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Title:
METHOD FOR THE PRODUCTION OF A ROTOR WINDING FOR AN ELECTRIC MACHINE, AND ELECTRIC MACHINE COMPRISING A CORRESPONDING ROTOR WINDING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/069842
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing the rotor winding of an electric machine (10) comprising at least four exciter poles in the stator (11) and a commutator rotor (13) with a number of pole teeth (Z) which deviates from the number of exciter poles as well as a number of individual tooth coils (S) and commutator segments (L) that is at least twice as large as the number of pole teeth (Z). In order to obtain low torque ripple and a long service life by optimally commutating the coils (S.i.), a first coil (S1) is wound from an initial segment (La1) at a selectable offset angle (o) to the initial segment (La1) on a first pole tooth (Z1), the winding wire (17) is then fixed to another commutator segment (Le1) at a predefined segment interstice length (Y), whereupon a coil (S) is successively wound from each segment (La-i) onto the pole tooth (Zi) having the lowest angular error (Wf) relative to the offset angle (o) in relation to the pole separation of the stator, and the winding wire is then contacted on another segment (Le-i) at the same segment interstice length (Y).

Inventors:
Roos, Gerald (Buehlackerstr. 20a, Sasbachried, 77855, DE)
Application Number:
PCT/EP2005/055718
Publication Date:
July 06, 2006
Filing Date:
November 03, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
Roos, Gerald (Buehlackerstr. 20a, Sasbachried, 77855, DE)
International Classes:
H02K23/30
Domestic Patent References:
WO2002021665A22002-03-14
Foreign References:
EP1489724A12004-12-22
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 15 6 April 2001 (2001-04-06)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 03 30 March 2000 (2000-03-30)
Attorney, Agent or Firm:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
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Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine, vorzugsweise eines Gleichstrommotors (10), mit mindestens vier Erregerpolen (P) im Stator (11) und mit einem Kommutatorläufer (13), der eine Anzahl von Nuten und Polzähnen (Z) am Umfang aufweist, die von der Anzahl der Erregerpole abweicht, und mit einer Anzahl von Einzelzahnspulen (S) und gleich großer Anzahl von Kommutatorlamellen (L) , die mindestens doppelt so groß wie die Anzahl der Polzähne ist, wobei die Einzelzahnspulen mit einem Wickeldraht (17) von einem Wickelautomaten auf die Polzähne vorzugsweise gleichmäßig verteilt gewickelt werden, insbesondere durchgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Befestigen des Wicklungsdrahtes (17) an einer Anfangslamelle (La) auf einen ersten Polzahn (Zl) eine erste Spule (Sl) mit einem frei wählbaren Winkelversatz (φ0) zu ihrer Anfangslamelle (La) und mit vorgegebener Windungszahl gewickelt wird, dass dann der Wickeldraht (17) mit einer fest vorgegebenen Lamellenschrittweite (Y) an einer weiteren Kommutatorlamelle (L) als Endlamelle (Le) befestigt wird, dass danach sukzessive von jeder Kommutatorlamelle (L) aus eine Spule (S) jeweils auf denjenigen Polzahn (Z) mit dem geringsten auf eine Polteilung bezogenen elektrischen Winkelfehler (Wf) zu dem gewählten Winkelversatz (φ0) gewickelt und dass danach der Wickeldraht (17) mit der vorgegebenen Lamellenschrittweite (Y) an einer weiteren Lamelle (L) kontaktiert wird, bis sämtliche Einzelzahnspulen (S) auf den Polzähnen (Z) gewickelt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellenschrittweite (Y) der Einzelzahnspulen (S) in Abhängigkeit von der Lamellenzahl (1) und der Polpaarzahl (p) des Stators (11) so vorgegeben wird, dass sie die Gleichung |γl/p| < 0,5 erfüllt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende der ersten Einzelzahnspule (S) mit derjenigen Lamelle (Lei) kontaktiert wird, die zuvor nach der Gleichung Lei = (Lal+Y)mod 1 ermittelt wurde, wobei diese Lamelle (Lei) für die nächste zu wickelnde Einzelzahnspule (S2) die Lamelle (La2) für deren Spulenanfang bildet, und dass danach jede weitere Spule (S) mit der Lamellenschrittweite (Y) mit den Lamellen (L) des Kommutators (16) kontaktiert wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeweils die nächste zu wickelnde Spule (S) zunächst für jeden der Polzähne (Z) des Läufers (13) der elektrische Winkelfehler (Wf) ermittelt wird, dass sodann die Absolutwerte der ermittelten Winkelfehler miteinander verglichen werden, dass durch diesen Vergleich schließlich der Polzahn (Z) mit dem kleinsten elektrischen Winkelfehler (Wf) ermittelt und die nächste Spule (S) auf diesen Polzahn gewickelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Polzahn (Z) der elektrische Winkelfehler (Wf) vorzugsweise als Cosinuswert des zur Polpaarzahl (p) periodischen Winkelfehlers jeweils nach der Gleichung (2) Wf (j) = cos [2π * p/z * (jLai/M)] ermittelt wird, wobei der Multiplikator M die Anzahl der Spulen (S) pro Polzahn (Z) und j der jeweilige Polzahn (Z) ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die für jede Spule (S) jeweils ermittelnden Cosinuswerte der elektrischen Winkelfehler (Wf) miteinander verglichen werden, dass die jeweilige Spule (S) auf den Polzahn (Z) mit dem kleinsten absoluten Winkelfehler (Wf) , vorzugsweise mit dem größten absoluten Winkelfehler Cosinuswert (Wfmax) gewickelt wird und dass der Wickelsinn der Spulen (S) durch das Vorzeichen des WinkelfehlerCosinuswertes bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei gleichen größten WinkelfehlerCosinuswerten (Wfmax) für mehrere Polzähne (Z) die nächste Spule (S) auf einen Polzahn (Z) gewickelt wird, der noch nicht die vorbestimmte Anzahl (M) von Spulen (S) trägt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (S) auf denjenigen Polzahn (Z) gewickelt wird, der im Bereich zwischen Anfangslamelle (La) und Endlamelle (Le) dieser Spule (S) liegt.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise alle Einzelzahnspulen (S) nacheinander ohne Unterbrechung des Wickeldrahtes (17) durchgewickelt werden, wobei Anfang und Ende der Einzelzahnspulen als eine Art Wellenwicklung in ein und dieselbe Wickelrichtung mit der Lamellenschrittweite (Y) an den jeweiligen Kommutatorlamellen (L) kontaktiert werden.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldraht (17) zwischen der Anfangs bzw. Endlamelle (La, Le) und einer Spule (S) zwischen zwei näher gelegene Polzähne (Z) hindurch zur Ankerrückseite und von dort insbesondere zwischen zwei weitere Polzähne (Z) hindurch zur Vorderseite zurück und dann zur Spule (S) bzw. zur Lamelle (L) geführt wird.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangs und Endlamelle (La, Le) sowie der Polzahn (Z) und der Wickelsinn der Spulen (S) von einem Rechner in Form einer Wickeltabelle ermittelt werden, welche in einen Wickelautomaten eingegeben und von diesem beim Wickeln der Spulen abgearbeitet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für eine vierpolige elektrische Maschine auf deren Läufer (13) von einem Wickelautomaten fünfzehn Einzelzahnspulen (S) nacheinander auf fünf Polzähne (Z) durchgewickelt werden und dass die Einzelzahnspulen bei einer Lamelleschrittweite (Y) von acht Lamellen mit fünfzehn Lamellen (L) eines Kommutators (16) kontaktiert werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für eine sechspolige elektrische Maschine auf deren Läufer (13) von einem Wickelautomaten zwanzig Einzelzahnspulen (S) nacheinander auf zehn Polzähne (Z) durchgewickelt werden und dass die Einzelzahnspulen bei einer Lamelleschrittweite (Y) von sieben Lamellen mit zwanzig Lamellen (L) eines Kommutators (16) kontaktiert werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für eine achtpolige elektrische Maschine auf deren Läufer (13) von einem Wickelautomaten siebenundzwanzig Einzelzahnspulen (S) nacheinander auf neun Polzähne (Z) durchgewickelt werden und dass die Einzelzahnspulen bei einer Lamelleschrittweite (Y) von sieben Lamellen mit siebenundzwanzig Lamellen (L) eines Kommutators (16) kontaktiert werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für eine zehnpolige elektrische Maschine auf deren Läufer (13) von einem Wickelautomaten vierundzwanzig Einzelzahnspulen (S) nacheinander auf zwölf Polzähne (Z) durchgewickelt werden und dass die Einzelzahnspulen bei einer Lamelleschrittweite (Y) von fünf Lamellen mit vierundzwanzig Lamellen (L) eines Kommutators (16) kontaktiert werden.
16. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung (18) der Maschine nach dem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.
17. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung (18) der Maschine nach dem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 12 hergestellt ist.
18. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung (18) der Maschine nach dem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 13 hergestellt ist.
19. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung (18) der Maschine nach dem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 14 hergestellt ist.
20. Elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferwicklung (18) der Maschine nach dem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 15 hergestellt ist.
Description:
HERSTELLUNGSVERFAHREN EINER LÄUFERWICKLUNG FÜR EINE ELEKTRISCHE MASCHINE SOWIE

ELEKTRISCHE MASCHINE MIT ENTSPRECHENDER LÄUFERWICKLUNG

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine nach der Gattung des Anspruchs 1 sowie eine elektrische Maschine mit einer nach diesem Verfahren hergestellten Läuferwicklung nach der Gattung des Anspruchs 16.

