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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stator für eine Elektromaschine sowie ein Verfahren zum Fertigen eines solchen Stators.
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Stand der Technik
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Elektromaschinen werden beispielsweise in Form von Elektromotoren oder Generatoren für vielfältige Zwecke eingesetzt. Die Elektromaschine weist dabei einen stationären Stator und einen sich relativ zu diesem Stator drehenden Rotor auf. Typischerweise werden an dem Stator eine Vielzahl von Wicklungen eines elektrisch leitfähigen Drahts vorgesehen, um mit Hilfe dieser Wicklungen Elektromagnete zu bilden, die während des Betriebs der Elektromaschine z.B. zur Erzeugung wechselnder Magnetfelder benutzt werden können.
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Die Wicklungen können an oder in einem Statorkörper angeordnet sein, wobei der Statorkörper im Allgemeinen aus einem magnetisierbaren Material, meist aus einem metallischen Material, gebildet ist. Der Statorkörper weist hierbei im Allgemeinen eine zylindrische Form auf, wobei die Wicklungen an dem Statorkörper in einer Richtung parallel zur Mittelachse des Zylinders oder leicht schräg zur Mittelachse des Zylinders ausgerichtet sein können.
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An dem vorderen und dem hinteren Ende des Statorkörpers ragen die Wicklungen dabei über den Statorkörper hinaus und werden meist in Bündeln umgelenkt, so dass sich an den Stirnflächen des Statorkörpers so genannte Wickelköpfe bilden. Während die Wicklungen im Bereich des Statorkörpers im Wesentlichen geradlinig und parallel bzw. in einem spitzen Winkel zur Mittelachse des zylindrischen Statorkörpers verlaufen, sind die Wicklungen im Bereich der Wickelköpfe derart umgelenkt, dass sie zumindest teilweise in Umfangsrichtung des zylindrischen Statorkörpers verlaufen, wobei sich die Wicklungen im Bereich der Wickelköpfe außerhalb des Statorkörpers befinden und über dessen Stirnflächen überstehen.
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Bei herkömmlichen Elektromaschinen werden die an dem Statorkörper angeordneten Wicklungen hierzu in den überstehenden Bereichen zunächst verprägt und anschließend aufwändig mit einem Fixierband umbunden. Der auf diese Weise entstandene Wickelkopf liegt dabei bei der fertig montierten Elektromaschine in der Regel frei in der Luft, wodurch die Wicklungen im Bereich des Wickelkopfs allenfalls schlecht gekühlt werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Statoren für Elektromaschinen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen eine verbesserte Kühlung des gesamten Stators einschließlich der Bereiche der Wickelköpfe und lassen sich dabei einfach herstellen.
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Es wird vorgeschlagen, einen Stator für eine Elektromaschine mit einem zylindrischen Statorkörper, einem den Statorkörper umgebenden Gehäuse und mehreren Wicklungen zu versehen. Die Wicklungen sind dabei vorzugsweise parallel oder schräg zu einer Mittelachse des Statorkörpers entlang des Statorkörpers verlaufend angeordnet und stehen in Form von Wickelköpfen an Stirnflächen des Statorkörpers in Längsrichtung über den Statorkörper über. Das den Statorkörper umgebende Gehäuse weist dabei einen Endereich auf, der in Längsrichtung über den Statorkörper hinausragt. An dem hinausragenden Endbereich des Gehäuses soll dabei ein erster Aufnahmebereich ausgebildet sein, der einen ersten der Wickelköpfe an einer ersten Stirnfläche des Statorkörpers eng anliegend umgibt.
