DE102016119841A1 - Verfahren zur Herstellung eines für eine elektrische Maschine vorgesehenen Stators, Stator und System zur Herstellung eines Stators - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines für eine elektrische Maschine vorgesehenen Stators, Stator und System zur Herstellung eines Stators Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Herstellung eines für eine elektrische Maschine vorgesehenen Stators mit einer Statorwicklung vor, umfassend die folgenden Schritte:-- Bereitstellen eines zylinderförmigen Statorgrundkörpers mit entlang einer axialen Richtung verlaufenden Nuten-- Bereitstellen von leitenden Stabelementen-- Verbinden zweier Stabelemente über ein Brückenelement zur Bildung eines Einschubelements in Gestalt einer Halbspule

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines für eine elektrische Maschine vorgesehenen Stators, einen Stator und ein System zur Herstellung eines Stators.
  • Insbesondere betrifft das Verfahren die automatische Herstellung einer Wicklung an einem Statorgrundkörper. Typischerweise wird bei der industriellen Herstellung von elektrischen Maschinen eine verteilte Einzugswicklung zur Realisierung der Wicklung am Statorgrundkörper genutzt. Hierfür werden aus Drähten geeigneten Durchmessers Formspulen gewickelt und in Nuten im Statorgrundkörper eingezogen. Dieses Vorgehen zeichnet sich durch eine in Hinblick auf die Wicklung selbst und den Einziehvorgang vergleichsweise einfache Automatisierbarkeit aus, erfordert jedoch bei einer Wickelkopfherstellung einen entsprechend hohen Anteil an manuellen Operationen. Darüber hinaus führt das Verfahren zur Ausbildung eines voluminösen Wickelkopfs, der sich in Hinblick auf eine Gesamtlänge der elektrischen Maschinen in axialer Richtung gesehen nachteilig auswirkt. Zudem ist der Nutfüllungsgrad verfahrensbedingt eingeschränkt.
  • Ferner kennt der Stand der Technik beispielsweise aus WO 2015 162 586 A2 Formlitzen, die aus einer Mehrzahl von gemeinsam von einem Ende der Formlitze zum anderen Ende verlaufenden und miteinander verdrillten und gemeinsam gewalzten Einzeldrähten, sowie gegebenenfalls einer äußeren Umhüllung, bestehen. Durch eine Vorkontaktierung und Verbindung der Einzeldrähte und den entsprechenden Herstellungsprozess der Formlitze ergibt sich eine verbesserte Stabilität und Formhaltung der Formlitze bei allen nachfolgenden Bearbeitungs- und Verarbeitungsschritten, insbesondere beim Einsetzen in die Nuten eines Stators einer elektrischen Maschine und beim weiteren Wicklungsaufbau.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem sich eine Automatisierbarkeit beim Realisieren von Wicklungen an einem Statorgrundkörper weiter verbessern lässt.
  • Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines für eine elektrische Maschine vorgesehenen Stators mit einer Statorwicklung, umfassend die folgenden Schritte:
    • -- Bereitstellen eines zylinderförmigen Statorgrundkörpers mit entlang einer axialen Richtung verlaufenden Nuten
    • -- Bereitstellen von leitenden Stabelementen
    • -- Verbinden zweier Stabelemente über ein Brückenelement zur Bildung eines Einschubelements in Gestalt einer Halbspule
    • -- Einführen der Stabelemente des Einschubelements in die Nuten entlang einer parallel zur axialen Richtung verlaufenden Einschubrichtung zur Bildung der Statorwicklung. Insbesondere werden die Halbspulen abschließend zur Wicklung verschaltet.
  • Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren haben die erfindungsgemäßen Brückenelemente den Vorteil, dass sie die Stabelemente positionsgenau für das Einschieben in die Nuten ausrichten. Dadurch lassen sich die Einschubelemente in einem automatisierten Prozess einfach von einer Einschubseite des Statorgrundkörpers kommend einschieben. Außerdem erlaubt es die Nutzung von Brückenelementen, auf eine manuell aufwendige Wickelkopfherstellung zu verzichten. Darüber hinaus lässt sich ein vergleichsweise hoher Nutfüllfaktor erzielen, der sich vorteilhaft auf eine Effizienz einer den gefertigten Stator aufweisenden elektrischen Maschine sowie auf einen Kontakt zum Statorgrundkörper auswirkt. Letzteres verbessert in positiver Weise den Wärmeübergang, d. h. eine Ableitung der Wicklungsverlustwärme.
  • Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Einschubelement u-förmig ausgestaltet ist, so dass eine offene Seite des u-förmigen Einschubelements in zwei Nuten eingeschoben wird, bis das Brückenelement an der Einschubseite des Statorgrundkörpers anschlägt. Als Stabelemente sind beispielsweise Einzelstäbe, geschichtete Formdrähte oder Formlitzen vorstellbar. In einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Stabelement um einen Röbelstab. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise Verluste durch eine Stromverdrängung reduzieren. Weiterhin ist es denkbar, dass die Einschubelemente einzeln oder nacheinander in die Nuten eingeschoben werden oder ein Satz an mehreren Einschubelementen gleichzeitig eingeschoben wird. Ferner ist es vorgesehen, dass das Brückenelement zumindest teilweise aus einem leitenden Material gefertigt ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Stabelemente an ihren Endstücken über das Brückenelement und/oder stoffschlüssig mit dem Brückenelement verbunden werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Statorgrundkörper ein Statorblechpaket. Weiterhin ist es vorstellbar, dass mehr als zwei Stabelemente über ein Brückenelement, beispielsweise für bestimmte Statorbauformen in Gestalt eines Kurzschlussrings, verbunden sind.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass als Stabelement formstabile Stabelemente und/oder passgenau zu den Nuten ausgestaltete Stabelemente verwendet werden. Unter formstabilen Stabelementen sind insbesondere solche zu verstehen, deren Biegesteifigkeit einen bestimmten bzw. festgelegten Grenzwert überschreitet. Dabei ist die Biegesteifigkeit zumindest so groß, dass ein horizontal ausgerichtetes Stabelement wegen einer auf das Stabelement wirkenden Gravitationskraft im Wesentlichen nicht verbiegt bzw. durchhängt. Insbesondere ist das Stabelement derart ausgestaltet, dass das Stabelement im verbauten Zustand in einer senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Ebene einen rechteckigen Querschnitt mit einer ersten Seitenlänge und einer zweiten Seitenlänge aufweist, wobei die erste Seitenlänge nicht größer als das dreifache oder doppelte der zweiten Seitenlänge ist. Durch die passgenaue Ausgestaltung des Stabelements lässt sich in vorteilhafter Weise ein Nutquerschnitt möglichst umfassend ausfüllen. Hierbei werden beispielsweise die geschichteten Formdrähte derart zueinander angeordnet, dass ein senkrecht zur axialen Richtung verlaufender Querschnitt des Stabelements im Wesentlichen dem Nutquerschnitt entspricht.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Stabelemente und das Brückenelement mittels eines Rührreibschweißvorgangs miteinander verbunden werden. Hierzu wird ein drehendes Werkzeug derart auf eine Verbindungsstelle gedrückt, dass die resultierende Reibungswärme die zu verbindenden Bauteile aufschmilzt und ohne Zusatzstoff oder spezielle Atmosphäre verschweißt. Dadurch lassen sich Einschweißtiefen bis zu 20 mm erzielen. Zudem lassen sich Leiterwerkstoffe, die für das Stabelement oder das Brückenelement vorgesehen sind, wie z. B. Aluminium oder Kupfer, sortenrein oder miteinander verschweißen. Beim Rührreibschweißen kann außerdem auf eine Entfernung des Isolierlacks - wie es beim Crimpen oder Löten an den Verbindungsstellen erforderlich ist - in vorteilhafter Weise verzichtet werden. Zudem erlaubt das Löten eine Qualitätssicherung nur eingeschränkt über Prozessparameter, während das Crimpen ein hohes Maß an Zugänglichkeit und eine vergleichsweise große Verbindungslänge, die einen in Anspruch genommenen Bauraum vergrößert, erfordert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Stabelemente zur Verbindung mit dem Brückenelement in Aussparungen des Brückenelements eingeschoben werden. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die Aussparungen derart ausgestaltet sind, dass die Stabelemente beim Einsetzen in die Aussparung ausgerichtet werden. Dadurch lassen sich die Stabelemente in einem automatisierten Vorgang einfach miteinander verbinden. Zudem verhindert die Aussparung ein Verdrehen des Stabelements. Insbesondere ist es vorgesehen, dass die in der Aussparung angeordneten Stabelemente bündig mit einer Seite des Brückenelements abschließen. Dadurch ist ein für einen Schweißvorgang erforderlicher Zugang einfach realisierbar.