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Die Erfindung betrifft ein Bauteil für eine Elektromaschine mit Rillen zum Fixieren von Draht.
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Eine Elektromaschine weist als Bauteile einen Rotor und einen Stator auf, wobei in mindestens einem dieser beiden Bauteile Drähte für eine Wicklung bzw. eine Spule angeordnet sind. Hierzu ist es erforderlich, diese Drähte in dem jeweiligen Bauteil geeignet anzuordnen.
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Eine elektrische Axialflussmaschine ist aus der Druckschrift
WO 2005/124967 A1 bekannt.
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Die Druckschrift
CN 103647378 A zeigt einen Doppelrotor-Radnabenmotor für ein Automobil.
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Vor diesem Hintergrund war es eine Aufgabe, Drähte für eine Wicklung bzw. eine Spule eines elektromechanischen Bauteils für eine Elektromaschine in Nuten dieses Bauteils stabil anzuordnen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Ausführungsformen des Bauteils gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.
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Das erfindungsgemäße elektromechanische Bauteil ist für eine Elektromaschine vorgesehen und weist einen in der Regel rotationssymmetrischen Rohling bzw. Grundkörper mit einer zentralen Achse und Draht auf. Der Rohling weist auf einer Wand mehrere bspw. axial orientierte Nuten auf, wobei zumindest auf einer Oberfläche, insbesondere in einem Nutgrund, jeweils einer Nut mehrere Rillen angeordnet sind. Dabei ist jeweils eine Rille zum Fixieren, bspw. zur Aufnahme, eines Abschnitts des Drahts ausgebildet, der einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Radius aufweist, wobei eine Außenwand des Abschnitts des Drahts, wenn dieser durch die bzw. von der bzw. in der jeweiligen Rille fixiert, bspw. von dieser aufgenommen und/oder teilweise in der jeweiligen Rille angeordnet ist, eine Innenwand der Rille an bzw. in bzw. auf zwei Auflagestellen berührt bzw. auf diesen Auflagestellen in der Rille aufliegt, wobei diese zwei Auflagestellen voneinander beabstandet sind und demnach voneinander einen Abstand aufweisen. Der Abstand zwischen den beiden Auflagestellen ist mindestens so groß wie der Radius, also genauso groß wie der Radius oder größer als der Radius, des Querschnitts des Abschnitts des Drahts und kleiner als der doppelte Radius des Querschnitts des Abschnitts des Drahts.
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Im Rahmen üblicher Fertigungstoleranzen ist mindestens eine Auflagestelle, an der die Außenwand des Drahts die Innenwand der jeweiligen Rille berührt, ausgedehnt, bspw. linienförmig, und umfasst bspw. mehrere nebeneinander angeordnete Punkte. Theoretisch und mathematisch ideal kann jeweils eine Auflagestelle punktförmig und somit als ein Auflagepunkt ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden, wobei diese beiden Auflagepunkte als idealisierte Auflagestellen voneinander beabstandet sind.
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Das beschriebene Bauteil ist als Rotor oder Stator der Elektromaschine ausgebildet. Dabei können die Nuten auf einer nach außen orientierten Wand des üblicherweise rotationssymmetrischen Rohlings, die den Rohling umschließt, oder auf einer inneren Wand dieses Rohlings, die von dem Rohling umschlossen ist, angeordnet sein. Eine jeweilige Nut weist ein Profil mit dem Nutgrund und zwei seitlichen Wänden auf, wobei der Nutgrund zwischen diesen beiden seitlichen Wänden angeordnet ist. Die zum Fixieren des Drahts ausgebildeten bzw. vorgesehenen Rillen sind üblicherweise auf der Oberfläche des Nutgrunds der jeweiligen Nut des Rohlings angeordnet. In den üblicherweise zueinander parallel verlaufenden Rillen einer jeweiligen Nut können mehrere zueinander entsprechend parallel angeordnete Drähte bzw. Abschnitte des Drahts angeordnet sein. Bloß eine erste bzw. unterste Lage bzw. Schicht aus Abschnitten des Drahts ist in den Rillen auf dem Nutgrund aufgenommen und/oder angeordnet. Weitere Lagen der Abschnitte aus Draht sind über der ersten bzw. untersten Lage bzw. Schicht angeordnet. Sämtliche Drähte bzw. Abschnitte des Drahts bilden einen Teil einer Wicklung bzw. einer Spule der Elektromaschine, die bei Betrieb der Elektromaschine als Elektromagnet dient bzw. verwendet wird.
