ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Wicklung, Wicklungsanordnung und Komponente für eine elektrische Maschine Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wicklung, eine Wicklungsanordnung, eine Komponente für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine, eine Ge- triebeeinrichtung, einen elektrischen Achsantrieb und ein Kraftfahrzeug. Elektrische Maschinen können Komponenten mit Wicklungen aus beispielsweise Kupferdrähten zum Leiten von elektrischer Energie zum Erzeugen von Magnetfeldern umfassen. Die Sehnung von solchen Wicklungen kann als Flachdrahtwicklung an- hand zusätzlicher Verschaltungselemente oder Lost und Additional Motion auf einer kompletten Wickellage der Komponente realisiert sein. Entsprechend kann es zwei verschieden große Wickelköpfen (axial und radial) außerhalb Blechpaket geben. Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Wicklung, eine verbesserte Wicklungsanordnung, eine verbesserte Komponente für eine elektri- sche Maschine, eine verbesserte elektrische Maschine, eine verbesserte Getriebe- einrichtung, einen verbesserten elektrischen Achsantrieb und ein verbessertes Kraft- fahrzeug gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Mit der hier vorgestellten Wicklung können vorteilhafter das Kupfergewicht zur Reali- sierung der Sehnung minimiert und Materialkosten eingespart werden. Außerdem weist die Wicklung eine gute Herstellbarkeit sowie eine kompakte Verschaltung auf. Eine Wicklung ist für eine Komponente einer elektrischen Maschine vorgesehen, wo- bei die Komponente ein ringförmiges Blechpaket mit einer Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket erstreckenden Nuten zum Aufnehmen von Teilsträngen der Wicklung in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen um- fasst. Dabei umfassen die Wickellagen mindestens eine radial äußerste Außenlage und eine radial innerste Innenlage, sowie mindestens eine benachbart zu der Außen- lage angeordnete zweite Wickellage, eine benachbart zu der zweiten Wickellage an- geordnete dritte Wickellage, eine benachbart zu der dritten Wickellage angeordnete vierte Wickellage und eine benachbart zu der vierten Wickellage und zwischen der
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 vierten Wickellage und der Innenlage angeordnete fünfte Wickellage. Dabei unter- scheidet sich eine durchschnittliche Spulenweite von Teilsträngen, die durch die In- nenlage und durch die Außenlage oder durch die zweite Wickellage und die dritte Wi- ckellage geführt sind, von einer anderen durchschnittlichen Spulenweite von anderen Teilsträngen, wobei die anderen Teilstränge durch die vierte Wickellage und die fünfte Wickellage geführt sind. Bei der elektrischen Maschine kann es sich zum Beispiel um einen elektrischen An- triebsmotor oder eine andere elektrische Maschine zum Beispiel für ein Fahrzeug handeln. Die elektrische Maschine kann verschiedene Komponenten umfassen, wie beispielsweise einen Rotor und einen Stator. Dabei kann die Komponente, beispiels- weise ein ringförmiger Stator, als Blechpaket aus mehreren Einzelblechen ausgebil- det sein, durch die sich die Nuten zum Aufnehmen der Teilstränge der Wicklung er- strecken. Die Nuten können entlang des Umfangs des Blechpakets durchnummeriert sein, sodass jeder Nut eine eindeutige Position zugewiesen sein kann. Jede der Nu- ten kann eine Mehrzahl von Teilsträngen aufnehmen, die dabei radial benachbart in der Nut angeordnet sein können. Die Anzahl von Teilsträngen, die von einer Nut auf- genommen werden können, kann einer Anzahl der Wickellagen entsprechen. Somit können die Wickellagen unterschiedliche Abschnitte der Nuten darstellen. Bei der Wicklung kann es sich beispielsweise um eine Flachdrahtwicklung handeln, deren einzelne Teilstränge zum Beispiel als sogenannte Hairpin-Drähte ausgebildet sein können, das heißt als elektrisch leitfähige Drähte mit einer haarnadelähnlichen Geo- metrie, die auf einer Twistseite der Komponente miteinander verschaltet sein können. Dabei können Hairpins mit unterschiedlicher Spulenweite eingesetzt werden, wobei die Spulenweite von dem Einsatzort des jeweiligen Teilstrangs abhängen kann. Bei der hier vorgestellten Wicklung können Teilstränge, die durch die Innenlage, die Au- ßenlage, die zweite Wickellage und die dritte Wickellage geführt sind eine konstante Spulenweite aufweisen, während die Spulenweite von anderen Teilsträngen, die durch die vierte und fünfte Wickellage geführt sind, beispielsweise variabel sein kann. dabei kann unter einer Spulenweite die Länge einer Teilstrangs der Wicklung ver- standen werden. Beispielsweise können Hairpins in den Lagen 1&N, das heißt in der Innenlage und der Außenlage, und in den Lagen 2 und 3 eine Spulenweite von q*m aufweisen, wobei q der vorgegebenen Lochzahl der Wicklung entsprechen kann und
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 m der Anzahl der verwendeten Phasen. Hairpins in den Wickellagen 4 und 5, sowie in möglichen weiteren Wickellagen, zum Beispiel in Lagen 6 und 7 (bei n Lagen kann es sich um die Lagen n-1 und n-2 handeln), können hingegen eine durchschnittliche Spulenweite von q*m-s aufweisen, wobei s der Anzahl der Nuten (Slots) entsprechen kann. Vorteilhafterweise können dadurch nur in einer der Lagen 4 und 5, 6 und 7 be- ziehungsweise allgemein n-2 und n-1 Hairpins mit unterschiedlichen Spulenweiten geben. Hairpins in jeden übrigen Lagen können eine konstante Spulenweite aufwei- sen. Vorteilhafterweise können damit bei der Herstellung der Wicklung Zeit und Kos- ten eingespart werden. Zudem können beispielsweise auf Twistseite alle Hairpins in einem gleichen Twistwinkel ausgerichtet sein, beispielsweise von (q*m-s)/2 Nuten. Dadurch kann vorteilhafterweise eine kompakte Verschaltung erzielt werden sowie eine reduzierte Wickelkopfhöhe. Dadurch kann insgesamt der Bauraumbedarf der gesamten Komponente sowie das Kupfergewicht verkleinert werden. Gemäß einer Ausführungsform können die Teilstränge und zusätzlich oder alternativ die anderen Teilstränge alternierend miteinander verschaltet sein. Die einzelnen Teil- stränge können zum Beispiel als Hairpins in die entsprechenden Nuten in das Blech- paket gesteckt und an einer Twistseite der Wicklung miteinander verschaltet werden. Dabei können beispielsweise zwei freie Endabschnitte von zwei Teilsträngen aufei- nander zu gebogen und zum Beispielsiel elektrisch leitfähig miteinander gekoppelt beziehungsweise umeinander getwistet werden. Beispielsweise kann ein erster Teil- strang mit einem in einer anderen Wickellage angeordneten zweiten Teilstrang ver- schaltet sein. Der zweite Teilstrang kann wiederum mit einem dritten Teilstrang in ei- ner wiederum anderen Wickellage verschaltet sein und der dritte Teilstrang kann sei- nerseits mit einem vierten Teilstrang verschaltet sein. Dabei kann die Verschaltung der einzelnen Teilstränge lagenübergreifend ausgeführt sein. Vorteilhafterweise kann die Wicklung optimiert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine erste Anzahl der Teilstränge und der anderen Teilstränge entlang einer ersten Hauptrichtung der Wicklung gewickelt sein und eine zweite Anzahl der Teilstränge und der anderen Teilstränge der Wick- lung kann entlang einer zur ersten Hauptrichtung gegenläufigen zweiten Hauptrich- tung der Wicklung gewickelt sein. Beispielsweise kann die Wicklung 18 Teilstränge
