DE102016222923A1

DE102016222923A1 - Flat wire and method for its production and electrical machine

Info

Publication number: DE102016222923A1
Application number: DE102016222923.0A
Authority: DE
Inventors: Birgit Reichert; Fabian Lange
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-05-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung (3) versehenen Flachdrahts (1), umfassend die Schritte: Bereitstellen eines viereckigen, insbesondere rechteckigen, elektrischen Leiterdrahtes (2) mit abgerundeten Kanten (4), Beschichten des Leiterdrahtes (2) mit einer Beschichtung (3) derart, dass ein Außenradius (R1) der Beschichtung (3) an den Kanten (4) ≤ 0,3 mm ist, und zumindest lokales Entfernen von aufgedickten Bereichen (13) der Beschichtung (3), die benachbart zu den abgerundeten Kanten (4) vorhanden sind, um eine Dicke (D) der Beschichtung (3) zu vergleichmäßigen. Ferner betrifft die Erfindung einen Flachdraht sowie eine elektrische Maschine und eine schematische Schnittansicht des Flachdrahts von, angeordnet in einer Statornut.The present invention relates to a method for producing a flat wire (1) provided with a coating (3), comprising the steps of: providing a quadrangular, in particular rectangular, electrical conductor wire (2) with rounded edges (4), coating the conductor wire (2) with a coating (3) such that an outer radius (R1) of the coating (3) at the edges (4) is ≤ 0.3 mm, and at least local removal of thickened regions (13) of the coating (3) adjacent to the rounded edges (4) are present to equalize a thickness (D) of the coating (3). Furthermore, the invention relates to a flat wire and an electrical machine and a schematic sectional view of the flat wire of, arranged in a stator.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung versehenen Flachdrahtes, einen Flachdraht sowie eine elektrische Maschine.The present invention relates to a method for producing a coated flat wire, a flat wire and an electric machine.