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Es wird außerdem ein Verfahren zum Fertigen eines Stators für eine Elektromaschine vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte, vorzugsweise in der angegebenen Reihenfolge: (a) Bereitstellen eines zylindrischen Statorkörpers; (b) Anordnen von Wicklungen entlang des Statorkörpers derart, dass die Wicklungen in Form von Wickelköpfen an Stirnflächen des Statorkörpers in Längsrichtung über den Statorkörper überstehen; (c) Bereitstellen eines Gehäuses, das dazu ausgelegt ist, den Statorkörper zu umgeben, wobei an einem Endbereich des Gehäuses ein erster Aufnahmebereich ausgebildet ist, der dazu ausgelegt ist, einen ersten der Wickelköpfe an einer ersten Stirnfläche des Statorkörpers eng anliegend zu umgeben; und (d) Zusammenfügen des Gehäuses mit dem Statorkörper derart, dass der erste Wickelkopf in dem Aufnahmebereich aufgenommen und mit diesem verpresst wird.
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Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Stators bzw. des erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens für einen solchen Stator können unter anderem als auf den folgenden Ideen und Erkenntnissen angesehen werden:
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In Elektromaschinen wird während des Betriebs meist eine erhebliche Menge von Verlustwärme freigesetzt. Daher muss die Elektromaschine und insbesondere deren Stator während des Betriebs gekühlt werden. Bei herkömmlichen Elektromaschinen kann hierzu beispielsweise ein Kühlkörper einer Kühlvorrichtung eng anliegend an dem massiven Statorkörper angeordnet werden oder in diesen integriert werden. Der Statorkörper besteht in der Regel aus einem metallischen Material, welches eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, so dass die an dem Statorkörper angeordneten Drahtwicklungen die darin freigesetzte Wärme gut an den Statorkörper abgeben und über diesen an die Kühlvorrichtung weiterleiten können.
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Im Bereich der Wickelköpfe, d. h., außerhalb der Stirnflächen des Statorkörpers, stehen die Drahtwicklungen jedoch nicht mehr in direktem thermischem Kontakt mit dem Statorkörper. Bei herkömmlichen Elektromaschinen sind die Wickelköpfe lediglich von Luft umgeben und können nur von dieser gekühlt werden, was dazu führt, dass die Wicklungen im Bereich der Wickelköpfe sich auf hohe Temperaturen erhitzen können.
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Es wird nun vorgeschlagen, das Gehäuse, das den Statorkörper umgibt, derart weiterzubilden, dass an dem Gehäuse zumindest ein erster Aufnahmebereich ausgebildet ist, der im zusammengebauten Zustand der Elektromaschine einen über eine Stirnfläche des Statorkörpers hinausragenden Wickelkopf eng anliegend umgibt. Aufgrund des engen Anliegens des Gehäuses an dem Wickelkopf kann sich ein intensiver thermischer Kontakt zwischen dem Wickelkopf und dem Gehäuse einstellen, so dass in dem Wickelkopf erzeugte Wärme effektiv an das Gehäuse abgeleitet werden kann.
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Das Gehäuse selbst kann hierbei aus einem thermisch gut leitfähigen Material wie beispielsweise einem Metall bestehen bzw. zumindest gut thermisch leitfähige Bereiche aufweisen, so dass die in dem Aufnahmebereich von dem Wickelkopf aufgenommene Wärme gut abgeleitet und vorzugsweise hin zu einem gekühlten Bereich der Elektromaschine geführt werden kann.
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Beispielsweise kann das Gehäuse mit einer Kühleinrichtung zum Kühlen des darin aufgenommenen Statorkörpers und der Wickelköpfe versehen sein. Das Gehäuse kann hierzu beispielsweise einen oder mehrere in das Gehäuse integrierte Kanäle aufweisen, durch die ein Kühlmittel geleitet werden kann.