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 umfassen, die in beispielsweise sechs Wickellagen entlang des ringförmigen Blech- pakets gewickelt sein können. Dabei können zum Beispiel die Teilstränge 1 bis 9 in der ersten Hauptrichtung gewickelt sein, beispielsweise im Uhrzeigersinn entlang der Ringform. Die Teilstränge 10 bis 18 können dann in der gegenläufigen zweiten Hauptrichtung gewickelt sein, also beispielsweise gegen den Uhrzeigersinn. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein erster Teilstrang der anderen Teil- stränge einen ersten Eingangsabschnitt, einen ersten Ausgangsabschnitt und einen den ersten Eingangsabschnitt und den ersten Ausgangsabschnitt verbindenden ers- ten Verbindungsabschnitt aufweisen. Dabei kann der erste Eingangsabschnitt in ei- ner ersten Eingangsnut der Nuten und in einer ersten Eingangslage der Wickellagen angeordnet sein und der erste Ausgangsabschnitt kann in einer von der ersten Ein- gangsnut entlang eines Umfangs des Blechpakets beabstandeten ersten Ausgangs- nut der Nuten und in einer ersten Ausgangslage der Wickellagen angeordnet sein. Dabei kann der erste Ausgangsabschnitt mit einem zweiten Eingangsabschnitt eines zweiten Teilstrangs der Teilstränge verschaltet sein, wobei der zweite Eingangsab- schnitt in einer zweiten Eingangsnut der Nuten und in einer zweiten Eingangslage der Wickellagen angeordnet sein kann. Der erste Eingangsabschnitt und der erste Ausgangsabschnitt können beispielsweise als im wesentlichen parallele Schenkel des Haarnadel-Drahtes verstanden werden, die über den Verbindungsabschnitt bei- spielsweise an einer Kronenseite der Wicklung miteinander verbunden sein können. Der erste Eingangsabschnitt und der erste Ausgangsabschnitt können in unter- schiedlichen Nuten an unterschiedlichen radialen Positionen sowie in unterschiedli- chen Wickellagen des Blechpakets angeordnet sein, sodass die freien Enden des Haipins an der Twistseite radial und zusätzlich oder alternativ entlang des Umfangs beabstandet zueinander angeordnet sein können. Weist das Blechpaket beispiels- weise sechs Wickellagen auf, so kann der erste Eingangsabschnitt zum Beispiel in der vierten Wickellage angeordnet sein. Auf der Kronenseite kann der erste Ein- gangsabschnitt durch den ersten Verbindungsabschnitt zum Beispiel über mehrere Nuten des Blechpakets hinweg mit dem ersten Ausgangsabschnitt verbunden sein, der beispielsweise in der benachbarten fünften Wickellage der Wicklung angeordnet sein kann. Der erste Ausgangsabschnitt kann mit dem zweiten Eingangsabschnitt
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 eines ähnlich ausgeformten zweiten Teilstrangs in einer anderen Wickellage ver- schaltet sein. Zudem können die erste Ausgangslage und die zweite Eingangslage zueinander be- nachbart angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Teilstrang mit dem in einer benachbarten Wickellage angeordneten zweiten Teilstrang verschaltet sein. Der zweite Teilstrang kann wiederum mit einem dritten Teilstrang in einer wiederum be- nachbart angeordneten Wickellage verschaltet sein und der dritte Teilstrang kann seinerseits mit einem vierten Teilstrang verschaltet sein. Dabei kann die Verschal- tung der einzelnen Teilstränge lagenübergreifend ausgeführt sein und dem jeweiligen Muster des ersten Teilstrangs und des zweiten Teilstrangs folgen. Vorteilhafterweise kann die Wicklung dadurch mit reduzierter Wickelkopfhöhe, geringem Bauraumbe- darf und minimalem Materialaufwand hergestellt sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann zwischen der ersten Ausgangslage und der zweiten Eingangslage mindestens eine sich von der ersten Ausgangslage und der zweiten Eingangslage unterscheidende Zwischenlage der Wickellagen ange- ordnet sein. Beispielsweise kann der erste Teilstrang durch die vierte und die fünfte Wickellage geführt sein und ausgehend von der fünften Wickellage mit einem in die zweite Wickellage eingehenden zweiten Teilstrang verschaltet sein. Somit können zwischen der Ausgangslage des ersten Teilstrangs und der Eingangslage des zwei- ten Teilstrangs die dritte und die vierte Wickellage angeordnet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein weiterer Teilstrang der Wicklung durch eine weitere Eingangsnut und eine weitere Ausgangsnut innerhalb der Außen- lage geführt sein. Wenn beispielsweise eine erste Anzahl von Teilsträngen entlang einer ersten Hauptrichtung der Wicklung gewickelt ist, die beispielsweise einer Rich- tung im Uhrzeigersinn rund um das Blechpaket entsprechen kann, so kann durch die Positionierung des weiteren Teilstrangs diese Wickelrichtung vorteilhafterweise um- gekehrt werden. Dabei kann der weitere Teilstrang beispielsweise in einer weiteren Eingangsnut der Außenlage eingehen und in einer entlang des Blechpakets von der weiteren Eingangsnut beabstandeten weiteren Ausgangsnut wieder ausgehen.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Alternativ kann der weitere Teilstrang statt in der Außenlage auch innerhalb der In- nenlage geführt sein. Zudem wird eine Wicklungsanordnung mit mindestens einer ersten Teilwicklung und einer zweiten Teilwicklung vorgestellt. Dabei entspricht die erste Teilwicklung und zu- sätzlich oder alternativ die zweite Teilwicklung einer Variante der zuvor vorgestellten Wicklung. Beispielsweise kann eine Wicklungsanordnung zwei oder drei Teilwicklun- gen umfassen, die parallel zueinander nach einem gleichen oder ähnlichen Schema gewickelt sind. Dabei können zum Beispiel alle Teilwicklungen die gleiche Phase füh- ren. Zudem wird eine Komponente für eine elektrische Maschine mit einer Variante der zuvor vorgestellten Wicklung vorgestellt. Die Komponente umfasst zudem das ring- förmige Blechpaket mit der Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket erstrecken- den Nuten zum Aufnehmen der Teilstränge der Wicklung in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen. Durch diese Kombination können vorteilhaf- terweise die zuvor beschriebenen Vorteile optimal umgesetzt werden. Beispielsweise kann die Komponente drei der zuvor beschriebenen Wicklungen umfassen, um bei- spielsweise drei verschiedenen Phasen zu führen, wobei alle Wicklungen nach dem gleichen Wickelschema gewickelt sein können. Vorteilhafterweise kann dadurch eine kompakte Komponente mit optimierter Verschaltung der einzelnen Phasen realisiert sein. Eine elektrische Maschine kann eine genannte Komponente umfassen, die entweder als Stator oder als Rotor ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann die Komponente drei der genannten Wicklungen umfassen. Die elektrische Maschine eignet sich beispielsweise für einen elektrischen Achsan- trieb. Ein solcher elektrischer Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine genannte elektrischen Maschine, eine Getriebeeinrichtung und einen Stromrich- ter. Der Stromrichter kann beispielsweise als ein Wechselrichter ausgeführt sein. Un- ter Verwendung des Stromrichters kann ein zum Betreiben der elektrischen Ma- schine erforderlicher elektrischer Strom bereitgestellt werden. Unter Verwendung der
