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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Ständer für eine Lichtmaschine, die z.
B. von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird und insbesondere betrifft
sie einen Ständeraufbau
für eine
Fahrzeuglichtmaschine, die in einem Fahrzeug, wie beispielsweise
einem Kfz oder einem Lastkraftwagen angebracht ist.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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20 ist
ein Querschnitt, der eine herkömmliche
Fahrzeuglichtmaschine zeigt.
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Die
Fahrzeuglichtmaschine aus 20 umfasst
ein Gehäuse 3,
das aus einer vorderen Aluminiumhälfte 1 und einer hinteren
Aluminiumhälfte 2 aufgebaut
ist; eine Welle 6, die in dem Gehäuse 3 drehbar gelagert
ist, eine Riemenscheibe 4, die an einem ersten Ende der
Welle 6 befestigt ist; einen Lundellläufer 7, der an der
Welle 6 befestigt ist; Lüfter 5, die an dem
ersten und zweiten axialen Ende des Läufers 7 befestigt
sind; einen Ständer 8,
der an einer Innenwand des Gehäuses 3 befestigt
ist, um den Läufer 7 auf
der Seite des Außenumfangs
zu umgeben; Schleifringe 9, die an einem zweiten Ende der
Welle 6 befestigt sind, um den Läufer 7 mit elektrischem Strom
zu versorgen; ein Bürstenpaar 10,
das auf den Schleifringen 9 mit diesen in Kontakt stehend
schleift; einen Bürstenhalter 11 zum
Halten der Bürsten 10; einen
Gleichrichter 12, der mit dem Ständer 8 elektrisch
verbunden ist, um eine in dem Ständer 8 erzeugte
Wechselspannung in Gleichspannung umzuwandeln; eine Wärmesenke 17,
die an dem Bürstenhalter 11 angebracht
ist; einen Regler 18, der auf der Wärmesenke 17 angebracht
ist, um die Höhe
der Wechselspannung, die in dem Ständer 8 erzeugt wird,
einzustellen.
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Der
Läufer 7 ist
aus einer Läuferwicklung 13, zum
Erzeugen eines magnetischen Flusses auf den Durchgang von elektrischem
Strom und einem Polkernpaar 20, 21, die derart
angeordnet sind, dass sie die Läuferwicklung 13 umgeben,
aufgebaut, wobei Magnetpole in den Polkernen 20, 21 durch
den in der Läuferwicklung
erzeugten magnetischen Fluss ausgebildet werden. Das Polkernpaar 20, 21 ist
aus Eisen gebildet und weist jeweils 8 klauenförmige Magnetpole 22, 23 auf,
die in einer gleichen Teilung in Umfangsrichtung auf einem Außenumfang
angeordnet sind, so dass sie axial vorragen und die Polkerne 20, 21 sind
einander zugewandt an der Welle 6 befestigt, so dass die
klauenförmigen
Magnetpole 22, 23 ineinander greifen.
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Der
Ständer 8 ist
mit einem Ständerkern 15 versehen
und eine Ständerwicklung 16,
die aufgrund der Änderungen
des durch die Läuferwicklung 13 erzeugten
magnetischen Flusses, der die Rotation des Läufers 7 begleitet,
eine Wechselspannung erzeugt, ist in den Ständerkern 15 gewickelt.
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Bei
der Fahrzeuglichtmaschine, die auf diese Art und Weise aufgebaut
ist, wird elektrischer Strom von einer Batterie (nicht dargestellt) über die
Bürsten 10 und
die Schleifringe 9 zur Läuferwicklung 13 geführt, wodurch
ein magnetischer Fluss erzeugt wird. Die klauenförmigen Magnetpole 22 des
ersten Polkerns 20 werden durch diesen magnetischen Fluss als
Nordpole N magnetisiert und die klauenförmigen Magnetpole 23 des
zweiten Polkerns 21 werden als Südpole S magnetisiert.
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Gleichzeitig
wird ein Drehmoment vom Motor über
den Riemen und die Riemenscheibe 4 auf die Welle 6 übertragen,
wodurch der Läufer 7 gedreht wird.
Somit wird ein sich drehendes Magnetfeld auf die Ständerwicklung 16 aufgebracht,
wodurch in der Ständerwicklung 16 eine
elektromotorische Kraft erzeugt wird. Diese alternierende elektromotorische Kraft
tritt durch den Gleichrichter 12 und wird in eine Gleichspannung
umgewandelt, wobei die Ausgabe durch den Regler 18 eingestellt
wird und die Batterie wieder aufgeladen wird.
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Beim
Erzeugen von Elektrizität
erzeugen die Läuferwicklung 13,
die Ständerwicklung 16,
der Gleichrichter 12 und der Regler 18 kontinuierlich Wärme. Bei
einer Lichtmaschine mit einer Nennleistung in der Größenordnung
von 100A erzeugen diese Komponenten entsprechend 60W, 500W, 120W
und 6W Wärme
und zwar an Rotationspunkten, an denen die Temperatur hoch ist.
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Um
diese Wärme,
die während
der Erzeugung von Elektrizität
produziert wird, abzuführen, sind
Lufteinlassöffnungen 1a, 2a in
axialen Endflächen
der vorderen Hälfte 1 und
der hinteren Hälfte 2 angeordnet
sowie Luftausgabeöffnungen 1b, 2b in zwei
Schulterabschnitten der vorderen Hälfte 1 und der hinteren
Hälfte 2 am
Außenumfang
vorgesehen, wobei diese der radialen Außenseite der Spulenendgruppen
am Vorderende und Hinterende 16f, 16r der Ständerwicklung 16 gegenüberliegen.
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Am
Hinterende wird Außenluft
durch die Lufteinlassöffnungen 2a,
die gegenüber
der Wärmesenke
des Gleichrichters 12 bzw. der Wärmesenke 17 des Reglers 18 angeordnet
sind durch die Drehung der Lüfter 5 eingesaugt
und strömt
entlang der Achse der Welle 6 kühlt den Gleichrichter 12 und
den Regler 18 und wird dann durch die Lüfter 5 zentrifugal
abgelenkt, wodurch die Spulenendgruppe 16r am Hinterende
der Ständerwicklung 16 gekühlt wird,
bevor sie durch die Luftausgabeöffnungen 2b an
die Umgebung abgegeben wird. Gleichzeitig wird am Vorderende Außenluft
durch die Drehung der Lüfter 5 durch die
Lufteinlassöffnungen 1a axial
eingesaugt und dann zentrifugal durch die Lüfter 5 abgelenkt,
wodurch die Spulenendgruppe 16f am Vorderende der Ständerwicklung 16 gekühlt wird,
bevor sie durch die Luftausgabeöffnungen 1b an
die Umgebung abgegeben wird.
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Als
nächstes
wird ein Wicklungsverfahren der Ständerwicklung 16 unter
Bezugnahme auf 22 erläutert. Darüber hinaus ist aus Gründen der Einfachheit
das Wicklungsverfahren einer Spule mit nur einem Umlauf in 22 dargestellt.
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Die
Ständerwicklung 16 ist
aufgebaut durch Verbinden mehrerer Spulensegmente 30 (Drahtlitzen),
die z. B. aus einem Kupfermaterial aufgebaut sind und bei denen
es sich um kurze elektrische Leiter mit einem flachen Querschnitt
beschichtet mit einer Isolation handelt. Jedes Spulensegment 30 wird in
einer im Wesentlichen U-Form bestehend aus zwei geraden Abschnitten 30a,
die durch einen V-förmigen Wendeabschnitt 30b verbunden
sind, ausgebildet.
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Die
Spulensegmente 30 werden zwei gleichzeitig vom Hinterende
in Schlitzgruppen 15a drei Schlitze voneinander entfernt
eingesetzt. Dabei werden vier gerade Abschnitte 30a derart
in jedem der Schlitze 15a aufgenommen, dass sie sich in
einer Radialrichtung in einer Reihe aneinanderreihen. Die Spulensegmente 30 auf
einer Seite des Innenumfangs werden jeweils in eine erste Position
von der Seite des Innenumfangs (im Folgenden als „erste
Position" bezeichnet)
der ersten Schlitze 15a eingeführt sowie in eine zweite Position
von der Seite des Innenumfangs (im Folgenden als „zweite
Position") bezeichnet)
der zweiten Schlitze 15a drei Schlitze davon entfernt eingeführt und
die Spulensegmente 30 auf der Seite des Außenumfangs
werden in eine dritte Position von der Seite des Innenumfangs (im
Folgenden als „dritte
Position" bezeichnet)
der ersten Schlitze 15a eingeführt sowie in eine vierte Position von
der Seite des Innenumfangs (im Folgenden als „vierte Position" bezeichnet) der
zweiten Schlitze 15a drei Schlitze davon entfernt. Mit
andern Worten sind die Spulensegment 30 innerhalb der Schlitzgruppen 15a drei Schlitze
voneinander entfernt aufgenommen, so dass sie unterschiedliche Lagen
bilden.
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Als
nächstes
werden die freien Ende 30c der Spulensegmente 30,
die sich am Vorderende herauserstrecken, gebogen, so dass sie sich
nach außen öffnen (umfangsmäßig nach
außen),
so dass sie in einem konstanten Winkel in Bezug auf die Richtung der
Nuten der Schlitze 15a ausgerichtet sind und zusätzlich werden
die freien Ende 30c derart gebogen, dass sie sich in der
gleichen Axialrichtung wie der Ständerkern 15 erstrecken.
Dann werden bei so positionierten Scheitelabschnitten der Wendeabschnitte 30b der
Spulensegmente 30, dass sie die gleiche Höhe aufweisen
die freien Enden 30c der Spulensegmente 30, die
sich am Vorderende aus der ersten Position innerhalb der Schlitze 15a herauserstrecken und
die freien Enden 30c der Spulensegmente 30, die
sich am Vorderende aus der zweiten Position innerhalb der Schlitze 15a drei
Schlitze davon entfernt herauserstrecken, radial gestapelt und durch
Verschweißen
verbunden. Somit werden zwei Innenumfangsspulen durch in Reihe verbinden
mehrerer Spulensegmente 30 erzielt, die in einer ersten
Schlitzgruppe aufgenommen sind, die durch jeden dritten Schlitz 15a gebildet
ist.
