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Patent Searching and Data


Title:
STATOR FOR AN ELECTRICAL MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/226569
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a stator (1) for an electrical machine, comprising a hollow-cylindrical stator core (2) having a first and a second axial end face (13a, 13b) and having a plurality of receiving grooves (4) distributed along a circumferential direction (10) of the stator core (2). The stator winding (14) comprises at least two parallel current paths which each have, viewed towards one of the axial end faces (13a, 13b) of the stator, a helical and stepped profile in relation to the circumferential and radial direction (10, 12) of the stator. The current-path ends of the current paths end at a receiving groove (4) inside a magnetic pole portion, which magnetic pole portion is directly adjacent, in relation to the circumferential direction (10) of the stator, to a magnetic pole portion in which the current-path starting points of the current paths start. The invention therefore provides for a stator (1) for electrical machines, the connectors of which stator, for the electric winding, are located in a segment of its circumference that is as narrow as possible, it being possible for the electric winding to be nevertheless formed with as low a number of differently formed pin conductor elements as possible.

Inventors:
MIESBAUER ROBERT (AT)
Application Number:
PCT/AT2022/060143
Publication Date:
November 03, 2022
Filing Date:
April 27, 2022
Export Citation:
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Assignee:
MIBA EMOBILITY GMBH (AT)
International Classes:
H02K3/28
Foreign References:
EP3691089A12020-08-05
US20200212747A12020-07-02
US20110174038A12011-07-21
DE102019117308A12020-12-31
Attorney, Agent or Firm:
ANWÄLTE BURGER UND PARTNER RECHTSANWALT GMBH (AT)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Stator (1) für eine elektrische Maschine, umfassend

- einen im wesentlichen hohlzylindrischen Statorkern (2) mit einem ersten und einem zweiten axialen Stimende (13a, 13b) und mit mehreren entlang einer Kreisumfangsrichtung (10) des Statorkems (2) verteilt angeordneten und sich entlang einer Mittelachse (3) des Statorkerns (2) erstreckenden Aufnahmenuten (4),

- mehrere durch Formstäbe gebildete elektrische Leiterabschnitte (La, Lb) je Aufnahmenut (4), welche Leiterab schnitte durch vorbestimmte elektrische Verbindungen eine Statorwick lung (14) ausbilden, und welche Statorwicklung mehrere in Radialrichtung (12) zur Mittel achse (3) des Statorkerns unmittelbar benachbarte Lagen (L) aus den Leiterabschnitten (La, Lb) umfasst, und diese Leiterabschnitte durch die vorbestimmten elektrischen Verbindungen vorbestimmte elektrische Strompfade (A, B, C, D) in der Statorwicklung (14) ausbilden, und der Stator in Kreisumfangsrichtung (10) verteilt mehrere magnetische Polabschnitte (N, S) de finiert, wobei

- die Statorwicklung (14) wenigstens eine Phasenwicklung (PW1, PW2, PW3) umfasst, wel che wenigstens eine Phasenwicklung zumindest zwei Strompfade (A, B, C, D) umfasst,

- und jeder Strompfad (A, B, C, D) einen Eingangsanschluss (Al-Dl), einen Strompfad-An- fang (Ai-Di), ein Strompfad-Ende (Ao-Do) und einen Ausgangsanschluss (A2-D2) aufweist, wobei

- wenigstens einer der Strompfade (A, B, C, D) mit seinem Strompfad-Anfang (Ai-Di) ausge hend von einer der radial äußeren Lagen (L8-L2) beginnt und sodann lagenweise wechselnd sowie in Kreisumfangsrichtung (10) wenigstens über einen Teilabschnitt des Kreisumfanges des Stators verlaufend bis zur radial innersten Lage (LI) verläuft, wobei der Strompfad bei je dem dieser Lagenwechsel von einem der magnetischen Polabschnitte (S oder N) des Stators zu einem in Kreisumfangsrichtung (10) unmittelbar benachbarten Polabschnitt (N oder S) übergeht, und der Strompfad dabei die Lagen (L) in fortwährend gleichbleibender radialer Richtung um eine Lagensprungweite „Eins“ wechselt bis die radial innerste Lage (LI) er reicht ist, sodass der Strompfad einen Schnecken- und stufenförmigen Verlauf in Bezug auf die Kreisumfangs- und Radialrichtung (10, 12) des Stators einnimmt, und wobei

- die Verlaufsrichtung des elektrischen Strompfades bei der radial innersten Lage (LI) in Be zug auf die Kreisumfangsrichtung (10) des Statorkems durch einen Umkehrungs-Leiterab- schnitt (17, 18) umgekehrt wird und sodann der elektrische Strompfad ausgehend von der ra dial innersten Lage (LI) die Lagen (L) lagenweise wechselnd sowie in Kreisumfangsrichtung (10) wenigstens über einen Teilabschnitt des Kreisumfanges des Stators verlaufend und dabei in radialer Richtung um nur eine Lage versetzt, wiederum mit einem Schnecken- und stufen förmigen Verlauf in Bezug auf die Kreisumfangs- und Radialrichtung (10, 12) des Stators zu rück in Richtung zu einer radial weiter außen liegenden Lage (L2-L8) verläuft, wobei

- der Strompfad wenigstens einen Schnecken- und stufenförmigen Verlauf in Radialrichtung (12) zu der Mittelachse (3) des Statorkerns und zudem wenigstens einen Schnecken- und stu fenförmigen Verlauf in Radialrichtung (12) weg von der Mittelachse (3) des Statorkems auf weist, und wobei

- der Strompfad mit seinem Strompfad-Ende (Ao-Do) an einer Aufnahmenut (4) innerhalb ei nes magnetischen Polabschnittes (N oder S) endet, welcher magnetische Polabschnitt (N oder S) in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung (10) des Stators zu einem magnetischen Polab schnitt (S oder N), in welchem der Strompfad mit seinem Strompfad-Anfang (Ai-Di) beginnt, unmittelbar benachbart angeordnet ist, wobei diese in Kreisumfangsrichtung (10) unmittelbar benachbarten Polabschnitte (N, S) unterschiedlich gepolt sind,

- oder vice versa bezüglich des Schnecken- und stufenförmigen Verlaufes von wenigstens ei nem der Strompfade (A, B, C, D) in Bezug auf die Radialrichtung (12) zur Mittelachse (3) des Statorkems (2), oder vice versa aufgebaut in Bezug auf den Strompfad- Anfang (Ai-Di) und das Strompfad-Ende (Ao-Do) von wenigstens einem der elektrischen Strompfade (A, B, C,

D).

2. Stator nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlaufrichtung der Umkehrungs-Leiterabschnitte (17, 18) an der radial innersten Lage (LI) und an der radial äu ßersten Lage (L8) in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung (10) des Stators in der Art gewählt ist, dass der Strompfad-Beginn (Ai-Di) und das Strompfad-Ende (Ao-Do) von allen Strompfa den (A, B, C, D) aller Phasenwicklungen (PW1, PW2, PW3) innerhalb eines gemeinsamen Anschlussabschnittes (19) der Statorwicklung (14) zu liegen kommen, der sich über maximal zwei in Kreisumfangsrichtung (10) des Stators unmittelbar benachbarte magnetische Polab schnitte (N, S) erstreckt.

3. Stator nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Verlaufrich tung der Umkehrungs-Leiterabschnitte (17, 18) an der radial innersten Lage (LI) und an der radial äußersten Lage (L8) in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung (10) des Stators in der Art gewählt ist, dass der Strompfad-Beginn (Ai-Di) und das Strompfad-Ende (Ao-Do) von allen Strompfaden (A, B, C, D) einer dezidierten Phasenwicklung (PW1, PW2, PW3) innerhalb der gleichen Lage (L) zu liegen kommen oder in zwei in Radialrichtung (12) unmittelbar benach barten Lagen (L) zu liegen kommen.

4. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Strompfade (A, B, C, D) oder alle Strompfade (A, B, C, D) einerseits zwischen dem Eingangsanschluss (Al-Dl) und dem Strompfad-Anfang (Ai-Di) und anderer seits zwischen dem Strompfad-Ende (Ao-Do) und dem Ausgangsanschluss (A2-D2) jeweils Übergangs-Leiterabschnitte (20, 21) aufweisen, welche Übergangs-Leiterabschnitte (20, 21) je Strompfad (A, B, C, D) in Kreisumfangsrichtung (10) derart aufeinander zu gerichtet ver laufen, dass die Eingangsanschlüsse (Al-Dl) und die Ausgangsanschlüsse (A2-D2) dieser Strompfade (A, B, C, D) innerhalb eines einzigen magnetischen Polabschnittes (N oder S) des Stators zu liegen kommen.

5. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich jeder der zumindest zwei Strompfade (A-D) in Ansicht auf eines der beiden axialen Stirnenden (13a, 13b) des Statorkerns (2) über mehr als 360° der Kreisumfangsrichtung (10) des Statorkems (2) erstreckt.

6. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jeder der zumindest zwei Strompfade (A-D) in Ansicht auf die beiden axialen Stirnenden (13a, 13b) des Statorkems (2) Schnecken- oder spiralförmig verläuft.

7. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass bei den Umkehrung s-Leiterab schnitten (17, 18) eine Lagenposition des Strompfades (A-D) unverändert beibehalten wird, also die Umkehrungs-Leiterabschnitte (17,18) sich jeweils ent lang der radial innersten oder entlang der radial äußersten Lage (LI, L8) erstrecken.

8. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass jeder Strompfad (A-D) eine geradzahlige Anzahl von in Radialrichtung (12) und zudem in Kreisumfangsrichtung (10) des Stators verlaufender Strompfad-Teilabschnitte umfasst, insbe sondere zwei, vier, sechs oder mehr solcher Strompfad-Teilabschnitte umfasst, und dass zwi schen aufeinanderfolgenden Strompfad-Teilabschnitten die genannten Umkehrungs-Leiterab- schnitte (17, 18) ausgeführt sind.

9. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (14) zumindest zwei parallel verlaufende elektrische Strompfade (A-D) umfasst und jeder Strompfad- Anfang (Ai-Di) dieser elektrischen Strompfade (A-D) in einem ersten magnetischen Polabschnitt (S oder N) des Stators ausgebildet ist und jedes Strompfad- Ende (Ao-Do) dieser elektrischen Strompfade (A, B, C, D) in einem zweiten magnetischen Polabschnitt (N oder S) des Stators ausgebildet ist, der zum ersten magnetischen Polabschnitt (S oder N) im Kreisumfangsrichtung (10) des Stators unmittelbar benachbart ist.

10. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrungs-Leiterabschnitte (17, 18) ausschließlich in der radial innersten und aus schließlich in der radial äußersten Lage (LI, L8) der Statorwicklung (14) ausgebildet sind.

11. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Umkehrungs-Leiterabschnitte (17, 18) an jenem axialen Stirnende (13a oder 13b) des Statorkems (2) ausgeführt sind, an welchem die Leiterab schnitte (La, Lb) der Statorwick lung einteilig und dach- oder bügelförmig miteinander verbunden sind.

12. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass elektrisch miteinander verbundene Leiterabschnitte (La, Lb) einen wellenförmigen und zudem ringartigen Verlauf der elektrischen Strompfade (A, B, C, D) ausbilden, welcher wellenför mige Verlauf durch alternierende Wechsel der Strompfade (A, B, C, D) zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Stirnende (13a, 13b) des Statorkerns (2) definiert ist und welcher ringartige Verlauf durch eine gleichzeitige Erstreckung der Strompfade (A, B, C, D) entlang der Kreisumfangsrichtung (10) des Statorkems (2) definiert ist.

13. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Eingangs- und Ausgangsanschlüsse (Al-Dl, A2-D2) der Statorwicklung (14) ent weder am ersten oder am zweiten axialen Stimende (13a, 13b) des Statorkerns (2) ausgebildet sind und zudem innerhalb eines Teilabschnittes des Kreisumfanges des Statorkems (2) von maximal 90° angeordnet sind.

14. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (14) drei- oder mehrphasig ausgeführt ist und drei oder mehr sich jeweils in Kreisumfangsrichtung (10) erstreckende Phasenwicklungen (PW1, PW2, PW3) umfasst, und dass jede Phasenwicklung zwei oder mehr parallel verlaufende elektrische Strompfade (A, B, C, D) umfasst.

15. Elektrische Maschine umfassend einen Stator und einen Rotor, dadurch gekenn zeichnet, dass der Stator (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche ausge bildet ist.

Description:
STATOR FÜR EINE ELEKTRISCHE MASCHINE

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine sowie eine elektrische Ma schine, welche einen solchen Stator aufweist, wie dies in den Ansprüchen angegeben ist.

Die AT521589A1 beschreibt einen Stator für eine elektrische Maschine, welcher ein im we sentlichen hohlzylindrisches Blechpaket mit mehreren verteilt angeordneten Aufnahmenuten umfasst. Mehrere durch Formstäbe gebildete elektrische Leiterab schnitte je Aufnahmenut bil den eine Statorwicklung mit zumindest zwei Teilwicklungen aus. Die zumindest zwei elektri schen Teilwicklungen sind jeweils zumindest durch ein erstes und ein zweites elektrisch in Serie geschaltetes Wicklungssegment gebildet, wobei Leiterabschnitte des ersten Wicklungs segments mittels ersten und zweiten elektrischen Verbindung sab schnitten derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass ein schraubenlinienförmiger Strompfad entlang einer ersten Radialrichtung zur Längsachse des Blechpakets definiert ist und Leiterabschnitte des zweiten Wicklung s segments mittels ersten und zweiten elektrischen Verbindungsabschnitten derart elektrisch miteinander verbunden sind, dass ein zweiter schraubenlinienförmiger Strompfad entlang einer entgegengesetzten, zweiten Radialrichtung zur Längsachse des Blechpakets de finiert ist. Dieser schleifenartige Aufbau einer Wicklung in Formstabtechnik ermöglicht eine hochvolumige Produktion von Statoren mit hoher bzw. gleichbleibender Fertigungsqualität.

Es ist mit dem angegebenen Wickelschema jedoch schwierig, die elektrischen Anschlüsse der einzelnen Teilwicklungen bzw. der kompletten Statorwicklung in einem engen, sektoralen Abschnitt des Stators zu halten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und einen Stator für elektrische Maschinen bzw. eine elektrische Maschine zur Verfü gung zu stellen, dessen Anschlüsse für die elektrische Wicklung in einem möglichst engen Sektor seines Kreisumfanges angeordnet sind, wobei die elektrische Wicklung trotzdem mit einer möglichst geringen Anzahl an unterschiedlich ausgebildeten Formstab-Leiterelementen aufgebaut werden soll.

Diese Aufgabe wird durch einen Stator und eine elektrische Maschine gemäß den Ansprüchen gelöst. Ein erfindungsgemäß aufgebauter Stator für eine elektrische Maschine umfasst

- einen im wesentlichen hohlzylindrischen Statorkern mit einem ersten und einem zweiten axialen Stimende und mit mehreren entlang einer Kreisumfangsrichtung des Statorkerns ver teilt angeordneten und sich entlang einer Mittelachse des Statorkerns erstreckenden Aufnah menuten, wobei die Aufnahmenuten vorzugsweise achsparallel zur Mittelachse verlaufen, aber auch schräggenutet verlaufen können,

- mehrere durch Formstäbe gebildete elektrische Leiterabschnitte je Aufnahmenut, welche Leiterabschnitte durch vorbestimmte elektrische Verbindungen eine Statorwicklung ausbil den, und welche Statorwicklung mehrere in Radialrichtung zur Mittelachse des Statorkerns unmittelbar benachbarte Lagen aus den Leiterab schnitten umfasst, und diese Leiterab schnitte durch die vorbestimmten elektrischen Verbindungen vorbestimmte elektrische Strompfade in dieser Formstab-Statorwicklung ausbilden, und der Stator in Kreisumfangsrichtung verteilt mehrere magnetische Polabschnitte definiert, wobei

- die Statorwicklung wenigstens eine Phasenwicklung umfasst, welche wenigstens eine Pha senwicklung zumindest zwei Strompfade umfasst,

- und jeder Strompfad einen dezidierten Eingangsanschluss, einen Strompfad- Anfang, ein Strompfad-Ende und einen dezidierten Ausgangsanschluss aufweist, wobei

