Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung und Elektromaschine

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Elektromaschine, welche einen Stator mit einer derartigen Statorwicklung aufweist.

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungsformen von Elektromaschinen. Eine gängige Art von Elektromaschinen weist einen Stator auf, welcher koaxial mit einem rotierend zum Stator gelagerten Rotor angeordnet ist. In einer besonders verbreiteten Ausführungsform umgibt der Stator den Rotor bzw. zumindest einen Aktivbereich des Rotors vollumfänglich oder als segmentierter Stator teilumfänglich. Zur Bereitstellung eines Magnetfelds sind am Rotor oftmals Permanentmagnete oder Magnetspulen bzw. Rotorwicklungen angeordnet. Zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds, welches im Zusammenspiel mit dem Magnetfeld des Rotors zum Antreiben des Rotors ausgebildet ist, weist der Stator eine Statorwicklung auf.

Statorwicklungen weisen einen Statordraht oder mehrere nebeneinander angeordnete

Statordrähte auf, welche um den Stator herumgewickelt sowie in Statornuten des Stators angeordnet sind. Gemäß bekannter Verfahren werden die Statorwicklungen zunächst auf einer Wickelvorrichtung hergestellt und anschließend auf dem Stator angeordnet. Bei einigen Wickelverfahren wie Nadel-, Flyer- und Linearwickeltechnik wird die Statorwicklung direkt auf dem Stator, dem Einzelzahn oder den Zahngruppen hergestellt. Zur Vermeidung eines

Stromflusses zwischen benachbarten Statordrahtabschnitten, insbesondere in den Statornuten, sind die Statordrähte vollumfänglich isoliert, insbesondere mit einer isolierenden Lackschicht versehen.

Überdies gibt es unterschiedliche Wicklungsarten für Statorwicklungen, wie beispielsweise Schleifenwicklungen und Wellenwicklungen. Im Betrieb weisen benachbarte Wicklungswellen der Wellenwicklung zueinander eine Spannungsdifferenz auf. Je größer die

Spannungsdifferenz, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit der Teilentladungen, der elektrischen Alterung und folglich des Ausfalls der Elektromaschine.

Zum Vermeiden der Teilentladungen ist es bekannt, eine Schichtdicke der den Statordraht umgebenden Isolationsschicht zu vergrößern oder zusätzliches Isolationsmaterial in die Statornut oder auch in den Wickelkopf einzubringen. Diese Lösungen haben allesamt den Nachteil, dass die Effizienz der Elektromaschine reduziert ist. Eine Wellenwicklung ist beispielsweise aus der DE 10 2016 222 818 A1 bekannt.

Aus der DE 10 2015 222 367 A1 ist eine als Wellenwicklung ausgebildete Statorwicklung bekannt, welche mindestens zwei parallel geschaltete Wcklungsstränge haben, wobei die Wcklungsstränge jeweils als Reihenschaltung mindestens zweier Wcklungssegmente ausgebildet ist. Die Wcklungssegmente können beispielsweise miteinander verschweißt sein. Die US 2016/0268860 A1 und US 2018/0278111 A1 zeigen jeweils eine Wellenwicklung für einen Stator einer elektrischen Maschine, wobei der Statordraht aus einer Vielzahl von in Reihe zusammengeschweißter Statordrahtsegmenten besteht. Eine derartige Statorwicklung ist nur sehr aufwendig herstellbar, zudem können weiterhin große Spannungsdifferenzen zwischen benachbarten Statordrahtsegmenten auftreten.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einer Statorwicklung, insbesondere einer Wellenwicklung, zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine zu schaffen, das auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise die Herstellung einer Statorwicklung, insbesondere mit geringerer Spannungsdifferenz zwischen benachbarten

Statorwellenabschnitten gewährleistet. Überdies ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektromaschine zu schaffen, welche auf eine einfache sowie kostengünstige Art und Weise herstellbar ist und insbesondere eine geringere Spannungsdifferenz zwischen

benachbarten Statorwellenabschnitten aufweist.

Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Elektromaschine mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der

erfindungsgemäßen Elektromaschine und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der

Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur

Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:

Bereitstellen eines Statordrahts,

Wickeln des Statordrahts um ein Wickelwerkzeug zum Erzeugen einer Wellenwicklung mit einer Mehrzahl von Wickelwellen, wobei das Wickelwerkzeug ein erstes Wickelmittel und ein vom ersten Wickelmittel beabstandet angeordnetes zweites Wickelmittel aufweist, wobei sich das erste Wickelmittel und das zweite Wickelmittel zumindest in einem Bereich gemeinsam entlang einer in einer Mitte zwischen dem ersten Wickelmittel und dem zweiten Wickelmittel verlaufenden ersten Wickellängsachse erstrecken, wobei die einzelnen Wickelwellen jeweils durch Wickeln des Statordrahts um das erste Wickelwerkzeug und das zweite Wickelwerkzeug herum erzeugt werden,

Halten des Statordrahts am ersten Wickelmittel und am zweiten Wickelmittel zum

Verhindern eines seitlichen Abrutschens des Statordrahts in Richtung des Verlaufs der ersten Wicklungslängsachse,

Relatives Verschieben des zweiten Wickelmittels zum ersten Wickelmittel in Richtung des Verlaufs der ersten Wicklungslängsachse, wobei die einzelnen Wickelwellen hierdurch jeweils entlang der ersten Wicklungslängsachse verbogen werden, und

Relatives Umklappen des ersten Wickelmittels zum zweiten Wickelmittel um die erste Wicklungslängsachse um einen Umklappwinkel derart, dass am ersten Wickelmittel angeordnete Statordrahtabschnitte den am zweiten Wickelmittel angeordneten

Statordrahtabschnitten benachbart angeordnet sind.

Die„benachbarte angeordnete“ Statordrahtabschnitte sind im Sinne der Erfindung

insbesondere so zu verstehen, dass die Statordrahtabschnitte wenigstens abschnittsweise gleiche Position entlang der Wickellängsachse einnehmen, nämlich wenigstens abschnittsweise quer zu der Wickellängsachse nebeneinander liegen, sodass die Statordrahtabschnitte vorzugsweise nach Montage der Wellenwicklung in einer gemeinsamen Statornut angeordnet sind.

Der Statordraht wird beispielsweise aufgespult auf einer Drahtrolle bereitgestellt. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass ein gerade gerichteter Statordraht bereitgestellt wird.

Vorzugsweise werden mehrere Statordrähte bereitgestellt, sodass eine Statorwicklung mit mehreren verschiedenen Phasen, insbesondere drei Phasen, herstellbar ist. Für jede der Phasen können erfindungsgemäß auch mehrere Statordrähte, z. B. zwei, drei oder mehr, bereitgestellt werden. Im Folgenden wird des besseren Verständnisses halber das Verfahren nur für einen Statordraht beschrieben, wobei diese Beschreibung auch auf mehrere Statordrähte übertragbar ist.

Vorzugsweise wird der Statordraht für das Wickeln von der Drahtrolle abgespult, gerade gerichtet und mittels einer Drahtdüse dem Wickelwerkzeug zugeführt. Die Drahtdüse ist vorzugsweise ausgebildet, eine Mehrzahl von Statordrähten gleichzeitig dem Wckelwerkzeug zuzuführen, sodass die einzelnen Phasen gleichzeitig gewickelt werden können.

Der Statordraht wird um das Wckelwerkzeug gewickelt. Hierbei wird eine als Wellenwicklung ausgebildete Statorwicklung erzeugt, welche eine Vielzahl von Wickelwellen aufweist. Das Wckelwerkzeug weist das erste Wckelmittel und das vom ersten Wckelmittel beabstandete zweite Wckelmittel auf. Die einzelnen Wickelwellen werden derart erzeugt, dass Statordraht vom ersten Wckelmittel zum zweiten Wckelmittel und weiter zum ersten Wckelmittel gewickelt wird. Ein Umschlingungswinkel des Statordrahts auf dem ersten Wickelmittel und dem zweiten Wckelmittel ist vorzugsweise jeweils kleiner als 200° und beträgt weiter bevorzugt etwa 180°. Mit einer einzelnen Wckelwelle werden somit das erste Wckelmittel und das zweite

Wckelmittel gemeinsam vom Statordraht umspannt.