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Der im Endbereich des Gehäuses vorgesehene Aufnahmebereich kann einstückig mit dem Rest des Gehäuses ausgebildet sein. Beispielsweise können Auskragungen, Vorsprünge, Vertiefungen, Ausnehmungen, etc. derart an dem Gehäuse ausgebildet sein, dass eine Geometrie eines dadurch ausgebildeten Aufnahmebereichs im Wesentlichen komplementär zu einer Geometrie des in dem Aufnahmebereich aufzunehmenden Wickelkopfs ist. Der Wickelkopf kann hierbei vor einer Montage des Stators zunächst noch größere Abmessungen aufweisen, da die Wicklungen im Bereich des Wickelkopfs noch nicht eng anliegend miteinander verpresst sind. Aufgrund der geometrischen Ausgestaltung des an dem Gehäuse vorgesehenen Aufnahmebereichs kann von dem Aufnahmebereich während des Zusammenfügens des Gehäuses mit dem Statorkörper derart eine Kraft auf die in dem Wickelkopf verlaufenden Wicklungen ausgeübt werden, dass die Wicklungen dort, wo sie im Bereich des Wickelkopfs mit dem Aufnahmebereich des Gehäuses in Kontakt kommen, verpresst werden.
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Durch ein solches Verpressen können die Wicklungen in engen Kontakt sowohl untereinander als auch mit der Oberfläche des Aufnahmebereichs gebracht werden, so dass Zwischenräume zwischen den Wicklungen bzw. zwischen Wicklungen und dem Aufnahmebereich minimiert werden. Durch ein solches Verpressen kann somit ein guter thermischer Kontakt sowohl zwischen den einzelnen Wicklungen als auch zwischen den Wicklungen und dem Aufnahmebereich und damit zu dem Gehäuse bewirkt werden.
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Die einzelnen Wicklungen des Stators sind in der Regel durch eine dünne umgebende Isolationsschicht elektrisch voneinander isoliert. Sollte diese Isolationsschicht beispielsweise während des Fertigungsvorgangs beschädigt werden, können einzelne Wicklungen freiliegende metallische Bereiche aufweisen. Bei einem Kontakt solcher freiliegender Bereiche mit elektrisch leitfähigem Material des Gehäuses in einem Aufnahmebereich kann somit die Gefahr eines lokalen Kurzschlusses oder lokalen Masseschlusses bestehen.
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Um dies zu vermeiden, wird vorgeschlagen, an dem Aufnahmebereich an einer zu dem Wickelkopf gerichteten Oberfläche eine Schicht aus elektrisch isolierendem Auskleidungsmaterial anzuordnen. Diese Schicht kann sehr dünn sein, beispielsweise dünner als 0,1 mm, da die Schicht lediglich für eine elektrische Isolation sorgen soll und ihr keine wesentlichen mechanischen Aufgaben zukommen. Die Dicke der Schicht kann dabei derart gewählt sein, dass die elektrische Isolationsfunktion der Schicht ausreichend gewährleistet ist und dennoch ein ausreichend guter Wärmeübergang von den an der Schicht anliegenden Wicklungen des Wickelkopfs durch die isolierende Schicht hindurch hin zu dem metallischen Material des Gehäuses erfolgen kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das elektrisch isolierende Auskleidungsmaterial mit Hilfe eines Keramikmatrixmaterials ausgebildet sein, in das Metallpartikel, beispielsweise Silber- oder Kupferpartikel, eingelagert sind. Das Keramik-artige Matrixmaterial ist dabei elektrisch isolierend und die Metallpartikel werden in einer Dichte eingelagert, dass es im Allgemeinen nicht zu einem elektrischen Kontakt zwischen benachbarten Metallpartikeln kommt, so dass das Auskleidungsmaterial insgesamt elektrisch isolierend wirkt. Trotzdem kann ein solches Auskleidungsmaterial aufgrund der eingelagerten Metallpartikel eine verhältnismäßig gute thermische Leitfähigkeit aufweisen.
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Das schichtartig ausgebildete Auskleidungsmaterial kann hierbei als separates Einlegeteil an der Oberfläche des Gehäuses in dem Aufnahmebereich angeordnet werden. Alternativ kann die Oberfläche des Aufnahmebereichs mit einem solchen Auskleidungsmaterial beschichtet oder besprüht werden, oder das Auskleidungsmaterial in anderer Weise auf diese Oberfläche aufgetragen werden.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann das Auskleidungsmaterial beispielsweise mit Hilfe von Papier, einer Kunststofffolie, Pertinax, Pressspan oder einer Polyamidfolie ausgebildet sein. Alle diese Materialien können einerseits elektrisch isolierend wirken und andererseits eine ausreichende thermische Leitfähigkeit durch die Materialschicht hindurch zulassen.
