DE102008040349B4 - Method and device for producing a stator of an electrical machine - Google Patents

Method and device for producing a stator of an electrical machine Download PDF

Info

Publication number
DE102008040349B4
DE102008040349B4 DE102008040349.0A DE102008040349A DE102008040349B4 DE 102008040349 B4 DE102008040349 B4 DE 102008040349B4 DE 102008040349 A DE102008040349 A DE 102008040349A DE 102008040349 B4 DE102008040349 B4 DE 102008040349B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stator
insulator
layer
iron
producing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102008040349.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008040349A1 (en
Inventor
Dr. Stöhr Gerd
Henning Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102008040349.0A priority Critical patent/DE102008040349B4/en
Publication of DE102008040349A1 publication Critical patent/DE102008040349A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008040349B4 publication Critical patent/DE102008040349B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/02Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Stators einer elektrischen Maschine, wobei die Statorherstellung das Verbinden von einzelnen Eisenpartikeln (10) umfasst, welche mittels eines Isolators (20) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator durch die abwechselnd vorgenommene schichtweise Aufbringung von Eisenpartikeln (10) und Isolator (20) hergestellt wird und der Isolator (20) nach Aufbringung auf die Eisenpartikelschicht (12) ausgehärtet wird.Method for producing a stator of an electrical machine, wherein the stator production comprises the joining of individual iron particles (10), which are connected to one another by means of an insulator (20), characterized in that the stator is formed by the alternating layered application of iron particles (10) and insulator (20) is produced and the insulator (20) is cured after application to the iron particle layer (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stators einer elektrischen Maschine, wobei die Statorherstellung das Verbinden von einzelnen Eisenpartikeln umfasst, welche mittels eines Isolators miteinander verbunden werden. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung den gemäß dem Verfahren und mittels der Vorrichtung hergestellten Stator.The present invention relates to a method and an apparatus for producing a stator of an electric machine, wherein the stator manufacturing comprises the joining of individual iron particles, which are connected to each other by means of an insulator. Furthermore, the present invention relates to the stator manufactured according to the method and by means of the device.

Üblicherweise werden Statoren von elektrischen Maschinen, wie zum Beispiel Elektromotoren, aus gestanzten Einzelblechen zusammengefügt oder aus Pulver gepresst.Typically, stators of electric machines, such as electric motors, are assembled from stamped sheets or pressed from powder.

Die aus Blechen zusammengefügten Statoren sind nur mit einem relativ hohen Fertigungsaufwand herstellbar, da zunächst einzelne Bleche zur Verfügung gestellt werden müssen, diese Bleche anschließend auf die gewünschte Form zugeschnitten werden müssen und danach zu einem Blechpaket miteinander verbunden werden müssen.The assembled stacks of metal stators can only be produced with a relatively high production cost, since first individual sheets must be made available, then these sheets must be cut to the desired shape and then have to be joined together to form a laminated core.

Die üblichen heute verwendeten aus Eisenpulver hergestellten Statoren umfassen verpresste Eisenpartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 10 bis 50 µm, welche im vorisoliertem Zustand bereitgestellt werden. Die die Eisenpartikel umgebene Isolation sorgt bei einer Temperaturerhöhung für die Verbindung der Eisenpartikel untereinander aufgrund ihrer Klebeeigenschaft. Statoren, die als Sinterbauteile hergestellt werden, wie zum Beispiel in der DE 10 2006 050 166 A1 offenbart, weisen den Nachteil von relativ hohen Hystereseverlusten auf. Die aus Pulver gefertigten Statoren werden beim Verkleben gepresst, wodurch es zu erhöhten Spannungen in den durch eine Isolation verbundenen Eisenpartikeln kommt. Dies führt zu einem geringeren Wirkungsgrad, das heißt, dass ein erhöhtes Maß an Magnetisierungsarbeit erforderlich ist, da ein Teil der eingebrachten Energie in Form von Wärme beim Betrieb des Stators verloren geht. Außerdem wird eine hohe Verdichtung der Eisenpartikel, welche für eine hohe Permeabilität notwendig wäre, durch die Isolation der Eisenpartikel untereinander behindert.The usual stators made of iron powder used today include pressed iron particles having an average diameter of 10 to 50 μm, which are provided in the pre-insulated state. The insulation surrounding the iron particles ensures, when the temperature increases, that the iron particles are joined together due to their adhesive properties. Stators, which are produced as sintered components, such as in the DE 10 2006 050 166 A1 disclosed have the disadvantage of relatively high hysteresis losses. The powder-made stators are pressed during bonding, which leads to increased stresses in the connected by an insulation iron particles. This results in a lower efficiency, that is, an increased amount of magnetizing work is required, since a part of the introduced energy is lost in the form of heat in the operation of the stator. In addition, a high compression of the iron particles, which would be necessary for a high permeability, hampered by the isolation of the iron particles with each other.