Das Halten des Statordrahts am ersten Wickelmittel und am zweiten Wckelmittel erfolgt mittels des Haltemittels. Das Haltemittel ist derart ausgebildet, ein seitliches Abrutschen des

Statordrahts parallel zur Wckellängsachse verhindert oder zumindest erschwert ist.

Vorzugsweise wird der Statordraht derart gehalten, dass eine Relativbewegung des

Statordrahts quer, insbesondere rechtwinklig, zur Wckellängsachse möglich ist. Ein Haltemittel ist vorzugsweise am ersten Wckelmittel und ein Haltemittel ist vorzugsweise am zweiten Wckelmittel angeordnet. Vorzugsweise ist das Haltemittel starr ausgebildet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass ein Haltemittel einteilig mit dem ersten Wickelmittel und ein Haltemittel einteilig mit dem zweiten Wickelmittel ausgebildet ist. Erfindungsgemäß kann das Haltemittel beispielsweise eine Klemmvorrichtung zum Klemmen des Statordrahts aufweisen.

Beim relativen Verschieben des ersten Wckelmittels zum zweiten Wckelmittel in eine bestimmte Richtung wird der Statordraht vom jeweiligen Wickelmittel derart mitgenommen, dass die erzeugte Wellenwicklung hierdurch entsprechend verbogen bzw. geschränkt wird. Hierbei kann beispielsweise das erste Wckelmittel ortsfest gehalten und das zweite Wckelmittel in eine vorbestimmte Richtung um eine vorbestimmte Strecke, insbesondere in Bogenform, entlang der Wckellängsachse bewegt werden. Alternativ können auch das erste Wckelmittel und das zweite Wickelmittel in entgegengesetzte Richtungen, insbesondere in Bogenform, entlang der Wckellängsachse bewegt werden. Eine zeitgleiche gemeinsame Bewegung des ersten

Wckelmittels und des zweiten Wckelmittels entlang einer beliebigen gemeinsamen

Bewegungsbahn kann optional durchgeführt werden. Das Ergebnis dieses Verfahrensschritts ist eine Wellenwicklung, bei welcher obere Wellenhälften zu unteren Wellenhälften entlang der Wckellängsachse versetzt angeordnet sind. Das relative Verschieben erfolgt vorzugsweise derart, dass bei der fertigen Statorwicklung benachbarte Statordrahtabschnitte eine

Spannungsdifferenz von maximal 50% einer maximal möglichen Potenzialdifferenz einer Statorwicklung aufweisen.

Schließlich werden das erste Wckelmittel und das zweite Wckelmittel relativ zueinander um die Wckellängsachse verschwenkt. Hierbei kann beispielsweise das erste Wckelmittel ortsfest gehalten und das zweite Wckelmittel um die Wickellängsachse verschwenkt werden. Alternativ können auch das erste Wckelmittel und das zweite Wckelmittel um Wckellängsachse aufeinander zu verschwenkt werden. Eine zeitgleiche gemeinsame Bewegung des ersten Wckelmittels und des zweiten Wckelmittels entlang einer beliebigen gemeinsamen

Bewegungsbahn kann optional durchgeführt werden. Das Ergebnis dieses Verfahrensschritts ist eine Wellenwicklung, bei welcher die oberen Wellenhälften mit den vormals unteren

Wellenhälften auf derselben Seite der Wckellängsachse angeordnet sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Statorwicklung herstellbar ist, bei welcher benachbarte Statordrahtabschnitte eine besonders geringe Spannungsdifferenz aufweisen. Zudem ist ein aufwendiges Verschweißen von Statordrahtsegmenten nicht erforderlich. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich beispielsweise

Statorwicklungen besonders vorteilhaft hersteilen, bei welchen vier Statordrähte oder eine Vielzahl von 4 Statordrähten, wie beispielsweise 8, 12 usw., in einer Statornut angeordnet sind.