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Einschubelement derart am Statorgrundkörper angeordnet wird, dass im gefertigten Zustand des Stators wenigstens ein weiteres Brückenelement eines weiteren Einschubelements vom Brückenelement des Einschubelements zumindest abschnittsweise überdeckt wird. Dadurch lassen sich das Brückenelement und das weitere Brückenelement so anordnen, dass im gefertigten Zustand die Halbspulen überkreuzen können. Bespielweise umfasst das Brückenelement eine Wölbung, die im verbauten Zustand in axialer Richtung einen lichten Bereich bereitstellt, durch den wiederum das weitere Brückenelement verläuft. Weiterhin ist es vorstellbar, dass das Brückenelement in radialer Richtung geschwungen ausgestaltet ist. Dadurch lassen sich die Stabelemente eines Einschubelements in den Nuten radial zueinander versetzt anordnen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Stabelemente des Einschubelementes an einer ersten Stirnseite des Statorgrundkörpers in die Nuten eingeschoben und auf einer der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite verschaltet werden. Dabei werden beim Verschalten insbesondere Brückenelemente benutzt. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Brückenelemente mit den Stabelementen mittels Rührreibschweißen verbunden werden. Da beim Rührreibschweißen die Ausbildung von Schweißspritzern oder Vergleichbarem unterdrückt wird, wird hiermit eine Kontamination eines Verbunds aus dem Statorgrundkörper und dem Einschubelement verhindert. Weiterhin ist es in einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Stabelemente auf der zweiten Stirnseite mit einer Leistungselektronik verbunden werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Einschubelement für das Einschieben der Stabelemente in die Nuten in einem Montagehilfsteil verankert wird. Insbesondere lassen sich mehrere Einschubelemente in einem gemeinsamen Montagehilfsteil I verankern. Die verankerten Einschubelemente werden dann gemeinsam in den Statorgrundkörper eingeschoben. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise der Einschubvorgang beschleunigen. Dabei ist es vorstellbar, dass das Montagehilfsteil ein Spritzgussbauteil umfasst. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Einschubelement brückenelementseitig mit dem Montagehilfsteil verbunden wird. Ferner ist es vorstellbar, dass das Montagehilfsteil nach der Montage im Stator verbleibt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Montagehilfsteil gekühlt wird. Hierbei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das in den Stator verbaute Montagehilfsteil zur Kühlung des Stators im Betrieb genutzt wird. Insbesondere umfasst das Montagehilfsteil einen Kühlkanal oder ein System aus Kühlkanälen. Dadurch lassen sich in vorteilhafter Weise die Brückenelemente kühlen. Vorzugsweise ist das Montagehilfsteil aus einem Material gefertigt, das einen möglichst hohen Wärmeleitkoeffizienten hat, wodurch ein Wärmetransport in vorteilhafter Weise begünstigt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Einschubelement im Montagehilfsteil eingeklemmt oder eingeclipst wird. Dadurch lässt sich das Anbringen des Einschubelements am Montagehilfsteil weiter vereinfachen. Insbesondere umfasst das Montagehilfsteil hierzu ein Clips- oder Klemmelement, mit dem das Einschubelement am Montagehilfsteil befestigt werden kann. Ferner ist vorgesehen, dass das Brückenelement komplementäre Elemente aufweist, die mit dem Clips- oder Klemmelement beim Clipsen oder Klemmen in Wirkverbindung treten. Beispielsweise weist das Brückenelement hierzu eine Aussparung auf.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stator, hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Stator, wobei der Stator einen zylinderförmigen Statorgrundkörper mit entlang einer Axialrichtung verlaufenden Nuten und einem Einschubelement, das über ein Brückenelement verbundene Stabelemente aufweist, umfasst, wobei die Stabelemente zum passgenauen Einschieben in die Nuten ausgestaltet sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Stator ein weiteres Einschubelement mit einem weiteren Brückenelement aufweist, wobei das Brückenelement und das weitere Brückenelement derart gestaltet sind, dass im verbauten Zustand des Einschubelements und des weiteren Einschubelements das Brückenelement in axialer Richtung zumindest teilweise über dem weiteren Brückenelement angeordnet ist.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Maschine, insbesondere eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine, aufweisend einen erfindungsgemäßen Stator.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
  • Figurenliste
    • Die 1 zeigt ein Einschubelement für ein Verfahren zur Herstellung eines Stators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Die 2 zeigt einen Prozess zum Verbinden eines Stabelements mit einem Brückenelement als Teil des Verfahrens zur Herstellung des Stators gemäß dem Ausführungsbeispiel.