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Bei dem Bauteil weist die jeweilige Rille in dem Nutgrund, d. h. deren Innenwand, in Ausgestaltung ein eckiges Profil, bspw. ein dreieckiges, viereckiges, in Ausgestaltung trapezförmiges, oder n-eckiges Profil, auf, das mindestens zwei gerade Abschnitte aufweist, die unter einem Winkel ungleich Null zueinander orientiert sind. Weiterhin ist es möglich, dass der Nutgrund eine Kontur einer periodischen Funktion aufweist, wobei eine derartige periodische Funktion eine Kontur bzw. Form von mehreren in bzw. auf dem Nutgrund parallel nebeneinander angeordneten Rillen bzw. von Innenwänden dieser Rillen beschreibt. Dabei können Endpunkte, die die Rillen jeweils begrenzen, als Unstetigkeitsstellen der periodischen Funktionen ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden. Der Nutgrund mit den Rillen bzw. dessen Kontur ist bspw. wie ein Sägeblatt zickzackförmig oder gemäß einer Rechteckfunktion rechteckförmig ausgebildet.
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Alternativ oder ergänzend ist es möglich, dass die jeweilige Rille in dem Nutgrund mindestens einen gebogenen Abschnitt und somit, ein gebogenes Profil, bspw. ein halbrundes Profil, aufweist.
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In weiterer Ausgestaltung weist ein Profil bzw. die Innenwand der jeweiligen Rille zwei Endpunkte auf, die die jeweilige Rille als Grenzpunkte von einer sonstigen Oberfläche des Nutgrunds und der Nut trennen bzw. diese begrenzen, wobei die sonstige Oberfläche des Nutgrunds auch weitere Rillen umfassen kann. Die beiden Endpunkte begrenzen die Innenwand der jeweiligen Rille.
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Dabei ist es möglich, dass mindestens eine Auflagestelle, d. h. eine Auflagestelle oder beide Auflagestellen, auf der Innenwand der jeweiligen Rille zwischen den beiden Endpunkten angeordnet ist und den mindestens einen Abschnitt an bzw. auf den zwei Auflagestellen berührt.
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Alternativ oder ergänzend umfasst mindestens eine Auflagestelle einen der beiden Endpunkte der jeweiligen Rille, wobei jeweils eine Auflagestelle einen Endpunkt umfassen kann und/oder durch diesen zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds begrenzt ist. Falls mindestens eine Auflagestelle mathematisch und theoretisch ideal einem Auflagepunkt entspricht, kann dieser mindestens einem der Endpunkte entsprechen.
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Es ist auch möglich, dass mindestens zwei unmittelbar benachbarte und zueinander parallel angeordnete Rillen in dem Nutgrund einen gemeinsamen Endpunkt aufweisen, wobei sich Innenwände dieser beiden Rillen in dem gemeinsamen Endpunkt schneiden.
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Alternativ oder ergänzend sind mindestens zwei unmittelbar benachbarte und zueinander parallel angeordnete Rillen durch einen Abschnitt der sonstigen Oberfläche der Nut, insbesondere des Nutgrunds, voneinander getrennt.
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In einer möglichen Ausführungsform ist der Draht somit zwischen den beiden Endpunkten, die die Rille begrenzen, auf den zwei Auflagestellen innerhalb der Rille bzw. auf der Innenwand der Rille angeordnet. Dabei ist es möglich, dass jede der beiden Auflagestellen aufgrund üblicher Fertigungstoleranzen ausgedehnt sein kann und einen Endpunkt der Rille umfasst. Es ist jedoch auch möglich, dass beide Auflagestellen in der Rille bzw. auf der Innenwand der Rille zwischen den beiden Endpunkten angeordnet sind. Die beiden mathematisch ideal als Auflagepunkte ausgebildeten Auflagestellen verbinden eine Sekante des Drahts mit dem kreisförmigen Querschnitt.
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Dabei ist es in Ausgestaltung möglich, dass diese Sekante mindestens so lang wie der Radius des Querschnitts des Drahts und kleiner als der doppelte Radius des Querschnitts des Drahts ist.
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Angenommen eine aus dem Stand der Technik bekannte Rille wäre halbrund und würde durch zwei Eckpunkte begrenzt sein, deren Abstand dem doppelten Radius des Drahts entspricht, so würde der Draht passförmig in die Rille passen, wobei der Draht jedoch auf unendlich vielen Auflagestellen auf der Innenwand und somit auf der kompletten Innenwand dieser Rille aufliegen würde, wobei der Draht die Innenwand komplett berühren würde. Angenommen der Abstand der Endpunkte der jeweiligen Rille wäre wesentlich größer als der doppelte Radius des Querschnitts des Drahts, so könnte dieser innerhalb einer derartigen Rille lediglich spielbehaftet aufgenommen werden, da er sich innerhalb der Rille hin- und her bewegen könnte. Angenommen der Abstand der Auflagestellen in der Rille wäre wesentlich kleiner als der Radius des Querschnitts des Drahts, so könnte dieser auf einer derartigen Rille nur instabil aufliegen.
