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

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



Fünftes 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 fünfte Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Herstellungsverfahren mit den
Merkmalen des Patentanspruches 24, ist in Fig.64-72,3,13,14,20,21,27,28,37,38,40,41, 46,47,51,53,54,57,60-1, und wird erreicht durch die Wicklung der Spule als Einzelspule auf einen Wickeldorn oder Wickelkörper, wobei mindestens im schon vorhandenen oder späteren Faltbereich und/oder im achsnahen Bereich der Spule in dessen Spulenbündelbereich Schiebe- und/oder Haltevorrichtungen angebracht sind, die eine lagenweise vorzugsweise links-/ rechtsgängige vorzugsweise kreiszyklischen Wicklung, die abwechselnd vom Spuleninneren zum Außenbereich und vom Spulenäußeren zum Spuleninneren gewickelt wird, steuern und vorzugsweise motorisch betrieben sind.
Vorteil dieses Herstellungsverfahrens ist, dass die Spulen mit im Bereich späterer Achsnähe und/oder im späteren Umfangsbereich leicht mit Versatz der Windungslagen zueinander gewickelt werden können und eine Wicklung der Spule von außen nach innen möglich ist. Dies löst das erste und zweite Problem der Aufgabenstellung. Die hiermit erst realisierbare abwechselnde links- rechtsgängige Wickelmethode mit durchgehendem Draht ermöglicht die Lösung des dritten Problems der Aufgabenstellung.

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

Eine Weiterbildung der fünften Lösung der Aufgabe ist in Patentanspruch 27 angegeben und in verschiedenen Weiterbildungen in Fig.64,65,66,67,68,69,70,71 gezeigt, wobei die Spule sofort in die Endform gewickelt wird.
Vorteil dieser Lösung der Aufgabe ist, dass die Spule sofort in die Endform gewickelt wird, wobei die beiden Probleme der Faltung der Aufgabenstellung von vornherein ausgeschlossen sind.

Eine Weiterbildung ist hierbei in Patentanspruch 28 angegeben und in Fig.64 und 65 gezeigt, und besteht darin, dass die Spulenlage, die sich hier in Bewegungsrichtung der Rotation der Maschine erstreckt, die von innen nach außen gewickelt wird, ähnlich wie bei einer herkömmlichen, spiralförmigen, einlagigen Spule die Windungen spiralförmig nebeneinander gewickelt werden, in dem die innenliegende Windung die Grenze für die nächst weitere Windung bildet, bis die Spulenlage am vorgesehenen Außenumfang der Gesamtspule endet.
Die Besonderheit dieser Weiterbildung ist vor allem die Realisierung der Wicklung von außen nach innen, in dem die äußere Windungslänge exakt durch Ausfahren der Schieber festgelegt wird, um die die erste Windung im späteren achsnahen Bereich gelegt wird. Anschließend ziehen sich die Schieber/Halter zurück, wobei die erste Windung durch Schieber/Halter der Motoren S1 und S4 in der Position gehalten wird. Die zweite Windung wird zwischen erster Windung und Schieber/Halter S2,S3,S5,S6,S9,S10 eingelegt, wobei die Schieber/Halter der Motoren M41 und M47 die zweite Windung gegen die erste Windung innenwandig pressen, so dass die Länge der zweiten Windung durch diese Begrenzung vorgegeben wird. So wird fortgefahren bis die Spulenlage 3-1 oder 3-3 mit der innersten Windung aufgefüllt ist. Anschließend wird wieder von innen nach außen gewickelt, wie oben beschrieben.
Eine weitere Besonderheit bei dieser Wicklung ist, dass sie mit zwei Schieber/Haltern S1,S2,S3,S4 jeweils im späteren Umfangsbereich der Wicklung auskommt, wobei ein Schieber/Halter die Position der einzulegenden Windung vorgibt und ein anderer die schon gelegte Windung der gleichen Lage in Position hält. Im späteren achsnahen Bereich sind ebenfalls nur zwei Schieber/Halter S5,S6,S9,S10 notwendig. Der eine schiebt die Spule innenseitig in Position und der andere hält die Windungen in einer Ebene. Der Haltevorgang kann durch einen dritten Schieber/Halter S7,S8 andersseitig der Wicklungslage noch unterstützt werden. Der Wickelkörper ist so aufgebaut, dass der innerhalb der Spule liegende Motorteil M41,M43,M44,M47 durch die Steckverbindung St abgetrennt werden kann und die fertige Spule nach oben entnommen werden kann.

