DE102007034322A1

DE102007034322A1 - Electrical machine's i.e. three-phase synchronous generator, stator multi-phase winding manufacturing method for motor vehicle, involves separately molding winding strand with coil sides of windings of set of winding strands

Info

Publication number: DE102007034322A1
Application number: DE102007034322A
Authority: DE
Inventors: Klaus Herbold; Helmut Kreuzer; Gerlinde Weber; Christoph Schwarzkopf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2009-01-29

Abstract

The method involves preforming coil sides of windings (18) of a set of winding strands by molding corresponding groove geometry in a tool before inserting coils into grooves (15) of a stator package (17). A winding strand is separately molded in the coil sides, which lie in the grooves. The coil sides are separatedly molded and are individually and successively inserted into the grooves of a circular stator (16). The coil sides are bent in a cylindrical ring shape with the stator package, which is formed as a flat package.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Herstellung einer Wicklung für den Stator einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Drehstromgenerators für Kraftfahrzeuge, wie es beispielsweise aus der WO 01/54 254 A1 bekannt ist. Diese Druckschrift beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer mehrphasigen Statorwicklung, welche vor dem Einbringen in einen als Flachpaket vorliegenden Statorkern vorgeformt und anschließend zusammen mit dem Statorpaket in eine Zylinderringform mit radial nach innen gerichteten Nuten umgeformt wird. Alle Stränge der Wicklung werden hierbei vor dem Einlegen in die Nuten gemeinsam in einem Werkzeug in eine der Nut entsprechenden Form gepresst, wodurch das Einbringen der Wicklung in die Nuten erleichtert und der Nutfüllfaktor erhöht wird. Die einzelnen Leiter der Wicklung verlaufen hierbei jedoch ungeordnet, so dass Kreuzungen und durch das Prägen verursachte Einkerbungen der Wicklungsdrähte nicht auszuschließen sind, wodurch sich an den Kreuzungspunkten der elektrische Widerstand deutlich erhöht mit der Gefahr unzulässiger Erwärmung in diesem Bereich. Außerdem besteht im Bereich derartiger Drahtquetschungen die Gefahr von Drahtbrüchen und Unterbrechungen der Wicklung. Durch das Prägen der ungeordneten Drahtabschnitte verbleiben außerdem nach dem Verformen Spannungen aufgrund der Elastizität der Drähte, welche ein Aufspringen der Wicklung nach der Entnahme aus der Prägeform verursachen und hierdurch das Einbringen in die Nuten erschweren.The invention relates to a method for producing a winding for the stator of an electric machine, in particular an alternator for motor vehicles, as for example from the WO 01/54 254 A1 is known. This document describes a method for producing a polyphase stator winding, which is preformed before being introduced into a stator core which is in the form of a flat pack, and is then shaped together with the stator pack into a cylindrical ring shape with radially inwardly directed grooves. All strands of the winding are pressed here before inserting into the grooves together in a tool in a shape corresponding to the groove, whereby the introduction of the winding in the grooves facilitates and the Nutfüllfaktor is increased. The individual conductors of the winding, however, run disordered, so that intersections and notches caused by the embossing of the winding wires can not be excluded, thereby significantly increasing the electrical resistance at the crossing points with the risk of inadmissible heating in this area. In addition, there is the risk of wire breaks and interruptions of the winding in the field of such Drahtquetschungen. By embossing the disordered wire sections also remain after deformation stresses due to the elasticity of the wires, which cause a crack of the winding after removal from the mold and thereby complicate the introduction into the grooves.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass sich die einzelnen Spulenseiten der Wicklung mit hohem Füllfaktor ohne Schwierigkeiten in die Nuten des Stators einfügen lassen unter Vermeidung von Drahtkreuzungen und querschnittsverengenden Drahtquetschungen. Die Form des vorgeformten, geprägten Nutpaketes bleibt nach dem Herausnehmen aus der Prägeform weitgehend erhalten, so dass das Drahtpaket einer Spulenseite präzise in jeweils eine Nut eingebracht werden kann. Weiterhin wird bei dieser Art der Formgebung des Wicklungsstrangs auch die Isolation der einzelnen Wicklungsdrähte gering belastet und die Drahtisolation nicht beschädigt.The inventive method with the features of independent claim has the advantage that the individual Coil sides of the winding with high filling factor without difficulty in insert the slots of the stator while avoiding of wire crossings and cross-section narrowing wire crimping. The shape of the preformed, embossed groove package remains largely retained after removal from the stamping mold, so that the wire package a coil side precisely in each case a groove can be inserted. Furthermore, in this Art the shape of the winding strand and the isolation of the individual Winding wires lightly loaded and the wire insulation not damaged.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, dass neben der getrennten Prägung der einzelnen Spulenseiten auch jeder Wicklungsstrang getrennt geprägt und einzeln in die Nuten des Stators eingebracht werden kann. Neben der Vereinfachung und Verbilligung des Prägewerkzeugs wird hierdurch das Einfügen der Wicklung in die Statornuten deutlich erleichtert, da die Wicklungsstränge mit geringen Fertigungstoleranzen einzeln in die Nuten des Stators eingebracht werden können.By those listed in the dependent claims Measures are advantageous developments and improvements of the method specified in the independent claim possible. It is particularly advantageous that in addition to the separate Embossing of the individual coil sides also each winding strand shaped separately and introduced individually into the grooves of the stator can be. In addition to the simplification and cheapening of the embossing tool This is the insertion of the winding in the stator slots much easier, since the winding strands with low Manufacturing tolerances individually introduced into the grooves of the stator can be.

