DE102011088536A1

DE102011088536A1 - Method for manufacturing two-pole stator of electromotor used in e.g. electric power tool machine, involves inserting insulating paper into coil grooves such that paper is firmly bonded at grooves during succeeding insertion of wire

Info

Publication number: DE102011088536A1
Application number: DE102011088536A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing.(FH) Schmohl Michael; Norbert Falter
Original assignee: Metabowerke GmbH and Co
Current assignee: Metabowerke GmbH and Co
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-06-20

Abstract

The method involves inserting an insulating paper in a coil space of a body of a stator (10), where the coil space comprises a number of coil grooves. The grooves are limited by pole horns (16) and a stator wall. A wire (20) in a form of a coil (20a) is inserted into the coil space of the stator. The insulating paper is inserted into the grooves such that the insulating paper is partially and firmly bonded at the grooves during succeeding insertion of the wire. The insulating paper is coated with fixing agent that comprises adhesive, impregnating resin and baked lacquer. An independent claim is also included for a stator for an electric drive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stators sowie einen entsprechenden Stator eines elektrischen Antriebs.The present invention relates to a method for producing a stator and a corresponding stator of an electric drive.

Statoren werden in elektrischen Antrieben bzw. Elektromotoren eingesetzt, die neben dem Stator auch einen Rotor umfassen, der zu dem Stator relativ bewegbar ist. Eine übliche Anwendung solcher elektrischer Antriebe findet sich bei Haushaltsgeräten und Elektrowerkzeugmaschinen.Stators are used in electric drives or electric motors, which in addition to the stator also include a rotor which is relatively movable to the stator. A common application of such electric drives can be found in household appliances and power tools.

Ein Stator eines elektrischen Antriebs bzw. eines Elektromotors mit einem zugeordneten Rotor weist in der Regel einen Statorkörper mit einer geschlossenen Statorwand und paarweise daran angeordneten Polhörnern bzw. Polspitzen auf. So sind an einem zweipoligen Stator beispielsweise vier Polhörner vorgesehen, die zu der Innenwand des Statorkörpers beabstandet an dieser angeordnet sind. Innerhalb dieser Polhörner ist der Rotor des elektrischen Antriebs angeordnet, welcher sich um eine Drehachse innerhalb des Stators relativ zu diesem rotatorisch bewegt. Der Statorkörper, welcher üblicherweise aus einem eisenhaltigen Werkstoff (Eisen) hergestellt wird, weist einen Spulenraum auf, der eine Anzahl von Spulennuten, bei einem zweipoligen Stator vier Spulennuten, umfasst, die von den jeweiligen Polhörnern und der Statorwand des zweipoligen Stators begrenzt werden. In diese Spulennuten wird üblicherweise ein aus Kupfer bestehender Draht (Spulendraht) bzw. werden aus einem solchen gefertigte Feldspulen eingelegt.A stator of an electric drive or an electric motor with an associated rotor generally has a stator body with a closed stator wall and pole horns or pole tips arranged in pairs thereon. For example, four pole horns are provided on a two-pole stator, which are arranged at a distance from the inner wall of the stator body. Within these pole horns, the rotor of the electric drive is arranged, which rotates about an axis of rotation within the stator relative to this. The stator body, which is usually made of a ferrous material (iron), has a coil space comprising a number of coil grooves, in a two-pole stator four coil grooves bounded by the respective pole horn and the stator wall of the bipolar stator. In these coil grooves is usually made of copper existing wire (coil wire) or are made of such a manufactured field coils.

Aufgrund des Aufbaus des Elektromotors wird der maximale Außendurchmesser des Rotors im Wesentlichen durch den Abstand der Polhörner voneinander bestimmt, während der Außendurchmesser des Stators die Baugröße des Elektromotors vorgibt.Due to the structure of the electric motor, the maximum outer diameter of the rotor is essentially determined by the distance of the pole horns from each other, while the outer diameter of the stator dictates the size of the electric motor.

Bei Elektrowerkzeugmaschinen, bei denen der Elektromotor in einem Gehäuseteil im Griffbereich des Anwenders angeordnet ist, wie zum Beispiel bei Winkelschleifern, Geradschleifern oder Polierern, kommt dem Durchmesser des Elektromotors eine besondere Bedeutung zu, da er einen direkten Einfluss auf den Griffdurchmesser und damit auf den Umfang des Griffteils hat. Gerade bei solchen Elektrowerkzeugmaschinen sollte der Umfang des Gehäuseteils, das den Handgriff bildet (das sogenannte Fadenmaß), für eine möglichst komfortable Handhabung der Elektrowerkzeugmaschine ein gewisses Maß nicht überschreiten. Aus diesem Grund ist es seit langem eine Aufgabe im Zusammenhang mit derartigen Elektrowerkzeugmaschinen, das Fadenmaß zu reduzieren.In electric power tools, in which the electric motor is arranged in a housing part in the grip of the user, such as angle grinders, straight grinders or polishers, the diameter of the electric motor is of particular importance, since it has a direct influence on the handle diameter and thus on the scope of the handle part. Especially in such electric machine tools, the circumference of the housing part, which forms the handle (the so-called thread dimension) should not exceed a certain degree for the most comfortable handling of the power tool. For this reason, it has long been an object in connection with such power tool machines to reduce the thread size.

Gleichzeitig beeinflusst jedoch der maximale Außendurchmesser des Rotors maßgeblich die Leistung des Elektromotors, da dieser den maximalen Hebelarm des Rotors vorgibt und somit die Größe des abgegebenen Drehmoments bestimmt.At the same time, however, the maximum outer diameter of the rotor significantly influences the performance of the electric motor, since this dictates the maximum lever arm of the rotor and thus determines the magnitude of the torque output.

Elektrische Antriebe mit einem Stator sowie einem darin angeordneten Rotor sind in der Regel luftgekühlt, wobei Umgebungsluft in den elektrischen Antrieb eingesaugt und durch diesen hindurch gezogen wird. Die durch den elektrischen Antrieb hindurchströmende Luft führt die Wärme von dem Kupferdraht der eingelegten Feldspule(n) ab und stellt dabei sicher, dass der elektrische Antrieb ausreichend Leistung abgeben kann ohne zu überhitzen.Electric drives with a stator and a rotor arranged therein are generally air-cooled, wherein ambient air is sucked into the electric drive and pulled through it. The air flowing through the electric drive dissipates the heat from the copper wire of the inserted field coil (s) and thereby ensures that the electric drive can deliver sufficient power without overheating.

Grundsätzlich fallen in einem elektrischen Antrieb verschiedene Arten von Verlusten an, die in Summe die Verlustleistung bilden, welche die zur Verfügung stehende Nutzleistung des Antriebs verringert. Neben der gewünschten Leistung sind es folglich die Verluste (und die zulässige Erwärmung) eines elektrischen Antriebs, welche seine Größe, d. h. dessen Abmessungen bestimmen. Allgemein lassen sich die Verluste in materialabhängige Verluste (Kupferverluste, Eisenverluste) und materialunabhängige Verluste unterteilen, wobei letztere vornehmlich von der Konstruktion des Antriebs abhängen. So ist es beispielsweise notwendig, Reibungsverluste innerhalb des Antriebs möglichst gering zu halten. zudem können Strömungsverluste der Luftströmung innerhalb des Antriebs die Luftkühlung und somit die Leistung verringern.Basically fall in an electric drive to various types of losses, which together form the power loss, which reduces the available useful power of the drive. In addition to the desired power, it is therefore the losses (and the allowable heating) of an electric drive, which its size, d. H. determine its dimensions. In general, the losses can be subdivided into material-dependent losses (copper losses, iron losses) and material-independent losses, the latter depending primarily on the design of the drive. For example, it is necessary to minimize friction losses within the drive. In addition, flow losses of the air flow within the drive can reduce air cooling and thus performance.

Eine entscheidende Anforderung, die seit Jahren an den elektrischen Antrieb von beispielsweise Elektrowerkzeugmaschinen gestellt wird, besteht darin, zunehmend höhere Leistungen bei gleichbleibender Gerätegröße oder bei einer gleichzeitigen Reduktion der Gerätegröße zu bieten.A crucial requirement, which has been placed for years on the electric drive of, for example, power tool machines, is to offer increasingly higher powers while maintaining the same device size or at the same time reducing the size of the device.

Als Nachteil in Zusammenhang mit der Luftkühlung elektrischer Antriebe hat sich in der Praxis gezeigt, dass in der Kühlungsluft oftmals Staubpartikel enthalten sind, die an dem Spulendraht angreifen und dadurch im Betrieb der Werkzeugmaschine zu einer Abrasion des Spulendrahts führen können.As a disadvantage in connection with the air cooling of electrical drives has been shown in practice that dust particles are often contained in the cooling air, which attack the coil wire and thereby can lead to abrasion of the coil wire during operation of the machine tool.

Um diesem Problem zu begegnen ist es aus der Praxis bekannt, handeingelegte, vorgewickelte Spulen vor dem Einlegen in den Spulenraum mit einer Bandage und/oder Isolierpapier zu umwickeln. Diese Bandage bzw. dieses Isolierpapier schützt zum einen die Spule vor der im Betrieb auftretenden Abrasion und dient zum anderen als elektrische Isolation der Spule von dem Statorkörper. So ist gemäß der Norm DIN EN 60745 ein elektrischer Sicherheitsabstand zwischen einem aktiven Teil Eisen und einem Spulendraht von mindestens 2 mm gefordert. Daher ist es notwendig, bei jedem Elektromotor zu gewährleisten, dass die Luftstrecke zwischen dem Spulendraht sowohl zum Stator als auch zum darin aufgenommenen Rotor wenigstens 2 mm beträgt.To address this problem, it is known from practice to wrap hand-laid, pre-wound coils prior to loading in the bobbin space with a bandage and / or insulating paper. This bandage or this insulating paper protects on the one hand the coil from the abrasion occurring during operation and serves on the other hand as electrical insulation of the coil of the stator body. So is according to the Standard DIN EN 60745 an electrical safety distance between an active part of iron and a coil wire of at least 2 mm required. Therefore, it is necessary for every electric motor to ensure that the air gap between the Coil wire to both the stator and the rotor accommodated therein is at least 2 mm.

