Stator für eine rotierende elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine rotierende elektrische Maschine. Die Erfindung betrifft weiterhin eine rotierende elektrische Maschine mit einem solchen Stator so wie ein Verfahren zur Montage eines derartigen Stators.

Statoren sind als Bestandteil von rotierenden elektrischen Maschinen aus dem Stand der Technik bekannt. Eine elektrisch leitende Wicklung eines Stators einer rotierenden elektri schen Maschine wird häufig als so genannte Zweischichtwick lung ausgeführt. Unter einer Zweischichtwicklung versteht man eine Drehstromwicklung, die zweilagig durch jede Nut eines sogenannten Statorblechpakets geführt ist, wobei durch jede Nut nutgrundseitig eine so genannte Wicklungsunterlage und nutöffnungsseitig eine so genannte Wicklungsoberlage der Statorwicklung verläuft.

Die Drehstromwicklung wird entweder als eine so genannte Spu lenwicklung oder als eine so genannte Stabwicklung ausge führt. Beispielsweise weist eine Zweischicht-Stabwicklung so genannte Roebelstäbe auf, die jeweils nur einen Leiter mit mehreren verdrillten, zueinander parallel geschalteten Teil leitern aufweisen und in der Wicklungsunterlage oder Wick lungsoberlage durch eine Nut verlaufen. Eine Zweischicht- Stabwicklung weist daher eine Leiterzahl von Zwei auf.

Bei Elektromotoren mit einem großen Statorblechpaket-Außen durchmesser, z. B. größer als 5 m, kann aus verschiedenen Gründen eine Segmentierung des Statorblechpakets erforderlich sein. Beispielsweise ist eine Segmentierung notwendig, wenn eine Größe und ein Gewicht des Elektromotors eine vorhandene Krankapazität überschreiten. Des Weiteren kann eine Segmen tierung erforderlich sein, wenn ein Platzbedarf eines eintei ligen Stators in einer Imprägniertränke einer sogenannten VPI Anlage (Vacuum Pressure Impregnation) , in welcher ein Pro- zessschritt zur Herstellung einer Hochspannungsisolierung durchgeführt wird, zu groß ist oder ein Transport des Stators nur in segmentierter Form möglich ist. Die einzelnen Stator segmente können anschließend an einem Einsatzort der

elektrisch rotierenden Maschine zusammengesetzt werden.

Die Segmentierung des Stators bedingt notwendigerweise eine Segmentierung der Wicklung. Dies stellt bei einer Zwei- schicht-Spulenwicklung jedoch ein Problem hinsichtlich seg- mentübergreifender Wicklungselemente dar, da hierbei Stab stirnseiten insbesondere tangential über eine Längsseite ei nes Statorsegments ragen, was ein Ineinanderführen der Sta torsegmente in axialer Form verhindert, so dass ein Zusammen setzen insbesondere von schwergewichtigen Statorsegmenten nur schwer möglich ist.

EP 3 118 973 Al offenbart eine rotierende elektrische Maschi ne, die einen Stator und einen Rotor umfasst. Der Stator weist Spulenschlitze auf, die in einem Stator- Eisenkern an geordnet sind, und eine als Zweischichtwicklung ausgebildete Spulenwicklung, die in den Spulenschlitzen angeordnet ist.

Die Spulenwicklung umfasst mehrere Spulen mit jeweils einer an einer äußeren Umfangsseite in den Spulenschlitzen angeord neten unteren Spule und einer an einer inneren Umfangsseite in den Spulenschlitzen angeordneten oberen Spule. Die untere und die obere Spule sind dabei endseitig in eine radiale Richtung gebogen, wobei ein Abstand von dem gebogenen Endbe reich der oberen Spule zur Spulenschlitzseite länger ist als ein Abstand von dem gebogenen Endbereich der unteren Spule zur Spulenschlitzseite.

Aus der US 6969939 Bl ist eine mechanische und elektrische Verbindung zweier getrennter Statorwicklungen bekannt. Hier für sind mechanische und elektrische Verbinder vorgesehen, welche Wicklungsenden aufnehmen.

Aus der US 5789840 ist ein Stator einer dynamoelektrischen Maschine bekannt, welcher spezielle Verbinder für vorstehende Enden von Elementen der Wicklung aufweist. Das vorstehende Ende weist dabei nur eine Biegung auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Stator, eine rotierende elekt rische Maschine sowie ein Verfahren zur Montage eines derar tigen Stators anzugeben.