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Während der an einem Ende an der dortigen Stirnfläche über den Statorkörper hinausragende Wickelkopf in thermischem Kontakt mit dem Aufnahmebereich an dem Gehäuse stehen kann, kann es aus fertigungsbedingten Gründen schwierig sein, auch den am entgegengesetzten Ende über die dortige Stirnfläche hinausragenden Wickelkopf mit dem umgebenden Gehäuse in thermischen Kontakt zu bringen.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, den Stator zusätzlich mit einem Lagerschild oder einem Abschlussring zu versehen, die beispielsweise jeweils an dem Gehäuse des Stators fixiert werden, indem sie mit diesem verpresst werden. An einem solchen Lagerschild bzw. Abschlussring kann dann ein zweiter Aufnahmebereich ausgebildet sein, der den zweiten Wickelkopf eng anliegend umgeben kann. Somit kann Wärme damit von dem zweiten Wickelkopf über den Aufnahmebereich des Lagerschilds bzw. Abschlussrings und den Lagerschild bzw. Abschlussring selbst an das Gehäuse und gegebenenfalls eine dort vorgesehene Kühlvorrichtung geleitet werden.
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Unter einem Lagerschild kann hierbei ein Deckel des Gehäuses der Elektromaschine verstanden werden, der das Maschineninnere beispielsweise gegen Berührung schützt und die Lager der Wellenenden eines in der Elektromaschine aufgenommenen Ankers aufnehmen kann. Um einen möglichst gleichmäßigen Luftspalt zwischen einem Ständer und dem Anker der Elektromaschine zu gewährleisten, ist der Lagerschild dabei meist sehr genau in das Statorgehäuse eingepasst. Der Lagerschild kann dabei als A-Lagerschild dienen, d.h. an einer Abtriebsseite der Elektromaschine angeordnet sein und ein Festlager tragen, oder als B-Lagerschild ausgebildet sein und an der Lüfterseite der Elektromaschine angeordnet sein.
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Alternativ kann an dem Stator ein Abschlussring vorgesehen sein, der wiederum einen zweiten Aufnahmebereich aufweist, der den zweiten gegenüberliegenden Wickelkopf eng anliegend umgeben kann. Unter einem Abschlussring kann hierbei ein zusätzlicher Ring verstanden werden, welcher eine Anbindung des Wickelkopfs zum Gehäuse herstellt.
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Als weitere Alternative kann an dem Stator ein Abschlussdeckel vorgesehen sein. Ein solcher Abschlussdeckel kann an den zylindrischen Bereich des Gehäuses an einer Stirnseite des Stators angefügt werden, um diesen zu verschließen. An dem Abschlussdeckel kann wiederum ein zweiter Aufnahmebereich ausgebildet sein, der den zweiten gegenüberliegenden Wickelkopf eng anliegend umgeben kann
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Der an dem Lagerschild bzw. dem Abschlussring oder dem Abschlussdeckel vorgesehene zweite Aufnahmebereich kann ähnlich aufgebaut sein wie der an dem Gehäuse vorgesehene erste Aufnahmebereich, d.h., seine Abmessungen können beispielsweise den Abmessungen des zu verpressenden zweiten Wickelkopfs angepasst sein und an seiner Oberfläche kann eine Schicht aus elektrisch isolierendem Auskleidungsmaterial vorgesehen sein.
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Um beim Fertigen des Stators einen eng anliegenden Kontakt zwischen den Wickelköpfen und den jeweiligen Aufnahmebereichen erreichen zu können, können das Gehäuse einerseits und der Statorkörper bzw. das Lagerschild oder der Abschlussdeckel andererseits mit einer ausreichend hohen Kraft zusammengefügt werden, das die an der Stirnseite des Statorkörpers überragenden Windungen des Wickelkopfs von dem jeweiligen Aufnahmebereich verformt und in engen Kontakt zueinander gepresst werden.