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Gleichermaßen werden
die freien Enden 30c der Spulensegmente 30, die
sich am Vorderende aus der dritten Position innerhalb der Schlitze 15a herauserstrecken
und die freien Ende 30c der Spulensegmente 30,
die sich am Vorderende aus der vierten Adresse innerhalb der Schlitze 15a drei
Schlitze davon entfernt herauserstrecken, radial gestapelt und durch
Verschweißen
miteinander verbunden. Somit werden zwei Außenumfangsspulen durch Verbinden mehrerer
Spulensegmente 30 in Reihe erzielt, die in der ersten Schlitzgruppe
aufgenommen sind, die durch jeden dritten Schlitz 15a gebildet
ist.
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Diese
Innenumfangs- und Außenumfangsspule
werden in Reihe geschaltet, um einen Spulenphasenabschnitt mit vier
Umläufen
zu bilden.
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Eine
Anzahl an Spulensegmenten 30, die in einer zweiten Schlitzgruppe
aufgenommen ist, die durch Schlitze 15a versetzt um einen
Schlitz von den Schlitzen 15a der ersten Schlitzgruppe
gebildet ist, werden auf die gleiche Art und Weise verbunden, um einen
Spulenphasenabschnitt mit vier Umläufen zu bilden. Darüber hinaus
werden mehrere Spulensegmente 30, die in einer dritten
Schlitzgruppe aufgenommen sind, die durch Schlitze 15a versetzt
um einen Schlitz von den Schlitzen 15a der zweiten Schlitzgruppe
gebildet ist auf gleiche Art und Weise verbunden, um einen Spulenphasenabschnitt
mit vier Umläufen
zu bilden. Diese drei Spulenphasenabschnitte werden in einer Wechselstromschaltung
verbunden, um die Ständerwicklung 16 zu
bilden.
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Auf
diese Art und Weise wird durch Wickeln der Ständerwicklung 16 in
den Ständerkern 15,
wie es in 21 dargestellt ist, der Ständer 8 erzielt.
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Am
Vorderende des Ständerkerns 15 wird die
isolierende Beschichtung vorab von den freien Enden 30c der
Spulensegmente 30 abgestreift, wie es in den 23 und 24 dargestellt
ist und die freien Enden 30c der Spulensegmente 30 werden
radial aufeinander gestapelt und dann von oben lichtbogenverschweißt, wobei
auf einen Kontaktpunkt A zwischen den Paaren gezielt wird. Somit
werden zwei Spulensegmente 30 über die verschmolzenen Abschnitte 31 auf
oberen Abschnitten der freien Enden 30c elektrisch miteinander
verbunden. Spulenenden werden durch ein Verbindungsmuster gebildet,
in dem elektrische Leiter in unterschiedlichen Positionen in Schlitzpaaren
drei Schlitze entfernt voneinander in Reihe geschaltet sind, wobei
das Verbindungsmuster durch Biegen und Verschweißen der freien Enden 30c der
Spulensegmente 30 miteinander, die sich aus den Schlitzpaaren
drei Schlitze voneinander entfernt nach außen erstrecken, erzielt wird.
Diese Spulenenden sind um den Ständerkern 15 in
einer vorbestimmten Teilung in Umfangsrichtung angeordnet, um eine
Spulenendgruppe 16f am Vorderende zu bilden. Kühlluft,
die durch die Lüfter 5 zentrifugal
abgelenkt wird, tritt durch Spalte zwischen den Spulenenden in die
Spulenendgruppe 16f am Vorderende ein und strömt gleichmäßig entlang
der Flächen
der elektrischen Leiter, die die Spulenenden bilden, wodurch die
Spulenendgruppe 16f am Vorderende effektiv gekühlt wird.
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Gleichzeitig
sind am Hinterende des Ständerkerns 15 Spulenenden
durch ein Verbindungsmuster ausgebildet, in dem elektrische Leiter
in unterschiedlichen Positionen in Schlitzpaaren drei Schlitze voneinander
entfernt in Reihe geschaltet sind, wobei das Verbindungsmuster durch
die Wendeabschnitte 30b der Spulensegmente 30 erzielt wird.
Diese Spulenenden sind um den Ständerkern 15 mit
einer vorbestimmten Teilung in Umfangsrichtung angeordnet, um eine
Spulenendgruppe 16r am Hinterende zu bilden. Kühlluft,
die durch die Lüfter 5 zentrifugal
abgelenkt wird, tritt durch Spalte zwischen den Spulenenden in die
Spulenendgruppe 16r am Hinterende ein und strömt gleichmäßig entlang
der Flächen
der elektrischen Leiter, die die Spulenenden bilden, wodurch die
Spulenendgruppe 16r am Hinterende effektiv gekühlt wird.
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Da
Lichtmaschinen, die mit Ständern 8 ausgestattet
sind, die auf diese Art und Weise ausgestaltet sind, an Motoren
mit einem hohen Maß an
Vibrationen angebracht werden, treten die im Folgenden beschriebenen
Defekte leicht auf, was zu Problemen einer verminderten Zuverlässigkeit
und Leistungsfähigkeit
führt.
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Zuerst
wird die isolierende Beschichtung von den freien Enden 30c der
Spulensegmente 30 abgestreift. Da die Wendeabschnitte 30b der
Spulensegmente 30 durch Biegen kurzer Leitersegmente aus Kupferdrahtmaterial
beschichtet mit einer isolierenden Beschichtung ausgebildet werden,
konzentriert sich eine Biegespannung an den Scheitelabschnitten der
Wendeabschnitte 30b, was die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der
isolierenden Beschichtung erhöht.
Da die Ständerwicklung 16 während der Stromerzeugung
ein elektrisches Potenzial aufweist und die Spulenendgruppen 16f und 16r in
nächster Umgebung
der Gehäusehälften, die
geerdet sind, liegen, besteht das Risiko einer elektrolytischen
Korrosion auf frei liegenden Abschnitten der elektrischen Leiter
an den Scheitelabschnitten der Wendeabschnitte 30b und
an den freien Enden 30c, was aufgrund von Vibrationen zu
Drahtbruch führen
kann.
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Da
die freien Enden 30c durch Lichtbogenschweißen miteinander
verbunden sind, sind die verschmolzenen Abschnitte 31 ferner
derart ausgebildet, dass sie vorragen. Mit anderen Worten erheben sich
die verschmolzenen Abschnitte 31 von den Endflächen der
freien Enden 30c und ragen horizontal hervor. Somit wird
der Abstand zwischen den Verbindungsabschnitten der freien Enden 30c klein
und es besteht das Risiko eines Lagenkurzschlusses aufgrund der
Vibrationen. Tritt während
der Stromerzeugung ein Lagenkurzschluss auf, wird die Ständerspannung
gestört,
wodurch ferner auch die Form einer Welle des magnetischen Flusses
in einem Luftspalt zwischen dem Ständer 8 und dem Läufer 7 gestört wird,
was ein Faktor darstellt, der eine magnetische Anziehung verursachen
kann. Die Zunahme einer magnetischen Anziehung bewirkt exzessive elektromagnetische
Geräusche.
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Ferner
können
sich die verschweißten
Abschnitte der freien Enden 30c aufgrund von Vibrationen
versetzen oder ein Brechen kann auftreten, was den Verbindungswiderstand
erhöht,
wodurch die Temperatur der Ständerwicklung 16 übermäßig hoch wird.
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Weil
die Spulenendgruppe 16f am Vorderende auf einer Seite der
Lüfter 5 angeordnet
ist, wo die Kühlluft
ausgegeben wird, treten aufgrund unangenehmer Interferenzgeräusche hoher Ordnung,
die zwischen den Schulterabschnitten der klauenförmigen Magnetpole 22, 23 und
den Lüftern 5 aufgrund der
komplexen Form der verschmolzenen Abschnitte 31 auftreten,
Strömungsgeräusche auf.
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Ähnliche
Lichtmaschinen, in denen die in den Schlitzen aufgenommenen Drahtlitzen
elektrisch unisoliert sind und, die keine derartigen verschmolzenen Abschnitte
aufweisen, sind in der US-A-5,965,965 und der JP-A-11-164506 offenbart.
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Die
JP-A-58-003552 und die JP-A-58-172948 offenbaren Lichtmaschinen
mit einem Ständer,
bei dem die Scheitelabschnitte der Spulenenden exzessiv mit Kunstharz
bedeckt sind, so dass die Kühlung
der Spulenenden schlecht ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab die obigen Probleme zu lösen und
es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Ständer für eine Lichtmaschine
bereitzustellen, bei dem Zuverlässigkeit
und Leistungsfähigkeit
verbessert werden können
ohne das Kühlen
der Spulenendgruppen zu vermindern, indem das Freiliegen der elektrischen
Leiter durch Aufbringen eines elektrisch isolierenden Kunstharzabschnittes
auf die Scheitelabschnitte der Spulenenden vermieden wird.
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Die
Aufgabe wird durch den Gegenstand, wie er im Patentanspruch 1 definiert
ist, gelöst.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
ist gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Ständer für eine Lichtmaschine vorgeschlagen,
wobei der Ständer
umfasst: `
einen zylindrischen Ständerkern,
der mit mehreren Schlitzen, die sich in einer vorbestimmten Teilung
in Umfangsrichtung axial erstrecken, ausgebildet ist; und
eine
Ständerwicklung,
die in dem Ständerkern
angebracht ist,
wobei die Ständerwicklung mehrere Wicklungsunterabschnitte
umfasst, die jeweils durch Einbringen elektrisch isolierender Drahtlitzen
in Schlitze, die eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen voneinander
entfernt sind, so dass sie unterschiedliche Lagen in Bezug auf eine
Schlitztiefenrichtung bilden und Verbinden der unterschiedlichen
Lagen in Schlitzen, die die vorbestimmte Anzahl von Schlitzen voneinander
entfernt sind in Reihe außerhalb
der Schlitze in einem vorbestimmten Schaltungs- bzw. Verbindungsmuster, um Spulenenden
zu bilden, im Ständer
angebracht sind,
wobei die Spulenenden in Umfangsrichtung ausgerichtet
und voneinander beabstandet sind, um zwei Spulenendgruppen der Ständerwicklung
bilden,
einen elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt, der Oberflächen der
Scheitlabschnitte der Spulenenden, die wenigstens eine der Spulenendgruppen
bilden, bedeckt, während
Luftdurchgangsräume
zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Spulenenden gesichert werden.