Hinsichtlich des Stators wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der rotierenden elektrischen Maschine wird die Aufgabe erfin dungsgemäß mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen ge löst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfin dungsgemäß mit den in Anspruch 9 angegebenen Merkmalen ge löst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein erfindungsgemäßer Stator für eine rotierende elektrische Maschine umfasst ein Blechpaket, das eine Mehrzahl von mitei nander verbundenen Statorsegmenten aufweist, die sich jeweils von einer ersten Stirnseite zu einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite des Blechpakets erstre cken, und eine elektrisch leitende Wicklung, welche als eine Zweischicht-Stabwicklung ausgebildet ist und welche eine Wicklungsoberlage und eine Wicklungsunterlage aufweist. Die Wicklungsoberlage umfasst eine Mehrzahl von elektrisch leit fähigen Oberstäben. Die Wicklungsunterlage umfasst eine Mehr zahl von elektrisch leitfähigen Unterstäben. Dabei weist je des Statorsegment eine Mehrzahl von sich in eine axiale Rich tung erstreckenden Nuten auf, wobei in jeder Nut ein Oberstab und ein Unterstab in einer radialen Richtung nebeneinander angeordnet sind, insbesondere mittels eines Abstandshalters getrennt übereinander angeordnet sind, und an jeder Stirnsei te des Blechpakets mit jeweils einem Stirnseitenbereich aus der Nut in axialer Richtung heraus ragen, und wobei mindes tens ein Oberstab eines Statorsegments mit einem Unterstab eines benachbarten Statorsegments mittels eines Verbindungs elements elektrisch leitend verbunden ist. Das Verbindungs element ist insbesondere mittels einer stoffschlüssigen und/oder einer kraftschlüssigen Verbindung mit dem Oberstab und/oder dem Unterstab des benachbarten Statorsegments ver bunden. Dies kann eine elektrische und/oder mechanische Ver bindung betreffen.

Der derart ausgebildete Stator ermöglicht den Bau großer elektrischer rotierender Maschinen mit größeren axialen Län gen gegenüber konventionellen Maschinen. Dies ist insbesonde re durch die Konfiguration der Wicklung begründet, bei wel cher jeweils Oberstab und Unterstab axial aus der Nut heraus ragen. Somit kann die Wicklung entsprechend einer Anzahl der Statorsegmente ebenfalls segmentiert werden, ohne dass dabei Wicklungselemente, d. h. Oberstab und/oder Unterstab, über parallel zu einer Längsachse des Stators verlaufende Längs seiten der einzelnen Statorsegmente hinausragen.

Daraus resultierend können die Statorsegmente vor der Montage bereits mit einem Wicklungsabschnitt versehen werden, wobei Ober- und Unterstäbe in einem segmentübergreifenden Bereich, also in einem Bereich an und nahe einer Fügestelle, noch nicht mittels eines Verbindungselements elektrisch leitend verbunden sind. Dies ermöglicht es, dass die Wicklung oder die Wicklungsabschnitte nicht über die Längsseite des ent sprechenden Statorsegments hinausragt, so dass ein einfaches und sicheres Zusammensetzen der Statorsegmente möglich ist.

Die Ober- und Unterstäbe, welche nicht in einem segmentüber- greifenden Bereich angeordnet sind, werden bereits vor dem Zusammensetzen der Statorsegmente mittels des Verbindungsele mentes elektrisch leitend miteinander verbunden, wobei hier bei Ober- und Unterstäbe, die in demselben Statorsegment an geordnet sind, elektrisch leitend miteinander verbunden wer den. Die mit den Wicklungssegmenten versehenen Statorsegmente können anschließend in einem Isolierbad getränkt und damit imprägniert werden. Der segmentierte Stator ermöglicht somit eine vollimprägnierte isolierte Wicklung.

In einer Ausgestaltung des Stators ist das freie Ende des Oberstabes vom freien Ende des in Umfangsrichtung zu diesem Oberstab versetzten Unterstab distanziert.

In einer Ausgestaltung des Stators sind die Verbindungsele mente aus dem gleichen Material wie die Unterstäbe und/oder die Oberstäbe. So können thermische Spannungen reduziert wer den. Das Material ist insbesondere Kupfer oder eine Kupferle gierung .

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Verbin dungselement, insbesondere jedes Verbindungselement, ein freies Ende eines Oberstabs mit einem freien Ende eines in Umfangsrichtung zu diesem Oberstab versetzten Unterstabs elektrisch leitend verbindet.