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Getriebeeinrichtung kann ein von der elektrischen Maschine bereitgestelltes Drehmo- ment in ein Antriebsmoment zum Antreiben zumindest eines Rads des Kraftfahr- zeugs umgewandelt werden. Die Getriebeeinrichtung kann ein Getriebe zum Redu- zieren der Drehzahl der elektrischen Maschine sowie optional ein Differenzial aufwei- sen. Entsprechend kann ein Kraftfahrzeug eine genannte elektrische Maschine und zu- sätzlich oder alternativ einen genannten elektrischen Achsantrieb umfassen. Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 eine schematische Seitenansicht einer Komponente einer elektrischen Ma- schine mit einer Wicklung gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig.2A eine schematische Teilansicht einer Wicklung gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel; Fig.2B eine schematische Teilansicht einer Wicklung gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel; Fig.3 eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wickelsche- mas für eine Wicklung; Fig.4 eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Wi- ckelschemas für eine Wicklung; Fig.5A eine schematische Darstellung eines weiteren Wickelschemas gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig.5B eine schematische Darstellung eines weiteren Wickelschemas gemäß einem Ausführungsbeispiel; Fig.6 eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines zusätzlichen Wickelschemas für eine Wicklung; Fig.7 eine schematische Darstellung eines ersten Teilstrangs gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel; Fig.8 eine schematische Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kompo- nente mit einer Wicklung;
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Fig.9a eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente mit einer Wicklung; Fig.9b eine schematische Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente mit einer Wicklung von der Twistseite; Fig.9c eine schematische Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente mit einer Wicklung von der Kronenseite; Fig.10a eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente mit einer Wicklung; Fig.10b eine schematische Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente mit einer Wicklung von der Twistseite; Fig.10c eine schematische Draufsichtsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente mit einer Wicklung von der Kronenseite; und Fig.11 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Aus- führungsbeispiel. In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegen- den Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Fig.1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Komponente 100 einer elektri- schen Maschine 105 mit einer Wicklung 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Komponente 100 ist lediglich beispielhaft als Stator ausgebildet und umfasst ein ring- förmiges Blechpaket 115 mit einer Mehrzahl von sich axial durch das Blechpaket er- streckenden Nuten zum Aufnehmen von Teilsträngen der Wicklung 110 in einer Mehrzahl von radial benachbart angeordneten Wickellagen. Die Wickellagen umfas- sen eine radial äußerste Außenlage, eine radial innerste Innenlage, eine benachbart zu der Außenlage angeordnete zweite Wickellage, eine benachbart zu der zweiten Wickellage angeordnete dritte Wickellage, eine benachbart zu der dritten Wickellage angeordnete vierte Wickellage und eine benachbart zu der vierten Wickellage und zwischen der vierten Wickellage und der Innenlage angeordnete fünfte Wickellage.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Die Teilstränge der Wicklung 110 sind lediglich beispielhaft als Flachdrähte zum Lei- ten eines elektrischen Energieflusses mit einer haarnadelähnlichen Geometrie aus- gebildet, weshalb sie auch als Hairpins oder Haarnadel-Drähte bezeichnet werden können. Beispielhaft weist jeder Hairpin zwei durch jeweils eine Nut des Blechpakets geführte Abschnitte oder Schenkel auf, die an einer Kronenseite 117 der Kompo- nente 100 miteinander verbunden sind. An einer der Kronenseite 117 gegenüberlie- genden Twistseite 118 sind die freien Enden jedes Haarnadel-Drahtes mit einem an- deren Draht verschaltbar. Die Wicklung 110 umfasst lediglich beispielhaft einen ersten Teilstrang A1, der mit einem ersten Eingangsabschnitt 120 in einer ersten Eingangsnut 122 angeordnet ist. Dabei ist der erste Eingangsabschnitt 120 innerhalb der ersten Eingangsnut 122 in diesem Ausführungsbeispiel in einer ersten Eingangslage positioniert. Lediglich bei- spielhaft handelt es sich bei der ersten Eingangslage um die vierte Wickellage der Wicklung A. An der Kronenseite 117 ist der erste Eingangsabschnitt 120 des ersten Teilstrangs A1 lediglich beispielhaft durch einen ersten Verbindungsabschnitt 124 mit einem ers- ten Ausgangsabschnitt 130 verbunden. Der erste Ausgangsabschnitt 130 ist in einem Ausführungsbeispiel in einer ersten Ausgangsnut 132 angeordnet und führt darin im Wesentlichen parallel zu dem ersten Eingangsabschnitt 120 von der Kronenseite 117 zur Twistseite 118. Dabei ist die erste Ausgangsnut 132 entlang eines Umfangs des Blechpakets 115 beabstandet zu der ersten Eingangsnut 122 angeordnet. In einem Ausführungsbeispiel sind die erste Eingangsnut 122 und die erste Ausgangsnut 132 sieben Nuten entfernt voneinander im Blechpaket 115 angeordnet. Zudem ist der erste Ausgangsabschnitt 130 innerhalb der ersten Ausgangsnut 132 lediglich bei- spielhaft in einer ersten Ausgangslage positioniert, bei der es sich in einem Ausfüh- rungsbeispiel um die fünfte Wickellage der Wicklung 110 handelt. Der erste Ausgangsabschnitt 130 ist beispielhaft mit einem zweiten Eingangsab- schnitt 140 des zweiten Teilstrangs A2 verschaltet. Der zweite Eingangsabschnitt 140 ist in einem Ausführungsbeispiel in einer zweiten Eingangsnut 142 in einer zwei- ten Eingangslage angeordnet, wobei die zweite Eingangsnut 142 beispielhaft
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 beabstandet zu der ersten Eingangsnut 122 und der ersten Ausgangsnut 132 positio- niert ist. Die zweite Eingangslage entspricht in einem Ausführungsbeispiel der be- nachbart zu der Außenlage angeordneten zweiten Wickellage. Der zweite Eingangs- abschnitt 142 ist lediglich beispielhaft über einen zweiten Verbindungsabschnitt 144 mit einem zweiten Ausgangsabschnitt 150 verbunden. Dabei ist der zweite Aus- gangsabschnitt 150 in einer zweiten Ausgangsnut 152 angeordnet, die entlang des Umfangs des Blechpakets 115 beabstandet zu der ersten Eingangsnut 122, der ers- ten Ausgangsnut 132 und der zweiten Eingangsnut 142 positioniert ist. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Ausgangsabschnitt 150 innerhalb der zwei- ten Ausgangsnut 152 in einer zweiten Ausgangslage angeordnet, wobei die zweite Ausgangslage lediglich beispielhaft der zwischen der zweiten und der vierten Wickel- lage angeordneten dritten Wickellage entspricht. In einem Ausführungsbeispiel sind die zweite Eingangsnut 142 und die erste Aus- gangsnut 152 neun Nuten entfernt voneinander im Blechpaket 115 angeordnet. Folg- lich ist die Spulenweite des zweiten Teilstrangs A2 größer als die Spulenweite des ersten Teilstrangs A1. Die Figuren 2A und 2B zeigen eine schematische Teilansicht einer Wicklung 110 ge- mäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellte Wicklung 110 entspricht oder ähnelt der in der vorangegangenen Figur beschriebenen Wicklung und umfasst einen ersten Teilstrang A1, einen zweiten Teilstrang A2 und einen dritten Teilstrang a3. In der hier gezeigten Abbildung sind das in Fig.1 beschriebene Blechpaket und die da- rin angeordneten Nuten zum Aufnehmen der Teilstränge A1, A2, a3 nicht dargestellt, um die Sichtbarkeit der einzelnen Teilstränge A1, A2, a3 zu verbessern. Der erste Teilstrang A1 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch die vierte und fünfte Wickellage der Wicklung 110 geführt und überspannt beispielhaft 7 Nuten. Der zweite Teilstrang A2, der in diesem Ausführungsbeispiel durch die zweite und dritte Wickellage geführt ist, überspannt hingegen lediglich beispielhaft 9 Nuten. In ähnli- cher Weise überspannt der dritte Teilstrang a3, der in diesem Ausführungsbeispiel durch die Außenlage und die Innenlage der Wicklung 110 geführt ist, ebenfalls bei- spielhaft 9 Nuten. Entsprechend ist eine durchschnittliche Spulenweite des zweiten