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Die
Spulenenden der jeweiligen zwei Spulenendgruppen sind in Umfangsrichtung
um den Ständerkern
derart angeordnet, dass sie sich in zwei Reihen radial aneinanderreihen.
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Die
Scheitelabschnitte der Spulenenden sind in einer Zickzack-Formation
ausgebildet.
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Räume zwischen
den radial benachbarten Scheitelabschnitten der Spulenenden des
Ständerkerns
können
mit einem elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt gefüllt sein.
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Die
Drahtlitzen können
mit einer flachen Querschnittsform ausgebildet sein.
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Der
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt kann durch Streichen der
Scheitelabschnitte der Spulenenden ausgebildet werden.
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Der
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt kann durch Besprühen der
Scheitelabschnitte der Spulenenden ausgebildet werden.
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Der
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt kann durch ein Fluidbettbeschichtungsverfahren
auf den Scheitlabschnitten der Spulenenden ausgebildet werden.
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Das
für den
elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt verwendete Kunstharz
kann als Hauptkomponente ein Epoxidkunstharz mit einer vorbestimmten
Viskosität
aufweisen, so dass sich das Kunstharz während dem Trocken oder Aushärten nicht
von den Scheitelabschnitten der Spulenenden verteilt oder an anderen
Abschnitten der Drahtlitzen als den Scheitelabschnitten anhaftet.
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Ein
Einkomponentenkunstharz, das bei Raumtemperatur aushärtet, kann
als elektrisch isolierender Kunstharzabschnitt verwendet werden.
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Ein
Zweikomponentenkunstharz, das bei Raumtemperatur aushärtet, kann
elektrisch isolierender Kunstharzabschnitt verwendet werden.
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Ein
wärmehärtender
Epoxidpulverlack kann als elektrisch isolierender Kunstharzabschnitt
verwendet werden.
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Die
Drahtlitzen können
aus Spulensegmenten aufgebaut sein, bei denen es sich um elektrisch isolierte
elektrische Leiter mit einer im Wesentlichen U-Form handelt, wobei
die Wicklungsunterabschnitte jeweils durch Einbringen der Spulensegmente
in Schlitze, die eine vorbestimmte Anzahl von Schlitzen entfernt
sind, so dass sie in Bezug auf die Schlitzentiefenrichtung unterschiedliche
Lagen bilden und Biegen und Verbinden der freien Enden der Spulensegmente,
die sich aus den Schlitzen, die eine vorbestimmte Anzahl von Schlitzen
entfernt sind, erstrecken und eine Verbindung miteinander erfordern, aufgebaut
sind.
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Die
U-förmigen
Spulensegmente können von
einem axialen Ende des Ständerkerns
in die Schlitze eingebracht werden.
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Die
Drahtlitzen können
kontinuierliche Drähte
sein, die aus elektrisch isolierten elektrischen Leitern aufgebaut
sind.
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Die
Wicklungsunterabschnitte können
durch wenigstens eine Wicklungsbaugruppe gebildet sein, die aus
zwei ersten und zweiten Wicklungsgruppen besteht, wobei die erste
Wicklungsgruppe mehrere erste Wicklungsunterabschnitte mit jeweils
einem Umlauf und aufgebaut durch Wickeln einer der elektrisch isolierten
Drahtlitzen, so dass sie sich außerhalb der Schlitze an axialen
Endflächen
des Ständerkerns
zurückwindet
und abwechselnd eine innere Lage und eine äußere Lage in einer Schlitztiefenrichtung
innerhalb der Schlitze in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl
an Schlitzen belegt, umfasst, wobei die ersten Wicklungsunterabschnitte
in einer Teilung von einem Schlitz voneinander und gleich der Anzahl der
vorbestimmten Anzahl an Schlitzen angeordnet sind und wobei die
zweite Wicklungsgruppe mehrere zweite Wicklungsunterabschnitte umfasst,
die jeweils einen Umlauf aufweisen, der durch Wickeln einer der Drahtlitzen,
so dass sie sich außerhalb
der Schlitze an axialen Endflächen
des Ständerkerns
zurückwindet
und abwechselnd eine innere Lage und einer äußere Lage in einer Schlitztiefenrichtung
innerhalb der Schlitze in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl
an Schlitzen belegt, so dass sie umgekehrt und versetzt um einen
elektrischen Winkel von 180° relativ
zu den ersten Wicklungsunterabschnitten gewickelt sind, aufgebaut
ist, wobei die zweiten Wicklungsunterabschnitte in einer Teilung
von einem Schlitz zueinander angeordnet und gleich der Zahl der
vorbestimmten Anzahl an Schlitzen angeordnet sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Teilperspektive eines Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß eines
Beispiels, das notwendig ist, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, gesehen
von einem Vorderende;
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2 ist
eine Teilvergrößerung dieses
Ständers
für eine
Lichtmaschine gesehen vom Vorderende;
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3 ist
ein Querschnitt entlang der Linie III-III in 2 gesehen
aus der Richtung der Pfeile;
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4 ist
ein schematisches Diagramm, das das Aufbringen des elektrisch isolierenden
Kunstharzabschnitts bei dem Ständer
für eine
Fahrzeuglichtmaschine gemäß dem Beispiel
erläutert;
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5 ist
ein schematisches Diagramm, das das Aufbringen des elektrisch isolierenden
Kunstharzabschnitts bei einem Ständer
für eine
Fahrzeuglichtmaschine gemäß einem
anderen Beispiel, das notwendig ist, um die vorliegende Erfindung
zu erläutern,
erklärt;
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6 ist
eine teilweise Draufsicht, die die Anordnung der Verbindungsabschnitte
in einem Ständer
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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7 eine
Teilperspektive eines Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
2 der vorliegenden Erfindung gesehen vom Vorderende;
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8 ist
eine Teilperspektive eines Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung gesehen von einem Hinterende;
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9 ist
eine Perspektive, die einen Ständer für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
eine Draufsicht, die Verbindungen einer Ständerwicklungsphasengruppe in
dem Ständer
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform 4
der vorliegenden Erfindung erläutert;
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11 ist
ein Schaltplan für
den Ständer
einer Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung;
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12 ist
ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren für eine Wicklungsgruppe erläutert, die
einen Teil einer Ständerwicklung
des Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung bildet;
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13 ist
ein Diagramm, das ein Herstellungsverfahren für eine Wicklungsgruppe beschreibt, die
einen Teil der Ständerwicklung
des Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung bildet;
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14A ist eine Draufsicht einer Wicklungsbaugruppe
einer inneren Lage, die einen Teil der Ständerwicklung des Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung bildet;
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14B ist eine Draufsicht einer Wicklungsbaugruppe
einer inneren Lage, die einen Teil der Ständerwicklung des Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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15A ist eine Draufsicht einer Wicklungsbaugruppe
einer äußeren Lage,
die einen Teil der Ständerwicklung
des Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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15B ist eine Draufsicht einer Wicklungsbaugruppe
einer äußeren Lage,
die einen Teil der Ständerwicklung
des Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt;
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16 eine
Perspektive, die einen Teil einer Drahtlitze zeigt, die einen Teil
der Ständerwicklung des
Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung bildet;
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17 ist
ein Diagramm, das die Anordnung der Drahtlitze erläutert, die
einen Teil der Ständerwicklung
des Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung bildet;
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18 ist
eine Perspektive, die einen mehrschichtigen Kern zeigt, der einen
Ständerkern
des Ständers
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung bildet;
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19A ist ein Querschnitt, der ein Herstellungsverfahren
für den
Ständer
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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19B ist ein Querschnitt, der ein Herstellungsverfahren
für den
Ständer
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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19C ist ein Querschnitt, der ein Herstellungsverfahren
für den
Ständer
für eine
Lichtmaschine gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung erläutert;
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20 ist
ein Querschnitt, der den Aufbau eines herkömmlichen Ständers für eine Lichtmaschine zeigt;
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21 ist
eine Teilperspektive des herkömmlichen
Ständers
für eine
Lichtmaschine gesehen vom Vorderende;
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22 ist
eine Reihe von Querschnitten, die ein Herstellungsverfahren des
herkömmlichen
Ständers
für eine
Lichtmaschine erläutert;
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23 ist
eine Teilvergrößerung des
herkömmlichen
Ständers
für eine
Lichtmaschine, wie er in 22 dargestellt
ist; und
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24 ist
eine Teilperspektive, die ein Verbindungsabschnitt einer Ständerwicklung
des herkömmlichen
Ständers,
wie er in 23 dargestellt ist, zeigt.
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Genaue Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben.
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Erstes Bespiel
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1 ist
eine Teilperspektive eines Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß eines
Beispiels, das notwendig ist, um die vorliegende Erfindung zu erläutern, gesehen
von einem Vorderende, 2 ist eine Teilvergrößerung dieses
Ständers
für eine
Lichtmaschine gesehen vom Vorderende, und 3 ist ein Querschnitt
entlang der Linie III-III in 2 gesehen aus
der Richtung der Pfeile. Darüber
hinaus sind in den Zeichnungen jeweils Abschnitte, die identisch
zu denen des herkömmlichen
Ständers,
wie er in den 20-24 dargestellt
ist mit den gleichen Bezugsziffern versehen und auf eine Erläuterung
dieser Abschnitte wird verzichtet.