Bei dem Vorsehen einer Bandage oder eines Isolierpapiers ist jedoch dieser zusätzliche Arbeitsschritt des Umwickelns der vorgewickelten Spule äußerst aufwendig und somit sowohl zeit- als auch kostenintensiv bei der Herstellung. Weitere Nachteile von handeingelegten, vorgewickelten Spulen ergeben sich aus dem ebenfalls kosten- und zeitintensiven Schritt des Handeinlegens der Spule in den Spulenraum und aus dem Umstand, dass der Spulenraum bei handeingelegten Spulen niemals vollständig ausgenutzt werden kann, da stets ein geringer Spalt zwischen der Spulennut und der eingelegten vorgewickelten Spule verbleibt.In the provision of a bandage or an insulating paper, however, this additional step of wrapping the pre-wound coil is extremely expensive and thus both time-consuming and costly in the production. Other disadvantages of hand-inserted, pre-wound coils result from the likewise costly and time-consuming step of manual insertion of the coil in the coil space and the fact that the coil space can never be fully utilized in manually inserted coils, as always a small gap between the coil groove and the inserted pre-wound coil remains.

Alternativ wird der Spulenraum eines Statorkörpers direkt mit Spulendraht bewickelt, vorzugsweise mit Hilfe einer Nadelwickelmaschine oder dergleichen, da hierdurch eine höhere Packungsdichte des Spulendrahts in dem Spulenraum erreicht wird und weiterhin eine Schnellbewicklung erfolgen kann.Alternatively, the coil space of a stator body is directly wound with coil wire, preferably with the aid of a needle winding machine or the like, as a result, a higher packing density of the coil wire is achieved in the coil space and further fast winding can take place.

Ein solches automatisiertes Verfahren zum Einlegen von Kupferdraht in Form einer Feldspule in den Spulenraum zwischen Polhörnern und Statorwand eines zweipoligen Stators ist beispielsweise aus dem Dokument EP 1 225 679 A1 bekannt.Such an automated method for inserting copper wire in the form of a field coil in the coil space between pole horn and stator wall of a bipolar stator is, for example, from the document EP 1 225 679 A1 known.

In der Praxis bedient man sich auch beim automatisierten Wickeln eines Isolierpapiers, das zwischen dem Spulendraht und dem Statorkörper vorgesehen wird, um eine elektrische Isolation von dem regelmäßig aus Kupfer hergestellten Spulendraht und dem üblicherweise aus Eisen bestehenden Statorkörper zu erreichen. Hierzu wird das Isolierpapier unter einer Vorspannung in die Spulennuten des Statorkörpers eingeschoben („eingeschossen”). Auf diese Weise soll die Isolierung vor dem Herausfallen aus und dem Verschieben relativ zu dem Statorkörper geschützt werden. Dieses ist jedoch in der Praxis nicht immer gewährleistet, was zu einem erhöhten Ausschuss führen kann.In practice, one also uses automated wrapping of insulating paper provided between the coil wire and the stator body to achieve electrical insulation from the coil wire regularly made of copper and the stator body usually made of iron. For this purpose, the insulating paper is inserted under a bias in the coil grooves of the stator body ("shot"). In this way, the insulation is to be protected from falling out and shifting relative to the stator body. However, this is not always guaranteed in practice, which can lead to increased rejects.

Alternativ, wie in dem Dokument EP 1 225 679 A1 offenbart, ist es auch möglich, die Statorhälften des Statorkörpers vor dem Wickelvorgang zur elektrischen Isolation der Nuten mit Kunststoff zu umspritzen. Bei einer solchen Gestaltung kann auf das Vorsehen von Isolierpapier verzichtet werden. Die Kunststoffbeschichtung erfordert jedoch einen zusätzlichen Beschichtungsprozess, was ebenfalls Kosten und einen längeren Herstellungsprozess des Statorkörpers zur Folge hat.Alternatively, as in the document EP 1 225 679 A1 discloses, it is also possible to overmold the stator halves of the stator before the winding process for electrical isolation of the grooves with plastic. With such a design can be dispensed with the provision of insulating paper. The plastic coating, however, requires an additional coating process, which also results in costs and a longer manufacturing process of the stator body.

Um einen Stator ahne die vorstehend beschriebenen Nachteile aus dem Stand der Technik sowie ein verbessertes Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Stators mit einem Statorkörper und wenigstens einer daran angebrachten Spule vor, das die Schritte umfasst: Einlegen eines Isolierpapiers in einen Spulenraum des Stators, wobei der Spulenraum eine Anzahl von Spulennuten umfasst, die von Polhörnern und Statorwand des Statorkörpers des Stators begrenzt werden, und Einlegen von Draht in Form von wenigstens einer Spule in den Spulenraum des Stators, gekennzeichnet dadurch, dass das Isolierpapier in der Weise in die jeweilige Spulennut eingelegt wird, dass das Isolierpapier beim nachfolgenden Einlegen von Draht an der jeweiligen Spulennut zumindest abschnittsweise stoffschlüssig fixiert ist.In order to provide a stator without the above-described disadvantages of the prior art as well as an improved method of manufacturing the same, the present invention proposes a method for manufacturing a stator having a stator body and at least one coil attached thereto, comprising the steps of inserting a stator Insulating paper in a coil space of the stator, wherein the coil space comprises a number of coil grooves, which are bounded by Polhörnern and stator of the stator body of the stator, and inserting wire in the form of at least one coil in the coil space of the stator, characterized in that the insulating paper is inserted in the manner in the respective bobbin groove, that the insulating paper is fixed at least partially cohesively during the subsequent insertion of wire to the respective bobbin groove.

Definitionsgemäß umfasst eine stoffschlüssige Verbindung eine Verbindung, bei der die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Stoffschlüssige Verbindung zeichnen sich zudem dadurch aus, dass sie nichtlösbare Verbindungen sind, die sich nur durch Zerstörung der Verbindungsmittel trennen lassen, wie beispielsweise Löten, Schweißen, Kleben oder Vulkanisieren.By definition, a cohesive connection comprises a compound in which the connection partners are held together by atomic or molecular forces. Cohesive bonds are also characterized by the fact that they are non-detachable compounds that can be separated only by destruction of the connecting means, such as soldering, welding, gluing or vulcanization.

Dadurch dass das Isolierpapier zumindest abschnittsweise in der jeweiligen Spulennut stoffschlüssig fixiert ist, wird sichergestellt, dass dieses beim nachfolgenden Schritt des Bewickelns mit Spulendraht nicht relativ zu dem Spulenkörper verrutschen oder sogar aus diesem herausfallen kann. Das Isolierpapier isoliert den nachfolgend in die Spulennut eingelegten Spulendraht und stellt somit sicher, dass der Spulenkörper den Anforderungen der Norm DIN EN 60745 genügt.The fact that the insulating paper is at least partially fixed cohesively in the respective bobbin, it is ensured that this can not slip relative to the bobbin during the subsequent step of winding with coil wire or even fall out of this. The insulating paper insulates the coil wire inserted subsequently into the coil groove and thus ensures that the coil body meets the requirements of the Standard DIN EN 60745 enough.

Wie im Stand der Technik gezeigt, kann der Spulenraum des Stators bei der vorliegenden Erfindung eine Anzahl von Spulennuten, bei einem zweipoligen Stator vier Spulennuten, umfassen. Bevor der entsprechende Spulendraht in den Spulenraum des Stators eingelegt wird, wird das Isolierpapier, beispielsweise in Streifenform, in den Spulenraum eingelegt. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zum stoffschlüssigen Fixieren des Isolierpapiers in der Spulennut das Isolierpapier und/oder die jeweilige Spulennut des Statorkörpers eine Beschichtung mit einem Fixiermittel aufweist.As shown in the prior art, the coil space of the stator in the present invention, a number of coil grooves, in a two-pole stator four coil grooves include. Before the corresponding coil wire is inserted into the coil space of the stator, the insulating paper, for example in strip form, is inserted into the coil space. According to a development of the invention, it can be provided that the insulating paper and / or the respective coil groove of the stator body has a coating with a fixing agent for materially fixing the insulating paper in the coil groove.

Weiterhin kann bei dem vorliegenden Verfahren das stoffschlüssige Fixieren des Isolierpapiers in der Spulennut den Schritt Erwärmen des Statorkörpers zumindest im Bereich der Spulennuten umfassen. Dieses ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Fixiermittel durch Wärmeeinbringung eine Verbindung der beiden Verbindungspartner Isolierpapier und Statorkörper herstellt. So kann das Fixiermittel durch Wärmeeinbringung aufgeschmolzen oder aufgeweicht werden und beim anschließenden Abkühlen auf die Ausgangstemperatur wieder verhärten und so die Fixierung ermöglichen.Furthermore, in the present method, the cohesive fixing of the insulating paper in the coil groove may comprise the step of heating the stator body at least in the region of the coil grooves. This is particularly advantageous if the fixing agent produces a connection of the two connection partners insulating paper and stator by heat input. Thus, the fixing agent can be melted or softened by heat input and the subsequent Allow to cool again to the initial temperature and allow fixation.

Ferner kann das in die Spulennut eingelegte Isolierpapier in einem weiteren Schritt an die Spulennut angepresst werden. Dabei reicht es aus, wenn das Isolierpapier nur abschnittsweise an die Spulennut angepresst wird, sofern dieser Abschnitt später auch zur stoffschlüssigen Fixierung des Isolierpapiers an der Spulennut dient.Furthermore, the insulating paper inserted into the bobbin groove can be pressed against the bobbin groove in a further step. It is sufficient if the insulating paper is only partially pressed against the bobbin groove, provided that this section later also serves for cohesive fixing of the insulating paper to the bobbin groove.

Schließlich kann das Fixiermittel Klebstoff, Träufelharz oder Backlack umfassen. Bei einer möglichen Ausführungsform ist das Isolierpapier selbst mit einer Backlackbeschichtung versehen. Dies hat den Vorteil, dass das Isolierpapier mit einer solchen Beschichtung leicht zu handhaben ist. Erst in Anlage an der erwärmten Spulennut-Innenfläche wird der Backlack aufgeschmolzen und verbindet sich mit der Spulennut-Innenfläche. Bei einem anschließenden Aushärten des Backlacks wird das Isolierpapier durch den angebackenen Backlack an der Spulennut stoffschlüssig fixiert.Finally, the fixative may comprise adhesive, trickle resin or baked enamel. In one possible embodiment, the insulating paper itself is provided with a baked enamel coating. This has the advantage that the insulating paper with such a coating is easy to handle. Only in contact with the heated coil groove inner surface of the baked enamel is melted and connects to the coil groove inner surface. In a subsequent curing of the baked enamel, the insulating paper is firmly bonded by the baked baked enamel on the bobbin.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Isolierpapier aus der jeweiligen Spulennut heraus in eine Richtung senkrecht zu der Längsachse des Stators über das jeweilige Polhorn vorsteht. Die Rotationsachse eines zugehörigen Rotors ist parallel zu der Längsachse des Stators, wobei nachfolgend mit der Bezeichnung „Längsachse” auf die Mittellängsachse des Stators Bezug genommen wird, die in der Regel mit der Rotationsachse des Rotors zusammenfällt.Furthermore, it can be provided that the insulating paper projects out of the respective coil groove in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the stator via the respective pole piece. The axis of rotation of an associated rotor is parallel to the longitudinal axis of the stator, hereinafter referred to by the term "longitudinal axis" to the central longitudinal axis of the stator, which generally coincides with the axis of rotation of the rotor.