In einer möglichen Ausführungsform weist das Verbindungsele ment, insbesondere jedes Verbindungselement, einen Schrägab schnitt auf, welcher zumindest eine, insbesondere zwei zu diesem abgewinkelte Enden miteinander verbindet, wobei das eine Ende des Verbindungselements, insbesondere jedes Verbin dungselements, mit dem freien Ende eines Unterstabs und/oder das andere Ende jedes Verbindungselements mit dem freien Ende eines Oberstabs elektrisch leitend verbunden ist. Das derart ausgebildete Verbindungselement ermöglicht es, den Oberstab und Unterstab auf einem möglichst kurzen Weg elektrisch lei tend miteinander zu verbinden. Beispielsweise ist das Verbin dungselement als ein Verbindungsbügel ausgebildet, wodurch dieses einfach und mechanisch stabil mit dem Ober- und Unter stab verbindbar ist. Daraus resultiert in vorteilhafter Weise auch ein einfaches elektrisches Verbinden der Ober- und Un terstäbe im segmentübergreifenden Bereich nach dem Zusammen setzen der Statorsegmente. In einer Ausgestaltung ist das Verbindungselement, welches insbesondere vorgeformt ist, derart gestaltet, dass dieses den Oberstab mit dem Unterstab elektrisch und mechanisch ver bindet, wobei das Ende des Oberstabes und das Ende des Unter stabes in Umfangsrichtung, also um einen Winkel, versetzt ist und/oder das Ende des Oberstabes und das Ende des Unterstabes in einer achsialen Längsrichtung der elektrischen Maschine (betrifft deren Rotationsachse) an unterschiedlichen Positio nen enden. Diese Stäbe, also die Oberstäbe und die Unterstä be, sind insbesondere ungleich, insbesondere asymmetrisch ausgeführt und insbesondere auch vorgefertigt.

In einer Ausgestaltung des Verbindungselementes ist der

Schrägabschnitt zumindest doppelt so lang wie zumindest ein abgewinkeltes Ende. So können thermische Spannungen kompen siert werden.

In einer Ausgestaltung des Verbindungselementes spannen die abgewinkelten Enden des Verbindungselementes Ebenen auf, wo bei diese Ebenen parallel verlaufen.

In einer Ausgestaltung des Verbindungselementes spannen die abgewinkelten Enden des Verbindungselementes Ebenen auf, wel che im eingebauten Zustand des Verbindungselementes in den Stator durch die Rotationsachse des zum Stator zugehörigen Rotors gehen.

Bei einer möglichen Ausführungsform der Wicklung sind an we nigstens einer Stirnseite des Blechpakets der Stirnseitenbe reich jedes Oberstabs in axialer Richtung geradlinig verlau fend ausgebildet und der Stirnseitenbereich jedes Unterstabs zweifach gekröpft ausgebildet, wobei das freie Ende jedes Oberstabs und jedes Unterstabs in axiale Richtung ragen.

Insbesondere ragen alle Oberstäbe und Unterstäbe auf der we nigstens einen Stirnseite in axialer Richtung gleich weit aus den Nuten heraus. Dadurch liegen die Stabenden der Ober und Unterstäbe in einer gemeinsamen Ebene, so dass die Ver- bindung mittels eines Verbindungselements sehr einfach ge staltet werden kann.

In einer anderen möglichen Ausführungsform der Wicklung sind an wenigstens einer Stirnseite des Blechpakets der Stirnsei tenbereich jedes Oberstabs und der Stirnseitenbereich jedes Unterstabs einfach gekröpft ausgebildet, wobei das freie Ende jedes Oberstabs und jedes Unterstabs in radiale Richtung ra gen. Insbesondere ragen auf der wenigstens einen Stirnseite die Oberstäbe in axialer Richtung weiter aus den Nuten heraus als die Unterstäbe.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass je zwei benachbarte Statorsegmente mittels einer Nut-Feder- Verbindung form- und kraftschlüssig miteinander verbunden sind. Bei der Nut-Federverbindung ist insbesondere eine Fuge an einer Längsseite eines Statorsegments vorgesehen, in die ein Spund, welcher an einer Längsseite des benachbarten Sta torsegments angeordnet ist, formschlüssig eingreift. Eine solche Verbindung ermöglicht nicht nur ein einfaches form schlüssiges Ineinanderschieben der Statorsegmente, sondern auch eine mechanisch stabile Verbindung aufgrund einer aus reichend hohen Scherfestigkeit, die ein Spund in einer Nut- Feder-Verbindung in bekannter Weise aufweist.