- wenigstens einer der Strompfade mit seinem Strompfad- Anfang ausgehend von einer der ra dial äußeren Lagen beginnt und sodann lagenweise wechselnd bzw. springend und zudem in Kreisumfangsrichtung wenigstens über einen Teilabschnitt des Kreisumfanges des Stators verlaufend bis zur radial innersten Lage verläuft, wobei der Strompfad bei jedem dieser La genwechsel von einem der magnetischen Polabschnitte des Stators zu einem in Kreisumfangs richtung unmittelbar benachbarten Polabschnitt übergeht, und der Strompfad dabei die Lagen in fortwährend gleichbleibender radialer Richtung um eine Lagensprungweite „Eins“ wechselt bis die radial innerste Lage erreicht ist, sodass der Strompfad einen in etwa Schnecken- und stufenförmigen Verlauf in Bezug auf die Umfangs- und Radialrichtung des Stators einnimmt, und wobei

- die Verlaufsrichtung des elektrischen Strompfades bei der radial innersten Lage in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung des Statorkerns durch einen Umkehrungs-Leiterabschnitt um gekehrt wird und sodann der elektrische Strompfad ausgehend von der radial innersten Lage die Lagen lagenweise wechselnd und zudem in Kreisumfangsrichtung wenigstens über einen Teilabschnitt des Kreisumfanges des Stators verlaufend und dabei in radialer Richtung um nur eine Lage versetzt verlaufend, und wiederum mit einer Lagensprungweite von „Eins“, mit ei nem Schnecken- und stufenförmigen Verlauf in Bezug auf die Umfangs- und Radialrichtung des Stators zurück in Richtung zu einer radial weiter außen liegenden Lage verläuft, also zu einer der mehreren radial weiter außen liegenden Lagen, wobei

- der Strompfad wenigstens einen Schnecken- und stufenförmigen Verlauf in radialer Rich tung zu der Mittelachse des Statorkems und zudem wenigstens einen Schnecken- und stufen förmigen Verlauf in radialer Richtung weg von der Mittelachse des Statorkerns aufweist, das heißt ein Strompfad verläuft wenigstens einmal Schnecken- und treppenförmig in Radialrich tung nach innen und wenigstens einmal Schnecken- und treppenförmig in Radialrichtung nach außen, und wobei

- der Strompfad mit seinem Strompfad-Ende an einer Aufnahmenut innerhalb eines magneti schen Polabschnittes endet, welcher magnetische Polabschnitt in Bezug auf die Kreisum fangsrichtung des Stators zu einem magnetischen Polabschnitt, in welchem der Strompfad mit seinem Strompfad- Anfang beginnt, unmittelbar benachbart angeordnet ist, wobei diese in Kreisumfangsrichtung unmittelbar benachbarten Polabschnitte magnetisch unterschiedlich ge polt sind, sodass der Beginn und das Ende der einzelnen Strompfade in nahe zueinander lie genden Sektoren bzw. Umfang sab schnitten des Stators positioniert sind.

Es ist aber auch eine umgekehrte Verlaufsrichtung bezüglich des Schnecken- und stufenförmi gen Verlaufes von wenigstens einem der Strompfade in Bezug auf die Radialrichtung zur Mit telachse des Statorkerns möglich und es ist auch eine umgekehrte Positionierung in Bezug auf den Strompfad- Anfang und das Strompfad-Ende von wenigstens einem der elektrischen Strompfade möglich.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Gruppierung aller Anschlussstellen bzw. Anschlusspins der parallelen Strompfade einer oder mehrerer Phasenwicklungen in ei nem relativ kleinen Sektor des Wicklungskopfes ermöglicht. Nachdem vor allem die Aus gänge, aber auch die Eingänge der einzelnen parallelen Strompfade nahe beieinander liegen, wird die Zusammenschaltung derselben, beispielsweise zu einem Sternpunkt einer dreiphasi gen Stemwicklung, einfacher gemacht. Ein solcher Sternpunkt- Verbinder kann somit mög lichst kurz gehalten werden bzw. können auch sonstige Anschluss-Leiterelemente - insbeson dere sogenannte Busbars - reduziert werden. In weiterer Folge ist dadurch eine vorteilhafte Einsparung an Leitermaterial für die Statorwicklung und an Gewicht des Stators erzielbar. Zudem bleibt die Anzahl an unterschiedlich zu formenden und in den Statorkern einzufügen den Formstab -Leiterab schnitten bzw. Hairpins gering. Dies begünstigt eine hochvolumige, möglichst vollautomatische Fertigung eines solchen Stators. Außerdem kann durch das ange gebene Wickelschema der verfügbare Bauraum besser ausgenutzt bzw. ein möglichst kom pakter Aufbau der Wicklungsköpfe des Stators erzielt werden. Zudem eröffnet sich eine große Flexibilität hinsichtlich der Verschaltungsmöglichkeiten bei einer solchen Formstab-Wick lung, beispielsweise hinsichtlich der möglichen Anzahl an parallelen Strompfaden, hinsicht lich der möglichen Anzahl an Wicklungs-Sehnungen und der Anzahl an Leiter je Nut.

Praktikabel ist es beim angegebenen Wickelschema weiters, wenn eine Verlaufrichtung der Umkehrungs-Leiterabschnitte an der radial innersten Lage und an der radial äußersten Lage in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung des Stators in der Art gewählt ist, dass der Strompfad- Beginn und das Strompfad-Ende von allen Strompfaden einer dezidierten Phasenwicklung in nerhalb eines gemeinsamen Anschlussabschnittes der Statorwicklung zu liegen kommen, der sich über maximal zwei in Kreisumfangsrichtung des Stators unmittelbar benachbarte magne tische Polabschnitte erstreckt. Das heißt die Umkehrungs-Leiterabschnitte weisen in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung in positive Richtung (im Uhrzeigersinn) oder in negative Rich tung (gegen den Uhrzeigersinn), ohne dabei einen Lagensprung auszuführen. Dadurch kann mit einigen wenigen unterschiedlich geformten Umkehrungs-Formstäben und mit Standard- Formstäben, beispielsweise klassisch geformten Hairpins, eine elektrotechnisch voll-symmet rische Wicklung realisiert werden.

Insbesondere kann eine Verlaufrichtung der Umkehrungs-Leiterabschnitte an der radial in nersten Lage und an der radial äußersten Lage in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung des Stators in der Art gewählt sein, dass der Strompfad-Beginn und das Strompfad-Ende von allen Strompfaden einer Phasenwicklung innerhalb der gleichen Lage zu liegen kommen oder in zwei in radialer Richtung unmittelbar benachbarten Lagen zu liegen kommen. Dies ist durch entsprechende Wahl der Umkehrung s -Leitrab schnitte in positiver Richtung oder der negativer Richtung systematisch erzielbar.

Das angegebene Wickelschema ermöglicht es in strukturierter Art und Weise, dass wenigs tens einer der Strompfade oder alle Strompfade einerseits zwischen dem Eingangsanschluss und dem Strompfad- Anfang, und andererseits zwischen dem Strompfad-Ende und dem Aus- gangsanschluss, jeweils Übergangs-Leiterabschnitte aufweisen, welche Übergangs-Leiterab schnitte in Kreisumfangsrichtung derart aufeinander zu gerichtet verlaufen, dass die Ein gangsanschlüsse und die Ausgangsanschlüsse dieser Strompfade innerhalb eines einzigen magnetischen Polabschnittes des Stators zu liegen kommen und damit räumlich nahe zueinan der positioniert sind. Dies ohne dem Erfordernis von weitläufigen Übergangs-Leiterabschnit ten bzw. sogenannten „Busbars“, wodurch die Wicklungsköpfe der Statorwicklung möglichst kompakt, mit wenig Leitermaterial und mit geringem Gewicht umgesetzt werden können.

Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn sich jeder der zumindest zwei Strompfade in Ansicht auf eines der beiden axialen Stimenden des Statorkems über mehr als 360° der Kreisumfangs richtung des Statorkems erstreckt, um einen strukturierten und skalierbaren Aufbau der Statorwicklung zu erzielen. Dazu kann auch die Maßnahme beitragen, dass jeder der zumin dest zwei Strompfade in Ansicht auf die beiden axialen Stimenden des Statorkems quasi Schnecken- oder spiralförmig verläuft.

Bei einem Umkehmngs-Leiterabschnitt wird eine Lagenposition des Strompfades unverändert beibehalten, also der Umkehrungs-Leiterabschnitt erstreckt sich entlang der radial innersten oder entlang der radial äußersten Lage. Dementsprechend bildet er einen Teil der radial in nersten oder äußersten Lage aus bzw. verbleibt er innerhalb der radial innersten oder äußers ten Lage.