Eine andere Weiterbildung der fünften Lösung der Aufgabe ist in Patentanspruch 29 angegeben und ist in Fig.66,67 gezeigt. Die Spule wird, ähnlich wie in der zuvor beschriebenen Weiterbildung sofort in die Endform mit Hilfe von Schiebern und /oder Haltern die in Achsnähe und im Umfangsbereich in den Spulenbündelbereich eingreifen, gewickelt.
Die Besonderheit dieser Weiterbildung besteht in der Wicklung der Spulenlage 3-2 von außen nach innen, wobei hier sowohl Umfangsbereich als auch in den achsnahen Bereichen treppenförmige Schieber eingesetzt werden, die vom Spuleninneren nach außen und in der Höhe verschiebbar sind. Dieser Wickelvorgang wird in den Figuren 66,67 gezeigt und geschieht so, dass die Windungen nacheinander von der untersten Stufe angefangen bis zur obersten auf die Treppenschieber gelegt werden, wobei die Stufentiefe und Stufenbreite so bemessen ist, dass die Windungen später in der Endform exakt nebeneinander auf Stoß zu liegen kommen. Nachdem die Wicklung auf den Treppenschiebern fertig verlegt ist, werden die Treppenschieber aus dem Spulenbündelbereich zurückgezogen, so dass die Windungen zum Teil durch die Schwerkraft und/oder durch den Einsatz von Schiebern auf eine Ebene gebracht werden und so eine Spulenlage bilden, die dann durch die unterste Stufe der achsnahen Treppenschieber S5,S7 in die Endposition zu einer kompakten Spulenlage zusammengeschoben wird.
In Patentanspruch 33 sind Varianten so eines Treppenschiebers 23 angegeben und werden in den Fig.79 bis 84 sowie auch deren Einsatz gezeigt, wobei eine Variante, die in den Fig.79,82 gezeigt ist, darin besteht, dass die einzelnen Stufen aus individuell verschiebbaren Schiebern aufgebaut sind, was das Zusammenschieben der Wicklungen vereinfacht und die Schieber auch anderweitig z.B. als Trennschieber 21 eingesetzt werden können und eine andere Variante der Fig.80,82,83,84 darin besteht, dass die Treppe nach der Art einer Rolltreppe stufenweise zusammengeschoben werden kann, so dass die Stufen versenkt werden können und dann eine Ebene bilden. Dies ermöglicht ein geordnetes kontinuierliches Zusammenschieben der Treppenwicklung auf einer Ebene, wie Fig.80 zeigt.

Eine Weiterbildung der beiden beschriebenen Weiterbildungen der fünften Lösung der Aufgabe wird in Patentanspruch 34 angegeben und in Fig.73-78 gezeigt, wobei die Besonderheit hier ist, dass die Spulen kreiszyklisch und damit vorwiegend ineinander verzahnt gewickelt werden. Dies erfordert, dass die Windung die vorgegebene Spur der unterhalb liegenden Spulenlage nach jedem Windungsumlauf wechselt und dabei Leiter der unterhalb liegenden Leiterlage quert. Dies führt zu einem Aufdehnen des Spulenbündels an der Kreuzungsstelle und wird deshalb vorzugsweise in den Umfangsbereich der Wicklung gelegt, wenn der Umfangsbereich nicht in einem gleichmäßigen magnetischen Luftspalt liegt. Die Figuren 75 -78 zeigen Varianten dafür.
Eine andere vorteilhafte Variante ist in Fig.74 dargestellt, wo das Kreuzen der Leiter im achsnahen Bereich stattfindet, was vorteilhaft ist, wenn der hochenergetische Umfangsbereich der Wicklung durchgängig mit einem magnetischen Luftspalt belegt ist. Dies führt zu einer sehr kraftvollen Maschine, auch wenn eine Erweiterung des Luftspaltes oder das Aussparen dieses Spulenbereiches aus dem Magnetfeld in Kauf genommen werden muss.