Eine erfindungsgemäße rotierende elektrische Maschine weist einen erfindungsgemäßen Stator auf. Die Vorteile einer derar tigen rotierenden elektrischen Maschine ergeben sich aus den oben genannten Vorteilen des erfindungsgemäßen Stators.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage eines er findungsgemäßen Stators werden in jeder Nut jedes Statorseg ments ein Oberstab und ein Unterstab angeordnet. Jeder Ober stab wird mit einem ihm zugeordneten Unterstab mittels eines Verbindungselements verbunden, sofern der Oberstab und der Unterstab in Nuten desselben Statorsegments angeordnet sind. Anschließend wird jedes Statorsegment mit den in seinen Nuten angeordneten Oberstäben und Unterstäben und den Verbindungs- elementen, die jeweils einen Oberstab und einen Unterstab des Statorsegments verbinden, imprägniert und damit isoliert. Die imprägnierten Statorsegmente werden dann form- oder kraft schlüssig miteinander verbunden. Nach dem Verbinden der im prägnierten Statorsegmente wird mindestens ein Oberstab eines Statorsegments mit einem Unterstab eines benachbarten Stator segments mittels eines Verbindungselements elektrisch leitend verbunden .

Das Verfahren ermöglicht eine einfache Montage des Stators mit einer variierbaren Zahl an Statorsegmenten, insbesondere an einem Einsatzort der rotierenden elektrischen Maschine, da die Wicklung derart ausgebildet ist, dass alle Nuten bereits vor dem Imprägnieren mit Wicklungselementen gefüllt sind. So mit kann das Verfahren auch für sehr große Maschinen mit vie len Statorsegmenten angewendet werden.

In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird jedes Verbindungs element mit dem freien Ende eines Oberstabs und dem freien Ende eines Unterstabs verbunden, insbesondere verlötet. Dies ermöglicht eine kostengünstige, mechanisch stabile und elektrisch leitende Verbindung.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass für jedes Verbindungselement, das einen Oberstab und einen Unter stab zweier benachbarter Statorsegmente verbindet, ein Ver bindungsbereich zwischen dem Verbindungselement und dem Ober stab und ein Verbindungsbereich zwischen dem Verbindungsele ment und dem Unterstab elektrisch isoliert werden. Das Ver fahren ermöglicht somit eine nahezu vollgetränkte Imprägnie rung der Wicklung, da nur Verbindungsstellen der nach dem Verbinden der imprägnierten Statorsegmente angeordneten Ver bindungselemente einzeln isoliert werden. Da hierbei nur ein kleiner Teil der Wicklung nachträglich isoliert wird, kann ein Montageaufwand gegenüber konventionellen Statoren, bei denen beispielsweise jedes Wicklungssegment einzeln isoliert wird, reduziert werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Stator der be schriebenen Art gefertigt bzw. zur Fertigung bzw. Montage ein Verbindungsstück der beschriebenen Art verwendet.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei spielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen:

FIG 1 schematisch eine Seitenansicht einer rotierenden

elektrischen Maschine,

FIG 2 schematisch zwei Statorsegmente während der Montage in einer Seitenansicht,

FIG 3 schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Sta torsegments mit einer Zweischicht-Stabwicklung in einer ersten Ausführungsform,

FIG 4 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wick

lungssegments der Zweischicht-Stabwicklung gemäß der ersten Ausführungsform,

FIG 5 schematisch eine perspektivische Teilansicht zwei mit einander verbundener Statorsegmente mit der Zwei- schicht-Stabwicklung gemäß der ersten Ausführungsform, FIG 6 schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Sta torsegments mit einer Zweischicht-Stabwicklung in einer zweiten Ausführungsform,

FIG 7 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wick

lungssegments der Zweischicht-Stabwicklung gemäß der zweiten Ausführungsform und

FIG 8 schematisch eine perspektivische Teilansicht zwei mit einander verbundener Statorsegmente mit der Zwei- schicht-Stabwicklung gemäß der zweiten Ausführungsform.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer rotieren den elektrischen Maschine EM in vereinfachter Darstellung.

Die rotierende elektrische Maschine EM ist beispielsweise ein Synchronmotor und umfasst ein Gehäuse 1, in dem ein Stator 2 drehfest gegenüber dem Gehäuse 1 angeordnet ist. Der Stator 2 umfasst mehrere Statorsegmente 2.1, 2.2, die jeweils als ein Blechpaket ausgebildet und zur Bildung eines hohlzylindri schen Stators 2 an Fügestellen F miteinander verbunden sind, wobei sich die Fügestellen F in eine axiale Richtung a er strecken. Die Anzahl der Statorsegmente 2.1, 2.2 (im gezeig ten Ausführungsbeispiel sind zwei Statorsegmente 2.1, 2.2 ge zeigt) kann dabei in Abhängigkeit eines Einsatzortes der ro tierenden elektrischen Maschine EM variieren.

Die rotierende elektrische Maschine EM umfasst weiterhin ei nen nicht näher dargestellten Rotor mit einer Rotorwelle 3, wobei der Rotor gegenüber dem Stator 2 drehbar in dem Gehäu se 1 gelagert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Rotor vom Stator 2 umgeben, wobei ein Luftspalt zwischen dem Stator 2 und dem Rotor angeordnet ist. Alternativ kann die rotierende elektrische Maschine EM auch derart ausgebildet sein, dass der Rotor den Stator 2 umgibt.