DE 690 08 979 T2 offenbart ein Herstellungsverfahren für einen Statorkern einer elektrischen Maschine. Der Statorkern umfasst Eisenpulver, dessen Partikel mit einer Schicht aus Thermoplastmaterial überzogen und somit voneinander isoliert sind. Der Statorkern wird durch Druckformen und Erwärmen eines Teils der Partikel geformt. DE 690 08 979 T2 offenbart somit den Oberbegriff des Anspruchs 1. DE 690 08 979 T2 discloses a manufacturing method for a stator core of an electric machine. The stator core comprises iron powder whose particles are coated with a layer of thermoplastic material and thus insulated from each other. The stator core is formed by pressure molding and heating a portion of the particles. DE 690 08 979 T2 thus discloses the preamble of claim 1.

JP S61- 85 040 A offenbart ein Herstellungsverfahren eines Stators oder Rotors einer elektrischen Maschine. Hierbei wird Kunststoff mit leitfähigem Metallpulver erhitzt, vermischt und der Stator beziehungsweise der Rotor durch ein Spitzgießverfahren mit dem entstandenen Werkstoff ausgebildet. JP S61-85 040 A discloses a manufacturing method of a stator or rotor of an electric machine. Here, plastic is heated with conductive metal powder, mixed and the stator or the rotor formed by a Spitzgießverfahren with the resulting material.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Stators mit hohem Wirkungsgrad zu realisieren und zu dieser Herstellung eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen.The present invention is therefore based on the object to realize a simple and cost-effective production of a stator with high efficiency and to provide a device for this production.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im Anspruch 1 genannte Verfahren gelöst. Des Weiteren wird die Erfindung durch die im Anspruch 10 genannte Vorrichtung gelöst. Bestandteil der Erfindung ist außerdem ein im Anspruch 6 genannter Stator sowie seine im Anspruch 9 genannte Verwendung. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 genannt.According to the invention this object is achieved by the method mentioned in claim 1. Furthermore, the invention by the in the claim 10 said device solved. Also part of the invention is a stator mentioned in claim 6 and its use mentioned in claim 9. Advantageous embodiments of the method according to the invention are mentioned in the subclaims 2 to 5.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Stators einer elektrischen Maschine zur Verfügung gestellt, wobei die Statorherstellung das Verbinden von einzelnen Eisenpartikeln umfasst, welche mittels eines Isolators miteinander verbunden werden. Der Stator wird durch die abwechselnd vorgenommene schichtweise Aufbringung von Eisenpartikeln und Isolator hergestellt und der Isolator wird nach Aufbringung auf die Eisenpartikelschicht ausgehärtet. Der Isolator dient dazu, eine Verbindung der einzelnen Eisenpartikelschichten untereinander zu vermeiden. Außerdem dient er der indirekten Verbindung der Eisenpartikelschichten untereinander und somit zur Aufrechterhaltung des festen Gefüges des erzeugten Stators. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung des Isolators direkt nach dessen Aufbringung auf die Eisenpartikelschicht. Durch die Aushärtung wird eine feste Verbund-Schicht erzeugt, die Eisenpartikel und Isolatorbestandteile aufweist. Nach der Aushärtung dieser Verbund-Schicht wird auf diese Schicht eine weitere Eisenpartikelschicht aufgebracht und auf dieser wiederum eine weitere Isolatorschicht, die sich mit der darunter befindlichen Isolatorschicht, die bereits ausgehärtet ist beziehungsweise mit der ausgehärteten Verbund-Schicht über Adhäsion verbindet. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis die gewünschte Statorhöhe erreicht ist. Durch die Aushärtung der jeweils letzten Isolatorschicht auf der darunter liegenden Isolatorschicht beziehungsweise Verbund-Schicht wird eine feste Verbindung zwischen der zuletzt aufgebrachten Isolatorschicht mit den darunter liegenden Schichten und auch den darin eingelagerten Eisenpartikeln erreicht.According to the invention, a method is provided for producing a stator of an electric machine, wherein the stator manufacturing comprises the joining of individual iron particles, which are connected to one another by means of an insulator. The stator is made by alternately coating layers of iron particles and insulator, and the insulator is cured after application to the iron particle layer. The insulator serves to avoid a connection of the individual iron particle layers with each other. In addition, it serves for the indirect connection of the iron particle layers with each other and thus for the maintenance of the solid structure of the stator produced. Preferably, the curing of the insulator takes place directly after its application to the iron particle layer. The curing produces a solid composite layer comprising iron particles and insulator components. After the curing of this composite layer, a further iron particle layer is applied to this layer and in turn a further insulator layer, which connects to the underlying insulator layer, which is already cured or with the cured composite layer via adhesion. This process is repeated until the desired stator height is reached. The hardening of the respective last insulator layer on the underlying insulator layer or composite layer achieves a firm connection between the last applied insulator layer and the underlying layers and also the iron particles embedded therein.