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass ein Statordraht mit einem rechteckigen Drahtquerschnitt bereitgestellt wird. Hierbei ist es bevorzugt, dass der Drahtquerschnitt eine Drahtbreite und eine Drahthöhe aufweist, welche unterschiedlich groß ausgebildet sind. Ein derartiger Statordraht hat den Vorteil, dass ein Befüllungsgrad der Statornuten mit Statordraht verbessert ist, da nach der Herstellung der Statorwicklung zwischen benachbarten Statordrähten ein geringerer Spalt ausgebildet ist. Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass ein Statordraht bereitgestellt wird, dessen Drahthöhe höchstens 3 mm und dessen Drahtbreite höchstens 5 mm beträgt. Besonders bevorzugt beträgt die Drahthöhe zwischen 1 mm und 2,5 mm, insbesondere 2 mm, und die Drahtbreite zwischen 2 mm und 4,5 mm, insbesondere 3 mm. Ein derartiger Statordraht ist zum Herstellen einer Statorwicklung besonders geeignet und lässt sich mit üblichen Fertigungsmitteln leicht umformen.

Weiter bevorzugt wird als erstes Wickelmittel ein erstes Wickelschwert und/oder als zweites Wickelmittel ein zweites Wickelschwert verwendet. Unter einem Wickelschwert wird

erfindungsgemäß eine sich entlang der Wickellängsachse erstreckende Vorrichtung

verstanden, welche zwei parallele bzw. zumindest im Wesentlichen parallele Seitenflächen aufweist. Vorzugsweise weist das Wickelschwert eine Wickelseite und eine der Wickelseite entgegengesetzte Freiseite auf. Die Wickelseite ist ausgebildet, beim Wickeln dem Statordraht ein Gegenlager bereitzustellen, wobei die Freiseite des Wickelschwerts einem anderen

Wickelschwert zugewandt ist. Die Wickelseite und Freiseite sind vorzugsweise gekrümmt bzw. abgerundet ausgebildet, um ein Umbiegen des Statordrahts um das Wickelschwert zu verbessern und Drahtbeschädigungen zu vermeiden. Die Haltemittel sind vorzugsweise an den Seitenflächen der Wickelschwerter angeordnet. Derartige Wickelmittel haben den Vorteil, dass ein Wickeln des Statordrahts sowie das Relative Verschieben der Wickelmittel besonders vorteilhaft durchführbar sind.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung erfolgt das relative Verschieben des ersten Wickelmittels zum zweiten Wickelmittel um zwischen 5/12 bis 7/12 einer Wickelwellenlänge der Wickelwellen entlang der ersten Wicklungslängsachse. Bei einer bevorzugten

Zweischichtwicklung beträgt das relative Verschieben 1/2 der Wickelwellenlänge. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine besonders gleichmäßig ausgebildete Statorwicklung erzeugt wird.

Vorzugsweise der Statordraht mittels der Haltemittel an einer Vorderseite und einer Rückseite des ersten Wickelmittels und/oder an einer Vorderseite und einer Rückseite des zweiten Wickelmittels an jeweils unterschiedlichen Höhen gehalten. Demnach ist der Statordraht beispielsweise auf der Rückseite des ersten Wickelmittels auf einer anderen Höhe gehalten als auf der Vorderseite des ersten Wickelmittels. Unter einer Höhe wird in diesem Zusammenhang ein Abstand zur ersten Wicklungslängsachse verstanden. Dies hat den Effekt, dass beim relativen Verschieben der Statordraht an unterschiedlichen Höhen umgebogen bzw. geschränkt wird und somit unterschiedliche Winkel ausbildet. Dies ist beim relativen Umklappen von Vorteil, da ein beim Umklappen äußerer Drahtabschnitt eine größere Strecke zurücklegt als ein innerer Drahtabschnitt und diese Differenz durch die unterschiedlichen Wnkel mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ausgleichbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Erzeugen der