Aus der Druckschrift DE 197 57 279 Cl ist es bekannt, bei einem vierpoligen Elektromotor einen Kommutatorläufer mit 12 Kommutatorlamellen und 12 daran angeschlossene Spulen zu verwenden, um eine geringe Momentenwelligkeit und eine gute Kommutierung zu erzielen. Dabei sind die einander diametral gegenüberliegenden Lamellen über Kontaktbrücken miteinander verbunden, um die Stromversorgung des Läufers symmetrisch zu gestalten und mit nur einem Bürstenpaar sicherzustellen. Bei derartigen Maschinen wird der Läuferstrom nicht auf zwei Spulenstränge sondern aufgrund der Kontaktbrücken auf vier Spulenstränge aufgeteilt mit dem Nachteil, dass je Spulenstrang nur halb so viel Spulen in Reihe geschaltet sind. Damit wird die Kommutierungspannung an den Spulen entsprechend vergrößert. Dies hat einen höheren Verschleiß der Kohlebürsten am Kommutator und somit eine entsprechend begrenzte Lebensdauer beziehungsweise Standzeit des Motors zur Folge. Außerdem werden die Spulen des Läufers über jeweils drei Polzähne gewickelt, so dass sich ihre

Wickelköpfe an den Stirnseiten des Läufers kreuzen. Dies führt zu einer großen Ausladung der Wickelköpfe sowie zu langen Wickelkopf-Verbindungen der Spulen, die sowohl Material aufwendig sind als auch zu hohen Wärmeverlusten führen.

Aus der Druckschrift US-PS 4,532,449 ist ferner eine vierpolige elektrische Maschine mit einem Kommutatorläufer bekannt, bei dem die Anzahl der Läuferspulen nur noch halb so groß ist wie die Anzahl der Kommutatorlamellen. Dort werden fünf Spulen von einem Bürstenpaar über 10 Lamellen versorgt. Die Spulen werden dabei als Einzelzahnwicklungen durchgewickelt, in dem jeweils von einer zur nächsten Spule ein Polzahn übersprungen wird. Anfang und Ende der Spulen werden jeweils mit Lamellen kontaktiert, zwischen denen je eine Lamelle frei bleibt. Diese freien Lamellen werden zur Stromversorgung der Spulen über Kontaktbrücken mit den ihnen gegenüberliegenden Lamellen verbunden, die mit den Spulen in Verbindung stehen. Diese Lösung hat den Nachteil, dass durch eine erhöhte Lamellenspannung bei fünf statt zwölf Spulen ein verstärktes Bürstenfeuer auftritt, welches die Lebensdauer des Kommutators und damit auch die Standzeit der Maschine beeinträchtigt.

Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, bei hochpoligen elektrischen Maschinen mit Einzelzahnspulen die Kommutierung und damit die Lebensdauer der Maschine zu verbessern.

Vorteile der Erfindung

Das Verfahren zur Herstellung der Läuferwicklung einer elektrischen Maschine mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass die auf den Polzähnen gleichmäßig verteilt aufgewickelten Einzelzahnspulen im Hinblick auf die Polteilung des Stators eine Lage mit möglichst kleinem elektrischen Winkelfehler einnehmen. Dadurch lassen sich die Kommutierungsverluste sowie radial wirkende Kraftanregungen am Läufer minimieren und damit Maschinenstandzeiten erhöhen. Außerdem werden durch die Verwendung von Einzelzahnspulen ausladende und lange

Wickelkopf-Verbindungen vermieden. Durch die gleichgroße gerade Anzahl von Spulen und Kommutatorlamellen werden die Spulen nur auf zwei Zweige gleichmäßig verteilt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

So ergibt sich eine einfache und kostengünstige Herstellung der Läuferwicklung dadurch, dass mehrere, vorzugsweise alle Einzelzahnspulen nacheinander durchgewickelt werden und dass Anfang und Ende der Einzelzahnspulen als eine Art Wellenwicklung in ein und dieselbe Wickelrichtung mit der Lamellenschrittweite an den jeweiligen Kommutatorlamellen kontaktiert werden, wobei jeweils die Endlamelle der vorherigen Spule die Anfangslamelle für die nächste zu wickelnde Einzelzahnspule bildet. In vorteilhafter Weise wird dabei die Lamellenschrittweite Y der Einzelzahnspulen in Abhängigkeit von der Lamellenzahl 1 und der Polpaarzahl p des Stators so vorgegeben, dass sie die Gleichung |Y - l/p| ≤ 0,5 erfüllt. Des Weiteren wird in einfacher Weise das Ende der ersten Einzelzahnspule mit derjenigen Lamelle kontaktiert, die zuvor nach der Gleichung Lei = (Lal+Y)modular 1 ermittelt wurde, wobei diese Lamelle für die nächste zu wickelnde Einzelzahnspule die Lamelle La2 für deren Spulenanfang bildet. Danach wird jede weitere Spule mit der Lamellenschrittweite Y mit den Lamellen des Kommutators kontaktiert wird.

Um für die Einzelzahspulen jeweils im Hinblick auf die Polteilung des Stators die optimale Lage zu finden, wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass für jeweils die nächste zu wickelnde Spule zunächst für jeden der Polzähne des Läufers der auf eine Polteilung bezogene

elektrische Winkelfehler zum vorgegebenen Winkelversatz ermittelt wird, dass sodann die Absolutwerte der ermittelten Winkelfehler miteinander verglichen werden und dass durch diesen Vergleich derjenige Polzahn mit dem kleinsten elektrischen Winkelfehler ermittelt und die nächste Spule später auf diesen Polzahn gewickelt wird. Dazu wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, dass für jeden Polzahn der elektrische Winkelfehler Wf vorzugsweise als Cosinuswert des sich periodisch zur Polpaarzahl wiederholenden Winkelfehlers jeweils nach folgender Gleichung ermittelt wird:

Wf (j) = cos 2π * p/z * (j-La/M), wobei der Multiplikator M = s/z die Anzahl der Spulen pro Polzahn, s die Anzahl der Spulen insgesamt, z die Anzahl der Polzähne und j der jeweilige Polzahn ist. Zur Ermittlung des kleinsten Winkelfehlers gegenüber dem vorgegebenen Winkelversatz ist es bei Verwendung elektronischer Rechner einfacher, wenn jeweils die Cosinuswerte der elektrischen Winkelfehler ermittelt und miteinander verglichen werden, wobei die nächste Einzelzahnspule auf den Polzahn mit dem größten absoluten Cosinuswert als Winkelfehler gewickelt wird. Dabei kann außerdem zugleich der Wickelsinn der Spulen durch das Vorzeichen des Winkelfehler-Cosinuswertes bestimmt werden. Da aufgrund der Vielzahl von Polzähnen gleichgroße Winkelfehler für mehrere Polzähne ermittelt werden können, wird zur Erzielung kurzer Verbindungen zwischen den Lamellen und den Spulen vorgeschlagen, die Einzelzahnspulen jeweils auf den Polzahn aufzuwickeln, der im Bereich zwischen der Anfangslamelle und der Endlamelle der Spulen liegt. Um eine gleichmäßige Verteilung der Einzelzahnspulen auf allen Polzähnen zu erzielen, ist ferner vorgesehen, dass jede Einzelzahnspule auf den nächsten Polzahn gewickelt wird, der noch nicht die vorbestimmte Anzahl von Spulen trägt. Um auf der Kommutatorseite des Läufers 13 längere Verbindungen zwischen den Lamellen und den Spulen zu vermeiden, wird

vorgeschlagen, den Wickeldraht zwischen der Anfangs- oder Endlamelle und einer Spule zwischen zwei näher gelegene Polzähne hindurch zur Ankerrückseite und von dort insbesondere zwischen zwei weitere Polzähne hindurch zur Vorderseite zurück und dann zur Spule bzw. zur Lamelle zu führen.

Zur Realisierung der aufgeführten Verfahrensschritte ist vorgesehen, dass die Anfangs- und Endlamelle sowie der Polzahn und der Wickelsinn der Spulen von einem Rechner in Form einer Wickeltabelle ermittelt werden, dass die Wickeltabelle sodann in einen Wickelautomaten eingegeben und von diesem beim Wickeln der Spulen abgearbeitet wird.

In zweckmäßiger Anwendung der Erfindung wird für eine sechspolige elektrische Maschine vorgeschlagen, dass auf deren Läufer von einem Wickelautomaten 20 Einzelzahnspulen nacheinander auf 10 Polzähne durchgewickelt und bei einer Lamellenschrittweite von 7 Lamellen mit 20 Lamellen seines Kommutators kontaktiert werden.

Für eine vierpolige elektrische Maschine wird vorgeschlagen, dass auf deren Läufer von einem Wickelautomaten 15 Einzelzahnspulen nacheinander auf 5 Polzähne durchgewickelt und bei einer Lamellenschrittweite von 8 Lamellen mit 15 Lamellen seines Kommutators kontaktiert werden.