Figur 2 zeigt schematisch zwei Statorsegmente 2.1, 2.2 wäh rend der Montage in einer Seitenansicht.

Der Stator 2 ist als Träger einer elektrisch leitenden Wick lung 4 ausgebildet, welche im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei stirnseitig aus den Statorsegmenten 2.1, 2.2 herausra gende Wicklungsköpfe WK umfasst. Zur Aufnahme der elektri schen Wicklung 4 weisen die Statorsegmente 2.1, 2.2 jeweils eine Mehrzahl von Nuten 5 (siehe Figur 3) auf, welche auch als Blechpaketnuten bekannt sind und in Figur 3 näher be schrieben werden.

Zum Verbinden der gezeigten Statorsegmente 2.1, 2.2 weist ei ne Längsseite 2.1.1 eines Statorsegments 2.1 eine nicht näher dargestellte Fuge auf, die zur Herstellung einer form- und kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Nut-Feder- Verbindung, mit dem anderen Statorsegment 2.2 vorgesehen ist. Eine Längsseite 2.2.1 des anderen Statorsegments 2.2 weist dazu einen nicht näher gezeigten Spund auf, welcher form schlüssig in die Fuge eingreift.

Wie das vorliegende Ausführungsbeispiel zeigt, werden die Statorsegmente 2.1, 2.2 durch Ineinanderschieben der Längs seiten 2.1.1, 2.2.1 in axialer Richtung a form- und kraft schlüssig miteinander verbunden. Zur Fixierung der Nut-Feder- Verbindung können weitere nicht dargestellte Befestigungsele mente vorgesehen sein.

Die Segmentierung des Stators 2 ermöglicht den Bau großer elektrischer Maschinen mit großen Blechpaketlängen . Bei spielsweise werden vor der Montage des Stators 2 die einzel nen Statorsegmente 2.1, 2.2 mit der Wicklung 4 versehen und anschließend imprägniert, so dass Hohlräume in der Wicklung 4 mit einem Isolationsmaterial geschlossen und abgedichtet wer den. Die einzelnen mit der Wicklung 4 versehenen Statorseg mente 2.1, 2.2 können dann an einem Einsatzort der rotieren den elektrischen Maschine EM wie oben beschrieben zusammenge setzt werden. Damit dies auf einfache Art und Weise möglich ist, wird eine Wicklung 4 vorgeschlagen, die ein axiales In einanderschieben der Statorsegmente 2.1, 2.2 ermöglicht. Im Folgenden werden zwei mögliche Ausführungsformen einer sol chen Wicklung 4 beschrieben.

Figur 3 zeigt schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Statorsegments 2.1 mit der Wicklung 4 in einer ersten Ausführungsform.

Die Wicklung 4 ist eine Zweischicht-Stabwicklung und umfasst eine Wicklungsoberlage WO und eine Wicklungsunterlage WU. Die Wicklungsoberlage WO umfasst eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Oberstäben 4.1. und die Wicklungsunterlage WU um fasst eine Mehrzahl von elektrisch leitfähigen Unterstä- ben 4.2. Die Oberstäbe 4.1 und Unterstäbe 4.2 weisen jeweils in nicht näher gezeigter Weise parallel zueinander angeordne te Teilleiter auf, welche beispielsweise isoliertes Kupfer umfassen und in einem Nutseitenbereich NB sowie in einem Stirnseitenbereich SB (siehe Figur 4) gegeneinander verdrillt oder parallel zueinander verlaufend und damit ohne Verdril lung ausgebführt sind.

Die Ober- und Unterstäbe 4.1 und 4.2 sind in den Nuten 5 des Statorsegments 2.1 angeordnet, wobei in jeweils einer Nut 5 ein Oberstab 4.1 und ein Unterstab 4.2 angeordnet sind. Ins besondere sind in jeder Nut 5 der Oberstab 4.1 und der Unter stab 4.2 in einer radialen Richtung r durch einen Abstands halter getrennt und übereinander angeordnet. Die Nuten 5 sind in einer inneren Mantelfläche der Statorsegmente 2.1, 2.2 eingebracht und entlang einer Umfangsrichtung u nebeneinander angeordnet. Dabei erstrecken sich die Nuten 5 jeweils in axi aler Richtung a von einer Stirnseite des Statorsegments 2.1 zur gegenüberliegenden Stirnseite des Statorsegments 2.2. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine der Nuten 5 mit ge strichelten Linien angedeutet. An den Stirnseiten ragen die Ober- und Unterstäbe 4.1, 4.2 jeweils aus der Nut 5 in axia ler Richtung a heraus und bilden dabei die Wicklungsköpfe WK aus, die in Figur 2 gezeigt sind.

