Zum Thema: Höchsteffiziente elektrische Maschinen, wie Energiesparmaschinen und höchstdynamische Antriebe, nach dem Luftspulenprinzip

(aus der Internetseite: http://www.sternen-motoren.de)

Zweites Herstellungsverfahren für Wicklungen nach dem Luftspulenprinzip

(Auszug aus der 8. Deutschen Patentanmeldung DE 10 2004 034 611)

Inhaltsverzeichnis:

1. Beschreibung des Herstellungsverfahrens
2. Figuren
3.Teilenummern (Extra Fenster)

1. Beschreibung des Herstellungsverfahrens

Eine zweite Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 2, ist in Fig.50-59 dargestellt und wird erreicht durch die Wicklung der Spule als Einzelspule auf einen Wickelkörper und/oder Wickeldorn mit anschließender Biegung und/oder Faltung der Spule quer zur späteren Bewegungsrichtung (des Rotors) der Maschine, zu einer, in späterer Achsrichtung gesehen, allgemeinen U- oder V-förmigen Spule mit mindestens einem sich der Achse oder Welle annähernden Spulenbereich, wobei die quer zur späteren Bewegungsrichtung zu unterscheidenden Spulenlagen in Richtung Achse des Wickelkörpers oder Wickeldorns zueinander versetzt, mit unterschiedlicher von Windungslage zu Windungslage ansteigender Windungslänge, gewickelt werden und/oder die in der späteren Bewegungsrichtung zu unterscheidenden Spulenlagen so gewickelt werden, dass gegenüber der Wickelachse innenliegende Spulenlagen eine Verlängerung der Windungslänge gegenüber der jeweiligen nächst äußeren Wicklungslage erfahren.
Mit diesem Herstellungsverfahren wird das erste und zweite Problem der Faltung der Aufgabenstellung gelöst, was zu einer hohen Kupferausnutzung in der Spule führt.

Zu dem Hauptanspruch und in den Nebenansprüchen erfundenen Herstellungsverfahren sind die wichtigsten Weiterbildungen in den Unteransprüchen beschrieben, so wie hier in ausführlicher Weise.

Weiterbildungen der zweiten Lösung der Aufgabe bestehen darin, wie die der Wickelachse näher liegende Spulenlage gegenüber einer von ihr weiter entfernt liegenden Spulenlage eine Veränderung der Windungslänge erfährt.

Eine erste Weiterbildung diesbezüglich wird in Patentanspruch 3 angegeben und in den Figuren 50-55 gezeigt.
Die Verlängerung der Windung wird dort erreicht, in dem die Windungen in Wickelachsrichtung im späteren Umfangsbereich der Maschine verschoben gewickelt werden.
Die anschließende Faltung wird in Fig.55 dargestellt, wobei im ersten Schritt die Spule um eine Scheibe gefaltet wird, wobei ersichtlich wird, dass das Spulenbündel im Umfangsbereich der Scheibe über die volle Spulenbündelbreite im wesentlichen am Umfang anliegt, womit das erste Problem der Aufgabe gelöst ist.

Eine zweite Weiterbildung diesbezüglich wird in Patentanspruch 4 angegeben und in Fig.56-59 gezeigt. Die Verlängerung der Windung wird hier erreicht, in dem jede Windung während des Wickelvorganges, im Bereich des späteren Umfangsbereiches der Spule, um eine definierte Länge bevorzugt um Wickelpfosten oder eine Kante herum nach innen zur Wickelachse hin gebogen wird und diese definierte Länge von der der Wickelachse am nächsten liegenden Spulenlage zur äußeren Spulenlage abnimmt. Die Verformung wird vorzugsweise durch seitlich angreifende Stempel, Fig.57, vorgenommen. Die anschließende Faltung wird in Fig.59 dargestellt, wobei im ersten Schritt die Spule um eine Scheibe gefaltet wird und im zweiten Schritt die nach innen gefalteten Leiterteile an das Spulenbündel herangeschoben oder geklappt werden, so dass das gesamte Spulenbündel im Umfangsbereich einen im wesentlich gleichen Abstand zur mittleren Scheibe hat.