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Durch die in Ausgestaltung des Bauteils vorgesehene Dimensionierung des Radius des Draths relativ zu dem Abstand der Auflagestellen und ggf. der Endpunkte der Rille wird dieser von der Rille innerhalb der Rille stabil fixiert, bspw. aufgenommen und/oder darin eingeklemmt.
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Das vorgestellte Bauteil weist als Komponenten zumindest den Rohling, bspw. ein Blechpaket, als Grundkörper auf, wobei an mindestens einer äußeren oder inneren Wand dieses Rohlings die Nuten angeordnet sind, wobei ein Nutgrund einer jeweiligen Nut die im Vergleich zum Radius des Drahts entsprechend dimensionierten Rillen aufweist. Demnach kann es sich bei dem beschriebenen üblicherweise rotationssymmetrischen Grundkörper um den Rohling für das elektromechanische Bauteil handeln. Weiterhin können je nach Definition Drähte bzw. Abschnitte des Drahts ebenfalls als Komponenten des elektromechanischen Bauteils ausgebildet sein und/oder bezeichnet werden, weil die Drähte in den Nuten mit den voranstehend beschriebenen Rillen bzw. Rillierungen angeordnet sind und/oder beim Herstellen des Bauteils darin angeordnet werden. Dabei wird bzw. ist eine unterste bzw. erste Lage aus Abschnitten bzw. aus Drähten auf dem Nutgrund angeordnet, wobei jeweils ein Draht dieser untersten Lage von jeweils einer bzw. durch jeweils eine Rille fixiert, bspw. in bzw. von dieser aufgenommen bzw. darin angeordnet ist. Weitere Lagen bzw. Schichten des Drahts sind bzw. werden innerhalb einer jeweiligen Nut auf der untersten Lage aus Draht angeordnet.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
- 1 zeigt in schematischer Darstellung Beispiele von Anordnungen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind.
- 2 zeigt in schematischer Darstellung Details einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils.
- 3 zeigt in schematischer Darstellung Details einer zweiten, dritten, vierten und fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils.
- 4 zeigt in schematischer Darstellung Details einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils im Vergleich zu einer weiteren Anordnung.
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Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
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1a zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten Grundkörpers 200 eines elektromechanischen Bauteils für eine Elektromaschine, wobei dieser Grundkörper 200 mehrere Nuten aufweist, wobei 1a einen Nutgrund 202 einer derartigen Nut zeigt. In dem Nutgrund 202 sind mehrere halbkreisförmige Rillen 204 angeordnet. In diesen Rillen 204 ist weiterhin eine erste Lage aus hier im Querschnitt kreisrunden Drähten 206 angeordnet. Dabei ist diese erste Lage aus Draht 206 hier durch eine strichpunktierte, gerade Linie 208 angedeutet, die parallel zu einer gerade Basislinie des Nutgrunds 202 verläuft. Hier ist vorgesehen, dass eine Außenwand eines jeweiligen Drahts 206 und eine Innenwand einer jeweiligen Rille 204 passförmig bzw. gegenstückig ausgebildet sind, wobei ein jeweiliger Draht 206, wenn er in einer jeweiligen Rille 204 angeordnet ist, eine Innenwand dieser Rille 204 quasi in unendlich vielen Auflagestellen komplett berührt.
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Das in 1b schematisch dargestellte zweite Beispiel aus dem Stand der Technik weist ebenfalls einen Grundkörper 220 für ein elektromechanisches Bauteil einer Elektromaschine auf, auf dem mehrere Nuten angeordnet sind, wobei jeweils ein Nutgrund 222 mehrere halbrunde Rillen 224 aufweist. Dabei sind auf dem Nutgrund 222 in den Rillen 224 mehrere im Querschnitt runde Drähte 226 angeordnet. Dabei ist hier vorgesehen, dass ein Radius einer jeweiligen Rille 224 größer als ein doppelter Radius des jeweils darin angeordneten Drahts 226 ist. Dabei ist auch hier jeweils ein Draht 226 einer untersten Lage an Drähten 226 in einer Rille 224 angeordnet. In mindestens einer Lage über der untersten Lage sind weitere Lagen aus Drähten 226 angeordnet. Dabei zeigt 1b einen ersten Kraftvektor 228, der eine Kraft verdeutlicht, mit der ein Draht 226 aus einer zweiten Lage auf zwei Drähte 226 der ersten bzw. der untersten Lage drückt. Hierdurch wird in der untersten Lage jeweils einer der beiden Drähte 226 in einer jeweiligen Rille 224 gemäß des gebogenen gestrichelten Pfeils 230 gedreht und somit verschoben. Eine Kraft, die auf einen jeweiligen Draht 226 innerhalb einer jeweiligen Rille 224 wirkt, ist hier durch einen zweiten Kraftvektor 232 angedeutet.