    • Die 3 zeigt verschiedene Stabelemente für ein Verfahren zur Herstellung eines Stators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
    • Die 4 zeigt in einer Draufsicht entlang einer axialen Richtung einen Ausschnitt aus einem Statorgrundkörper mit einem Einbauelement und einem weiteren Einbauelement gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
  • In 1 ist ein Einschubelement 10 für ein Verfahren zur Herstellung eines Stators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Beispielsweise bildet der besagte Stator zusammen mit einem Rotor eine elektrische Maschine. Insbesondere handelt es sich um ein Verfahren zur automatisierten Herstellung einer Statorwicklung an einem Statorgrundkörper 1. Um eine Automatisierung bei der Herstellung der Statorwicklung zu realisieren, ist es vorgesehen, Einschubelemente 10 bereitzustellen. Solch ein Einschubelement umfasst neben zwei leitenden Stabelementen 11, 11', 11", 11''' ein leitendes Brückenelement 12, das die beiden Stabelemente 11, 11', 11", 11''' miteinander verbindet. Dabei sind die Stabelemente 11, 11', 11", 11''' derart mit zwei Endstücken des Brückenelements 12 verbunden, dass das aus den Stabelementen 11, 11', 11", 11''' und dem Brückenelement 12 geformte Einschubelement 10 u-förmig ausgestaltet ist. Ferner ist es vorgesehen, dass das Brückenelement 12 Aussparungen 13 aufweist, in die zur Bildung des Einschubelements 10 die Stabelemente 11, 11', 11", 11''' eingelassen werden. Dabei sind die Aussparungen 13 derart dimensioniert, dass die Stabelemente 11, 11', 11", 11''' passgenau in den Aussparungen 13 angeordnet werden können. Zur Herstellung der Aussparungen 13 ist beispielsweise eine Bohrung oder ein Formstanzschritt vorgesehen. Weiterhin ist es in der dargestellten Ausführungsform vorgesehen, dass das in die Aussparung 13 eingelassene Stabelement 11, 11', 11", 11''' mit einer seiner Stirnseiten bündig mit einer Seite des Brückenelements 12 abschließt. Es ist dabei grundsätzlich vorstellbar, dass eine Verbindung zwischen dem Brückenelement 12 und den Stabelementen durch Crimpen, Löten oder Rührreibschweißen erfolgt. Im Gegensatz zum Crimpen oder dem Löten kann bei dem Rührreibschweißen auf eine Entfernung des Isolierlacks verzichtet werden. Zudem ist beim Löten die Qualitätssicherung nur über Prozessparameter indirekt möglich und beim Crimpen ist ein vergleichsweise hohes Maß an Zugänglichkeit erforderlich.
  • In 2 ist schematisch und beispielhaft für einen Verbindungsprozess zwischen einem Stabelement 11, 11', 11", 11''' und dem Brückenelement 12 ein Rührreibschweißprozess dargestellt. Hierbei wird ein rotierendes Werkzeug 15 auf eine vorgesehene Verbindungsstelle 14 derart gedrückt, dass durch die resultierende Reibungswärme die zu verbindenden Bauteile zumindest teilweise im Bereich der Verbindungsstelle 14 schmelzen und ohne Zusatzwerkstoff oder spezieller Atmosphäre verschweißen. Das Werkzeug 15 kann hierbei punktförmig oder entlang einer Bahn geführt werden. Die Verwendung eines Rührreibschweißens ermöglicht hierbei eine Einschweißtiefe von bis zu 20 mm. Ein weiterer Vorteil des Rührreibschweißens ist, dass sich Leiterwerkstoffe, wie z.B. Kupfer oder Aluminium, sowohl sortenrein als auch miteinander verschweißen lassen.
  • In 3 sind Beispiele für Stabelemente 11, 11', 11", 11''' dargestellt, die sich zur Bildung eines Einschubelements eignen, wobei links ein Einzelstableiter 11', mittig ein Mehrstableiter 11" und rechts Röbelstäbe 11''' illustriert sind. Grundsätzlich ist es für die hier als Stabelemente 11, 11', 11", 11''' verstandenen Bauelemente vorgesehen, dass sie im Wesentlichen formstabil sind, d. h. ein gewisses Maß an Biegesteifigkeit aufweisen. Dabei soll das Stabelement 11, 11', 11", 11''' zumindest derart biegefest sein, dass eine auf ein vertikal ausgerichtetes und an einer seiner Stirnseiten fixiertes Stabelement 11, 11', 11", 11''' wirkende Gravitationskraft im Wesentlichen zu keiner Verbiegung entlang der Längsrichtung des Stabelements 11, 11', 11", 11''' führt. Als weitere Ausführungsformen der Stabelemente sind solche vorstellbar, die geschichtete Formdrähte oder Formlitzen aufweisen.