Dieser Überstand des Isolierpapiers über das jeweilige Polhorn hinaus, stellt einen Abrasionsschutz eines in einem weiteren Schritt eingelegten Spulendrahts in den Spulenraum dar.This projection of the insulating paper beyond the respective pole piece represents an abrasion protection of a coil wire inserted in a further step into the coil space.

Weiterhin ermöglicht das überstehende Isolierpapier jedoch zusätzlich eine elektrische Isolation des Spulendrahts gegenüber dem innerhalb des Stators aufgenommenen Rotors. So ist vorschriftsgemäß ein elektrischer Sicherheitsabstand von einem aktiven Teil, wie dem Rotor, zu einem elektrischen Draht, wie dem Spulendraht, von mindestens 2 mm Luftstrecke einzuhalten. Für den Fall, dass der eingelegte Spulendraht über den verfügbaren Spulenraum hinaus vorsteht, d. h. bei einem Füllgrad von mehr als 100% in den Spulennuten, kann in der Regel ein solcher Sicherheitsabstand nur durch eine Bandage, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, oder durch einen geringeren Außendurchmesser des Rotors erreicht werden. Letzteres hat eine geringere Leistung des elektrischen Antriebs zur Folge, während erstere Maßnahme, wie bereits vorstehend ausgeführt ist, kosten- und zeitintensiv ist.Furthermore, however, the protruding insulating paper additionally allows electrical insulation of the coil wire with respect to the rotor received within the stator. Thus, according to the regulations, an electrical safety distance from an active part, such as the rotor, to an electrical wire, such as the coil wire, of at least 2 mm clearance must be maintained. In the event that the inserted coil wire protrudes beyond the available coil space, d. H. at a filling level of more than 100% in the coil grooves, such a safety distance can usually be achieved only by a bandage, as is known from the prior art, or by a smaller outer diameter of the rotor. The latter has a lower power of the electric drive result, while the former measure, as stated above, is costly and time consuming.

Durch das Hochziehen des Isolierpapiers über die Polhörner hinaus kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch die für die elektrische Isolation relevante Luftstrecke vergrößert werden, so dass der elektrische Sicherheitsabstand gemäß Vorschrift eingehalten werden kann.By pulling up the insulating paper on the Polhörner out with the help of the method according to the invention, however, the relevant for the electrical insulation air gap can be increased, so that the electrical safety distance can be complied with in accordance with regulations.

Dadurch dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem weiteren Schritt der vorstehende Abschnitt des Isolierpapiers an dem eingelegten Spulendraht fixiert wird, wird zudem sichergestellt, dass der überstehende Teil des Isolierpapiers keine Strömungsverluste durch eine unerwünschte Ablenkung der der durch den Antrieb geführten Kühlluft oder Reibungsverluste durch Reibung des Rotors an dem vorstehenden Abschnitt des Isolierpapiers erzeugt.The fact that in the inventive method in a further step, the protruding portion of the insulating paper is fixed to the inserted coil wire, it is also ensured that the protruding part of the insulating paper no flow losses due to an undesirable deflection of the guided through the drive cooling air or frictional losses due to friction Rotor produced on the protruding portion of the insulating paper.

In einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung kann das Isolierpapier in einem Bereich von wenigstens 2 mm, vorzugsweise in einem Bereich von 5 mm bis 15 mm, aus der jeweiligen Spulennut heraus über das jeweilige Polhorn vorstehen.In a further development of the present invention, the insulating paper may protrude over the respective pole piece in a range of at least 2 mm, preferably in a range of 5 mm to 15 mm, out of the respective coil groove.

Weiterhin kann das Einlegen des Spulendrahts automatisiert mit Hilfe eines rotierenden Wickelarms erfolgen.Furthermore, the insertion of the coil wire can be done automatically with the help of a rotating wrapping arm.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann während des Einlegens des Spulendrahts in den Spulenraum der vorstehende Teil des Isolierpapiers nach radial innen gezogen werden, um das Einlegen des Spulendrahts nicht zu behindern. Dabei bezeichnet nach radial innen eine Richtung, die auf die Mittellängsachse des Stators bezogen ist, d. h. eine Richtung von dem Spulenraum weg. Auf diese Weise kann der Statorkörper wie üblich bewickelt werden, ohne dass das Risiko besteht, dass das Isolierpapier beim Wickelvorgang nach beispielsweise innen verknickt wird.In a preferred embodiment, during the insertion of the coil wire into the coil space, the protruding part of the insulating paper may be drawn radially inward so as not to interfere with the insertion of the coil wire. In this case, radially inwardly a direction which is related to the central longitudinal axis of the stator, d. H. a direction away from the coil space. In this way, the stator can be wound as usual, without the risk that the insulating paper during the winding process, for example, kinked inside.

Zur Fixierung des Isolierpapiers an dem Spulendraht und/oder an dem Statorkörper kann das Isolierpapier mit Hilfe eines zusätzlichen Fixierungsmittels fixiert werden.For fixing the insulating paper to the coil wire and / or to the stator body, the insulating paper can be fixed by means of an additional fixing means.

Gemäß einer ersten Ausführungsform kann das Fixierungsmittel auf den eingelegten Spulendraht aufgebracht werden und das Isolierpapier in Anlage an dem Fixierungsmittel an dem eingelegten Spulendraht fixiert werden. Dabei ist es grundsätzlich möglich, das Fixierungsmittel noch vor dem Aufwickeln des Spulendrahts auf diesen aufzubringen oder alternativ dieses erst auf die fertig gestellte bzw. aufgewickelte Spule aufzubringen.According to a first embodiment, the fixing means can be applied to the inserted coil wire and the insulating paper can be fixed in contact with the fixing means on the inserted coil wire. It is in principle possible to apply the fixative even before winding the coil wire on this or alternatively apply this only on the finished Asked or wound coil.

Alternativ oder zusätzlich kann das Isolierpapier wenigstens teilweise mit dem Fixierungsmittel beschichtet sein. Auch hier sind beide Möglichkeiten denkbar, d. h., dass das Isolierpapier bereits vor dem Einlegen in den Spulenraum mit dem Fixierungsmittel beschichtet worden ist, oder dass das Fixierungsmittel erst nach dem Einlegen des Isolierpapiers in den Spulenraum auf dieses aufgetragen wird.Alternatively or additionally, the insulating paper may be at least partially coated with the fixing agent. Again, both options are conceivable, ie, that the insulating paper has been coated with the fixing agent before insertion into the bobbin space, or that the Fixing agent is applied only after inserting the insulating paper in the coil space on this.

Grundsätzlich ist es sowohl denkbar, nur in einem bestimmten Bereich ein Fixierungsmittel aufzubringen als auch den gesamten zu verbindenden Abschnitt der aufgewickelten Spule bzw. des Spulendrahts bzw. des Isolierpapiers mit Fixierungsmittel zu beschichten. Zudem ist es denkbar, wenn sowohl das Isolierpapier als auch der Spulendraht mit einem Fixierungsmittel versehen sind, das gleiche Fixierungsmittel oder ein jeweils anderes Fixierungsmittel für Spulendraht und Isolierpapier zu verwenden.In principle, it is both conceivable to apply a fixing agent only in a certain area and to coat the entire portion of the wound coil or of the coil wire or of the insulating paper to be connected with fixing agent. In addition, it is conceivable if both the insulating paper and the coil wire are provided with a fixing means to use the same fixing means or a different fixing means for coil wire and insulating paper.

Das zusätzliche Fixierungsmittel kann dabei einen Klebstoff, Träufelharz oder Backlack umfassen. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung mit Backlack, da in einem nachfolgenden Fertigungsschritt der Statorkörper bzw. Stator ebenfalls durch Verbacken mit einem Beschichtungsmittel, z. B. einer Pulverbeschichtung oder einer Tauchimprägnierung versehen werden kann, wobei das Beschichten des gesamten Statorkörpers bzw. Stators und das Fixieren des Isolierpapiers in einem Schritt folgen kann.The additional fixing agent may comprise an adhesive, trickle resin or baked enamel. However, an embodiment with baked enamel is particularly preferred since, in a subsequent production step, the stator body or stator is likewise baked by baking with a coating agent, eg. As a powder coating or dip impregnation can be provided, wherein the coating of the entire stator body or stator and the fixing of the insulating paper can follow in one step.

Weiterhin kann das Isolierpapier in gleicher Weise auch oder alternativ an dem Spulenkörper angebracht werden.Furthermore, the insulating paper in the same way or alternatively be attached to the bobbin.

Gemäß einer Weiterentwicklung der Erfindung kann der Stator mehrteilig, beispielsweise zweiteilig, ausgebildet sein, und wenigstens zwei in einem Querschnitt betrachtet segmentförmigen Teile umfassen, wobei in den Spulenraum jedes der Statorsegmente Isolierpapier sowie Spulendraht eingelegt werden, wobei in einem weiteren Schritt die Statorsegmente miteinander verbunden werden, wobei vorzugsweise die Statorsegmente mit einem zusätzlichen Verbindungsmittel stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wobei das zusätzliche Verbindungsmittel Klebstoff, Träufelharz oder Backlack umfassen kann.According to a further development of the invention, the stator can be designed in several parts, for example in two parts, and comprise at least two segmental parts viewed in a cross section, insulating paper and coil wire being inserted into the coil space of each of the stator segments, the stator segments being connected to one another in a further step , wherein preferably the stator segments are materially connected to one another with an additional connecting means, wherein the additional connecting means may comprise adhesive, trickle resin or baked enamel.

Im Sinne der vorliegenden Beschreibung der Erfindung bezeichnet der Querschnitt eine Schnittebene, die senkrecht zu der Längsachse der Stators ist. Die Statorsegmente bilden zusammen einen im Wesentlichen im Querschnitt betrachtet kreisförmigen Statorkörper, wobei die wenigstens zwei Statorsegmente beispielsweise halbkreisförmig sein können. Je nach Gestaltung des Statorkörpers können jedoch auch mehr als zwei Statorsegmente vorgesehen sein, beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr, die gemeinsam den Statorkörper bilden können. Diese können gleich große oder unterschiedlich große Statorsegmente umfassen, wobei unter Berücksichtigung der Herstellkosten mehrere Gleichteile vorteilhaft sind.For the purposes of the present description of the invention, the cross section designates a sectional plane that is perpendicular to the longitudinal axis of the stator. The stator segments together form a stator body that is substantially circular in cross-section, wherein the at least two stator segments may be semicircular, for example. Depending on the design of the stator body, however, more than two stator segments may be provided, for example three, four, five or more, which together may form the stator body. These may include the same size or different sized stator segments, taking into account the production costs several identical parts are advantageous.