Des Weiteren sind die Ober- und Unterstäbe 4.1, 4.2 jeweils mittels eines Verbindungselements 6 elektrisch leitend mitei nander verbunden. Das Verbindungselement 6 verbindet dabei einen Oberstab 4.1 mit einem in Umfangsrichtung u zu diesem versetzten Unterstab 4.2, wie es im vorliegenden Ausführungs beispiel gezeigt ist. Das Verbindungselement 6 ist bügelartig ausgebildet und verläuft aufgrund der Versetzung der mitei nander zu verbindenden Ober- und Unterstäbe 4.1, 4.2 tangen tial zur Umfangsrichtung u.

Die Oberstäbe 4.1, welche in einem Bereich einer Segmentgren ze des Statorsegments 2.1, d. h. in einem Bereich an und nahe der Längsseite 2.1.1, angeordnet sind, sind in einem unmon- tierten Zustand des Stators 2 nicht mit einem Verbindungsele ment 6 verbunden, da diese jeweils zur elektrischen Verbin dung mit einem Unterstab 4.2 des anderen Statorsegments 2.2 vorgesehen sind. Diese Ober- und Unterstäbe 4.1, 4.2 werden erst nach dem Zusammensetzen der Statorsegmente 2.1, 2.2 mit tels des Verbindungselements 6 elektrisch leitend miteinander verbunden, wie es Figur 5 beispielhaft zeigt. Dies ermöglicht eine einfache Verbindung der Statorsegmente 2.1, 2.2 in axia ler Richtung a, da der Wicklungskopf WK nicht über die Längs seite 2.1.1 hinausragt.

Figur 4 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Wicklungssegments WS gemäß der ersten Ausführungsform.

Das Wicklungssegment WS umfasst einen Oberstab 4.1, einen Un terstab 4.2 und ein Verbindungselement 6.

In der ersten Ausführungsform sind ein Nutenbereich NB1 und ein Stirnseitenbereich SB1 des Oberstabs 4.1 jeweils gerade ausgeführt. Der Nutenbereich NB1 ist der Bereich des Ober stabs 4.1, welcher innerhalb der Nut 5 angeordnet ist. Der Stirnseitenbereich SB1 ragt aus der Nut 5 heraus und ist Be standteil des Wicklungskopfes WK. Insbesondere ragt der

Stirnseitenbereich SB1 in axialer Richtung a aus der Nut 5 heraus, wie es Figur 3 zeigt. Somit verläuft der gesamte Oberstab 4.1 in axialer Richtung a.

Ein Nutenbereich NB2 des Unterstabs 4.2 ist ebenfalls gerade. Der Unterstab 4.2 ragt in axialer Richtung a aus der Nut 5 heraus, weist jedoch einen doppelgekröpften Stirnseitenbe reich SB2 auf. Dadurch ist der Stirnseitenbereich SB2 in drei Bereiche aufgeteilt, die zueinander abgewinkelt sind.

Ein erster, unmittelbar aus der Nut 5 herausragender Bereich erstreckt sich in axialer Richtung a, ein zweiter Bereich ist zum ersten Bereich abgewinkelt und erstreckt sich in radialer Richtung r. Der Stirnseitenbereich SB2 ist hier somit radial nach außen gekröpft. Ein dritter Bereich ist vom zweiten Be- reich abgewinkelt und erstreckt sich wieder in axiale Rich tung a. Der dritte Bereich umfasst ein freies Ende des Unter stabs 4.2. Das freie Ende des Unterstabs 4.2 ist dabei in axialer Richtung a in der gleichen Ebene angeordnet wie ein freies Ende des Oberstabs 4.1. Mit anderen Worten: Der Ober stab 4.1 und der Unterstab 4.2 weisen die gleiche axiale Län ge auf.

Das Verbindungselement 6 umfasst ein Metall oder eine Metall legierung, z. B. massives Kupfer. Wie bereits erwähnt, ist das Verbindungselement 6 bügelartig ausgebildet. Dabei um fasst das Verbindungselement 6 einen rampenförmigen Schrägab schnitt 6.1, welcher zwei zu diesem abgewinkelte En

den 6.2, 6.3 miteinander verbindet. Das Verbindungselement 6 ist hier wie auch in anderen Ausführungen insbesondere vorge formt. Das Verbindungselement verbindet zwei Stäbe, den Ober stab 4.1 mit dem Unterstab 4.2. Diese Stäbe sind beispiels weise ungleich, insbesondere asymmetrisch ausgeführt und ins besondere auch vorgefertigt. Dies betrifft diese Stäbe wie auch andere Wicklungsstäbe in den weiteren Beispielen.

Ein Ende 6.2 des Verbindungselements 6 erstreckt sich dabei im montierten Zustand des Stators 2 in radialer Richtung r nach außen (siehe Figur 3) . Insbesondere liegt hierbei eine Seitenfläche des Endes 6.2 auf einer Seitenfläche des freien Endes des Unterstabs 4.2 an. Ein anderes Ende 6.3 des Verbin dungselements 6 erstreckt sich im montierten Zustand des Sta tors 2 in radialer Richtung r nach innen (siehe Figur 3) . Insbesondere liegt hierbei eine Seitenfläche des Endes 6.3 auf einer Seitenfläche des freien Endes des Oberstabs 4.1 an.

Der Schrägabschnitt 6.1 verläuft im montierten Zustand des Stators 2 ausgehend von dem einem Ende 6.2 radial nach innen, dabei jedoch tangential zur Umfangsrichtung u (siehe Fi gur 3) . Mittels des mit dem Schrägabschnitt 6.1 ausgebildeten Verbindungselements 6 können die in Umfangsrichtung u zuei nander versetzten Ober- und Unterstäbe 4.1, 4.2 jeweils auf einem möglichst kurzen Weg elektrisch leitend miteinander verbunden werden.

Die Enden 6.2, 6.3 des Verbindungselements 6 können mit den freien Enden des Oberstabs 4.1 und des Unterstabs 4.2 jeweils verlötet oder mittels einer anderen elektrisch leitfähigen Verbindung miteinander verbunden sein.

Figur 5 zeigt schematisch eine perspektivische Teilansicht zwei miteinander verbundener Statorsegmente 2.1, 2.2 mit der Wicklung 4 gemäß der ersten Ausführungsform.

Die gezeigten Statorsegmente 2.1, 2.2 sind an der Fügestel le F miteinander verbunden und umfassen die Wicklung 4, wel che nun zusätzlich auch die Verbindungselemente 6 umfasst, die die Oberstäbe 4.1 des einen Statorsegments 2.1 mit den Unterstäben 4.2 des anderen Statorsegments 2.2 elektrisch leitend verbinden. Diese Verbindungselemente 6 werden erst nach dem Zusammensetzen der Statorsegmente 2.1, 2.2, also beispielsweise an einem Einsatzort der rotierenden elektri schen Maschine EM, angeordnet und mit den entsprechenden Ober- und Unterstäben 4.1, 4.2 verbunden. Verbindungsstellen zwischen den Verbindungselementen 6 und den Ober- und Unter stäben 4.1, 4.2 werden in bekannter Weise elektrisch iso liert .

Möglich ist auch, dass die nicht an der Segmentgrenze liegen den Oberstäbe 4.1 und die entsprechend zugeordneten Verbin dungselemente 6 einteilig ausgeführt werden, indem der Ober stab 4.1 im Stirnseitenbereich um 90 Grad radial nach außen gebogen und im weiteren Verlauf entsprechend dem Verbindungs element 6 geformt wird. Damit kann eine Anzahl der Verbin dungstellen reduziert werden.

Figur 6 zeigt schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Statorsegments 2.1 mit einer Wicklung 4 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Figur 7 zeigt schematisch eine per- spektivische Einzelansicht eines Wicklungssegments WS gemäß der zweiten Ausführungsform.

Die Wicklung 4 ist hierbei ebenfalls eine Zweischicht- Stabwicklung und umfasst die Wicklungsoberlage WO und Wick lungsunterlage WU gemäß der Beschreibung aus Figur 3.

In der zweiten Ausführungsform sind die Nutenberei

che NB1, NB2 der Oberstäbe 4.1 und Unterstäbe 4.2 jeweils ge rade ausgeführt und verlaufen in axialer Richtung a. Die Stirnseitenbereiche SB1, SB2 der Oberstäbe 4.1 und Unterstä be 4.2 sind jeweils einfach gekröpft, insbesondere radial nach außen gekröpft. Dadurch sind die Stirnseitenberei che SB1, SB2 jeweils in zwei Bereiche aufgeteilt, die zuei nander abgewinkelt sind.

Ein erster, unmittelbar aus der Nut 5 herausragender Bereich erstreckt sich in axialer Richtung a. Ein zweiter Bereich ist zum ersten Bereich abgewinkelt und erstreckt sich in radialer Richtung r nach oben. Der zweite Bereich umfasst das freie Ende des Oberstabs 4.1 bzw. des Unterstabs 4.2. Hierbei wei sen der Oberstab 4.1 und der Unterstab 4.2 jedoch unter schiedliche axiale Längen auf. Ein axialer Versatz der freien Enden ist dabei so dimensioniert, dass eine vorgeschriebene Luftstrecke zwischen benachbarten Verbindungselementen 6 ein gehalten wird.

Das Verbindungselement 6 ist hierbei ebenfalls bügelartig ausgebildet. Dabei umfasst das Verbindungselement 6 den ram penförmigen Schrägabschnitt 6.1, welcher die beiden abgewin kelten Enden 6.2, 6.3 miteinander verbindet.

Das eine Ende 6.2 des Verbindungselements 6 erstreckt sich dabei im montierten Zustand des Stators 2 in axialer Rich tung a nach unten (siehe Figur 6) . Insbesondere liegt hierbei eine Seitenfläche des Endes 6.2 auf einer Seitenfläche des freien Endes des Unterstabs 4.2 an. Das andere Ende 6.3 des Verbindungselements 6 erstreckt sich im montierten Zustand des Stators 2 in axialer Richtung a nach oben (siehe Fi gur 6) . Insbesondere liegt hierbei eine Seitenfläche des En des 6.3 auf einer Seitenfläche des freien Endes des Ober stabs 4.1 an.

Der Schrägabschnitt 6.1 verläuft im montierten Zustand des Stators 2 ausgehend von dem einen Ende 6.2 axial nach oben und tangential zur Umfangsrichtung u (siehe Figur 6) . Auch hierbei können die in Umfangsrichtung u zueinander versetzten Ober- und Unterstäbe 4.1, 4.2 mittels des mit dem Schrägab schnitt 6.1 ausgebildeten Verbindungselements 6 jeweils auf einem möglichst kurzen Weg elektrisch leitend miteinander verbunden werden.

Figur 8 zeigt schematisch eine perspektivische Teilansicht zwei miteinander verbundener Statorsegmente 2.1, 2.2 mit der Wicklung 4 gemäß der zweiten Ausführungsform.

Die gezeigten Statorsegmente 2.1, 2.2 sind an der Fügestel le F miteinander verbunden und umfassen die Wicklung 4, wel che nun analog zur ersten Ausführungsform zusätzlich die Ver bindungselemente 6 umfasst, die die Oberstäbe 4.1 des einen Statorsegments 2.1 mit den Unterstäben 4.2 des anderen Sta torsegments 2.2 elektrisch leitend verbinden. Diese Verbin dungselemente 6 werden erst nach dem Zusammensetzen der Sta torsegmente 2.1, 2.2, also beispielsweise an einem Einsatzort der rotierenden elektrischen Maschine EM, angeordnet und mit den entsprechenden Ober- und Unterstäben 4.1, 4.2 verbunden. Verbindungsstellen zwischen den Verbindungselementen 6 und den Ober- und Unterstäben 4.1, 4.2 werden in bekannter Weise elektrisch isoliert.

Bei dem erfindungsgemäßen Stator 2 sind die Wicklungsköpfe WK gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform ausgebildet. Denkbar ist auch, dass einer der Wicklungsköpfe WK gemäß der ersten Ausführungsform und der andere Wicklungskopf WK gemäß der zweiten Ausführungsform ausgebildet ist. Die Wahl der Ausführungsform kann beispielsweise nach Bauraum und einer Einbausituation erfolgen.

In einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel ist der Stator 2 radial innen und der Rotor radial außen angeordnet. Hierbei sind die Nuten 5 nicht in der inneren Mantelfläche, sondern in einer äußeren Mantelfläche eingebracht. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen für die Wicklung 4 können analog auch für eine rotierende elektrische Maschine EM mit radial innen angeordnetem Stator 2 angewendet werden, wobei die Stirnseitenbereiche SB1, SB2 radial nach innen gekröpft sind .

Bei einer möglichen alternativen Ausgestaltungsvariante des Verbindungselements 6 unterscheidet sich ein Verhältnis von Höhe zu Breite einer Querschnittsfläche des Verbindungsele ments 6 von einem Verhältnis von Höhe zu Breite einer Quer schnittsfläche des Oberstabs 4.1 bzw. Unterstabs 4.2, wobei die Querschnittsflächen in etwa gleich groß sind. Mittels Ab messung der Querschnittsfläche des Verbindungselements 6 kann ein Bauraumbedarf des Wicklungskopfes WK in axialer Rich tung a und radialer Richtung r beeinflusst werden. Des Weite ren können die Oberstäbe 4.1 und Unterstäbe 4.2 auch jeweils mittels zweier Verbindungselemente 6 elektrisch leitend mit einander verbunden werden. Ferner können die Verbindungsele mente 6 auch jeweils als Dreiecksbügel ausgebildet sein

(nicht gezeigt) .

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.