Um ein Anhaften der ersten Eisenpartikelschicht beziehungsweise des nach Aufbringung der ersten Isolatorschicht die Eisenpartikelschicht zumindest teilweise umgebenen Isolators an einer Unterlage einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu verhindern, kann vorgesehen sein, dass die erste Eisenpartikelschicht auf eine Trennmittelschicht, wie zum Beispiel Teflon oder Silikon, aufgebracht wird.In order to prevent adhesion of the first iron particle layer or of the insulator at least partially surrounded after application of the first insulator layer to an underlay of a device for carrying out the method, it can be provided that the first iron particle layer is applied to a first iron particle layer Release agent layer, such as Teflon or silicone, is applied.

Dadurch, dass das Eisenpulver druckfrei und verspannungsfrei verarbeitet wird, lassen sich die Eisenverluste (Hysterese) verringern. Die gesamt Statorfertigung lässt sich in einfacher Weise realisieren. Durch die Isolationsschicht werden die einzelnen Eisenpulverschichten sicher voneinander elektrisch isoliert. Das heißt, dass im Gegensatz zu aus Blech hergestellten Statoren keine Blechherstellung und kein -zuschnitt erfolgen muss. Im Gegensatz zu herkömmlichen aus Pulver hergestellten Statoren weist der gemäß dem angegebenen Verfahren hergestellte Stator einen höheren Wirkungsgrad auf, da er im Einsatz eine geringere Wärmentwicklung bei Ummagnetisierung bewirkt. Des Weiteren lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren unterschiedlichste Statorkonturen flexibel herstellen.The fact that the iron powder is processed pressure-free and stress-free, the iron losses (hysteresis) can be reduced. The entire stator production can be realized in a simple manner. Through the insulation layer, the individual iron powder layers are safely isolated from each other electrically. This means that in contrast to stators made of sheet metal no sheet metal production and no cutting must be made. In contrast to conventional stators made of powder, the stator produced according to the specified method has a higher efficiency, since it causes a lower heat development in remagnetization in use. Furthermore, a wide variety of stator contours can be produced flexibly by the method according to the invention.