Eine andere Weiterbildung der fünften Lösung der Aufgabe ist in Patentanspruch 30 angegeben und wird in Fig.68 bis 72 gezeigt. Die Spule wird, ähnlich wie in den zuvor beschriebenen Weiterbildungen der fünften Lösung der Aufgabe, sofort in die Endform mit Hilfe von Schiebern und/oder Haltern, die in dem achsnahen Bereich und dem Umfangsbereich in den Spulenbereich eingreifen, gewickelt.
Die Besonderheit dieser Weiterbildung besteht darin, dass die Spulenlagen sich im Umfangsbereich radial erstrecken und die Spulenlagen somit dort abwechselnd radial von innen nach außen und dann von außen nach innen gewickelt werden.
Dazu sind in einer im Patentanspruch 31 angegebenen Ausgestaltung in jedem Umfangsbereich Schieber und ein hakenförmiger Schieber/Halter H1,H2 und im achsnahen Bereich Schieber/Halter angebracht, die in den Spulenbündelbereich eingreifen und die geordnete Wicklung führen. Wie dies genau im Umfangsbereich vor sich geht ist in Fig.70 und für den achsnahen Bereich in Fig.71 gezeigt. So ist eine kreiszyklische Wicklung und damit eine ineinander verzahnte Wicklung möglich.
Besonders vorteilhaft bei dieser Weiterbildung mit kreiszyklischer Spule ist, dass die Aufweitung des Spulenbündels im Übergangsbereich Ü hier in Bewegungsrichtung geschieht, also zu keiner Aufweitung des Luftspaltes führt. Somit kann der Übergangsbereich der kreiszyklischen Wicklung überall hingelegt werden, wo es wickeltechnisch oder vom Platzangebot gerade vorteilhaft ist.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Weiterbildung, die unter anderem in Patentanspruch 32 angegeben ist (keine Figur), wird die Wicklung im Umfangsbereich mit Hilfe von Schieber/Haltern vorgenommen, die zwischen den gefalteten Spulenschenkeln radial in den Umfangsbereich verschiebbar und im Umfangsbereich höhenverstellbar sind. Wobei diese Schieber insbesondere für die Wicklung der Spulenlage von Außen nach innen, die in den Figuren 79 bis 84 unterschiedliche Formen und damit verbunden unterschiedliche Wicklungsvorgänge enthalten kann, geeignet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Wicklung der Spulenlagen von außen nach innen und ist deshalb für alle Herstellungsverfahren, wo so eine Wicklung vorkommt, geeignet.

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.