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Teilstrangs A2 und des dritten Teilstrangs a3 größer als die Spulenweite des ersten Teilstrangs A1. Fig.3 zeigt eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wickel- schemas 300 für eine Wicklung, wie sie in den vorangegangenen Figuren beschrie- ben wurde. Das hier dargestellte Wickelschema 300 ist beispielhaft ausgeführt für eine Komponente mit einem Blechpaket mit beispielhaft 54 Nuten und einer Lochzahl 3 zum Aufnehmen von insgesamt drei Wicklungen in denen beispielhaft die Phasen U, W und V führbar sind. Die Positionen 1 bis 54 der Nuten entlang des Umfangs des Blechpakets sind in den oberen drei Zeilen der Tabelle angegeben, wobei die oberste Zeile einer die U-Phase führenden Variante der beschriebenen Wicklung ent- spricht, die darunter angeordnete Zeile einer die W-Phase führenden Variante der beschriebenen Wicklung und die darunter angeordnete Zeile einer die V-Phase füh- renden Variante der beschriebenen Wicklung. In der vierten Zeile sind die Positionen der jeweiligen Anschlüsse der einzelnen Phasen angegeben, und in der darunter an- geordneten fünften Zeile die Verschaltung der Anschlüsse miteinander. Sechs Zeilen unterhalb der Positionsmarkierungen entsprechen beispielhaft sechs Wickellagen der Wicklung. Hierbei entspricht die oberste Zeile der radial äußersten Außenlage L1 der Wicklung. Benachbart zu der Außenlage L1 ist die zweite Wickel- lage L2 angeordnet, wobei die zweite Wickellage L2 ist in der hier gezeigten Tabelle unterhalb der Außenlage L1 angeordnet und als im Blechpaket radial benachbart an- geordnete Wickellage zu der Außenlage L1 zu verstehen ist. Die darunter angeord- nete Zeile bezeichnet gleichermaßen die radial benachbart zu der zweiten Wickel- lage L2 angeordnete dritte Wickellage L3. Gleichermaßen bezeichnet die darunter angeordnete Zeile die radial benachbart zu der dritten Wickellage L3 angeordnete vierte Wickellage L4 und die darunter angeordnete Zeile bezeichnet die radial be- nachbart zu der vierten Wickellage L4 angeordnete fünfte Wickellage L5. Dabei ist die fünfte Wickellage L5 zwischen der vierten Wickellage L4 und der radial innersten Innenlage L6 der Wicklung angeordnet, wobei letztere in der hier gezeigten Tabelle durch die Zeile unterhalb der fünften Wickellage L5 bezeichnet ist. In den untersten beiden Zeilen des Wickelschemas 300 sind Ein- und Ausgänge von Teilsträngen der Wicklung ausgehend von einer Twistseite der Wicklung markiert.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Wickelschema 300 lediglich bei- spielhaft anhand einer Wicklung der U-Phase dargestellt. Dabei sind die übrigen Wicklungen nach dem gleichen Schema wickelbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1, wie er in der vorangegangenen Figur 1 beschrieben wurde, an einer ersten Ein- gangsposition 2 in einer ersten Eingangsnut der Nuten und in einer ersten Eingangs- lage der Wickellagen angeordnet. Lediglich beispielhaft entspricht die erste Ein- gangslage in diesem Ausführungsbeispiel der fünften Wickellage L5 der Wickellagen und die erste Eingangsposition 2 entspricht einer Position der durchnummerierten 54 Nuten entlang des Umfangs der Wicklung. Der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1 ist beispielhaft an einer ersten Ausgangsposition 9 in einer von der ersten Eingangsnut entlang eines Umfangs des Blechpakets beabstandeten ersten Ausgangsnut der Nuten und in einer ersten Ausgangslage der Wickellagen angeord- net. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht die erste Ausgangslage der vierten Wi- ckellage L4. In einem Ausführungsbeispiel ist die Eingangsposition 2 der ersten Teil- strangs A1 sieben Nuten beabstandet von der Ausgangsposition 9 sowie beispielhaft in einer zu der Eingangslage benachbarten Ausgangslage angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teil- strangs A1 mit einem zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 der Teil- stränge verschaltet. Der zweite Eingangsabschnitt ist beispielhaft in der benachbart zu der vierten Wickellage L4 angeordneten dritten Wickellage L3 angeordnet. Dabei ist der zweite Eingangsabschnitt beispielhaft an einer zweiten Eingangsposition 2 an- geordnet. Dabei entspricht die zweite Eingangsposition 2 des zweiten Teilstrangs A2 der ersten Eingangsposition 2 des ersten Teilstrangs A1, wodurch der erste Ein- gangsabschnitt und der zweite Eingangsabschnitt entlang des Umfangs des Blech- pakets an der gleichen Position, dabei aber in radial voneinander beabstandeten Wi- ckellagen L3, L5 angeordnet sind. Der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teil- strangs A1 und der zweite Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 sind bei- spielhaft in einem Abstand von sieben Nuten zueinander angeordnet. Entsprechend
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 sind die Abschnitte mit 3,5 Twistschritten mit einander verschaltet, da dies der Hälfte der Anzahl der zu überspannenden Nuten entspricht. Der zweite Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 ist in diesem Ausführungs- beispiel in der zu der dritten Wickellage L3 benachbart angeordneten zweiten Wickel- lage L2 an einer zweiten Ausgangsposition 11 angeordnet. Die zweite Ausgangspo- sition 11 ist beispielhaft 9 Nuten beabstandet von der zweiten Eingangsposition 2 an- geordnet. Entsprechend weist der zweite Teilstrang A2 eine größere Spulenweite auf als der erste Teilstrang A1. Der zweite Ausgangsabschnitt der zweiten Teilstrangs A2 ist in einem Ausführungs- beispiel mit einem dritten Eingangsabschnitt eines dritten Teilstrangs a3 der Teil- stränge verschaltet, wobei der dritte Eingangsabschnitt in diesem Ausführungsbei- spiel an einer dritten Eingangsposition 18 in der Außenlage L1 angeordnet ist. Der dritte Teilstrang a3 überspannt in einem Ausführungsbeispiel die zwischen der Au- ßenlage L1 und der Innenlage L6 angeordneten Wickellagen L2, L3, L4, L5, wobei eine dritte Ausgangsposition 27 eines dritten Ausgangsabschnitts der dritten Teil- strangs neun Nuten beabstandet zu der dritten Eingangsposition 18 angeordnet ist. Folglich entspricht eine Spulenweite des dritten Teilstrangs a3 der Spulenweite des zweiten Teilstrangs A2, unterscheidet sich aber von der Spulenweite des ersten Teil- strangs A1. Ausgehend von der Innenlage L6 ist der dritte Teilstrang a3 lediglich beispielhaft mit einem vierten Teilstrang A4 der anderen Teilstränge verschaltet, der beispielhaft ähn- lich dem ersten Teilstrang A1 in der fünften Wickellage L5 eingeht und in der vierten Wickellage L4 ausgeht. Dabei ist eine vierte Eingangsposition 20 des vierten Teil- strangs A4 beispielhaft 8 Nuten beabstandet von einer vierten Ausgangsposition 28 des vierten Teilstrangs A4 angeordnet. Der vierte Teilstrang A4 ist beispielhaft mit einem fünften Teilstrang A5 der Teil- stränge verschaltet, der gleich dem zweiten Teilstrang A2 in der dritten Wickellage L3 eingeht und in der zweiten Wickellage L2 ausgeht.