Der erfindungsgemäß hergestellte Stator eignet sich bevorzugt als Stator eines Elektromotors, insbesondere in der Hochleistungs-Elektro-Traktion.The stator produced according to the invention is preferably suitable as a stator of an electric motor, in particular in high-performance electric traction.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass statt einer ersten Eisenpartikelschicht auf einer Unterlage der Vorrichtung, die gegebenenfalls mit einem Trennmittel beschichtet ist, nicht die Eisenpartikelschicht angeordnet wird, sondern eine Isolatorschicht, auf die anschließend die erste Eisenpartikelschicht aufgebracht wird, wobei das Verfahren weiterhin dadurch ausgeführt werden kann, dass diese erste Isolator und Eisenpartikel umfassende Verbundschicht ausgehärtet wird oder dass auf die erste Eisenpartikelschicht eine zweite Isolatorschicht aufgebracht wird, und die dadurch hergestellte Verbundschicht anschließend ausgehärtet wird.Alternatively it can be provided that, instead of a first iron particle layer on a base of the device, which is optionally coated with a release agent, not the iron particle layer is arranged, but an insulator layer, on which then the first iron particle layer is applied, the method is further carried out thereby in that this composite layer comprising first insulator and iron particles is cured or a second insulator layer is applied to the first iron particle layer and the composite layer produced thereby is subsequently cured.

Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, das der Isolator in flüssiger Form auf die Eisenpartikelschicht aufgebracht wird. Somit haftet der Isolator aufgrund von Adhäsion an den Eisenpartikeln an und stellt somit eine indirekte Verbindung der Eisenpartikel untereinander her.It is advantageously provided that the insulator is applied in liquid form to the iron particle layer. Thus, the insulator adheres to the iron particles due to adhesion and thus produces an indirect connection of the iron particles with each other.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Isolator mittels Einbringung von Energie durch wenigstens einen Laserstrahl ausgehärtet wird. Dabei ist vorgesehen, dass die vom Laserstrahl eingetragene Energie lediglich auf den Isolator wirkt und nicht auf die Eisenpartikel. Das heißt, dass die durch den Laserstrahl eingetragene Energie dazu dienen soll, eine Reaktion des Isolators hervorzurufen. Die Eisenpartikel sollen in ihren Eigenschaften unverändert bleiben.In a preferred embodiment of the method it is provided that the insulator is cured by introducing energy by at least one laser beam. It is provided that the energy introduced by the laser beam acts only on the insulator and not on the iron particles. This means that the energy introduced by the laser beam should serve to cause a reaction of the insulator. The iron particles should remain unchanged in their properties.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Aushärtung durch Energieeintrag aus anderen Energiequellen erfolgt, wie zum Beispiel durch Einbringung von Licht-Energie aus alternativen Energiequellen, oder auch durch das Aufströmen eines Gases, welches in Kontakt mit dem Isolator gebracht wird. Wichtig dabei ist, dass eine Reaktion mit dem Isolator erfolgt, die zur Aushärtung beziehungsweise Verhärtung des Isolators führt.Alternatively it can be provided that the hardening by energy input from other energy sources, such as by introducing light energy from alternative energy sources, or by the influx of a gas, which is brought into contact with the insulator. It is important that a reaction with the insulator takes place, which leads to the hardening or hardening of the insulator.

Vorteilhafterweise wird das Verfahren dadurch ausgeführt, dass die Flächenmaße und/oder Flächenform wenigstens einer aufgebrachten Schicht von den Maßen und/oder der Querschnittsflächenform, die durch diese Schicht erzeugt werden soll, abweicht, wobei der Laser die ihm zugewande Isolatorschicht nur in der Fläche aushärtet, die in ihrem Maß und ihrer Form der mit dieser Schicht herzustellenden Querschnittsfläche des Stators entspricht. Das heißt, dass nach Art des Rapid-Prototyping der Laser nur den Bereich aushärtet, der innerhalb der gewünschten Statorkontur liegt. Somit lassen sich in einfacher und flexibler Weise unterschiedlichste Statorkonturen herstellen. Bei Abstützung von Schichten größerer Fläche, die auf Schichten kleinerer Fläche aufgebracht werden, lassen sich sogar Hinterschnitte in der Statorkontur erzeugen.Advantageously, the method is carried out by deviating the surface dimensions and / or surface shape of at least one applied layer from the dimensions and / or the cross-sectional surface shape that is to be produced by this layer, wherein the laser hardens the insulator layer facing it only in the surface, which corresponds in its dimension and its shape to be produced with this layer cross-sectional area of the stator. This means that, according to the type of rapid prototyping, the laser only hardens the area that lies within the desired stator contour. Thus, a wide variety of stator contours can be produced in a simple and flexible manner. By supporting layers of larger area, which are applied to layers of smaller area, even undercuts can be produced in the stator contour.