Eine vierte Weiterbildung ist in der dritte Grundvariante der ersten Lösung der Aufgabe im Patentanspruch 9,16,17 angegeben und wird in den Figuren 37 bis 49 dargestellt.
Auch bei dieser Weiterbildung ist das Ziel, insgesamt ein kompaktes Spulenbündel mit hohem wirksamen Leiteranteil zu bekommen und die Biegeradien bei der Wicklung vor der Biegung oder Faltung zu berücksichtigen.
Dabei werden die späteren Umfangsbereiche der Wicklung zu einem kompakten Spulenbündel gewickelt und der eine spätere achsnahe Bereich (keine Figur) oder die beiden späteren achsnahen Bereiche der Wicklung werden Windung für Windung in Wickelachsrichtung V- oder U-förmig zueinander entweder in die gleiche Richtung verschoben (Fig.38,41,44,47) oder räumlich aufgefächert (keine Figur, aber ähnlich der Fig.34-36, Anspruch 8) um Wickelpfosten oder Halter gewickelt.
Die Besonderheit der ersten Ausgestaltung diesbezüglich in Fig.37-39 ist, dass die ungefaltete Spule unverzahnt gewickelt wird, wodurch die Wicklungslagen um die gleichen Wickelpfosten im späteren achsnahen Bereich gewickelt werden können, so dass viel Platz zwischen den wenigen Wickelpfosten zur Verfügung steht. Dies ist bei der verzahnten Wicklung der Fig.44 nicht der Fall, da hier jede zweite Windungslage anders platzierte Wickelpfosten benutzt, so dass auf gleichem Raum, wie in Fig.38 doppelt so viel Wickelpfosten platziert sind. Wobei die Spule der dritten Ausgestaltung diesbezüglich von Fig.43-45 einen höheren Füllfaktor aufweist.
Um mehr Platz für Wickelpfosten oder zwischen Gruppen von aufgefächerten Leiterbereichen zu schaffen, wird in einer nicht dargestellten Ausgestaltung in nur einem späteren achsnahen Bereich die Windungen gegeneinander V- oder U-förmig verschoben oder aufgefächert (Anspruch 9) und der andere spätere achsnahe Bereich wird als kompaktes Spulenbündel gerade verlaufend zwischen den späteren Umfangsbereichen gewickelt. Nach der Fertigstellung der Wicklung werden die Wickelpfosten entnommen und die beiden achsnahen Bereiche in etwa deckungsgleich V- oder U-förmig verschoben, was vorzugsweise auf den Faltkörper direkt während des Faltvorganges geschieht.

Der gleiche hohe Füllfaktor der Spule wird auch in der vierten Ausgestaltung diesbezüglich erreicht und ist Inhalt des Patentanspruchs 17 und ist in Fig.46-49 dargestellt. Dort werden motorisch betriebene Schiebe- und/oder Haltevorrichtungen im Wickelbereich der Spule platziert, die eine gezielte lagenweise verzahnte Wicklung mit exakter Windungslänge ermöglicht. Die Einhaltung der exakten Windungslänge wird für den in Fig.47 gezeigten Spulenbereich durch das Zusammenspiel der Motoren M19,M22,M23 um deren Schieber die Windung in exakter Länge gelegt wird um anschließend durch die Schieber/Halter der Motoren M20,M21 in Position gehalten zu werden, wenn auf der anderen Seite des Wickelkörpers um die Schieber der Motoren M22,M23,M26 der zweite Spulenteil gelegt wird.
Die Spulen werden lagenweise im V-förmigen Spulenbereich von rechts nach links (Spule 1, Fig.48) und dann von links nach rechts (Spule 2, Fig.49) gewickelt.
Bei der Spulenwicklung von rechts nach links werden die Windungen kürzerer Länge in die vorhergelegten Windungen größerer Länge eingelegt (Fig.48).
Bei der Spulenwicklung von links nach rechts werden die Windungen größerer Länge über die Windungen geringerer Länge hinweggeschoben und dann in der dafür vorgesehenen Spulenebene abgelegt (Fig.49) u.s.w..
Vorteil dieser Ausgestaltung ist der Verzicht auf Wickelpfosten, um die die Windungen eingelegt werden müssen, was umständlich und im Bereich größerer Windungslängen der Spule aus Platzmangel für kleine Spulen schwer zu realisieren ist.