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Um hierbei das Risiko einer Beschädigung der Wicklungen in den Wickelköpfen zu verringern, kann der Wickelkopf vor dem Zusammenfügen des Gehäuses mit dem Statorkörper in eine sich nach außen verjüngende Form verformt werden. Aufgrund einer solchen sich nach außen hin verjüngenden Form kann beispielsweise vermieden werden, dass einzelne Wicklungen zu weit aus dem Wickelkopf vorstehen und beim Zusammenfügen des Gehäuses mit dem Statorkörper verletzt werden.
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Alternativ oder ergänzend kann vor dem Zusammenfügen des Gehäuses mit dem Statorkörper ein zusätzliches Fügeteil angrenzend an den ersten Aufnahmebereich des Gehäuses und fluchtend mit diesem angeordnet werden. Mit Hilfe eines solchen fluchtend angeordneten Fügeteils kann ebenfalls vermieden werden, dass einzelne Wicklungen eines Wickelkopfs beim Zusammenfügen des Gehäuses mit dem Statorkörper verletzt werden.
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Es wird darauf hingewiesen, dass mögliche Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der Erfindung hierin teilweise in Bezug auf einen erfindungsgemäßen Stator und teilweise in Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Fertigen eines Stators beschrieben sind. Ein Fachmann wird erkennen, dass Merkmale einzelner Ausführungsformen vorteilhaft kombiniert oder ersetzt werden können und insbesondere von dem Stator auf das Verfahren bzw. umgekehrt übertragen werden können, um auf diese Weise zu weiteren Ausführungsformen und möglicherweise Synergieeffekten zu gelangen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Beschreibung noch die Zeichnungen als die Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stators für eine Elektromaschine ohne ein zugehöriges Gehäuse.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch einen Stator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt einen Längsschnitt durch einen Stator gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 veranschaulicht eine Sequenz eines Verfahrens zum Fertigen eines Stators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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5 veranschaulicht einen Verfahrensschritt zum Verformen eines Wickelkopfs für ein Fertigungsverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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6 veranschaulicht einen anderen Verfahrensschritt für ein Fertigungsverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche bzw. gleich wirkende Merkmale verwendet.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Innenbereichs eines Stators für eine Elektromaschine. Bei dem Stator 1 sind in einem zylindrischen Statorkörper 3 eine Vielzahl von Wicklungen 5 eingelegt oder eingezogen. Die Wicklungen 5 verlaufen dabei durch in Längsrichtung des Statorkörpers 3 verlaufende Kanäle oder Aussparungen in dem metallischen Statorkörper 3. Die Wicklungen 5 können hierbei parallel zu einer Mittelachse 7 des Statorkörpers 3 angeordnet sein, um einen nicht-geschränkten Stator zu bilden. Wie in 1 dargestellt, können die Wicklungen aber auch in einem Winkel zu der Parallelen der Mittelachse 7 verlaufen, um einen geschränkten Stator zu bilden.
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Enden 9 der Wicklungen 5 können aus dem Statorpaket herausgeführt sein und mit Anschlüssen 11 für jede der an die Wicklungen anzulegenden elektrischen Phasen versehen sein.
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Wie in 1 dargestellt, verläuft jeweils ein Bündel mit mehreren Windungsdrähten durch einen der in dem Statorkörper 3 vorgesehenen Kanäle. An den Enden des Statorkörpers 3, d. h. an dessen Stirnflächen 13, 15, stehen die Wicklungen 5 dabei über die Stirnflächen 13, 15 des Statorkörpers 3 über und werden von einer Erstreckungsrichtung im Wesentlichen parallel zu der Mittelachse 7 hin zu einer Erstreckungsrichtung im Wesentlichen quer hierzu und entlang des Umfangs des zylindrischen Statorkörpers 3 an dessen Stirnflächen 13, 15 umgebogen. Dabei werden ein erster und ein zweiter Wickelkopf 17, 19 angrenzend an die Stirnflächen 13, 15 des Statorkörpers 3 gebildet.