Um eine größere Dichte der Eisenpartikel einer Schicht zu gewährleisten, kann vorgesehen sein, dass die Eisenpulverschicht nach dem Aufbringen durch Rütteln verdichtet wird.In order to ensure a greater density of the iron particles of a layer, it can be provided that the iron powder layer is compacted after application by shaking.

Der Isolator eines durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Stators kann zum Beispiel ein Polyimid sein. Vorzugsweise haben die Eisenpartikel eines erfindungsgemäß hergestellten Stators Korngrößen von 10 bis 50 µm. Das heißt, die Eisenpartikel liegen bevorzugt in Pulverform vor, so dass die Eisenpartikelschicht eine Pulverschicht ist. Die Dicke der Schicht ist dabei die Korngröße, das heißt, dass die Dicke der Schicht vorzugsweise nicht größer ist als der durchschnittliche Korngrößendurchmesser (Kristalldurchmesser).The insulator of a stator produced by the method according to the invention may be, for example, a polyimide. The iron particles of a stator produced according to the invention preferably have particle sizes of 10 to 50 μm. That is, the iron particles are preferably in powder form, so that the iron particle layer is a powder layer. The thickness of the layer is the grain size, that is, the thickness of the layer is preferably not larger than the average grain size diameter (crystal diameter).

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Stators als Stator eines Elektromotors eines Kraftfahrzeuges, welches mittels des Elektromotors antreibbar ist. Dadurch, dass der erfindungsgemäße Stator einen hohen Wirkungsgrad in einem Elektromotor aufweist, eignet er sich somit besonders für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Ein solches Kraftfahrzeug kann auch ein Hybridfahrzeug sein, welches neben dem Elektromotor noch einen Verbrennungsmotor zum weiteren Antrieb aufweist.The invention also relates to the use of a stator according to the invention as a stator of an electric motor of a motor vehicle, which is drivable by means of the electric motor. Characterized in that the stator according to the invention has a high efficiency in an electric motor, it is thus particularly suitable for use in motor vehicles. Such a motor vehicle can also be a hybrid vehicle which, in addition to the electric motor, also has an internal combustion engine for further driving.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist des Weiteren eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Aufnahme für die erste Eisenpartikelschicht oder die erste Isolatorschicht, einer Einrichtung zum Aufbringen einer Eisenpartikelschicht, eine Einrichtung zum Aufbringen der Isolatorschicht und einer Einrichtung zum Aushärten der Isolatorschicht. Vorzugsweise ist die Einrichtung zum Aushärten ein Laser.The present invention further provides an apparatus for carrying out the method according to the invention with a receptacle for the first iron particle layer or the first insulator layer, a device for applying an iron particle layer, a device for applying the insulator layer and a device for curing the insulator layer. Preferably, the means for curing is a laser.