Bei ersten Ausgestaltungen der Weiterbildung ist die Querschnittsfläche des Wickelkörpers der Fig.50, auf der die Spule gewickelt wird eine sechseckige, eine schmale rechteckige, eine ovale, eine runde oder eine rautenförmige Fläche. Mit Ausnahme der schmalen rechteckigen Fläche gelten für die zweite Weiterbildung in Fig.57 die gleichen Abwandlungsmöglichkeiten der inneren Querschnittsfläche.

Eine andere Weiterbildung der zweiten Lösung der Aufgabe ist in Patentanspruch 23 beschrieben und ist in Fig. 55 und 59 dargestellt, wobei die in Fig.50-53 vorgefertigte Wicklung in Fig.55 um einen Körper gefaltet wird und die Spule von Fig.56-58 um den Körper der Fig.59 gefaltet wird und anschließend die Spulenschenkel in Bewegungsebene der Maschine in Position, eines vorzugsweise radialen Verlaufs, gebracht werden, was durch den zweiten Schritt (2.) in Fig.55 und durch den dritten Schritt (3.) in Fig.59 geschieht.

In einer anderen Weiterbildung, die in Patentanspruch 24 beschrieben und in Fig.54 gezeigt ist, ist ein möglicher Wickelvorgang der Spule für die erste Lösung der Aufgabe in Fig.54 Fig.1a-8a, und für die zweite Lösung der Aufgabe (erste Weiterbildung) in Fig.54 Abb.1a-8a, 1b-8b dargestellt. Dabei wird eine Wicklungslage in Abb.1a-8a, abwechselnd von innen nach außen und eine von außen nach innen gewickelt, wobei der Leiteranfang hier im wickelachsnahen Innenbereich der Spule ansetzt. In den meisten Anwendungsfällen ist es vorteilhaft ihn außen anzusetzen, wobei die Wicklung dann auf der obersten Stufe in Fig.54 Abb.1a begonnen wird und dann von außen nach innen gewickelt wird. Weiterbildungen hierzu sind in Fig.54,60,68,70,79,84 und in Patentanspruch 25 zu finden.

Eine Weiterbildung der ersten (erste Grundvariante), zweiten, dritten und vierten Lösung der Aufgabe, wie in Fig.1,2, 5,6 dargestellt, ist im Patentanspruch 7 angegeben und besteht darin, dass in Wickelachsrichtung benachbarte Spulenlagen im späteren Umfangsbereich versetzt zueinander liegen und von Windung zu Windung eine längere Windungslänge aufweisen, wobei diese Verlängerung die unterschiedlichen Biegeradien bei der Biegung oder Faltung ausgleicht, so dass im Umfangsbereich nach der Faltung Fig.5 ein möglichst kompaktes Spulenbündel entsteht, welches im wesentlichen einen gleichmäßigen Abstand zur Rotationsachse der Maschine und/oder zum inneren magnetischen Körper hat.
Der Vorteil dieser Weiterbildung ist im Zusammenhang mit der ersten, zweiten, dritten und vierten Lösung der Aufgabe, dass die Spule im Umfangsbereich nach der Faltung ein gleichmäßiges Spulenbündel aufweist, da die unterschiedlichen Windungslängen vor der Faltung bei der Wicklung berücksichtigt wurden. Damit ist das erste Problem der Faltung in der Aufgabenstellung gelöst.