Für eine achtpolige elektrische Maschine wird vorgeschlagen, dass auf deren Läufer von einem Wickelautomaten 27 Einzelzahnspulen nacheinander auf 9 Polzähne durchgewickelt und bei einer Lamellenschrittweite von 7 Lamellen mit 27 Lamellen seines Kommutators kontaktiert werden.

Für eine zehnpolige elektrische Maschine wird vorgeschlagen, dass auf deren Läufer von einem Wickelautomaten 24

Einzelzahnspulen nacheinander auf 12 Polzähne durchgewickelt und bei einer Lamellenschrittweite von 5 Lamellen mit 24 Lamellen seines Kommutators kontaktiert werden.

Zeichnung

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen elektrische Maschine in der Vorderansicht,

Figur 2 die Abwicklung der Maschine aus Figur 1 in schematischer Darstellung mit einer ersten Einzelzahnspule;

Figur 3 zeigt in einem ersten Ausführungsbeispiel die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erstellte Wickeltabelle und

Figur 4 zeigt in schematischer Darstellung die Herstellung der Läuferwicklung nach der Wickeltabelle gemäß Figur 3 in vier Abschnitten a) - d) .

Figur 5 zeigt die Wickeltabelle für ein zweites Ausführungsbeispiel,

Figur 6 zeigt die schematische Darstellung der Maschine mit der Herstellung der ersten vier Spulen nach der

Wickeltabelle gemäß Figur 5.

Figur 7 zeigt die Wickeltabelle für ein drittes Ausführungsbeispiel und

Figur 8 die elektrische Maschine in schematischer

Darstellung mit den ersten vier Spulen, hergestellt nach der

Wickeltabelle gemäß Figur 7.

Figur 9 zeigt die Wickeltabelle für ein viertes Ausführungsbeispiel und

Figur 10 die elektrische Maschine in schematischer

Darstellung mit den ersten vier Spulen, hergestellt nach der

Wickeltabelle gemäß Figur 9.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Figur 1 ist für ein erstes Ausführungsbeispiel ein permanent magnetisch erregter sechspoliger Gleichstrommotor als elektrische Maschine in der Vorderansicht schematisch dargestellt und mit 10 bezeichnet. Derartige Maschinen werden bevorzugt für Stellantriebe, Gebläse und dergleichen in Kraftfahrzeuge eingesetzt und müssen bei hohen Belastungen möglichst über die ganze Lebensdauer des Fahrzeugs zuverlässig arbeiten. Dementsprechend muss ihr Aufbau möglichst robust sein. Die elektrische Maschine 10 hat einen sechspoligen Stator 11, der über einen Arbeitsluftspalt 12 mit einem Kommutatorläufer 13, nachfolgend Läufer genannt, zusammenwirkt. Der Läufer 13 besteht aus einem Blechpaket 14, dass auf einer beidseitig gelagerten Läuferwelle 15 befestigt ist. Am Umfang des

Blechpaktes 14 sind zehn gleichmäßig verteilte Polzähne Z angeordnet, zwischen denen jeweils Nuten zur Aufnahme von insgesamt zwanzig Spulen S einer Läuferwicklung 18 ausgebildet sind. Die Spulen S sind dabei als Einzelzahnspulen paarweise um je einen Polzahn Z durch

Wickelautomaten hergestellt. Die Spulen S werden dabei in besonderer Weise mit einem an der vorderen Stirnseite des Blechpaktes 14 auf die Läuferwelle 15 aufgesetzten Kommutator 16 verschaltet. Der Kommutator 16 hat zwanzig über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Lamellen L, die mit zwei ortsfesten Kohlebürsten Bl und B2 zusammenwirken. Die Kohlebürsten sind um 180° gegeneinander versetzt und werden zum Betrieb der elektrischen Maschine mit Gleichstrom versorgt. Die zehn Polzähne Z des Läufers 13 wirken dabei mit drei Erregerpolpaaren p des Stators 11 zusammen. Um eine möglichst geringe Drehmomentenwelligkeit der elektrischen Maschine zu bekommen, weicht die Anzahl der Polzähne von der Anzahl der Erregerpole ab.

Figur 2 zeigt in Schematischer Darstellung eine Abwicklung des Gleichstrommotors 10 aus Figur 1, mit der das Wickelverfahren zur Herstellung und Anordnung der Spulen S auf den Polzähnen Z des Läufers 13 im Folgenden näher erläutert wird. Erkennbar ist dort der sechspolige Stator

11, die zehn Polzähne Zl bis ZlO, die erste Einzelzahnspule Sl und die zwanzig Lamellen Ll bis L20 des Kommutators 16. Die Anordnung der ersten Spule ist frei wählbar und wird hier dem ersten Polzahn Zl zugeordnet. Ferner wird der erste Polzahn Zl mit der ersten Spule Sl hier der Mitte eines

Nordpols des Stators 11 zugeordnet. Auch diese Zuordnung ist frei wählbar. Außerdem wird die ebenfalls frei wählbare Zuordnung der Kommutatorlamellen L zu den Polzähnen Z hier so gewählt, dass der erste Polzahn Zl genau in Höhe des Lamellenschlitzes zwischen den Lamellen L5 und L6 des

Kommutators 16 liegt. Diese Position soll nunmehr gemäß Figur 2 am Umfang die Winkellage von φ = 0° haben. Daraus ergibt sich, dass der benachbarte Südpol des Stators 11 auf der Position von 60° liegt, dass der benachbarte Polzahn Z2 auf der Position von 36° liegt und dass der nächste

Lamellenschlitz sich auf der Position von 18° befindet. Des Weiteren wird festgelegt, dass sämtliche Spulen S mit ihrem Anfang jeweils an einer Anfangslamelle La und mit ihrem Ende an einer Endlamelle Le kontaktiert werden. Gemäß Figur 2 bildet die Lamelle L2 für die erste Spule Sl die frei wählbare Anfangslamelle LaI. Durch die hier gewählte Anordnung der Position der Lamelle L2 ergibt sich folglich zwischen der Anfangslamelle LaI der Spule Sl und dem für diese Spule vorgesehen Polzahn Zl ein Winkelversatz φ 0 von 63°. In Figur 2 befindet sich die optimale Lage der Spule Sl mitten unter einem Pol (Nordpol) des Stators 11. Diese Position hat einen Winkelfehler Wf = 0°.

Um die Einzelzahnspulen S nach Art einer Wellenwicklung durchgehend auf die Polzähne Z wickeln zu können, wird für

alle Spulen S eine Lamelleschrittweite Y festgelegt, die sicherstellt, dass das Ende einer jeden Spule mit einer freien Lamelle L kontaktiert wird. In Figur 2 ist eine Lamelleschrittweite Y von sieben Lamellen vorgesehen, das heißt: Y = 7. Zur Erstellung einer Wickeltabelle gemäß Figur 3 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst folgende Definitionen getroffen: p = Polpaarzahl z = Zähnezahl 1 = Lamellezahl s = Spulenzahl

M = Multiplikator = l/z = s/z

Y = Lamelleschrittweite

Wf = Winkelfehler (Abweichung von der optimalen Lage der Spulen S)

Wz = Windungszahl der Spulen S i = die jeweilige Spule l,2,3...s j = der jeweilige Polzahn l,2,3...z

Des Weiteren müssen zur Erstellung eines Winkelschemas noch folgende Bedingungen zutreffen:

P > 1 p < z < 4p z ≠ 2p und z ≠ 3p M > 1

M ≠ ganzzahlige Vielfache von p M ≠ ganzzahlige Teiler von p 1 = s = M * z |Y-l/p| < 0,5

Alle Spulen werden mit je einer Anfangslamelle La und einer Endlamelle Le kontaktiert. Dabei ergeben sich nach der freien Festlegung der ersten Anfangslamelle LaI für alle Spulen i die Anfangs- und Endlamellen nach der Gleichung:

(1) Lai = LaI + [(i - 1) x Y] mod 1 (mod = modular) und Lei = (Lai + Y) mod 1.

Der modulare Wertebereich für die Lamellen 1 liegt bei diesem Beispiel mit 20 Lamellen zwischen 1 und 20.

Für jede weitere Spule S des Stators 11 wird dann in einem ersten Durchgang für jeden Polzahn Z der Winkelfehler Wf zur optimalen Lage bezüglich Drehmomentenbildung und Bürstenfeuerminimierung ermittelt, und zwar ausgehend von der ersten Spule Sl mit dem Winkelfehler 0°. Für die in

Figur 2 gestrichelt dargestellte Spule 2 wäre demzufolge die optimale Lage mit dem Winkelversatz φo von 63"zur Anfangslamelle L9 eine Position zischen den Polzähnen Z4 und Z5, wie sie dort gepunktet angedeutet ist. Weitere optimale Positionen liegen jeweils um eine Polteilung (360°/2p), also um je 60° zueinander versetzt. Die für die Spule 2 zur Verfügung stehenden Polzähne haben jedoch eine hier als Winkelfehler bezeichnete Abweichung zu den optimalen auf die Polteilung der Maschine bezogenen Positionen. Daher muss für jede Spule der Polzahn mit der geringsten Abweichung zu einer der optimalen Lagen gefunden werden. Zur Vereinfachung der Berechnung wird dabei jeweils der Cosinuswert des periodischen, auf ein Polpaar bezogenen elektrischen Winkelfehlers jeder weiteren Spule für jeden Polzahn ermittelt nach der Gleichung:

(2) Wf(j) = cos [2π * p/z * (j-Lai/M)]

In einem weiteren Durchgang werden dann die ermittelten Winkelfehler Wf der Spule i auf den Zähnen j miteinander verglichen, um den Polzahn Z oder die Polzähne Z mit dem größten Cosinuswert der Winkelfehler Wf zu ermitteln. Dies erfolgt nach der Gleichung:

( 3 ) |Wf ( j ) | = Wfmax; Wfmax=max ( |Wf ( l ) |, |Wf ( 2 ) | , |Wf ( 3 ) |, ...)

wobei Wfmax der größte zuvor ermittelte Vergleichswert für die Spule i ist.