Hinsichtlich der Gestaltung des Prägewerkzeuges ist es vorteilhaft, wenn die für jeweils eine Nut bestimmten Spulenseiten eines Wicklungsstrangs gemeinsam in einer nutartig gestalteten Schablone mit parallelen, seitlich verschiebbaren Flanken vorgeformt werden. Mit einer derartigen Schablone erhält man eine nach dem Prägen sehr gut an die Gestalt der Nuten angepasste Form der Spulenseiten, welche auch nur eine geringe Tendenz zur Aufweitung nach der Entnahme aus dem Prägewerkzeug besitzen. Durch parallele, seitlich verschiebbare Flanken an den Schablonen wird die Entnahme der geprägten Spulenseiten deutlich erleichtert und Verformungen beim Herausnehmen der Spulenseite aus dem Prägewerkzeug praktisch vollständig vermieden. Die Spulenseiten eines Wicklungsstrangs werden hierbei vorzugsweise gemeinsam durch einen Prägestempel in den Schablonen auf der gesamten Länge der Nut geprägt, während der ursprüngliche Drahtquerschnitt in den Bereichen außerhalb der Nut erhalten bleibt, sodass die Gestaltungsmöglichkeiten der Wickelköpfe der Wicklung unbeeinflusst bleiben.Regarding the design of the embossing tool, it is advantageous if the coil sides of a Wicklungsstrangs together in a groove-like template with parallel, laterally movable flanks are preformed. With Such a template is obtained after embossing very well adapted to the shape of the grooves shape of the coil sides, which even a slight tendency for expansion after removal own the embossing tool. By parallel, laterally movable flanks on the templates is the removal of the embossed coil sides much easier and deformation when removing the coil side almost completely avoided from the stamping tool. The coil sides of a winding strand are in this case preferably together by an embossing stamp in the templates the entire length of the groove is shaped while the original wire cross section in the areas outside the groove is preserved, so that the design options of Winding heads of the winding remain unaffected.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Leiter der Spulenseiten beim Prägen der Wicklung übereinander angeordnet werden. Hierdurch wird das Prägen der Spulen besonders erleichtert, das Aufspringen der Spulenseiten nach der Entnahme aus der Prägeform minimiert und das Prägewerkzeug stark vereinfacht. Vorzugsweise sind die Drahtquerschnitte aller in der Wicklung verwendeten Drähte vor dem Prägen kreisförmig und gleich groß und die Breite der zum Prägen verwendeten Schablone etwas größer als der Drahtdurchmesser, jedoch kleiner als der doppelte Drahtdurchmesser. Hierdurch erreicht man, dass die Drähte einerseits leicht in die Schablone eingebracht werden können, andererseits jedoch Drahtkreuzungen und starke Verformungen der Drähte vermieden werden. Die Querschnittsfläche der Prägeschablone ist dabei zweckmäßigerweise kleiner als die in der Nut für die Spulenseite zur Verfügung stehende Querschnittsfläche, sodass elastische Rückverformungen der Spulenseite nach der Entnahme aus dem Prägewerkzeug das Einbringen der Wicklung in die Nut nicht behindert.When It has proved to be particularly advantageous if the conductors of the Coil sides when embossing the winding on top of each other to be ordered. This will cause the embossing of the coils especially relieved, the popping of the coil sides after the Removal from the stamping mold minimizes and the stamping tool greatly simplified. Preferably, the wire cross sections of all wires used in the winding before embossing circular and the same size and the width of the stencil used for embossing slightly larger as the wire diameter, but smaller than twice the wire diameter. This ensures that the wires on the one hand easily in the template can be introduced, on the other hand, however Wire intersections and strong deformations of the wires avoided become. The cross-sectional area of the embossing template is expediently smaller than the in the groove for the coil side available Cross-sectional area, so elastic rebounding the coil side after removal from the stamping tool the introduction of the winding in the groove is not hindered.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description explained in more detail.

