CN111200345A - 特别是用于车辆的电机 - Google Patents

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T·梅尔
P·皮塞克
P·瑟维尔
J·桑塔格
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Abstract

本发明涉及一种用于生产电机的定子的方法。在第一方法步骤a)中，提供定子，定子包括环形定子主体，用于容纳定子绕组的多个定子齿从环形定子主体径向地向内部突出，多个定子齿布置成沿着定子主体的周向方向彼此间隔开。由此，在沿周向方向相邻的两个定子齿之间分别构成空间。在第二方法步骤b)中，用塑料对在圆周方向上相邻的至少两个定子齿进行第一注塑成型。根据第三步骤c)，将至少一个定子绕组布置在空间中。在第四步骤d)中，用塑料对布置在空间中的定子绕组进行第二注塑成型。第二注塑成型的进行使得在步骤b)中进行注塑成型的定子齿与在根据步骤c)将定子绕组布置在空间中之后的定子绕组之间形成的气隙和/或气阱由塑料填充。

Description

特别是用于车辆的电机
技术领域
本发明涉及一种用于生产电机的定子的方法。本发明还涉及一种借助于这种方法生产的定子，以及涉及一种包括这种定子的电机。
背景技术
用于电机的常规定子典型地包括定子绕组，该定子绕组在电机的操作期间通电。这种电机一般可以是电动机或发电机。电机可以构成为外转子或内转子。在电机的操作期间产生热，该热必须耗散掉，以便避免定子的过热以及与之相关联的损坏或甚至毁坏。为此目的，从常规定子中已知为它们配备了用于冷却定子、特别是所述定子绕组的冷却系统。这种冷却系统包括一个或多个冷却管道，该冷却管道可供冷却剂流过并在定子中布置在定子绕组的附近。热可以借助于从定子绕组到冷却剂的热传递来从定子中耗散掉。以此方式可以防止定子绕组的过热以及与之相关联的对定子的损坏或甚至毁坏。
为了保持用于提供上述冷却管道的低生产成本，已知的是，用塑料化合物对定子的叠片组(形成包括支撑定子绕组的定子齿的定子主体)进行注塑成型，且在注塑成型的过程中在塑料化合物中形成所述冷却管道。缠绕在定子齿上的定子绕组可以在注塑成型的过程中永久地固定在定子上。
在这个背景下出现的问题是，当将定子主体注塑成型且将绕组布置在定子齿上时，不能保证被构成为导电的绕组不压靠在典型地由彼此堆叠的导电成形金属片零件形成的同样导电的定子主体上。然而，在定子绕组与定子主体之间的相关联的电连接引起不希望的电短路。
这也适用于在实践中常见的、定子绕组已经被制造成具有绕组绝缘层的情况，这是因为该绕组绝缘层在电机的操作期间会因可能由流过定子绕组的电流引起的高温而部分地损坏或甚至毁坏。
同样地不能阻止：在用塑料化合物借助于注塑成型工艺来形成冷却管道之后，定子绕组不突出到冷却管道中。在定子绕组的上述电绝缘层损坏或甚至毁坏的情况下，定子绕组不仅与定子齿的导电材料直接地接触，而且还与冷却剂直接地接触，这种情况必须避免。
发明内容
因此，本发明的目的是产生一种用于生产定子的改进的生产方法，该定子包括冷却管道，在该情况下，上述缺点大大地或甚至完全地被消除。
该目的借助于独立专利权利要求的主题解决。优选实施例是从属专利权利要求的主题。
因此，本发明的基本构思是用塑料对作为定子槽的限制部件的导电定子齿以及布置在定子槽中的定子绕组进行两次注塑成型。借助于这种用塑料进行的双重注塑成型，可以实际上排出在定子齿与定子绕组之间建立电连接的可能性，该定子齿作为定子的一部分典型地由导电材料(诸如金属)构成，定子绕组也是导电的。这特别地适用于实践相关情况，即，定子绕组的绕组绝缘层因定子的生产而损坏，使得定子绕组的导电导体元件暴露出来。
一种根据本发明的方法包括以下四个方法步骤a)至d)：在第一步骤a)中，提供定子，该定子包括环形定子主体，用于容纳定子绕组的多个定子齿从环形定子主体优选地径向地向内部突出，多个定子齿布置成沿着定子主体的周向方向彼此间隔开。由此在沿周向方向相邻的两个定子齿之间分别形成由所述两个定子齿在周向方向上并由定子主体在径向外侧上限制的空间(即，定子槽)。在径向内侧上，该空间被构成为敞开。这种空间对于本领域得技术人员来说也被称为“定子槽”。在第二步骤b)中，使用随后用于热传递的塑料对在周向方向上相邻的至少两个定子齿进行(第一)注塑成型。在第三方法步骤c)中，将至少一个定子绕组布置在两个定子齿之间的空间中。在第四方法步骤d)中，用塑料对布置在空间中的定子绕组进行(第二)注塑成型，使得在步骤b)中进行注塑成型的定子齿与在根据步骤c)将定子绕组布置在空间中之后的定子绕组之间形成的气隙或气阱由塑料填充。如果存在的话，优选地填充存在于空间中的多个此类气隙或/和气阱，特别是优选地所有气隙或/和气阱。在理想情况下，在第二注塑成型之后，在该空间中没有相应地留下任何气隙或气阱。
由于就根据本发明的方法而言用塑料对限制空间并典型地被构成为导电的定子齿的表面区段以及定子绕组进行注塑成型以使得在这种双重注塑成型之后在空间中没有相应地留下气隙或气阱这一事实，即使在定子绕组的绕组绝缘层受损的情况下，也可以确保在定子绕组与定子齿之间不会发生电接触。