Zweckmäßig ist es auch, wenn jeder Strompfad eine geradzahlige Anzahl von in radialer Richtung und zudem in Kreisumfangsrichtung des Stators verlaufender Strompfad-Teilab schnitte umfasst, insbesondere zwei, vier, sechs oder mehr solcher Strompfad-Teilabschnitte umfasst, und wenn zwischen aufeinanderfolgenden Strompfad-Teilabschnitten die genannten Umkehrungs-Leiterabschnitte ausgeführt sind. Dadurch kommen die Strompfad- Anfänge und die Strompfad-Enden der jeweiligen Strompfade in einem engen Nahbereich zueinander zu liegen und eine kompakte Positionierung der jeweiligen Anschlussstellen kann gewährleistet werden.

Das Wickelschema zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Statorwicklung zumindest zwei parallel verlaufende elektrische Strompfade umfasst und jeder Strompfad- Anfang dieser elektrischen Strompfade in einem ersten magnetischen Polabschnitt des Stators ausgebildet ist und jedes Strompfad-Ende dieser elektrischen Strompfade in einem zweiten magnetischen Polabschnitt des Stators ausgebildet ist, der zum ersten magnetischen Polabschnitt im Kreis umfangsrichtung des Stators unmittelbar benachbart ist. Diese örtliche Konzentration der Strompfad- Anfänge und der Strompfad-Enden ist mit den angegeben Strompfad-Verläufen gesichert erzielbar. Insbesondere wird ein möglichst regelmäßiger Aufbau der Statorwicklung bzw. der beiden axialen Wicklungsköpfe erreicht. Die einfachen Steckreihenfolgen der Form stab-Leiterelemente ermöglichen eine prozesssichere Automatisierung und auch rasche Ferti gungsabläufe.

Aufwändige Steckreihenfolgen können auch dadurch vermieden werden, dass die Umkeh rungs-Leiterabschnitte ausschließlich in der radial innersten und ausschließlich in der radial äußersten Lage der Statorwicklung ausgebildet sind. Zudem wird die Erstellung möglichst gleichmäßig ausgebildeter Wicklungsköpfe unterstützt.

Zweckmäßig kann es auch sein, wenn sämtliche Umkehrungs-Leiterabschnitte an jenem axia len Stimende des Statorkems ausgeführt sind, an welchem die Leiterabschnitte der Stator wicklung einteilig bzw. dach- oder bügelförmig miteinander verbunden sind. Insbesondere können alle Umkehrungs-Leiterabschnitte der sogenannten „Hairpindach“- Seite des Stators nächstliegend zugeordnet sein. Die gegenüberliegende, sogenannte Schweißseite des Stators bleibt dadurch möglichst regelmäßig bzw. absolut regelmäßig, wodurch automatisierte Schweißvorgänge einfach und prozesssicher ausgeführt werden können.

Entsprechend dem angegebenen Wickelschema bilden die elektrisch miteinander verbunde nen Leiterabschnitte einen wellenförmigen und zudem ringartigen Verlauf der elektrischen Strompfade aus, welcher wellenförmige Verlauf durch alternierende Wechsel der Strompfade zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Stimende des Statorkems definiert ist und wel cher ringartige Verlauf durch eine gleichzeitige Erstreckung der Strompfade entlang der Kreisumfangsrichtung des Statorkems definiert ist. Mit diesem Wickelschema lassen sich na hezu alle Kombinationen an Verschaltungen realisieren. Auch eine Sehnung verhindert nicht eine vollsymmetrische Wicklung.

Das angegebene Wickelschema ermöglicht es auch, dass sämtliche Eingangs- und Ausgangs anschlüsse der Statorwicklung entweder am ersten oder am zweiten axialen Stirnende des Statorkems ausgebildet sind und zudem innerhalb eines Teilabschnittes des Kreisumfanges des Statorkems von maximal 90° angeordnet sind. Dies mit einer geringen Anzahl unter schiedlicher Formstab-Leiterelemente und mit Übergangs-Leiterabschnitten mit minimal er forderlichen Längen.

Zweckmäßig ist es, wenn die Statorwicklung drei- oder mehrphasig ausgeführt ist und drei oder mehr sich jeweils in Kreisumfangsrichtung erstreckende Phasenwicklungen umfasst, und wenn jede Phasenwicklung zwei oder mehr parallel verlaufende elektrische Strompfade um fasst. Dadurch kann eine hohe elektromechanische Performance des Stators bzw. einer damit ausgestatten elektrischen Maschine erzielt werden, wobei dessen Aufbau klar strukturiert ist und in hohen Stückzahlen mit hohem Automatisierungsrad gefertigt werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine elektrische Maschine umfassend einen Sta tor und einen Rotor gelöst, wobei der Stator gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ausführungen ausgebildet ist. Die damit erzielbaren Vorteile und technischen Wirkungen sind den vorhergehenden und den nachstehenden Beschreibungsteilen zu entnehmen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Stator mit Statorkern und dreiphasiger Statorwicklung in perspektivischer Darstellung, wobei jede der drei Phasenwicklungen vier Strompfade umfasst;

Fig. 2 den Stator nach Fig. 1 im Bereich seines oberen bzw. ersten Wicklungskopfes mit den sektoral eng gruppierten und auch strukturiert positionierten Anschlüssen für die Statorwicklung;

Fig. 3 den Stator nach Fig. 1 im Bereich seines unteren bzw. zweiten Wicklungskopfes mit zahlreichen Schweißstellen zur elektrischen Verbindung der im wesentlichen U-förmigen Leiterabschnitte der Statorwicklung;

Fig. 4 den Stator nach Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 5 den Stator nach Fig. 1 in Ansicht von unten; Fig. 6 das Wickelschema für den Stator nach den Fig. 1-5 in abgerollter Matrixdarstel lung;

Fig. 7 den gemäß dem Wickelschema in Fig. 6 erstellten Strompfad A aus Formstab-Lei terelementen in perspektivischer Darstellung;

Fig. 8 den Strompfad A gemäß den Fig. 1, 6 und 7 in seinem im Statorkem aufgenom menen Zustand;

Fig. 9 eine Draufsicht von Fig. 8 mit dem Verlauf des Strompfades A inklusive seiner Eingangs- und Ausgangsanschlüsse;

Fig. 10 den Strompfad B gemäß den Fig. 1 und 6 inklusive seiner Eingangs- und Aus gangsanschlüsse;

Fig. 11 den Strompfad C gemäß den Fig. 1 und 6 inklusive seiner Eingangs- und Aus gangsanschlüsse;

Fig. 12 den Strompfad D gemäß den Fig. 1 und 6 inklusive seiner Eingangs- und Aus gangsanschlüsse;

Fig. 13 ein zweites Ausführungsbeispiel des Wickelschemas umfassend drei Strompfade in jeder von drei Phasenwicklungen, wobei nur der Verlauf der ersten Phasen wicklung veranschaulicht ist;

Fig. 14 ein drittes Ausführungsbeispiel des Wickelschemas umfassend zwei Strompfade in jeder von insgesamt drei Phasenwicklungen, wobei nur der Verlauf der ersten Phasenwicklung veranschaulicht ist.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. In den Fig. 1-3 ist ein Stator 1 in unterschiedlichen Schrägansichten und in den Fig. 4, 5 ist dieser Stator in Draufsicht bzw. in Ansicht von unten dargestellt. Der Stator 1 umfasst einen im wesentlichen hohlzylindrischen Statorkem 2, welcher insbesondere als Blechpaket ausge führt sein kann. Im Statorkem 2 sind eine Vielzahl von Aufnahmenuten 4 in Kreisumfangs richtung 10 verteilt angeordnet. Der beispielhaft dargestellte Statorkem umfasst insgesamt 48 Aufnahmenuten. Die Aufnahmenuten 4 sind dabei in Axialrichtung 11 des Statorkerns 2 durchgehend ausgebildet. Mehrere elektrische Leiter 8 im und am Statorkern 2 bilden eine elektrische Wicklung des Stators 1 aus. Hierfür sind mehrere elektrische Leiter 8 zur Ausbil dung einer elektrischen Spule bzw. Wicklung in Kreisumfangsrichtung 10 des Statorkems 2 definiert gebogen und korrespondierende elektrische Leiter 8 sind elektrisch miteinander ver bunden.