Es zeigenIt demonstrate

1 einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine mit einer gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wicklung, 1 a longitudinal section through an electrical machine with a produced according to the inventive winding,

2 einen Ausschnitt aus einem Werkzeug zum Prägen einer Spulenseite der Wicklung, 2 a section of a tool for embossing a coil side of the winding,

3 eine entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Prägen verformte Spulenseite der Wicklung, 3 a coil side of the winding deformed by embossing according to the method of the invention,

4 einen Ausschnitt aus einem modifizierten Werkzeug zum Prägen einer Spulenseite der Wicklung und 4 a section of a modified tool for embossing a coil side of the winding and

5 einen Ausschnitt eines als Flachpaket ausgebildeten Stators mit einer eingefügten, durch Prägen vorgeformten Spulenseite der Wicklung der elektrischen Maschine. 5 a section of a formed as a flat package stator with an inserted, preformed by embossing coil side of the winding of the electric machine.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

In der 1 ist ein Längsschnitt durch eine elektrische Maschine in der Ausführung als Drehstrom-Synchrongenerator 10 für Kraftfahrzeuge dargestellt. Dieser weist ein zweiteiliges metallisches Gehäuse 13 auf, das aus einem ersten topfförmigen Lagerschild 13.1 und einem zweiten topfförmigen Lagerschild 13.2 besteht. Das Lagerschild 13.1 und das Lagerschild 13.2 nehmen in sich einen Stator 16 auf mit einem kreisringförmigen Blechpaket 17, in dessen nach innen offene und sich axial erstreckende Nuten 15 eine Statorwicklung 18 eingelegt ist. Der ringförmige Stator 16 umgibt mit seiner radial nach innen gerichteten Oberfläche einen elektromagnetisch erregten Rotor 20, der als Klauenpolläufer ausgebildet ist. Der Rotor 20 besteht unter anderem aus zwei Klauenpolplatinen 22 und 23, an deren Außenumfang sich jeweils in axialer Richtung erstreckende Klauenpolfinger 24 und 25 angeordnet sind. Beide Klauenpolplatinen 22 und 23 sind im Rotor 20 derart angeordnet, dass ihre Klauenpolfinger 24, 25 am Umfang des Rotors 20 einander als N- und S-Pole abwechseln. Es ergeben sich dadurch magnetisch erforderliche Klauenpolzwischenräume zwischen den gegensinnig magnetisierten Klauenpolfingern 24 und 25, welche wegen der sich zu ihrem freien Enden hin verjüngenden Klauenpolfinger 24 und 25 leicht schräg zur Maschinenachse verlaufen.In the 1 is a longitudinal section through an electric machine in the version as a three-phase synchronous generator 10 presented for motor vehicles. This has a two-part metallic housing 13 on, from a first cup-shaped bearing plate 13.1 and a second cup-shaped bearing plate 13.2 consists. The bearing plate 13.1 and the bearing plate 13.2 take in a stator 16 on with a circular laminated core 17 , in which inwardly open and axially extending grooves 15 a stator winding 18 is inserted. The annular stator 16 surrounds with its radially inwardly directed surface an electromagnetically excited rotor 20 who is trained as a clawpun runner. The rotor 20 consists among other things of two claw pole boards 22 and 23 , At the outer periphery extending in each case in the axial direction Klauenpolfinger 24 and 25 are arranged. Both claw pole boards 22 and 23 are in the rotor 20 arranged such that their claw-pole fingers 24 . 25 on the circumference of the rotor 20 alternate each other as N and S poles. This results in magnetically required Klauenpolzwischenräume between the oppositely magnetized Klauenpolfingern 24 and 25 , which due to the Klauenpolfinger rejuvenating to their free ends 24 and 25 slightly oblique to the machine axis.