Bei einer Weiterbildung der ersten (erste Grundvariante), zweiten, dritten, vierten Lösung der Aufgabe, im Patentanspruch 55 angegeben, ist in Fig.1a-1d, Fig.50a-d teilweise gezeigt und ist der Kern des Wickelkörpers nicht wie in Fig.1,13,20,27,37,40,43,46 angegeben ein Körper mit einer schmalen und rechteckigen Querschnittsfläche, sondern hat eine rechteckige, sechseckige, runde, ovale, ellipsenförmige, rautenförmige Querschnittsfläche.
Der Vorteil ist, dass dadurch Herstellungsmethoden für die Spulen der in EP99 08683 angegebenen Konstruktionsformen, wie Trommelwicklungen, kugelförmige, doppelkegelförmige oder ellipsenförmige Wicklungen mit beidseitiger U- oder V-förmiger Achsannäherung realisiert werden.
Die Variation des Grundkörpers um die die Spule oder Wicklung gewickelt oder gefaltet wird, gilt auch für die Herstellungsverfahren der fünften bis zwölften Lösung der Aufgabe, so dass nicht nur Doppel-Scheibenwicklungen, die hier vorwiegend beispielhaft gezeigt werden, mit den erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren realisiert werden könne, sondern auch: Trommel-Scheibenwicklungen, das sind Trommelwicklungen mit sich, im Schnitt längs der Achse gesehen, an die Achse oder Welle rechtwinklig annähernden Wicklungsteilen, und
Trommel-Kegelwicklungen, das sind Trommelwicklungen mit sich, im Schnitt längs der Achse gesehen, schräg an die Achse oder Welle annähernden Wicklungsteilen, und
Doppel-Kegelstumpfwicklungen, das sind Wicklungen die sich, im Schnitt längs der Achse gesehen, beidseitig vom Umfangsbereich schräg der Achse oder Welle annähernden, und
Glocken-Scheibenwicklungen, das sind Trommelwicklungen, im Schnitt längs der Achse gesehen, mit sich einseitig an die Achse oder Welle rechtwinklig annähernden Wicklungsteilen, und
Glocken-Kegelwicklungen, das sind Trommelwicklungen, im Schnitt längs der Achse gesehen, mit sich einseitig an die Achse oder Welle schräg annähernden Wicklungsteilen, und
Kugelwicklungen, das sind Wicklungen die sich, im Schnitt längs der Achse gesehen, beidseitig vom Umfangsbereich kreisförmig der Achse oder Welle annähernden, und
Ellipsenwicklungen, das sind Wicklungen die sich, im Schnitt längs der Achse gesehen, beidseitig vom Umfangsbereich elliptisch der Achse oder Welle annähernden und diese Wicklungen haben entweder scheiben- oder trommelförmiges Aussehen.

Eine zweite Weiterbildung der ersten (erste Grundvariante) und zweiten Lösung der Aufgabe, ist im Patentanspruch 14 angegeben und wird in den Figuren 6 bis 12 (34-36,54,70-71,79-84) gezeigt. Sie bezieht sich auf den Vorgang der Bewicklung des Wickelkörpers. Die Figuren 6-12 zeigen den Wickelraum (Spulenaufnahmebereich) des Wickelkörpers im Querschnitt gesehen einmal für die späteren achsnahen Bereiche (in den Figuren unten) und einmal für den späteren Umfangsbereich der Spule (in den Figuren oben). Hier sind verschiedene Bewicklungsstrategien angegeben, die eine mehr oder weniger geordnete Wicklung mit unterschiedlichem Kupferfüllfaktor ermöglichen und bei denen wie in Fig.6b-12b gezeigt vorzugsweise der Spulenanfang A' und das Spulenende A'' auf einer Seite, der Außenseite, der späteren Spule liegen, welches ein unnötiges Queren des gesamten Spulenbündels durch das Spulenende A'' vermeidet.
Eine Weiterbildung diesbezüglich ist im Patentanspruch 15 angegeben und in Fig.6-12 gezeigt.
Eine andere Weiterbildung diesbezüglich ist im Patentanspruch 26 angegeben und in Fig.34-36,60-1,70-80 gezeigt.

Die Wicklung der Fig.6,7,8,9,11,12 benötigt dabei zur Leiterführung Schiebe und/oder Haltevorrichtungen, ähnlich wie sie in Fig.3,14,21,47,51,52,53,54 angegeben sind.