Zur Verfestigung der Eisenpartikel kann die Vorrichtung außerdem eine Rütteleinrichtung umfassen. Zur Gewährleistung einer flexiblen und automatisierten Herstellung des Stators kann die Vorrichtung außerdem eine Steueranlage zur gesteuerten Führung des Lasers, gegebenenfalls unter Ablauf eines Rechenprogramms, aufweisen.For solidification of the iron particles, the device may further comprise a vibrator. To ensure a flexible and automated production of the stator, the device may also have a control system for the controlled guidance of the laser, possibly under the expiry of a computer program.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigt dabei die einzige Figur den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Stators, wobei die unterste Schicht durch Eisenpartikel 10 hergestellt ist, zwischen denen und auf denen ein Isolator 20 aufgebracht ist, der die Eisenpartikel 10 zumindest teilweise umschließt und somit die erste Isolatorschicht 22 ausbildet. Es ist ersichtlich, dass der Stator einen Mehrschicht-Aufbau aufweist, wobei auf jeder ausgehärteten Isolatorschicht 22 innerhalb des Stators wiederum eine Eisenpartikelschicht 12 aufgebracht ist, die selbst von einem Isolator 20 zur Ausbildung einer Isolatorschicht 22 abgedeckt ist. Die Verbindung der einzelnen Verbund-Schichten, bestehend aus Eisenpartikeln 10 und Isolator 20, erfolgt durch Adhäsion des Isolators 20 an der unter ihm angeordneten Isolatorschicht 22, welche vorzugsweise nach Herstellung bereits ausgehärtet wurde. Die Aushärtung erfolgt vorzugsweise durch Einbringung von Energie durch einen Laserstrahl 30, wobei der Laserstrahl 30 derart die Aushärtung des Isolators 20 beziehungsweise der Isolatorschicht 22 vornehmen kann, dass lediglich die Bereiche der Verbund-Schicht ausgehärtet werden, die später den Statorkörper bilden sollen. Das heißt, dass der Laserstrahl 30 nur bis zum Rand der Querschnittsflächenform 24 geführt wird, die später die Kontur des Statorkörpers bilden soll. Es lassen sich somit in ähnlicher Weise wie beim Rapid-Prototyping sehr flexibel unterschiedlichste Statorkonturen durch unterschiedliche Bahnenführung des Laserstrahls je zu härtender Isolatorschicht 22 ausführen.The invention will be described below with reference to the accompanying drawings. It shows the sole figure the layer structure of a stator according to the invention, wherein the lowermost layer by iron particles 10 is made, between which and on which an insulator 20 Applied is the iron particles 10 at least partially surrounds and thus the first insulator layer 22 formed. It can be seen that the stator has a multilayer structure, wherein on each cured insulator layer 22 inside the stator again an iron particle layer 12 is applied to itself by an insulator 20 for forming an insulator layer 22 is covered. The compound of the individual composite layers, consisting of iron particles 10 and insulator 20 , is done by adhesion of the insulator 20 on the insulator layer below it 22 which has already been cured, preferably after production. The curing is preferably carried out by the introduction of energy by a laser beam 30 , where the laser beam 30 such as the curing of the insulator 20 or the insulator layer 22 can make that only the areas of the composite layer are cured, which should later form the stator body. That means the laser beam 30 only up to the edge of the cross-sectional surface shape 24 is guided, which will later form the contour of the stator body. Thus, in a manner very similar to rapid prototyping, very different stator contours can be achieved by different path guidance of the laser beam per hardening insulator layer 22 To run.

Die Eisenpartikel werden bei der Herstellung des Stators nicht gepresst, so dass sie im hergestellten Stator eigenspannungsfrei vorliegen. Dadurch werden die Hystereseeigenschaften des Stators stark verbessert, wodurch der erfindungsgemäße Stator einen höheren Wirkungsgrad beim Einsatz in einer elektrischen Maschine aufweist.The iron particles are not pressed during the production of the stator, so that they are present in the produced stator without residual stress. As a result, the hysteresis properties of the stator are greatly improved, whereby the stator according to the invention has a higher efficiency when used in an electrical machine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Eisenpartikeliron particles
1212
Eisenpartikelschicht Iron particle layer
2020
Isolatorinsulator
2222
Isolatorschichtinsulator layer
2424
Rand der Querschnittsflächenform Edge of the cross-sectional surface shape
3030
Laserstrahllaser beam