由于塑料具有比空气高的热导率这一事实，通过用塑料来填充存在于空间中的气隙/气阱来也可改善从定子绕组的热耗散。
因此，就借助于这里介绍的方法来生产的定子而言，可以通过在定子绕组中、特别是在该定子绕组的轴向端中产生的废热借助于注射到空间中的塑料传递到存在于空间中的冷却管道来高效地进行对布置在相应空间中的定子绕组的冷却。废热可以在其中由被导引通过冷却管道的冷却剂吸收。
上述过程优选地应用于多个定子齿和多个定子绕组。特别是优选地，上述过程应用于存在于定子主体中的所有定子齿、以及布置在定子齿上的所有定子绕组。
就优选实施例而言，至少响应于第一注塑成型，优选地另外还响应于第二注塑成型，使用电绝缘塑料。以此方式，对于本发明必不可少的塑料不仅可以用于热传递，而且可以用作电绝缘体。以此方式可以避免在定子绕组与冷却管道或冷却剂之间的不希望的电短路，该冷却管道在空间中构成并分别由塑料限制，冷却剂流过该冷却管道。同样地避免分别在定子绕组与典型地由导电材料构成的定子齿或定子主体之间的不希望的电短路。
根据有利的进一步改良，用塑料对引入两个定子齿之间的空间中的至少一个掩模至少部分地进行注塑成型，使得响应于该注塑成型，空间的由至少一个掩模填充的体积保持空闲(不被占用)，以便构成冷却管道。由于冷却管道由此直接地受热导塑料的限制，因此以此方式可以获得塑料与被导引通过冷却管道的冷却剂的最佳的热连接。
可以有利地在第二注塑成型的过程中对掩模进行注塑成型。当相对于第二注塑成型，针对使用过的塑料材料不进行材料改变以形成冷却管道的限制时，建议采用这个选项。否则，建议在单独方法步骤中对掩模进行注塑成型。在这种情况下，与对定子绕组进行的第二注塑成型相比，可以使用不同塑料材料对掩模进行注塑成型。
掩模可以有利地布置在空间的径向内端区段或/和径向外端区段的区域中。因此，响应于注塑成型，分别将冷却管道布置在该径向内端区段或径向外端区段中。
根据有利的进一步改良，通过用塑料对掩模进行注塑成型来构成保护涂层，该保护涂层布置在空间中，并且该保护涂层在垂直于轴向方向的横截面中至少部分地、优选地完全地限制或包围(第一)冷却管道。借助于所述保护涂层，确保被导引通过冷却管道的冷却剂与布置在该空间中的定子绕组以及与限制该空间的定子齿之间没有电接触。
就有利的进一步改良而言，保护涂层可以在垂直于轴向方向的横截面中在径向内侧上或/和在径向外侧上限制至少一个冷却管道。以此方式确保在空间中的冷却管道或被导引通过冷却管道的冷却剂分别相对于分别布置在冷却管道径向外侧或径向内侧的定子绕组的电绝缘。
就另一个有利的进一步改良而言，保护涂层可以在垂直于轴向方向的横截面中在定子的周向方向上限制至少一个冷却管道。以此方式确保冷却管道或被导引通过冷却管道的冷却剂分别相对于导电定子齿的电绝缘。就另一个有利的进一步改良而言，将第一掩模和第二掩模引入该空间中，使得借助于对两个掩模进行的注塑成型来形成第一冷却管道和第二冷却管道。就这种进一步改良而言，将第一冷却管道布置在径向内端区段中，而将第二冷却管道布置在径向外端区段中。
就有利的进一步改良而言，在根据步骤b)对定子齿进行注塑成型的过程中，将塑料注射到两个相邻定子齿限制上述空间的表面区段上。以此方式可以防止定子绕组与定子齿(其典型地由金属、因此由导电材料制成)之间的不希望的电接触。
就这种进一步改良而言的另一个有利的进一步改良而言，定子包括定子主体，定子齿从该定子主体向内部径向地突出，在根据步骤b)对定子齿进行注塑成型的过程中，塑料被施加到该定子主体限制上述空间的表面区段上。以此方式可以防止定子绕组与定子主体(其典型地由金属、因此由导电材料制成)之间的不希望的电接触。
根据有利的进一步改良，借助于注射到表面区段上的塑料形成覆盖限制上述空间的两个相邻定子齿的和/或定子主体的表面区段的电绝缘层。以此方式可以防止定子绕组分别与定子齿或定子主体(其典型地由金属、因此由导电材料制成)之间的不希望的电接触。
在有利的进一步改良中，在用塑料进行注塑成型的过程中，构成至少一个相绝缘件，该相绝缘件将空间划分为径向内子空间和径向外子空间。以此方式可以将定子绕组的构成第一相绕组的第一导体元件布置在径向内子空间中。可以相应地将定子绕组的构成第二相绕组的第二导体元件布置在径向外子空间中，该第二相绕组相对于第一相绕组电绝缘。因此，定子绕组的彼此电绝缘的导体元件可以布置在两个子空间中。这又使得可能将必须彼此电分隔的两个不同电相分配给借助于相绝缘件彼此电绝缘的两个导体元件。可设想的是，在本发明的进一步改良中，在空间中还提供了多个这样的相绝缘件。在径向方向上测量的塑料的相绝缘件的直径有利地在1mm与3mm之间。
特别是优选地，响应于对定子齿进行的注塑成型或响应于对定子绕组进行的注塑成型或在单独方法步骤中形成相绝缘件。这个选项与特别低的生产成本相关联。
特别是优选地，在注塑成型的过程中形成相绝缘件，使得该相绝缘件沿着周向方向延伸并将布置在相邻定子齿上的塑料的两个绝缘层彼此连接。以此方式，这两个形成的子空间完全地被优选地电绝缘的塑料限制。
如果借助于该方法来生产的电机在之后操作期间要连接到电流源的两个不同的相，那么建议在步骤c)中将定子绕组的第一导体元件布置在径向内子空间中并将它们彼此电连接以连接到电流源的公共第一相。该连接可以分别在空间外或定子槽外进行。定子绕组的第二导体元件可以在步骤c)中类似地布置在径向外子空间中并可以彼此电连接以连接到电流源的公共第二相。该电连接也可以分别在空间外或定子槽外进行。