Wellenwicklung aus dem Statordraht mit einer Mehrzahl von Wckelwellen an dem

Wckelwerkzeug derart, dass der Statordraht um das erste Wckelmittel, zweite Wckelmittel und ein drittes Wckelmittel gewickelt wird, wobei das zweite Wckelmittel zwischen dem ersten Wckelmittel und dem dritten Wckelmittel angeordnet ist, wobei sich das erste Wckelmittel, das zweite Wckelmittel und das dritte Wckelmittel zumindest in einem Bereich gemeinsam entlang der ersten Wickellängsachse erstrecken, wobei das relative Verschieben des zweiten

Wckelmittels zum ersten Wckelmittel sowie zum dritten Wickelmittel in Richtung des Verlaufs der ersten Wcklungslängsachse erfolgt, und wobei ein relatives Umklappen des dritten

Wckelmittels zum zweiten Wickelmittel um eine in einer Mitte zwischen dem zweiten

Wckelmittel und dem dritten Wckelmittel verlaufenden zweiten Wcklungslängsachse um den Umklappwinkel derart erfolgt, dass am dritten Wckelmittel angeordnete Statordrahtabschnitte den am zweiten Wickelmittel angeordneten Statordrahtabschnitten benachbart angeordnet sind. Beim relativen Verschieben ist es bevorzugt, wenn eine relative Lage des ersten Wickelmittels zum dritten Wckelmittel konstant bleibt. Somit wird beispielsweise lediglich das zweite

Wckelmittel entlang der ersten Wckellängsachse bewegt. Die zweite Wckellängsachse ist zwischen dem zweiten Wickelmittel und dem dritten Wckelmittel angeordnet und verläuft vorzugsweise parallel zur ersten Wckellängsachse. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Statorwicklung mit sechs Statordrähten oder einer Vielzahl von 6 Statordrähten, wie

beispielsweise 12, 18 usw., pro Statornut mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellbar.

Erfindungsgemäß ist das Verfahren auch mit weiteren Wckelmitteln durchführbar, welche analog zu den übrigen Wickelmitteln angeordnet und verwendet werden können. Demnach ist es bevorzugt, dass die Wckelmittel abwechselnd einer ersten Gruppe und einer zweiten Gruppe zugeordnet werden, wobei das relative Verschieben als relatives Verschieben der beiden Gruppen zueinander erfolgt. Vorzugsweise weisen die Wickelmittel einer Gruppe beim relativen Verschieben eine konstante relative Lage zueinander auf. Das Umklappen erfolgt über die Wckellängsachsen, welche jeweils, insbesondere in der Mitte, zwischen zwei Wickelmitteln angeordnet sind und vorzugsweise parallel zueinander verlaufen. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Anzahl der Statordrähte pro Statornut erhöhbar ist.

Besonders bevorzugt erfolgt das Umklappen mit einem Umklappwinkel von zwischen 175° und 185°, insbesondere von 180°. Bei derartigen Umklappwinkeln sind die oberen Wellenhälften mit den vormals unteren Wellenhälften auf derselben Seite der Wickellängsachse sowie einander direkt benachbart angeordnet. Somit ist mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ist eine besonders vorteilhafte Raumausnutzung durch die Statorwicklung erzielbar.

Es ist bevorzugt, dass zum Halten des Statordrahts Haltemittel verwendet werden, welche am ersten Wickelmittel und dem zweiten Wickelmittel angeordnet sind. Es kann dabei vorgesehen sein, dass mindestens ein Haltemittel integral bzw. einstückig mit einem Wickelmittel ausgebildet ist. Es werden beispielsweise Haltemittel verwendet, die als Anschlagkörper, wie beispielsweise eine Wand, eine Nut oder dergleichen, ausgebildet sind. Eine Anschlagfläche des Haltemittels weist zu einem Grundkörper des jeweiligen Wickelmittels vorzugsweise einen Winkel von 90° oder weniger auf. Ein spitzer Winkel hat den Vorteil, dass ein unbeabsichtigtes seitliches Abrutschen des Statordrahts vom Haltemittel und somit vom Wickelmittel hierdurch verhinderbar ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Platzbedarf für die Durchführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens reduziert ist. Der Winkel ist vorzugsweise größer als 60°, um ein Trennen der Statorwicklung von der Wickelvorrichtung zu verbessern. Am Wickelmittel angeordnete Haltemittel haben insbesondere den Vorteil, dass eine gemeinsame Bewegung von Wickelmittel und Haltemittel mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise verbessert ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine mit einem Rotor und einem Stator gelöst. Der Stator weist eine Statorwicklung aus einem elektrisch isolierten Statordraht auf. Erfindungsgemäß ist die Statorwicklung gemäß einem

erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt.

Bei der beschriebenen Elektromaschine ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für einen Stator einer Elektromaschine sowie eine erfindungsgemäße Elektromaschine werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: Figur 1 in einer Seitenansicht einen ersten Verfahrensabschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 2 in einer Seitenansicht einen zweiten Verfahrensabschnitt der bevorzugten ersten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht den gewickelten und geschränkten Statordraht aus Figur 2,

Figur 4 in einer Seitenansicht die Statorwicklung nach einem dritten Verfahrensabschnitt der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 5 in einer perspektivischen Ansicht eine mittels der bevorzugten ersten

Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Statorwicklung,

Figur 6 in einer Seitenansicht eine Verteilung der Statordrähte auf Statornuten einer nach der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Statorwicklung,

Figur 7 in einer Seitenansicht einen ersten Verfahrensabschnitt einer bevorzugten

zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 8 in einer Seitenansicht einen zweiten Verfahrensabschnitt der bevorzugten

zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 9 in einer Seitenansicht die Statorwicklung nach einem dritten Verfahrensabschnitt der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 10 in einer Seitenansicht eine Verteilung der Statordrähte auf Statornuten einer nach der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Statorwicklung, und

Figur 11 in einer Seitenansicht eine bevorzugte erste Ausführungsform einer

erfindungsgemäßen Elektromaschine. Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 bis 11 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein erster Verfahrensabschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Zunächst wird ein Wickelwerkzeug 5 mit einem ersten Wckelmittel 5a und einem zweiten Wckelmittel 5b bereitgestellt, welche jeweils als Wckelschwert ausgebildet sind und sich parallel zueinander erstrecken. Das erste Wckelmittel 5a und das zweite Wckelmittel 5b weisen jeweils eine Vorderseite V und eine nicht erkennbare Rückseite R auf. Mittels einer Drahtdüse 9 wird ein Statordraht 4 um das Wickelwerkzeug 5 gewickelt. Dabei werden mehrere Wckelwellen 6 mit einer Wckelwellenlänge L erzeugt. Die einzelnen Wckelwellen 6 erstrecken sich jeweils um das erste Wckelmittel 5a und das zweite Wckelmittel 5b. In diesem Ausführungsbeispiel werden der besseren Übersicht halber nur zwei Statordrähte 4 gezeigt.

Fig. 2 zeigt einen zweiten Verfahrensabschnitt der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Seitenansicht. In diesem zweiten

Verfahrensabschnitt wird das zweite Wickelmittel 5b relativ zum ersten Wckelmittel 5a entlang einer ersten Wckellängsachse W1 bewegt. Hierbei wird der Statordraht 4 gegen Haltemittel 7, welche an den Vorderseiten V und Rückseiten R des ersten Wckelmittels 5a und zweiten Wckelmittels 5b angeordnet sind, gedrückt, sodass der Statordraht 4 geschränkt wird. We aus der Fig. 2 ersichtlich, weisen die Haltemittel 7 der Vorderseite V des ersten Wckelmittels 5a einen geringeren Abstand zur ersten Wckellängsachse W1 auf als die Haltemittel 7 der Rückseite R des ersten Wckelmittels 5a.