In den Figuren 6-9 werden die Windungen in Spalten gewickelt, wobei die Windungen exakt übereinander in Spalten liegen. Dies hat den Vorteil, dass die Breite des Spulenbündels in Faltrichtung bei der Faltung unverändert bleibt, da die Windungen der Spalten leicht aneinander vorbei gleiten können.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der zweiten Weiterbildung der ersten Grundvariante ist, die Spulen der Fig.7,8,9 jeweils als kreiszyklische Spule (die zwölfte Lösung der Aufgabe) zu wickeln und den Übergangsbereich in den späteren achsnahen Leiterbereich zu legen. So können die Leiter im späteren Umfangsbereich sich auf einfache Weise bei der Biegung oder Faltung gegeneinander verschieben. (keine Figur)
In einer Variante hat die Wickeltechnik der Fig.6 bei einer kreiszyklischen Wicklung den zusätzlichen Vorteil, dass die Aufweitung des Spulenbündels, durch das Kreuzen der Spulen im Übergangsbereich, in der Ebene des Luftspaltes erfolgt, so dass das Spulenbündel in Luftspaltrichtung gleichmäßig dick ist.
(keine Figur)
In einer anderen Variante ist hier die Anwendung einer kreiszyklischen Wicklung mit ineinander verzahnten Wicklungslagen von Vorteil, wobei sich das Spulenbündel in den Umfangsbereichen bei der Biegung oder Faltung der Spule in Luftspaltebene, durch die Verschiebung der Windungsbögen gegeneinander in Luftspaltebene, aufweitet.
(keine Figur)
In einer anderen Variante wird diese Aufweitung eines verzahnten Spulenbündels durch eine Biegung oder Faltung der Spule in diesem Bereich vorweggenommen und die Leiter im späteren Umfangsbereich bei der Biegung oder Faltung somit auf einfache Weise aneinander vorbei gleiten können. In diesem Verfahren wird die kreiszyklische Wicklung in Verbindungen mit den Fig.6-9,12 vorteilhaft angewandt, in dem die Spulenlagen im späteren achsnahen Bereich (Fig.6a-9a,12a) ineinander verzahnt gewickelt werden (ähnlich angeordnet, wie in Fig.12b) und im Umfangsbereich in späterer Bewegungsrichtung ein wenig aufgefächert in Spalten gewickelt wird (ähnlich, wie in Fig.6a-9a,12a). Der Übergangsbereich Ü der kreiszyklischen Wicklung wird in den späteren achsnahen Bereich gelegt.
(keine Figur)
In einer Weiterbildung werden die Wicklungen in ihrer Länge individuell dabei durch den Einsatz von Schiebern, Haken- oder Treppenschiebern genau gemäß der Länge in der fertig gebogenen oder gefalteten Spule gewickelt, so dass die Windungen bei der Biegung oder Faltung in eine ideale kreiszyklisch gewickelte Endform der Spule mit ineinander verzahnten Wicklungslagen gleiten. (keine Figur)

Fig.10-11 zeigt eine Wickelvorschriften von Wicklungen die teilweise wild gewickelt sind. Dies löst das zweite Problem der Aufgabe.

Eine weitere Besonderheit zeigt die Weiterbildung der Fig.12 bei der das Spulenbündel einerseits verzahnt, also mit hohem Füllfaktor, gewickelt wird und andererseits die ansteigende unterschiedliche Windungslänge teilweise durch die Biegeradien der Wicklungen zwischen späterem achsnahen Bereich und späterem Umfangsbereich erreicht wird. Bei der Faltung weitet sich das Spulenbündel in Faltrichtung auf, da die verzahnten Windungen aneinander vorbei gleiten müssen.
In einer anderen nicht dargestellten Weiterbildung wird die verzahnte Wicklung von Fig.12 ähnlich der Wickelvorschrift in Fig.6 spaltenweise gewickelt, wobei die Spalten im späteren Umfangsbereich leicht schräg verlaufen und im späteren achsnahen Bereich rechtwinklig zur Wickelachse verlaufen. Die Wicklungen werden vorzugsweise kreiszyklisch gewickelt. (keine Figur)

In einer Weiterbildung der ersten bis fünften Lösung der Aufgabe, die in Patentanspruch 10,17,24,25,26,28,29,30,31,32,33 angegeben ist, sind auf dem Wickelkörper ein oder beidseitig des Spulenschenkels Schiebe- und/oder Haltevorrichtungen angebracht, dessen Schieber, Halter, Schieber/Halter oder hakenförmige Schieber/Halter oder Ähnliches in den Spulenaufnahmebereich schiebbar sind und die vorzugsweise motorisch betrieben werden und die vorzugsweise im späteren Umfangsbereich oder achsnahen Bereich der noch zu faltenden Spule oder im Umfangsbereich oder achsnahen Bereich der sofort in die Endform zu wickelnden Spule angebracht werden.
Der Vorteil des Einsatzes solcher Schiebe- und/oder Haltevorrichtung ist, dass die Wicklung durch sie geordnet durchgeführt werden kann und sie ermöglichen die Einhaltung der genauen Windungslängen, Windungsbögen und Windungslage und die Wicklung vom Spuleninneren nach außen und vom Spulenäußeren nach innen.