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In
den Figuren sind jeweils elektrisch isolierende Kunstharzabschnitte 35,
die als ihre Hauptkomponente ein Epoxidkunstharz mit einer Wärmebeständigkeitstemperatur
von 200°C
aufweisen, aufgebracht, so dass sie die Verbindungsabschnitte 34, die
die freien Enden 30c der Spulensegmente 30 verbinden,
bedecken, d. h. die Flächen
der verschmolzenen Abschnitte 31 und die Abschnitte der
freien Enden 30c, von denen die isolierende Beschichtung abgestreift
wurde. Zusätzlich
sind die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 derart
aufgebracht, dass sie Räume
S3 zwischen radial benachbarten Verbindungsabschnitte 34,
die die freien Enden 30c miteinander verbinden, füllen.
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Darüber hinaus
ist der Rest des Aufbaus gleich dem des herkömmlichen Ständers 8.
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Bei
dem Ständer 80,
der auf diese Art und Weise aufgebaut ist, wird eine gleichmäßige Schichtstärke der
elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 so gesichert,
dass sie auf den Flächen
der Verbindungsabschnitte 34, die die freien Enden 30c miteinander
verbinden ungefähr
60 μm beträgt. Da die Räume S2 (siehe 21)
zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungsabschnitten 34,
die die freien Enden 30c miteinander verbinden auf ca. 2–3 mm festgelegt
sind bevor die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 aufgebracht
werden, werden Trennräume
als Luftdurchgangsräume
S1 gesichert, die diesen Wert Minus 120 μm aufweisen.
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Um
die Schichtstärke
der elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 auf
den Flächen
der Verbindungsabschnitte 34, die die freien Enden 30c miteinander
verbinden, zu sichern und um die Räume zwischen den Verbindungsabschnitten 34,
die radial benachbarte freien Enden 30c miteinander verbinden
mit elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitten 35 zu
füllen,
wird das aufgebrachte elektrisch isolierende Kunstharz auf eine
vorbestimmte Viskosität festgelegt.
Mit anderen Worten wiesen die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 als
ihre Hauptkomponente ein Epoxidkunstharz mit einer vorbestimmten
Viskosität
auf, so dass sich das elektrisch isolierende Kunstharz während des
Trocknens oder Härtens
nicht auf andere Abschnitte der Spulensegmente 30 als die
Verbindungsabschnitte verteilt oder an diesen anhaftet.
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Als
nächstes
wird das Verfahren zum Aufbringen der elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 unter
Bezugnahme auf 4 erläutert.
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Ein
Einkomponentenlack, der bei Raumtemperatur aushärtet, z. B. schnell trocknender
Lack (der in 15–25
Sekunden trocknet), der als Basis einen Epoxidkunstharzlack aufweist
und auf ein dünneres
Inhaltsverhältnis
von 50% verdünnt
wurde, wurde für die
elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 verwendet.
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Eine
Maske wurde auf alle Abschnitte der Spulensegmente 30 mit
Ausnahme der Verbindungsabschnitte 34 sowie Abschnitte
des Ständerkerns 15 aufgebracht.
Danach wurde eine Sprühlackierung durchgeführt, indem
der Lack aus einer Radialrichtung auf die Spulenendgruppe 16f am
Vorderende der Ständerwicklung 16 gesprüht wurde,
wie es durch die Pfeile in 4 angedeutet
ist.
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Beim
Sprühlackieren
aus einer Radialrichtung haftet das elektrisch isolierende Kunstharz
nicht leicht an den Seitenflächen
an, die den Räumen
S3 zwischen den Verbindungsabschnitten 34 zugewandt sind,
aber weil die Räume S3
zwischen den radial benachbarten Verbindungsabschnitten 34 in
der Größenordnung
von 1 mm liegen, füllen
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 die
Räume S3 leicht,
wenn sie aufgebracht werden. In einem Fall, in dem die Räume S3 nicht
ausreichend durch die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 befüllt sind,
kann ein Sprühlackieren
separat durchgeführt werden,
um die Räume
S3 mit elektrisch isolierendem Kunstharz 35 zu füllen.
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Somit
wird aufgrund der elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35,
die derart aufgebracht sind, dass sie die Verbindungsabschnitte 34,
die die freien Enden 30c verbinden, welches die Scheitelabschnitte
der Spulenenden, die die Spulenendgruppe 16f am Vorderende
bilden, d. h. die Flächen
der verschmolzenen Abschnitte 31 und Abschnitte der freien Enden 30c,
von denen die isolierende Beschichtung abgestreift wurde, bedecken,
wird gemäß dem ersten Beispiel
das Freiliegen der elektrischen Leiter in den Spulenenden, die die
Spulenendgruppe 16f am Vorderende bilden, vermieden.
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Somit
war es möglich
in Korrosionstests die Zeit zu verlängern bevor die Ausgabeleistung
aufgrund elektrolytischer Korrosion abfällt und zwar im Vergleich zu
dem herkömmlichen
Ständer 8 um
das Doppelte.
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Folglich
wird das Auftreten von Drahtbruch als Folge von Vibrationen unterdrückt, was
es ermöglicht
die Zuverlässigkeit
zu verbessern.
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Da
die Verbindungsabschnitte 34 zuverlässig isoliert sind, wird ein
Kurzschluss zwischen den Verbindungsabschnitten 34 selbst
dann verhindert, wenn ein Versatz aufgrund von Vibrationen oder
einer externen Kraft, die darauf aufgebracht wird, auftritt. Somit
kann aufgrund dessen, dass Störungen der
Wellenform des magnetischen Flusses in einem Luftspalt zwischen
dem Ständer 80 und
dem Läufer 7,
die aus Lagenkurzschlüssen
resultieren, vermieden werden, d. h. eine Erhöhung der magnetischen Anziehung,
die aus dem Lagenkurzschluss resultiert wird, unterdrückt, so
dass nicht länger
exzessive elektromagnetische Geräusche
auftreten.
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Da
die Räume
S1 zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungsabschnitten 34 gesichert
werden und Kühlluft
durch die Räume
S1 strömen
kann, besteht kein Verlust an Kühlleistung
in der Ständerwicklung 16.
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Aufgrund
dessen, dass die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 derart
angeordnet sind, dass sie die Räume
S3 zwischen den radial benachbarten Verbindungsabschnitten 34 füllen, wir
die Festigkeit der Spulenenden, die die Spulenendgruppe 16f am
Vorderende bilden, erhöht.
Folglich wird ein Versatz der Verbindungsabschnitte 34,
die die freien Enden 30c miteinander verbinden aufgrund von
Vibrationen und Erhöhungen
des Verbindungswiderstandes aufgrund des Auftretens von Rissen unterdrückt, wodurch
exzessive Temperaturanstiege in der Ständerwicklung 16 vermieden
werden. Zusätzlich
wird eine Störung
der Kühlluftströmung in den
Räumen
S3 zwischen dem radial benachbarten Verbindungsabschnitten 34 vermieden,
was die hoch frequenten Komponenten unangenehmer Windgeräusche reduziert.
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Da
ein Einkomponentenlack, der bei Raumtemperatur aushärtet, verwendet
wird, ist kein Trockenofen oder ähnliches
notwendig, was es ermöglicht
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 bei
niedrigen Kosten herzustellen.
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Da
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 durch
Sprühlackieren
aufgebracht werden, was nur einfache Gerätschaft erfordert, können die
elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 bei niedrigen
Kosten hergestellt werden.
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Da
der Lack auf die Spulenendgruppe 16f am Vorderende aus
einer Radialrichtung aufgesprüht wird,
strömt
das Kunstharz auf die gleiche Art und Weise wie die Kühlluftströmung und
haftet an den Flächen
der Verbindungsabschnitte 34, wodurch es ermöglicht wird
die elektrisch isolierende Kunstharzabschnitte 35 mit gleichmäßiger Schichtstärke auszubilden.
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Da
die Spulensegmente ferner mit einer flachen Querschnittsform ausgebildet
sind, können
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 leicht mit
einer gleichmäßigen Schichtstärke auf
den Flächen
der Verbindungsabschnitte 34 ausgebildet werden und zwar
verglichen mit Spulensegmenten mit eine kreisförmigen Querschnitt, wodurch
es ermöglicht
wird die Isolationszuverlässigkeit
zu erhöhen.
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Bei
dem obigen Beispiel wird darüber
hinaus ein Einkomponentenlack, der bei Raumtemperatur aushärtet, verwendet.
Es kann jedoch auch ein Zweikomponentenlack, der bei Raumtemperatur
aushärtet,
verwendet werden. In diesem Fall ist die Lagerung verbessert und
das Lackieren kann einfacher ausgeführt werden, weil das Aushärten nicht
beginnt bis die zwei Komponenten gemischt sind.
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In
dem obigen Beispiel werden die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte
durch Sprühlackieren
aufgebracht und ausgebildet, aber die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte
können
auch unter Verwendung eines Pinsels aufgebracht und ausgebildet
werden
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Zweites Beispiel
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Bei
dem ersten Beispiel oben werden die elektrischen isolierenden Kunstharzabschnitte 35 auf den
Scheitelabschnitten der Spulenenden durch Sprühlackierung aufgebracht und
ausgebildet, aber bei dem zweiten Beispiel werden die elektrisch
isolierenden Kunstharzabschnitte 35 durch ein Fluidbettbeschichtungsverfahren
auf den Scheitelabschnitten der Spulenenden aufgebracht und ausgebildet.
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Bei
dem zweiten Beispiel, wie es in 5 dargestellt
ist, werden die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 durch
Eintauchen der Spulenendgruppe 16f am Vorderende der Ständerwicklung 80 um
einen vorbestimmten Betrag in einen Lack, der in flüssiger Form
in einem Tauchbehälter 36 aufgenommen
ist, dann herausheben und austrocknen und härten lassen, ausgebildet, um
so die Flächen der
Verbindungsabschnitte 34 zu bedecken und die Räume S3 zwischen
den radial benachbarten Verbindungsabschnitten 34 zu füllen.
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Weil
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 nicht
an anderen Abschnitten anhaften, ist es folglich nicht notwendig
eine Maske aufzubringen, wodurch der Lackiervorgang verbessert wird.