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Zur Vereinfachung der Darstellung sind in 1 die über die Stirnflächen 13, 15 überstehenden Wicklungen 5 lediglich schematisch dargestellt, wobei drei der Wicklungsbündel angedeutet sind und der restliche, aus Wicklungen 5 aufgebaute Wicklungskopf 17 nur schematisch als Ring dargestellt ist.
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Die 2 bis 6 stellen Längsschnitte durch Teilbereiche des in 1 dargestellten Stators 3 dar, d. h., Schnitte parallel zu der Mittelache 7.
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2 zeigt eine Ausführungsform eines Stators 1, bei dem ein zylindrischer Statorkörper 3 in ein umgebendes Gehäuse 21 eingepresst ist. Das Gehäuse 21 ist dabei an seinem Innenumfang ebenfalls zylindrisch und dem Außenumfang des Statorkörpers 3 angepasst, so dass das Gehäuse 21 in enger Presspassung und damit in gutem thermischen Kontakt an dem Statorkörper 3 anliegt. Das Gehäuse 21 ist mit einem Kühlkanal 23 versehen, der Teil einer Kühleinrichtung 25 zum Kühlen des Statorkörpers 3 ist. Innerhalb des Statorkörpers 3 ist ein Rotor 27 aufgenommen.
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Das Gehäuse 21 ragt in Längsrichtung sowohl über die erste Stirnfläche 13 wie auch über die zweite Stirnfläche 15 des Statorkörpers 3 hinaus. In einem über die Stirnfläche 13 hinausragenden Endbereich 29 ist dabei ein erster Aufnahmebereich 31 ausgebildet. Dabei ist ein Vorsprung 33 einstückig an dem Gehäuse 21 angeformt. Der Vorsprung 33 ist derart ausgebildet, dass der Aufnahmebereich 31 eine Geometrie aufweist, die im Wesentlichen komplementär zu dem darin aufzunehmenden ersten Wickelkopf 17 in einem verpressten Zustand ist. Eine nach innen gerichtete Oberfläche des Aufnahmebereichs 31 liegt somit im zusammengebauten Zustand des Stators eng an den darin aufgenommenen Wicklungen des ersten Wickelkopfs 17 an. Hierdurch kann ein guter Wärmeübergang zwischen den Wicklungen des ersten Wickelkopfs 17 und dem daran anliegenden Gehäuse 21 im Aufnahmebereich 31 erreicht werden.
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Um das Risiko eines Kurzschlusses oder Masseschlusses von eventuell beschädigten Wicklungen innerhalb des Wickelkopfs 17 über das leitfähige Material des Gehäuses 21 im Aufnahmebereich 31 zu reduzieren, kann die nach innen gerichtete Oberfläche des Aufnahmebereichs 31 mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen sein (nicht dargestellt).
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Alternativ zu einer einstückigen Ausbildung des Aufnahmebereichs 31 bzw. des Vorsprungs 33 an dem Gehäuse 21 kann der Aufnahmebereich 31 auch durch ein separates Bauteil gebildet werden, das an dem Gehäuse 21 fixiert wird. Ein solches separates Bauteil kann beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden aber thermisch ausreichend leitfähigen Material bestehen.
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An der zweiten Stirnfläche 15 kann der dort überstehende zweite Wickelkopf 19 mit Hilfe eines zweiten Aufnahmebereichs 35 verpresst werden, der an einem mit dem Gehäuse 21 zu verpressenden zusätzlichen Abschlussring 37 ausgebildet ist. Alternativ könnte der zweite Aufnahmebereich 35 auch an einem Lagerschild der Elektromaschine (nicht dargestellt) angeformt sein.