Die Aufnahmenuten 4 des Statorkems 2 sind in Bezug auf eine Radialrichtung 12 zur Mittel achse 3 in Richtung zur Mittelachse 3 des Stators 1 entweder offen ausgeführt, oder beispiels gemäß verengt ausgebildet. Diese verengten Öffnungen stellen Spalte 5 an der inneren Man telfläche des im Wesentlichen hohlzylindrischen Statorkerns 2 dar. Jene Abschnitte des Statorkems 2, welche die Aufnahmenuten 4 in Richtung zur Mittelachse 3 hinsichtlich des freien Querschnitts begrenzen, werden auch als Zahnköpfe 6 des Statorkems 2 bezeichnet. An der gegenüberliegenden Seite der Zahnköpfe 6, auch Jochseite genannt, grenzen die Nut- gründe 7 der Aufnahmenuten 4 an. Die genaue Anzahl an Aufnahmenuten 4 sowie der darin aufgenommenen elektrischen Leiter 8 richtet sich nach der gewünschten elektromechanischen Auslegung der elektrischen Maschine. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind pro Aufnah menut 4 acht Leiter 8 bzw. acht Leiterab schnitte La oder Lb angeordnet.

Gmndsätzlich können die Aufnahmenuten 4 verschiedenste Querschnittsformen aufweisen, wobei sich zur Aufnahme von elektrischen Leitern 8 mit im Wesentlichem rechteckigem Querschnitt dazu korrespondierende, im Wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Quer schnitte der Aufnahmenuten 4 bewährt haben. Zur Isolation der einzelnen elektrischen Leiter

8 zueinander sowie zum Statorkem 2 hin ist es erforderlich, wenigstens eine Isolations Schicht

9 an der Mantelfläche der Leiter 8 vorzusehen, wobei die elektrischen Leiter 8 zumindest in nerhalb des Statorkerns 2 jeweils mit einer Isolationsschicht 9 ummantelt sind.

Der im Wesentlichen hohlzylindrische Statorkem 2 weist ein erstes und ein zweites axiales Stimende 13a, 13b auf. Die elektrischen Leiter 8 in den Aufnahmenuten 4 sind vorzugsweise durch metallische Formstäbe, vorzugsweise aus Kupfer oder einem anderen elektrisch gut leitfähigen Material gebildet. Diese Formstäbe bilden dabei eine Mehrzahl von elektrischen Leiterabschnitten La, Lb aus, welche sich zumindest innerhalb der jeweils zugeordneten Auf nahmenuten 4 erstrecken, wie dies am besten einer Zusammenschau der Figuren 1 und 6 zu entnehmen ist. Diese Leiterab schnitte La, Lb können dabei durch sogenannte I-Pins definiert sein oder durch sogenannte Hair-Pins gebildet sein. Im Falle von Hair-Pins stellen die Leiter abschnitte La, Lb die beiden Schenkel dieses im Wesentlichen U-förmigen bzw. bügelförmi gen Leitersegmentes dar.

Die elektrischen Leiterab schnitte La, Lb sind mehrfach in jeder der Aufnahmenuten 4 ange ordnet und wird durch vorbestimmte elektrische Verbindungen zwischen den kreisringförmig positionierten Leiterab schnitten La, Lb die plangemäße Statorwicklung 14 aufgebaut, welche Statorwicklung 14 zur Erzeugung eines umlaufenden Magnetfelds dient, wenn der Stator 1 mit ein- oder mehrphasiger elektrischer Energie beaufschlagt wird. Wie beispielhaft aus den Fig. 1-5 ersichtlich ist, weist eine solche Statorwicklung 14 im einsatzbereiten Zustand meh rere in Radialrichtung 12 zur Mittelachse 3 des Statorkerns 2 unmittelbar benachbarte Lagen L aus Leiterab schnitten La, Lb auf. Die Zuführung von einphasigem Wechselstrom oder von mehrphasigem Wechselstrom (Drehstrom) erfolgt über dezidierte Anschlussstellen an der Statorwicklung 14.

Bei der beispielsgemäßen Statorwicklung 14 sind insgesamt acht Lagen LI bis L8 vorgese hen. Die Lagen LI bis L8 setzen sich dabei aus einer Mehrzahl von in den Aufnahmenuten 4 positionierten Leiterab schnitten La, Lb zusammen. Typischerweise weist ein praxisgerechter Stator 1 eine gerade Anzahl von Lagen L, vorzugsweise ab 4 Lagen, insbesondere zwischen 4 und 12 Lagen auf. Der Durchmesser des Statorkerns 2, die Anzahl der ausgebildeten Aufnah menuten 4, die Anzahl der Lagen L, sowie die axiale Länge des Stators 1 bzw. Statorkerns 2 sind im Wesentlichen davon abhängig, welche Leistungsdaten gefordert sind bzw. welche physikalischen Anforderungen an die aufzubauende elektrische Maschine bestehen.

Die in den Fig. 1-5 gezeigte dreiphasige Statorwicklung 14, deren Wickelschema in Fig. 6 abstrahiert und auszugsweise veranschaulicht wurde, umfasst beispielsweise vier Strompfade A, B, C, D je Phasenwicklung PW1, PW2, PW3. Ein erfindungsgemäß aufgebauter Stator 1 bzw. dessen Statorwicklung 14 umfasst zumindest zwei Strompfade A, B je Phasenwicklung PW. Insbesondere können zehn oder mehr Strompfade je Phasenwicklung PW vorgesehen sein. Die jeweiligen Strompfade können je elektrischer Phasenwicklung in Serie und/oder pa rallel verschaltet sein. Mit dem angegebenen Wickelschema ist eine Ausbildung von ein- oder mehrphasigen Statorwicklungen 14 mit jeweils mehr als zwei Strompfaden je Phasenwick lung PW möglich.

Die in elektrischer Hinsicht einzelne Teilwicklungen der Statorwicklung 14 darstellenden Strompfade können also je nach Anforderung bzw. Leistungsbedarf in Serie und/oder parallel geschaltet sein bzw. von einer Steuereinheit entsprechend geschaltet werden. Bei dem in Fig.

6 dargestellten Ausführungsbeispiel des Wickelschemas ist der besseren Übersichtlichkeit we gen nur eine einzige Phasenwicklung PW1 bzw. ein einziger Wicklungsstrang einer insgesamt dreiphasig vorgesehenen Statorwicklung 14 dargestellt.

In Fig. 6 ist ein vorteilhaftes Wickelschema für einen Wicklungsstrang bzw. für die Phasen wicklung PW1 einer beispielsgemäß achtpoligen Statorwicklung 14 gezeigt. Diese Phasen wicklung PW1 umfasst vier Teilwicklungen bzw. vier elektrische Strompfade A, B, C, D. Diese Strompfade A-D können auch als Wicklungszweige bzw. als parallele Pfade bezeichnet werden. Bei diesem Stator 1 erstreckt sich jeder der Strompfade A-D über mehr als 360° aber weniger als 540° des kreisringförmigen Statorkerns 2.