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Die übrigen Teilstränge und anderen Teilstränge der Wicklung sind entsprechend dem vorangehend beschriebenen Schema gewickelt und alternierend miteinander verschaltet. Dabei ist in einem Ausführungsbeispiel eine erste Hälfte der Teilstränge und der anderen Teilstränge entlang einer ersten Hauptrichtung H1 der Wicklung ge- wickelt und eine zweite Hälfte der Teilstränge und der anderen Teilstränge der Wick- lung ist entlang einer zur ersten Hauptrichtung gegenläufigen zweiten Hauptrichtung H2 der Wicklung gewickelt. Zur Umkehr der Wickelrichtung ist in einem Ausführungs- beispiel ein weiterer Teilstrang a27 der Wicklung durch eine weitere Eingangsnut und eine weitere Ausgangsnut innerhalb der Außenlage L1 geführt. Der weitere Teil- strang a27 ist lediglich beispielhaft mit einem achtundzwanzigsten Teilstrang a28 der Teilstränge verschaltet, der in einem Ausführungsbeispiel in die zweite Wickellage L2 eingeht und in der dritten Wickellage L3 ausgeht, wobei eine Eingangsposition und eine Ausgangsposition des achtundzwanzigsten Teilstrangs a28 neun Nuten beab- standet zueinander angeordnet sind. Dieser achtundzwanzigste Teilstrang a28 ist wiederum beispielhaft mit einem neunundzwanzigsten Teilstrang a29 der anderen Teilstränge verschaltet, der in einem Ausführungsbeispiel in die vierte Wickellage L4 eingeht und aus der fünften Wickellage L5 ausgeht, wobei eine Eingangsposition und eine Ausgangsposition des neunundzwanzigsten Teilstrangs a29 in einem Ausfüh- rungsbeispiel acht Nuten beabstandet zueinander angeordnet sind. Insgesamt sind in dem hier dargestellten Wickelschema 300 Eingangspositionen und Ausgangspositionen von Teilsträngen, die durch die Innenlage L6 und durch die Au- ßenlage L1 geführt sind, sowie von Teilsträngen, die durch die zweite Wickellage und die dritte Wickellage geführt sind, beispielhaft jeweils neun Nuten beabstandet vonei- nander angeordnet. Andere Teilstränge, die durch die vierte Wickellage L4 und die fünfte Wickellage L5 geführt sind, variieren hingegen in der Beanstandung der jewei- ligen Eingangspositionen und Ausgangspositionen, weisen dabei aber einen durch- schnittlichen Abstand von beispielhaft sieben Nuten auf. Das heißt, dass eine durch- schnittliche Spulenweite von Teilsträngen, die durch die Innenlage und durch die Au- ßenlage oder durch die zweite Wickellage und die dritte Wickellage geführt sind, sich von einer anderen durchschnittlichen Spulenweite von anderen Teilsträngen unter- scheidet, wobei die anderen Teilstränge durch die vierte Wickellage und die fünfte Wickellage geführt sind.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Fig.4 zeigt eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines weiteren Wickelschemas 400 für eine Wickelanordnung mit einer ersten Teilwicklung A und ei- ner zweiten Teilwicklung B. Dabei entsprechen beide Teilwicklungen A, B in diesem Ausführungsbeispiel einer Wicklung, wie sie in den vorangegangen Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Das hier dargestellte Wickelschema 400 ist beispielhaft ausgeführt für eine Kompo- nente mit einem Blechpaket mit beispielhaft 54 Nuten und einer Lochzahl 3 zum Auf- nehmen von insgesamt drei Wicklungen in denen beispielhaft die Phasen U, W und V führbar sind. Die Positionen 1 bis 54 der Nuten entlang des Umfangs des Blechpa- kets sind in den oberen drei Zeilen der Tabelle angegeben, wobei die oberste Zeile einer die U-Phase führenden Variante der beschriebenen Wicklung entspricht, die darunter angeordnete Zeile einer die W-Phase führenden Variante der beschriebe- nen Wicklung und die darunter angeordnete Zeile einer die V-Phase führenden Vari- ante der beschriebenen Wicklung. In der vierten Zeile sind die Positionen der jeweili- gen Anschlüsse der einzelnen Phasen angegeben, und in der darunter angeordneten fünften Zeile die Verschaltung der Anschlüsse miteinander. Sechs Zeilen unterhalb der Positionsmarkierungen entsprechen beispielhaft sechs Wickellagen der Wicklung. Hierbei entspricht die oberste Zeile der radial äußersten Außenlage L1 der Wicklung. Benachbart zu der Außenlage L1 ist die zweite Wickel- lage L2 angeordnet, wobei die zweite Wickellage L2 ist in der hier gezeigten Tabelle unterhalb der Außenlage L1 angeordnet und als im Blechpaket radial benachbart an- geordnete Wickellage zu der Außenlage L1 zu verstehen ist. Die darunter angeord- nete Zeile bezeichnet gleichermaßen die radial benachbart zu der zweiten Wickel- lage L2 angeordnete dritte Wickellage L3. Gleichermaßen bezeichnet die darunter angeordnete Zeile die radial benachbart zu der dritten Wickellage L3 angeordnete vierte Wickellage L4 und die darunter angeordnete Zeile bezeichnet die radial be- nachbart zu der vierten Wickellage L4 angeordnete fünfte Wickellage L5. Dabei ist die fünfte Wickellage L5 zwischen der vierten Wickellage L4 und der radial innersten Innenlage L6 der Wicklung angeordnet, wobei letztere in der hier gezeigten Tabelle durch die Zeile unterhalb der fünften Wickellage L5 bezeichnet ist. In den untersten
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 beiden Zeilen des weiteren Wickelschemas 400 sind Ein- und Ausgänge von Teil- strängen der Wicklung ausgehend von einer Twistseite der Wicklung markiert. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das weitere Wickelschema 400 ledig- lich beispielhaft anhand einer Wickelanordnung zum Führen der U-Phase dargestellt. Das hier dargestellte weitere Wickelschema 400 entspricht dem in der vorangegan- genen Fig.3 beschriebenen Wickelschema, mit dem Unterschied, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Wickelanordnung zwei parallele Teilwicklungen A, B mit je- weils siebenundzwanzig alternierend miteinander verschalteten Teilsträngen und an- deren Teilsträngen umfasst. Die Teilwicklungen A, B können auch als Pfade oder Zweige der Wickelanordnung bezeichnet werden. Lediglich beispielhaft sind bei der ersten Teilwicklung A acht der Teilstränge und der anderen Teilstränge entlang der ersten Hauptrichtung H1 gewickelt. Entsprechend ist eine Richtungsumkehr der Teil- wicklung A beispielhaft bereits nach einem Drittel der Teilstränge und anderen Teil- stränge gegeben. Zur Umkehr der Wickelrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel ein erster weiterer Teilstrang A9 der Teilwicklung A durch eine erste weitere Ein- gangsnut und eine erste weitere Ausgangsnut innerhalb der Außenlage L1 geführt. An den ersten weiteren Teilstrang A9 anschließende Teilstränge und andere Teil- stränge sind lediglich beispielhaft entlang der zweiten Hauptrichtung H2 gewickelt. Bei der zweiten Teilwicklung B sind in diesem Ausführungsbeispiel siebzehn der ins- gesamt siebenundzwanzig alternierend miteinander verschalteten Teilstränge und anderen Teilstränge entlang der ersten Hauptrichtung H1 gewickelt. Entsprechend ist eine Richtungsumkehr der zweiten Teilwicklung B beispielhaft nach zwei Dritteln der Teilstränge und anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B gegeben. Zur Um- kehr der Wickelrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel ein zweiter weiterer Teil- strang B18 der zweiten Teilwicklung B durch eine zweite weitere Eingangsnut und eine zweite weitere Ausgangsnut innerhalb der Außenlage L1 geführt. An den zwei- ten weiteren Teilstrang B18 anschließende Teilstränge und andere Teilstränge sind lediglich beispielhaft entlang der zweiten Hauptrichtung H2 gewickelt.