Elektrische Maschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Aufgrund strenger Bauraumvorgaben benötigen derartige elektrische Maschinen, insbesondere bei einer Verwendung in Fahrzeugen, eine sehr hohe Leistungsdichte. Hierbei ist es bekannt, Flachdraht, welcher vier flache Seiten, üblicherweise zwei Breitseiten und zwei Schmalseiten, aufweist, bei Statoren zu verwenden, um den Füllfaktor in den Nuten 5 des Stators zu erhöhen (s. 1 und 2). Dadurch kann die elektrische Maschine beispielsweise mit einem höheren Strom betrieben werden, wodurch eine Antriebsleistung erhöht werden kann. Der Flachdraht ist zur elektrischen Isolation üblicherweise mittels eines Lacks 3 beschichtet. Herstellungsbedingt weist dabei der zu beschichtende Leiterdraht 2 abgerundete Kanten 4 mit einem sehr kleinen Radius auf. Die Aufbringung einer gleichmäßig dicken Lackschicht über dem gesamten Leiterumfang ist im Lackierprozess jedoch nicht möglich. Dies liegt daran, dass am Kantenradius ein Kapillardruck auf den flüssig aufgebrachten Lack wirkt, welcher an geraden Leiterbereichen nicht wirkt. Der Kapillardruck berechnet sich mit: p = 2s/r, wobei s die Oberflächenspannung und r der Kantenradius ist. Somit steigt der Kapillardruck für kleiner werdende Kantenradien exponentiell an, sodass der aufgebrachte Lack vom Kantenradius weggedrückt wird. Dieser verdrängte Lack bildet benachbart zu den abgerundeten Kanten seitliche Aufdickungen 13, wie in den 1 und 2 gezeigt. Um die Aufdickungen 13 zu reduzieren, könnte zwar der Kantenradius vergrößert werden, dies verschlechtert jedoch den elektrischen Füllfaktor, da die Statornuten 5 dann in den Eckbereichen 6 und im Bereich der Luftspalte 60, 61 weniger gut gefüllt sind. Aus der DE 847459 B ist ein Verfahren zur Herstellung von lackiertem Flachdraht bekannt, bei welchem eine Lackschicht an den Kanten zur Verbesserung der Isolation erhöht wird. Hierzu wird der Lack zuerst nur an den Kanten des Drahtes aufgebracht und dann erst an den Flachseiten. Dieses Verfahren führt jedoch auch zu verdickten Lackschichten am Übergang zwischen den abgerundeten Drahtkanten und den Flachseiten. Ferner ist das Verfahren extrem aufwendig und teuer.Electric machines are known from the prior art in various configurations. Due to strict space requirements, such electrical machines, especially when used in vehicles, require a very high power density. It is known, flat wire, which has four flat sides, usually two broad sides and two narrow sides, to use in stators in order to increase the filling factor in the grooves 5 of the stator (s. 1 and 2 ). As a result, the electric machine can be operated, for example, with a higher current, whereby a drive power can be increased. The flat wire is usually coated by means of a varnish 3 for electrical insulation. Due to the manufacturing process, the conductor wire 2 to be coated has rounded edges 4 with a very small radius. The application of a uniformly thick paint layer over the entire circumference of the conductor is not possible in the painting process. This is because at the edge radius, a capillary pressure acts on the liquid applied paint, which does not work on straight conductor areas. The capillary pressure is calculated as: p = 2s / r, where s is the surface tension and r is the edge radius. Thus, the capillary pressure increases exponentially for decreasing edge radii, so that the applied paint is pushed away from the edge radius. This extruded paint forms adjacent to the rounded edges lateral thickening 13, as in the 1 and 2 shown. Although the edge radius could be increased in order to reduce the thickenings 13, this deteriorates the electrical fill factor, since the stator slots 5 are then less well filled in the corner regions 6 and in the region of the air gaps 60, 61. From the DE 847459 B For example, a method for producing painted flat wire is known, in which a lacquer layer is increased at the edges to improve the insulation. For this purpose, the paint is first applied only to the edges of the wire and then only on the flat sides. However, this method also leads to thickened paint layers at the transition between the rounded wire edges and the flat sides. Furthermore, the method is extremely complicated and expensive.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines mit einer Beschichtung versehenen Flachdrahts mit den Merkmalen des Anspruchs 1, weist dem gegenüber den Vorteil auf, dass ein Flachdraht bereitgestellt werden kann, welcher einen erhöhten Füllgrad in Statornuten einer Statorwicklung ermöglicht. Eine Dicke einer Beschichtung wird zumindest lokal vergleichmäßigt. Durch Verwendung dieses Flachdrahtes in einer elektrischen Maschine kann ein besonders hoher elektrischer Füllfaktor in Statornuten erreicht werden. Die wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:The method according to the invention for producing a flat wire provided with a coating having the features of claim 1 has the advantage over the prior art that a flat wire can be provided which allows an increased degree of filling in stator slots of a stator winding. A thickness of a coating is at least locally evened out. By using this flat wire in an electric machine, a particularly high electrical fill factor in stator slots can be achieved. This is achieved according to the invention by the method comprising the following steps:

In einem ersten Schritt wird ein viereckiger, insbesondere rechteckiger, elektrischer Leiterdraht mit abgerundeten Kanten bereitgestellt, beispielsweise aus Kupfer. Anschließend wird der Leiterdraht mit einer Beschichtung beschichtet derart, dass ein Außenradius R1 der Beschichtung an den Kanten ≤ 0,3 mm ist. Der Außenradius R1 wird dabei gemessen von einem ersten Mittelpunkt M1, welcher insbesondere auf einer Winkelhalbierenden W zwischen zwei benachbarten Seiten, insbesondere bei einem rechteckigen Flachdraht zwischen einer Flachseite und einer Breitseite liegt. Der Außenradius R1 liegt besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,2 mm bis 0,3 mm. In einem letzten Schritt erfolgt ein zumindest lokales Entfernen von aufgedickten Bereichen der Beschichtung, benachbart zu den bogenförmigen Kantenbereichen derart, dass eine Dicke der Beschichtung vergleichmäßigt wird.In a first step, a quadrangular, in particular rectangular, electrical conductor wire with rounded edges is provided, for example made of copper. Subsequently, the conductor wire is coated with a coating such that an outer radius R1 of the coating at the edges is ≦ 0.3 mm. The outer radius R1 is measured from a first center point M1, which lies in particular on an angle bisector W between two adjacent sides, in particular in a rectangular flat wire between a flat side and a broad side. The outer radius R1 is particularly preferably in a range of 0.2 mm to 0.3 mm. In a last step, an at least local removal of thickened areas of the coating, adjacent to the arcuate edge regions, takes place in such a way that a thickness of the coating is made uniform.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.