Der Statorkern 2 gemäß den Fig. 1-6 weist beispielsgemäß 48 Aufnahmenuten 4 auf, wobei jede der Aufnahmenuten 4 jeweils acht Leiterab schnitte La oder Lb aufweist bzw. aufnimmt, sodass die Statorwicklung 14 insgesamt acht Lagen L besitzt, welche mit LI bis L8 bezeich net sind. Demnach ist eine Statorwicklung 14 bzw. eine Phasenwicklung PW1 mit insgesamt acht Lagen L dargestellt. Die Lage LI kann dabei als die dem Luftspalt 5 - Fig. 1 - nächstlie- gende bzw. radial innerste Lage verstanden werden und die Lage L8 kann als die dem Nut grund 7 - Fig. 1 - nächstliegende bzw. radial äußerste Lage L8 verstanden werden. Die darge stellte Statorwicklung 14 bzw. Phasenwicklung PW1 weist eine sogenannte Bruchlochzahl q=2 auf. Das heißt, dass die Anzahl der mit Leiterab schnitten La oder Lb belegten Aufnahme nuten 4 pro magnetischem Polabschnitt N oder S, pro elektrischer Phase bzw. Phasenwick lung PW und pro Strompfad A-D exakt „Zwei“ beträgt. Dies ist in Fig. 6 auch anhand von Zweier- Gruppen von Aufnahmenuten 4, welche mit einer Kreuzschraffur versehen sind, er kennbar. Zum Aufbau einer insgesamt dreiphasigen Statorwicklung 14 sind die in Fig. 6 als unbelegt dargestellten Abschnitte bzw. Aufnahmenuten 4 mit korrespondierenden, weiteren Phasen wicklungen PW2, PW3 bzw. mit mehreren diese Phasenwicklungen ausbildenden Strompfa den zu versehen. Insbesondere wiederholt sich der Aufbau der dargestellten Phasenwicklung PW 1 für die Phase U einer Drehstrom-Spannungsquelle, im Wesentlichen auch für die Phase V und für die Phase W in den restlichen Aufnahmenuten 4 des Statorkerns 2. Im Speziellen ist lediglich ein Seitenversatz bzw. Nutversatz vorzusehen bzw. zu berücksichtigen, und wie derholt sich der grundlegende Aufbau bzw. das Schema der Phasenwicklung PW1 für die Phase U in gleicher Weise für die Phasenwicklung PW2 der Phase V und für die Phasenwick lung PW3 der Phase W. Die Phasenwicklungen PW2 und PW3 für die Phasen V und W sind in der Darstellung gemäß Fig. 6 nur der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht enthalten. Ins besondere ist festzuhalten, dass in Fig. 6 lediglich eine Phasenwicklung PW1, beispielsweise für die Phase U veranschaulicht ist. Die komplette, dreiphasige Statorwicklung 14 wie sie in Fig. 1 ersichtlich ist, ist an eine dreiphasige Spannungsquelle anzuschließen, wobei sich ein magnetisch achtpoliger Stator 1 ausbildet bzw. ein achtpoliges magnetisches Drehfeld ein stellt.

Jeder der Strompfade A-D der Statorwicklung 14 bzw. der Phasenwicklungen PW1-PW3 ist durch eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Leiterabschnitten La und Lb gebildet. Diese Leiterabschnitte La und Lb können Bestandteil eines integral aufgebauten bzw. einteilig aus geführten Leitungssegments, insbesondere eines sogenannten Hair-Pins sein, wie sie in den Fig. 1, 6 und 7 veranschaulicht sind. Alternativ können die Leiterab schnitte La und Lb jeweils durch sogenannte I-Pins gebildet sein. Demnach können die Leiterab schnitte La und Lb durch die Schenkel eines im wesentlichen U-förmigen Leitung s segments, insbesondere durch einen sogenannten Hair-Pin - Fig. 6, 7 - definiert sein. Die Leiterab schnitte La und Lb können aber auch durch den Mittelabschnitt von sogenannten I-Pins, welche elektrisch in Serie geschaltet sind, definiert werden.

Die Strompfade A-D sind jeweils durch mehrere in Reihe geschaltete Leiterab schnitte La und Lb gebildet, wobei elektrische Verbindungsabschnitte VBa, VBb zwischen elektrisch in Reihe geschalteten Leiterabschnitten La, Lb dem ersten bzw. dem zweiten axialen Stimende 13a,

13b des Statorkerns 2 - Fig. 1 und 7 - nächstliegend zugeordnet sind. Die ersten Verbin dungsabschnitte VBa bilden dabei eine einteilige elektrische Verbindung zwischen unmittel bar aufeinanderfolgenden Leiterabschnitten La und Lb aus. Demgegenüber bilden die zweiten Verbindungsabschnitte VBb eine elektrische Verbindung zwischen einem Leiterabschnitt Lb eines ersten Formstabpaares 16 und einem seriell daran anschließenden Leiterabschnitt La ei nes weiteren Formstabpaares 16 aus.

Gemäß Fig. 7 sind die zwei Leiterab schnitte La und Lb mittels dem Verbindungsabschnitt VBa elektrisch seriell und einteilig miteinander verbunden und definieren dadurch ein einteili ges Formstabpaar 16. Ein solches Formstabpaar 16 kann mittels dem Verbindung sab schnitt VBb mit einem seriell anschließenden bzw. unmittelbar benachbarten Formstabpaar 16 elektrisch in Serie geschaltet werden, sodass insgesamt eine sogenannte Wellenwicklung 15 aufgebaut werden kann. Eine solche Wellenwicklung 15, welche jeweils ein Bestandteil der Strompfade A-D ist, verläuft abwechselnd zwischen den axialen Stirnenden 13a, 13b und zu gleich in Kreisumfangsrichtung 10 des Statorkems 2, wie dies beispielhaft in den Fig. 1 und 7 veranschaulicht ist.

Im matrixartig dargestellten Wickelschema gemäß Fig. 6 sind die ersten Verbindungsab schnitte VBa durch Volllinien bzw. Pfeile dargestellt, während die zweiten Verbindungsab schnitte VBb durch Volllinien bzw. Pfeile mit einem mittig angeordneten Rechteck mit Punktschraffur veranschaulicht sind. Die Linien bzw. Pfeile ohne einem Rechteck können da bei gedanklich dem ersten axialen Stimende 13a nächstliegend zugeordnet werden, währen die Linien bzw. Pfeile mit einem mittig angeordnetem Rechteck gedanklich dem zweiten axi alen Stimende 13b des Stators 1 (Fig. 1) zugewiesen sind.

Die in Fig. 6 dargestellten Rechtecke mit Punktschraffur symbolisieren dabei Kontaktierungs stellen, insbesondere Schweißstellen, innerhalb der zweiten elektrischen Verbindungsab schnitte VBb, wie sie vor allem in den Fig. 1, 3, 5 und 7 ersichtlich sind. Die gemäß Fig. 6 vorgesehenen Leiterab schnitte La und Lb sind somit Teilabschnitte von sogenannten Flair- Pins, wie sie in Fig. 7 beispielhaft veranschaulicht sind. Die in Fig. 6 dargestellten Zonen bzw. Felder mit Diagonalschraffur zeigen jeweils die Strompfad- Anfänge Ai-Di der jeweili gen Strompfade A-D, während die Zonen bzw. Felder mit Vertikalschraffur die jeweiligen Strompfad-Enden Ao-Do der jeweiligen Strompfade A-D repräsentieren. Diese Schraffur-Zu weisungen gelten auch für die Wicklung s Schemen gemäß den Fig. 13 und 14.

Die in Fig. 6 symbolisierten Leiterstabpaare mit gleichen Endzahlen, beispielsweise bei Al- Al, A2-A2, A3-A3, Bl-Bl, Cl-Cl, usw. bilden jeweils ein einteiliges Formstabpaar 16 aus, dessen erster Leiterab schnitt La in einer der Aufnahmenuten 4 und dessen zweiter Leiterab schnitt Lb in einer dazu distanzierten Aufnahmenut 4 des Statorkerns 2 angeordnet ist.

Das in Fig. 6 veranschaulichte Wickelschema für die Phasenwicklung PW1, welches in den Fig. 7-12 anhand der Strompfade A-D baulich umgesetzt ist, weist folgenden Aufbau bzw. folgende Verläufe auf: Jeder der Strompfade A, B, C, D der Phasenwicklung PW1 weist einen Eingangsanschluss Al -Dl, einen Strompfad- Anfang Ai-Di, ein Strompfad-Ende Ao-Do und einen Ausgangsanschluss A2-D2 auf.

Die Strompfade A, B, C, D beginnen mit ihren Strompfad- Anfängen Ai-Di an einer der radial äußeren Lagen L8-L2 und verlaufen dann lagenweise wechselnd bzw. springend und zudem in Kreisumfangsrichtung 10 wenigstens über einen Teilabschnitt des Kreisumfanges des Sta tors bis zur radial innersten Lage LI. Die Strompfade A-D gehen dabei bei jedem dieser La genwechsel auch von einem der magnetischen Polabschnitte S bzw. N des Stators zu einem in Kreisumfangsrichtung unmittelbar benachbarten Polabschnitt N bzw. S über. Die Strompfade A-D wechseln dabei die Lagen L in fortwährend bzw. fortlaufend gleichbleibender radialer Richtung um eine Lagensprungweite von „Eins“ bis die radial innerste Lage LI erreicht ist. Die Lagensprünge sind somit solange unidirektional, bis die radial innerste Lage LI erreicht ist. Dementsprechend nimmt jeder der Strompfade A-D einen im Wesentlichen schnecken- und stufenförmigen Verlauf in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung 10 und Radialrichtung 12 des Stators 1 ein, wie dies vor allem anhand der Fig. 8-12 in Zusammenschau mit der Fig. 6 ersichtlich ist. In der abgewickelten Matrixdarstellung gemäß Fig. 6 stellt sich dies als trep penförmiger Verlauf der Strompfade A-D der Statorwicklung 14 dar.