Eine zweite Ausgestaltung diesbezüglich ist in Fig.41 zu sehen und in Patentanspruch 18 beschrieben, in der der nutenförmige Spulenaufnahmebereich im späteren Umfangsbereich der Spule um einen Winkel, hier 19°, gegenüber der Wickelachse gekippt ausgeführt ist. Dies hat den Vorteil gegenüber der geraden Ausführung von Fig.38,47, dass die Leiter bei der Wicklung nicht so schräg aus diesem Spulenaufnahmebereich herauslaufen, so dass die axiale Kraftkomponente, die die Windung bei der Wicklung aus der Position bringen will gering ist. Dies hat den Vorteil, insbesondere in Verbindung mit einer verzahnten Wicklung, dessen Weiterbildung in Patentanspruch 20 angegeben ist und die Fig.44 zeigt, dass auf Schieber oder Halter verzichtet werden kann, da die Verzahnung ausreichend stark die Windungen während der Wicklung in Position hält. Auch bei einer unverzahnten Wicklung, wie in der Weiterbildung in Patentanspruch 19 angegeben ist, sind die Querkräfte und dadurch bedingte Leiterverformungen vorteilhafter Weise geringer.

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.64 bis 72 zeigt verschiedene Herstellungsverfahren einer fünften Lösung der Aufgabe

Fig.64,65 zeigen ein erstes Herstellungsverfahren der fünften Lösung der Aufgabe

Fig.64 zeigt eine Draufsicht auf eine Wickelvorrichtung

Fig.65 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXXVI-XXXVI in Fig.64, wobei die Motoren vom Schnitt ausgenommen sind

Fig.64,65 zeigen eine Wickelvorrichtung, die zweiteilig ist und elektrisch und mechanisch durch einen Stecker St verbunden ist. Der Wickelkörper hat einen plattenförmigen Kern 4 um dessen Außenkante die Spule 3 gewickelt wird. Im Kantenbereich der Platte sind nutenförmige Spulenaufnahmebereiche 54, die durch die Motorengehäuse M42 bis M45 begrenzt werden und aus denen jeweils ein Schieber/Halter 6a in den Spulenwickelbereich ragt. Die Schieber/Halter sind neben ihrer Schiebefunktion höhenverstellbar, was durch die Pfeile der Bewegungsrichtung angezeigt ist. Im späteren achsnahen Bereich der Spule 3 wird der Spulenaufnahmebereich durch die Schieber S5-S10 und/oder deren Motoren M46,M41 und M47, M48 begrenzt. Eine Leiterführung 22 bringt den Leiter während der Wicklung in den Bereich der Schieber, wo diese die Windungen in genaue Position legen. Die Motoren M41,M43,M44,M47 werden über den Stecker St und den Leiter L1 mit elektrischem Strom versorgt. Zur Entnahme der fertig gewickelten Spule wird der obere Steckerteil mit den Motoren M41,M43,M44,M47 abgetrennt.

Fig.66,67 zeigen ein zweites Herstellungsverfahren der fünften Lösung der Aufgabe

Fig.66 zeigt eine Draufsicht auf eine Wickelvorrichtung

Fig.67 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXXVII-XXXVII in Fig.66, wobei die Motoren vom Schnitt ausgenommen sind

Fig.66,67 zeigen eine Wickelvorrichtung, der in seiner Funktion ähnlich aufgebaut ist, wie der von Fig.64,65. Im Unterschied dazu wird der Wickelvorgang der zweiten Windungslage von außen nach innen mit Treppenschiebern S2,S4,S5,S7 gewickelt. Jeder der Motoren M51,M53,M49,M50 enthält einen Treppenschieber 23, der zu dem höhenverstellbar ist. Der Schieber S6, S10 der Motoren M54,M52 ist ebenfalls höhenverstellbar und dient als Zusammenschieber der Windungen auf eine Ebene nach dem die Treppenschieber 23, hier S5, S7 sich zurückgezogen haben. Zur Veranschaulichung ist S6 in Fig.67 ausgefahren gezeichnet.

Fig.68,69 zeigen ein drittes Herstellungsverfahren der fünften Lösung der Aufgabe

Fig.68,69 zeigen eine Wickelvorrichtung zur Herstellung der Spule in ihrer gebogenen oder gefalteten Endform.