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Die Figuren 5A und 5B zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines weiteren Wickelschemas 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das hier dargestellte weitere Wickelschema 400 entspricht oder ähnelt dem in der vorangegangenen Fig.4 be- schriebenen Wickelschema. Dabei ist in der Fig.5A beispielhaft die erste Teilwick- lung A gezeigt und in der Fig.5B ist beispielhaft die zweite Teilwicklung B gezeigt. In der Teilwicklung A weisen die Teilstränge A2, a3, A5, A6, A8, a10, A12, a13, A15, a16, A18, A19, A21, a22, A24, a25, die durch die Innenlage und durch die Außen- lage oder durch die zweite Wickellage und die dritte Wickellage geführt sind, jeweils eine Spulenweite von beispielhaft neun Nuten auf. Die Spulenweite der anderen Teil- stränge A1, A4, A7, a11, a14, a17, a20, a23, a26 der ersten Teilwicklung A, die durch die vierte Wickellage und die fünfte Wickellage geführt sind, variiert in einem Ausführungsbeispiel zwischen fünf Nuten, sieben Nuten und neun Nuten, wobei ein Durchschnitt bei sieben Nuten liegt. In gleicher Weise weisen auch die Teilstränge B2, b3, B5, B6, B8, b9, B11, B12, B14, b15, B17, B19, B21, B22, B24, b25 der zwei- ten Teilwicklung B, die durch die Innenlage und durch die Außenlage oder durch die zweite Wickellage und die dritte Wickellage geführt sind, jeweils eine Spulenweite von beispielhaft neun Nuten auf. Die Spulenweite der anderen Teilstränge B1, B4, B7, B10, B13, B16, b20, b23, b26 der zweiten Teilwicklung B, die durch die vierte Wi- ckellage und die fünfte Wickellage geführt sind, variiert in einem Ausführungsbeispiel zwischen fünf Nuten, sieben Nuten und neun Nuten, wobei ein Durchschnitt bei sie- ben Nuten liegt. Anders ausgedrückt ist in den Figuren 5A und 5B eine Wickelanordnung mit s = 2 Nuten Sehnung, der Polpaarzahl p = 3, der Lochzahl q = 3, Anzahl der Phasen = 3 und n = 6 Lagen dargestellt. Hairpins in Lagen 1 und 6 und Lagen 2 und 3 haben eine Spulenweite von q*m, das heißt von beispielhaft 3*3. Hairpins in anderen Lagen (zum Beispiel 4 und 5) haben eine durchschnittliche Spulenweite von q*m-s, das heißt von beispielhaft 3*3-2. Entsprechend gibt es nur in einer der Lagen 4 und 5 Hairpins mit unterschiedlichen Spulenweiten. Hairpins in jeden übrigen Lagen haben eine konstante Spulenweite. Dadurch sind nur wenige Hairpin-Varianten notwendig. Auf der Twistseite haben alle Hairpins gleichen Twistwinkel von (q*m-s)/2 Nuten, das heißt von beispielhaft (3*3-2)/2 = 3,5 Nuten.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Fig.6 zeigt eine tabellarische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines zusätzli- chen Wickelschemas 600 für eine Wickelanordnung mit einer ersten Teilwicklung A, einer zweiten Teilwicklung B und einer dritten Teilwicklung D. Dabei entsprechen die Teilwicklungen A, B, D in diesem Ausführungsbeispiel einer Wicklung, wie sie in den vorangegangen Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Das hier dargestellte zusätzliche Wickelschema 600 ist beispielhaft ausgeführt für eine Komponente mit einem Blechpaket mit beispielhaft 54 Nuten und einer Lochzahl 3 zum Aufnehmen von insgesamt drei Wicklungen in denen beispielhaft die Phasen U, W und V führbar sind. Die Positionen 1 bis 54 der Nuten entlang des Umfangs des Blechpakets sind in den oberen drei Zeilen der Tabelle angegeben, wobei die oberste Zeile einer die U-Phase führenden Variante der beschriebenen Wicklung ent- spricht, die darunter angeordnete Zeile einer die W-Phase führenden Variante der beschriebenen Wicklung und die darunter angeordnete Zeile einer die V-Phase füh- renden Variante der beschriebenen Wicklung. In der vierten Zeile sind die Positionen der jeweiligen Anschlüsse der einzelnen Phasen angegeben, und in der darunter an- geordneten fünften Zeile die Verschaltung der Anschlüsse miteinander. Sechs Zeilen unterhalb der Positionsmarkierungen entsprechen beispielhaft sechs Wickellagen der Wicklung. Hierbei entspricht die oberste Zeile der radial äußersten Außenlage L1 der Wicklung. Benachbart zu der Außenlage L1 ist die zweite Wickel- lage L2 angeordnet, wobei die zweite Wickellage L2 ist in der hier gezeigten Tabelle unterhalb der Außenlage L1 angeordnet und als im Blechpaket radial benachbart an- geordnete Wickellage zu der Außenlage L1 zu verstehen ist. Die darunter angeord- nete Zeile bezeichnet gleichermaßen die radial benachbart zu der zweiten Wickel- lage L2 angeordnete dritte Wickellage L3. Gleichermaßen bezeichnet die darunter angeordnete Zeile die radial benachbart zu der dritten Wickellage L3 angeordnete vierte Wickellage L4 und die darunter angeordnete Zeile bezeichnet die radial be- nachbart zu der vierten Wickellage L4 angeordnete fünfte Wickellage L5. Dabei ist die fünfte Wickellage L5 zwischen der vierten Wickellage L4 und der radial innersten Innenlage L6 der Wicklung angeordnet, wobei letztere in der hier gezeigten Tabelle durch die Zeile unterhalb der fünften Wickellage L5 bezeichnet ist. In den untersten
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 beiden Zeilen des zusätzlichen Wickelschemas 600 sind Ein- und Ausgänge von Teilsträngen der Wicklung ausgehend von einer Twistseite der Wicklung markiert. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das weitere Wickelschema 600 ledig- lich beispielhaft anhand einer Wickelanordnung zum Führen der U-Phase dargestellt. Dabei weisen die erste Teilwicklung A, die zweite Teilwicklung B und die dritte Teil- wicklung D lediglich beispielhaft jeweils 18 Teilstränge und andere Teilstränge auf, die parallel zueinander geführt sind. Im Folgenden wird das zusätzliche Wickel- schema 600 anhand der ersten Teilwicklung A beschrieben, wobei die zweite Teil- wicklung B und die dritte Teilwicklung D jeweils entlang des Umfangs des Blechpa- kets um eine Position versetzt zu der ersten Teilwicklung A angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Eingangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1 der anderen Teilstränge der Teilwicklung A an einer ersten Eingangsposition 1 in einer ersten Eingangsnut der Nuten und in einer ersten Eingangslage der Wickella- gen angeordnet. Lediglich beispielhaft entspricht die erste Eingangslage in diesem Ausführungsbeispiel der vierten Wickellage L4 und die erste Eingangsposition 1 ent- spricht einer Position der durchnummerierten 54 Nuten entlang des Umfangs der Wicklung. Der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teilstrangs A1 ist beispielhaft an einer ersten Ausgangsposition 47 in einer von der ersten Eingangsnut entlang eines Umfangs des Blechpakets beabstandeten ersten Ausgangsnut der Nuten und in ei- ner ersten Ausgangslage der Wickellagen angeordnet. In diesem Ausführungsbei- spiel entspricht die erste Ausgangslage der fünften Wickellage L5, wobei die erste Eingangsposition 1 lediglich beispielhaft 8 Nuten beabstandet zu der ersten Aus- gangsposition 47 angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der erste Ausgangsabschnitt des ersten Teil- strangs A1 mit einem zweiten Eingangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 der Teil- stränge der Teilwicklung A verschaltet. Der zweite Eingangsabschnitt ist beispielhaft in der zweiten Wickellage L2 und in einer zweiten Eingangsposition 3 angeordnet, wodurch zwischen der ersten Ausgangslage und der zweiten Eingangslage zwei sich von der ersten Ausgangslage und der zweiten Eingangslage unterscheidende Zwi- schenlagen der Wickellagen angeordnet sind. Die zweite Eingangsposition 3 ist in