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Darüber hinaus
kann bei diesem Fluidbettbeschichtungsverfahren ein Einkomponentenlack,
der bei Raumtemperatur aushärtet,
verwendet werden, aber es wurde ein Lack verwendet, der bei einer
hohen Temperatur aushärtet,
z. B. ein Epoxidpulverlack mit einer Aushärttemperatur von 150°C und einer Härte nach
dem Aushärten
von 80°,
der nach der Fluidbettebeschichtung für 30 Minuten bei 150°C trocknen
und aushärten
durfte. Somit ist die Viskosität
bei einer Strömungsgeschwindigkeit
von 5–30%
hoch, was es ermöglicht
das Kunstharz aufzubringen und auszubilden, so dass es die Räume S3 ausfüllt, ohne dass
das Kunstharz heruntertopft. Da der Lack, der bei einer hohen Temperatur
aushärtet
verwendet wird, wird die intramolekulare Bindung verbessert, wodurch
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitte bereitgestellt werden,
die in Bezug auf Festigkeit und Wärmebeständigkeit überragend sind.
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Ausführungsform 1
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Bei
dem ersten Beispiel oben, wie es in 4 dargestellt
ist, sind die Verbindungsabschnitte 34 in Umfangsrichtung
derart angeordnet, dass sie sich in zwei Reihen radial aneinanderreihen,
aber bei der Ausführungsform
1, wie sie in 6 dargestellt ist, sind die
Verbindungsabschnitte 34 auf der Seite des Innenumfangs
und die Verbindungsabschnitte 34 auf der Seite des Außenumfangs
in einer Zickzack-Formation bzw. Anordnung angeordnet, in dem sie
in Umfangsrichtung versetzt sind und das elektrisch isolierende
Kunstharz ist auf die Verbindungsabschnitte 34 durch eine
Sprühbeschichtung
aus einer Radialrichtung aufgebracht, wie es durch die Pfeile in 6 angedeutet
ist.
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Da
die Verbindungsabschnitte 34 in einer Zickzack-Anordnung
ausgebildet sind, sind die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte
in diesem Fall so ausgebildet, dass sie zuverlässig alle Seiten der Verbindungsabschnitte 34 bedecken,
wodurch die Isolationszuverlässigkeit
erhöht
wird.
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Darüber hinaus
können
bei der Ausführungsform
1 auch Räume
S4, wie sie in 6 dargestellt sind, mit elektrisch
isolierendem Kunstharz befüllt werden,
während
zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Verbindungsabschnitten 34 Räume gesichert
werden.
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Durch
Befüllen
der Räume
zwischen den elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitten, die so ausgebildet
sind, dass sie alle Seiten der Verbindungsabschnitte 34 mit
elektrisch isolierendem Kunstharz bedecken, so dass sie Luftdurchgangskanäle bilden,
die in Rotationsrichtung des Läufers
geneigt sind, können
erhöhte
Luftwiderstände gegenüber der
Kühlluftströmung, die
durch die Lüfter
erzeugt wird, vermindert werden, wodurch ein zusätzlicher geräuschreduzierender
Effekt und ein Begradigungseffekt für die Kühlluftströmung bereitgestellt werden, wodurch
die Kühlung
verbessert wird.
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Ausführungsform 2
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Bei
der in 7 dargestellten Ausführungsform 2 wird eine Ständerwicklung
unter Verwendung von Spulensegmenten 33 mit einem kreisförmigen Querschnitt
vorbereitet. Darüber
hinaus ist die Ausführungsform
2 gleich der Ausführungsform
1 oben ausgebildet mit der Ausnahme der Tatsache, dass die Spulensegmente 33 mit
einem kreisförmigen Querschnitt
verwendet werden statt der Spulensegmente 30 mit einem
flachen Querschnitt.
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Folglich
kann die gleichen Effekte wie bei der Ausführungsform 1 oben auch bei
der Ausführungsform
2 erzielt werden.
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Ausführungsform 3
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8 ist
eine Teilperspektive eines Ständers für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung gesehen von einem Hinterende.
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In 8 sind
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 derart
aufgebracht, dass sie die Oberflächen
der Scheitelabschnitte der Spulenenden, die die Spulenendgruppe 16r am
Hinterende bilden, bedecken, d. h. die Scheitelabschnitte der Wendeabschnitte 33b der
Spulensegmente 30. Zusätzlich
sind die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 aufgebracht,
so dass sie Räume zwischen
den Scheitelabschnitten der radial benachbarten Wendeabschnitte 30b füllen.
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Darüber hinaus
ist der Rest des Aufbaus gleich aufgebaut wie bei der obigen Ausführungsform 1.
Mit anderen Worten sind die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 derart
aufgebracht, dass sie die Flächen
der Scheitelabschnitte der Spulenenden bedecken, die die Spulenendgruppe 16f am
Vorderende bilden, d. h. die Verbindungsabschnitte 34 und
dass sie Räume
zwischen den radial benachbarten Verbindungsabschnitten füllen.
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Folglich
wird bei der Ausführungsform
3 das Freiliegen der elektrischen Leiter in jedem der Spulenenden,
die die Spulenendgruppe 16f bilden, vermieden und da die
beschädigten
Abschnitte der Isolationsbeschichtung, die in den Scheitelabschnitten
der Wendeabschnitte 30b auftreten können, die durch Biegen ausgebildet
werden durch die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 bedeckt
sind, wird das Freiliegen der elektrischen Leiter in jedem der Spulenenden,
die die Spulenendgruppe 16r am Hinterende bilden, vermieden.
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Somit
wird auch die Korrosion der Spule aufgrund elektrolytischer Korrosion
in der Spulenendgruppe 16r am Hinterende vermieden, wodurch
die Zuverlässigkeit
proportional verbessert wird.
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Da
die Wendeabschnitte 30b der Spulenendgruppe 16r am
Hinterende ebenfalls zuverlässig
isoliert sind, wird ein Kurzschluss zwischen den Wendeabschnitten 30b selbst
dann verhindert, wenn aufgrund von Vibration oder externer Kraft
ein Versatz aufgebracht wird. Da somit eine Störung der Wellenform des magnetischen
Flusses im Luftspalt zwischen dem Ständer 80 und dem Läufer 7,
der aus dem Lagenkurzschluss resultiert, vermieden wird, d. h. eine
Erhöhung
der magnetischen Anziehung, die aus dem Lagenkurzschluss resultiert,
vermieden wird, treten keine exzessiven elektromagnetischen Geräusche auf.
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Da
die Räume
zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Wendeabschnitten 30b gesichert sind
und Kühlluft
durch diese Räume
strömen
kann, besteht kein Kühlverlust
in der Ständerwicklung 16.
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Da
die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 derart
angeordnet sind, dass sie die Räume
zwischen den radial benachbarten Wendeabschnitten 30b füllen, wird
die Festigkeit der Spulenenden, die die Spulenendgruppe 16r am
Hinterende bilden, erhöht.
Zusätzlich
wird eine Störung
der Kühlluftströmung in
den Räumen
zwischen den radial benachbarten Wendeabschnitten 30b vermindert,
wodurch hoch frequente Komponenten unangenehmer Windgeräusche reduziert
werden.
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Ausführungsform 4
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Die
Ausführungsformen
1–3 oben
gelten für eine
Ständerwicklung,
die unter Verwendung kurzer U-förmiger
Spulensegmente 30 und 33 aufgebaut ist, aber die
Ausführungsform
4 gilt für
eine Ständerwicklung,
die unter Verwendung langer Drahtlitzen aufgebaut ist.
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9 ist
eine Perspektive, die einen Ständer für eine Lichtmaschine
gemäß Ausführungsform
4 der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei die Verbindungsabschnitte,
wie beispielsweise Querverbindungen in der Zeichnung weggelassen
sind, um die Beschreibung zu erleichtern.
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In 9 umfasst
ein Ständer 81:
einen Ständerkern 50,
der aus einem zylindrischen mehrschichtigen Kern mit mehreren Schlitzen 50a,
die sich in einer vorbestimmten Teilung in Umfangsrichtung axial erstrecken,
aufgebaut ist; eine Ständerwicklung 51, die
in dem Ständerkern 50 angebracht
ist; und Isolatoren 52, die in den Schlitzen 50a angeordnet
sind, wobei die Isolatoren 52 eine elektrische Isolation
der Ständerwicklung 51 zum
Ständerkern 50 sichern.
Die Ständerwicklung 51 weist
Spulenendgruppen 51f, 51r auf, die sich entsprechend
vom Vorderende und dem Hinterende des Ständerkerns 50 erstrecken
und die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 sind
derart angeordnet, dass sie die Scheitelabschnitte der Spulenenden,
die die Spulenendgruppen 51f, 51r bilden, bedecken
und die Räume
zwischen den Scheitelabschnitten der radial benachbarten Spulenenden
füllen.
Darüber
hinaus sind Räume
zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Spulenenden gesichert.
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Ferner
ist die Ständerwicklung 51 mit
zwei Wicklungsbaugruppen 60A, 60B, die in zwei
Radialreihen angeordnet sind, versehen. Die Wicklungsbaugruppen 60A, 60B sind
jeweils aus einer Vielzahl von Wicklungsunterabschnitten aufgebaut,
in denen jeweils eine Drahtlitze 40 außerhalb der Schlitze 50a an
Endflächen
des Ständerkerns 50 zurückgewunden
ist und in einer Wellenwicklung gewickelt ist, so dass sie abwechselnd
eine innere Lage und einer äußere Lage
in einer Schlitztiefenrichtung innerhalb der Schlitze 50a eine
vorbestimmte Anzahl an Schlitzen entfernt belegt. In diesem Fall
ist der Ständerkern 50 mit 96 Schlitzen 50a in
einer gleichen Teilung ausgebildet, um so zwei Dreiphasenständerwicklungsabschnitte 53 (unten
beschrieben) aufzunehmen, so dass die Anzahl der Schlitze, die jeweils
eine Ständerwicklungsphasengruppe
aufnehmen der Anzahl der Magnetpole 16 des Läufers 7 entspricht.
Ein kontinuierlicher Draht aus einem Kupferdrahtmaterial mit einem
flachen Querschnitt beschichtet mit einer isolierenden Beschichtung
wird z. B. als Drahtlitze 40 verwendet.
