 11, oder je nachdem, welche axiale Breite x63 gewünscht ist, auf ein Fugenmaß reduziert wird, das im Grunde genommen Null ist, 12.
13 zeigt das Detail aus 10 in vergrößerter Darstellung. Dort ist zu erkennen, dass in der Fuge 130 zwischen den beiden Zungen 86 und 106 eine Brücke 150 ausgebildet ist. Diese Brücke 150 ist bei einstückiger Fertigung beider Teilbereiche 80, 100, beispielsweise durch Spritzgießen in eine Spritzgußform derartig ausgebildet, dass diese einstückig beide Teilbereiche 80, 100 miteinander einstückig verbindet. Dementsprechend ist in der Fuge 130 zwischen den beiden Teilbereichen 80, 100 bzw. zwischen den Zungen 86, 106 durch eine einstückig mit den Teilbereichen 80, 100 ausgeführte Brücke 150 zumindest teilweise unterbrochen. Wird nun, wie in 11 dargestellt, der erste Teilbereich 80 relativ zum zweiten Teilbereich 100 verschoben, so wird auf diese Brücke 150 eine derartig große Materialspannung bewirkt, dass diese Brücke 150 auseinander reißt.
In 14 ist ausschnittsweise dargestellt, wie nach dem Relativverschieben der beiden Teilbereiche 80, 100 die Brücke 150 in zwei Hälften 152, 153 der Brücke 150 auseinander gerissen sind. Dementsprechend sind nach dem Relativverschieben der beiden Teilbereiche 80, 100 in der Fuge 130 zwischen den beiden Teilbereichen 80, 100 zumindest zwei Hälften 152, 153 einer Brücke 150 versetzt zueinander angeordnet. Entsprechend der Ausbildung gemäß 13 sind die beiden Hälften an den einander gegenüber liegenden Flächen in der Fuge 130 verbleibend.
Gemäß 15 ist vorgesehen, dass die zumindest eine Zunge 86 des einen Teilbereichs 80 und die zumindest eine Zunge 106 des anderen Teilbereichs 100 derart am Umfang angeordnet sind, dass diese in Richtung der zentralen Achse teilweise hintereinander angeordnet sind. Dies bedeutet beispielsweise, dass Abschnitte einer Zunge 86 zwischen einem Abschnitt einer gegenüberliegenden Zunge 106 eines anderen Teilbereichs und beispielsweise einem Bandbereich 89 und/oder einem Bund 70, 71 angeordnet sind.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach 16 ist vorgesehen, dass diese spezielle Anordnung, wie sie zu 15 beschrieben ist, durch Wiederhaken 160 realisiert ist.
Es ist des Weiteren für die Ausführungsbeispiele vorgesehen, falls diese Teilbereiche 80, 100 aufweisen, welche mit einem Bund 70, 71 ausgebildet sind, dass der hohlprofilartige Bereich 63 an zumindest einem Ende in Richtung der zentralen Achse 68 einen Bund 70, 71 aufweist, der sich näher an einer Zungenwurzel 165, 167 als an einer Zungenspitze 135, 138 befindet.
Im Übrigen ist vorzugsweise vorgesehen, dass der hohlprofilartige Bereich 63 hohlzylinderartig ausgebildet ist.

Claims

Spulenkörpervorrichtung (60) zum Bewickeln mit mindestens einer Spule (51), - die einen hohlprofilartigen Bereich (63) aufweist, - wobei der hohlprofilartige Bereich (63) eine zentrale Achse (68) und - einen Umfang (98) mit einer Umfangsrichtung (U) aufweist, und - der hohlprofilartige Bereich (63) einen ersten Teilbereich (80) und einen zweiten Teilbereich (100) aufweist, - wobei der erste Teilbereich (80) zumindest eine Zunge (86) aufweist und - der zweite Teilbereich (100) zumindest eine Zunge (106) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass - zumindest Abschnitte (112, 114) der Zungen (86, 106) am Umfang (98) in Umfangsrichtung (U) nebeneinander angeordnet sind.
Spulenkörpervorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zungen (86, 106) ohne sich zu überlappen in einer Lage (117) angeordnet sind.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Zungen (86, 106) des ersten Teilbereichs (80) und des zweiten Teilbereichs (100) jeweils größer als eins ist.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zungen (86, 106) des ersten Teilbereichs (80) oder des zweiten Teilbereichs (100) einstückig sind.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zunge (86, 106) des ersten Teilbereichs (80) oder des zweiten Teilbereichs (100) eine Zungenspitze (135, 138) mit parallelen Flanken (140, 141) aufweist, wobei die Zungenspitze (135, 138) mit ihren parallelen Flanken (140, 141) zwischen parallelen Flanken (145, 146) einer Nut (108) angeordnet ist.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Zunge (86, 106) einen Keilbereich (120) aufweist, wobei eine Keilfläche (122) und die zentrale Achse (68) zwischen sich einen Winkel (a) größer Null einschließen.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (80) und der zweite Teilbereich (100) jeweils ein Bauteil sind, der aus Kunststoff besteht, wobei entweder - eine Fuge (130) zwischen dem ersten Teilbereich (80) und dem zweiten Teilbereich (100) durch eine einstückig mit den Teilbereichen (80, 100) ausgeführte Brücke (150) zumindest teilweise unterbrochen ist oder - in der Fuge (130) zwischen den beiden Teilbereichen (80, 100) zumindest zwei Hälften (152, 153) von einer Brücke (150) versetzt zueinander angeordnet sind.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Zunge (86) des ersten Teilbereichs (80) und die zumindest eine Zunge (106) des zweiten Teilbereichs (100) derart am Umfang angeordnet sind, dass diese in Richtung der zentrale Achse (68) teilweise hintereinander angeordnet sind.
Spulenkörpervorrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der hohlprofilartige Bereich (63) an zumindest einem Ende in Richtung der zentralen Achse (68) einen Bund (70, 71) aufweist, der sich näher an einer Zungenwurzel (165, 167) als an einer Zungenspitze (135, 138) befindet.