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Stators einer elektrischen Maschine, wobei die Statorherstellung das Verbinden von einzelnen Eisenpartikeln (10) umfasst, welche mittels eines Isolators (20) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator durch die abwechselnd vorgenommene schichtweise Aufbringung von Eisenpartikeln (10) und Isolator (20) hergestellt wird und der Isolator (20) nach Aufbringung auf die Eisenpartikelschicht (12) ausgehärtet wird.Method for producing a stator of an electrical machine, wherein the stator production comprises the joining of individual iron particles (10), which are connected to one another by means of an insulator (20), characterized in that the stator is formed by the alternating layered application of iron particles (10) and insulator (20) is produced and the insulator (20) is cured after application to the iron particle layer (12). Verfahren zur Herstellung eines Stators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (20) in flüssiger Form auf die Eisenpartikelschicht (12) aufgebracht wird.Process for producing a stator according to Claim 1 , characterized in that the insulator (20) is applied in liquid form to the iron particle layer (12). Verfahren zur Herstellung eines Stators nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (20) mittels Einbringung von Energie durch wenigstens einen Laserstrahl (30) ausgehärtet wird.Process for producing a stator according to Claim 2 , characterized in that the insulator (20) by means of introduction of energy by at least one laser beam (30) is cured. Verfahren zur Herstellung eines Stators nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenmaße und/oder Flächenform wenigstens einer aufgebrachten Schicht von den Maßen und/oder der Querschnittsflächenform, die durch diese Schicht erzeugt werden soll, abweicht, wobei der Laser die ihm zugewandte Isolatorschicht (22) nur in der Fläche aushärtet, die in ihrem Maß und ihrer Form der mit dieser Schicht herzustellenden Querschnittsfläche des Stators entspricht.Process for producing a stator according to Claim 1 , characterized in that the surface dimensions and / or surface shape of at least one applied layer deviates from the dimensions and / or the cross-sectional surface shape that is to be produced by this layer, the laser curing the insulator layer (22) facing it only in the surface, which corresponds in its dimension and its shape to be produced with this layer cross-sectional area of the stator. Verfahren zur Herstellung eines Stators nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenpulverschicht (12) nach dem Aufbringen durch Rütteln verdichtet wird.Method for producing a stator according to at least one of the preceding claims, characterized in that the iron powder layer (12) is compacted after application by shaking. Stator einer elektrischen Maschine, der zumindest teilweise aus einzelnen Eisenpartikeln (10) geformt ist, dadurch gekennzeichnet, dass er gemäß dem Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt ist.Stator of an electrical machine, which is at least partially formed of individual iron particles (10), characterized in that it according to the method according to at least one of Claims 1 to 5 is made. Stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolatorschicht (22) ein Polyimid ist.Stator after Claim 6 , characterized in that the insulator layer (22) is a polyimide. Stator nach wenigstens einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenpartikel (10) eine Korngröße von 10-50 µm haben.Stator after at least one of Claims 6 or 7 , characterized in that the iron particles (10) have a particle size of 10-50 microns. Verwendung des gemäß dem Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Stators als Stator eines Elektromotors eines mittels des Elektromotors antreibbaren Kraftfahrzeuges.Use of according to the method according to at least one of Claims 1 to 5 manufactured stator as a stator of an electric motor of a motor driven by the electric motor vehicle. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Aufnahme für die erste Eisenpartikelschicht (12), einer Einrichtung zum Aufbringen einer Eisenpartikelschicht (12), einer Einrichtung zum Aufbringen der Isolatorschicht (22) und einer Einrichtung zum Aushärten der Isolatorschicht (22).Apparatus for carrying out the method according to at least one of Claims 1 to 5 , comprising a receptacle for the first iron particle layer (12), a device for applying an iron particle layer (12), a device for applying the insulator layer (22) and a device for curing the insulator layer (22).
DE102008040349.0A 2008-07-11 2008-07-11 Method and device for producing a stator of an electrical machine Active DE102008040349B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008040349.0A DE102008040349B4 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Method and device for producing a stator of an electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008040349.0A DE102008040349B4 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Method and device for producing a stator of an electrical machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008040349A1 DE102008040349A1 (en) 2010-01-14
DE102008040349B4 true DE102008040349B4 (en) 2018-07-12