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Als
nächstes
wird der Wicklungsaufbau einer Ständerwicklungsphasengruppe 54 unter
Bezugnahme auf 10 im Detail erläutert. Darüber hinaus
ist in 10 die Verdrahtung an einem
ersten Ende des Ständerkerns 50 durch
durchgezogene Linien angedeutet und die Verdrahtung an einem zweiten
Ende durch gestichelte Linien.
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Eine
Ständerwicklungsphasengruppe 54 wird
durch erste bis vierte Wicklungsunterabschnitte 41–44 gebildet,
die jeweils aus einer Drahtlitze 40 ausgebildet sind. Der
erste Wicklungsunterabschnitt 41 ist durch Wellenwickeln
einer Drahtlitze 40 in jeden sechsten Schlitz von den Schlitznummern
1–91, so
dass sie abwechselnd eine erste Position von einer Seite des Innenumfangs
(erste Position) und eine zweite Position von der Seite des Innenumfangs (zweite
Position) innerhalb der Schlitze 50a einnimmt. Der zweite
Wicklungsunterabschnitt 42 ist durch Wellenwickeln einer
Drahtlitze 40 in jeden sechsten Schlitz von den Schlitznummern
1–91 aufgebaut,
so dass sie abwechselnd die zweite Position und die erste Position
innerhalb der Schlitze 50a belegt. Der dritte Wicklungsunterabschnitt 43 ist
durch Wellenwickeln einer Drahtlitze 40 in jeden sechsten Schlitz
von den Schlitznummern 1–91
ausgebildet, so dass sie abwechselnd eine dritte Position von der Seite
des Innenumfangs (dritte Position) und eine vierte Position von
der Seite des Innenumfangs (vierte Position) innerhalb der Schlitze 50a belegt.
Der vierte Wicklungsunterabschnitt 44 ist durch Wellenwickeln
einer Drahtlitze 40 in jeden sechsten Schlitz von den Schlitznummern
1–91 aufgebaut,
so dass sie abwechselnd die vierte Position und die dritte Position
innerhalb der Schlitze 50a belegt.
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Somit
bilden die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41–44 jeweils
einen Wicklungsunterabschnitt mit einem Umlauf, indem eine Drahtlitze 40 in
jeden sechsten Schlitz 50a gewickelt ist, so dass sie abwechselnd
eine innere Lage und eine äußere Lage
in einer Schlitztiefenrichtung belegt. Die Drahtlitzen 40 sind
derart angeordnet, dass sie sich in einer Reihe von vier Litzen
innerhalb jedes Schlitzes 50a mit der Längsrichtung ihres flachen Querschnitts
(rechteckige Querschnitts) in Radialrichtung ausgerichtet aneinanderreihen.
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Am
ersten Ende des Ständerkerns 50 sind ein
erster Endabschnitt 42a des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42,
der sich aus der zweiten Position des Schlitzes Nr. 1 erstreckt
und ein zweiter Endabschnitt 44b des vierten Wicklungsunterabschnitts 44 sich
aus der dritten Position des Schlitzes Nr. 91 erstreckt, verbunden
und zusätzlich
sind ein erster Endabschnitt 44a des vierten Wicklungsunterabschnitts 44,
der sich aus der vierten Adresse des Schlitzes Nr. 1 erstreckt und
ein zweiter Endabschnitt 42b des zweiten Wicklungsunterabschnitts 42,
der sich aus der ersten Position des Schlitzes Nr. 91 erstreckt
miteinander verbunden, um zwei Wicklungsumläufe zu bilden.
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Am
zweiten Ende des Ständerkerns 50 sind ein
erster Endabschnitt 41a des ersten Wicklungsunterabschnitts 41,
der sich aus der ersten Position des Schlitzes Nr. 1 erstreckt und
ein zweiter Endabschnitt 43b des dritten Wicklungsunterabschnitts 43,
der sich aus der vierten Position des Schlitzes Nr. 91 erstreckt,
verbunden und zusätzlich
sind ein erster Endabschnitt 43a des dritten Wicklungsunterabschnitts 43,
der sich aus der dritten Position des Schlitzes Nr. 1 erstreckt
und ein zweiter Endabschnitt 41b des ersten Wicklungsunterabschnitts 41,
der sich aus der zweiten Position des Schlitzes 91 erstreckt, verbunden,
um zwei Wicklungsumläufe
zu bilden.
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Zusätzlich sind
ein Abschnitt der Drahtlitze 40 des dritten Wicklungsunterabschnitts 42,
der sich am ersten Ende des Ständerkerns 50 aus
der dritten Position des Schlitzes Nr. 61 und der vierten Position des
Schlitzes Nr. 67 erstreckt, aufgeschnitten und ein Abschnitt der
Drahtlitze 40 des vierten Wicklungsunterabschnitts 44,
der sich an dem ersten Ende des Ständerkerns 50 aus der
dritten Position des Schlitzes Nr. 67 und einer vierten Position
des Schlitzes Nr. 73 erstreckt, sind ebenfalls aufgeschnitten. Ein
erstes aufgeschnittenes Ende 43c des dritten Wicklungsunterabschnitts 43 und
ein erstes aufgeschnittenes Ende 44c des vierten Wicklungsunterabschnitts 44 sind
verbunden, um eine Ständerwicklungsphasengruppe 44 mit
vier Umläufen
zu bilden, wobei die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41–44 in
Reihe geschaltet sind.
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Darüber hinaus
wird der Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten aufgeschnittenen
Ende 43c des dritten Wicklungsunterabschnitts 43 und
des ersten aufgeschnittenen Endes 44c des vierten Wicklungsunterabschnitts 44 ein
Brückenverbindungsabschnitt,
ein zweites aufgeschnittenes Ende 43d des dritten Wicklungsunterabschnitts 43 und
ein zweites aufgeschnittenes Ende 44d des dritten Wicklungsunterabschnitts 44 werden
entsprechend ein Sternpunkt N und eine Ausgabeleitung O.
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Insgesamt
werden sechs Ständerwicklungsphasengruppen 44 auf
gleiche Art ausgebildet, indem die Schlitze 50a in die
die Drahtlitzen 40 gewickelt werden jeweils immer um einen
Schlitz versetzt werden. Wie es in 11 dargestellt
ist, werden dann drei Ständerwicklungsphasengruppen 44 jeweils
in zwei Sternschaltungen verschaltet, um zwei Dreiphaseständerwicklungsabschnitte 53 zu
bilden und die Dreiphaseständerwicklungsabschnitte 53 sind
jeweils mit ihrem eigenen Gleichrichter 12 verbunden. Die
Gleichrichter 12 sind parallel geschaltet, so dass die
Gleichspannungsausgaben aus jedem der Gleichrichter kombiniert werden.
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Somit
sind die Drahtlitzen 40, die die ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitte 41–44 bilden
jeweils in einer Wellenwicklung gewickelt, so dass sie sich aus
ersten Schlitzen 50a an Endflächen des Ständerkerns 50 herauserstrecken,
zurückwinden und
in zweite Schlitze 50a sechs Schlitze entfernt wieder eintreten.
Die Drahtlitzen 40 sind jeweils derart gewickelt, dass
sie abwechselnd eine innere Lage und eine äußere Lage relativ zur Schlitztiefenrichtung (der
Radialrichtung) in jedem sechsten Schlitz belegen. Der erste Wicklungsunterabschnitt 41 und
der zweite Wicklungsunterabschnitt 42 sind umgekehrt gewickelt
und um einen elektrischen Winkel von 80° relativ zueinander versetzt.
Gleichermaßen
sind der dritte Wicklungsunterabschnitt 43 und der vierte Wicklungsabschnitt 44 ebenfalls
umgekehrt gewickelt und um einen elektrischen Winkel von 180° in Bezug
aufeinander versetzt.
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Wendeabschnitte 40a der
Drahtlitzen 40 erstrecken sich aus dem Ständerkern 50 und
sind zurückgewunden,
um Spulenenden zu bilden. Die Wendeabschnitte 40a, die
in einer im Wesentlichen identischen Form an beiden Axialenden des
Ständerkerns 50 ausgebildet
sind, sind in Umfangsrichtung und radial zueinander beabstandet
und ordentlich in zwei Verbindungsreihen angeordnet, um Spulenendgruppen
am Vorderende und Hinterende 51f, 51r zu bilden.
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Als
nächstes
wird die Montage des Ständers 81 unter
Bezugnahme auf die 12–19C erläutert.
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Wie
es in 12 dargestellt ist, werden zunächst 12
lange Drahtlitzen 40 gleichzeitig in der gleichen Ebene
gebogen, um eine Blitzform zu bilden. Dann wird die Wicklungsbaugruppe 60a,
wie sie in den 14A, 14B dargestellt
ist durch progressives Falten der Litzen in rechten Winkeln, wie
es durch den Pfeil in 13 dargestellt ist und unter Verwendung
eines Werkzeugs vorbereitet. Zusätzlich
wird die Wicklungsbaugruppe 60B, die Überbrückungsverbindungen und Ausgabeleitungen
aufweist, wie sie in den 15A, 15B dargestellt ist, gleichermaßen vorbereitet.
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Darüber hinaus
wird, wie es in 16 dargestellt ist, jede Drahtlitze 40 durch
Biegen in einem planaren Muster, in dem gerade Abschnitte 40b verbunden
durch Wendeabschnitte 40a in einer Teilung von sechs Schlitzen
(6P) aneinander gereiht sind, ausgebildet. Benachbarte
gerade Abschnitte 40b sind mittels der Wendeabschnitte 40a um
einen Abstand gleich einer Breite W der Drahtlitze 40 versetzt.
Die Wicklungsbaugruppen 60A, 60B sind durch Anordnen
von sechs Drahtlitzenpaaren, so dass sie in einer Teilung von einem
Schlitz voneinander versetzt sind, aufgebaut, wobei jedes Drahtlitzenpaar
aus zwei Drahtlitzen 40, die in dem obigen Muster ausgebildet sind,
aufgebaut ist und die Drahtlitzen in einer Teilung von sechs Schlitzen
versetzt sind und derart angeordnet sind, dass sich die geraden
Abschnitte 40b, wie es in 17 dargestellt
ist, überlappen.