Der Rotor 20 ist mittels einer Welle 27 und je einem auf je einer Seite befindlichen Wälzlager 28 in den jeweiligen Lagerschilden 13.1 beziehungsweise 13.2 drehbar gelagert.The rotor 20 is by means of a wave 27 and one on each side located bearings 28 in the respective bearing shields 13.1 respectively 13.2 rotatably mounted.

Er weist zwei axiale Stirnflächen auf, an denen jeweils ein Lüfter 30 befestigt ist. Diese Lüfter 30 bestehen im Wesentlichen aus einem scheibenförmigen Abschnitt, von dem Lüfterschaufeln in bekannter Weise ausgehen. Diese Lüfter 30 dienen dazu, über Öffnungen 40 in den Lagerschilden 13.1 und 13.2 einen Luftaustausch zwischen der Außenseite und dem Innenraum der elektrischen Maschine 10 zu ermöglichen. Dazu sind die Öffnungen 40 an den axialen Enden der Lagerschilde 13.1 und 13.2 vorgesehen, über die mittels der Lüfter 30 Kühlluft in den Innenraum der elektrischen Maschine 10 eingesaugt wird. Diese Kühlluft wird durch die Rotation der Lüfter 30 radial nach außen beschleunigt, so dass sie auch durch die kühlluftdurchlässigen Wickelköpfe 45 auf der Antriebsseite und 46 auf der Elektronikseite hindurchtreten kann. Durch diesen Effekt werden die Wickelköpfe gekühlt. Die Kühlluft nimmt nach dem Hindurchtreten durch die Wickelköpfe, beziehungsweise nach dem Umströmen dieser Wickelköpfe, einen Weg radial nach außen durch nicht dargestellte Öffnungen.It has two axial end faces, on each of which a fan 30 is attached. These fans 30 consist essentially of a disc-shaped portion, run from the fan blades in a known manner. These fans 30 serve to over openings 40 in the bearing shields 13.1 and 13.2 an exchange of air between the outside and the interior of the electric machine 10 to enable. These are the openings 40 at the axial ends of the end shields 13.1 and 13.2 provided by means of the fan 30 Cooling air in the interior of the electric machine 10 is sucked in. This cooling air is generated by the rotation of the fan 30 accelerated radially outwards, so that they also through the cool air-permeable winding heads 45 on the drive side and 46 can pass on the electronics side. This effect cools the windings. The cooling air takes after passing through the winding heads, or after the flow around these winding heads, a path radially outward through openings not shown.

In 1 auf der rechten Seite befindet sich eine Schutzkappe 47, die verschiedene Bauteile vor Umgebungseinflüssen schützt. So deckt diese Schutzkappe 47 beispielsweise eine Schleifringbaugruppe 49 ab, die eine ringspulenförmige, auf einem Polkern angeordnete Erregerwicklung 51 geregelt mit Erregerstrom versorgt. Um diese Schleifringbaugruppe 49 herum ist ein Kühlkörper 53 angeordnet, der hier als Pluskühlkörper wirkt. Als sogenannter Minuskühlkörper wirkt das Lagerschild 13.2. Zwischen dem Lagerschild 13.2 und dem Kühlkörper 53 ist eine Anschlussplatte 56 angeordnet, welche im Lagerschild 13.2 befestigte Minusdioden 50 und in dieser Darstellung nicht gezeigte Plusdioden eines Gleichrichters 19 in Form einer Brückenschaltung miteinander verbindet.In 1 on the right side is a protective cap 47 , which protects various components against environmental influences. So cover this cap 47 For example, a slip ring assembly 49 starting from an annular coil, arranged on a pole core exciter winding 51 regulated supplied with excitation current. To this slip ring assembly 49 around is a heat sink 53 arranged, which acts here as plus heat sink. As a so-called negative heat sink, the bearing plate acts 13.2 , Between the end shield 13.2 and the heat sink 53 is a connection plate 56 arranged, which in the bearing plate 13.2 fixed minus diodes 50 and in this illustration not shown plus diodes of a rectifier 19 connects together in the form of a bridge circuit.