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Mit den hier gezeigten Rillen 204, 224 soll der Draht 206, 226 im Nutgrund 202, 222 eines Bauteils für eine Elektromaschine, bspw. eines Rotors oder eines Stators, fixiert werden. Dabei sollten die Rillen 204, 224 zumindest die erste Lage aus Draht 206, 226 stützen. Allerdings ist hier zu berücksichtigen, dass der Draht 206, 226 toleranzbehaftet sein kann, wobei dessen Radius bzw. Durchmesser um bspw. 3% schwanken kann. Üblicherweise sind die Rillen 204, wie anhand von 1a dargestellt, so ausgelegt, dass der Draht 206 mit maximaler Toleranz in den Rillen 204 aufgenommen werden kann, wobei durch den Draht 206 eine genaue Wicklung möglich ist. Bei der anhand von 1b gezeigten Anordnung kann keine maximale Toleranz erreicht werden, so dass hiermit nur eine wilde Wicklung möglich ist.
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Die anhand von 2 schematisch dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 2 umfasst als Komponenten einen Rohling 4 als Grundkörper, von dem in 2a und 2b je ein Detail gezeigt ist, und mehrere Drähte 6, die lediglich in 2b gezeigt sind. Dieser Rohling 4 ist rotationssymmetrisch aufgebaut und weist an einer Wand mehrere Nuten auf, wobei die 2a und 2b jeweils einen Ausschnitt eines Nutgrunds 8 einer dieser Nuten darstellen. Dabei weist ein Profil und/oder eine Kontur des Nutgrunds 8 eine Form einer periodischen Funktion auf, wobei die Kontur hier eckig ist. Auf und/oder in einer Oberfläche des Nutgrunds 8 sind hier mehrere gleich große Rillen 10 angeordnet, die innerhalb bzw. entlang der Nut in dem bzw. auf dem Nutgrund 8 zueinander parallel angeordnet sind. Ein Profil einer jeweiligen Rille 10 ist hier trapezförmig ausgebildet. Wie anhand von Rillen 10 in 2a verdeutlicht, ist eine jeweilige Rille 10 durch zwei Endpunkte 12 von einer weiteren bzw. sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 8 begrenzt und/oder durch derartige Endpunkte 12 von der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 8 getrennt.
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Jeweils eine Innenwand einer Rille 10 weist gemäß dem trapezförmigen Profil dieser Rille 10 drei gerade Abschnitte 14, 16, 18 auf, wobei ein erster gerader Abschnitt 14 unter einem Winkel α, der größer als 90° und kleiner als 180° ist, zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 8 und/oder einer geraden Basislinie des Nutgrunds 8 orientiert ist. Ein zweiter Abschnitt 16 ist parallel zu der sonstigen Oberfläche und/oder der geraden Basislinie des Nutgrunds 8 bzw. unter einem Winkel β = α zu dem ersten geraden Abschnitt 14 orientiert. Ein dritter gerader Abschnitt 18 ist je nach Definition unter einem Winkel -α zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 8 orientiert und entsprechend unter einem Winkel -β zu dem zweiten geraden Abschnitt 16 orientiert, der hier zwischen dem ersten und dritten geraden Abschnitt 14, 18 angeordnet ist. Üblicherweise beschreibt die gerade Basislinie bzw. eine Basisebene eine Kontur eines ebenen und/oder flachen Nutgrunds 8 mit einer ursprünglichen und/oder idealen ebenen und/oder flachen Oberfläche ohne Rillen 10. Zum Bereitstellen des hier vorgesehenen Nutgrunds 8 können die vorgesehenen Rillen 10 in die ursprünglich ebenen und/oder flache Oberfläche des Nutgrunds 8 eingebracht werden. Alternativ oder ergänzend kann auf einen bereits vorhandenen ursprünglichen Roh-Nutgrund eine Schicht angeordnet und/oder aufgetragen wird, die den Nutgrund 8 mit der Oberfläche und den darin eingeformten Rillen 10 aufweist.