Sechs Endabschnitte der Drahtlitzen 40 erstrecken sich
an der ersten und zweiten Seite an ersten und zweiten Enden der
Wicklungsbaugruppen 60a, 60b nach außen. Ferner
sind die Wendeabschnitte 40a, die die Spulenenden bilden
derart angeordnet, dass sie sich in Reihen auf den ersten und zweiten
Seitenabschnitten der Wicklungsbaugruppen 60a, 60b aneinanderreihen.
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Zwischenzeitlich
wird ein quaderförmiger mehrschichtiger
Kern 46 vorbereitet, wie es in 18 dargestellt
wird, indem eine vorbestimmte Anzahl an Blechen aus einem SPCC-Material,
bei dem es sich um ein magnetisches Material handelt, die mit trapezförmigen Schlitzen 46a in
einer vorbestimmten Teilung (einem elektrischen Winkel von 35°) ausgebildet sind,
geschichtet wird und ein Außenabschnitt
davon laserverschweißt
wird.
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Wie
es in 19A dargestellt ist, sind die Isolatoren 52 in
den Schlitzen 46a des quaderförmigen mehrschichtigen Kerns 46 angebracht
und die geraden Abschnitte der zwei Wicklungsbaugruppen 60A, 60B werden
derart eingebracht, dass sie sich in jedem der Schlitze 46a stapeln.
Somit sind die zwei Wicklungsbaugruppen 60A, 60B in
dem quaderförmigen
mehrschichtigen Kern 46 angebracht, wie es in 19B dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt sind die
geraden Abschnitte 40b der Drahtlitzen 40 in Reihen
von vier in einer Radialrichtung innerhalb der Schlitze 46a angeordnet
und gegenüber
dem quaderförmigen
mehrschichtigen Kern 46 durch die Isolatoren 42 isoliert.
Die zwei Wicklungsbaugruppen 60A, 60B sind eine über der
anderen gestapelt, wenn sie in dem quaderförmigen mehrschichtigen Kern 46 angebracht
sind.
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Als
nächstes
wird der quaderförmige
mehrschichtige Kern 46 aufgerollt und seine Enden auf Stoß gebracht
und miteinander verschweißt,
um den zylindrischen Ständerkern 50 zu
erzielen, wie er in 19C dargestellt ist. Durch Aufrollen
des quaderförmigen
mehrschichtigen Kerns 46 nehmen die Schlitze 46a (entsprechend
der Schlitze 50a in dem Ständerkern) eine im Wesentlichen
rechteckige Querschnittsform an und die Öffnungsabschnitte der Schlitze
(entsprechend den Öffnungsabschnitten
der Schlitze 50a) werden kleiner als die Schlitzbreitendimension
der geraden Abschnitte 40b. Dann werden die Ständerwicklungsphasengruppen 54 durch
miteinander Verbinden der Endabschnitte der Drahtlitzen 40 ausgebildet
und zwar auf Basis des Verbindungsverfahren, wie es in 10 dargestellt
ist.
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Danach
werden die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 durch
Eintauchen der Spulenendgruppen 51f am Vorderende des Ständers, der auf
diese Art und Weise vorbereitet wurde, um einen vorbestimmten Betrag
in einen Lack, der in flüssiger Form
in einem Tauchbehälter 36 aufgenommen
ist und Eintauchen der Spulenendgruppe 51r am Hinterende
um einen vorbestimmten Betrag in den Lack, der in dem Tauchbehälter 36 aufgenommen
ist, dann Herausheben des Ständers
und Trocknen und Aushärten
lassen der elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 ausgebildet,
so dass sie die Oberflächen
der Scheitelabschnitte der Wendeabschnitte 40a bedecken
und die Räume
zwischen den Scheitelabschnitten der radial benachbarten Wendeabschnitten 40a befüllen, um
den Ständer 81,
wie er in 9 dargestellt ist, zu erzielen.
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Weil
gemäß Ausführungsform
4 die Oberflächen
der Spulenenden, in anderen Worten die Oberflächen der Scheitelabschnitte
der Wendeabschnitte 40a, die die Spulenendgruppen 51f, 51r bilden
durch die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 bedeckt
sind, wird ein Freiliegen des Kupfermaterials, in anderen Worten
der elektrischen Leiter der Drahtlitzen 40, durch die elektrisch
isolierenden Kunstharzabschnitte 35 verhindert, selbst
wenn die isolierende Beschichtung auf den Scheitelabschnitten der
Wendeabschnitte 40a beschädigt wird, wenn die Drahtlitzen 40 gebogen
werden. Ferner sind die Räume
zwischen den benachbarten Wendeabschnitte 40a mit den elektrisch
isolierenden Kunstharzabschnitten 35 befüllt und
die Räume
zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Wendeabschnitte 40a sind
gesichert.
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Folglich
können
die gleichen Effekte wie bei dem ersten Beispiel oben auch bei der
Ausführungsform
4 erzielt werden.
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Bei
der Ausführungsform
4 ist die Ständerwicklung 51 den
ersten bis vierten Wicklungsunterabschnitten 41–44 aufgebaut,
in denen jeweils eine Drahtlitze 40 derart gewickelt ist,
dass sie abwechselnd eine innere Lage und eine äußeren Lage in einer Schlitztiefenrichtung
innerhalb jedes sechsten Schlitzes 50a belegt, wobei die
Drahtlitze außerhalb der
Schlitze 50a in axialen Endflächen des Ständerkerns 50 zurückgewunden
ist. Die zwei Wicklungsbaugruppen 60A, 60B, die
verwendet werden, sind durch ein Paar aus ersten und zweiten Wicklungsgruppen
gebildet, wobei die erste Wicklungsgruppe durch sechs erste Wicklungsunterabschnitte 41 (dritte
Wicklungsunterabschnitte 43), die in einer Teilung von
eine Schlitz zueinander angeordnet sind und eine zweite Wicklungsgruppe,
die durch sechs zweite Wicklungsunterabschnitte 42 (vierte
Wicklungsunterabschnitte 44), die in einer Teilung von
einem Schlitz zueinander angeordnet sind, gebildet ist, wobei die zweiten
Wicklungsunterabschnitte 42 (vierten Wicklungsunterabschnitte 44)
umgekehrt gewickelt sind und um einen elektrischen Winkel von 180° relativ
zu den ersten Wicklungsunterabschnitten 41 (den dritten
Wicklungsunterabschnitten 43) versetzt sind. Die zwei Wicklungsbaugruppen 60A, 60B sind
in zwei Reihen in Radialrichtung in dem Ständerkern 50 eingebracht.
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Da
die Wicklung mit einem Umlauf aus einer Drahtlitze 40 gebildet
ist, ist die Anzahl der Verbindungen verglichen mit der Ausführungsform
1, in der die Wicklung mit einem Umlauf aus einer Vielzahl von U-förmigen Spulensegmenten 30 gebildet
ist signifikant reduziert, wodurch die Produktivität des Ständers verbessert
wird, das Erweichen der elektrischen Leiter aufgrund des Verschweißens vermieden
wird, die Steifigkeit des Ständers
verbessert wird und dadurch ermöglicht
wird magnetische Geräusche
zu reduzieren.
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Da
die Spulenendgruppe 51f am Vorderende durch die Wendeabschnitte 40a gebildet
ist, kann die Höhe,
in der die Spulenendgruppe 51f am Vorderende von der Endfläche des
Ständerkerns 50 vorragt, verglichen
mit der Ausführungsform
1 reduziert werden, bei der die Spulenendgruppe 51f des
Vorderendes durch miteinander Verbinden der freien Enden 30c der
Spulensegmente 30 aufgebaut ist. Somit kann der Luftwiderstand
der Spulenendgruppe 51f am Vorderende verringert werden,
wodurch die Möglichkeit
geschaffen wird Windgeräusche,
die von der Drehung des Läufers 7 herrühren zu
vermindern und eine Spulenkriechreaktanz wird reduziert, wodurch die
Ausgabe und der Wirkungsgrad verbessert werden.
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Durch
Installieren der Wicklungsbaugruppen 60A, 60B im
Ständerkern 50 in
zwei Reihen werden darüber
hinaus auf einmal sechs Ständerwicklungsphasengruppen 54 in
den Ständerkern 50 gewickelt, was
es ermöglicht
die Montage signifikant zu verbessern.
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Da
die Wendeabschnitte 40a in Umfangsrichtung so angeordnet
sind, dass sie sich radial in zwei Reihen aneinanderreihen, sind
die Wendeabschnitte 40a, die die Spulenendgruppen 51f, 51r bilden
jeweils in zwei Radialreihen verteilt, wodurch die Höhen, um
die sich die Spulenendgruppen 51f, 51r von den Endflächen des
Ständerkerns 50 erstrecken, reduziert
werden. Somit kann der Luftwiderstand der Spulenendgruppen 51f, 51r vermindert
werden, wodurch es ermöglicht
wird Windgeräusche,
die aus der Rotation des Läufers 7 resultieren
zu vermindern.
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Aufgrund
dessen, dass die Wendeabschnitte 40a leicht in eine im
Wesentlichen identischen Form ausgebildet werden können, können die
Spulenendgruppen 51f, 51r, die beide durch die
Wendeabschnitte 40a gebildet werden in einer im Wesentlichen
identischen Form ausgebildet werden. Somit werden Unregelmäßigkeiten
auf den radial inneren Flächen
der Spulenendgruppen 51f, 51r in Umfangsrichtung
vermindert, wodurch Windgeräusche
reduziert werden, die zwischen dem Läufer 7 und den Spulenendgruppen 51f, 51r erzeugt
werden. Ferner wird die Kriechinduktivität am Vorder- und Hinterende gleich,
wodurch eine stabile Ausgabe bereitgestellt wird. Ferner wird die
Wärmeabfuhr
in jedem der Wendeabschnitte 40a gleichmäßig und
somit wird die Wärmeabfuhr
in den Spulenendgruppen 51f, 51r gleichmäßig, wodurch
die Kühlung
der Ständerwicklung 51 verbessert
wird.