Durch Vorsehen einer stoffschlüssigen Verbindung kann die Gefahr von plastischen Verformungen (durch das Zusammenclipsen) an dem Statorkörper verringert werden und dennoch eine sichere Verbindung der Statorsegmente miteinander erreicht werden.By providing a cohesive connection, the risk of plastic deformation (by the clipping) can be reduced to the stator and yet a secure connection of the stator segments are achieved with each other.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner einen Stator eines elektrischen Antriebs, wobei der Stator einen Statorkörper mit einem Spulenraum zur Aufnahme eines Drahts in Form einer Spule umfasst, wobei der Spulenraum mehrere Spulennuten umfasst, die von der Statorwand und Polhörnern des Stators begrenzt werden, Isolierpapier zum Schutz des Spulendrahts vor Abrasion, sowie den in den Spulenraum eingelegten Spulendraht. Erfindungsgemäß ist das in eine der Spulennuten eingelegte Isolierpapier beim nachfolgenden Einlegen von Draht in die Spulennut an der jeweiligen Spulennut zumindest abschnittsweise stoffschlüssig fixiert.The present invention further relates to a stator of an electric drive, wherein the stator comprises a stator body having a coil space for accommodating a wire in the form of a coil, the coil space comprising a plurality of coil grooves bounded by the stator wall and pole horns of the stator, insulating paper for protection of the coil wire before abrasion, as well as the inserted into the coil space coil wire. According to the invention, the insulating paper inserted in one of the spool grooves is at least partially fixed in a material-locking manner during the subsequent insertion of wire into the spool groove on the respective spool groove.

Der erfindungsgemäße Stator kann ferner mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt sein.The stator according to the invention may also be produced by the method described above.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to the attached figures.

Es zeigen schematisch:They show schematically:

1 eine isometrische Ansicht eines zweipoligen Stators; 1 an isometric view of a bipolar stator;

2 einen Querschnitt senkrecht zu der Längsachse des Stators der 1; 2 a cross section perpendicular to the longitudinal axis of the stator of 1 ;

3 eine Draufsicht auf eine Statorhälfte des Stators gemäß 1 und 2; 3 a plan view of a stator half of the stator according to 1 and 2 ;

4 eine Detailansicht einer Verbindungsstelle eines Stators gemäß 1 und 2; 4 a detailed view of a junction of a stator according to 1 and 2 ;

5a eine Detailansicht einer Statorhälfte mit einem Temperatursensorelement in einer ersten Ausführungsform; 5a a detail view of a stator half with a temperature sensor element in a first embodiment;

5b eine Detailansicht einer Statorhälfte mit einem Temperatursensorelement in einer zweiten Ausführungsform; 5b a detailed view of a stator half with a temperature sensor element in a second embodiment;

6 eine Wickelschablone, welche bei einem Wickelvorgang eines erfindungsgemäßen Stators verwendet werden kann; 6 a winding template, which can be used in a winding process of a stator according to the invention;

7 in einer Ansicht von der Außenseite her eine in eine Statorhälfte eingesetzte Wickelschablone nach einem Wickelvorgang; 7 in a view from the outside an inserted into a stator half winding template after a winding process;

8 in einer isometrischen Ansicht einen mit einer Beschichtung versehenen Stator; und 8th in an isometric view, a coated stator provided with a coating; and

9 eine Schnittdarstellung des in 8 gezeigten Stators. nine a sectional view of the in 8th shown stator.

In der 1 ist ein zweipoliger Stator eines elektrischen Antriebs gezeigt und allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Dieser zweipolige Stator umfasst einen Statorkörper, welcher im Bereich einer sich entlang einer Längsachse L des Stators erstreckenden Trennungsebene in zwei Statorsegmente bzw. Statorhälften 12 geteilt ist. Die beiden Statorhälften 12 sind dabei als identische Teile ausgebildet, was die Herstellung des Statorkörpers besonders einfach macht. In üblicher Weise ist der dargestellte Statorkörper des Stators 10 durch Stanzpaketieren von identischen Blechlamellen zu einem Blechpaket hergestellt.In the 1 a two-pole stator of an electric drive is shown and generally with the reference numeral 10 designated. This bipolar stator comprises a stator body, which in the region of a separation plane extending along a longitudinal axis L of the stator into two stator segments or stator halves 12 shared. The two halves of the stator 12 are designed as identical parts, which makes the production of the stator particularly simple. In the usual way, the illustrated stator body of the stator 10 produced by punching packetization of identical laminations to a laminated core.

Weiterhin umfasst jede der Statorhälften 12 zwei Polhörner bzw. Polspitzen 16 (vgl. auch 2), die sich von der Innenumfangsfläche 12a der jeweiligen Statorhälfte 12 nach innen erstrecken und somit den Innenraum des Stators 10 für einen darin aufzunehmenden Rotor (nicht dargestellt) begrenzen.Furthermore, each of the stator halves comprises 12 two Polhörner or Polspitzen 16 (see also 2 ), extending from the inner circumferential surface 12a the respective stator half 12 extend inwards and thus the interior of the stator 10 for a rotor (not shown) to be accommodated therein.

Die beiden Statorhälften 12 sind im Bereich zweier Verbindungsstellen 18 miteinander verbunden, wobei jede Statorhälfte 12 eine erste Verbindungsstelle 18a sowie eine zweite Verbindungsstelle 18b aufweist.The two halves of the stator 12 are in the range of two connection points 18 interconnected with each stator half 12 a first connection point 18a and a second connection point 18b having.

Weiterhin sind in 1 Endabschnitte bzw. Drahtenden 22a und 22b eines spulenförmig, d. h. in der Form einer Spule 20a mit einer Wicklungsstruktur und Wickelköpfen 23a und 23b, eingelegten Spulendrahts 20 zu erkennen. Wie aus 1 ersichtlich, sind die Drahtenden 22a, 22b als Anschlussdrähte jeweils mit einem Schrumpfschlauch 24 als Schlauchelement versehen, welches nicht außerhalb des Stators 10 endet, sondern in den Stator 10 eingeschoben ist, d. h. in die Wicklungsstruktur der Spule 20a hineinragt, um eine optimale Isolierung zu erreichen und einen Schutz vor leitfähigen Ablagerungen zu erhalten. Als Schlauchelemente kommen auch Glasgewebeschläuche in Betracht.Furthermore, in 1 End sections or wire ends 22a and 22b a coil-shaped, ie in the form of a coil 20a with a winding structure and winding heads 23a and 23b , inserted coil wire 20 to recognize. How out 1 can be seen, are the wire ends 22a . 22b as connecting wires each with a shrink tube 24 provided as a hose element, which is not outside the stator 10 ends but in the stator 10 is inserted, ie in the winding structure of the coil 20a protruding in order to achieve optimum insulation and protection against conductive deposits. Tubular elements are also glass cloth hoses into consideration.

In anderen Ausführungsbeispielen könnte statt des Schlauchelements auch ein Hülsenelement vorgesehen sein.In other embodiments, instead of the hose member and a sleeve member may be provided.

Wie in 2 deutlich zu erkennen ist, wird die erste Verbindungsstelle 18a der beiden Statorhälften 12 jeweils durch eine entlang der Längsachse L verlaufende dreieckförmige Nut 18a gebildet, während die zweite Verbindungsstelle 18b durch einen korrespondierenden entlang der Längsachse L verlaufenden dreieckförmigen Vorsprung 18b gebildet ist. Durch die spezielle Ausbildung der ersten und zweiten Verbindungsstelle 18a und 18b kann eine einfache Herstellung der Verbindungsstellen 18 ermöglicht werden.As in 2 clearly recognizable, becomes the first connection point 18a the two stator halves 12 each by a along the longitudinal axis L extending triangular groove 18a formed while the second junction 18b by a corresponding along the longitudinal axis L extending triangular projection 18b is formed. Due to the special design of the first and second connection point 18a and 18b can be a simple preparation of the joints 18 be enabled.

Weiterhin wird durch die Ausprägung der ersten und zweiten Verbindungsstellen 18a und 18b eine Ausrichtung der Statorhälften 12 zueinander erreicht, wenn die jeweils korrespondierende erste Verbindungsstelle 18a mit der zweiten Verbindungsstelle 18b in Anlage gebracht wird. Schließlich kann durch diese spezielle Ausgestaltung der Verbindungsstellen 18 gewährleistet werden, dass die Statorhälften 12 bei der Herstellung des Statorkörpers in direkter Anlage zueinander aus dem Material ausgestanzt werden können, was zu einem geringeren Anfallen von Verschnitt gegenüber dem Stand der Technik führt.Furthermore, by the expression of the first and second connection points 18a and 18b an alignment of the stator halves 12 reached to each other, if the respective corresponding first connection point 18a with the second connection point 18b is brought into contact. Finally, by this special embodiment of the joints 18 be ensured that the stator halves 12 can be punched out in the production of the stator in direct contact with each other from the material, which leads to a lower accumulation of waste compared to the prior art.

In 2 ist ebenfalls deutlich gezeigt, dass die Statorinnenwand 12a und die radial äußere Wand 16a der Polhörner 16 eine Nut 14 begrenzen, in welche der aus Kupfer hergestellte Spulendraht 20 aufgenommen werden kann. Wie in den Figuren (vgl. insbesondere 2 und 3) zu erkennen ist, wird der Spulendraht 20 in der Form einer Spule 20a in den durch die Nuten 14 einer Statorhälfte 12 ausgebildeten Spulenraum eingelegt.In 2 is also clearly shown that the stator inner wall 12a and the radially outer wall 16a the polo horns 16 a groove 14 limit, in which the coil wire made of copper 20 can be included. As in the figures (see in particular 2 and 3 ), the coil wire becomes 20 in the form of a coil 20a in through the grooves 14 a stator half 12 trained coil space inserted.