Vorzugsweise weist die Beschichtung eine gleichmäßige Dicke auf. Die Beschichtung weist bevorzugt die gleiche Dicke sowohl an den Kanten, als auch zumindest teilweise an den Flachbereichen des Flachdrahtes auf. Eine Beschichtungsdicke des Flachdrahtes an Kantenbereichen und zumindest teilweise an geraden Seitenbereichen ist somit gleich, und bevorzugt am gesamten Flachdraht gleich. Weiter ist die Schichtdicke bevorzugt sowohl an den Kantenbereichen, als auch den Flachbereichen des Flachdrahtes unmittelbar benachbart zu den Kantenbereichen gleich dick, so dass ein besonders hoher Füllgrad erreicht wird.Preferably, the coating has a uniform thickness. The coating preferably has the same thickness both at the edges, and at least partially at the flat areas of the flat wire. A coating thickness of the flat wire at edge regions and at least partially at even side regions is thus the same, and preferably the same throughout the flat wire. Further, the layer thickness is preferably the same thickness both at the edge regions, as well as the flat portions of the flat wire immediately adjacent to the edge regions, so that a particularly high degree of filling is achieved.

Besonders bevorzugt bleibt in Längsrichtung des Flachdrahtes ein Beschichtungsbereich zwischen zwei bearbeiteten Bereichen des Flachdrahtes unbearbeitet. Hierdurch kann eine Bearbeitungsdauer signifikant reduziert werden. Die unbearbeiteten Bereiche sind Bereiche, bei denen eine Dicke der Beschichtung unkritisch ist, z.B. bei einem Stator außerhalb der Statornuten. Hierdurch wird ein Flachdraht bereitgestellt, welcher insbesondere an einem Wickelkopf eines Stators verwendet werden kann. Der unbehandelte Bereich, an welchem die aufgedickten Bereiche noch vorhanden sind, ist im montierten Zustand in Stator dabei außerhalb der Statornuten angeordnet und vorzugsweise U-förmig gebogen. Die an beiden Seiten des unbehandelten Bereichs angrenzenden behandelten Bereiche, an denen die aufgedickten Bereiche entfernt wurden und an denen die Beschichtung am Flachdraht eine gleichmäßige Dicke entlang des Umfangs aufweist, sind dann in den Statornuten angeordnet.Particularly preferably, in the longitudinal direction of the flat wire, a coating area remains unprocessed between two machined areas of the flat wire. As a result, a processing time can be significantly reduced. The unprocessed areas are areas in which a thickness of the coating is not critical, for example in the case of a stator outside the stator slots. As a result, a flat wire is provided, which can be used in particular on a winding head of a stator. The untreated area, on which the thickened areas are still present, is in the mounted state in the stator outside the stator slots arranged and preferably bent U-shaped. The treated areas adjacent to both sides of the untreated area, where the thickened areas have been removed and where the coating on the flat wire has a uniform thickness along the circumference, are then disposed in the stator slots.

Das Entfernen der aufgedickten Bereiche der Beschichtung erfolgt besonders bevorzugt mechanisch. Dies kann beispielsweise mittels eines Fräsers oder mittels einer anderen Einrichtung mit geometrisch bestimmten Schneiden erfolgen.The removal of the thickened areas of the coating is particularly preferably carried out mechanically. This can be done for example by means of a milling cutter or by means of another device with geometrically determined cutting.

Alternativ erfolgt das Entfernen mittels Umformen. Hierbei kann ein Walzschritt vorgesehen werden, welcher die verdickten Bereiche derart bearbeitet, dass die Beschichtung in gleichmäßiger Weise an der Oberfläche des Leiterdrahts verteilt wird. Das Umformen der Beschichtung kann somit beispielsweise mittels Walzen erfolgen.Alternatively, the removal takes place by means of forming. In this case, a rolling step can be provided, which processes the thickened regions in such a way that the coating is distributed uniformly on the surface of the conductor wire. The forming of the coating can thus be done for example by means of rollers.

Weiter bevorzugt erfolgt das Entfernen der aufgedickten Bereiche thermisch, beispielsweise mittels eines Lasers. Dieses Verfahren ist besonders bevorzugt, da hierdurch sehr schnell und kostengünstig ein Entfernen der aufgedickten Bereiche, benachbart zu den bogenförmigen Kantenbereichen, möglich ist.More preferably, the removal of the thickened areas is carried out thermally, for example by means of a laser. This method is particularly preferred, as this very quickly and inexpensively removing the thickened areas, adjacent to the arcuate edge regions, is possible.