Die erste Ausgestaltung diesbezüglich ist in Patentanspruch 11 angegeben und in Fig.13-19 dargestellt. Hier sind beidseitig des Spulenbündels Schiebe/Haltevorrichtungen angebracht, die motorisch betrieben werden (M5-M6 und M7,M8), wobei einseitig Schieber/Halter gleichen Querschnitts Fig.16,17,H1-H11 und gegenüberliegend Schiebe/Halter unterschiedlichen Querschnitts Fig.18,S1-S5 angebracht sind. Die Windungen werden zunächst über den für den jeweiligen Biegeradius der Windung geeigneten Schieber/Halter S1-S5 gebogen (Fig.16) und dann auf den vorgesehenen Halter H1-H11 gelegt, der dafür um einen Windungsdurchmesser motorisch ausgefahren wird.
Eine Besonderheit ist hier, dass die Fixierung des kompakten Spulenbündels mittig im späteren achsnahen Bereich geschieht und dadurch beide späteren Umfangsbereiche zunächst aufgefächert gewickelt werden. Die anschließende Faltung auf einen Faltkörper ähnlich dem von Fig.4,5 wird in Fig.15 dargestellt.

Eine zweite Ausgestaltung diesbezüglich ist in Fig.20-26 dargestellt, wobei auch hier beidseitig des Spulenbündels Schiebe-/Haltevorrichtungen angebracht sind. Ein Vorteil ist hier darin zu sehen, dass nur ein späterer Umfangsbereich aufgefächert gewickelt wird und das Spulenbündel bis zur Spulenmitte kompakt fixiert wird. Dadurch ergeben sich die Windungsgruppen in anderer Formation in Fig.23 als in Fig.16 der vorhergehenden Weiterbildung.
Eine Besonderheit, die auch auf andere Weiterbildungen mit beidseitigen Schieber/Haltern angewendet werden kann ist in Fig.24 zu sehen und besteht darin, dass die Schieber S1-S5 wie ein Schwalbenschwanz am Ende mittig geschlitzt sind, wobei die Halter H1-H11 in den Schlitz 16 hineinfahren können, so dass die Halter H1-H11 nicht notwendiger weise als Schieber/Halter ausgeführt werden müssen, sondern auch fest stehen können.
Die Ausgestaltung der Fig. 14 bis 20 ist in diesem Punkt der Weiterbildung in den Fig.20 bis 26 im Vorteil, da dort die Spulen egal in welcher Lage sie gewickelt werden, sich ohne zusätzliche Vorrichtungen auf den Haltern H1-H11 halten, da die Lage der Halter einen Winkel über 90° zu dem Windungsverlauf der Spule Richtung achsnahem Bereich einnimmt.
Eine Besonderheit der Weiterbildungen der Fig.13-19 und Fig.20-26 ist, dass die Halter in Fig.17 und 26 nicht formgebend sind, sondern Windungen mit unterschiedlichen Biegeradien, die durch das Biegen über die formgebenden Schieber in Fig.18,24 entstanden sind, lediglich an einem Punkt des Leiters in der Position halten.

Bei einer dritten Ausgestaltung diesbezüglich von Fig.27-33, die in Patentanspruch 12 angegeben ist, ist die Besonderheit, dass die Windungen direkt und auf feststehende Halter mit einheitlichem Biegeradius gewickelt werden und die gegenüberliegenden Schieber/Halter der anderen Weiterbildungen entfallen. Dadurch liegen die einzelnen Windungen in einem größeren Abstand zur Wickelachse, als in Fig.20,21, woraufhin die Halter in einem Winkel größer als 90° zum radialen Spulenverlauf der Fig.28 liegen können und die Windungen somit in jeder Lage der Wickelachse oder der Spule, von den Haltern ohne zusätzliche Hilfe in Position gehalten werden können, ohne dass diese von der Halterung rutschen, wie es bei Fig.23 für einige Wickelachslagen der Fall sein könnte. Die fertig gewickelte Spule der Fig.28 wird dann vorzugsweise aus der Halterung genommen und auf eine Faltvorrichtung vom schon kompakten Spulenbündelbereich ausgehend, ähnlich wie in Fig.5 in Achsrichtung beidseitig begrenzt hin zum noch aufgefächerten zweiten Umfangsbereich gepresst. Auf diese Weise nehmen die Windungen automatisch ihre Idealposition auch im zweiten Umfangsbereich ein und passen ihre zunächst einheitlichen Biegeradien auf den kleinsten Biegeradius aufbauend an.
In Fig.15,22,29,42,45 sind verschiedene Vorrichtungen zur Faltung des Spulenbündels in der späteren Rotationsebene zu sehen.
Die Faltvorrichtung von Fig.22 und Fig.29 ist dreigeteilt, wobei jeweils zwei Teile durch ein Scharnier oder ähnliches drehbar zueinander verbunden sind. Die Faltung geschieht dann in den eingezeichneten Schritten.