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Darüber hinaus
weist bei jeder der obigen Ausführungsformen
die Ständerwicklungsphasengruppe
vier Umläufe
auf, aber die Ständerwicklungswicklungsphasengruppen
der vorliegenden Erfindung sind nicht auf vier Umläufe beschränkt und
können
z. B. zwei Umläufe
oder sechs Umläufe
aufweisen.
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Weil
bei der vorliegenden Erfindung die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 derart aufgebracht
und ausgebildet sind, dass die elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitte 35 die
Flächen
der Scheitelabschnitte der Spulenenden bedecken, nimmt der Effekt
darüber
hinaus zu, wenn die Erfindung bei einem Ständerkern mit einer größeren Anzahl
an Schlitzen zum Einsatz kommt, bei dem die Trennung zwischen den
Spulenenden kleiner wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf die obige Art und Weise aufgebaut
und weist die unten beschriebenen Effekte auf.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Ständer
für eine
Lichtmaschine bereitgestellt, wobei der Ständer umfasst:
einen zylindrischen
Ständerkern
mit mehreren Schlitzen, die sich in einer vorbestimmten Teilung
in Umfangsrichung axial erstrecken; und
eine Ständerwicklung,
die in dem Ständerkern
angebracht ist,
wobei die Ständerwicklung mehrere Wicklungsunterabschnitte
umfasst, die jeweils durch Einbringen elektrisch isolierender Drahtlitzen
in Schlitze, die eine vorbestimmte Anzahl an Schlitzen voneinander
entfernt sind, so dass sie unterschiedliche Lagen in Bezug auf eine
Schlitztiefenrichtung bilden und Verbinden der unterschiedlichen
Lagen in Schlitzen, die die vorbestimmte Anzahl von Schlitzen voneinander
entfernt in Reihe außerhalb
der Schlitze in einem vorbestimmten Schaltungsmuster um Spulenenden
zu bilden im Ständerkern
angebracht sind,
wobei die Spulenenden in Umfangsrichtung ausgerichtet
und voneinander beabstandet sind, um zwei Spulenendgruppen der Ständerwicklung
zu bilden,
einen elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt
der Oberflächen
der Scheitelabschnitte der Spulenenden, die wenigstens eine der
Spulenendgruppen bilden, bedeckt, während Luftdurchgangsräume zwischen
in Umfangsrichtung benachbarten Spulenenden gesichert werden, wodurch
ein Ständer
für eine Lichtmaschine
bereitgestellt wird, der es ermöglicht die
Zuverlässigkeit
und die Leistungsfähigkeit
zu verbessern, ohne die Kühlung
der Spulenendgruppen zu vermindern.
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Die
Spulenenden jeder der zwei Spulenendgruppen sind in Umfangsrichtung
um den Ständerkern
so angeordnet, dass sie sich in zwei Reihen radial aneinanderreihen,
wodurch es ermöglicht
wird die axiale Länge
der Spulenendgruppen kurz zu halten.
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Die
Scheitelabschnitte der Spulenenden sind in einer Zickzack-Anordnung
angeordnet, wodurch es ermöglicht
wird den elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt derart aufzubringen
und auszubilden, dass er zuverlässig
die Oberflächen
der Scheitelabschnitte der Spulenenden bedeckt.
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Räume zwischen
den radial benachbarten Scheitlabschnitten der Spulenenden des Ständerkerns
können
mit elektrisch isolierendem Kunstharzabschnitt befüllt werden,
wodurch die Festigkeit der Spulenendgruppen erhöht wird, wodurch es ermöglicht wird
magnetische Geräusche
zu reduzieren.
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Die
Drahtlitzen können
mit einer flachen Querschnittsform ausgebildet werden, wodurch es ermöglicht wird
den elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt in einer gleichmäßigen Schichtstärke auf
die Oberflächen
der Scheitelabschnitte der Spulenenden aufzubringen und dadurch
die Isolationszuverlässigkeit
zu erhöhen.
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Der
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt kann auf den Scheitelabschnitten
der Spulenenden durch Lackieren bzw. Streichen ausgebildet werden,
wodurch es ermöglicht
wird die Luftdurchgangsräume
zwischen den in Umfangsrichtung benachbarten Spulenenden leicht
auszubilden.
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Der
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt kann durch Sprühlackieren
auf den Scheitelabschnitten der Spulenenden ausgebildet werden, wodurch
die Lackiergerätschaft
vereinfacht wird, wodurch es ermöglicht
wird den elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt bei niedrigen
Kosten auszubilden.
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Der
elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt kann unter Verwendung
eines Fluidbettbeschichtungsverfahrens auf den Scheitelabschnitten der
Spulenenden ausgebildet werden, wodurch die Notwendigkeit für eine Abdeckung
vermieden wird, wodurch der Vorgang des Aufbringens des elektrisch isolierenden
Kunstharzes verbessert wird.
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Das
als elektrisch isolierende Kunstharzabschnitt verwendete Kunstharz
kann als seine Hauptkomponente ein Epoxidkunstharz mit einer vorbestimmten
Viskosität
aufweisen, so dass das Kunstharz sich beim Trocknen oder Aushärten nicht
von den Scheitelabschnitten der Spulenenden verteilt oder an anderen
Abschnitten der Drahtlitzen als den Scheitelabschnitten anhaftet,
wodurch Luftdurchgangsräume
zwischen in Umfangsrichtung benachbarten Spulenenden gesichert werden
und ermöglicht
wird Verminderungen in der Kühlung
zu vermeiden.
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Ein
Einkomponentenkunstharz, das bei Raumtemperatur aushärtet, kann
für den
elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt verwendet werden, wodurch
die Notwendigkeit für
einen Trockenofen vermieden wird, wodurch es ermöglicht wird den elektrisch
isolierenden Kunstharzabschnitt bei niedrigen Kosten auszubilden.
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Ein
Zweikomponentenkunstharz, das bei Raumtemperatur aushärtet, kann
für den
elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt verwendet werden, wodurch
die Lagerung der Lackkomponenten verbessert wird und es ermöglicht wird
das Lackieren leicht auszuführen.
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Ein
wärmehärtender
Epoxidpulverlack kann für
den elektrisch isolierenden Kunstharzabschnitt verwendet werden,
wodurch ein elektrisch isolierender Kunstharzabschnitt mit überragender
Festigkeit und Wärmebeständigkeit
bereitgestellt werden kann.
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Die
Drahtlitzen können
aus Spulensegmenten aufgebaut sein, bei denen es sich um elektrisch isolierte
elektrische Leiter, die in einer im Wesentlichen U-Form ausgebildet
sind, handeln kann und wobei jeder der Wicklungsunterabschnitte
durch Einbringen der Spulensegmente in Schlitze eine vorbestimmte
von Schlitzen entfernt, so dass unterschiedliche Lage relativ zu
einer Schlitztiefenrichtung gebildet werden und Biegen und Verbinden
der freien Enden der Spulenenden, die sich aus den Schlitzen der vorbestimmten
Anzahl an Schlitzen entfernt erstrecken und die eine Verbindung
miteinander erfordern, aufgebaut sein kann, wodurch es ermöglicht wird
die Ständerwicklung
durch Einbringen der Spulensegmente in den Ständerkern nach dem Vorbereiten
des zylindrischen Ständerkerns
vorbereitet werden kann, wodurch die Herstellung des Ständers vereinfacht wird.
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Die
U-förmigen
Spulensegmente können von
einem axialen Ende des Ständerkerns
in die Schlitze eingebracht werden, wodurch die Spulenenden die
jede der Spulenendgruppen bilden in einer im Wesentlichen identischen
Form ausgebildet werden können,
wodurch die Anordnungsfähigkeit
der Spulenenden zunimmt.
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Die
Drahtlitzen können
kontinuierliche Drähte
sein, die aus elektrisch isolierenden elektrischen Leitern aufgebaut
sind, wodurch die Spulenenden durch Wendeabschnitte aus kontinuierlichem
Draht aufgebaut sind, wodurch die axiale Höhe der Spulenendgruppen reduziert
wird.
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Die
Wicklungsunterabschnitte können
durch wenigstens eine Wicklungsbaugruppe gebildet sein, die aus
einem Paar erster und zweiter Wicklungsgruppen gebildet ist, wobei
die erste Wicklungsgruppe mehrere erste Wicklungsunterabschnitte
mit jeweils einem Umlauf und aufgebaut durch Wickeln einer der elektrisch
isolierten Drahtlitzen, so dass sie sich außerhalb der Schlitzen an axialen
Endflächen des
Ständerkerns
zurückwindet
und abwechselnd eine inner Lage und eine äußere Lage in einer Schlitztiefenrichtung
innerhalb der Schlitze in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl
an Schlitzen belegt, umfasst, wobei die ersten Wicklungsunterabschnitte
in einer Teilung von einem Schlitz voneinander und gleich der Anzahl
der vorbestimmten Anzahl an Schlitzen angeordnet sind und wobei
die zweite Wicklungsgruppe mehrere zweite Wicklungsunterabschnitte
umfasst, die jeweils einen Umlauf aufweisen, der durch Wickeln einer
der Drahtlitzen, so dass sie sich außerhalb der Schlitze an axialen
Endflächen des
Ständerkerns
zurückwindet
und abwechselnd eine innere Lage und eine äußere Lage in einer Schlitztiefenrichtung
innerhalb der Schlitze in Intervallen einer vorbestimmten Anzahl
an Schlitzen belegt, so dass sie umgekehrt und versetzt um einen elektrischen
Winkel von 180° relativ
zu den ersten Wicklungsunterabschnitten gewickelt sind, aufgebaut ist,
wobei die zweiten Wicklungsunterabschnitte in einer Teilung von
einem Schlitz zueinander angeordnet und gleich der Zahl der vorbestimmten
Anzahl an Schlitze angeordnet sind, wodurch die vorliegende Erfindung
für eine
Ständerwicklung
mit einer Vielzahl an Wendungen in jeder Ständerwicklungsphasengruppe geeignet
ist und zwar einfach indem die Anzahl der Wicklungsbaugruppen erhöht wird.