Weiter bevorzugt wird vor oder nach dem Schritt des Entfernens der aufgedickten Bereiche am Flachdraht ein erstes und/oder zweites Flachdrahtende abisoliert. Das Abisolieren dient später bei der Montage des Flachdrahts zur Herstellung eines sehr guten elektrischen Kontakts.Further preferably, before or after the step of removing the thickened regions on the flat wire, a first and / or second flat wire end is stripped. The stripping is used later in the assembly of the flat wire to produce a very good electrical contact.

Das Entfernen der aufgedickten Bereiche der Beschichtung mittels eines thermischen Verfahrens hat ferner den Vorteil, dass beispielsweise mittels des Lasers vor oder nach dem Entfernen der aufgedickten Bereiche mittels des Lasers auch der Schritt des Abisolierens ausgeführt werden kann.The removal of the thickened areas of the coating by means of a thermal method has the further advantage that, for example by means of the laser, the step of stripping can also be carried out by means of the laser before or after removal of the thickened areas.

Die Beschichtung wird besonders bevorzugt als Lackbeschichtung vorgesehen. Der Lack kann dabei einfach oder besonders bevorzugt mehrfach aufgebracht werden, sodass mehrere Lackschichten übereinander vorgesehen sind. Hierbei können auch Lackschichten mit unterschiedlichen Eigenschaften aufgebracht werden, beispielsweise eine innere Lackschicht, welche gute Hafteigenschaft aufweist und eine äußere Lackschicht, welche eine hohe chemische Beständigkeit aufweist. Hierdurch wird ein Einsatzgebiet des Flachdrahtes deutlich erweitert.The coating is particularly preferably provided as a paint coating. The paint can be applied simply or more preferably multiple times, so that several paint layers are provided one above the other. It is also possible to apply lacquer layers having different properties, for example an inner lacquer layer which has a good adhesive property and an outer lacquer layer which has a high chemical resistance. As a result, a field of application of the flat wire is significantly expanded.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung einen Flachdraht mit vier Flachseiten und einem viereckigen, insbesondere rechteckigen Querschnitt. Der Flachdraht umfasst einen viereckigen, insbesondere rechteckigen, Leiterdraht aus einem Material mit elektrisch sehr guter Leitfähigkeit, insbesondere Kupfer, wobei der Leiterdraht abgerundete Kanten aufweist. Ferner umfasst der Flachdraht eine Beschichtung, welche den Leiterdraht vollständig umgibt, um eine elektrische Isolierung des Leiterdrahtes bereitzustellen. Die Beschichtung weist dabei einen Außenradius R1 an den Kanten auf, welcher ≤ 0,3 mm ist. Der Außenradius R1 wird dabei von einem ersten Mittelpunkt M1 gemessen, welcher insbesondere auf einer Winkelhalbierenden W zwischen zwei benachbarten Seiten, insbesondere bei einem rechteckigen Flachdraht zwischen einer Flachseite und einer Breitseite liegt. Die Beschichtung ist dabei an den Kanten und allen Flachseiten zumindest abschnittsweise so ausgebildet, dass die Beschichtung eine gleichmäßige Dicke aufweist. Dadurch ist der Flachdraht besonders gut dafür geeignet, in Statornuten eines Stators einer elektrischen Maschine eingebaut zu werden.Furthermore, the present invention relates to a flat wire with four flat sides and a quadrangular, in particular rectangular cross-section. The flat wire comprises a quadrangular, in particular rectangular, conductor wire of a material with very good electrical conductivity, in particular copper, the conductor wire having rounded edges. Further, the flat wire includes a coating that completely surrounds the conductor wire to provide electrical insulation of the conductor wire. The coating has an outer radius R1 at the edges, which is ≤ 0.3 mm. The outer radius R1 is measured by a first center M1, which lies in particular on an angle bisector W between two adjacent sides, in particular in a rectangular flat wire between a flat side and a broad side. The coating is at least partially formed at the edges and all flat sides so that the coating has a uniform thickness. As a result, the flat wire is particularly well suited to be installed in stator slots of a stator of an electric machine.