In 2 ist weiterhin gezeigt, dass der eingelegte Spulendraht 20 nicht wie in der Praxis üblich mit einem Füllgrad von weniger als 100% in die Nut 14 eingelegt ist, sondern über die Nut 14 hinaus gewickelt ist. Darin ist eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung zu sehen, da durch einen Füllgrad von mehr als 100% eine erhöhte Leistung eines Elektromotors mit einem derart gewickelten Stator 10 gegenüber einem Elektromotor mit einem konventionell gewickelten Stator erreicht werden kann. Insbesondere ermöglicht es die in 2 gezeigte Wicklungsform, insgesamt mehr Spulenwindungen in einem hohlzylindrischen Volumenelement (welches sich zwischen den Statorhälften und der Außenseite eines Ankers befindet) anzuordnen als nach dem Stand der Technik möglich. Bei gleichem beanspruchtem Bauraum kann so insgesamt mit der Spule 20a ein höherer magnetischer Fluss erzeugt werden und damit eine höhere Leistung des Elektromotors erreicht werden. Ebenso kann für eine gegebene Anzahl von Windungen die Spule 20a erheblich flacher ausgelegt werden als bisher nach dem Stand der Technik möglich, so dass bei gleicher Windungszahl ein Anker höheren Durchmessers verwendet werden kann. Damit ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik ein höheres Drehmoment auf die Ankerwicklungen, was im Ergebnis ebenfalls zu einer Leistungssteigerung führt. Ebenso kann bei gleichbleibender Leistung eine Verkleinerung des Elektromotors und damit eine Verringerung des Fadenmaßes eines zugehörigen Elektrohandwerkzeuges erreicht werden.In 2 is further shown that the inserted coil wire 20 not as usual in practice with a degree of filling of less than 100% in the groove 14 is inserted, but via the groove 14 wound out. This is a peculiarity of the present invention to see, as by a degree of filling of more than 100% increased power of an electric motor with such a wound stator 10 can be achieved with respect to an electric motor with a conventionally wound stator. In particular, it allows in 2 shown winding arrangement, a total of more coil turns in a hollow cylindrical volume element (which is located between the stator and the outside of an armature) to arrange as possible in the prior art. At the same claimed space can be so total with the coil 20a a higher magnetic flux can be generated and thus a higher power of the electric motor can be achieved. Likewise, for a given number of turns, the coil 20a be designed significantly flatter than previously possible in the prior art, so that at the same number of turns, an anchor higher diameter can be used. This results in comparison to the prior art, a higher torque on the armature windings, which also leads to an increase in performance as a result. Likewise, a reduction of the electric motor and thus a reduction of the thread size of an associated electric hand tool can be achieved with the same power.

Da in dem über die Nut 14 hinausgehenden Bereich die mechanisch stabilisierende Wirkung der Polhörner 16 wegfällt, sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um zu gewährleisten, dass die Spule ihre Form beibehält und sich die Wicklungen nicht voneinander lösen. Because in the over the groove 14 range beyond the mechanical stabilizing effect of the Polhörner 16 If this is not the case, additional measures are required to ensure that the coil retains its shape and that the windings do not separate.

Hierzu ist eine zumindest teilweise stoffschlüssige Verbindung der Windungen der Spule 20a untereinander mindestens in Teilen des außerhalb der Nut 14 befindlichen Bereiches der Spule 20a vorteilhaft. Diese stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise unter Verwendung eines Backlackdrahtes verwirklicht werden. Unter einem Backlackdraht wird ein Spulendraht verstanden, der eine temperaturfeste Grundisolation und eine durch Erhitzen verklebende, oft auch dabei polymerisierende Deckschicht aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann die stoffschlüssige Verbindung auch mittels eines Träufelharzes geschaffen werden, welches aufgrund der Kapillarwirkung der Zwischenräume zwischen den Windungen in der Spule 20a die Spule 20a nach einem Eintauchen praktisch vollständig durchdringt.For this purpose, an at least partially cohesive connection of the turns of the coil 20a at least in parts of the outside of the groove 14 located area of the coil 20a advantageous. This cohesive connection can be realized, for example, using a baked enamel wire. A baked enamel wire is understood to mean a coil wire which has a temperature-resistant base insulation and a cover layer which adheres by heating and often also polymerises. Additionally or alternatively, the cohesive connection can also be created by means of a trickle resin, which due to the capillary action of the spaces between the turns in the coil 20a the sink 20a practically completely penetrates after immersion.

Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der zweipolige Stator 10 mit seinen beiden Statorhälften 12 nicht nur einen durch die Statorhälften 12 gebildeten Statorkörper, der mit Spulendraht 20 bewickelt ist, sondern auch Isolierpapier 30, das in die Nuten 14 eingelegt wird, ehe der Spulendraht 20 auf die jeweilige Statorhälfte 12 aufgewickelt wird.As in 3 is shown, the bipolar stator comprises 10 with its two stator halves 12 not just one through the stator halves 12 formed stator body, with coil wire 20 is wound, but also insulating paper 30 that in the grooves 14 is inserted before the coil wire 20 on the respective stator half 12 is wound up.

Das Isolierpapier 30 dient dazu, die durch den Spulendraht 20 gebildete Spule 20a im Betrieb eines den Stator 10 aufweisenden Elektromotors vor Abrasion zu schützen und elektrisch gegenüber dem Statorkörper sowie dem benachbarten Rotor (nicht gezeigt) zu isolieren. So ist gemäß der Norm DIN EN 60745 ein Mindestabstand von 2 mm Luftstrecke zwischen einem aktiven Teil, wie dem Statorkörper oder dem Rotor, und dem Spulendraht sicher zu stellen um eine elektrische Isolation zu gewährleisten. Diese wird bei dem vorstehend angesprochenen Füllgrad des Spulendrahts 20 über 100% dadurch sichergestellt, dass das Isolierpapier 30 mit einem radialen Überstand 32 (vgl. auch 4) über die jeweiligen Polhörner 16 hinaus vorgesehen ist.The insulating paper 30 The purpose of this is through the coil wire 20 formed coil 20a in operation of the stator 10 Protecting electric motor to protect against abrasion and electrically to the stator and the adjacent rotor (not shown) to isolate. So is according to the Standard DIN EN 60745 ensure a minimum distance of 2 mm air gap between an active part, such as the stator body or the rotor, and the coil wire to ensure electrical insulation. This is at the above-mentioned degree of filling of the coil wire 20 over 100% thereby ensuring that the insulating paper 30 with a radial projection 32 (see also 4 ) about the respective Polhörner 16 is provided out.

Als radialer Überstand 32 wird der Teil des Isolierpapiers 30 verstanden, der bezogen auf die Längsachse L radial, d. h. in einer Richtung senkrecht zu der Längsachse L, über die Polhörner 16 übersteht.As a radial projection 32 becomes the part of the insulating paper 30 understood, with respect to the longitudinal axis L radially, ie in a direction perpendicular to the longitudinal axis L, via the pole horns 16 survives.

Dabei kann der Überstand 32 des Isolierpapiers 30, wie in 4 gezeigt, derart gewählt sein, dass zumindest die radial innenliegenden Abschnitte des überstehenden Isolierpapiers 32 dann, wenn die Statorhälften 12 zusammengesetzt sind, d. h. im Bereich ihrer Verbindungsstellen 18 aneinander anliegen, die Überstände 32 des Isolierpapiers 30 der beiden Statorhälften 12 ebenfalls aneinander anliegen bzw. sich überlappen. Zudem kann, wie in 3 zu erkennen ist, auch ein (bezogen auf die Längsachse L des Stators 10) axialer Überstand 33 des Isolierpapiers 30 sinnvoll sein, um den elektrischen Sicherheitsabstand von 2 mm Luftstrecke zwischen Spulendraht und aktivem Eisen zu gewährleisten. Als axialer Überstand 33 wird der Teil des Isolierpapiers 30 verstanden, der bezogen auf die Längsachse L axial, d. h. in einer Richtung parallel zu der Längsachse L, über die Polhörner 16 übersteht.This can be the supernatant 32 of insulating paper 30 , as in 4 shown, be chosen such that at least the radially inner portions of the protruding insulating paper 32 then, when the stator halves 12 are composed, ie in the region of their joints 18 abut each other, the supernatants 32 of insulating paper 30 the two stator halves 12 also abut each other or overlap. In addition, as in 3 can be seen, also a (relative to the longitudinal axis L of the stator 10 ) axial supernatant 33 of insulating paper 30 make sense to ensure the electrical safety distance of 2 mm air gap between coil wire and active iron. As axial supernatant 33 becomes the part of the insulating paper 30 understood, with respect to the longitudinal axis L axially, ie in a direction parallel to the longitudinal axis L, via the pole horns 16 survives.

Wie aus 5a ersichtlich, ist ein gestrichelt angedeutetes Temperatursensorelement 34 in einer Aussparung bzw. einem Hohlraum 36 in der Wicklungsstruktur der Spule 20a vorhanden, um die Temperatur der Spule 20a bzw. des Spulendrahts 20 während des Betriebs zu erfassen. Das Temperatursensorelement 34 ist wenigstens annähernd vollständig von der Spule 20a umgeben, so dass in 5a lediglich die Anschlussleitungen 38 aus der Spule herausragen. Das Temperatursensorelement 34 kann nur in eine oder auch in beide Statorhälften 12 eingebracht werden. Wie aus 5b ersichtlich, kann das Temperatursensorelement 34 alternativ auch in einem Hohlraum 36 in wenigstens einer der Spulennuten 14 untergebracht sein. Dazu kann das Temperatursensorelement 34 zwischen der Spule 20a einerseits und der Statorwand und/oder einem der Polhörner 16 andererseits angeordnet sein.How out 5a can be seen, is a dashed line indicated temperature sensor element 34 in a recess or a cavity 36 in the winding structure of the coil 20a present to the temperature of the coil 20a or the coil wire 20 during operation. The temperature sensor element 34 is at least approximately complete of the coil 20a surrounded, so in 5a only the connecting cables 38 sticking out of the coil. The temperature sensor element 34 can only in one or in both halves of the stator 12 be introduced. How out 5b can be seen, the temperature sensor element 34 alternatively also in a cavity 36 in at least one of the coil grooves 14 be housed. For this purpose, the temperature sensor element 34 between the coil 20a on the one hand and the stator wall and / or one of the pole horns 16 on the other hand be arranged.

Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, dass die beiden Drahtenden bzw. Drahtendabschnitte 22a, 22b, welche beim Wickelvorgang von der Spule 20a an den Statorhälften 12 entstehen, wie vorstehend erwähnt als Anschlussdrähte bzw. elektrische Anschlüsse des Elektromotors genutzt werden können. Hierfür werden die Drahtenden 22a, 22b in ausreichend großer Länge aus der Spule 20a herausgeführt, um die Funktion von aus dem Stand der Technik bekannten separaten Litzen zu übernehmen und einen Anschluss der Spule 20a an eine Stromquelle oder einen Stromverteiler (nicht gezeigt) zu ermöglichen. An den freien Enden der Drahtendabschnitte 22a, 22b können separate Anschlusselemente, beispielsweise in der Form einer Crimpkralle (nicht dargestellt) in der Weise befestigt werden, dass diese die isolierende Außenschicht (im dargestellten Beispiel eine isolierende Grundschicht sowie eine darauf aufgebrachte Backlackschicht) des Spulendrahts 20 durchdringen und eine elektrische Kontaktierung der Spule ermöglichen. Die Anschlusselemente (nicht dargestellt) können zudem in ihrer Außengeometrie in der Art eines Steckers ausgebildet sein, der in einen korrespondierenden Steckverbinder an der Stromquelle bzw. dem Stromverteiler des elektrischen Antriebs eingesteckt werden kann.Another special feature of the present invention can be seen in that the two wire ends or wire end sections 22a . 22b , which during the winding process of the coil 20a on the stator halves 12 arise, as mentioned above can be used as connecting wires or electrical connections of the electric motor. For this purpose, the wire ends 22a . 22b in sufficiently long length from the coil 20a led out to take over the function of known from the prior art separate strands and a connection of the coil 20a to a power source or a power distributor (not shown). At the free ends of the wire end sections 22a . 22b For example, separate connection elements, for example in the form of a crimping claw (not shown), may be fastened in such a way that they comprise the insulating outer layer (in the example illustrated an insulating base layer and a baked enamel layer applied thereto) of the coil wire 20 penetrate and allow electrical contact with the coil. The connecting elements (not shown) may also be formed in their outer geometry in the manner of a plug that can be plugged into a corresponding connector on the power source or the power distributor of the electric drive.

Nachfolgend wird der Herstellungsprozess eines zweipoligen Stators unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben:
Aus einem durch Stanzpaketieren von identischen Blechlamellen hergestellten Blechpaket werden die beiden Statorhälften 12 in Anlage zueinander ausgestanzt, die in einem weiteren Prozessschritt mit Kupferdraht bewickelt werden sollen. Hereinafter, the manufacturing process of a two-pole stator will be described with reference to the figures:
From a laminated core produced by punching packages of identical laminations, the two stator halves 12 stamped in plant to each other, which are to be wound in a further process step with copper wire.

Um im Betrieb eine ausreichende elektrische Isolation gewährleisten und ausreichend große Abstände zwischen der Spule und aktiven Teilen des Elektromotors bereitstellen zu können, wird, bevor die Statorhälften 12 bewickelt werden, Isolierpapier 30 in die Nuten 14 der jeweiligen Statorhälften 12 eingelegt.In order to ensure adequate electrical insulation in operation and to provide sufficiently large distances between the coil and active parts of the electric motor is, before the stator halves 12 be wrapped, insulating paper 30 into the grooves 14 the respective stator halves 12 inserted.

Um zu gewährleisten, dass das Isolierpapier 30 relativ zu der jeweiligen Statorhälfte 12, in deren Nut 14 das Isolierpapier 30 eingelegt wird, fixiert ist, können die Statorhälften 12 in einem vorgeschalteten Prozessschritt vor dem Einlegen des Isolierpapiers 30 in die zugehörigen Nuten 14 zumindest in dem Bereich der Nuten erwärmt werden, beispielsweise auf eine Temperatur von wenigstens 150° Celsius. Das Isolierpapier 30 ist auf derjenigen Seite, mit der es in Anlage an die erwärmte Nut 14 der Statorhälften 12 kommen soll, zumindest abschnittsweise mit einem Backlack beschichtet. Das eingelegte Isolierpapier 30 kann dann, sobald es in die zugehörige Nut 14 eingelegt ist, für einige Sekunden an die Nutinnenseiten angepresst werden. Dabei schmilzt die Backlackbeschichtung an dem Isolierpapier 30 an und verklebt dieses mit der Statorhälfte 12. Eine Fixierung des Isolierpapiers 30 bei dem nachfolgenden Prozessschritt des Bewickelns ist folglich nicht mehr notwendig.To ensure that the insulating paper 30 relative to the respective stator half 12 in whose groove 14 the insulating paper 30 is inserted, fixed, the stator halves 12 in an upstream process step before inserting the insulating paper 30 into the associated grooves 14 be heated at least in the region of the grooves, for example to a temperature of at least 150 ° Celsius. The insulating paper 30 is on the side with which it is in contact with the heated groove 14 the stator halves 12 should come, at least partially coated with a baked enamel. The inserted insulating paper 30 can then, once it's in the associated groove 14 is pressed in for a few seconds on the Nutinnenseiten be pressed. The baked enamel coating melts on the insulating paper 30 and glued to the stator half 12 , A fixation of the insulating paper 30 in the subsequent process step of winding is therefore no longer necessary.

Das eingelegte Isolierpapier 30 weist dabei, wie bereits vorstehend beschrieben, einen radialen Überstand 32 über die Polspitzen 16 der jeweiligen Statorhälften 12 hinaus auf. Dieser Überstand 32 kann während des nachfolgenden Wickelvorgangs zusätzlich nach radial innen gezogen werden, um während des Bewickelns sicherzustellen, dass das Isolierpapier 30 nicht durch den Spulendraht 20 geknickt wird.The inserted insulating paper 30 has, as already described above, a radial projection 32 over the pole tips 16 the respective stator halves 12 out on. This supernatant 32 can additionally be drawn radially inward during the subsequent winding process to ensure that the insulating paper during winding 30 not through the coil wire 20 is kinked.

In einem weiteren Schritt wird jede der Statorhälften 12 automatisiert mit Hilfe eines Wickelarms mit dem Spulendraht 20 bewickelt. Um eine Bewicklung der Statorhälften 12 zu erreichen, bei der der Füllgrad der Spulennut 14 über 100% liegt, kann eine wie in 6 dargestellte Wickelschablone 40 verwendet werden. Die Wickelschablone 40 zeigt dabei ein näherungsweise halbzylindrisches Mittelstück 48, an dessen Stirnseiten jeweils die beiden von diesem am Umfang etwas abgesetzten Schablonenenden 46a und 46b angeordnet sind. Dabei ist das Mittelstück 48 dazu vorgesehen, von der Innenseite her auf eine Statorhälfte 12 aufgesetzt zu werden, wobei es mittels der Schablonenenden 46a und 46b auf dieser in Axialrichtung zentriert wird. Das Mittelstück 48 zeigt dabei die Anlagenflächen 481a und 481b, welche bei eingesetzter Wickelschablone 40 über die Polhörner der Statorhälfte überstehen und so eine zusätzliche temporäre Nut schaffen, in welcher der Spulendraht 20 gewickelt werden kann, wobei er dort während und nach dem Wickelvorgang mittels der Wickelschablone 40 in dieser temporären Nut geführt und gehalten wird.In a further step, each of the stator halves 12 automated with the help of a winding arm with the coil wire 20 wound. To wrap the stator halves 12 to achieve at the filling degree of the coil groove 14 is above 100%, can be as in 6 illustrated winding template 40 be used. The winding template 40 shows an approximately semi-cylindrical centerpiece 48 , at the end faces in each case the two stencil ends slightly offset from this on the circumference 46a and 46b are arranged. This is the centerpiece 48 provided, from the inside on a stator half 12 to be put on it, by means of the stencil ends 46a and 46b centered on this in the axial direction. The middle piece 48 shows the plant surfaces 481a and 481b , which with inserted winding template 40 survive over the Polhörner the stator half and so create an additional temporary groove in which the coil wire 20 can be wound, where he there during and after the winding process by means of the winding template 40 is guided and held in this temporary groove.

Ferner zeigt die in 6 dargestellte Wickelschablone 40 auf ihren Schablonenenden 46a und 46b jeweils einen äußeren Fortsatz 44a, 44b und einen inneren Fortsatz 42a, 42b. Zwischen den Fortsätzen 42a und 44a bzw. 42b und 44b kann beim Wickelvorgang der Spulendraht 20 ebenfalls geführt bzw. angeordnet werden, so dass sich über die Statorhälfte 12 hinausstehend ein Wickelkopf mit einer definierten Form ergibt. Im Unterschied zum Stand der Technik kann also durch die Verwendung der Wickelschablone 40 einerseits erreicht werden, dass auch Bereiche außerhalb der Nut 14 mit Spulendraht 20 gefüllt werden und andererseits auch, dass eine definierte Form eines Wickelkopfes geschaffen werden kann.Furthermore, the in 6 illustrated winding template 40 on her stencil ends 46a and 46b one outer extension each 44a . 44b and an inner extension 42a . 42b , Between the extensions 42a and 44a respectively. 42b and 44b can during the winding process of the coil wire 20 also be guided or arranged so that over the stator half 12 protruding results in a winding head with a defined shape. In contrast to the prior art can therefore by the use of the winding template 40 be achieved on the one hand, that even areas outside the groove 14 with coil wire 20 be filled and on the other hand, that a defined shape of a winding head can be created.

7 zeigt in einer Ansicht von der Außenseite her die in der Statorhälfte 12 eingesetzte Wickelschablone 40 nach dem Wickelvorgang. Gut erkennbar ist die definierte Ausbildung der Wickelköpfe 23a, b, welche durch die Fortsätze 42a, 44a und 42b, 44b erreicht werden kann. Ansonsten entsprechen die in der 7 verwendeten Bezugszeichen den bereits in der 6 verwendeten. 7 shows in a view from the outside in the stator half 12 used winding template 40 after the winding process. Clearly recognizable is the defined formation of the winding heads 23a , b, which through the extensions 42a . 44a and 42b . 44b can be achieved. Otherwise, the correspond in the 7 used reference numerals already in the 6 used.

