CN111448742A - 用于制造电机的定子的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造电机的定子(1)的方法，包括以下步骤：a)提供包括环形定子主体(2)的定子(1)，沿定子主体(2)的周向(U)彼此间隔布置的多个定子齿(3)从所述环形定子主体径向向内伸出，以容纳定子绕组(5)，其中，沿所述周向(U)相邻的两个定子齿(3)之间形成中间空间(4)；b)利用第一塑料材质(K1)对沿周向(U)相邻的至少两个定子齿(3)至少部分地进行包覆；c)在至少一个定子齿(3)上布置至少一个定子绕组(5)；d)利用第二塑料材质(K2)对所述至少一个定子绕组(5)至少部分地进行包覆来将所述至少一个定子绕组固定到至少一个定子齿(3)上，其特征在于，在根据步骤b)利用所述第一塑料材质(K1)进行包覆之后并且在根据步骤d)固定至少一个定子绕组(5)之前，将(第一)模具(6a)引入到所述两个定子齿(3)之间的中间空间(4)中，使得中间空间(4)的由(第一)模具(6a)填充以形成冷却通道(9)的体积在根据步骤d)包覆期间不包含第二塑料材质(K2)。

Description

用于制造电机的定子的方法

本发明涉及一种用于制造电机的定子的方法。本发明还涉及一种借助于该方法制造的定子，以及涉及一种具有这种定子的电机。

通常，用于电机的常规定子包括在电机运行期间被通电的定子绕组。这种电机通常能够是电动机或发电机。电机能够设计为外转子电机或内转子电机。在机器运行期间会产生热量，必须将该热量散发，以避免过热以及与此相关的损坏甚至毁坏。为此，从常规定子中已知为定子配备冷却系统来冷却定子-特别是冷却所述定子绕组。这种冷却系统包括一个或更多个冷却通道，该冷却通道由冷却剂流过并布置在定子绕组附近。通过从定子绕组到冷却剂的热传递，热量能够从定子散发。以此方式，能够避免定子绕组的过热以及与此相关的定子的损坏甚至毁坏。

为了使提供上述冷却通道的制造成本保持较低，已知的是，利用塑料材质对形成定子主体的定子的铁芯叠片进行包覆，该定子主体包括承载定子绕组的定子齿，并且在注塑成型过程中在塑料材质中形成所述冷却通道。在包覆过程中，缠绕在定子齿上的定子绕组能够永久地固定到定子上。

在这种情况下，已经证明具有的问题是，在对定子主体和布置在定子齿上的绕组进行包覆时，不能保证形成的导电绕组不会抵靠在同样也导电的定子主体上，该定子主体通常是由上下堆叠的成形的导电金属板片形成。然而，伴随这种情况的定子绕组与定子主体之间的电连接导致不期望的短路。

在实际中，这也适用于以下通常情况，即定子绕组已电绝缘地制造，因为在电机运行期间，由于流过绕组的大电流能够导致高温，所以能够部分损坏甚至毁坏定子绕组的电绝缘性能。

同样，无法排除的是在通过利用塑料材质的注塑成型过程形成冷却通道之后定子绕组不会伸入到冷却通道中。如果定子绕组的上述电绝缘材料受损甚至被毁坏，则定子绕组能够与引导通过冷却通道的冷却剂直接接触，必须避免这种情况，以防止定子绕组与冷却剂的电连接。

本发明的目的是提供一种用于制造具有冷却通道的定子的改进的制造方法，利用该制造方法很大程度上克服甚至完全克服上述缺点。

该目的通过独立权利要求的主题来解决。优选的实施例是从属权利要求的主题。

根据本发明的用于制造电机的定子的方法包括第一步骤a)。根据步骤a)，提供了包括环形定子主体的定子，依次沿周向彼此间隔布置的多个定子齿从该定子主体伸出以容纳定子绕组。分别地，沿周向相邻的两个定子齿之间形成中间空间，即所谓的定子槽。

根据另一步骤b)，利用第一塑料材质对沿周向相邻的至少两个定子齿至少部分地进行包覆。以此方式，还确保了在缠绕过程之后仍将要缠绕在定子齿上的定子绕组相对于导电定子齿是电绝缘的。因此，优选地，对定子齿面向中间空间的周向侧面进行包覆。

根据另一步骤c)，在至少一个定子齿上布置至少一个定子绕组。该过程与将定子绕组缠绕到定子齿上相对应。定子绕组能够实现为集中式或分布式定子绕组。在第一种情况下，根据另一步骤d)，利用第二塑料材质对定子绕组至少部分地进行包覆来将至少一个定子绕组固定到定子齿上，即永久地固定。

根据本发明，在根据步骤b)利用第一塑料材质进行包覆之后并且在根据步骤d)固定至少一个定子绕组之前，将第一模具引入到两个定子齿之间的中间空间中。这被执行为使得中间空间的由第一模具填充以形成冷却通道的体积在根据步骤d)的包覆期间不包含第二塑料材质。