就优选实施例而言，在垂直于轴向方向的横截面中，在根据步骤d)的第二注塑成型之后，分别由塑料包围或包封至少一个第一导体元件或第二导体元件，优选地所有第一导体元件或第二导体元件。以此方式，确保在单独定子绕组与流过冷却管道的冷却剂之间不会发生不希望的电短路。
第一导体元件或第二导体元件可以有利地构成为导电材料的绕组杆。这些导体元件特别是优选地被如此构成为机械上刚性的。特别是机械上刚性的材料的导体元件作为绕组杆的这样的实施例使得更容易将导体元件引入定子齿的空间中，以便组装电机。
就特别地优选的实施例而言，在布置在空间中之后，至少一根绕组杆具有矩形的几何形状，该几何形状在垂直于轴向方向的横截面中包括两个窄边并包括两个宽边。这优选地适用于布置在该空间中的所有绕组杆。
响应于对定子齿进行的注塑成型或响应于对定子绕组进行的注塑成型或在单独方法步骤中，有利地形成保护涂层，这取决于要使用哪种塑料。
就优选实施例而言，分别在径向内子空间或径向外子空间中形成在空间的径向内端区段或/和径向外端区段的区域中形成的冷却管道，该径向内子空间或径向外子空间借助于相绝缘件由塑料来形成。就该实施例而言，分别另选地或另外地在径向外子空间或径向内子空间中形成在径向外端区段或径向内端区段的区域中形成的第二冷却管道，该径向内子空间或径向外子空间借助于相绝缘件由塑料来形成。
就根据本发明的方法的特别地优选的实施例而言，至少在至少两个导体元件与布置在定子齿的表面区段上的电绝缘层之间的至少一些区域中构成至少一个气隙或/和至少一个气阱。就该实施例而言，分别通过形成间隙填充物来由塑料(即，特别是优选完全地)填充所述气隙或气阱。如果存在的话，优选地填充存在于空间中的多个此类气隙或/和气阱，特别是优选地所有气隙或/和气阱。在理想情况下，在第二注塑成型之后，在该空间中没有相应地留下任何气隙或气阱。可以借助于定子齿以此方式实现定子绕组相对于定子主体的最佳的电绝缘。
至少一个第一导体元件可以特别是优选地借助于相绝缘件相对于至少一个第二导体元件电绝缘。以此方式可以避免在连接到电流源的不同电相的两个导体元件之间的不希望的电短路。
就优选实施例而言，将至少一个第一导体元件布置在径向内子空间中，而将至少一个第二导体元件布置在径向外子空间中。如果在相应空间中只有很少装置可用并且如果电机将要分两阶段操作，那么该实施例是特别地合适的。
该空间在垂直于轴向方向的横截面中可以有利地具有梯形的几何形状，优选地是矩形的几何形状。
就另一个优选实施例而言，借助于电绝缘的第一塑料材料来形成注射到定子齿的表面区段上的塑料。可以借助于第二塑料材料来形成构成至少一个相绝缘件的塑料。还可以由第二塑料材料或与第二塑料材料不同的第三塑料材料形成构成第一保护涂层或/和第二保护涂层的塑料。
就优选实施例而言，第二塑料材料被构成为电绝缘或导电。
在另一个优选实施例中，第三塑料材料被构成为电绝缘或导电。
在另一个优选实施例中，第一塑料材料或第二塑料材料和/或第三塑料材料可以是热塑性的。
在另一个优选实施例中，第一塑料材料或第二塑料材料和/或第三塑料材料可以是热固性的。
第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料有利地具有相同的热导率。第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料可以另选地或另外地具有不同的热导率。
第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料可以有利地是相同的材料。然而，第一塑料材料或/和第二塑料材料或/和第三塑料材料同样地也可以是不同的材料。
就特别地优选的实施例而言，分别用塑料对空间进行注塑成型或填充，使得分别在注塑成型或填充之后空间中不再存在气隙或气阱。
本发明还涉及一种借助于上述方法生产的定子。因此，根据本发明的方法的上述优点也可以转移到根据本发明的定子上。
本发明还涉及一种电机，该电机包括由此借助于根据本发明的方法来生产的上述定子。因此，根据本发明的方法的上述优点也可以转移到根据本发明的电机上。除了定子之外，该电机还包括转子，该转子可相对于定子围绕旋转轴线旋转。
本发明的另外的重要特征和优点从从属权利要求中、从附图中和从基于附图的对应附图说明中得出。
不言而喻，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下述特征不仅可以以相应指定组合使用，而且可以以其它组合使用或单独地使用。
附图说明
本发明的优选示例性实施例在附图中示出并将在以下描述中更详细地描述。
示意性地分别：
图1以沿着转子的旋转轴线的纵截面示出了根据本发明的电机的示例，
图2以垂直于转子的旋转轴线的横截面示出了根据图1的电机的定子，
图3以在周向方向上相邻的两个定子齿之间的空间的区域示出了图2的定子的细节图，
图4示出了根据图3的示例的进一步改良，该示例包括附加的第二冷却管道，
图5示出了根据图3的示例的选项，在该选项的情况下，定子绕组不是由绕组杆形成，而是由在塑料化合物中形成的绕组线形成。