2 zeigt einen Ausschnitt aus einem Werkzeug 62 zum Prägen einer Spulenseite 64 der Statorwicklung 18. Das Werkzeug 62 insgesamt ist so gestaltet, dass alle Spulenseiten eines Stranges 66 der Wicklung 18 in einem Arbeitsgang geprägt werden können. In 2 ist hiervon ebenso wie in 4 nur eine einzige Schablone 68 zum Prägen einer Spulenseite 64 dargestellt. Das gemeinsame Prägen aller Spulenseiten 64 des Wicklungsstrangs 66 in einem Arbeitsgang in einem Werkzeug 62 hat den Vorteil, dass die Toleranzen bei der Formgebung eines oder mehrere Stränge 66 einer mehrphasigen Maschine minimiert werden können. Je höher hierbei die Strangzahl der elektrischen Maschine ist, desto vorteilhafter macht sich die präzise Prägung der einzelnen Spulenseiten 64 und der einzelnen Wicklungsstränge bemerkbar. Dies gilt beispielsweise für eine fünfsträngige Ausführung der Maschine, welche wegen ihrer geringen Geräuschentwicklung in der Ausführung als Drehstromgenerator für Kraftfahrzeuge besondere Vorteile aufweist und hinsichtlich des Einbringens von fünf Strängen in der Fertigung von dem erfindungsgemäßen Verfahren in besonderer Weise Gebrauch macht, wenn alle Spulenseiten 64 eines Wicklungsstrangs 66 gemeinsam durch einen symbolisch dargestellten Prägestempel 70 auf der gesamten Länge einer Nut 15 geprägt und vorgeformt werden. 2 shows a section of a tool 62 for embossing a coil side 64 the stator winding 18 , The tool 62 Overall, it is designed so that all the coil sides of a strand 66 the winding 18 can be coined in one operation. In 2 is as well as in 4 only a single template 68 for embossing a coil side 64 shown. The common coinage of all coil sides 64 of the winding strand 66 in one operation in a tool 62 has the advantage that the tolerances in the shaping of one or more strands 66 a multi-phase machine can be minimized. The higher the strand number of the electric machine, the more advantageous the precise embossing of the individual coil sides 64 and the individual winding strands noticeable. This applies, for example, for a five-stranded design of the machine, which has particular advantages because of their low noise in the design as a three-phase generator for motor vehicles and with regard to the introduction of five strands in the production of the inventive method in particular Makes use of all coil sides 64 a winding strand 66 together through a symbolic embossing stamp 70 along the entire length of a groove 15 be shaped and preformed.

Wie aus 2 ersichtlich sind alle Leiter, beziehungsweise Drähte 72 einer Spulenseite 64 in der Schablone 68 übereinander angeordnet und werden durch den Prägestempel 70 gemeinsam verformt. Bei der Ausführung gemäß 2 entspricht dabei die Breite B der Schablonen 68 im Wesentlichen dem Durchmesser D eines Leiters 72. Die ursprüngliche Höhe H der übereinander angeordneten Leiter 72 wird durch die als Pfeil 74 dargestellte Prägekraft auf die Höhe h nach dem Prägen reduziert, wobei der Füllfaktor der Nut deutlich erhöht wird, wie dies aus 3 ohne Weiteres ersichtlich ist. Die in den 2 und 3 dargestellte Gestaltung einer Spulenseite 64 mit sechs Leitern 72 wird dabei von einer Ausgangshöhe H auf eine Prägehöhe h reduziert, welche das 0,65- bis 0,95fache vorzugsweise das 0,75- bis 0,85fache der ursprünglichen Höhe H beträgt.How out 2 All conductors, or wires, are visible 72 a coil side 64 in the template 68 arranged one above the other and are marked by the stamp 70 deformed together. In the execution according to 2 corresponds to the width B of the templates 68 essentially the diameter D of a conductor 72 , The original height H of the superposed ladder 72 is by the arrow 74 shown embossing force is reduced to the height h after embossing, the fill factor of the groove is significantly increased, as is 3 is apparent without further notice. The in the 2 and 3 illustrated design of a coil side 64 with six ladders 72 is reduced from an initial height H to an embossing height h, which is 0.65 to 0.95 times, preferably 0.75 to 0.85 times the original height H.