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Bei der in 3 dargestellten alternativen Ausführungsform eines Rotors 1 ist an der Seite des zweiten Wickelkopfs 19 statt des Abschlussrings 37 ein Abschlussdeckel 39 vorgesehen. An diesem Abschlussdeckel 39 ist ein zweiter Aufnahmebereich 41 mit einer Form komplementär zu dem zu verpressenden zweiten Wickelkopf 19 ausgebildet. Durch eine solche weitere Variante wird ein zusätzlicher Arbeitsschritt bei der Fertigung beispielsweise zum Einfügen des Abschlussrings 37 und ein entsprechendes separates Teil für den Aufbau der Elektromaschine vermieden.
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Mit Bezug auf die 4 bis 6 werden nun Schritte eines Verfahrens zum Fertigen eines Stators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 4(a) dargestellt, wird zunächst ein zylindrischer Statorkörper 3 bereitgestellt; dabei sind Wicklungen derart an dem Statorkörper 3 angeordnet, dass sie in Form von Wickelköpfen 17, 19 über Stirnflächen 13, 15 des Statorkörpers 3 hinausragen.
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Anschließend wird ein Gehäuse 21 mit dem Stator 3 zusammengefügt (Schritt 4(b)). Dabei wird der erste Wickelkopf 17 durch den an dem Gehäuse 21 ausgebildeten Aufnahmebereich 31 eng anliegend verpresst und die einzelnen Drähte der Wicklungen auf diese Weise fixiert und in guten thermischen Kontakt sowohl untereinander als auch mit dem Gehäuse 21 gebracht (Schritt 4(c)).
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Nachfolgend wird an einer gegenüberliegenden Seite ein zweites Fügeteil, beispielsweise in Form eines Abschlussdeckels 37 oder eines Abschlussdeckels 39, mit dem Gehäuse 21 verfügt (Schritt 4(d)). Dabei werden die Wicklungen des zweiten Wickelkopfs 19 eng anliegend verpresst (Schritt 4(e)).
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Um die Gefahr, beim Fügen oder Verpressen des Gehäuses 21 mit dem Statorkörper 3 bzw. mit dem zusätzlichen Fügeteil 37, 41 die zu verpressenden Wicklungen eines Wickelkopfs 17, 19 zu beschädigen, können vor dem Zusammenfügen diese Wickelköpfe in eine sich nach außen verjüngende Form verformt werden, wie dies in 5 dargestellt ist. Hierzu kann der über den Statorkörper 3 hinausragende Wickelkopf 17 beispielsweise in eine trichterförmige Matrize 43 gepresst werden. Alternativ könnte der Wickelkopf 17 beispielsweise mit Hilfe zweier Klemmbacken in eine passende verjüngende Form gepresst werden.
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Als weitere Maßnahme, um ein Risiko von Beschädigungen an den Wicklungen von Wickelköpfen während des Zusammenbaus der Bestandteile des Stators zu verringern, kann ein zusätzliches Fügeteil 45 vor dem Zusammenfügen des Gehäuses 21 mit dem Stator 3 derart angeordnet werden, dass das Fügeteil 45 direkt an den Aufnahmebereich 31 des Gehäuses 21 angrenzt und eine Oberfläche 47 des Fügeteils 45 mit einer Oberfläche 49 des Gehäuses 21 in dem Aufnahmebereich 31 fluchtet.
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Bei dem hierin vorgestellten Stator 1 können aufgrund der eng anliegenden Verpressung des an dem Gehäuse 21 vorgesehenen Aufnahmebereichs 31 z.B. mit dem an dem Statorkörper 3 überstehenden Wickelkopf 17 eine effiziente Kühlung auch im Bereich des Wickelkopfs 17 erreicht werden. Außerdem ermöglicht das Verpressen der Wickelköpfe 17, 19 mit entsprechend komplementär ausgebildeten Aufnahmebereichen 31, 35, 41 eine einfache und zuverlässige Fertigung eines solchen Stators 1.