Das Vorzeichen der nach der Gleichung (2) ermittelten Winkelfehler Wf gibt an, ob die optimale Lage der Spule sich auf einen Nordpol oder einen Südpol des Stators bezieht. Dabei wird festgelegt, dass -ausgehend von der ersten Spule Sl- bei einem positiven Cosinuswert die Spulen S gleichsinnig rechts herum gewickelt werden. Daraus ergibt sich für jede Spule i im Hinblick auf den für sie ermittelten Polzahn Z, dass bei einem negativen Cosinuswert des Winkelfehlers Wf (j) der Wickelsinn der Spule geändert wird, die Spule also entgegen dem Wickelsinn der ersten Spule links herum auf den ausgewählten Zahn Z gewickelt werden muss.

Für den Gleichstrommotor 10 nach Figur 1 wird nunmehr mit Hilfe der Gleichungen (1), (2) und (3) eine in Figur 3 dargestellte Wickeltabelle erstellt, wobei die erste Spule Sl gemäß Figur 2 auf dem Polzahn Zl angeordnet wird. Da die Berechnung der Winkelfehler mittels eines Computers erfolgt, werden die Gleichungen (2) und (3) auch für die erste Spule angewandt.

Für das erste Ausführungsbeispiel gilt:

Polpaarzahl p = 3

Polzähnezahl z = 10

Lamellenzahl 1 = 20

Spulenzahl s = 20 Multiplikator M = 2

Lamellenschrittweite Y = 7

Windungszahl Wz = 11

Mit diesen Werten sind die zuvor aufgezählten Bedingungen erfüllt. Mit den beiden Gleichungen (1) wird nun für jede

Spule Li die Anfangslamelle Lai und Endlamelle Lei festgelegt.

Spulenkontaktierung am Kommutator:

Lai = (Lal+[(i-l) *Y])mod20; Lei = (Lai+Y)mod20

Spule 1 La 1= (2+ 1) *7)mod20= 2; Le 1= ( 2+7)mod20= 9 Spule 2 La 2= (2+ 1) *7)mod20= 9; Le 2= ( 9+7)mod20=16 Spule 3 La 3= (2+ 1) *7)mod20=16; Le 3= (16+7)mod20= 3 Spule 4 La 4= (2+ 1) *7)mod20= 3; Le 4= ( 3+7)mod20=10 Spule 5 La 5= (2+ 1) *7)mod20=10; Le 5= (10+7)mod20=17 Spule 6 La 6= (2+ 1) *7)mod20=17; Le 6= (17+7)mod20= 4 Spule 7 La 7= (2+( 7 1) *7)mod20= 4; Le 7= ( 4+7)mod20=ll Spule 8 La 8= (2+( 8 1) *7)mod20=ll; Le 8= (Il+7)mod20=18 Spule 9 La 9= (2+( 9 1) *7)mod20=18; Le 9= (18+7)mod20= 5 Spule 10 LaIO= (2+(10 1) *7)mod20= 5; LeIO= ( 5+7)mod20=12 Spule 11 LaIl= (2+(ll 1) *7)mod20=12; LeIl= (12+7)mod20=19 Spule 12 Lal2= (2+(12 1) *7)mod20=19; Lel2= (19+7)mod20= 6 Spule 13 Lal3= (2+(13 I)*7)mod20= 6; Lel3= ( 6+7)mod20=13 Spule 14 Lal4= (2+(14 1) *7)mod20=13; Lel4= (13+7)mod20=20 Spule 15 Lal5= (2+(15 1) *7)mod20=20; Lel5= (20+7)mod20= 7 Spule 16 Lal6= (2+(16 1) *7)mod20= 7; Lel6= ( 7+7)mod20=14 Spule 17 Lal7= (2+(17 1) *7)mod20=14; Lel7= (14+7)mod20= 1 Spule 18 Lal8= (2+(18 1) *7)mod20= 1; Lel8= ( l+7)mod20= 8 Spule 19 Lal9= (2+(19 1) *7)mod20= 8; Lel9= ( 8+7)mod20=15 Spule 20 La20= (2+(20 1) *7)mod20=15; Le20= (15+7)mod20= 2

Winkelfehlerermittlung:

Für jede Spule S wird nun für alle Polzähne Z der jeweilige

Winkelfehler Wf nach der Gleichung (2) ermittelt.

Winkelfehler der Spule 1

Wf (j ) = cos [2π x p/z x (j -Lai/M) ] Zahn 1 : Wf ( I ) = cos [2π x 3 / 10 x ( 1 -2 /2 ) ] 1 , 0 Zahn 2 : Wf (2 ) = cos [2π x 3/10 x (2-2 /2 ) ] -0 , 309

Zahn 3: Wf (3) = cos [2π x 3/10 x (3-2/2)] = -0,809

Zahn 4: Wf (4) = cos [2π x 3/10 x (4-2/2)] = 0,809

Zahn 5: Wf (5) = cos [2π x 3/10 x (5-2/2)] = 0,309

Zahn 6: Wf(6) = cos [2π x 3/10 x (6-2/2)] = -1,0

Zahn 7: Wf (7) = cos [2π x 3/10 x (7-2/2)] = 0,309

Zahn 8: Wf (8) = cos [2π x 3/10 x (8-2/2)] = 0,809

Zahn 9: Wf (9) = cos [2π x 3/10 x (9-2/2)] = -0,809

Zahn 10: Wf(IO)= cos [2π x 3/10 x(10-2/2)] = -0,309

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 1 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max(|Wf(l)|,|Wf(2)|,|Wf(3)|,...) = 1,0

Winkelfehler-Vergleich

I Wf (1)1 = Wfmax: 1,0 = 1,0: Bedingung erfüllt

I Wf (2)1 = Wfmax: 0,309 Φ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (3)1 = Wfmax: 0,809 ≠ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

I Wf (4)1 = Wfmax: 0,309 ≠ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

IWf(5)1 = Wfmax: 0,809 ≠ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

I Wf (6)1 = Wfmax: 1,0 = 1,0: Bedingung erfüllt,

IWf(7)1 = Wfmax: 0,309 ≠ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

I Wf (8)1 = Wfmax: 0,809 ≠ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

I Wf (9)1 = Wfmax: 0,809 ≠ 1,0: Bedingung nicht erfüllt,

I Wf(10)1= Wfmax: 0,309 # 1,0: Bedingung nicht erfüllt.

Da hier mehrere Polzähne (Zl und Z6) den gleichen geringsten absoluten Winkelfehler aufweisen, wird von diesen Polzähnen derjenige Polzahn Z ausgewählt, der im Bereich zwischen Anfangslamelle La und Endlamelle Le der Spule S liegt. Außerdem wird geprüft, ob für den ausgewählten Zahn Z bereits die vorbestimmte Anzahl M von Spulen S ausgewählt wurde.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule 1 kann auf Zahn 1 gewickelt werden. Der ermittelte Wert ist positiv, so dass die Spule 1 rechts herum gewickelt wird. Damit ist die erste Zeile der Wickeltabelle in Figur 3 festgelegt.

Die gleichen Berechnungen werden nun nach der Gleichung (2) für die Spule 2 mit der Anfangslamelle La2 = 9 durchgeführt.

Winkelfehler der Spule 2:

Wf(j) = cos [2π x p/z x (j-Lai/M)]

Zahn 1 Wf(I) = cos [2π x 3/10 x (1-9/2)] = 0,951 Zahn 2 Wf(2) = cos [2π x 3/10 x (2-9/2)] = 0,000 Zahn 3 Wf (3) = cos [2π x 3/10 x (3-9/2)] = -0,951 Zahn 4 Wf (4) = cos [2π x 3/10 x (4-9/2)] = 0,588 Zahn 5 Wf (5) = cos [2π x 3/10 x (5-9/2)] = 0,588 Zahn 6 Wf (6) = cos [2π x 3/10 x (6-9/2)] = -0,951 Zahn 7 Wf (7) = cos [2π x 3/10 x (7-9/2)] = 0,000 Zahn 8 Wf (8) = cos [2π x 3/10 x (8-9/2)] = 0,951 Zahn 9 Wf(9) = cos [2π x 3/10 x (9-9/2)] = -0,588

Zahn 10: Wf(IO)= cos [2π x 3/10 x(10-9/2)] = -0,588

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 2 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max ( |Wf ( 1 ) |, |Wf (2 ) | , |Wf ( 3 ) | , ...) = 0 , 951

Winkelfehler-Vergleich

IWf(1)1 = Wfmax: 0,951 = 0,951: Bedingung erfüllt. I Wf (2)1 = Wfmax: 0,000 ≠ 0,951: Bedingung nicht erfüllt. I Wf(3)1 = Wfmax: 0,951 = 0,951: Bedingung erfüllt.