Family

ID=41412905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008040349.0A Active DE102008040349B4 (en) 2008-07-11 2008-07-11 Method and device for producing a stator of an electrical machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008040349B4 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3719958A1 (en) * 2019-04-03 2020-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Soft magnetic composite material for electrical machines

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185040A (en) 1984-10-02 1986-04-30 Ube Ind Ltd Manufacture of core for motor
US4707313A (en) * 1986-07-02 1987-11-17 A. O. Smith Corporation Method of making a laminated structure for use in an electrical apparatus
DE69008979T2 (en) 1989-09-22 1994-09-01 Gen Motors Corp Stator arrangement for an alternator.
DE102006050166A1 (en) 2006-10-25 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Stator for use in e.g. permanently excited direct current motor, of motor vehicle, has stator part produced as sintered component part and sectionally made of soft-magnetic sintered material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6185040A (en) 1984-10-02 1986-04-30 Ube Ind Ltd Manufacture of core for motor
US4707313A (en) * 1986-07-02 1987-11-17 A. O. Smith Corporation Method of making a laminated structure for use in an electrical apparatus
DE69008979T2 (en) 1989-09-22 1994-09-01 Gen Motors Corp Stator arrangement for an alternator.
DE102006050166A1 (en) 2006-10-25 2008-04-30 Robert Bosch Gmbh Stator for use in e.g. permanently excited direct current motor, of motor vehicle, has stator part produced as sintered component part and sectionally made of soft-magnetic sintered material

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008040349A1 (en) 2010-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1892078B1 (en) Method and device for preforming carbon fibre semi-finished products for manufacturing fibre composite parts
EP1481449B1 (en) Method for production of a multi-layer carbon brush
EP3000139B1 (en) Method and device for producing an elastomer stack actuator
EP3629453A1 (en) Method for sintering multicomponent sintering material, electric machine and electric vehicle
DE102006023865B4 (en) Process for producing a fiber-reinforced component
EP2390885B1 (en) Method for manufacturing coils for a dry transformer
DE102019213658A1 (en) Process for the production of a sheet metal stack, sheet metal stack, machine component and electric motor
DE102008040349B4 (en) Method and device for producing a stator of an electrical machine
DE102008046765A1 (en) Method for producing a component, in particular an outer skin part for vehicles
DE102015214893A1 (en) Locally optimized stator for an electric machine
WO2019011532A1 (en) 3d printing method and 3d printing device
EP3944944B1 (en) Contoured structural element and manufacture of the contoured structural element
EP2986444A1 (en) Processing tool for the thermal processing of components
DE102004026540B4 (en) Process for producing lamellae of a flat commutator
WO2009156202A1 (en) Method for the production of a stacked piezoactuator and piezoactuator
DE10137713A1 (en) Method for producing a glueable surface of a component consisting of a poorly glueable plastic material involves production an interface layer by kinetic cold compacting of the surface with a coating material
DE102015109289B3 (en) Method and device for introducing openings in semi-finished fiber products
DE102013221965A1 (en) Process for producing a molded part and electric machine with such a molded part
EP2626989A2 (en) Method for producing a rotor and rotor
DE102018205774A1 (en) Stator for an electric machine with pole shoes made of composite material and manufacturing method
EP1235284B1 (en) Piezoceramic plate and method of manufacturing the same
WO2013091952A2 (en) Method for producing a machine element, and machine element for an electric machine
DE102019132719B4 (en) Process for producing a thermoset-thermoplastic composite
DE102020208373A1 (en) Process for the production of a bipolar plate, bipolar plate and fuel cell stack
AT521006B1 (en) Process for manufacturing a component with soft magnetic properties

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: STRAUSS, HENNING, 31311 UETZE, DE

Inventor name: STOEHR, GERD, DR., 34323 MALSFELD, DE

R012 Request for examination validly filed
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20150319

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative