专利名称：电机以及用于制造具有至少一个绕组的电机的方法
技术领域：
本发明涉及具有至少一个包括至少条卷绕线的绕组的电机以及制造这种电机的方法。在按照现有技术卷绕电机例如EC定子或者DC电枢时，使用圆的横截面的单股铜漆包线。这种铜漆包线，正如它在按照现有技术的电机中使用的那样，由于产生的不可利用的中间空隙而限制理论上可达到的填充率。图1和图4表示现有技术。图1表示具有第一直径6的一条常规的卷绕线1。如果卷绕该卷绕线，则产生绕组的横截面，如其在图4中所示。在图4中可明显看到，在常规的卷绕线1之间产生大的中间空隙8。随着越来越大的第一直径6，常规的卷绕线1越来越僵硬并且可卷绕性相应越来越差。通过僵硬的常规的卷绕线1和不可使用的中间空隙8绕组端部高度变大。为提高铜填充率，现在在现有技术中替代圆的常规的卷绕线1使用一种异形线。然而在使用异形线的情况下另外放大了关于僵硬性和不适宜的可卷绕性的缺点。
发明内容
本发明的具有权利要求1的特征的电机使得能够决定性地提高填充率，特别是电机的铜填充率。这通过下述措施实现，在按照现有技术的常规的卷绕线的情况下产生的中间空隙在使用本发明的具有多条单根合股线的卷绕线的情况下被充分利用。此外，通过使用本发明的卷绕线在长线圈的中间减小绕组的鼓起。此外在本发明的电机的情况下减小绕组端部高度。按照本发明使用的具有多条单根合股线的卷绕线密集围绕要卷绕的零件，使得填充密度或者填充率得以提高，并且因此能够减小绕组端部高度。具有权利要求1的特征的电机的另一个相应的优点是能够减低卷绕力和弯曲力。由此要被卷绕的零件可以选取小的尺寸并且可以设计小的卷绕工具。这在针式卷绕(Nadelwickeln)的情况下对于换向器钩、绝缘掩膜以及喷嘴宽度具有特别有利的作用。因此能够准确地进行卷绕，由此又提高填充率。此外能够提高卷绕速度。在部分需要对于绕组进行后变形的情况下产生另一个优点。在校准或者再压紧绕组端以及在焊接后改变换向器位置和移动换向器时减小需要的力以及线负荷。所有这些优点都通过具有至少一个包括至少一条卷绕线的绕组的电机而能够获得，卷绕线包括多条单根导电的合股线，并且卷绕线包括一个包封所有合股线的电气绝缘的外护套。因此该卷绕线是单根合股线的组合线。从属权利要求表示本发明的优选的扩展。在一种有利的方案中规定，把卷绕后的卷绕线变形为椭圆形的线横截面，以便提高绕组的填充密度。在卷绕前该卷绕线基本上具有圆形的横截面。由于单根的合股线在绕制绕组时能够用较小的力使卷绕线变形。这里把卷绕线的圆形的横截面变为椭圆形，使得减小绕组的中间空隙。在本申请的范围内讨论的“椭圆形”或者“椭圆形的”卷绕线横截面或者合股线横截面不限于具有关于其长轴和短轴对称的形状的纯椭圆，而优选的椭圆形的结构在本申请的范围内是完全被延伸和被顶锻(gestauchten)的圆。特别一并包括椭圆的规定的周边段的平坦化。这样的平坦化首先当卷绕线在绕组中位于自身之上或者在电枢或者定子之上时产生。在另外的有利的结构中规定，使卷绕后的卷绕线的单根合股线变形成椭圆形的合股线横截面，以便进一步提高绕组的填充密度。这样不仅在卷绕线的外护套外部的中间空隙通过椭圆形的变形减小，而且在卷绕线的内部在单根合股线之间形成的中间空隙也通过单根合股线的变形尽可能减小。此外优选，至少一条卷绕线的合股线彼此不绝缘。由此卷绕线的导电的横截面面积通过合股线的全部单个的横截面的和确定。此外优选，合股线连续延伸并且与卷绕线同样长。因此合股线优选不是单个的断裂段，而是连续的导体。此外合股线基本上彼此平行取向并且彼此不扭绞。由此无论卷绕线还是单根合股线的变形都能够在卷绕时良好地进行。另外有利的是，合股线如此在外护套内设置，使得合股线彼此能够相对运动。因此合股线以松动的也就是说彼此不连接的方式在外护套中设置，其中自身相邻的合股线接触但是彼此可相对运动。由此合股线自身能够在卷绕时如此定位及变形，使得尽可能良好地填充中间空隙。在另一种有利的方案中规定，卷绕线由至少50根或者至少100根或者至少150根或者至少200根合股线组成。合股线的数目尽可能选择的大，以便实现本发明的卷绕线的优点和特别是卷绕线对于绕组的非常灵活的适应以及减少对线的要求。应该注意，不允许通过用本发明的由单根合股线组成的卷绕线代替已知的卷绕线而改变电气特性。产生的导体横截面必须保持不变。也就是说，单根合股线的数目以及其横截面面积优选如此选择，使得所有合股线的单个横截面面积的总和等于圆形的原来已知的卷绕线的横截面面积。不言而喻，必须相应于电机的结构要求选择总横截面面积。优选的合股线直径达0. Imm或者 0. 2mm 或者 0. 3mm。此外优选，合股线用铜或者铝制成。不言而喻，由此也包含基本上由铜或者铝组成的合金。此外具有优点的是，外护套是挤压的外护套，特别用乙烯四氟乙烯共聚物(ETFE) 和/或是塑料环注件和/或漆制成。外护套具有与具有圆形横截面的原来已知的卷绕线的漆层可比的电气和机械特性。同样外护套的壁厚优选不大于已知的卷绕线的漆层涂覆。在优选的结构中规定，在外护套上和/或在合股线之间存在滑动剂。合股线之间的滑动剂大大提高卷绕线的柔韧性和可变形性。通过外护套上的滑动剂特别能够减小卷绕力并且整个卷绕线容易变形，以便填充外护套外的中间空隙。代替或者补充外护套上的滑动剂也可以想到外护套上的漆，它同样改善滑动特性。外护套优选具有20%的轴向可延伸性，以便保证卷绕时的延伸。切向可延伸性优选在至少40%。外护套的壁厚优选在25和35 μ m之间，特别是30 μ m。外护套的绝缘强度优选至少为500V。外护套的使用温度优选达180°C。本发明包括其他用于驱动汽车的可调整的元件的伺服电动机，包括刚才说明的电机。有利的结构，如其在该电机的范围内讨论的，存在于在本发明的伺服电动机上的相应优选的应用中。优选伺服电动机在为调整坐椅和/或为驱动窗玻璃升降器和/或为驱动天窗使用。此外本发明包括用于汽车的辅助机组的驱动装置，包括刚才说明的电机。该电机
4的有利的结构相应优选应用于本发明的用于辅助机组的驱动装置上。优选的辅助机组是用于风扇轮的驱动装置和/或车辆的空调压缩机。此外本发明包括用于驱动汽车特别是混合驱动的汽车的马达/发电机单元，包括刚才说明的电机。有利的结构，如其在该电机的范围内讨论的，相应优选应用于在本发明的马达/发电机单元上。特别该电机在混合动力车辆中与内燃机联合用作该汽车的驱动单兀。本发明的卷绕线优选在EC定子和/或DC电枢上卷绕。另外本发明包括用于制造具有至少一个绕组的电机的方法，包括下述步骤准备包括多条单根导电的合股线的卷绕线，安置包封所有合股线的电气绝缘的外护套，卷绕该卷绕线用于制造电机的绕组，其中在卷绕时如此选择卷绕线的拉力负荷，使得卷绕线和/ 或合股线的横截面从圆形向椭圆形变形以便提高绕组的填充密度。有利的结构，如其在该电机的范围内讨论的，相应优选应用于本发明的方法上。
下面参照附图详细说明本发明的实施例。附图中图1表示按照现有技术的卷绕线的横截面，图2表示本发明使用的按照实施例卷绕前的卷绕线，图3表示本发明使用的按照实施例卷绕后的卷绕线，图4表示按照现有技术的绕组的横截面，
具体实施例方式图2和图3表示按照本实施例的卷绕线2的横截面。卷绕线2包括多条单根合股线3并且用一个用乙烯四氟乙烯共聚物制成的圆筒形外护套4包封。这里单根合股线3基本上彼此平行设置，并且在卷绕线2的整个长度上延伸。图2表示卷绕线2在其卷绕前的横截面。这里无论是单根合股线3的横截面还是具有外护套4的卷绕线2的整个横截面都是圆形。此时整个卷绕线2具有第二直径7。图3表示卷绕线2在其围绕电枢5卷绕后的横截面。卷绕线2的横截面以及它的外护套4从圆形的横截面变形为椭圆形横截面。同时单根合股线3的单个横截面也从圆形的横截面变形为椭圆形横截面。