In Fig. 3 ist der gewickelte und geschränkte Statordraht 4 aus Fig. 2 schematisch in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Die Wckelwellen 6 erstrecken sich entlang der ersten Wckellängsachse W1 , wobei untere Statordrahtabschnitte des Statordrahts 4 relativ zu oberen Statordrahtabschnitten des Statordrahts 4 entlang der Wckellängsachse W1 versetzt sind.

Fig. 4 zeigt die Statorwicklung 1 nach einem dritten Verfahrensabschnitt der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Seitenansicht. Die vormals unteren Statordrahtabschnitte des Statordrahts 4 sind auf die oberen

Statordrahtabschnitte des Statordrahts 4 geklappt, sodass sich eine Statorwicklung 1 mit Wckelwellen 6 ergibt, welche eine etwa wabenförmige Struktur aufweist. In Fig. 5 ist eine mittels der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Statorwicklung 1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht abgebildet. Die Statorwicklung 1 weist eine Vielzahl von Wickelwellen 6 auf. In dieser Ansicht sind mehrere Statordrähte 4 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Statorwicklung 1 verarbeitet. Die Wckelwellen 6 weisen zu benachbarten Wckelwellen 6 jeweils denselben Abstand auf.

Fig. 6 zeigt eine Verteilung der Statordrähte 4 auf Statornuten einer nach der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Statorwicklung 1 schematisch in einer Seitenansicht. Aus dieser Ansicht geht hervor, dass ein Statordraht 4 zunächst in einer ersten bzw. untersten Lage einer ersten Statornut 10a angeordnet ist.

Anschließend verläuft der Statordraht 4 in eine zweite Lage einer zweiten Statornut 10b.

Danach verläuft der Statordraht 4 in eine dritte Lage der ersten Statornut 10a, und schließlich verläuft der Statordraht 4 in eine vierte bzw. oberste Lage der zweiten Statornut 10b. Danach fängt dasselbe Muster in einer ersten bzw. untersten Lage einer dritten Statornut 10c wieder an. Weitere Statordrähte 4 der Statorwicklung 1 verlaufen analog hierzu. Eine Lagenreihenfolge des Statordrahts 4 bei 4 Drahtlagen pro Statornut beträgt daher vorzugsweise: 1. Lage, 2. Lage, 3. Lage, 4. Lage und wieder von Anfang an.

In Fig. 7 ist ein erster Verfahrensabschnitt einer bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Zunächst wird ein Wickelwerkzeug 5 mit einem ersten Wckelmittel 5a, einem zweiten Wckelmittel 5b und einem dritten Wickelmittel 5c bereitgestellt, welche jeweils als Wckelschwert ausgebildet sind und sich parallel zueinander erstrecken. Das erste Wckelmittel 5a, das zweite Wckelmittel 5b und das dritte Wckelmittel 5c weisen jeweils eine Vorderseite V und eine nicht erkennbare Rückseite R auf. Mittels einer Drahtdüse 9 wird ein Statordraht 4 um das Wckelwerkzeug 5 gewickelt. Dabei werden mehrere Wckelwellen 6 mit einer Wickelwellenlänge L erzeugt. Die einzelnen Wckelwellen 6 erstrecken sich jeweils um das erste Wickelmittel 5a, das zweite Wckelmittel 5b und das dritte Wckelmittel 5c. In diesem Ausführungsbeispiel werden der besseren Übersicht halber nur zwei Statordrähte 4 gezeigt.

Fig. 8 zeigt einen zweiten Verfahrensabschnitt der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer Seitenansicht. In diesem zweiten

Verfahrensabschnitt wird das zweite Wickelmittel 5b relativ zum ersten Wckelmittel 5a sowie zum dritten Wckelmittel 5c entlang einer ersten Wckellängsachse W1 bewegt. Hierbei wird der Statordraht 4 gegen Haltemittel 7, welche an den Vorderseiten V und Rückseiten R des ersten Wickelmittels 5a, des zweiten Wckel ittels 5b sowie des dritten Wickelmittels 5c angeordnet sind, gedrückt, sodass der Statordraht 4 geschränkt wird. We aus der Fig. 8 ersichtlich, weisen die Haltemittel 7 der Vorderseite V des ersten Wckelmittels 5a einen geringeren Abstand zur ersten Wckellängsachse W1 auf als die Haltemittel 7 der Rückseite R des ersten Wickelmittels 5a. Ebenso weisen die Haltemittel 7 der Vorderseite V des dritten Wckelmittels 5c einen geringeren Abstand zur zweiten Wckellängsachse W2 auf als die Haltemittel 7 der Rückseite R des dritten Wckelmittels 5c.