Bevor diese Schablone wieder entnommen wird, um den Statorkörper weiteren Fertigungsschritten zuzuführen, wird die Spule 20a mindestens teilweise verbacken bzw. „angebacken”. Aus diesem Grund wird bei dem vorliegenden Herstellungsprozess ein Backlackdraht als Spulendraht 20 verwendet, d. h. ein Kupferdraht mit einer temperaturfesten Grundisolation und einer zusätzlichen Backlack-Deckschicht, welche bei Temperaturen von etwa 150°C bis 200°C erweicht und aushärtet, so dass die einzelnen Spulenwindungen der Spule 20a von dem ausgehärteten Backlack zumindest für die nachfolgenden Handhabungsschritte während der Fertigung in einem Verbund miteinander gehalten werden. Um den Backlack entsprechend zu erwärmen, wird Strom in die Spule 20a eingeleitet, so dass diese sich infolge ihres elektrischen Widerstands auf die gewünschte Temperatur (etwa 150°C bis 200°C) erhitzt. Für eine vorläufige Stabilisierung der Spule 20a genügt ein Stromfluss von ca. 50A für einen Zeitraum für ca. 4 s, wodurch die Taktzeiten der Fertigung gering gehalten werden können. In diesem Verfahrensschritt, in dem die einzelnen Drahtwindungen zu einer Spule 20a verbacken werden, kann auch der Überstand 32 des Isolierpapiers 30 an die Spule 20a angebacken werden. Dabei kann das Isolierpapier 30 hierfür ebenfalls eine Backlackbeschichtung zumindest im Bereich seines Überstands 32 auf der der Spule 20a zugewandten Seite aufweisen.Before this template is removed again to supply the stator body further manufacturing steps, the coil 20a at least partially baked or "baked". For this reason, in the present production process, a baked enamel wire is used as the coil wire 20 used, ie a copper wire with a temperature-resistant base insulation and an additional baked enamel top layer which softens and cures at temperatures of about 150 ° C to 200 ° C, so that the individual coil windings of the coil 20a be held by the cured baked enamel at least for the subsequent handling steps during manufacture in a composite with each other. In order to warm up the baking varnish accordingly, current gets into the coil 20a so that it heats up to the desired temperature (about 150 ° C to 200 ° C) due to its electrical resistance. For a preliminary stabilization of the coil 20a a current flow of approx. 50A for a period of about 4 s, whereby the cycle times of the production can be kept low. In this process step, in which the individual turns of wire to form a coil 20a can also be baked, the supernatant 32 of insulating paper 30 to the coil 20a be baked. This can be the insulating paper 30 this also a baked enamel coating at least in the region of its supernatant 32 on the coil 20a have facing side.

Alternativ ist es jedoch ebenfalls denkbar, das Isolierpapier direkt an der Backlackbeschichtung des Spulendrahtes oder mit Hilfe eines separat aufzubringenden Beschichtungsmittels an der Spule zu verbacken. Weiterhin ist auch denkbar, ein anderes Beschichtungsmittel bzw. eine andere Deckschicht als Backlack zur Fixierung der Spulenwindungen aneinander einzusetzen.Alternatively, however, it is also conceivable to bake the insulating paper directly on the baked enamel coating of the coil wire or by means of a separately applied coating agent on the coil. Furthermore, it is also conceivable to use another coating agent or another cover layer as a baked enamel for fixing the coil turns together.

Ein nicht dargestelltes Platzhalterelement, insbesondere ein Stift oder dergleichen kann in den Bereich des Spulenraums in der Weise eingelegt werden, dass sich beim automatisierten Einlegen des Spulendrahts 20 in den Spulenraum der durch das Platzhalterelement begrenzte Hohlraum 36 in der Wicklungsstruktur der Spule 20a oder in wenigstens einer der Spulennuten 14 ergibt. Nach dem Entfernen des Platzhalterelements aus der Wicklungsstruktur der Spule 20a oder aus der wenigstens einen Spulennut 14 kann in den verbleibenden Hohlraum 36 das Temperatursensorelement 34 eingeführt werden.An unillustrated placeholder element, in particular a pin or the like can be inserted into the region of the coil space in such a way that during the automated insertion of the coil wire 20 in the coil space of limited by the blanking element cavity 36 in the winding structure of the coil 20a or in at least one of the coil grooves 14 results. After removing the placeholder element from the winding structure of the coil 20a or from the at least one coil groove 14 can in the remaining cavity 36 the temperature sensor element 34 be introduced.

Die Wickelschablone 40 ist beispielsweise derart ausgebildet, dass in einem Bereich der gewickelten Spule 20a die entsprechende Ausnehmung bzw. der Hohlraum 36 verbleibt, in den in einem weiteren Prozessschritt das Temperatursensorelement 34 in die gewickelte Spule 20a eingeführt werden kann. Alternativ kann das von der Wickelschablone separate Platzhalterelement verwendet werden.The winding template 40 is for example designed such that in a region of the wound coil 20a the corresponding recess or the cavity 36 remains in the in a further process step the temperature sensor element 34 in the wound coil 20a can be introduced. Alternatively, the separate from the winding template placeholder element can be used.

Das Temperatursensorelement 34 wird in dem wenigstens einen Hohlraum 36 der Spule 20a fixiert. Dies kann mittels des Fixiermittels für den Spulendraht 20 erfolgen. Alternativ ist es jedoch ebenfalls denkbar, das Temperatursensorelement 34 direkt an der Backlackbeschichtung des Spulendrahts 20 zu verbacken oder mit Hilfe eines zusätzlichen separat aufzubringenden Sensorfixiermittels an der Spule 20a zu fixieren. Dazu kann das Temperatursensorelement 34 wenigstens teilweise mit dem Sensorfixiermittel beschichtet werden. Das Platzhalterelement und damit auch der Hohlraum 36 kann im Bereich des Wickelkopfes 23a, b oder in einer der Spulennuten 14 zwischen der Spule 20a einerseits und der Statorwand und/oder einem der Polhörner 16 andererseits vorgesehen werden. Das zusätzliche Sensorfixiermittel kann z. B. Klebstoff, Träufelharz oder Backlack umfassen.The temperature sensor element 34 is in the at least one cavity 36 the coil 20a fixed. This can be done by means of the fixing means for the coil wire 20 respectively. Alternatively, however, it is likewise conceivable to use the temperature sensor element 34 directly on the baked enamel coating of the coil wire 20 to bake or with the help of an additional separately applied sensor fixative on the coil 20a to fix. For this purpose, the temperature sensor element 34 at least partially coated with the sensor fixative. The placeholder element and thus also the cavity 36 can be in the area of the winding head 23a , b or in one of the coil grooves 14 between the coil 20a on the one hand and the stator wall and / or one of the pole horns 16 provided on the other hand. The additional sensor fixer may, for. As adhesive, trickle resin or baked enamel include.

Darüber hinaus kann ein vorstehend genanntes Platzhalterelement in den Bereich des Spulenraums in der Weise eingelegt werden, dass sich beim automatisierten Einlegen des Spulendrahts 20 in den Spulenraum ein nicht dargestellter, durch das Platzhalterelement begrenzter, Hohlraum im Bereich der Endabschnitte 22a, 22b in der Wicklungsstruktur der Spule 20a ergibt. Nach dem Entfernen des Platzhalterelements aus der Wicklungsstruktur der Spule 20a kann der Schrumpfschlauch 24 auf das jeweilige Drahtende 22a, 22b aufgebracht und in den verbleibenden Hohlraum in der Wicklungsstruktur der Spule 20a eingeführt werden. Anschließend wird der Schrumpfschlauch 24 mittels eines Schlauchfixiermittels in der Wicklungsstruktur der Spule 20a fixiert. Das Schlauchfixiermittel kann Klebstoff oder Träufelharz, vorzugsweise ein dual härtendes Harz umfassen.In addition, an above-mentioned placeholder element can be inserted into the region of the coil space in such a way that during automated insertion of the coil wire 20 in the coil space an unrepresented, limited by the placeholder element, cavity in the region of the end portions 22a . 22b in the winding structure of the coil 20a results. After removing the placeholder element from the winding structure of the coil 20a can the shrink tube 24 on the respective wire end 22a . 22b applied and in the remaining cavity in the winding structure of the coil 20a be introduced. Subsequently, the shrink tube 24 by means of a Schlauchfixiermittels in the winding structure of the coil 20a fixed. The tube fixative may comprise adhesive or trickle resin, preferably a dual cure resin.

Schließlich können die Anschlusselemente an den freien Enden der Drahtendabschnitte 22a, 22b befestigt werden, wobei diese bevorzugt nicht nur an den Drahtendabschnitten 22a, 22b angreifen, sondern im befestigten Zustand auch den Schrumpfschlauch 24 durchdringen, um auf diese Weise eine optimale Isolation und Schutzwirkung zum Schutz der Drahtendabschnitte 22a, 22b bereitstellen zu können.Finally, the connection elements may be at the free ends of the wire end sections 22a . 22b be attached, which preferably not only at the Drahtendabschnitten 22a . 22b attack, but in the attached state, the shrink tube 24 penetrate, so as to provide optimum insulation and protection to protect the Drahtendabschnitte 22a . 22b to be able to provide.

Nachdem die beiden Statorhälften 12 auf diese Weise hergestellt und bewickelt sind, werden diese miteinander verbunden, um gemeinsam den Statorkörper zu bilden. Hierzu werden die beiden Statorhälften 12 im Bereich ihrer Verbindungsstellen 18 aneinander angelegt, wobei jeweils eine erste Verbindungsstelle 18a einer Statorhälfte 12 in Anlage mit einer zweiten Verbindungsstelle 18b der jeweils anderen Statorhälfte 12 gebracht wird.After the two stator halves 12 are manufactured and wound in this way, they are connected together to form the stator together. For this purpose, the two stator halves 12 in the area of their joints 18 attached to each other, each with a first junction 18a a stator half 12 in contact with a second connection point 18b the other half of the stator 12 is brought.

Die beiden aneinander anliegenden Statorhälften 12 können in einem weiteren Schritt mittels Tauchimprägnierung aneinander fixiert werden. Hierzu können die beiden aneinander anliegenden Statorhälften 12 bzw. die aufgewickelte Spule 20a erwärmt und in ein Tauchbad, insbesondere mit dual härtendem Harz (Träufelharz bzw. Dualharz) eingetaucht werden, welches sowohl unter Wärmeeinwirkung als auch unter UV-Licht aushärtet. Aufgrund der Kapillarwirkung der Zwischenräume zwischen den einzelnen Windungen der Spule 20a wird diese weitgehend von dem Träufelharz durchsetzt. Dadurch, dass die Spule 20a erwärmt wird, kann das Harz an der Spule 20a und insbesondere auch im Inneren der Spule 20a zwischen den Windungen bereits während des Tauchvorgangs aushärten, wodurch die gesamten Spule 20a mechanisch soweit stabilisiert werden kann, dass sie der mechanischen Beanspruchung im späteren Einsatz standhält. In den Außenbereichen des Stators 10, die nicht die gleiche Temperatur wie die Spule 20a haben, kann im Fall der Verwendung eines Dualharzes das Harz in einem weiteren Schritt mittels UV-Licht ausgehärtet werden.The two adjoining stator halves 12 can be fixed to each other in a further step by means of dip impregnation. For this purpose, the two adjoining stator halves 12 or the wound coil 20a are heated and immersed in a dip, especially with dual-curing resin (trickle resin or dual resin), which cures both under heat and under UV light. Due to the capillary action of the spaces between the individual turns of the coil 20a this is largely permeated by the trickle resin. By doing that, the coil 20a The resin can be heated on the coil 20a and in particular also inside the coil 20a between the turns already during the dipping process, causing the entire coil 20a can be mechanically stabilized so far that it withstands the mechanical stress in later use. In the outer areas of the stator 10 that are not the same temperature as the coil 20a In the case of using a dual resin, the resin can be cured in a further step by means of UV light.