图6-9示出了说明根据本发明的方法的顺序的示图。
图10示出图3的示例的第一进一步改良。
图11示出图3的示例的第二进一步改良。
具体实施方式
图1以截面图示出了根据本发明的电机1的示例。电机1的尺寸设为使得其可以用在车辆中，优选地用在道路车辆中。
电机1包括转子3和定子2，该转子在图1中仅以示意性方式示出。为了清楚起见，在图2中以单独示图沿着图1的截面线II-II以垂直于旋转轴线D的横截面示出定子2。根据图1，转子3具有转子轴31并可以具有多个磁体，这些磁体在图1中没有更详细地示出，其磁极化沿着周向方向U交替。转子3可以围绕旋转轴线D旋转，该旋转轴线的位置由转子轴31的中心纵向轴线M确定。旋转轴线D限定轴向方向A，该轴向方向延伸平行于旋转轴线D。径向方向R垂直于轴向方向A。周向方向U围绕旋转轴线D旋转。
如从图1可见，转子3布置在定子2中。因此，这里示出的电机1是所谓的内转子。然而，也可设想所谓的外转子的实现方式，在这种情况下，转子3布置在定子2的外部。转子轴31在第一轴承32a中和在与之轴向地间隔开的第二轴承32b中支撑在定子2上，以便能够围绕旋转轴线D旋转。
在已知方式中，定子2还包括多个定子绕组6，这些定子绕组可以被通电，以便产生磁场。借助于由转子3的磁体产生的磁场与由导电定子绕组6产生的磁场的磁相互作用来使转子3旋转。
可从图2的横截面看出，定子2可以具有例如铁的环形定子主体7。定子主体7可以特别地由多个定子主体板(未示出)形成，这些定子主体板沿着轴向方向A彼此堆叠并彼此粘附。沿着轴向方向A延伸的多个定子齿8从定子主体7向内部径向地伸出，并且沿着周向方向U彼此间隔地布置的多个定子齿在内侧上径向地模制在定子主体7上。每个定子齿8支撑定子绕组6。单独定子绕组6一起形成绕组布置。取决于将由定子绕组6形成的磁极的数量，整个绕组布置的单独定子绕组6可以以合适的方式电接线在一起。
在电机1的操作期间，通电的定子绕组6产生废热，该废热必须从电机1中被耗散掉，以便防止电机1的过热以及与之相关联的损坏或甚至毁坏。因此，定子绕组6借助于冷却剂K来冷却，该冷却剂被导引穿过定子2并借助于热传递来吸收由定子绕组6产生的废热。
为了将冷却剂K导引穿过定子2，电机1包括冷却剂分配腔室4，冷却剂K可以经由冷却剂入口33被引入冷却剂分配腔室中。沿着轴向方向A，冷却剂收集腔室5布置成与冷却剂分配腔室4相距一定距离。冷却剂分配腔室4借助于多个冷却管道10来与冷却剂收集腔室5流体连通，在图1的示图中仅能看到其中一个冷却管道。在图中未示出的垂直于轴向方向A的横截面中，冷却剂分配腔室4和冷却剂收集腔室5可以各自具有环形几何形状。各自沿着轴向方向A从环形冷却剂分配腔室4延伸到环形冷却剂收集腔室5的多个冷却管道10布置成沿着周向方向U彼此间隔开一定距离。因此，经由冷却剂入口33引入冷却剂分配腔室4中的冷却剂K可以被分配到单独冷却管道10。在流过冷却管道10和从定子绕组吸热之后，冷却剂K被收集在冷却剂收集腔室5中并经由设在定子2上的冷却剂出口34再次从电机1中排出。
如从图1和2的示图可见，定子绕组6和冷却剂管道10布置在空间9中，该空间分别在沿周向方向U相邻的两个定子齿8之间构成。所述空间9也被本领域的相关技术人员称为所谓的“定子槽”或“定子狭槽”，它们沿着轴向方向A延伸，定子齿8也是如此。
下面将描述图3的示图，其详细地示出了在沿周向方向U相邻的两个定子齿8(在下文中也被称为定子齿8a、8b)之间构成的空间9。
如图3所示，空间9在径向内侧上具有开口52，由此被构成为在径向内侧上敞开。在图3的示例中，冷却管道10分别布置在空间9的或定子槽54的径向内端区段56a的区域中，由此布置在开口52的区域中。
为了改善由定子绕组6产生的废热向流过冷却管道10的冷却剂K的热传递，根据图3，在空间9中除了冷却管道10和定子绕组6之外还布置了电绝缘且导热的塑料11。
塑料11优选地借助于注塑成型来被引入空间9中。
如从图3可见，塑料11布置在两个定子齿8的沿周向方向U相邻并一起限制空间9的表面区段50a、50b、50c上。以此方式确保被布置在空间9中的冷却管道10以及被布置在同一空间9中的定子绕组6分别借助于电绝缘塑料11相对于定子齿8电绝缘。此外，定子绕组6经由塑料11以导热的方式与冷却管道10连接，使得分别在定子绕组6中或由该定子绕组产生的废热可以经由塑料11被传递到流过冷却管道10的冷却剂K并由此可以从定子绕组6中排出。
在周向方向U上相邻的两个定子齿8a、8b的位于与开口52径向地相对的位置的表面区段50a(下文被标识为“第一表面区段”并另外地提供有参考标号50a的表面区段)形成由空间9形成的定子槽54的所谓的槽底。两个相邻定子齿8中的第一个(下文另外地用8a标识)的在周向方向U上限制空间9的第一前侧边构成第二表面区段50b。两个相邻定子齿8中的第二个(下文另外地用8b标识)的同样在周向方向U上限制空间9的第二前侧边构成在周向方向U上与第二表面区段50b相对地定位的第三表面区段50c。
布置在三个表面区段50a、50b、50c上的塑料11构成电绝缘且导热的绝缘层51，其覆盖表面区段50a、50b、50c。绝缘层51的层厚度d可以例如在0.2mm与0.5mm之间。