Die Verlaufsrichtung jedes der elektrischen Strompfade A-D wird nach dem Erreichen der ra dial innersten Lage LI in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung 10 des Statorkems 2 durch je weils wenigstens einen Umkehrung s -Leiterab schnitt 17 umgekehrt (Fig. 6). Sodann werden die elektrischen Strompfade A-D ausgehend von der radial innersten Lage LI lagenweise wechselnd mit einer Lagensprungweite von „Eins“ und zudem in Kreisumfangsrichtung 10 wenigstens über einen Teilabschnitt des Kreisumfanges des Stators verlaufend und dabei in radialer Richtung um nur eine Lage L versetzt verlaufend (Fig. 6), wiederum mit einem Schnecken- und stufenförmigen Verlauf in Bezug auf die Umfangs- und Radialrichtung 10, 12 des Stators zurück in Richtung zu einer radial weiter außen liegenden Lage L2-L8 geführt. Diese Rückführung erfolgt zu einer der radial weiter außen liegenden Lagen L der Statorwick lung 14. Insbesondere ergibt sich in der quasi abgerollten Stator-Darstellung gemäß Fig.6 des Wickelschemas ein stufen- bzw. treppenförmiger Verlauf der Strompfade A-D ausgehend von einer radial äußeren Lage L8-L2 in Richtung zur radial innersten Lage LI, oder umgekehrt. Dementsprechend wandern sämtliche Strompfade A-D der Phasenwicklung PW 1 ausgehend von einer der radial äußeren Lagen L der Phasenwicklung PW schneckenförmig, also mit ei nem sich allmählich verkleinernden Radius, von radial äußeren Abschnitten des holzylindri schen Statorkems 2 in Richtung zu radial inneren Abschnitten des Statorkems 2, wie dies am besten den Fig. 9-12 zu entnehmen ist. Es ist aber auch ein umgekehrter, schneckenförmiger Verlauf möglich, also ausgehend von radial inneren Abschnitten der Aufnahmenuten 4 bzw. des Statorkems 2 in radialer Richtung nach außen.

Insbesondere weisen die Strompfade A-D jeweils wenigstens einen Schnecken- bzw. stufen förmigen Teilabschnitt in radialer Richtung zur Mittelachse 3 des Statorkerns 2 und zudem jeweils wenigstens einen Schnecken- bzw. stufenförmigen Verlauf in radialer Richtung weg von der Mittelachse 3 des Statorkerns 2 auf, wie dies am besten anhand der entgegengesetzt verlaufenden Richtungspfeile in Fig. 6 entnehmbar ist. Das heißt, dass jeder der Strompfade A-D wenigstens einmal Schnecken- und treppenförmig in Radialrichtung 12 nach innen und wenigstens einmal Schnecken- und treppenförmig in Radialrichtung 12 nach außen verläuft. Beim konkreten Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 verlaufen bei allen vier Strompfaden A-D die vier Strompfad-Teilabschnitte in jedem dieser vier Strompfade A-D zweimal radial in Richtung zur Mittelachse 3 und zweimal radial weg von der Mittelachse 3, sodass insgesamt zwei Umkehrungs-Leiterabschnitte 17 - strichliert dargestellt - an der radial innersten Lage LI implementiert sind und beispielsgemäß ein Umkehrungs-Leiterabschnitt 18 an der radial äußersten Lage L8 ausgeführt ist. Dieser radial äußere Umkehrung sab schnitt 18 erstreckt sich beispielsgemäß zwischen A8-A8 im Strompfad A der Statorwicklung 14 nach Fig. 6.

Wie weiters am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, enden alle Strompfade A-D mit ihren in elektromagnetischer Hinsicht relevanten Strompfad-Enden Ao-Do an einer Aufnahmenut bzw. an zwei unmittelbar benachbarten Aufnahmenuten innerhalb eines gemeinsamen magne tischen Polabschnittes N bzw. S, welcher magnetische Polabschnitt in Bezug auf die Kreisum fangsrichtung 10 des Stators zu einem magnetischen Polabschnitt S bzw. N, in welchem die Strompfade A-D mit ihren Strompfad- Anfängen Ai-Di beginnen, unmittelbar benachbart. Diese in Kreisumfangsrichtung 10 unmittelbar benachbarten Polabschnitte N, S sind unter schiedlich gepolt.

Alternativ können alle oder einzelne der Strompfade A-D der Phasenwicklung PW bezüglich der Richtung des Schnecken- und stufenförmigen Drehung umgekehrt verlaufen, insbesondere in Bezug auf die Radialrichtung 12 zur Mittelachse 3 des Statorkems 2. Alternativ können alle oder einzelne der Strompfade A-D umgekehrt aufgebaut sein in Bezug auf deren Strompfad- Anfänge Ai-Di und deren Strompfad-Enden Ao-Do.

Der besseren Übersichtlichkeit wegen wurden in den Fig. 6 und 7 lediglich in Bezug auf den Strompfad A die Verläufe der elektrischen Leiter 8 zwischen den jeweiligen Aufnahmenuten 4 und den axialen Stirnenden 13a, 13b des Statorkerns 2 veranschaulicht. In Bezug auf die Strompfade B-D wurden in Fig. 6 nur die vom jeweiligen Strompfad B, C und D belegten Aufnahmenuten 4 angeführt und wurde auf die Darstellung der jeweiligen Verläufe der Leiter 8 bzw. der Verbindungsabschnitte VBa und VBb mittels Richtungspfeilen verzichtet.

Durch geeignete Wahl der jeweiligen Verlaufrichtung der Umkehrungs-Leiterabschnitte 17,18 an der radial innersten Lage LI und an der radial äußersten Lage L8 in Bezug auf die Kreis umfang srichtung 10 des Stators ist es mit dem angegebenen Wickelschema erreichbar, dass der Strompfad- Anfang Ai-Di und das Strompfad-Ende Ao-Do von allen Strompfaden A, B,

C, D einer Phasenwicklung PW1, PW2 und/oder PW3 innerhalb eines gemeinsamen, sektoral eng gehaltenen Anschlussabschnittes 19 der Phasenwicklung PW1, PW2, PW3 respektive der Statorwicklung 14 zu liegen kommen (Fig. 1, 2). Insbesondere ist es durch dieses Wickel schema möglich, dass sich der Anschlussabschnitt 19 für die gesamte, beispielsgemäß drei phasig ausgeführte Statorwicklung 14 über maximal zwei in Kreisumfangsrichtung 10 des Stators unmittelbar benachbarte magnetische Polabschnitte N und S erstreckt, wie dies aus ei ner Zusammenschau der Fig. 1 und 6 ersichtlich ist. Eine weitläufige Streuung der einzelnen Strompfad- Anfänge Ai-Di und der einzelnen Strompfad-Enden Ao-Do in Bezug auf den Kreisumfang des Statorkerns 2 kann vorteilhafterweise vermieden werden. Insbesondere kann mit dem angegebenen Wickelschema gewährleistet werden, dass sämtliche Eingangs- und Ausgangsanschlüsse Al-Dl, A2-D2 der Statorwicklung 14 entweder am ersten oder am zwei ten axialen Stirnende 13a oder 13b des Statorkerns 2 ausgebildet sind und zudem innerhalb eines Teilabschnittes des Kreisumfanges des Statorkerns 2 von maximal 90° angeordnet sind, wie dies in den Fig. 1, 2 gezeigt ist. Durch das erläuterte Wickelschema und durch geeignete Wahl der Verlaufrichtung der Um kehrungs-Leiterabschnitte 17, 18 an der radial innersten Lage LI und an der radial äußersten Lage L8 in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung 10 des Stators, ist es außerdem erreichbar, dass der jeweilige Strompfad-Beginn Ai-Di und das jeweilige Strompfad-Ende Ao-Do von allen Strompfaden A, B, C, D einer Phasenwicklung PW1, PW2, PW3 respektive der Stator wicklung 14 innerhalb der gleichen Lage L zu liegen kommen oder zumindest in zwei in radi aler Richtung unmittelbar benachbarten Lagen L zu liegen kommen (Lig. 6).