Die Querschnittsfläche der Schablone 68 ist kleiner als die später in der Nut 15 für die Spulenseite 64 zur Verfügung stehende Querschnittsfläche. Auf diese Weise erreicht man, dass die Spulenseite 64 trotz einer gewissen Aufweitung aufgrund elastischer Verformungsanteile beim Prägen problemlos in die Nut 15 eingebracht werden kann. Die Seitenwände 76 der Schablonen 68 des Werkzeugs 62 sind vorzugsweise beide in Richtung der Pfeile 78 verschiebbar, wodurch die Entnahme der Spulenseiten 64 und der Stränge 66 aus dem Werkzeug 62 deutlich erleichtert und durch Reibungskräfte bedingte Verformungen der Spulenseiten 64 beim Herausnehmen aus dem Werkzeug 62 vermieden werden. Die Seitenwände 76 der Schablone 68 verlaufen parallel, wodurch das Einbringen der Spulenseiten 64 in die Nuten 15 weiter vereinfacht wird. Die Höhe der einzelnen Leiter 72 nach dem Prägen ist unterschiedlich, wobei der Prägegrad der oberen, dem Prägestempel 70 benachbarten Leiter 72 stärker ist als die Verformung der unteren Leiter 72. Dies ist bedingt durch die Reibung der Drähte beim Prägen an den Seitenwänden 76 der Schablone 68.The cross-sectional area of the template 68 is smaller than the later in the groove 15 for the coil side 64 available cross-sectional area. In this way one reaches that the coil side 64 despite a certain expansion due to elastic deformation components when embossing easily into the groove 15 can be introduced. The side walls 76 the templates 68 of the tool 62 are preferably both in the direction of the arrows 78 displaceable, whereby the removal of the coil sides 64 and the strands 66 from the tool 62 much easier and due to frictional forces deformations of the coil sides 64 when removing it from the tool 62 be avoided. The side walls 76 the template 68 run parallel, thereby introducing the coil sides 64 into the grooves 15 is further simplified. The height of each ladder 72 after embossing is different, the degree of embossing of the upper, the die 70 neighboring ladder 72 stronger than the deformation of the lower conductor 72 , This is due to the friction of the wires when embossing on the side walls 76 the template 68 ,

Die durch das Prägen erzielte Erhöhung des Füllfaktors der Nuten 15 entspricht dem Grad der Verformung der Leiter 72 durch den Prägestempel 70. Hierbei wird durch das Prägen ein Nutfüllfaktor von etwa 60%–75% erreicht. Der Prägegrad wird durch die auftretenden Kräfte auf die Drähte 72 und die hierdurch bedingte Gefahr der Beschädigung der Drahtisolation 80 begrenzt. Durch zu hohe Prägekräfte könnten Kurzschlüsse zwischen den einzelnen Leitern 72 auftreten.The increase in fill factor of the grooves achieved by embossing 15 corresponds to the degree of deformation of the conductors 72 through the stamp 70 , Here, the embossing achieves a groove filling factor of about 60% -75%. The degree of embossing is due to the forces acting on the wires 72 and the resulting risk of damage to the wire insulation 80 limited. Excessive stamping forces could cause short circuits between the individual conductors 72 occur.

4 zeigt einen Ausschnitt aus einem modifizierten Werkzeug 62 zum Prägen der Spulenseiten 64, wobei die Breite B der verwendeten Schablone 68 größer ist als der Drahtdurchmesser D der Leiter 72. Die größtmögliche Breite B der Schablone 68 ist begrenzt auf einen Wert, der kleiner ist als der doppelte Drahtdurchmesser 2D, um Kreuzungen der Drähte und hierdurch bedingte Beschädigungen der Leiter 72 oder ihrer Isolation 80 beim Prägen zu vermeiden. Andererseits erleichtert eine etwas vergrößerte Breite B der Schablone 68 den Prägevorgang, da die Reibungsverluste an den Seitenwänden 76 der Schablone 68 reduziert werden und der Prägegrad der vom Prägestempel 70 entfernten Leiter 72 vergrößert wird. Hierzu ist in 4 beispielhaft eine verbreiterte Schablone 68 für eine Spulenseite 64 mit sieben Leitern 72 dargestellt. Im Übrigen gelten hinsichtlich 4 die Ausführungen zu 2. 4 shows a section of a modified tool 62 for embossing the coil sides 64 , where the width B of the stencil used 68 larger than the wire diameter D of the ladder 72 , The largest possible width B of the template 68 is limited to a value smaller than twice the wire diameter 2D to intersections of the wires and the resulting damage to the ladder 72 or their isolation 80 to avoid when embossing. On the other hand, facilitates a slightly increased width B of the template 68 the embossing process, since the friction losses on the side walls 76 the template 68 be reduced and the degree of embossing of the die 70 distant conductor 72 is enlarged. This is in 4 for example, a widened template 68 for a coil side 64 with seven ladders 72 shown. Otherwise, with regard to 4 the comments too 2 ,