可以看出，塑料11不仅构成电绝缘层51，而且还构成了第一保护涂层75，该第一保护涂层布置在空间9中并以此方式包围和限制冷却管道10。因此，为了对冷却管道10进行液密限制而提供管主体等使得冷却剂K不能从中逸出是多余的。
在图3的示例场景中，第一保护涂层75分别封闭空间9(被构成为敞开)的或定子槽54的开口52。如进一步从图3可见，定子绕组6不仅经由形成第一保护涂层75的塑料11相对于冷却管道10电绝缘，而且还以导热的方式连接到冷却管道，使得分别在定子绕组6中或由该定子绕组产生的废热也可以经由第一保护涂层75来传递到流过冷却管道10的冷却剂K。
根据图3，塑料11不仅构成第一保护涂层75和绝缘层51，而且另选地或另外地还构成了分别布置在空间9中或定子槽54中的相绝缘件58。相绝缘件58将空间9划分为径向内子空间59a和径向外子空间59b。
相绝缘件58有利地沿着周向方向U延伸。相绝缘件58优选地将第二表面区段50b连接到第三表面区段50c。
第一导体元件60a布置在径向内子空间59a中，而第二导体元件60b布置在径向外子空间59b中。
布置在径向内端区段54a的区域中的第一冷却管道10布置在径向内子空间59a中，该径向内子空间借助于由塑料11形成的相绝缘件58形成。
如从图3可见，布置在空间9中的定子绕组6包括第一导体元件60a和第二导体元件60b，该第一导体元件和第二导体元件沿着径向方向R彼此邻近地布置在空间9中且彼此隔开一定距离。在两个导体元件60a、60b(两者沿着径向方向R相邻)之间构成气隙61，该气隙可以优选地沿着周向方向U延伸。塑料11由此构成间隙填充物62，气隙61完全地由该间隙填充物填充。
以类似的方式在第一导体元件和第二导体元件与布置在定子齿8、8a、8b的表面区段50a、50b、50c上的电绝缘层51之间构成气隙61，该气隙可以优选地沿着径向方向R延伸。塑料11由此构成间隙填充物62，气隙61完全地由该间隙填充物填充。
因此，所有第一导体元件60a和第二导体元件60b在垂直于轴向方向A的横截面中被电绝缘且导热的塑料11包围，如图3所示。
第一导体元件60a和第二导体元件60b各自分别作为第一绕组杆65a或第二绕组杆65b由导电且机械上刚性的材料制成。
在垂直于轴向方向A的横截面中，第一绕组杆65a和第二绕组杆65b各自具有矩形66的几何形状，该几何形状包括两个窄边67和两个宽边68。两个相邻绕组杆65a或65b的两个宽边68分别相对于径向方向R彼此相对地定位并以此方式在径向方向R上限制相应气隙61。
图4示出了图3的示例的进一步改良。图4的示例与图3的示例的不同之处在于，冷却管道10分别布置在空间9或定子槽54的径向外端区段56a的区域中，该区域相对于空间9的径向方向R与径向内端区段56a相对地定位。
在图4的示例中，类似于冷却管道10的第一保护涂层75，塑料11构成第二保护涂层75，该第二保护涂层布置在空间9中并限制且由此包围附加冷却管道10。如从图4可见，布置在径向外端区段56b中的附加冷却管道10分别布置在空间9的或定子槽54的径向外子空间59b中，该径向外子空间借助于由塑料11形成的相绝缘件58形成。
在塑料11因热过载而破裂或以另一种方式损坏的情况下，以此方式可以避免定子绕组6分别通过定子主体7的或定子齿8或8a、8b的材料(典型地是铁或其他合适的导电材料)的不希望的电短路。
图5示出了图3的示例的选项。在图5的示例中，塑料形成塑料化合物，定子绕组嵌入其中。在图5的示例中，定子绕组6的导体元件65借助于绕组线72来形成，该绕组线是分布绕组的一部分。
下面将再次参考图1。根据图1，包括定子主体7和定子齿8的定子2轴向地布置在第一端罩25与第二端罩25b之间。
如从图1可见，冷却剂分配腔室4的一部分布置在第一端罩25a中，而冷却剂收集腔室5的一部分布置在第二端罩25b中。因此，冷却剂分配腔室4和冷却剂收集腔室5各自部分地由提供在塑料11中的中空空间41a、41b形成。借助于在第一端罩25a中构成的中空空腔42a，由此，第一中空空腔41a得到补充以形成冷却剂分配腔室4。第二中空空腔41b相应地借助于在第二端罩25b中构成的中空空间42b来补充以形成冷却剂收集腔室5。就上述实施例选项而言，塑料11由此至少部分地限制冷却剂分配腔室4以及冷却剂收集腔室5。
还可以在第一端罩25a中构成冷却剂供应器35，其将冷却剂分配腔室4流体地连接到冷却剂入口33，该冷却剂入口在外侧上如图1所示特别是周向地提供在第一端罩25a上。可以相应地在第二端罩25b中构成冷却剂排放器36，其将冷却剂收集腔室5流体地连接到冷却剂出口34，该冷却剂出口在外侧上如图1所示特别是周向地提供在端罩25b上。这分别提供了冷却剂分配腔室4的或冷却剂收集腔室5的分别在相应定子绕组6的第一端区段14a或第二端区段14b上的径向外侧并还在这些端区段14a、14b的沿着轴向方向A的延伸部中的布置。借助于该措施，特别地有效地冷却定子绕组6的端区段14a、14b，该端区段在电机1的操作期间是特别地热加载的。
根据图1，塑料11也可以布置在定子主体7的外周侧30上，并且由此可以在外周侧30上构成塑料涂层11.1。因此，典型地由导电定子板形成的定子2的定子主体7可以相对于周围区域电绝缘。因此，可以放弃提供用于容纳定子主体7的单独壳体。
下面将以示例性方式描述根据本发明的方法：
根据图6，在第一步骤a)中布置定子2，该定子包括在周向方向U上相邻的两个定子齿8a、8b以及由这两个定子齿8a、8b限制的空间9。
根据第二步骤b)，用电绝缘且导热的塑料11对在周向方向U上相邻的两个定子齿8a、8b进行注塑成型。在对定子齿8a、8b进行注塑成型的过程中，将电绝缘塑料11注射到两个相邻定子齿8a、8b限制空间9的表面区段50b、50c上。借助于注射到定子齿8a、8b的表面区段50b、50c上的塑料11来形成电绝缘层51，该电绝缘层覆盖两个相邻定子齿8、8a、8b的限制空间9的表面区段50b、50c。绝缘层51同样地覆盖定子主体7的在径向外侧上限制空间9的表面区段50a。
如在图6中还示出，可以分别在用塑料11进行注塑成型的过程中或借助于用塑料11进行的注塑成型来在空间9中形成相绝缘件58，该相绝缘件将空间9划分为径向内子空间59a和径向外子空间59b。之后，定子绕组6的构成第一相绕组70a的第一导体元件可以布置在径向内子空间59a中。定子绕组6的构成第二相绕组70b的第二导体元件可以相应地布置在径向外子空间59b中，该第二相绕组相对于第一相绕组70b电绝缘。
相绝缘件58有利地沿着定子2的周向方向U延伸，使得该相绝缘件将塑料11的两个绝缘层51彼此连接，这两个绝缘层布置在相邻定子齿8a、8b上。
在另一个第三方法步骤c)中，将定子绕组6布置在定子齿8、8a、8b上。这意味着，如图7所示，至少一个定子绕组6部分地布置在空间9中。
如从图7可见，布置在空间9中的定子绕组6具有第一导体元件60a和第二导体元件60b。第一导体元件60a和第二导体元件60b分别沿着定子2的或定子主体7的径向方向R彼此邻近地布置在空间9中且彼此隔开一定距离。
在步骤c)中，将定子绕组6的第一导体元件60a布置在径向内子空间59a中，并且将定子绕组6的第二导体元件60b布置在径向外子空间59b中。因此，第一导体元件60a可以彼此电连接以连接到电流源的公共第一相(未示出)。因此，第二导体元件60b可以彼此电连接以连接到电流源的公共第二相。
第一导体元件60a和第二导体元件60b被构成为导电材料的绕组杆65a、65b并如此构成为机械上刚性的。在布置在空间9中之后，绕组杆65a、65b具有矩形66的几何形状，该几何形状在垂直于轴向方向A的横截面中包括两个窄边67并包括两个宽边68。
对于冷却管道10的之后的实施例，可以将掩模57引入在两个定子齿8a、8b之间的空间9中，即，在空间9的径向内端区段56a的区域中，例如如图7所示。
如从图7可见，在将包括第一导体元件60a和第二导体元件60b的定子绕组6布置在两个相应相邻导体元件60a、60b之间的空间9中之后，可以形成相应气隙61，其中特别是不存在塑料11。也可以在导体元件60a、60b与布置在表面区段50a、50b、50c上的绝缘层51之间形成该气隙61。代替气隙61，也可设想一个或多个气阱(未示出)的实施例。
根据图8，现在进行另一个注塑成型过程。在根据第四方法步骤d)的第二注塑成型的过程中，用塑料11对布置在空间9中并包括第一导体元件60a和第二导体元件60b的定子绕组6进行注塑成型，使得存在于空间9中的至少一个气隙61、优选地所有气隙和气阱由塑料11填充。在用塑料11的间隙填充物62来填充气隙61之后，第一导体元件60a和第二导体元件60b分别在垂直于轴向方向的横截面中被电绝缘且导热的塑料完全地包围。特别地用塑料11对空间9进行注塑成型或填充，使得分别在注塑成型或填充之后使空间9中不再存在气隙11或气阱。
根据图8，也可以在第二注塑成型的过程中对掩模57进行注塑成型。在该注塑成型的过程中，用塑料11对掩模57进行注塑成型，使得响应于该注塑成型，空间9的由掩模57填充的体积保持空闲，以便构成冷却管道10。在一种选项中可设想的是，在单独方法步骤中对掩模57进行注塑成型。
在去除掩模57之后，形成期望的冷却管道10，其在图9中示出。
在该示例的一种选项中，掩模57可以不布置在空间9的径向内端区段56a的区域中，而是布置在该空间的径向外端区段56b的区域中(图8/9中未示出)。然后，在径向外端区段56b中相应地形成冷却管道10(图8/9中未示出)。
根据图10还可设想在径向内端区段56a和径向外端区段56b中组合地使用两个掩模57，从而相应地形成两个冷却管道10，使得在径向内端区段56a中形成第一冷却管道10，而在径向外端区段56b中形成第二冷却管道10。因此，第一冷却管道10布置在包括第一导体元件60a的径向内子空间59a中。因此，第二冷却管道10布置在包括第二导体元件60b的径向外子空间59b中。
可以响应于对定子齿8、8a、8b进行的注塑成型或另选地响应于对定子绕组6进行的注塑成型或另选地在单独方法步骤中形成相绝缘件58(参见图6)。
为了确保冷却管道10分别相对于定子齿8a、8b或定子绕组6的最佳的电绝缘，布置在空间9中并分别在垂直于轴向方向A的横截面中限制或包围冷却管道10的保护涂层75可以借助于用塑料11对掩模57进行的附加注塑成型来以根据图11的另一种改良形式构成。
保护涂层75有利地在垂直于轴向方向A的横截面中在径向内侧上或/和在径向外侧上限制至少一个冷却管道10。在所述保护涂层75在垂直于轴向方向A的横截面中在定子2的周向方向U上限制冷却管道10时是同样地有利的。
可以响应于对定子齿进行的注塑成型或响应于对定子绕组进行的注塑成型或在单独方法步骤中(图11就是这种情况)而形成保护涂层75。
空间9在垂直于轴向方向A的横截面中可以具有梯形的、优选地矩形的几何形状。
借助于第一塑料材料K1来形成注射到定子齿8a、8b的表面区段50a、50b、50c上的塑料11。借助于第三塑料材料K3来形成构成相绝缘件58的塑料11。借助于第二塑料材料K2来形成构成第一间隙填充物62和第二间隙填充物62的塑料。借助于第二塑料材料K2或借助于第三塑料材料K3来形成构成保护涂层75的塑料11。
三种塑料材料K1、K2、K3可以是相同的材料。然而，还可设想三种塑料材料K1、K2、K3中的至少两种(因此所有三种塑料材料K1、K2、K3也)是不同的材料。在该示例场景中，第一塑料材料以及第二塑料材料和第三塑料材料被构成为电绝缘的。三种塑料材料K1、K2、K3中的每一种一般可以是热塑性的或热固性的。三种塑料材料K1、K2、K3也可以具有相同的热导率。另选地，三种塑料材料K1、K2、K3中的至少两种(因此所有三种塑料材料K1、K2、K3也)可以具有不同的热导率。三种塑料材料K1、K2、K3还可以是相同的材料。另选地，三种塑料材料K1、K2、K3中的至少两种(因此所有三种塑料材料K1、K2、K3也)可以是不同的材料。

Claims (25)

1.一种用于生产电机的定子(1)的方法，包括以下步骤：
a)提供定子(1)，所述定子包括环形定子主体(2)，用于容纳定子绕组(6)的多个定子齿(8a、8b)从所述环形定子主体突出，所述多个定子齿布置成沿着所述定子主体(2)的周向方向(U)彼此间隔开，其中在沿所述周向方向(U)相邻的两个定子齿(3)之间分别构成空间(9)；
b)用塑料(11)对在所述周向方向(U)上相邻的至少两个定子齿(3)进行第一注塑成型；
c)将至少一个定子绕组(6)布置在所述空间(9)中；
d)用所述塑料(11)对布置在所述空间(9)中的所述定子绕组(6)进行第二注塑成型，使得在步骤b)中进行注塑成型的所述定子齿(8a、8b)与在根据步骤c)将所述定子绕组布置在所述空间中之后的所述定子绕组(6)之间形成的气隙(61)和/或气阱由所述塑料(11)填充。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
至少响应于所述第一注塑成型，优选地另外还响应于所述第二注塑成型，使用电绝缘塑料(11)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
用所述塑料对引入所述两个定子齿(3)之间的所述空间(9)中的至少一个掩模(57)至少部分地进行注塑成型，使得响应于所述注塑成型，所述空间(9)的由所述至少一个掩模(57)填充的体积保持空闲，以便构成冷却管道(10)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的方法，其中，
-在所述第二注塑成型的过程中对所述掩模(57)进行所述注塑成型；或者
-在单独方法步骤中对所述掩模(57)进行所述注塑成型。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
将所述至少一个掩模(57)布置在所述空间(9)的径向内端区段(56a)或/和径向外端区段(56b)的区域中，并且
由此响应于所述注塑成型，将所述(第一)冷却管道(10)分别布置在所述径向内端区段(56a)或所述径向外端区段(56b)中。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
通过用所述塑料(11)对所述掩模(57)进行注塑成型来构成保护涂层(75)，所述保护涂层布置在所述空间(9)中，并且所述保护涂层在垂直于轴向方向(A)的横截面中至少部分地、优选地完全地限制或包围所述(第一)冷却管道(10)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
-在所述第二注塑成型的过程中构成所述保护涂层(75)；或者
-在单独方法步骤中构成所述保护涂层(75)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，
所述保护涂层(75)在垂直于所述轴向方向(A)的所述横截面中在径向内侧上或/和在径向外侧上限制所述至少一个冷却管道(10)。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，
所述保护涂层(75)在垂直于所述轴向方向(A)的所述横截面中在所述定子(2)的所述周向方向(U)上限制所述至少一个冷却管道(10)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
将第一掩模(57)和第二掩模(57)引入所述空间(9)中，使得借助于对所述两个掩模(57、57)进行的注塑成型来形成第一冷却管道(10)和第二冷却管道(10)，其中所述第一冷却管道布置在所述径向内端区段(56a)中，并且所述第二冷却管道布置在所述径向外端区段(56b)中。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
在根据所述步骤b)对所述定子齿(8a、8b)进行注塑成型的过程中，将所述塑料(11)注射到相邻的所述两个定子齿(8)限定所述空间(9)的表面区段(50b、50c)上。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
-所述定子包括定子主体(7)，所述定子齿(8a、8b)从所述定子主体径向地向内部突出；并且
-在根据步骤b)对所述定子齿(8a、8b)进行注塑成型的过程中，将所述塑料(11)施加到所述定子主体(7)限制所述空间(9)的表面区段(50a)上。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，
借助于注射到所述表面区段(50、50a、50b)上的所述塑料(11)来形成电绝缘层(51)，所述电绝缘层覆盖限制所述空间(9)的所述两个相邻定子齿(8a、8b)的或/和所述定子主体(7)的表面区段(50a、50b、50c)。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
在用所述塑料(11)进行注塑成型的过程中，构成布置在所述空间(9)中的至少一个相绝缘件(58)，所述至少一个相绝缘件将所述空间(9)划分为径向内子空间(59a)和径向外子空间(59b)，使得所述定子绕组(6)的构成第一相绕组(70a)的第一导体元件(60a)可以布置在所述径向内子空间(59a)中，并且所述定子绕组(6)的构成第二相绕组(70b)的第二导体元件(60b)可以布置在所述径向外子空间(59b)中，所述第二相绕组相对于所述第一相绕组(70a)电绝缘。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，
响应于对所述定子齿进行的注塑成型或响应于对所述定子绕组(6)进行的注塑成型或在单独方法步骤中，形成所述相绝缘件(58)。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，
所述相绝缘件(58)沿着所述周向方向(U)延伸并使布置在所述相邻定子齿(8a、8b)上的所述塑料(11)的所述绝缘层(51)彼此连接。
17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
-注射到所述定子齿(8、8a、8b)的所述表面区段(50a、50b、50c)上的所述塑料(11)借助于电绝缘的第一塑料材料(K1)来形成；
-构成所述至少一个相绝缘件(58)的所述塑料(11)由第二塑料材料(K2)形成；
-构成所述第一保护涂层(75)或/和所述第二保护涂层(75)的所述塑料由所述第二塑料材料(K2)或由第三塑料材料(K3)形成。
18.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
所述第二塑料材料(K2)被构成为电绝缘或导电；或者/并且
所述第三塑料材料(K3)被构成为电绝缘或导电。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)是热塑性的，
-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)是热固性的。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)具有相同的热导率；或者/并且
-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)具有不同的热导率。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)是相同的材料；或者/并且
-所述第一塑料材料(K1)或/和所述第二塑料材料(K2)或/和所述第三塑料材料(K3)是不同的材料。
22.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
分别用塑料(11)对所述空间(9)进行注塑成型或填充，使得分别在所述注塑成型或所述填充之后所述空间(9)中不再存在气隙(61)。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，
借助于所述塑料(11)来以基本上无隙的方式构成所述空间(9)。
24.一种定子(1)，所述定子借助于根据权利要求1至23中的任一项所述的方法生产。
25.一种电机，
-包括特别是根据权利要求24所述的定子(1)，所述定子借助于根据权利要求1至23中的任一项所述的方法生产，
-包括转子(3)，所述转子(3)被构成为相对于所述定子(1)围绕旋转轴线(D)可旋转。
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