Wf (4)1 = Wfmax: 0,588 ≠ 0,951 Bedingung nicht erfüllt,

Wf (5)1 = Wfmax: 0,588 ≠ 0,951 Bedingung nicht erfüllt,

Wf (6)1 = Wfmax: 0,951 = 0,951 Bedingung erfüllt.

Wf (7)1 = Wfmax: 0,000 ≠ 0,951 Bedingung nicht erfüllt.

Wf (8)1 = Wfmax: 0,951 = 0,951 Bedingung erfüllt.

Wf (9)1 = Wfmax: 0,588 ≠ 0,951 Bedingung nicht erfüllt,

Wf (10)1= Wfmax: 0,588 ≠ 0,951 Bedingung nicht erfüllt,

Da hier mehrere Polzähne den gleichen geringsten absoluten Winkelfehler aufweisen, wird von diesen Polzähnen derjenige Polzahn Z ausgewählt, der im Bereich zwischen Anfangslamelle La und Endlamelle Le der Spule S liegt. Außerdem wird geprüft, ob für den ausgewählten Zahn Z bereits die vorbestimmte Anzahl M von Spulen S ausgewählt wurde.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule 2 kann auf Zahn 3 gewickelt werden. Der ermittelte Wert ist negativ, so dass die Spule 2 links herum gewickelt wird. Nunmehr ist auch die zweite Zeile der Wickeltabelle in Figur 3 festgelegt.

Die gleichen Berechnungen werden nunmehr für die übrigen Spulen 3 bis 20 in gleicher Weise mit den Gleichungen (2) und (3) durchgeführt und damit wird zeilenweise die Wickeltabelle in Figur 3 erstellt. Um den Läufer 13 des Gleichstrommotors 10 nun mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bewickeln zu können, wird zunächst die Wickeltabelle aus Figur 3 in einen Wickelautomaten eingegeben.

Der nicht dargestellte Wickelautomat arbeitet die Wickeltabelle aus Figur 3 zeilenweise ab, wobei die Spulen Sl bis S20 nacheinander durchgewickelt und jeweils mit den ihnen zugeordneten Lamellen L des Kommutators 16 kontaktiert werden. In Figur 4 wird die Herstellung der Spulen nach der

Wickeltabelle aus Figur 3 in vier Abschnitten a) bis d) dargestellt und im Folgenden beschrieben.

Der Wickeldraht 17 wird gemäß Abschnitt a) zunächst mit seinem Anfang 17a an Lamelle L2 kontaktiert. Er wird von dort zum Polzahn Zl geführt und die Spule Sl wird -mittels Pfeil angedeutet- rechts herum auf den Polzahn Zl gewickelt. Das Spulenende wird mit der Lamelle L9 kontaktiert. Von dort wird nun die Spule S2 auf den Polzahn Z3 links herum gewickelt und das Spulenende auf Lamelle Ll6 gelegt. Von dort wird die Spule S3 rechts herum auf den Polzahn Z8 gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L3 gelegt. Von dort wird die Spule S4 links herum auf den Polzahn ZlO gewickelt und das Spulenende mit der Lamelle LlO kontaktiert. Von dort wird die Spule S5 rechts herum auf den Polzahn Z5 gewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L17 kontaktiert. Von Lamelle L17 wird der Spulendraht durch den angedeuteten Pfeil auf den Abschnitt b) der Figur 3 übergeleitet.

Dort wird von der Lamelle L17 die Spule S6 auf den Polzahn Z7 links herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L4 kontaktiert. Von dort wird die Spule S7 auf den Polzahn Z2 rechts herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle LIl kontaktiert. Von Lamelle LIl wird nun die Spule S8 auf den Polzahn Z4 links herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L18 kontaktiert. Von dort wird die Spule S9 auf den Polzahn Z9 rechts herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L5 kontaktiert. Von Lamelle L5 wird die Spule SlO links herum auf den Polzahn Zl aufgewickelt und das Spulenende auf die Lamelle L12 gelegt. Von Lamelle L12 wird der Wickeldraht nunmehr gemäß dem angedeuteten Pfeil auf den Abschnitt c) von Figur 4 übergeleitet.

Die Spule Sil wird dort von Lamelle L12 ausgehend um den Polzahn Z6 rechts herum gewickelt und das Spulenende auf Lamelle 19 gelegt. Von dort wird die Spule S12 auf den Polzahn Z8 links herum aufgewickelt und das Spulenende auf Lamelle L6 gelegt. Von dort wird die Spule S13 auf den

Polzahn Z3 rechts herum aufgewickelt und das Spulenende mit Lamelle L13 kontaktiert. Von L13 aus wird nun die Spule S14 auf den Polzahn Z5 links herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L20 kontaktiert. Von dort aus wird die Spule S15 auf den Polzahn ZlO rechts herum aufgewickelt und das Ende mit der Lamelle L7 kontaktiert. Von dort wird der Wicklungsdraht gemäß dem angedeuteten Pfeil auf den Abschnitt d) der Figur 4 übergeleitet.

Von Lamelle L7 wird nunmehr die Spule Sl6 auf den Polzahn Z2 links herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L14 kontaktiert. Von dort wird die Spule S17 auf den Polzahn Z7 rechts herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle Ll kontaktiert. Die Spule S18 wird von dort aus auf den Polzahn Z9 links herum aufgewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L8 kontaktiert. Von Lamelle L8 wird die Spule S19 auf den Polzahn Z4 rechts herum aufgewickelt und ihr Spulenende auf die Lamelle L15 gelegt. Schließlich wird noch die Spule S20 auf den Polzahn Z6 links herum aufgewickelt und das Spulenende wiederum auf die Lamelle L2 gelegt. Das Ende 17b des Wickeldrahtes 17 wird hier gekappt. Somit sind sämtliche 20 Spulen nacheinander durchgewickelt auf allen Polzähnen Z gleichmäßig verteilt angeordnet. Aus der Wickeltabelle nach Figur 3 ergibt sich ebenso wie aus Figur 1, dass auf jeden der zehn Polzähne Z jeweils zwei Spulen S gewickelt werden.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel soll nunmehr nach dem zuvor beschriebenen Verfahren eine in Figur 5 dargestellte Wickeltabelle für einen vierpoligen Gleichstrommotor

erstellt werden, dessen Zähnezahl z, Spulenzahl s und Lamellenzahl 1 modifiziert werden.

Für das zweite Ausführungsbeispiel gilt:

Polpaarzahl p = 2

Polzähnezahl z = 5

Lamellenzahl 1 = 15

Spulenzahl s = 15

Multiplikator M = 3

Lamellenschrittweite Y = 8

Windungszahl Wz = 1

Mit diesen Werten sind die zuvor aufgezählten Bedingungen erfüllt. Mit den beiden Gleichungen (1) werden nun für jede Spule Li die Anfangslamelle Lai und Endlamelle Lei festgelegt.

Spulenkontaktierung am Kommutator: Lai = (Lal+[(i-l) *Y])modl5; Lei = (Lai+Y)modl5

Spule 1 La 1= (3+ ( 1-I)*8)modl5= 3; Le 1 ; ( 3+8)mod20=11

Spule 2 La 2= (3+ ( 2-1) *8)modl5=ll; Le 2 : (ll+8)mod20= 4

Spule 3 La 3= (3+ ( 3-1) *8)modl5= 4; Le 3 ( 4+8)mod20=12

Spule 4 La 4= (3+ ( 4-1) *8)modl5=12; Le 4 : (12+8)mod20= 5

Spule 5 La 5= (3+ ( 5-1) *8)modl5= 5; Le 5 ( 5+8)mod20=13

Spule 6 La 6= (3+ ( 6-1) *8)modl5=13; Le 6 ; (13+8)mod20= 6

Spule 7 La 7= (3+ ( 7-1) *8)modl5= 6; Le 7 ( 6+8)mod20=14

Spule 8 La 8= (3+ ( 8-1) *8)modl5=14; Le 8 : (14+8)mod20= 7

Spule 9 La 9= (3+ ( 9-1) *8)modl5= 7; Le 9 ( 7+8)mod20=15

Spule 10 LaIO= (3+ (10-1) *8)modl5=15; LeIO ; (15+8)mod20= 8

Spule 11 LaIl= (3+ (11-1) *8)modl5= 8; LeIl ( 8+8)mod20= 1

Spule 12 Lal2= (3+ (12-1) *8)modl5= 1; Lel2 (15+8)mod20= 9

Spule 13 Lal3= (3+ (13-1) *8)modl5= 9; Lel3 ( 9+8)mod20= 2

Spule 14 Lal4= (3+ (14-1) *8)modl5= 2; Lel4 (15+8)mod20=10

Spule 15 Lal5= (3+ (15-1) *8)modl5=10; Lel5 ^(10+7)mod20= 3

Winkelfehlerermittlung:

Für jede Spule S muss nun für alle Polzähne Z der jeweilige

Winkelfehler Wf nach der Gleichung (2) ermittelt werden.