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Wie 2b zeigt, weisen die Drähte 6 bzw. Abschnitte mindestens eines Drahts 6 einen kreisförmigen bzw. runden Querschnitt auf, der durch einen Radius definiert ist. Zum Herstellen des Bauteils 2 wird in jeweils einer Rille 10 auf dem Nutgrund 8 jeweils ein Draht 6 angeordnet, wobei sämtliche in den Rillen 10 auf dem Nutgrund 8 angeordneten Drähte 6 in bzw. auf dem Nutgrund 8 eine erste Lage an Drähten 6 bilden. Dabei liegt jeweils ein Draht an zwei Auflagestellen 20, 22 auf einer Innenwand einer jeweiligen Rille 10 auf. Dabei ist eine erste Auflagestelle 20 auf dem ersten Abschnitt 14 und eine zweite Auflagestelle 22 auf dem dritten Abschnitt 18 der Innenwand der jeweiligen Rille 10 angeordnet. Über der ersten Lage aus Drähten 6 wird weiterhin mindestens eine zweite Lage aus Drähten 6 angeordnet.
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In 2a ist durch einen Doppelpfeil 24 ein Abstand zwischen Mittelpunkten von zwei unmittelbar benachbarten Rillen 10 angedeutet. Im Unterschied zu dem anhand von 1 vorgestellten Stand der Technik, sind die Rillen 10 nunmehr eckig und nicht rund ausgeführt. Ein jeweiliger Draht 6 innerhalb einer jeweiligen Rille 10 wird durch die beiden schrägen Abschnitte 14, 18, d. h. durch den ersten und dritten Abschnitt 14, 18, die jeweils betragsmäßig unter dem Winkel α zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 8 orientiert sind, innerhalb der jeweiligen Rille 10 zentriert, wobei Abstände von Mittelpunkten von jeweils zwei unmittelbar benachbarten Drähten 6 immer gleich sind und jenem Abstand entsprechen, der in 2a durch den Doppelpfeil 24 angedeutet ist. Somit wird die erste Lage an Drähten 6 über die eckigen Rillen 10 in dem Nutgrund 8 fixiert, wodurch sich ergibt, dass diese Drähte 6 innerhalb der Nut auf dem Nutgrund 8 nicht verrutschen können.
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2b zeigt weiterhin einen ersten Kraftvektor 26, der eine Kraft verdeutlicht, mit der ein Draht 6 aus einer zweiten Lage aus Drähten 6 auf zwei Drähte 6 der ersten bzw. untersten Lage aus Drähten 6 drückt. Daraus resultiert, dass jeweils zwei unmittelbar benachbarte Drähte 6 der ersten Lage in jeweils zwei unmittelbar benachbarte Rillen 10 gedrückt werden. Dies ist durch jeweils einen zweiten Kraftvektor 28 verdeutlicht, der in Richtung des ersten Abschnitts 14, insbesondere in Richtung der ersten Auflagestelle 20, oder in Richtung des dritten Abschnitts 18, insbesondere in Richtung einer zweiten Auflagestelle 22, orientiert ist, wobei ein jeweiliger Draht 6 in einer jeweiligen Rille 10 von darüber angeordneten Drähten 6 gegen die beiden genannten Abschnitte 14, 18, insbesondere gegen die Auflagestellen 20, 22, einer jeweiligen Innenwand einer Rille 10 gedrückt und von und/oder in der Rille 10 fixiert wird.
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3a zeigt einen Ausschnitt der zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 30, das ebenfalls einen Rohling 42 bzw. Grundkörper aufweist, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei auf einer Wand dieses Rohlings 42 mehrere axial orientierte Nuten angeordnet sind. Dabei zeigt 3a einen Nutgrund 44 einer derartigen Nut. In dem Nutgrund 44 sind mehrere zueinander parallel angeordnete Rillen 46 angeordnet, von denen hier zwei Stück explizit dargestellt sind. Dabei ist jede Rille 46 durch zwei Endpunkte 48 von einer sonstigen Oberfläche und/oder geraden Basislinie des Nutgrunds 44 getrennt, wobei diese Endpunkte 48 die Rille 46 begrenzen. Ein Profil einer jeweiligen Rille 46 bzw. einer Innenwand dieser Rille 46 ist hier dreieckförmig und weist einen ersten und einen zweiten geraden Abschnitt 50, 52 auf, wobei ein erster gerader Abschnitt 50 zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 44 hier bspw. unter einem Winkel γ und der zweite gerade Abschnitt 52 hier entsprechend bspw. unter einem Winkel -γ zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 44 orientiert ist. 3a zeigt auch einen im Querschnitt runden Draht 54, wobei jeweils ein derartiger Draht 54 einen Radius aufweist und in jeweils einer Rille 46 angeordnet ist bzw. angeordnet wird bzw. anordenbar ist. Dabei ist hier vorgesehen, dass der Draht 54 an zwei Auflagestellen 56, 58 auf der Innenwand einer jeweiligen Rille 46 aufliegt, wobei jeweils eine Auflagestelle 56, 58 auf der Innenwand der jeweiligen Rille 46, hier auf einem jeweiligen Abschnitt 50, 52 der Innenwand, aufliegt, wobei eine jeweilige Auflagestelle 56, 58 durch jeweils einen Endpunkt 48 von der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 44 begrenzt ist.