Fig.68 zeigt eine Draufsicht auf eine Wickelvorrichtung

Fig.69 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie XXXVIII-XXXVIII in Fig.68, wobei die Motoren vom Schnitt ausgenommen sind

Fig.68,69 zeigen die Wickelvorrichtung während der Wicklung der zweiten Spulenlage 3-2, die im Schnitt radial von außen nach innen gewickelt wird. Der Wickelkörper ist ähnlich aufgebaut wie in den Figuren 66,67 und 64,65. Im Unterschied dazu werden die Windungen über die Form gebenden Schieber der Motoren M55 und M58 gebogen, die im Querschnitt in Fig.72 dargestellt sind. Sie haben mittig einen Schlitz wie ein Schwalbenschwanz in den der hakenförmige Schieber H1,H2 der Motoren M56 oder M57 eingreifen kann um die Windungen vom jeweiligen Schieber 6 zu nehmen. Alle Schieber oder die Motoren der Schieber inklusive dieser sind höhenverstellbar.
Die Spulenlagen werden ineinander verzahnt gewickelt, was vorzugsweise hier kreiszyklisch geschieht, wobei der Übergangsbereich des Leiters von einer Windungsrille in eine andere vorzugsweise in den Umfangsbereich oder in den achsnahen Bereich gelegt wird. Neben der Herstellungsmöglichkeit einer hocheffizienten verzahnten Wicklung hat dieses Herstellungsverfahren den Vorteil, dass das Spulenbündel im Übergangsbereich nicht in Luftspaltrichtung aufgeweitet, sondern quer dazu in Bewegungsrichtung der Rotation der Maschine. Somit hat die Spule eine durchgängige Leiterbündeldicke in der gesamten Luftspaltrichtung und kann somit vollkommen in einem gleichmäßigen Luftspalt liegen.

Fig.70 zeigt den Wickelvorgang in einem Umfangsbereich, dem Bereich der Motoren M57 und M58 der Fig.68, in zwölf Bildern dargestellt

Fig.70 zeigt den Wickelvorgang in einem Umfangsbereich der Motoren M57 und M58 der Fig.68 in zwölf Bildern, in denen im wesentlichen die Herstellung einer Spulenlage von innen nach außen (Abb.1, Abb.8 bis Abb.11) und die Herstellung einer Spulenlage von außen nach innen in der Abb.2 bis Abb.7, und in Abb.12 Wicklung einer Spulenlage in Umfangsrichtung, damit die Spule mit beiden Spulenenden im Außenumfang des Spulenbündels liegt. Der hakenförmige Schieber H2 ist höhenverstellbar und die anderen Schieber S5-S9,SH2 sind vorteilhafter weise nur linear verschiebbar.

Fig.71 zeigt in acht Abbildungen den Wickelvorgang in einem sich der Achse annähernden Bereich der Spule, dem Bereich der Motoren M59 bis M60 in Fig.69

Fig.71 zeigt den Wickelvorgang in einem sich der Achse annähernden Bereich der Spule, dem Bereich der Motoren M59 und M60 in Fig.69 in acht Abbildungen.
Im wesentlichen wird der Wickelvorgang von Spulen, die von innen nach außen gewickelt werden in Abb.1, Abb.4 bis Abb.6 dargestellt und von einer Spulenlage, die von außen nach innen gewickelt wird in Abb.2, Abb.3, und abschließend in Abb.8 die Wicklung einer Spulenlage in Richtung späterer Achse der Maschine, damit die Spule mit Spulenanfang und mit Spulenende im Umfangsbereich des Spulenbündels liegt.

Fig.72 zeigt den Querschnitt am obersten Ende der Schieber der Motoren M55 und M58

Fig.72 zeigt den Querschnitt am obersten Ende der Schieber der Motoren M55 und M58, die mittig einen Schlitz haben in dem die Haken H1,H2 der Motoren M56 oder M57 eingreifen können.




Erfinder/ Autor:

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