Die Tauchimprägnierung dient nicht nur als zusätzlicher Schutz des gesamten Statorkörpers vor Abrasion, sondern auch als Statorfixiermittel zur stoffschlüssigen Verbindung der Statorhälften 12 miteinander. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, vor dem Schritt der Tauchimprägnierung die beiden Statorhälften beispielsweise durch Kleben, Schweißen oder Löten oder dergleichen stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Dabei ist sowohl denkbar, nur einzelne Fixierungspunkte anzubringen, als auch eine Verbindungsnaht entlang der Verbindungsstellen 18 vorzusehen, um die Statorhälften während der Tauchimprägnierung in ihrer relativen Lage zueinander zu halten. The Tauchimprägnierung not only serves as additional protection of the entire stator body from abrasion, but also as Statorfixiermittel for cohesive connection of the stator halves 12 together. In principle, however, it is also conceivable, prior to the step of dip impregnation, the two stator halves, for example by gluing, welding or soldering or the like to connect materially together. It is conceivable to install only individual fixation points, as well as a connection seam along the joints 18 to keep the stator halves in their relative position to each other during Tauchimprägnierung.

Das Statorfixiermittel, d. h. in dem beschriebenen Fall das Dualharz kann auch als Schlauchfixiermittel dienen bzw. als Statorfixiermittel.The stator fixer, d. H. in the case described the dual resin can also serve as a hose fixation or as Statorfixiermittel.

Die vorstehend beschriebene Tauchimprägnierung ist äußerst vorteilhaft, da diese eine Beschichtung von Spule und Statorkörper sowie das Fixieren der Statorhälften aneinander in einem einzigen Prozessschritt ermöglicht. Weiterhin wird durch die verwendete Tauchimprägnierung sichergestellt, dass der Stator ein in sich sowohl elektrisch optimal isoliertes als auch gegen Abrasion geschütztes Gesamtsystem bildet. Das vorstehend beschriebene teilweise Verbacken bzw. Anbacken der Spulenwindungen kann durch die Kombination mit dem weiteren Prozessschritt des Tauchimprägnierens innerhalb eines Zeitfensters von etwa 3 Sekunden vorgenommen werden, da hierdurch die Windungen der Spule nur relativ zu einander in dem Maße gesichert werden müssen, dass die Wickelschablone entnommen werden kann. Die in einem weiteren Prozessschritt vorgenommene Tauchimprägnierung sichert die ausreichende Stabilität der Spule im Betrieb des elektrischen Antriebs. Wollte man die Spule nur durch Verbacken der Backlackbeschichtung des Spulendrahtes fixieren, wären höhere Backzeiten in der Wickelmaschine notwendig, was insgesamt die Taktzeit bei der Herstellung unvorteilhaft erhöhen würde.The dip impregnation described above is extremely advantageous because it allows coating of coil and stator body and fixing the stator halves together in a single process step. Furthermore, the immersion impregnation used ensures that the stator forms an overall system that is both electrically optimally insulated and protected against abrasion. The partial baking of the coil turns described above can be carried out by the combination with the further process step of Tauchimprägnierens within a time window of about 3 seconds, as this, the turns of the coil only relative to each other must be secured to the extent that the winding template can be removed. The immersion impregnation carried out in a further process step ensures sufficient stability of the coil during operation of the electric drive. If you wanted to fix the coil only by caking the baked enamel coating of the coil wire, higher baking times in the winding machine would be necessary, which would increase the cycle time in the production unfavorable overall.

In den 8 und 9 ist ein Stator 10 gezeigt, welcher wie vorstehend beschrieben mittels einer Tauchimprägnierung beschichtet wurde. Grundsätzlich sind auch andere Beschichtungsverfahren zur Erzeugung des beschichteten Stators 10 wie bspw. Besprühen denkbar. Die in den 8 und 9 verwendeten Bezugszeichen entsprechen weitgehend den bereits in den 1 und 2 verwendeten.In the 8th and nine is a stator 10 which was coated as described above by dip impregnation. In principle, other coating methods for producing the coated stator are also 10 such as spraying conceivable. The in the 8th and nine used reference numerals largely correspond to those already in the 1 and 2 used.

8 zeigt in einer isometrischen Ansicht einen Stator 10, bei welchem die Wickelköpfe 23a und 23b mit der gemeinsamen Beschichtung 50 versehen sind. Gut erkennbar in 8 ist, dass die gemeinsame Beschichtung 50 im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel den Statorkörper an seiner Innen- und Außenseite sowie die Wickelköpfe 23a und 23b wie auch die mit dem Schrumpfschlauch 24 versehenen Drahtenden 22a, 22b bedeckt. Es wird also im vorliegenden Ausführungsbeispiel über den gesamten Stator 10 hinweg eine durchgängige Beschichtung 50 ausgebildet, welche sämtliche Komponenten wirksam schützt und aufgrund ihrer Ausbildung als gemeinsame Beschichtung keine harten Absätze oder Übergänge ausbildet, an welchen abrasiv wirkende Partikel in der vorbeiströmenden Luft angreifen könnten. 8th shows in a isometric view a stator 10 in which the winding heads 23a and 23b with the common coating 50 are provided. Well recognizable in 8th is that the common coating 50 In the present embodiment shown, the stator body on its inner and outer sides and the winding heads 23a and 23b as well as with the shrink tube 24 provided wire ends 22a . 22b covered. It is so in the present embodiment over the entire stator 10 a continuous coating 50 formed, which protects all components effectively and due to their training as a common coating does not form hard heels or transitions, which abrasive particles could attack in the passing air.

9 zeigt in einem zur Achse L senkrechten Schnitt den Verlauf der Beschichtung 50. Gut erkennbar aus 9 ist, dass die Beschichtung 50 im Bereich des Statorkörpers etwas dünner ausgebildet ist als im Bereich der Wickelköpfe 23a. Die dickere Beschichtung im Bereich der Wickelköpfe 23a ist insbesondere auch deswegen vorteilhaft, weil diese in der Regel am stärksten einem abrasiv wirkenden Partikelstrom in der Kühlluft ausgesetzt sind. nine shows in a perpendicular to the axis L section the course of the coating 50 , Well recognizable nine is that the coating 50 is formed somewhat thinner in the area of the stator body than in the area of the winding heads 23a , The thicker coating in the area of the winding heads 23a is particularly advantageous because they are usually most exposed to an abrasive particle flow in the cooling air.

Der in den 8 und 9 gezeigte Stator 10 kann nachfolgend in ein Motorgehäuse (nicht gezeigt) eingesetzt werden.The in the 8th and nine shown stator 10 can be subsequently used in a motor housing (not shown).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1225679 A1 [0014, 0016]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Standard DIN EN 60745 [0011]
Standard DIN EN 60745 [0019]
Standard DIN EN 60745 [0067]

Claims

Method for producing a stator ( 10 ) with a stator body and at least one coil attached thereto ( 20a ), comprising the steps of: - inserting insulating paper ( 30 ) in a coil space of the stator body, wherein the coil space has a number of coil grooves ( 14 ), which is used by polo horns ( 16 ) and stator wall ( 12a ) of the stator body of the stator, and - inserting wire ( 20 ) in the form of at least one coil ( 20a ) in the coil space of the bipolar stator ( 10 ), characterized in that the insulating paper ( 30 ) in the manner in the respective coil groove ( 14 ) is inserted, that the insulating paper ( 30 ) during subsequent insertion of wire ( 20 ) at the respective coil groove ( 14 ) is at least partially fixed cohesively.

A method according to claim 1, characterized in that for cohesive fixing of the insulating paper ( 30 ) in the bobbin groove ( 14 ) the insulating paper ( 30 ) and / or the respective coil groove ( 14 ) of the stator body has a coating with a fixing agent.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the cohesive fixing of the insulating paper ( 30 ) in the bobbin groove ( 14 ) comprises the step of: heating the stator body at least in the region of the coil grooves ( 14 ).

A method according to claim 3, characterized in that in the bobbin groove ( 14 ) inserted insulating paper ( 30 ) in a further step to the bobbin groove ( 14 ) is pressed.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fixing agent comprises adhesive, trickle resin or baked enamel.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating paper ( 30 ) in the manner in the respective coil groove ( 14 ) is inserted, that the insulating paper ( 30 ) from the respective coil groove ( 14 ) in a direction perpendicular to the longitudinal axis (L) of the stator ( 10 ) over the respective coil groove ( 14 ) Limiting Polhorn ( 16 ) and that this ( 32 ) of the insulating paper ( 30 ) in a further step on the inserted coil wire ( 20 ) and / or the stator body is fixed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the insertion of the coil wire ( 20 ) automatically with the help of a rotating wrapping arm.

Method according to one of claims 6 or 7, characterized in that during the insertion of the coil wire ( 20 ) in the coil space of the projecting part of the insulating paper ( 32 ) is pulled radially inward to the insertion of the coil wire ( 20 ) not to hinder.

Method according to one of the preceding claims 6 to 8, characterized in that in a further step the above part ( 32 ) of the insulating paper ( 30 ) is fixed by means of a fixing means to the inserted coil wire.

A method according to claim 9, characterized in that the fixing means on the inserted coil wire ( 20 ) is applied and the insulating paper ( 30 ) in contact with the fixing means on the inserted coil wire ( 20 ) is fixed.

Method according to one of claims 9 or 10, characterized in that the insulating paper ( 30 ) is at least partially coated with the fixing agent.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the additional fixing agent comprises adhesive, trickle resin or baked enamel.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 10 ) is formed in several parts and at least two viewed in a cross-section segmental parts ( 12 ), wherein in the coil space of each of the stator segments ( 12 ) Insulating paper and coil wire ( 20 ), wherein in a further step the stator segments ( 12 ), wherein preferably the stator segments ( 12 ) are materially connected to one another with an additional connecting means, wherein the additional connecting means may comprise adhesive, trickle resin or baked enamel.

Stator ( 10 ) of an electric drive, wherein the stator ( 10 ) comprises: a stator body having a coil space for receiving a wire ( 20 ) in the form of at least one coil ( 20a ), wherein the coil space has a plurality of coil grooves ( 14 ) formed by the stator wall ( 12a ) and polo horns ( 16 ) of the stator ( 10 ), - insulating paper ( 30 ) for the protection of the coil wire ( 20 ) before abrasion, and - in the coil space inserted coil wire ( 20 ), characterized in that in one of the coil grooves ( 14 ) inserted insulating paper ( 30 ) during subsequent insertion of the coil wire ( 20 ) in the bobbin groove ( 14 ) at the respective coil groove ( 14 ) is at least partially fixed cohesively.

Stator of an electric drive according to claim 14, which is manufactured by the method according to one of claims 1 to 13.