因此，在借助于在此引入的方法来制造定子的情况下，能够将在定子绕组中，特别是在定子绕组的轴向端部中产生的废热通过第一塑料材质、第二塑料材质和/或第三塑料材质输送到形成在定子主体中的冷却剂通道来实现定子绕组的冷却。在那里，废热由流过冷却剂通道的冷却剂吸收。

优选地，上述过程适用于多个定子齿和多个定子绕组。特别优选地，上述过程适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。

根据本发明的方法的优选实施例，第一模具覆盖定子主体的径向向外界定中间空间的表面部分，在步骤b)中该表面部分能够用第一塑料材质部分或完全覆盖，使得在步骤d)中该表面部分没有被第二塑料材质覆盖。因此，第一塑料材质能够用于定子主体的电绝缘。同时，在借助于第二塑料材质固定定子绕组期间，第一模具使形成冷却通道所需体积保持空余。

根据优选的实施例，第一模具被引入到所涉及的中间空间的径向外端部中。因为定子绕组在径向外端部的区域中产生特别多的废热，中间空间的该区域特别适合于形成冷却通道。

特别地实际上，在将第一模具引入到中间空间的径向外端部之后，第一模具完全地填充径向外端部。特别优选地，第一模具还至少部分平坦地抵靠界定径向外端部的第一塑料材质。

根据有利的改进，该方法包括另外的方法步骤e)，根据该方法步骤，在利用第二塑料材质进行包覆之后，从中间空间中再次将第一模具移除。以此方式，在移除第一模具之后形成的中空空间形成供冷却剂流过的冷却剂通道。

根据另一优选实施例，该方法包括另外的方法步骤f)。根据步骤f)，利用第三塑料材质对界定中空空间或冷却通道的第二塑料材质、以及-替代地或此外地-借助于第二塑料材质固定到定子齿的定子绕组、以及-替代地或此外地-在移除第一模具之前由该第一模具覆盖的定子主体的表面部分进行包覆。优选这执行为使得在利用第三塑料材质进行包覆之后，中空空间或冷却通道仅由第三塑料材质或第一塑料材质界定。

实际上，在移除第一模具之后，利用第三塑料材质进行包覆。以此方式，从第二塑料材质中伸出的任何定子绕组与流过冷却剂通道的冷却剂绝缘。优选地，能够以这种方式处理更多现有的中空空间或冷却剂通道。特别优选地，能够以这种方式处理所有现有的中空空间或冷却剂通道。

优选地，在执行步骤f)之后，所涉及的冷却剂通道因此仅由第一塑料材质或第三塑料材质界定。以此方式，排除了定子绕组或定子主体与冷却剂的不允许的电/机械接触。

特别优选地，利用第一塑料材质或第三塑料材质进行包覆被执行为使得在包覆之后，中空空间或冷却通道不再在任何位置由定子绕组和/或定子主体直接界定。以此方式，排除了定子绕组与冷却剂的不允许的电/机械接触。

根据另一优选实施例，在根据步骤b)利用第一塑料材质进行包覆之后并且在根据步骤d)固定至少一个定子绕组之前，将第二模具引入到中间空间的径向内端部。以此方式确保了中间空间的由第二模具填充以形成另外的冷却通道的体积在根据步骤d)的包覆期间不包含第二塑料材质。因为定子绕组在径向内端部的区域中产生特别多的废热，中间空间的该区域也证明对于形成冷却通道特别有利。

特别优选地，第二模具覆盖两个定子齿的径向向内界定中间空间的表面部分，在步骤b)中该表面部分能够用第一塑料材质部分或完全覆盖。以此方式确保在步骤d)中表面部分没有被第二塑料材质覆盖。

根据优选实施例，在步骤a)中设置的沿定子主体的周向相邻的至少两个定子齿分别在背离定子主体的端部处包括至少一个沿周向伸出的突起。在该实施例中，沿周向相邻的定子齿的两个突起沿周向彼此相对。以此方式，两个突起部分地界定定子齿之间径向向内形成的中间空间，同时形成通道槽。

优选地，上述过程适用于多个定子齿和多个定子绕组。特别优选地，上述过程适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。

根据另一优选实施例，该方法能够包括另一另外的方法步骤e1)。根据该步骤e1)，在利用第二塑料材质进行包覆之后，从通道槽中移除第二模具。因此，在移除第二模具之后形成的中空空间形成供冷却剂流过的另外的冷却剂通道。

根据另一有利的改进，该方法能够包括另一另外的方法步骤f1)。根据另外的方法步骤f1)，利用第三塑料材质对界定另外的冷却通道的第二塑料材质、以及-替代地或此外地-借助于第二塑料材质固定到定子齿上的定子绕组、以及-替代地或此外地-在移除第二模具之前由该第二模具覆盖的定子齿的表面部分进行包覆。在该进一步改进中这被执行为使得在利用第三塑料材质K3进行包覆之后，另外的冷却剂通道仅由第三塑料材质K3或第一塑料材质K1界定。

以此方式，从第二塑料材质中伸出的任何定子绕组与流过冷却剂通道的冷却剂绝缘。

特别优选地，另外的冷却剂通道仅由第三塑料材质界定。以此方式，排除了定子绕组与冷却剂的不允许的电接触。

实际上，利用第三塑料材质进行包覆被执行为使得在包覆之后，中空空间或冷却剂通道不在任何位置由定子绕组和/或定子主体直接界定。以此方式，排除了定子绕组与冷却剂的不允许的电接触。

优选地，第二模具设计为使得该第二模具不仅填充沿周向相邻的两个定子齿之间形成的通道槽，此外还径向向外地伸入到两个定子齿之间的剩余中间空间中。在该方案中，第二模具还填充中间空间的在通道槽之后的径向内端部。

当第一模具和/或第二模具通过优选地由板状或片状构成的插件形成时，该插件特别优选地由钢制成，则该第一模具和/或第二模具证明是特别可制造的并因此成本较低。

根据有利的改进，该方法能够包括另一另外的方法步骤g)，根据该方法步骤g)，能够利用第四塑料材质对定子主体的至少一个外周向侧面进行包覆。

根据有利的改进，根据步骤g)的包覆期间，利用第四塑料材质对也设置在定子主体的外周向侧面上的轴向延伸的突起进行包覆，螺纹杆分别从该突起的轴向端侧伸出，用于将相应的轴承端盖固定到定子主体上。

根据另一优选实施例，在另外的方法步骤中，借助于包覆的螺纹杆将轴向相对的两个轴承端盖固定到定子主体上。这被执行为使得第一轴承端盖密封设置在第三塑料材质和/或第四塑料材质中的第一中空空间，该第一中空空间形成冷却剂分配器，并且因此与现有的冷却通道流体地连通。此外固定还使得第二轴承端盖密封设置在第三塑料材质和/或第四塑料材质中的第二中空空间，该第二中空空间形成冷却剂收集器，并且因此与现有的冷却通道流体地连通。两个轴承端盖能够以端板的方式形成，该端板沿轴向彼此相对并且轴向地延伸定子主体。能够在一个或两个轴承端盖中设置凹槽，该凹槽分别将设置在第三塑料材质和第四塑料材质中的中空空间进行扩展。

在下文中，介绍与不同塑料材质的材料特性有关的各种有利的实施例。关于期望的材料特性，应该注意的是，基本上期望具有高热导率、高强度和高冷却剂耐受性的塑料材质。然而，具有所有这些材料特性的塑料非常昂贵。因此，在下文中将对材料组合进行说明，其中，相应的塑料材质仅具有实现相应功能所需的材料特性。例如仅设置在定子外部上并具有壳体功能的第四塑料材质不需要高热导率。当第四塑料材质具有高机械强度时就足够了。与此相反，直接界定冷却通道的第三塑料材质应具有较高的冷却剂耐受性，因为该第三塑料材质直接与流过相应冷却通道的冷却剂接触。类似地适用于第一塑料材质，该第一塑料材质同样能够界定冷却通道并因此与冷却剂接触。为了能够有效地将定子绕组产生的热量散发，在其中布置有单独的定子绕组的第二塑料材质应具有尽可能高的热导率。

通过选择材料成分可以调整热固性塑料和热塑性塑料的热导率。因此，热塑性塑料的热导率能够等于或大于热固性塑料的热导率，反之亦然。与使用热固性塑料相比，使用热塑性塑料具有多种优点。例如，由于热塑性塑料在其处理时采用了可逆的成型过程而具有更好的可回收性，或者与热固性塑料相比具有更低的脆性并具有更好的阻尼特性。然而，因为热塑性塑料购买时通常比热固性塑料贵，应选择性地采用热塑性塑料。

根据优选实施例，第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质和/或第四塑料材质包括热塑性塑料或者是热塑性塑料，以便充分利用上述优点。

另一优选实施例提供了第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质和/或第四塑料材质包括热固性塑料或者是热固性塑料，以便能够充分利用上述成本优势。

根据另一优选实施例，第一塑料材质、第二塑料材质和/或第三塑料材质的塑料材料包括热固性塑料或者是热固性塑料。与此相反，在该实施例中，第四塑料材质的塑料材料包括热塑性塑料或者是热塑性塑料。

根据有利的改进，第四塑料材质的热导率低于第一塑料材质、第二塑料材质和/或第三塑料材质的热导率。

根据另一有利的改进，第三塑料材质的冷却剂耐受性高于第二塑料材质或第一塑料材质的冷却剂耐受性。

根据另一有利的改进，第一塑料材质和第二塑料材质的热导率高于第三塑料材质和第四塑料材质的热导率。

根据另一优选实施例，第一塑料材质和第二塑料材质和第三塑料材质的塑料材料包括热塑性塑料或是热塑性塑料。与此相比，在该实施例中，第四塑料材质的塑料材料是热固性塑料，该热固性塑料与第一塑料材质、第二塑料材质和第三塑料材质的热塑性塑料不同。

根据有利的改进，第四塑料材质的热导率低于第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质的热导率。替代地或此外地，在该实施例中，第四塑料材质的强度高于第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质的强度。

根据另一优选实施例，第一塑料材质和第三塑料材质的塑料材料包括相同的热塑性塑料或由相同的热塑性塑料组成，而与第二塑料材质和第四塑料材质的塑料材料不同。在该实施例中，第二塑料材质的塑料材料与第四塑料材质的塑料材料不同。

根据有利的改进，第一塑料材质和/或第三塑料材质的冷却剂耐受性高于第二塑料材质和/或第四塑料材质的冷却剂耐受性。替代地或此外地，在该进一步的改进中，第一塑料材质和/或第三塑料材质的热导率低于第二塑料材质的热导率。替代地或此外地，在该进一步的改进中，第四塑料材质的强度高于第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质的强度。

实际上，界定相应的冷却通道的第三塑料材质和/或第一塑料材质的层厚度最大为0.8mm，优选最大为0.3mm。

根据另一优选实施方式，第一塑料材质、第二塑料材质、第三塑料材质和第四塑料材质的塑料材料包括不同的热塑性塑料或热固性塑料，或者由不同的热塑性塑料或热固性塑料组成。

根据有利的改进，第一塑料材质和/或第三塑料材质的冷却剂耐受性高于第二塑料材质的冷却剂耐受性。替代地或此外地，在该进一步的改进中，第二塑料材质的热导率高于第一塑料材质和/或第三塑料材质和/或第四塑料材质的热导率。替代地或此外地，在该进一步的改进中，第四塑料材质的强度高于第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质的强度。

根据另一优选实施例，该方法包括两个另外的方法步骤h1)、h2)。根据另外的方法步骤h1，在定子上和/或在定子之中设置冷却剂分配器空间和冷却剂收集器空间，该冷却剂分配器空间和冷却剂收集器空间经由至少一个冷却剂通道和/或至少一个另外的冷却剂通道彼此流体地连通。冷却剂分配器空间用于将冷却剂分配到冷却通道上，冷却剂收集器空间用于在冷却剂流过冷却通道之后对冷却剂进行收集。冷却剂分配器和冷却剂收集空间能够布置在定子主体的轴向延长部分中并且沿轴向方向彼此相对。冷却剂分配器空间和冷却剂收集器空间能够至少部分地布置在或形成于第二塑料材质中。尽管，导电的定子绕组通常在其制造过程中就已经被电绝缘体包围，以防止在单独的绕组部分彼此接触时形成短路。然而，在定子绕组的制造和组装之后，不能确保所有这些绕组都连贯地具备这种绝缘体。根据另外的方法步骤h2，因此利用电绝缘的绝缘材料对界定冷却剂分配器空间和/或冷却剂收集器空间的第二塑料材质和/或至少一个定子绕组的，优选存在于定子中的所有定子绕组的轴向端部进行包覆和/或喷涂。优选地，为此使用电绝缘漆。替代地或此外地，也能够使用塑料材质，特别是第三塑料材质和/或第四塑料材质。以此方式，能够防止存在于冷却剂分配器空间中或冷却剂收集器空间中的冷却剂与导电定子绕组的不期望的短路。

特别地，根据步骤h2)的包覆或喷涂被执行为使得在包覆或喷涂之后，第二塑料材质和至少一个定子绕组的，优选所有定子绕组的轴向端部均不直接界定冷却剂分配器空间或冷却剂收集器空间。以此方式，排除了导电定子绕组与存在于冷却剂分配器空间或冷却剂收集空间中的冷却剂的不期望的电连接。

特别优选地，在该方法的步骤d)中或在其他的时间，即在执行步骤d)之前或在执行步骤d)之后，借助于塑料材质，优选地借助于第二塑料材质将至少一个定子绕组的轴向端部固定到至少一个定子齿上。

此外，本发明涉及一种借助于上述方法制造的定子。因此，上述根据本发明的方法的优点也适用于根据本发明的定子。

此外，本发明涉及一种具有上述定子的电机，该定子因此借助于根据本发明的方法来制造。因此，上述根据本发明的方法的优点也适用于根据本发明的电机。除定子之外，电机还包括相对于定子绕旋转轴线旋转的转子。

本发明的其他重要特征和优点由从属权利要求、附图以及根据附图的相关描述中获得。

应当理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，上述特征以及在下文中将要说明的特征不仅可以以所述的相应组合中使用，还能够以其他组合或者单独使用。

在附图中示出了本发明优选的实施例，并且在下面的描述中对其进行详细说明。

分别示意性地示出：

图1a、图1b以不同的图示示出了在该方法的步骤a)中提供的定子，图2a、图2b、图2c以不同的图示示出了在执行步骤b)之后的图1a、图1b的定子，

图3a、图3b、图3c以不同的图示示出了在执行步骤c)之后的图2a、图2b、图2c的定子，

图4a、图4b、图4c以不同的图示示出了在执行步骤d)之后的图2a、图2b、图2c的定子，

图5a、图5b、图5c以不同的图示示出了在执行步骤e)之后的图2a、图2b、图2c的定子，

图6a、图6b以不同的图示示出了在执行步骤e)之后的图2a、图2b、图2c的定子，

图7a、图7b是示出了方法步骤h)的彼此可替代的两个方案。

图1a以透视图示出了根据本发明的方法的步骤a)中提供的具有环形定子主体2的定子1。如在图1a中明显看出，用于容纳定子绕组(图1中未示出)的多个定子齿3从定子主体2径向向内伸出，该多个定子齿沿环形定子主体2的周向U彼此间隔地布置。

分别地，在沿周向U相邻的两个定子齿3之间形成中间空间4，该中间空间对于本领域技术人员以术语“定子槽”而熟知。图1b以沿周向U相邻的两个定子齿3的区域中的细节图以及沿轴向方向A的俯视图的形式示出了图1a中的定子主体2的细节图，该轴向方向沿定子主体2的中心纵向轴线M延伸并因此垂直于周向U延伸。径向方向R垂直地远离中心纵向轴线延伸，并且因此既与经过轴向方向A正交又与周向U正交。

每个定子齿3能够在背离定子主体2的端部处具有突起12a、12b，该突起沿周向U从定子齿3伸出并且与定子齿的周向U反向，使得沿周向U相邻的两个定子齿3的沿周向U彼此相对的两个突起12a、12b分别径向向内部分地界定中间空间4，同时形成通道槽13。

在另一方法步骤b)中，利用第一塑料材质K1对定子齿3进行包覆。图2a和图2b以对应于图1a和1b的图示示出了在执行方法步骤b)之后的定子主体2。为了说明，图2c作为图2a的细节图示出了多个相邻定子齿3。

在根据步骤b)利用第一塑料材质K1进行包覆之后并且在根据步骤d)固定定子绕组5之前，将第一模具6a引入到两个定子齿3之间的中间空间4的径向外端部10a中。优选地，第一模具6a完全填充径向外端部10a。因此，中间空间4的由第一模具6a填充以形成冷却通道9的体积在之后仍要执行的步骤d)中，即在利用第二塑料材质K2进行包覆期间，不包含第二塑料材质K2。

实际上，第一模具6a能够覆盖定子主体2的径向向外界定中间空间4的表面部分7，在步骤b)中该表面部分能够已用第一塑料材质K1部分或完全覆盖。以此方式，防止了在之后仍要执行的方法步骤d)中该表面部分被第二塑料材质K2覆盖。

在另一方法步骤c)中，定子绕组5布置在定子齿3上。这在图3a、图3b和图3c中大致地示意性地示出，其以对应于图2a、图2b和图2c的图示示出了在执行方法步骤c)之后的定子主体2。

在另一方法步骤d)中，通过利用第二塑料材质K2至少部分地包覆将定子绕组5固定到定子齿3上。这在图4a、图4b和图4c中大致地示意性示出，其以对应于图3a、图3b和图3c的图示示出了定子主体2。如上所述，由第一模具6a填充的体积不包含第二塑料材质K2。第一模具6a覆盖定子主体2的径向向外界定中间空间4的表面部分7，在步骤b)中该表面部分7能够已用第一塑料材质K1部分或完全覆盖。以此方式，防止了在之后仍要执行的方法步骤d)中该表面部分7被第二塑料材质K2覆盖。在利用第二塑料材质K2进行包覆之后，在方法步骤e)中，将第一模具6a再次从中间空间4中移除，使得在移除模具6a之后，存在的中空空间8能够分别形成供冷却剂流过的冷却通道9。

可选地，在根据步骤b)利用第一塑料材质K1进行包覆之后并且在根据步骤d)固定定子绕组5之前，也能够将第二模具6b引入到相应的中间空间4的径向内端部10b中。因此，中间空间4的由第二模具6b填充以形成另外的冷却通道9'的体积在根据步骤d)的包覆期间不包含第二塑料材质K2。以与第一模具6a类似的方式，第二模具6b能够分别覆盖两个定子齿3的径向向内界定中间空间4的表面部分7'，在步骤b)中该表面部分7能够已用第一塑料材质K1部分或完全覆盖。因此，防止了在步骤d)中该表面部分7'被第二塑料材质K2覆盖。

以与第一模具6a类似的方式，在利用第二塑料材质K2进行包覆之后，能够将第二模具6b再次从通道槽13中移除，使得在移除相应的第二模具6b之后，存在的中空空间8'分别形成供冷却剂流过的另外的冷却通道9'。

在另一方法步骤f)中，利用第三塑料材质K3对界定中空空间8或者冷却剂通道9的第二塑料材质K2、借助于第二塑料材质K2固定到定子齿2的定子绕组3、以及在移除第一模具6a之前由第一模具覆盖的定子主体2的表面部分7进行包覆。在移除第一模具6a之后执行步骤f)。在步骤附f)的过程中利用第三塑料材质K3进行包覆，优选地使得在利用第三塑料材质K3包覆之后，中空空间8或冷却剂通道9仅由第三塑料材质K3或第一塑料材质K1界定。

在这种情况下，形成的中空空间8或冷却剂通道9仅由第一塑料材质K1或第三塑料材质K3界定，使得定子主体2相对于流过冷却剂通道9的冷却剂的期望的电绝缘能够得到确保。特别地，另外的冷却剂通道9'可以仅由第三塑料材质K3和第一塑料材质K1界定。

根据在此说明的制造方法，能够利用第三塑料材质K3对界定另外的冷却剂通道9'的第二塑料材质K2、借助于第二塑料材质K2固定到定子齿3的定子绕组5、以及在移除第二模具6b之前由第二模具覆盖的定子齿3的表面部分7'进行包覆。在此，包覆被执行为使得在利用第三塑料材质K3进行包覆之后，冷却剂通道9'仅由第三塑料材质K3或第一塑料材质K1界定。

以与冷却剂通道9类似的方式，另外的冷却剂通道9'也仅由第一塑料材质或第三塑料材质K3界定。特别地，另外的冷却剂通道9'可以仅由第三塑料材质K3界定。

换言之，特别地实际上利用第三塑料材质K3进行包覆被执行为使得在包覆之后，中空空间8、8'或冷却剂通道9、9'不会在任何位置由定子绕组或定子主体2直接界定。在另一方法步骤中，能够利用第四塑料材质K4对定子主体2的至少一个外周向侧面16进行包覆。这在图6a和6b中示出，其图示与图5a和图5b相对应。在利用第四塑料材质K4进行包覆的过程中，同样能够利用第四塑料材质K4对如图6a和6b所示设置在定子主体2的外周向侧面16上的轴向延伸突起18进行包覆，螺纹杆19分别从突起18轴向端侧伸出，用于将相应的轴承端盖固定到定子主体2上。

在另一可选的方法步骤中，能够借助于包覆的螺纹杆19沿轴向方向A将两个轴承端盖相对地固定到定子主体上。这在图7a和7b中示出了彼此可替代的两种方案。因此，在两种方案中，第一轴承端盖20a密封设置在第三塑料材质K3和第四塑料材质K4中的第一中空空间21a，该第一中空空间形成冷却剂分配器22a，并且因此与存在于定子1中的冷却剂通道9、9'流体地连通。第二轴承端盖(未示出)密封形成在第三塑料材质K3和第四塑料材质K4中的第二中空空间(未示出)，该第二中空空间形成冷却剂收集器(未示出)，并且因此与存在于定子1中的冷却通道9、9'流体地连通。根据图7a和7b的两个轴承端盖沿轴向方向A彼此相对并且轴向地界定定子1的定子主体2。

根据图7a在定子1沿轴向方向A的纵向截面中，冷却剂分配器22a和冷却剂收集器分别具有U形的几何形状，该几何形状在轴向延长部分中并且径向向外地和径向向内地部分地围绕定子绕组5的相应的轴向端部23。根据图7b在定子1沿轴向方向A的纵向截面中，冷却剂分配器22a和冷却剂收集器分别具有I形的几何形状，该几何形状在轴向延长部分中并且径向向外地和径向向内地部分地围绕定子绕组5的相应的轴向端部。借助于已提到的定子主体2上的螺纹杆19以及与这些螺纹杆19配合的螺母24实现轴承端盖20a在定子主体2的固定。第一模具6a和第二模具6b能够分别由板状或片状插件17a、17b形成，优选地由钢形成。

在示例的第一方案中，第一塑料材质K1和第二塑料材质K2和第三塑料材质K3的塑料材料包括热固性塑料或由相同的热固性塑料组成。与此相比，第四塑料材质K4的塑料材料是与第一塑料材质、第二塑料材质和第三塑料材质的热固性塑料不同的热塑性塑料。在该方案中，第四塑料材质K4的热导率低于第一塑料材质K1、第二塑料材质K2和第三塑料材质K3的热导率。除此之外，该实施例中，第四塑料材质K4的强度高于第一塑料材质K1、第二塑料材质K2和第三塑料材质K3的强度。

在该示例的第二方案中，第一塑料材质K1和第三塑料材质K3的塑料材料包括相同的热固性塑料或由相同的热固性塑料组成，而该塑料材料与第二塑料材质K2和第四塑料材质K4的塑料材料不同。在该方案中，第二塑料材质K2的塑料材料与第四塑料材质K4的塑料材料不同。在该方案中，第一塑料材质K1和第三塑料材质K3的冷却剂耐受性分别高于第二塑料材质K2的冷却剂耐受性。此外，在第一塑料材质K1和第三塑料材质K3中的这种方案中热导率分别低于第二塑料材质K2的热导率。最终，替代地或此外地，该示例的这种方案中，第四塑料材质K4的强度高于第一塑料材质K1、第二塑料材质K2和第三塑料材质K3的强度。在示例的这种方案中，第三塑料材质K3和第一塑料材质K1的层厚度最大为0.8mm，优选最大为0.3mm。

在该方案中，第一塑料材质K1和第三塑料材质K3的冷却剂耐受性分别高于第二塑料材质K2和第四塑料材质K4的冷却剂耐受性。除此之外，在进一步改进中，第二塑料材质K2的热导率高于第一塑料材质K1、第三塑料材质K3和/或第四塑料材质K4的热导率。替代地或此外地，在进一步的改进中，第四塑料材质K4的强度高于第一塑料材质K1和/或第二塑料材质K2和/或第三塑料材质K3的强度。

根据可选的方法步骤，能够利用电绝缘的绝缘材料对初始界定冷却剂分配器空间22a和冷却剂收集器空间22b的第二材料体K2进行包覆和/或喷涂。同样地，能够利用电绝缘的绝缘材料对定子绕组6的轴向端部进行包覆和/或喷涂，该轴向端部能够沿轴向方向A分别从中间空间4的两侧伸出。实际上，为此使用了电绝缘漆。然而，也能够考虑使用第三塑料材质K3和/或第四塑料材质K4或另一合适的塑料材质。包覆、喷涂被执行为使得在包覆或喷涂之后，第二塑料材质K2或定子绕组5的轴向端部均不直接界定冷却剂分配器空间22a或冷却剂收集器空间22b。以此方式，排除了导电定子绕组6与存在于冷却剂分配器空间22a或冷却剂收集空间22b中的冷却剂之间的不期望的电连接。

在步骤d)期间或在其他的时间，即在执行步骤d)之前或在执行步骤d)之后，也能够借助于塑料材质，特别是借助于第二塑料材质K2将定子绕组5的轴向端部固定到相应的定子齿3上。

Claims (27)

1.一种用于制造电机的定子(1)的方法，包括以下步骤：

a)提供包括环形定子主体(2)的定子(1)，沿定子主体(2)的周向(U)彼此间隔布置的多个定子齿(3)从所述环形定子主体径向向内伸出，以容纳定子绕组(5)，其中，沿所述周向(U)相邻的两个定子齿(3)之间形成中间空间(4)，

b)利用第一塑料材质(K1)对沿所述周向(U)相邻的至少两个定子齿(3)至少部分地进行包覆，

c)在至少一个定子齿(3)上布置至少一个定子绕组(5)，

d)利用第二塑料材质(K2)对所述至少一个定子绕组(5)至少部分地进行包覆来将所述至少一个定子绕组固定到所述至少一个定子齿(3)上，

其特征在于，

在根据步骤b)利用所述第一塑料材质(K1)进行包覆之后并且在根据步骤d)固定所述至少一个定子绕组(5)之前，将(第一)模具(6a)引入到所述两个定子齿(3)之间的所述中间空间(4)中，使得所述中间空间(4)的由所述(第一)模具(6a)填充以形成冷却通道(9)的体积在根据步骤d)包覆期间不包含所述第二塑料材质(K2)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一模具(6a)覆盖所述定子主体(2)的径向向外界定所述中间空间(4)的表面部分(7)，在步骤b)中所述表面部分能够已用第一塑料材质(K1)部分或完全覆盖，使得在根据步骤d)的包覆期间，所述表面部分(7)没有被所述第二塑料材质(K2)覆盖。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述(第一)模具(6a)被引入到所述中间空间(4)的径向外端部(10a)中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述(第一)模具(6a)完全地填充径向外端部(10a)。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

所述方法包括以下另外的方法步骤e)：

e)在利用所述第二种塑料材质(K2)进行包覆之后，从所述中间空间将所述(第一)模具(6a)移除，使得在移除所述(第一)模具(6a)之后形成的中空空间(8)形成供冷却剂流过的冷却剂通道(9)。

6.根据前述权利要求中之一所述的方法，其特征在于，

所述方法包括以下另外的方法步骤f)：

f)利用第三塑料材质(K3)对界定所述中空空间(8)或所述冷却剂通道(9)的所述第二塑料材质(K2)和/或借助于所述第二塑料材质(K2)固定到所述定子齿(3)上的所述定子绕组(5)和/或在移除所述(第一)模具(6a)之前由所述(第一)模具(6a)覆盖的定子主体(2)的表面部分(7)进行包覆。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

在移除所述(第一)模具(6a)之后，利用所述第三塑料材质(K3)进行包覆。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，

所述冷却剂通道(9)优选地仅由所述第一塑料材质和/或第三塑料材质(K1、K3)界定。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

在根据步骤b)利用所述第一塑料材质(K1)进行包覆之后并且在根据步骤d)固定至少一个所述定子绕组(5)之前，将第二模具(6b)引入到中间空间(4)的径向内端部(10b)，使得所述中间空间(4)的由所述(第二)模具(6b)填充以形成另外的冷却通道(9')的体积在根据步骤d)包覆期间不包含所述第二塑料材质(K2)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述第二模具(6b)覆盖所述两个定子齿(3)的径向向内界定所述中间空间(4)的表面部分(7')，在步骤b)中所述表面部分能够已用所述第一塑料材质(K1)部分或完全覆盖，使得在步骤d)中所述表面部分(7')没有被所述第二塑料材质(K2)覆盖。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述方法包括以下另外的方法步骤e1)：

e1)在利用所述第二塑料材质(K2)进行包覆之后，从所述中间空间(4)中移除所述第二模具(6b)，使得在移除所述第二模具(6b)之后形成的中空空间(8')形成供冷却剂流过的另外的冷却剂通道(9')。