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3b zeigt einen Ausschnitt der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 32, das ebenfalls einen Rohling 60 bzw. Grundkörper aufweist, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei auf einer Wand dieses Rohlings 60 mehrere axial orientierte Nuten angeordnet sind. Dabei zeigt 3b einen Nutgrund 62 einer derartigen Nut. In dem Nutgrund 62 sind mehrere zueinander parallel angeordnete Rillen 66a, 66b angeordnet, von denen hier drei Stück explizit dargestellt sind. Dabei ist jede Rille 66a, 66b durch zwei Endpunkte 68 von einer sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 62 getrennt, wobei diese Endpunkte 68 die jeweilige Rille 66a, 66b begrenzen. Ein Profil einer jeweiligen Rille 66a, 66b bzw. einer Innenwand dieser Rille 66a, 66b ist hier viereckförmig und weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt auf, wobei ein erster gerader Abschnitt 70 zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 62 hier unter einem Winkel 90° ein zweiter, mittlerer gerader Abschnitt 72a, 72b parallel zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 62 und ein dritter gerader Abschnitt 74 hier unter einem Winkel von -90° zu der sonstigen Oberfläche und/oder einer geraden Basislinie des Nutgrunds 62 orientiert ist. Dabei ist hier vorgesehen, dass der zweite Abschnitt 72b einer zweiten Rille 66b zwischen einer ersten und dritten Rille 66a etwas länger als der zweite Abschnitt 66a der ersten und dritten Rille 66a, 66b ist. Somit können die Rillen 66a, 66b in einem Nutgrund 62 unterschiedlich groß sein.
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3b zeigt auch einen im Querschnitt runden Draht 76, wobei jeweils ein derartiger Draht 76 einen Radius aufweist und in jeweils einer Rille 66a, 66b angeordnet ist bzw. angeordnet wird bzw. anordenbar ist. Dabei ist hier vorgesehen, dass der Draht 76 an zwei Auflagestellen 78 auf der Innenwand einer jeweiligen Rille 66a, 66b aufliegt, wobei jeweils eine Auflagestelle 78 den Endpunkt 68 der Innenwand der jeweiligen Rille 66a, 66b umfasst, wobei eine jeweilige Auflagestelle 78 durch jeweils einen Endpunkt 68 von der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 62 getrennt ist. Auch im Fall der unterschiedlich großen Rillen 66a, 66b ist der Abstand der Auflagestellen 78 größer als der Radius und kleiner als der doppelte Radius des Drahts 76. Der Draht 76 wird hierbei von einer bzw. durch eine Rille 66a, 66b im Nutgrund 82 fixiert.
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3c zeigt einen Ausschnitt der vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 34, das ebenfalls einen Rohling 80 bzw. Grundkörper aufweist, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei auf einer Wand dieses Rohlings 80 mehrere axial orientierte Nuten angeordnet sind. Dabei zeigt 3c einen Nutgrund 82 einer derartigen Nut. In dem Nutgrund 82 sind mehrere zueinander parallel angeordnete, im Profil dreieckige Rillen 84 angeordnet. Dabei sind jeweils zwei unmittelbar benachbarte Rillen 84 durch einen gemeinsamen Endpunkt 86 voneinander getrennt, wobei je zwei Endpunkte 86 die Rillen 84 begrenzen. Das dreieckige Profil einer jeweiligen Rille 84 bzw. einer Innenwand dieser Rille 84 weist einen ersten und einen zweiten geraden Abschnitt 88, 90 auf, wobei zwei unmittelbar benachbarte Abschnitte 88, 90 ein und derselben Rille 84 unter einem Winkel γ orientiert sind, zwei unmittelbar benachbarte Abschnitte 88, 90 von zwei unmittelbar benachbarten Rillen 84 sind jeweils unter einem Winkel -γ zueinander orientiert, wobei beide Winkel γ, -γ betragsmäßig gleich sind.
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3c zeigt auch einen im Querschnitt runden Draht 92, wobei jeweils ein derartiger Draht 92 einen Radius aufweist und in jeweils einer Rille 84 angeordnet ist bzw. angeordnet wird bzw. anordenbar ist. Dabei ist hier vorgesehen, dass der Draht 92 an zwei Auflagestellen 94, 96 auf der Innenwand einer jeweiligen Rille 84 aufliegt, wobei jeweils eine Auflagestelle 94, 96 auf der Innenwand der jeweiligen Rille 84, hier auf einem jeweiligen Abschnitt 88, 90 der Innenwand, aufliegt. Somit weist eine Kontur des Nutgrunds 82 eine Form einer periodischen Funktion, bspw. einer zickzack- und/oder sägezahnförmigen Funktion auf. Dabei weisen die beiden Auflagestellen 94, 96 in der Rille 84 einen Abstand voneinander auf, der größer als der Radius und kleiner als der doppelte Radius des Drahts 92 ist, wobei der Draht 92 mit bzw. von einer jeweiligen Rille 84 fixiert wird.