  • In 4 ist in einer Draufsicht entlang einer axialen Richtung ein Ausschnitt aus einem Statorgrundkörper 1 mit einem Einbauelement und einem weiteren Einbauelement gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei ist es vorgesehen, dass der Statorgrundkörper 1 ein zylinderförmiger Hohlkörper ist, an dessen Innenseite in axialer Richtung verlaufende Nuten 2 ausgebildet sind. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich beispielsweise beim Statorgrundkörper 1 um ein Statorblechpaket. Insbesondere verteilen sich diese Nuten 2 entlang einer senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Umlaufrichtung gleichmäßig bzw. äquidistant zueinander. Die einzelnen Nuten 2 weisen dabei jeweils eine in den Hohlbereich des Hohlkörpers gerichtete Öffnung 3 auf. Dabei ist es vorstellbar, dass die Öffnung 3 durch zwei seitliche Vorsprünge gegenüber der Nut 2 verjüngt oder verengt ist. Zur Ausbildung der Statorwicklung ist es vorgesehen, dass die Stabelemente 11, 11', 11", 11''' der Einschubelemente 10 von einer sich an einer der Stirnseiten des Statorgrundkörpers 1 befindlichen Einschubseite kommend in die Nuten 2 eingeschoben werden. Dabei ist es vorstellbar, dass ein einzelnes Einschubelement 10 oder ein Satz von mehreren Einschubelementen 10 simultan eingeschoben wird. Sofern mehrere Einschubelemente 10 simultan eingesetzt werden sollen, ist in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Montagehilfsteil vorgesehen. In dieses Montagehilfsteil wird das Einschubelement 10 brückenelementseitig in entsprechende Aufnahmen in dem Montagehilfsteil eingeclipst oder eingeklemmt und anschließend werden die Einschubelemente 10 durch eine Hubbewegung des Montagehilfsteils in die Nuten 2 eingeschoben. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Montagehilfsteil Kanäle, durch die im Betrieb eine Kühlflüssigkeit befördert wird. Dadurch lassen sich die Einbauelemente 10 kühlen. Zur besseren Wärmeübertragung ist es insbesondere vorgesehen, dass das Montagehilfsteil aus einem Material mit einem vergleichsweise hohen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten ausgebildet ist. Denkbar ist auch, dass das Montagehilfsteil ein Spritzgussbauteil umfasst.
  • Insbesondere wird das Einschubelement 10 oder werden die Einschubelemente 10 solange entlang einer parallel zur axialen Richtung verlaufenen Richtung eingeschoben, bis das Brückenelement 12 an einer ersten Stirnseite des Statorgrundkörpers 1 anschlägt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Stablänge der Stabelemente 11, 11', 11", 11''' länger ist als eine in axialer Richtung gesehene Höhe des Statorgrundkörpers 1. Dadurch ragen die Stabelemente 11, 11', 11", 11''' mit ihren Endstücken aus den Nuten 2 auf der der Einschubseite gegenüberliegenden Austrittseite bzw. der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite hervor. Zur Fertigstellung des Stators ist es dabei vorgesehen, dass diese herausragenden Endstücke verschaltet werden. Hierzu werden insbesondere leitende Brückenelemente 12 verwendet, die mittels Rührreibschweißen mit den herausragenden Endstücken verbunden werden. Durch das Rührreibschweißen lassen sich in vorteilhafter Weise Schweißspritzer und damit letztendlich eine Kontamination des Verbunds aus Einbauelement und Statorgrundkörper vermeiden. Ferner ist es vorgesehen, dass die aus der Austrittseite herausragenden Endstücke über einen Anschlussleiter bzw. Anschlusskabel mit einer Leistungselektronik verbunden werden.
  • Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Brückenelemente 12 im verbauten Zustand zumindest teilweise, insbesondere zum größten Teil, parallel zur Einschubseite oder zur Austrittseite verlaufen. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Brückenelement 12 derart konfiguriert ist, dass es im verbauten Zustand ein weiteres Brückenelement 12' eines weiteren Einbauteils, insbesondere des weiteren Einbauteils, das in benachbarte Nuten 2 eingesetzt ist, überbrückt. Beispielsweise ist das Brückenelement 12 hierfür derart konfiguriert, dass es im verbauten Zustand gegenüber der Einschubseite oder der Austrittseite in axialer Richtung eine Wölbung aufweist. Damit das Brückenelement 12 und das weitere Brückenelement 12' überkreuzen können, ist es insbesondere vorgesehen, dass ein Teilabschnitt des weiteren Brückenelements 12' im verbauten Zustand unterhalb der Wölbung verläuft. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Brückenelement 12 derart konfiguriert ist, dass im verbauten Zustand ein Stabelement 11, 11', 11", 11''' in einem der Öffnung 3 zugewandten Bereich der Nut 2 angeordnet ist, während das am anderen Ende des Brückenelements 12 angeordnete Stabelement 11, 11', 11", 11''' in einem der Öffnung 3 abgewandten Bereich der Nut 2 angeordnet ist. Hierzu ist das Brückenelement 12 insbesondere in radialer Richtung geschwungen ausgestaltet.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Statorgrundkörper
    2
    Nut
    3
    Öffnung
    10
    Einschubelement
    11
    Stabelement
    11'
    Einzelstableiter
    11"
    Mehrstableiter
    11'''
    Röbelstäbe
    12
    Brückenelement
    12'
    weiteres Brückenelement
    13
    Aussparung
    14
    Verbindungsstelle
    15
    Werkzeug
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2015162586 A2 [0003]

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung eines für eine elektrische Maschine vorgesehenen Stators mit einer Statorwicklung, umfassend die folgenden Schritte: -- Bereitstellen eines zylinderförmigen Statorgrundkörpers (1) mit entlang einer axialen Richtung verlaufenden Nuten (2), -- Bereitstellen von leitenden Stabelementen (11, 11', 11", 11'''), -- Verbinden zweier Stabelemente (11) über ein Brückenelement (12) zur Bildung eines Einschubelements (10) in Gestalt einer Halbspule und -- Einführen der Stabelemente (11, 11', 11", 11''') des Einschubelements (10) in die Nuten (2) entlang einer parallel zur axialen Richtung verlaufenden Einschubrichtung zur Bildung der Statorwicklung.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Stabelement (11, 11', 11", 11''') formstabile Stabelemente (11, 11', 11", 11''') und/oder passgenau zu den Nuten (2) ausgestaltete Stabelemente (11, 11', 11", 11''') verwendet werden.
  3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stabelemente (11, 11', 11", 11''') und das Brückenelement (12) mittels eines Rührreibschweißvorgangs miteinander verbunden werden.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabelemente (11, 11', 11", 11''') zur Verbindung mit dem Brückenelement (12) in Aussparungen des Brückenelements (12) eingeschoben werden.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubelement (10) derart am Statorgrundkörper (1) angeordnet wird, dass im gefertigten Zustand des Stators wenigstens ein weiteres Brückenelement (12') eines weiteren Einschubelements vom Brückenelement (12) des Einschubelements zumindest abschnittsweise überdeckt wird.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabelemente (11, 11',11", 1''') des Einschubelementes (10) an einer ersten Stirnseite des Statorgrundkörpers (1) in die Nuten (2) eingeschoben und auf eine der ersten Stirnseite gegenüberliegenden zweiten Stirnseite verschaltet werden.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubelement (1) für das Einschieben der Stabelemente (11, 11', 11", 11''') in die Nuten (2) in einem Montagehilfsteil verankert wird.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagehilfsteil gekühlt wird.
  9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschubelement (10) im Montagehilfsteil eingeklemmt oder eingeclipst wird.
  10. Stator hergestellt mit einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
  11. Stator einer elektrischen Maschine , wobei der Stator einen zylinderförmigen Statorgrundkörper (1) mit entlang einer Axialrichtung verlaufenden Nuten (2) und ein Einschubelement (10), das über ein Brückenelement (12) verbundene Stabelemente (11, 11', 11", 11''') aufweist, umfasst, wobei die Stabelemente (11, 11', 11", 11''') zum passgenauen Einschieben in die Nuten (2) ausgestaltet sind.
  12. Stator gemäß Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator ein weiteres Einschubelement mit einem weiteren Brückenelement (12') aufweist, wobei das Brückenelement (12) und das weitere Brückenelement (12) derart gestaltet sind, dass im verbauten Zustand des Einschubelements (10) und des weiteren Einschubelements das Brückenelement (12) in axialer Richtung zumindest teilweise über dem weiteren Brückenelement (12') angeordnet ist.
  13. Elektrische Maschine, insbesondere eine Synchronmaschine oder eine Asynchronmaschine, aufweisend einen Stator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 12.
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