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 diesem Ausführungsbeispiel zehn Nuten beabstandet von der ersten Ausgangsposi- tion 47 angeordnet. Entsprechend sind die Teilstränge mit 5 Twistschritten mit einan- der verschaltbar, da dies der Hälfte der Anzahl der zu überspannenden Nuten ent- spricht. Der zweite Ausgangsabschnitt des zweiten Teilstrangs A2 ist in diesem Ausführungs- beispiel in der dritten Wickellage L3 an einer zweiten Ausgangsposition 48 angeord- net. Dabei ist die zweite Ausgangsposition 48 lediglich beispielhaft neun Nuten beab- standet von der zweiten Eingangsposition 3 angeordnet. Dadurch weist der zweite Teilstrang A2 eine größere Spulenweite auf als der erste Teilstrang A1. Der zweite Ausgangsabschnitt ist wiederum mit dem dritten Eingangsabschnitt des dritten Teil- strangs a3 der Teilstränge der Teilwicklung A verschaltet, wobei der dritte Eingangs- abschnitt an einer dritten Eingangsposition 19 in der Innenlage L6 angeordnet ist. Die dritte Eingangsposition 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel fünfundzwanzig Nuten beabstandet von dem zweiten Ausgangsabschnitt angeordnet, wodurch der zweite Teilstrang A2 und der dritte Teilstrang a3 mit jeweils 12,5 Twistschritten miteinander verschaltbar sind. Der dritte Ausgangsabschnitt des dritten Teilstrangs a3 ist lediglich beispielhaft an einer dritten Ausgangsposition 10 in der Außenanlage L1 angeordnet. Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel die dritte Ausgangsposition 10 neun Nuten beabstandet von der dritten Eingangsposition 19 angeordnet. Dadurch weist der dritte Teilstrang a3 die gleiche Spulenweite auf wie der zweite Teilstrang A2, die sich von der Spulenweite des ersten Teilstrangs A1 unterscheidet. In diesem Ausführungsbeispiel ist der dritte Teilstrang a3 mit einem vierten Teilstrang A4 verschaltet, der ähnlich dem ersten Teilstrang A1 in der vierten Wickellage L4 ein- geht und in der fünften Wickellage L5 ausgeht. Dabei weisen die Eingangsposition und die Ausgangsposition des vierten Teilstrang A4 beispielhaft einen Abstand von 5 Nuten auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist der mit dem vierten Teilstrang A4 ver- schaltete fünfte Teilstrang A5 ähnlich dem zweiten Teilstrang A2 wieder von der zweiten Wickellage L2 zu der dritten Wickellage L3 geführt und ist mit einem sechs- ten Teilstrang a6 verschaltet, der gleich dem dritten Teilstrang a3 von der Innenlage L6 zu der Außenanlage L1 geführt ist. Diesem Schema folgend ist lediglich beispiel- haft ein siebter Teilstrang A7 von der vierten Wickellage L4 zu der fünften Wickellage
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 L5 geführt und mit einem achten Teilstrang A8 verschaltet, der wieder von der zwei- ten Wickellage L2 zu der dritten Wickellage L3 geführt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist die vorangehen beschriebene erste Hälfte der Teil- stränge A2, a3, A5, a6, A8 und der anderen Teilstränge A1, A4, A7 der Teilwicklung A entlang einer ersten Hauptrichtung H1 der Wicklung gewickelt. Eine zweite Hälfte der Teilstränge a10, A12, a13, A15, a16 und der anderen Teilstränge a11, a14, a17 der Wicklung ist beispielhaft entlang einer zur ersten Hauptrichtung H1 gegenläufi- gen zweiten Hauptrichtung H2 der Wicklung gewickelt. Dabei erfolgt eine Richtungs- umkehr mittels eines weiteren Teilstrangs A9, dessen Eingangsabschnitt ebenso wie dessen Ausgangsabschnitt beispielhaft durch die Außenanlage L1 geführt sind. Die an den weiteren Teilstrang A9 anschließenden Teilstränge a10, A12, a13, A15, a16 und der anderen Teilstränge a11, a14, a17 folgen dem vorangehend beschriebenen Wickelschema, mit dem Unterschied, dass sie in die gegenläufige Richtung zu den Teilsträngen A2, a3, A5, a6, A8 und den anderen Teilsträngen A1, A4, A7 der ersten Hälfte gewickelt sind. Entsprechend führen beispielhaft die Teilstränge a10, A12, a13, A15, a16 von der dritten Wickellage L3 zu der zweiten Wickellage L2 bezie- hungsweise von der Außenanlage L1 zu der Innenlage L6. Die anderen Teilstränge a11, a14, a17 führen beispielhaft jeweils von der fünften Wickellage L5 zu der vierten Wickellage L4. Dabei sind die Eingangspositionen und die Ausgangspositionen der Teilstränge A2, a3, A5, a6, A8, a10, A12, a13, A15, a16, die durch die durch die Innenlage und durch die Außenlage oder durch die zweite Wickellage und die dritte Wickellage geführt sind, jeweils beispielhaft neun Nuten entlang des Umfangs des Blechpakets beab- standet zueinander angeordnet. Der Abstand zwischen den Eingangspositionen und den Ausgangspositionen der anderen Teilstränge A1, A4, A7, a11, a14, a17, die durch die vierte Wickellage und die fünfte Wickellage geführt sind, variiert hingegen beispielhaft zwischen fünf Nuten und acht Nuten, sodass ein Durchschnitt bei sieben Nuten liegt. Entsprechend ist eine durchschnittliche Spulenweite der Teilstränge A2, a3, A5, a6, A8, a10, A12, a13, A15, a16 in diesem Ausführungsbeispiel größer als eine durchschnittliche Spulenweite der anderen Teilstränge A1, A4, A7, a11, a14, a17.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Fig.7 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Teilstrangs A1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der hier dargestellte ersten Teilstrang A1 entspricht oder ähnelt dem in den vorangegangenen Figuren beschriebenen ersten Teilstrang und ist in ei- ner Wicklung, wie sie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 beschrieben wurde, einsetzbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist der ersten Teilstrang A1 als Flachdraht aus einem Kupfermaterial zum Leiten elektrischer Energie und mit einer haarnadel- ähnlichen Geometrie ausgeformt. Der ersten Teilstrang A1 umfasst einen ersten Ein- gangsabschnitt 120 und einen ersten Ausgangsabschnitt 130 jeweils zum Durchfüh- ren durch jeweils eine Nut eines Blechpakets einer Komponente. Der erste Eingangs- abschnitt 120 und der erste Ausgangsabschnitt 130 sind durch einen ersten Verbin- dungsabschnitt 124 verbunden. Fig.8 zeigt eine schematische Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer Kom- ponente 100 mit einer Wicklung 110. Die hier dargestellte Komponente 100 und die dargestellte Wicklung 110 entsprechen oder ähneln der in den vorangegangenen Fi- guren 1 und 2 beschriebenen Komponente und Wicklung. Die Wicklung 110 ist in diesem Ausführungsbeispiel von der Twistseite 118 dargestellt. Dabei sind die einzel- nen Teilstränge der Wicklung 110 in diesem Ausführungsbeispiel jeweils in einem Twistwinkel 800 von beispielhaft 3,5 Nuten miteinander verschaltet. Die Figuren 9a, 9b und 9c zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Aus- führungsbeispiels einer Komponente 100 mit einer Wicklung 110. Dabei ist in der Fi- gur 9a ein Querschnitt gezeigt, in der Fig.9b ist eine Draufsicht von der Twistseite gezeigt und in der Fig.9c ist eine Draufsicht von der Kronenseite gezeigt. Die hier dargestellte Komponente 100 und die dargestellte Wicklung 110 entsprechen oder ähneln der in den vorangegangenen Figuren 1, 2 und 8 beschriebenen Komponente und Wicklung. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das ringförmige Blechpaket 115 der Kompo- nente 100 beispielhaft sechs radial benachbart zueinander angeordnete Wickellagen zum Aufnehmen der der Wicklung 110, in der lediglich beispielhaft eine U-Phase führbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Blechpaket 115 zudem