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3d zeigt einen Ausschnitt der fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 36, das ebenfalls einen Rohling 100 bzw. Grundkörper aufweist, der rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei auf einer Wand dieses Rohlings 100 mehrere axial orientierte Nuten angeordnet sind. Dabei zeigt 3d einen Nutgrund 102 einer derartigen Nut. In dem Nutgrund 102 sind mehrere zueinander parallel angeordnete Rillen 108 angeordnet, von denen hier zwei Stück explizit dargestellt sind. Dabei ist jede Rille durch zwei Endpunkte 106 von einer sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 102 getrennt, wobei diese Endpunkte 106 die Rille 108 begrenzen. Ein Profil einer jeweiligen Rille 108 bzw. einer Innenwand dieser Rille 108 weist hier einen gebogenen, hier halbkreisförmigen Abschnitt auf. 3d zeigt auch einen im Querschnitt runden Draht 110, wobei jeweils ein derartiger Draht 110 einen Radius aufweist und in jeweils einer Rille 108 angeordnet ist bzw. angeordnet wird bzw. anordenbar ist. Dabei ist hier vorgesehen, dass der Draht 110 an zwei Auflagestellen 112 auf der Innenwand einer jeweiligen Rille 108 aufliegt, wobei jeweils eine Auflagestelle 112 durch jeweils einen Endpunkt 106 begrenzt und durch diesen von der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 102 getrennt ist. Ein Abstand der beiden Auflagestellen 112 ist hier größer als der Radius und kleiner als der doppelte Radius des Drahts 110. Aufgrund einer Dimensionierung des Abstands der Auflagestelle 112 im Verhältnis zu dem Radius des Drahts 110 wird dieser durch die Rille 108 bzw. von dieser in dem Nutgrund 102 fixiert.
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Die anhand von 4a schematisch dargestellte sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils 120 umfasst als Komponenten einen Rohling 122 als Grundkörper. Dieser Rohling 122 weist mehrere Nuten auf, wobei 4a einen Ausschnitt eines Nutgrunds 124 einer dieser Nuten darstellt. Auf und/oder in einer Oberfläche des Nutgrunds 124 sind hier mehrere Rillen 126 zur Aufnahme von Draht 128 angeordnet, von denen hier nur eine gezeigt ist. Ein Profil einer jeweiligen Rille 126 ist hier trapezförmig ausgebildet. Die jeweilige Rille 126 ist durch zwei Endpunkte 130 von einer weiteren bzw. sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 124 begrenzt und/oder durch derartige Endpunkte 130 von der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 124 getrennt.
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Jeweils eine Innenwand einer Rille 126 weist gemäß dem trapezförmigen Profil dieser Rille 126 drei gerade Abschnitte 132, 134, 136 auf, wobei ein erster gerader Abschnitt 132 unter einem Winkel δ, der größer als 90° und kleiner als 180° ist, zu der sonstigen Oberfläche und/oder einer Basislinie des Nutgrunds 124 orientiert ist. Ein zweiter Abschnitt 134 ist parallel zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 124 bzw. unter einem Winkel ε = δ bzw. einem Wechselwinkel zu dem ersten geraden Abschnitt 132 orientiert. Ein dritter gerader Abschnitt 136 ist je nach Definition unter einem Winkel -δ zu der sonstigen Oberfläche des Nutgrunds 124 orientiert und entsprechend unter einem Winkel -δ = -ε zu dem zweiten geraden Abschnitt 134 orientiert, der hier zwischen dem ersten und dritten geraden Abschnitt 132, 136 angeordnet ist.
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Ein in einer Rille 126 zu fixierender Draht 128 bzw. Abschnitte mindestens eines derartigen Drahts 128 weist einen kreisförmigen bzw. runden Querschnitt auf, der durch einen Radius definiert ist. Zum Herstellen des Bauteils 120 wird auf jeweils einer Rille 126 auf dem Nutgrund 124 jeweils ein Draht 128 angeordnet, wobei sämtliche in den Rillen 126 auf dem Nutgrund 124 angeordneten Drähte 128 in bzw. auf dem Nutgrund 124 eine erste Lage an Drähten 128 bilden. Dabei liegt jeweils ein Draht 128 an zwei Auflagestellen 138, 140 auf einer Innenwand einer jeweiligen Rille 126 auf, die hier durch gestrichelte Kreise angedeutet sind. Dabei ist eine erste Auflagestelle 138 auf dem ersten Abschnitt 132 und eine zweite Auflagestelle 140 auf dem dritten Abschnitt 136 der Innenwand der jeweiligen Rille 126 angeordnet. Ein Abstand der beiden Auflagestellen 138, 140 ist hier größer als der Radius des Drahts 128 und kleiner als der doppelte Radius des Drahts 128. Über der ersten Lage aus Drähten 128 wird weiterhin mindestens eine zweite Lage aus Drähten 128 angeordnet.