12.根据权利要求6至11之一所述的方法，其特征在于，

利用所述第三塑料材质(K3)进行包覆被执行为使得在包覆后，经包覆的中空空间(8)和/或另外的中空空间(8')或冷却剂通道(9)和/或另外的冷却通道(9')不会在任何位置由所述定子绕组(5)和/或所述定子主体(2)直接界定。

13.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

所述方法包括以下另外的方法步骤g)：

g)利用第四塑料材质(K4)对所述定子主体(2)的至少一个外周向侧面(16)进行包覆。

14.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

所述第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质和/或第四塑料材质包括热固性塑料或者是热固性塑料。

15.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

所述第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质和/或第四塑料材质包括热塑性塑料或者是热塑性塑料。

16.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

-所述第一塑料材质、第二塑料材质和第三塑料材质(K1、K2、K3)的塑料材料包括相同的热固性塑料或由相同的热固性塑料组成，

-所述第四塑料材质(K4)的塑料材料是与所述第一塑料材质、第二塑料材质和第三塑料材质的热固性塑料不同的热塑性塑料。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

-所述第四塑料材质(K4)的热导率低于所述第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质(K1、K2、K3)的热导率，和/或

-所述第四塑料材质(K4)的强度高于所述第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质(K1、K2、K3)的强度。

18.根据权利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，

-所述第一塑料材质和第三塑料材质(K1、K3)的塑料材料包括相同的热固性塑料或由相同的热固性塑料组成，并且与所述第二塑料材质和第四塑料材质(K2、K4)的塑料材料不同，其中，所述第二塑料材质的塑料材料(K2)与所述第四塑料材质(K4)的塑料材料不同。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，

-所述第一塑料材质和/或第三塑料材质(K4)的冷却剂耐受性高于所述第二塑料材质和/或第四塑料材质(K4)的冷却剂耐受性，和/或

-所述第一塑料材质和/或第三塑料材质(K4)的热导率低于所述第二塑料材质(K2)的热导率，和/或

-所述第四塑料材质(K4)的强度高于所述第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质(K1、K2、K3)的强度。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，

分别界定相应的冷却通道的所述第三塑料材质和/或第一塑料材质的层厚度最大为0.8mm，优选最大为0.3mm。

21.根据权利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，

所述第一塑料材质、第二塑料材质、第三塑料材质和第四塑料材质(K1、K2、K3、K4)的塑料材料包括不同的热塑性塑料或热固性塑料，或者由不同的热塑性塑料或热固性塑料组成。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，

-所述第一塑料材质和/或第三塑料材质(K1、K3)的冷却剂耐受性高于所述第二塑料材质(K2)的冷却剂耐受性，和/或

-所述第二塑料材质(K2)的热导率高于所述第一塑料材质和/或第三塑料材质和/或第四塑料材质(K4)的热导率，和/或

-所述第四塑料材质(K4)的强度高于所述第一塑料材质和/或第二塑料材质和/或第三塑料材质(K1、K2、K3)的强度。

23.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，

所述方法包括以下两个另外的方法步骤h1、h2)：

h1)在所述定子(2)上和/或定子之中设置冷却剂分配器空间(22a)和冷却剂收集器空间(22b)，所述冷却剂分配器空间和冷却剂收集空间经由至少一个所述冷却剂通道(9)和/或经由至少一个所述另外的冷却通道(9')彼此流体地连通；

h2)利用电绝缘的绝缘材料和/或利用所述第三塑料材质(K3)和/或利用所述第四塑料材质(K4)对界定所述冷却剂分配器空间(22a)和/或所述冷却剂收集空间(22b)的所述第二塑料材质(K2)和/或所述至少一个定子绕组(5)的，优选所有定子绕组(5)的轴向端部进行包覆和/或喷涂，所述电绝缘的绝缘材料优选为电绝缘漆。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，

根据步骤h2)的包覆或喷涂被执行为使得在包覆或喷涂之后，所述第二塑料材质(K2)和所述至少一个定子绕组(6)的，优选所有定子绕组(5)的轴向端部均不界定所述冷却剂分配器空间(22a)或所述冷却剂器收集空间(22b)。

25.根据权利要求23或24所述的方法，其特征在于，

在所述方法的步骤d)中，借助于所述第二塑料材质(K2)将所述至少一个定子绕组(6)的轴向端部也固定到所述至少一个定子齿(3)上。

26.一种借助于根据权利要求1至25之一所述的方法制造的定子(1)。

27.一种电机，

-具有特别是根据权利要求26所述的定子(1)，所述定子借助于根据权利要求1至25之一所述的方法制造，

-具有相对于所述定子(1)绕旋转轴线旋转的转子。

Images