Die Wicklung auf dem Wickelkörper geschieht in allen Weiterbildungen entweder in dem der Wickelkörper mit der Wickelwelle rotiert oder in dem der Wickelkörper mit der Wickelachse steht und der Wickeldraht um den Wickelkörper rotiert.

Die Auffächerung der Spulen, der in der zweiten und dritten Grundvariante der ersten Lösung der Aufgabe ist in einer anderen nicht dargestellten Weiterbildung auf die zweite Lösung der Aufgabe angewendet, die hier im späten Umfangsbereich und/oder achsnahen Bereich angewendet wird und ist in Patentanspruch 8 und 9 angegeben. Die dadurch erzielten Vorteile sind ähnlich denen der zweiten und dritten aufgefächerten Grundvariante des Herstellungsverfahrens der ersten Lösung der Aufgabe.

2. Figuren

Gleiche Bauteile haben in allen Figuren gleiche Bezugszahlen.

Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung beschrieben.

Fig.50 bis 59 zeigen Herstellungsverfahren der zweiten Lösung der Aufgabe

Fig.50-55 zeigt ein erstes Herstellungsverfahren der zweiten Lösung der Aufgabe

Fig.51,53 zeigen einen Wickelkörper 1 zur Herstellung der ungefalteten Spule 3a in zwei Ansichten und in Fig.50,52 zeigen zwei weitere Ansichten der Spule

Fig.50 zeigt eine Schnittansicht der Spule entlang der Linie XXVI-XXVI in Fig.51 und die Spule 3a deren Wicklungslagen sowohl in den späteren achsnahen Bereichen gegeneinander verschoben sind (hier oberer und unterer Spulenbereich) als auch in den späteren Umfangsbereichen (hier schraffierter Bereich, mitte)

Fig.51 eine Seitenansicht entlang der Linie XXVII-XXVII in Fig.50 und Fig.51,53 zeigen einen Wickelkörper 1 zur Herstellung der ungefalteten Spule 3a.
Fig.51 zeigt die fertig gewickelte Spule 3a auf dem Wickelkörper 1 mit den Motoren M29-M31 und M33-M36 der Schieber S1-S16, H1 und H2.

Fig.52 eine Draufsicht auf die Spule 3a in Fig.50 und zeigt die Spule mit durchscheinendem Spulenbündel.

Fig.53 eine Schnittansicht entlang der Linie XXVIII-XXVIII in Fig.51, ohne Schnitt der Motoren, in
Fig.53 zeigt das fertig gewickelte Spulenbündel im Schnitt, welches auch in Fig.54, Abb.8b zu sehen ist. Es ist auch die Anordnung der Schieber-Motoren M27-M32 in diesem Bereich zu sehen, die in Fig.54, Abb.1a-8b übersichtshalber weggelassen wurden, wobei die Wickeltechnik in Fig.54 zu sehen ist.

Fig.54 eine Wickelvorschrift für die Wicklung der Spule der Fig.50-53.
Abb.1a-8a zeigt den oberen Teil des Schnittes entlang der Symmetrieachse in Fig.50, der einen rautenförmigen Schnittbereich in Fig.51 zeigt.
Abb.1b-8b zeigt den Schnitt entlang der Linie XXVIII-XXVIII in Fig.51

Fig.54 zeigt eine Wickelvorschrift für die Wicklung der Spule 3a auf dem Wickelkörper 1, der in Fig.51,52 in der oberen Schnittansicht (Abbildungen1a-8a) den oberen rautenförmigen Schnittbereich der Spule 3a im Umfangsbereich der Fig.51 und in der unteren Schnittansicht (Abbildungen 1b-8b) die rautenförmigen Schnittbereiche der Spule 3a entlang der Linie XXVIII-XXVIII in Fig.52 zeigt.