In Fig. 9 ist die Statorwicklung 1 nach einem dritten Verfahrensabschnitt der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einer

Seitenansicht abgebildet. Die vormals unteren Statordrahtabschnitte des Statordrahts 4 und die vormals oberen Statordrahtabschnitte des Statordrahts 4 sind auf die mittleren

Statordrahtabschnitte des Statordrahts 4 geklappt, sodass sich eine Statorwicklung 1 mit Wckelwellen 6 ergibt, welche eine etwa wabenförmige Struktur aufweist.

Fig. 10 zeigt eine Verteilung der Statordrähte auf Statornuten einer nach der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Statorwicklung 1 schematisch in einer Seitenansicht. Aus dieser Ansicht geht hervor, dass ein Statordraht 4 zunächst in einer ersten bzw. untersten Lage einer ersten Statornut 10a angeordnet ist.

Anschließend verläuft der Statordraht 4 in eine zweite Lage einer zweiten Statornut 10b.

Danach verläuft der Statordraht 4 in eine dritte Lage der ersten Statornut 10a. Danach verläuft der Statordraht 4 in eine sechste bzw. oberste Lage der zweiten Statornut 10b. Anschließend verläuft der Statordraht 4 in eine fünfte Lage einer dritten Statornut 10c und schließlich in eine vierte Lage der zweiten Statornut 10b. Danach fängt dasselbe Muster in einer ersten bzw. untersten Lage einer dritten Statornut 10c wieder an. Weitere Statordrähte 4 der Statorwicklung 1 verlaufen analog hierzu. Eine Lagenreihenfolge des Statordrahts 4 bei 6 Drahtlagen pro Statornut beträgt daher vorzugsweise: 1. Lage, 2. Lage, 3. Lage, 6. Lage, 5. Lage, 4. Lage und wieder von Anfang an. Eine Lagenreihenfolge des Statordrahts 4 bei 8 Drahtlagen pro Statornut beträgt vorzugsweise: 1. Lage, 2. Lage, 3. Lage, 6. Lage, 7. Lage, 8. Lage, 5. Lage, 4. Lage und wieder von Anfang an. Eine Lagenreihenfolge des Statordrahts 4 bei 10 Drahtlagen pro Statornut beträgt vorzugsweise: 1. Lage, 2. Lage, 3. Lage, 6. Lage, 7. Lage, 10. Lage, 9. Lage, 8. Lage, 5. Lage, 4. Lage und wieder von Anfang an. Dies kann für beliebig viele Lagen entsprechend analog fortgeführt werden.

In Fig. 11 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 3 schematisch in einer Seitenansicht abgebildet. Die Elektromaschine 3 weist einen Stator 2 mit einer erfindungsgemäßen Statorwicklung 1 auf. Ferner weist die Elektromaschine 3 einen Rotor 8 auf, der über Wälzlager 11 drehbar zum Stator 2 gelagert ist. Am Rotor 8 sind

Permanentmagnete 12 angeordnet, welche dem Stator 2 zugewandt sind.

Bezugszeichenliste

1 Statorwicklung

2 Stator

3 Elektromaschine

4 Statordraht

5 Wickelwerkzeug

5a erstes Wickelmittel

5b zweites Wickelmittel

5c drittes Wickelmittel

6 Wckelwelle

7 Haltemittel

8 Rotor

9 Drahtdüse

10a erste Statornut

10b zweite Statornut

10c dritte Statornut

11 Wälzlager

12 Permanentmagnet

L Wckelwellenlänge

R Rückseite

V Vorderseite

W1 erste Wckellängsachse

W2 zweite Wckellängsachse