Unter Verlaufrichtung der Umkehrungs-Leiterabschnitte 17, 18 ist dabei eine Lortführung von seriell anschließenden Strompfad-Teilabschnitten entweder radial weiter innen oder radial weiter außen im Vergleich zu dem an der radial innersten Lage LI angelangtem Strompfad- Teilabschnitt zu verstehen, wie dies der Lig. 6 anhand der Strompfade A und B beispielhaft entnehmbar ist.

Mit dem angegebenen Wickelschema bzw. Wicklungsverlauf ist erzielbar, dass der radiale Lagenversatz zwischen dem Strompfad- Anfang und den Strompfad-Ende von jedem einzel nen Strompfad, also zwischen Ai-Ao, Bi-Bo, Ci-Co oder Di-Do, bei jedem der Strompfade A- D entweder „Null“ oder maximal „Eins“ beträgt, wie dies in allen Ausführungsbeispielen ver anschaulicht ist. Es sind also die Anschluss-Paare mancher Strompfade A-D innerhalb einer gemeinsamen Lage L angeordnet, während die Anschluss-Paare anderer Strompfade A-D in Lagen L angeordnet sein können, die in radialer Richtung unmittelbar benachbart sind, wie dies vor allem aus Lig. 6 ersichtlich ist.

Weiters kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Strompfade A-D oder alle Strom pfade A-D einerseits zwischen dem Eingangsanschluss Al-Dl und dem jeweiligen Strom- pfad-Anfang Ai-Di, und andererseits zwischen dem Strompfad-Ende Ao-Do und dem jeweili gen Ausgangsanschluss A2-D2, jeweils Übergangs-Leiterabschnitte 20, 21 aufweisen (Lig. 6). Diese Übergangs-Leiterabschnitte 20, 21 sind in Kreisumfangsrichtung 10 derart aufeinander zu gerichtet bzw. aufeinander zu verlaufend ausgerichtet, dass die Eingangsanschlüsse Al-Dl und die Ausgangsanschlüsse A2-D2 dieser Strompfade A-D innerhalb eines einzigen magne tischen Polabschnittes N oder S des Stators 1 zu liegen kommen, wie dies der Lig. 6 im rech ten Randabschnitt anhand des gemeinsamen Polabschnittes N zu entnehmen ist.

Jeder der zumindest zwei Strompfade, beispielsgemäß jeder der zumindest vier Strompfade A-D, verläuft in Draufsicht auf die beiden axialen Stimenden 13a, 13b des Statorkerns 2 im wesentlichen Schnecken- oder spiralförmig, wie dies am besten den Fig. 8-12 zu entnehmen ist. Die Erstreckung dieses Verlaufes in Bezug auf die Kreisumfangsrichtung 10 des Stators 1 beträgt dabei jeweils mehr als 360°, jedoch jeweils weniger als 540°.

Wie weiters jedem der Wickelschemata gemäß den Fig. 6, 13 und 14 zu entnehmen ist, wird bei jedem der Umkehrungs-Leiterabschnitte 17, 18 eine Lagenposition jedes der vorhandenen Strompfade A-D, A-C bzw. A-B unverändert beibehalten. Die jeweiligen Umkehrung s -Leiter abschnitte 17, 18 erstrecken sich also entlang der radial innersten Lage LI oder entlang der radial äußersten Lage L8 bzw. L4. Das heißt sie bilden einen Teil der radial innersten oder äu ßersten Lage L aus bzw. verbleiben sie in elektrischer Hinsicht innerhalb der radial innersten oder äußersten Lage L.

Wie weiters jedem der Wickelschemata gemäß den Fig. 6, 13 und 14 zu entnehmen ist, um fasst jeder Strompfad A-D, A-C bzw. A-B eine geradzahlige Anzahl von in radialer Richtung 12 und zudem in Kreisumfangsrichtung 10 des Stators 1 verlaufender Strompfad-Teilab schnitte, insbesondere zwei, vier, sechs oder mehr solcher Strompfad-Teilabschnitte. Zwi schen den elektrisch in Reihe bzw. Serie geschalteten Strompfad-Teilabschnitten sind die ge nannten Umkehrungs-Leiterabschnitte 17, 18 ausgeführt, bei welchen Umkehrungs-Leiterab- schnitten 17, 18 kein Wechsel der Lagenposition erfolgt.

Wie ferner jedem der Wickelschemata gemäß den Fig. 6, 13 und 14 zu entnehmen ist, umfasst die Statorwicklung 14 zumindest zwei parallel verlaufende elektrische Strompfade A-D, A-C bzw. A-B und jeder Strompfad- Anfang Ai-Di dieser elektrischen Strompfade A-D, A-C bzw. A-B ist in einem ersten magnetischen Polabschnitt S oder N des Stators 1 ausgebildet. Jedes Strompfad-Ende Ao-Do dieser elektrischen Strompfade A-D, A-C bzw. A-B ist in einem zweiten magnetischen Polabschnitt N oder S des Stators 1 ausgebildet, der zum ersten magne tischen Polabschnitt im Kreisumfangsrichtung 10 des Stators 1 unmittelbar benachbart ist. Beim Vorhandensein von zumindest zwei Umkehrungs-Leiterabschnitten 17, 18 zwischen den einzelnen Strompfad-Teilabschnitten sind diese in elektrischer Hinsicht ausschließlich in der radial innersten Lage LI und ausschließlich in der radial äußersten Lage L4 bzw. L8 der Statorwicklung 14 ausgebildet.

Wie vor allem anhand der Wickelschemata gemäß den Fig. 6, 13 und 14 sowie in Zusammen hang mit der perspektivischen Darstellung gemäß Fig. 7 zu entnehmen ist, bilden die elektrisch miteinander verbundenen Leiterabschnitte bzw. Leiter 8 wellenförmige und zudem ring- bzw. korbartige Verläufe in den elektrischen Strompfaden A-D, A-C bzw. A-B aus. Der wellenförmige Verlauf wird durch alternierende Wechsel der Strompfade A-D, A-C bzw. A-B zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Stimende 13a, 13b des Statorkerns 2 definiert und der ringartige Verlauf wird durch eine gleichzeitige Erstreckung der Strompfade A-D, A- C bzw. A-B entlang der Kreisumfangsrichtung 10 des Statorkems 2 definiert.

Wie weiters anhand der Fig. 6, 13 und 14 ersichtlich ist, können beim angegebenen Wickel schema sämtliche Umkehrungs-Leiterabschnitte 17, 18 in den Strompfaden A-D, A-C bzw. A-B an jenem axialen Stimende 13a oder 13b des Statorkems 2 ausgeführt sein, an welchem die Leiterabschnitte La, Lb der Statorwicklung 14 einteilig bzw. dach- oder bügelförmig mit einander verbunden sind, also auf der sogenannten Hairpin-Seite des Stators 1 angeordnet sein. Insbesondere können alle Umkehrungs-Leiterabschnitte 17, 18 der sogenannten „Hair- pin-Dach“-Seite des Stators 1 nächstliegend zugeordnet sein. Damit sind alle erforderlichen Schweißstellen zwischen den Leiterabschnitten La, Lb der Statorwicklung 14 an nur einer der beiden axialen Stirnenden des Stators 1 konzentriert, nämlich ausschließlich der sogenannten Twist- bzw. Schweißseite des Stators 1 zugewiesen.

Die Ausfühmngsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausfühmngsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt.

Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Linzeimerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.

Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1, oder 5,5 bis 10.

Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert darge stellt wurden.

Bezugszeichenaufstellung

1 Stator PW Phasenwicklungen

2 Statorkern A-D Strompfade

3 Mittelachse N, S magnetische Polabschnitte

4 Aufnahmenuten L Lagen

5 Spalt La, Lb Leiterabschnitte

6 Zahnkopf VBa, VBb elektrische Verbindungsabschnitte

7 Nutgrund A-D Strompfade

8 Leiter Ai-Di Strompfad- Anfänge

9 Isolations Schicht Ao-Do Strompfad-Enden

10 Kreisumfangsrichtung Al-Dl Eingangsanschlüsse 11 Axialrichtung A2-D2 Ausgangsanschlüsse 12 Radialrichtung a, 13b axiale Stirnenden

14 Statorwicklung

15 W ellenwicklung

16 Formstabpaar

17 U mkehrung s -Leiterab schnitt

18 U mkehrung s -Leiterab schnitt

19 Anschlussabschnitt

20 Übergangs-Leiterabschnitt 21 Übergangs-Leiterabschnitt