通过该变形卷绕线2能够非常密集地卷绕，使得在很大程度上减小原来已知的大的中间空隙8。在卷绕线2内部通过单根合股线3向椭圆形横截面的变形形成相对紧凑的导体。通过单根合股线3彼此能够相对运动，能够用小的卷绕力制造绕组。为使卷绕线2的整个导体横截面与常规的卷绕线1的横截面相同，具有Imm的第一直径6的常规的卷绕线1例如通过本发明的具有100根合股线和单根合股线的直径为 0. Imm的卷绕线2代替。所建议的卷绕线2与常规的卷绕线1相比容易卷绕和变形。由此卷绕力得以减小。 此外卷绕线2和单根合股线3变形，使得在很大程度上减小了原来已知的中间空隙8。
权利要求
1.具有至少一个包括至少一条卷绕线O)的绕组的电机，其中卷绕线(2)包括多条单根导电的合股线(3)，并且卷绕线⑵包括包封所有合股线(3)的电气绝缘的外护套G)。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，卷绕的卷绕线(2)变形为椭圆形的线横截面，以便提高绕组的填充密度。
3.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，使卷绕的卷绕线O)的单根合股线C3)变形成椭圆形的合股线横截面，以便提高绕组的填充密度。
4.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，所述至少一条卷绕线O)的合股线(3)彼此不绝缘。
5.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，合股线(3)连续延伸并且与卷绕线(2)同样长。
6.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，合股线(3)在外护套⑷内设置， 使得合股线(3)彼此能够相对运动。
7.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，卷绕线O)由至少50根或者至少 100根或者至少150根或者至少200根合股线(3)组成。
8.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，合股线(3)用铜或者铝制成。
9.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，外护套(4)是挤压的外护套(4)和 /或塑料围注件和/或漆件。
10.根据上述权利要求之一所述的电机，其特征在于，在外护套(4)上和/或在合股线 (3)之间存在滑动剂。
11.伺服电动机，用于驱动汽车的可调整的元件，包括根据权利要求1到10之一所述的电机。
12.用于汽车的辅助机组的驱动装置，包括根据权利要求1到10之一所述的电机。
13.用于驱动汽车特别是混合驱动的汽车的马达/发电机单元，包括根据权利要求1到 10之一所述的电机。
14.用于制造具有至少一个绕组的电机的方法，包括下述步骤-准备包括多条单根导电的合股线(3)的卷绕线0)，-安置包封所有合股线(3)的电气绝缘的外护套G)，-卷绕该卷绕线(2)用于制造电机的绕组，其中在卷绕时选择卷绕线O)的拉力负荷， 使得卷绕线( 和/或合股线C3)的横截面从圆形向椭圆形横截面变形以便提高绕组的填充密度。
全文摘要
本发明涉及具有至少一个包括至少一条卷绕线(2)的绕组的电机，其中卷绕线(2)包括多条单根导电的合股线(3)，并且卷绕线(2)包括包封所有合股线(3)的电气绝缘的外护套(4)。
文档编号H02K3/04GK102577034SQ201080030470
公开日2012年7月11日 申请日期2010年5月6日 优先权日2009年7月6日
发明者C·盖达, G·齐雷尔, M·胡贝尔 申请人:罗伯特·博世有限公司