Winkelfehler der Spule 1

Wf (j) = cos [2π x p/z x (j-Lai/M)

Zahn 1: Wf(I) = cos[2pi x 2/5 x ( 1 - 3/3 )] = 1,000

Zahn 2: Wf (2) = cos[2pi x 2/5 x ( 2 - 3/3 )] = -0,809

Zahn 3: Wf (3) = cos[2pi x 2/5 x ( 3 - 3/3 )] = 0,309 Zahn 4: Wf(4) = cos [2pi x 2/5 x ( 4 - 3/3 )] = 0,309

Zahn 5: Wf (5) = cos[2pi x 2/5 x ( 5 - 3/3 )] = -0,809

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 1 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max( |Wf(1) | , |Wf(2) | , |Wf(3) | ,...) = 1,000

Winkelfehlervergleich:

IWf(I) I= Wfmax : 1 = 1: Bedingung erfüllt.

|Wf (2) |= Wfmax : 0,809 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt.

IWf (3) |= Wfmax : 0,309 Φ 1: Bedingung nicht erfüllt. |Wf (4) |= Wfmax : 0,309 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt.

IWf (5) |= Wfmax : 0,809 Φ 1: Bedingung nicht erfüllt.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule Sl kann auf Zahn Zl gewickelt werden. Der ermittelte Wert ist positiv, so dass die Spule 1 rechts herum gewickelt wird. Damit ist die erste Zeile der Wickeltabelle in Figur 5 festgelegt.

Winkelfehler der Spule 2 Wf(j) = cos [ 2pi x p/z x ( j-kai/M ) ]

Zahn 1 : Wf(I) = cos[2pi x 2/5 x ( 1 - 11/3 )] = 0,914

Zahn 2 : Wf (2) = cos[2pi x 2/5 x ( 2 - 11/3 )] = -0,500

Zahn 3 : Wf(3) = cos [2pi x 2/5 x ( 3 - 11/3 )] = -0,105

Zahn 4 : Wf(4) = cos[2pi x 2/5 x ( 4 - 11/3 )] = 0,669 Zahn 5 : Wf(5) = cos [2pi x 2/5 x ( 5 - 11/3 )] = -0,978

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 2 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max( IWf(I) | , |Wf(2) | , |Wf(3) | ,...) = 0, 978

Winkelfehlervergleich: IWf(I) I= Wfmax : 0,914 ≠ 0,978: Bedingung nicht erfüllt.

IWf (2) |= Wfmax : 0,500 ≠ 0,978: Bedingung nicht erfüllt.

IWf(3) |= Wfmax : 0,105 ≠ 0,978: Bedingung nicht erfüllt.

IWf (4) |= Wfmax : 0,669 φ 0,978: Bedingung nicht erfüllt.

IWf (5) |= Wfmax : 0,978 = 0,978: Bedingung erfüllt.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule S2 kann auf Zahn Z5 gewickelt werden.

Der ermittelte Wert ist negativ, so dass die Spule 2 links herum gewickelt wird. Damit ist die zweite Zeile der Wickeltabelle in Figur 5 festgelegt.

Die gleichen Berechnungen werden nunmehr für die übrigen Spulen 3 bis 15 in gleicher Weise mit den Gleichungen (2) und (3) durchgeführt und damit wird zeilenweise die Wickeltabelle in Figur 5 erstellt.

In Figur 6 wird die Herstellung der Spulen in einem ersten Abschnitt für die Spulen 1 bis 4 dargestellt und beschrieben.

Der Wickeldraht 17 wird dabei zunächst mit seinem Anfang 17a an Lamelle L3 kontaktiert. Er wird von dort zum Polzahn Zl geführt und die Spule Sl wird rechts herum auf den Polzahn Zl gewickelt. Das Spulenende wird mit der Lamelle LIl kontaktiert. Von dort wird nun die Spule S2 auf den Polzahn Z5 links herum gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L4 gelegt. Von dort wird die Spule S3 ebenfalls links herum auf den Polzahn Z5 gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L12 gelegt. Von dort wird die Spule S4 rechts herum auf den Polzahn Z4 gewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L5 kontaktiert. Von Lamelle L5 wird der Wickeldraht 17 durch den angedeuteten Pfeil zum Spulenanfang der Spule 6 übergeleitet und die Wickeltabelle wird in gleicher Weise wie in Figur 4 des ersten Ausführungsbeispieles vom Wickelautomaten abgearbeitet, bis sämtliche Spulen auf dem Läufer der Maschine durchgewickelt sind.

In einem dritten Ausführungsbeispiel sollen nunmehr nach dem zuvor beschriebenen Verfahren eine in Figur 7 dargestellte Wickeltabelle für einen achtpoligen Gleichstrommotor erstellt werden, dessen Zähnezahl z, Spulenzahl s und Lamellenzahl 1 modifiziert werden.

Für das dritte Ausführungsbeispiel gilt: Polpaarzahl p = 4

Polzähnezahl z = 9 Lamellenzahl 1 = 27 Spulenzahl s = 27

Multiplikator M = 3 Lamellenschrittweite Y = 7

Windungszahl Wz = 15

Mit diesen Werten sind die zuvor aufgezählten Bedingungen erfüllt. Mit den beiden Gleichungen (1) werden nun für jede Spule Li die Anfangslamelle Lai und Endlamelle Lei festgelegt.

Spulenkontaktierung am Kommutator:

Lai = (Lal+[(i-l) *Y])mod27; Lei = (Lai+Y)mod27

Spule 1: Lal=(3+(1-1) *7) mod 27=3 LeI= (3+7) mod 27=10 Spule 2: La2=(3+(2-l) *7) mod 27=10 Le2=(10+7) mod 27=17 Spule 3: La3=(3+(3-l) *7) mod 27=17 Le3=(17+7) mod 27=24 Spule 4 : La4=(3+(4-l) *7) mod 27=24 Le4=(24+7) mod 27=4 Spule 5: La5=(3+(5-l) *7) mod 27=4 Le5=(4+7) mod 27=11 Spule 6: La6=(3+(6-l) *7) mod 27=11 Le6=(ll+7) mod 27=18 Spule 7: La7=(3+(7-l) *7) mod 27=18 Le7=(18+7) mod 27=25 Spule 8: La8=(3+(8-l) *7) mod 27=25 Le8=(25+7) mod 27=5 Spule 9: La9=(3+(9-l) *7) mod 27=5 Le9=(5+7) mod 27=12 SpulelO: Lal0=(3+(10-1)*7) mod 27=12 LelO=(12+7) mod 27=19 Spuleil: Lall=(3+(11-1)*7) mod 27=19 Lell=(19+7) mod 27=26 Spulel2: Lal2=(3+(12-1)*7) mod 27=26 Lel2=(26+7) mod 27=6 Spulel3: Lal3=(3+(13-1)*7) mod 27=6 Lel3=(6+7) mod 27=13 Spulel4: Lal4=(3+(14-1)*7) mod 27=13 Lel4=(13+7) mod 27=20 Spulel5: Lal5=(3+(15-1)*7) mod 27=20 Lel5=(20+7) mod 27=27 Spulelβ: Lal6=(3+(16-1)*7) mod 27=27 Lel6=(27+7) mod 27=7 Spulel7: Lal7=(3+(17-1)*7) mod 27=7 Lel7=(7+7) mod 27=14 Spulelδ: Lal8=(3+(18-1)*7) mod 27=14 Lel8=(14+7) mod 27=21 Spulel9: Lal9=(3+(19-1)*7) mod 27=21 Lel9=(21+7) mod 27=1 Spule20: La20=(3+(20-1)*7) mod 27=1 Le20=(l+7) mod 27=8 Spule21: La21=(3+(21-1)*7) mod 27=8 Le21=(8+7) mod 27=15 Spule22: La22=(3+(22-1)*7) mod 27=15 Le22=(15+7) mod 27=22 Spule23: La23=(3+(23-1)*7) mod 27=22 Le23=(22+7) mod 27=2 Spule24: La24=(3+(24-1)*7) mod 27=2 Le24=(2+7) mod 27=9 Spule25: La25=(3+(25-1)*7) mod 27=9 Le25=(9+7) mod 27=16 Spule26: La26=(3+(26-1)*7) mod 27=16 Le26=(16+7) mod 27=23 Spule27 : La27=(3+(27-1)*7) mod 27=23 Le27=(23+7) mod 27=3

Winkelfehlerermittlung:

Für jede Spule S muss nun für alle Polzähne Z der jeweilige

Winkelfehler Wf nach der Gleichung (2) ermittelt werden.