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4a zeigt weiterhin einen Kraftvektor 142, der eine Kraft verdeutlicht, mit der Draht 128 aus einer zweiten Lage aus Drähten 128 auf Draht 128 der ersten bzw. untersten Lage aus Draht 128 drückt. Der Kraftvektor 142 drückt den Draht 128 in Richtung der Rille 126, wobei der Draht 128 von der Rille 126 und/oder in der Rille 126 fixiert wird und somit stabil angeordnet wird.
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4b zeigt zum Vergleich eine Anordnung mit einem Rohling 322, der mehrere Nuten umfasst, wobei 4b einen Ausschnitt eines Nutgrunds 324 einer dieser Nuten darstellt. Auf der Oberfläche des Nutgrunds 324 ist eine Rille 326 zur Aufnahme von Draht 328 angeordnet, wobei ein Profil einer jeweiligen Rille 326 hier trapezförmig ausgebildet und durch zwei Endpunkte 330 begrenzt ist. Der Draht 328 weist einen runden Querschnitt mit einem Radius auf. Hier kann auf dem Nutgrund 324 eine erste Lage aus Drähten 328 angeordnet werden. Dabei liegt jeweils ein Draht 328 an den zwei Endpunkten 330 als Auflagestellen 338 (gestrichelte Kreise) auf. Allerdings weisen diese Auflagestellen 338 hier im Unterschied zu den beschriebenen Ausführungsformen des Bauteils 2, 30, 32, 34, 36, 120 einen Abstand auf, der geringer als der Radius des Drahts 328 ist. 4b zeigt einen Kraftvektor 342, der eine Kraft verdeutlicht, mit der Draht 328 aus einer zweiten Lage aus Drähten 328 auf Draht 328 der ersten bzw. untersten Lage aus Draht 328 drückt. Der Kraftvektor 342 drückt den Draht 328 in eine Richtung außerhalb der Rille 326, so dass der Draht 328 auf dem Nutgrund 324 hier nur instabil angeordnet wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Bauteil
- 4
- Rohling
- 6
- Draht
- 8
- Nutgrund
- 10
- Rille
- 12
- Endpunkt
- 14, 16, 18
- Abschnitt
- 20, 22
- Auflagestelle
- 24
- Doppelpfeil
- 26
- erster Kraftvektor
- 28
- zweiter Kraftvektor
- 30, 32, 34, 36
- Bauteil
- 42
- Rohling
- 44
- Nutgrund
- 46
- Rille
- 48
- Endpunkt
- 50, 52
- Abschnitt
- 54
- Draht
- 56, 58
- Auflagestelle
- 60
- Rohling
- 62
- Nutgrund
- 66a, 66b
- Rille
- 68
- Endpunkt
- 70, 72a, 72b, 74
- Abschnitt
- 76
- Draht
- 78
- Auflagestelle
- 80
- Rohling
- 82
- Nutgrund
- 84
- Rille
- 86
- Endpunkt
- 88, 90
- Abschnitt
- 92
- Draht
- 94, 96
- Auflagestelle
- 100
- Rohling
- 102
- Nutgrund
- 106
- Endpunkt
- 108
- Rille
- 110
- Draht
- 112
- Auflagestelle
- 120
- Bauteil
- 122
- Rohling
- 124
- Nutgrund
- 126
- Rille
- 128
- Draht
- 130
- Endpunkt
- 132, 134, 136
- Abschnitt
- 138, 140
- Auflagestelle
- 142
- Kraftvektor
- 200
- Grundkörper
- 202
- Nutgrund
- 204
- Rille
- 206
- Draht
- 208
- Linie
- 220
- Grundkörper
- 222
- Nutgrund
- 224
- Rille
- 226
- Draht
- 228
- erster Kraftvektor
- 230
- Pfeil
- 232
- zweiter Kraftvektor
- 322
- Rohling
- 324
- Nutgrund
- 326
- Rille
- 328
- Draht
- 330
- Endpunkt
- 338
- Auflagestell
- 342
- Kraftvektor
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/124967 A1 [0003]
- CN 103647378 A [0004]
- US 2006138879 A1 [0005]