5 zeigt einen Ausschnitt aus dem Blechpaket 17 eines zunächst als Flachpaket ausgebildeten Stators 16, in dessen Nuten 15 die mit einer Nutisolation 82 versehenen Spulenseiten 64 eingebracht werden. Zur Ausbildung des fertigen Stators 16 werden die Wicklungsstränge 66 mit den geprägten Spulenseiten 64 einzeln nacheinander in die Nuten 15 zwischen den Statorpolen 60 eingebracht und danach alle Wicklungsstränge gemeinsam mit dem Flachpaket 17 zu einem Stator 16 in Zylinderringform in bekannter Weise gebogen, der Stoß des Blechpaketes 17 verschweißt und die nicht dargestellten Wickelköpfe der Statorwicklung 18 geformt. Diese Arbeitsgänge sind grundsätzlich bekannt und beispielsweise in der eingangs zum Stand der Technik genannten WO 01/54 254 A1 beschrieben. Auf eine Wiederholung an dieser Stelle kann daher verzichtet werden. 5 shows a section of the laminated core 17 an initially designed as a flat package stator 16 in its grooves 15 with a slot insulation 82 provided coil sides 64 be introduced. For the formation of the finished stator 16 become the winding strands 66 with the embossed coil sides 64 one after the other into the grooves 15 between the stator poles 60 introduced and then all winding strands together with the flat package 17 to a stator 16 bent in cylindrical ring shape in a known manner, the collision of the laminated core 17 welded and the winding heads, not shown, of the stator winding 18 shaped. These operations are basically known and mentioned, for example, in the beginning of the prior art WO 01/54 254 A1 described. A repetition at this point can therefore be dispensed with.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 01/54254 A1 [0001, 0022]

Claims

Method for producing a preferably polyphase winding ( 18 ) for the stator ( 16 ) an electric machine ( 10 ), in particular an alternator for motor vehicles whose coil sides ( 64 ) before insertion into the grooves ( 15 ) of the stator pack ( 17 ) in a tool ( 62 ) are preformed by embossing according to the groove geometry, characterized in that each winding strand ( 66 ) with each in a groove ( 15 ) lying coil sides ( 64 ) is coined separately.

Method according to Claim 1, characterized in that a plurality of winding strands ( 64 ) shaped separately and one after the other in the grooves ( 15 ) of the stator ( 16 ) are introduced.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that all winding strands ( 66 ) together with a stator packet initially designed as a flat package ( 17 ) are bent into a cylindrical ring shape.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for each groove ( 15 ) certain coil side ( 64 ) of a winding strand ( 66 ) in a groove-like template ( 68 ) with at least one laterally displaceable flank ( 76 ) is preformed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the coil sides ( 64 ) of a winding strand ( 66 ) together by an embossing stamp ( 79 ) over the entire length of the groove ( 15 ) and preformed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of conductors ( 72 ) a coil side ( 64 ) are arranged one above the other during embossing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wire cross-section (D) of all in the winding ( 18 ) used conductors ( 72 ) is circular and equal before embossing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the width (B) of the template used for embossing ( 68 ) is greater than the wire diameter (D) of the conductors ( 72 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the width (B) of the template used for embossing ( 68 ) is less than twice the wire diameter ( 2D ) the ladder ( 72 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deformation of the individual wire cross-sections ( 72 ) when embossing with increasing distance from the die ( 70 ) decreases.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the cross-sectional area of the embossing template ( 68 ) is smaller than that in the groove ( 15 ) for the coil side ( 64 ) available cross-sectional area.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that five to nine wire sections ( 72 ), preferably six to eight wire sections, a coil side ( 64 ) when embossing in a template ( 68 ) are stacked on top of each other.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the wire sections ( 72 ) a coil side ( 64 ) when embossing in the template ( 68 ) to the 0.65 to 0.95 times, preferably to the 0.75 to 0.85 times their original height (H) permanently deformed (h) are.