Fig.55 zeigt einen Ausschnitt des Kernes 9 eines Faltkörpers 11 in Axialrichtung und verschiedene Faltstadien 3a, 3b,3c der Spule 3, die über den Kern 9 gefaltet wird und

Fig.55 zeigt den Faltvorgang der in Fig.50 bis 54 vorgefertigten Spule 3a um einen scheibenförmigen Faltkörper 11 in zwei Schritten gekennzeichnet durch die Zahlen (1.) und (2.). Im ersten Schritt (1.) wird die ungefaltete Spule 3a um den Faltkörper 11 gefaltet und im zweiten Schritt (2.) werden die Spulenschenkel in Umfangsrichtung der Faltkörpers 11 aufgebogen bis vorzugsweise ca. zum radialen Verlauf der Schenkel.

Fig.50a-d zeigen alternative Wicklungskörper 1 zu dem in Fig.50

Fig.50a-d zeigen alternative Wicklungskörper 1 zu dem in Fig.50, die über unterschiedliche Wicklungskerne 4 gewickelt wurden und aufgrund der Spulenformen für unterschiedliche Maschinenformen, wie Trommel- ,Kugel-, Doppelkegel Maschinen und Scheibenmaschinen geeignet sind und unterschiedliche Formen von sich der Achse annähernden Leiter, wie U-, und V-förmige haben.

Fig.56-59 zeigen ein zweites Herstellungsverfahren der zweiten Lösung der Aufgabe

Fig.56,57 zeigen Schnittansichten eines Wickelkörpers 1 zur Herstellung der ungefalteten Spule 3a

Fig.56 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXIX-XXIX in Fig.57, wobei im wesentlichen nur die Spule dargestellt ist.
Fig.56 zeigt im wesentlichen nur die Spule 3a und vom Wickelkörper 1, der ähnlich aufgebaut ist wie der in Fig.51, nur die tragenden Elemente der Spule, wie die Wickelpfosten 10. Der Spulenaufnahmebereich im späteren achsnahen Bereich ist rautenförmig aufgebaut.

Fig.57 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXX-XXX in Fig.56, wobei in Fig.56 der Wickelkörper weg gelassen wurde, der dem in Fig.51 ähnelt.
Fig.57 zeigt einen Wickelkörper 1 auf den die ungefaltete Spule 3a um Wickelpfosten gewickelt wird, die zwischen zwei Begrenzungskörpern 5 verlaufen. Im späteren Umfangsbereich der Spule (jetzt Spulenmittig) greifen seitlich motorisch betriebene Stempel 20 in den Spulenbereich ein und formen jede Windung der Spule V-förmig Richtung Spulenzentrum.

Fig.58 zeigt eine Draufsicht auf die Spule 3a in Fig.57, wobei nur die Spule dargestellt ist.

Fig.59 zeigt einen Ausschnitt des Kernes 9 eines Faltkörpers 11 in Axialrichtung und verschiedenen Falt- und Biegestadien 3a, 3b,3c der Spule 3, die über den Kern gefaltet wird.

Fig.59 zeigt den Faltvorgang der in Fig.56,57 vorgefertigten Spule 3a um einen Faltkörper 11 in drei Schritten. Im ersten Schritt (1.) wird die ungefaltete Spule 3a um den Faltkörper 11 gefaltet. Während dieses Vorganges schieben sich die in Fig.56 sichtbaren V-förmigen Leiterabschnitte im zweiten Schritt (2.) zu einem kompakten Spulenbündel zusammen. Im dritten Schritt (3.) werden die Spulenschenkel in Umfangsrichtung des Faltkörpers aufgebogen bis sie vorzugsweise radial verlaufen.

Erfinder/ Autor:

Dipl.-Ing. Jörg Bobzin ist Forscher und Entwickler von hocheffizienten elektrischen Maschinen und ganzheitlicher Wissenschaft und Technik