Winkelfehler der Spule 1 Wf(j) = cos [ 2pi x p/z x ( j-kai/M )

Zahn 1 Wf (1) = cos[2pi x 4/9 x ( 1 - 3/3 )] = 1,000 Zahn 2 Wf (2) = cos[2pi x 4/9 x ( 2 - 3/3 )] = -0,940 Zahn 3 Wf (3) = cos[2pi x 4/9 x ( 3 - 3/3 )] = 0,766 Zahn 4 Wf (4) = cos[2pi x 4/9 x ( 4 - 3/3 )] = -0,500 Zahn 5 Wf (5) = cos[2pi x 4/9 x ( 5 - 3/3 )] = 0,174 Zahn 6 Wf (6) = cos[2pi x 4/9 x ( 6 - 3/3 )] = 0,174 Zahn 7 Wf (7) = cos[2pi x 4/9 x ( 7 - 3/3 )] = -0,500 Zahn 8 Wf (8) = cos[2pi x 4/9 x ( 8 - 3/3 )] = 0,766 Zahn 9 Wf (9) = cos[2pi x 4/9 x ( 9 - 3/3 )] = -0,940

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 1 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max( IWf(I) | , |Wf (2) | , |Wf (3) | ,...; = 1,000

Winkelfehlervergleich:

IWf(I) |= Wfmax: 1 = 1: Bedingung erfüllt,

|Wf (2) |= Wfmax: 0,94 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (3) |= Wfmax: 0,766 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (4) |= Wfmax: 0,5 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (5) |= Wfmax: 0,174 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (6) |= Wfmax: 0,174 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (7) |= Wfmax: 0,5 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (8) |= Wfmax: 0,766 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt,

IWf (9) |= Wfmax: 0,94 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule Sl kann auf Zahn Zl gewickelt werden.

Der ermittelte Wert ist positiv, so dass die Spule 1 rechts herum gewickelt wird. Damit ist die erste Zeile der Wickeltabelle in Figur 7 festgelegt.

Winkelfehler der Spule 2

Wf(j) = cos [ 2pi x P/ Z X ( j-kai/M ) ]

Zahn 1 Wf (D = cos [2pi X 4/9 X ( 1 - 10/3 ) ] = 0,973

Zahn 2 Wf (2) = cos [2pi X 4/9 X ( 2 - 10/3 ) ] = -0,835

Zahn 3 Wf (3) = cos [2pi X 4/9 X ( 3 - 10/3 ) ] = 0,597

Zahn 4 Wf (4) = cos [2pi X 4/9 X ( 4 - 10/3 ) ] = -0,287

Zahn 5 Wf (5) = cos [2pi X 4/9 X ( 5 - 10/3 ) ] = -0,058

Zahn 6 Wf (6) = cos [2pi X 4/9 X ( 6 - 10/3 ) ] = 0,396

Zahn 7 Wf (7) = cos[2pi X 4/9 X ( 7 - 10/3 ) ] = -0,686

Zahn 8 Wf (8) = cos [2pi X 4/9 X ( 8 - 10/3 ) ] = 0,894

Zahn 9 Wf (9) = cos [2pi X 4/9 X ( 9 - 10/3 ) ] = -0,993

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 2 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max( |Wf(1) | , |Wf(2) | , |Wf(31 = 0,993

Winkelfehlervergleich:

IWf(I) |= Wfmax: 0,973 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (2) |= Wfmax: 0,835 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (3) |= Wfmax: 0,597 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (4) |= Wfmax: 0,287 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (5) |= Wfmax: 0,058 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (6) |= Wfmax: 0,396 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (7) |= Wfmax: 0,686 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (8) |= Wfmax: 0,894 ≠ 0,993: Bedingung nicht erfüllt

|Wf(9) |= Wfmax: 0,993 = 0,993: Bedingung erfüllt.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule S2 kann auf Zahn Z9 gewickelt werden. Der ermittelte Wert ist negativ, so dass die Spule 2 links herum gewickelt wird. Damit ist die zweite Zeile der Wickeltabelle in Figur 7 festgelegt.

Die gleichen Berechnungen werden nunmehr für die übrigen Spulen 3 bis 27 in gleicher Weise mit den Gleichungen (2) und (3) durchgeführt und damit wird zeilenweise die Wickeltabelle in Figur 7 erstellt.

In Figur 8 wird die Herstellung der Spulen in einem ersten Abschnitt für die Spulen 1 bis 4 dargestellt und beschrieben.

Der Wickeldraht 17 wird dabei zunächst mit seinem Anfang 17a an Lamelle L3 kontaktiert. Er wird von dort zum Polzahn Zl geführt und die Spule Sl wird rechts herum auf den Polzahn Zl gewickelt. Das Spulenende wird mit der Lamelle LlO kontaktiert. Von dort wird nun die Spule S2 auf den Polzahn Z9 links herum gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L17 gelegt. Von dort wird die Spule S3 ebenfalls links herum auf den Polzahn Z9 gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L24 gelegt. Von dort wird die Spule S4 rechts herum auf den Polzahn Z8 gewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L4 kontaktiert. Von Lamelle L4 wird der Spulendraht durch den angedeuteten Pfeil zum Spulenanfang der Spule 5 übergeleitet und die Wickeltabelle wird in gleicher Weise wie in Figur 4 des ersten Ausführungsbeispieles vom Wickelautomaten abgearbeitet, bis sämtliche Spulen auf dem Läufer der Maschine durchgewickelt sind.

Um auf der Kommutatorseite des Läufers 13 lange Verbindungen zwischen den Lamellen und den Spulen zu vermeiden, kann es sinnvoll sein, den Wickeldraht 17 zwischen der Anfangs- oder Endlamelle La, Le und einer Spule S zwischen zwei näher

gelegene Polzähne Z hindurch zur Ankerrückseite und von dort insbesondere zwischen zwei weitere Polzähne Z hindurch zur Vorderseite zurück und dann zur Spule S beziehungsweise zur Lamelle L zu führen, wie dies in Figur 8 bei der Spule S3 gestrichelt angedeutet ist.

In einem vierten Ausführungsbeispiel sollen nunmehr nach dem zuvor beschriebenen Verfahren eine in Figur 9 dargestellte Wickeltabelle für einen zehnpoligen Gleichstrommotor erstellt werden, dessen Zähnezahl z, Spulenzahl s und Lamellenzahl 1 modifiziert werden.

Für das vierte Ausführungsbeispiel gilt:

Polpaarzahl p = 5

Polzähnezahl z = 12

Lamellenzahl 1 = 24

Spulenzahl s = 24

Multiplikator M = 2

Lamellenschrittweite Y = 5

Windungszahl Wz = 18

Mit diesen Werten sind die zuvor aufgezählten Bedingungen erfüllt. Mit den beiden Gleichungen (1) werden nun für jede Spule Li die Anfangslamelle Lai und Endlamelle Lei festgelegt.

Spulenkontaktierung am Kommutator:

Lai = (Lal+[(i-l)*Y])mod24; Lei = (Lai+Y)mod24

Spule 1 Lal=(2+(l-l)*5)mod 24=2 LeI=(2+5) mod 24=7 Spule 2 La2=(2+(2-l) *5)mod 24=7 Le2=(7+5) mod 24=12 Spule 3 La3=(2+(3-l)*5)mod 24=12 Le3=(12+5) mod 24=17 Spule 4 La4=(2+(4-l)*5)mod 24=17 Le4=(17+5) mod 24=22 Spule 5 La5=(2+(5-l)*5)mod 24=22 Le5=(22+5) mod 24=3 Spule 6 La6=(2+(6-l) *5)mod 24=3 Le6=(3+5) mod 24=8 Spule 7 La7=(2+(7-l) *5)mod 24=8 Le7=(8+5) mod 24=13

Spule 8 La8=(2+(8-l) *5)mod 24=13 ; Le8=(13+5) mod 24=18 Spule 9 La9=(2+(9-l) *5)mod 24=18 ; Le9=(18+5) mod 24=23 SpulelO Lalθ=(2+(1O-l)*5)mod 24=23 LelO=(23+5) mod 24=4 Spuleil LaIl= (2+ (11-1) *5)mod 24=4 LeIl= (4+5) mod 24=9 Spulel2 Lal2=(2+(12-1) *5)mod 24=9 Lel2=(9+5) mod 24=14 Spulel3 Lal3=(2+(13-l)*5)mod 24=14 Lel3=(14+5) mod 24=19 Spulel4 Lal4=(2+(14-l)*5)mod 24=19 Lel4=(19+5) mod 24=24 Spulelδ Lal5=(2+(15-l)*5)mod 24=24 Lel5=(24+5) mod 24=5 Spulelβ Lal6=(2+(16-1) *5)mod 24=5 Lel6=(5+5) mod 24=10 Spulel7 Lal7=(2+(17-l)*5)mod 24=10 Lel7=(10+5) mod 24=15 Spulelδ Lal8=(2+(18-l)*5)mod 24=15 Lel8=(15+5) mod 24=20 Spulel9 Lal9=(2+(19-l)*5)mod 24=20 Lel9=(20+5) mod 24=1 Spule20 La20=(2+(20-1) *5)mod 24=1 Le20=(l+5) mod 24=6 Spule21 La21=(2+(21-1) *5)mod 24=6 Le21=(6+5) mod 24=11 Spule22 La22=(2+(22-l)*5)mod 24=11 Le22=(ll+5) mod 24=16 Spule23 La23=(2+(23-l)*5)mod 24=16 Le23=(16+5) mod 24=21 Spule24 La24=(2+(24-l)*5)mod 24=21 Le24=(21+5) mod 24=2

Winkelfehlerermittlung:

Für jede Spule S muss nun für alle Polzähne Z der jeweilige

Winkelfehler Wf nach der Gleichung (2) ermittelt werden.

Winkelfehler der Spule 1

Wf(j) = cos [ 2pi x P/ Z X ( -kai/M ) ]

Zahn 1 : Wf (D = cos [2ρi X 5/12 X ( 1 - 2/2 ) ] = 1,000

Zahn 2 : Wf (2) = cos [2ρi X 5/12 X ( 2 - 2/2 ) ] = -0,866

Zahn 3 : Wf (3) = cos [2ρi X 5/12 X ( 3 - 2/2 ) ] = 0,500

Zahn 4 Wf (4) = cos [2ρi X 5/12 X ( 4 - 2/2 ) ] = 0,000

Zahn 5 : Wf (5) = cos [2ρi X 5/12 X ( 5 - 2/2 ) ] = -0,500

Zahn 6 Wf (6) = cos [2ρi X 5/12 X ( 6 - 2/2 ) ] = 0,866

Zahn 7 . Wf (7) = cos [2ρi X 5/12 X ( 7 - 2/2 ) ] = -1,000

Zahn 8 Wf (8) = cos [2ρi X 5/12 X ( 8 - 2/2 ) ] = 0,866

Zahn 9 Wf (9) = cos [2ρi X 5/12 X ( 9 - 2/2 ) ] = -0,500

Zahn 10 : Wf (10) = cos [2ρi X 5/12 X (10 - 2/2 ) ] = 0,000

Zahn 11 : Wf (11) = cos [2ρi X 5/12 X C Ll - 2/2 ) ] = 0,500

Zahn 12 : Wf(12)= cos [2pi x 5/12 x (12 - 2/2 )] = -0,866

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 1 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max( IWf(I) | , |Wf(2) | , |Wf(3) | ,...) = 1,000

Winkelfehlervergleich:

Wf (D I = Wfmax: 1 = 1 : Bedingung erfüllt.

Wf (2) I = Wfmax: 0,866 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (3) I = Wfmax: 0,5 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (4) I = Wfmax: 0,000 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (5) I = Wfmax: 0,5 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (6) I = Wfmax: 0,866 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (7) I = Wfmax: 1 = 1 : Bedingung erfüllt.

Wf (8) I = Wfmax: 0,866 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (9) I = Wfmax: 0,5 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (10) I= Wfmax: 0,000 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (H) I= Wfmax: 0,5 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Wf (12) I= Wfmax: 0,866 ≠ 1: Bedingung nicht erfüllt

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule Sl kann auf Zahn Zl gewickelt werden.

Der ermittelte Wert ist positiv, so dass die Spule 1 rechts herum gewickelt wird. Damit ist die erste Zeile der

Wickeltabelle in Figur 9 festgelegt.

Winkelfehler der Spule 2

Wf(j) = cos [ 2pi x p/z x ( j-kai/M ) ]

Zahn 1 : Wf(I) = cos [2ρi x 5/12 x ( 1 - 7/2 )] = 0,966

Zahn 2 : Wf(2) = cos[2ρi x 5/12 x ( 2 - 7/2 )] = -0,707

Zahn 3 : Wf(3) = cos[2ρi x 5/12 x ( 3 - 7/2 )] = 0,259

Zahn 4 : Wf(4) = cos[2ρi x 5/12 x ( 4 - 7/2 )] = 0,259

Zahn 5 Wf(5) = cos [2pi X 5/12 X ( 5 - 7/2 ) ] = -0,707

Zahn 6 Wf (6) = cos [2pi X 5/12 X ( 6 - 7/2 ) ] = 0,966

Zahn 7 Wf (7) = cos [2pi X 5/12 X ( 7 - 7/2 ) ] = -0,966

Zahn 8 Wf (8) = cos [2pi X 5/12 X ( 8 - 7/2 ) ] = 0,707

Zahn 9 Wf (9) = cos [2pi X 5/12 X ( 9 - 7/2 ) ] = -0,259

Zahn 10 Wf (10) = cos [2pi X 5/12 X (10 - 7/2 ) ] = -0,259

Zahn 11 Wf (ID= cos [2pi X 5/12 X (11 - 7/2 ) ] = 0,707

Zahn 12 Wf (12)= cos [2pi X 5/12 X (12 - 7/2 ) ] = -0,966

Im nächsten Durchgang wird nun mit der Gleichung (3) für die Spule 2 derjenige Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler Wf bzw. mit dem größten Winkelfehler-Cosinuswert Wfmax ermittelt.

Wfmax = max( |Wf(1) | , |Wf(2) | , |Wf(3) | ,...) = 0, 966

Winkelfehlervergleich:

IWf(I) |= Wfmax: 0,966 = 0,966: Bedingung erfüllt.

|Wf (2) |= Wfmax: 0,707 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (3) |= Wfmax: 0,259 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (4) |= Wfmax: 0,259 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

|Wf(5) |= Wfmax: 0,707 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

|Wf(6) |= Wfmax: 0,966 = 0,966: Bedingung erfüllt.

|Wf(7) |= Wfmax: 0,966 = 0,966: Bedingung erfüllt.

|Wf (8) |= Wfmax: 0,707 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (9) |= Wfmax: 0,259 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

IWf(IO) |=Wfmax: 0,259 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

IWf(Il) |=Wfmax: 0,707 ≠ 0,966: Bedingung nicht erfüllt

|Wf (12) |=Wfmax: 0,966 = 0,966: Bedingung erfüllt.

Ergebnis des Vergleichs:

Die Spule S2 kann auf Zahn Z6 gewickelt werden.

Der ermittelte Wert ist positiv, so dass die Spule 2 rechts herum gewickelt wird. Damit ist die zweite Zeile der

Wickeltabelle in Figur 9 festgelegt.

Die gleichen Berechnungen werden nunmehr für die übrigen Spulen 3 bis 27 in gleicher Weise mit den Gleichungen (2) und (3) durchgeführt und damit wird zeilenweise die Wickeltabelle in Figur 7 erstellt.

In Figur 10 wird die Herstellung der Spulen in einem ersten Abschnitt für die Spulen 1 bis 4 dargestellt und beschrieben.

Der Wickeldraht 17 wird dabei zunächst mit seinem Anfang 17a an Lamelle L2 kontaktiert. Er wird von dort zum Polzahn Zl geführt und die Spule Sl wird rechts herum auf den Polzahn Zl gewickelt. Das Spulenende wird mit der Lamelle L7 kontaktiert. Von dort wird nun die Spule S2 auf den Polzahn Z6 rechts herum gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L12 gelegt. Von dort wird auch die Spule S3 ebenfalls rechts herum auf den Polzahn Z6 gewickelt und das Spulenende auf Lamelle L17 gelegt. Von dort wird die Spule S4 rechts herum auf den Polzahn ZlI gewickelt und das Spulenende mit der Lamelle L22 kontaktiert. Von Lamelle L22 wird der Spulendraht durch den angedeuteten Pfeil zum Spulenanfang der Spule 6 übergeleitet und die Wickeltabelle wird in gleicher Weise wie in Figur 4 des ersten Ausführungsbeispieles vom Wickelautomaten abgearbeitet, bis sämtliche Spulen auf dem Läufer der Maschine durchgewickelt sind.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, da sich im Rahmen der folgenden Bedingungen

P > 1 < z für die Polpaarzahl, z ≠ 2p ≠ 3ρ für die Zähnezahl, M = s/z für den Multiplikator und IY - l/p I ≤ 0,5 für die Lamellenschrittweite

eine Vielzahl von Kombinationen zur Realisierung der Erfindung ergibt.

Außerdem kann zur Ermittlung des elektrischen Winkelfehlers der Spulen auf den jeweiligen Polzähnen an Stelle des Cosinuswertes in der Gleichung (2) auch der Sinuswert verwendet werden. Ebenso kann der auf die Polteilung bezogene elektrische Winkelfehler auch als Bogenmaß ermittelt werden, wenn in der Gleichung (2) der Cosinus weggelassen wird. Ein auf den ganzen Umfang bezogener absoluter Winkelfehler der Spulen ergibt sich durch Weglassen von ,p' in der Gleichung (2) , was ebenfalls im Rahmen der Erfindung möglich ist. Dabei muss jedoch der Winkelfehler mit der Polzahl, also mit modular 2π/2p, korrigiert werden. Der Winkelfehler lässt sich schließlich auch in Graden ermitteln, wenn der Term ,2π' durch ,360°' ersetzt und das Ergebnis mit mod. 360°/2p korrigiert wird. In jedem Fall muss jedoch zur Erstellung der Wickeltabelle für jede Spule der Polzahn mit dem geringsten Winkelfehler ermittelt werden.

Bei Wickelmaschinen mit zwei um 180° zueinander versetzten sogenannten Flyern oder Nadeln kann im Falle einer geraden Spulenzahl s gemäß Figur 3 und 9 auch jeweils die halbe

Anzahl der Spulen durchgewickelt werden; das heißt, dass die obere und untere Hälfte der erfindungsgemäß erstellten Wickeltabelle gleichzeitig von je einem Flyer bzw. einer Nadel abgearbeitet wird.