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 ausgebildet, um eine weitere Wicklung 900 aufzunehmen, in der lediglich beispielhaft eine W-Phase führbar ist, sowie eine zusätzliche Wicklung 905, in der lediglich bei- spielhaft eine V-Phase führbar ist. Die Figuren 10a, 10b und 10c zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Komponente 100 mit einer Wicklung 110. Dabei ist in der Fig.10a ein Querschnitt gezeigt, in der Fig.10b ist eine Draufsicht von der Twist- seite gezeigt und in der Fig.10c ist eine Draufsicht von der Kronenseite gezeigt. Die hier dargestellte Komponente 100 und die dargestellte Wicklung 110 entsprechen oder ähneln der in den vorangegangenen Figuren 1, 2, 8 und 9 beschriebenen Kom- ponente und Wicklung. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das ringförmige Blechpaket 115 der Kompo- nente 100 beispielhaft sechs radial benachbart zueinander angeordnete Wickellagen zum Aufnehmen der der Wicklung 110, in der lediglich beispielhaft eine U-Phase führbar ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Blechpaket 115 zudem ausgebil- det, um eine weitere Wicklung 900 aufzunehmen, in der lediglich beispielhaft eine W- Phase führbar ist, sowie eine zusätzliche Wicklung 905, in der lediglich beispielhaft eine V-Phase führbar ist. Dabei unterscheiden sich die Wicklungen 110, 900, 905 in den hier dargestellten Fi- guren 10a und 10c von den entsprechenden in den vorangegangenen Figuren 9a und 9c dargestellten Wicklungen, indem die unterschiedliche Phasen führenden Wicklungen 110, 900, 905 in den Figuren 10a und 10c entlang des Umfangs des Blechpakets 115 nebeneinander angeordnet sind, während die Wicklungen den vo- rangegangenen Figuren 9a und 9c entlang des Umfangs ineinandergreifend ange- ordnet sind. Fig.11 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Kraftfahrzeug weist einen elektrischen Achsantrieb mit ei- ner elektrischen Maschine 105 auf, wie sie beispielsweise anhand der vorangegan- genen Figur 1 beschrieben wurde. Elektrische Energie zum Betreiben der elektri- schen Maschine 105 wird von einer Energieversorgungseinrichtung 1102,
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 beispielsweise einer Batterie, bereitgestellt. Beispielsweise wird von der Energiever- sorgungseinrichtung 1102 ein Gleichstrom bereitgestellt, der unter Verwendung ei- nes Stromrichters 1104 der Getriebeeinrichtung in einen Wechselstrom, beispiels- weise einen dreiphasigen Wechselstrom, gewandelt und an die elektrische Maschine 105 bereitgestellt wird. Eine von der elektrischen Maschine 105 angetriebene Welle ist direkt oder unter Verwendung einer Getriebeeinrichtung 1106 mit zumindest ei- nem Rad 1108 des Kraftfahrzeugs 1100 gekoppelt. Somit kann das Kraftfahrzeug 1100 unter Verwendung der elektrischen Maschine 105 fortbewegt werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst der elektrische Achsantrieb ein Gehäuse, in dem der Stromrichter 1104, die elektrische Maschine 105 und die Getriebeeinrichtung 1106 integriert angeordnet sind.
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 Bezugszeichen 1 erste Eingangsposition gemäß einem zusätzlichen Wickelschema 2 erste Eingangsposition gemäß einem Wickelschema 3 zweite Eingangsposition gemäß einem zusätzlichen Wickelschema 9 erste Ausgangsposition gemäß einem Wickelschema 10 dritte Ausgangsposition gemäß einem zusätzlichen Wickelschema 11 zweite Ausgangsposition gemäß einem Wickelschema 18 dritte Eingangsposition gemäß einem Wickelschema 19 dritte Eingangsposition gemäß einem zusätzlichen Wickelschema 20 vierte Eingangsposition gemäß einem Wickelschema 27 dritte Ausgangsposition gemäß einem Wickelschema 28 vierte Ausgangsposition gemäß einem Wickelschema 47 erste Ausgangsposition gemäß einem zusätzlichen Wickelschema 48 zweite Ausgangsposition gemäß einem zusätzlichen Wickelschema 100 Komponente 105 elektrische Maschine 110 Wicklung 115 Blechpaket 117 Kronenseite 118 Twistseite 120 erster Eingangsabschnitt 122 erste Eingangsnut 124 erster Verbindungsabschnitt 130 erster Ausgangsabschnitt 132 erste Ausgangsnut 140 zweiter Eingangsabschnitt 142 zweite Eingangsnut 144 zweiter Verbindungabschnitt 150 zweiter Ausgangsabschnitt 152 zweite Ausgangsnut 300 Wickelschema 400 weiteres Wickelschema
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 600 zusätzliches Wickelschema 800 Twistwinkel 900 weitere Wicklung 905 zusätzliche Wicklung 1100 Kraftfahrzeug 1102 Energieversorgungseinrichtung 1104 Stromrichter 1106 Getriebeeinrichtung 1108 Rad A erste Teilwicklung B zweite Teilwicklung D dritte Teilwicklung A1 erster Teilstrang der anderen Teilstränge A2 zweiter Teilstrang der Teilstränge a3 dritter Teilstrang der Teilstränge A4 vierter Teilstrang der anderen Teilstränge A5 fünfter Teilstrang der Teilstränge A6 sechster Teilstrang der Teilstränge A7 siebter Teilstrang der anderen Teilstränge A8 achter Teilstrang der Teilstränge A9 weiterer Teilstrang a10 zehnter Teilstrang der Teilstränge a11 elfter Teilstrang der anderen Teilstränge A12 zwölfter Teilstrang der Teilstränge a13 dreizehnter Teilstrang der Teilstränge a14 vierzehnter Teilstrang der anderen Teilstränge A15 fünfzehnter Teilstrang der Teilstränge a16 sechzehnter Teilstrang der Teilstränge a17 siebzehnter Teilstrang der anderen Teilstränge A18 achtzehnter Teilstrang der Teilstränge A19 neunzehnter Teilstrang der Teilstränge a20 zwanzigster Teilstrang der anderen Teilstränge A21 einundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 a22 zweiundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge a23 dreiundzwanzigster Teilstrang der anderen Teilstränge A24 vierundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge a25 fünfundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge a26 sechsundzwanzigster Teilstrang der anderen Teilstränge a27 weiterer Teilstrang B1 erster Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B2 zweiter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung b3 dritter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B4 vierter Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B5 fünfter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B6 sechster Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B7 siebter Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B8 achter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung b9 neunter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B10 zehnter Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B11 elfter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B12 zwölfter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B13 dreizehnter Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B14 vierzehnter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung b15 fünfzehnter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B16 sechzehnter Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B17 siebzehnter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B18 weiterer Teilstrang der zweiten Teilwicklung B19 neunzehnter Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung b20 zwanzigster Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teilwicklung B21 einundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung B22 zweiundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung b23 dreiundzwanzigster Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teil- wicklung B24 vierundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung b25 fünfundzwanzigster Teilstrang der Teilstränge der zweiten Teilwicklung
ZF Friedrichshafen AG Akte 211248 Friedrichshafen 2022-08-03 b26 sechsundzwanzigster Teilstrang der anderen Teilstränge der zweiten Teil- wicklung H1 erste Hauptrichtung der Wicklung H2 zweite Hauptrichtung der Wicklung L1 Außenlage L2 zweite Wickellage L3 dritte Wickellage L4 vierte Wickellage L5 fünfte Wickellage L6 Innenlage