Vorzugsweise ist der Flachdraht derart vorgesehen, dass die Beschichtung entlang der gesamten Länge des Flachdrahts eine gleichbleibende Dicke aufweist. Alternativ sind am Flachdraht Bereiche vorgesehen, welche eine gleiche Dicke in Umfangsrichtung des Flachdrahts aufweisen, als auch Bereiche, welche in Umfangsrichtung unterschiedliche Dicken aufweisen, die insbesondere durch die Beschichtung in Form von aufgedickten Bereichen, benachbart zu den abgerundeten Kanten, vorhanden sind.Preferably, the flat wire is provided such that the coating along the entire length of the flat wire has a constant thickness. Alternatively, areas are provided on the flat wire, which have an equal thickness in the circumferential direction of the flat wire, as well as areas which have different thicknesses in the circumferential direction, in particular by the coating in the form of thickened areas, adjacent to the rounded edges, are present.

Weiter bevorzugt weist der Flachdraht ein erstes freies Ende und/oder ein zweites freies Ende auf, welche abisoliert sind. Eine Beschichtung, welche an ein abisoliertes freies Ende angrenzt, ist dabei derart vorgesehen, dass die Beschichtung in Umfangsrichtung eine gleichbleibende Dicke aufweist.More preferably, the flat wire on a first free end and / or a second free end, which are stripped. A coating which adjoins a stripped free end is provided in such a way that the coating has a constant thickness in the circumferential direction.

Besonders bevorzugt sind die Bereiche, welche unmittelbar benachbart zu dem ersten freien abisolierten Ende angrenzen, mit einer gleichbleibend dicken Beschichtung versehen. Ein Zwischenbereich, welcher zwischen den beiden Bereichen mit gleichbleibender Dicke in Umfangsrichtung, d.h. den bearbeiteten Bereichen angeordnet ist, ist vorzugsweise unbehandelt und weist eine ungleichmäßige Dicke in Umfangsrichtung auf.Particularly preferably, the areas which adjoin immediately adjacent to the first free stripped end, provided with a uniformly thick coating. An intermediate region extending between the two regions of uniform thickness in the circumferential direction, i. the machined areas is preferably untreated and has a non-uniform thickness in the circumferential direction.

Die Beschichtung ist besonders bevorzugt eine Lackbeschichtung und insbesondere eine Lackbeschichtung umfassend eine Vielzahl von einzelnen Lackschichten, vorzugsweise mit unterschiedlichen Eigenschaften.The coating is particularly preferably a paint coating and in particular a paint coating comprising a plurality of individual paint layers, preferably with different properties.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Maschine, umfassend einen Stator mit einer Statorwicklung. Die Statorwicklung umfasst dabei einen erfindungsgemäßen Flachdraht, wobei Bereiche des Flachdrahtes, welche eine Beschichtung in Umfangsrichtung mit gleichbleibender Dicke aufweisen, in Statornuten des Stators angeordnet sind.Furthermore, the present invention relates to an electric machine comprising a stator with a stator winding. The stator winding comprises a flat wire according to the invention, wherein regions of the flat wire, which have a coating in the circumferential direction with a constant thickness, are arranged in stator slots of the stator.

Die elektrische Maschine ist besonders bevorzugt ein Antrieb in einem Elektrofahrzeug oder ein Antrieb in einem Hybridfahrzeug. The electric machine is particularly preferably a drive in an electric vehicle or a drive in a hybrid vehicle.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 Eine schematische Schnittansicht eines Flachdrahtes in einer Statornut gemäß dem Stand der Technik,
2 eine vergrößerte Teilschnittansicht von 1,
3 eine schematische Schnittansicht eines Flachdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung,
4 eine schematische Schnittansicht des Flachdrahts von 3, angeordnet in einer Statornut,
5 eine schematische Schnittansicht des Flachdrahts von 3, anhand dessen das erfindungsgemäße Verfahren ersichtlich ist,
6 eine schematische Darstellung eines Flachdrahts gemäß der vorliegenden Erfindung und
7 eine schematische Darstellung des Flachdrahts von 6, welche schematisch eine Einbausituation des Flachdrahts in einem Stator einer elektrischen Maschine verdeutlicht.

Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:

1 A schematic sectional view of a flat wire in a stator slot according to the prior art,
2 an enlarged partial sectional view of 1 .
3 a schematic sectional view of a flat wire according to the present invention,
4 a schematic sectional view of the flat wire of 3 arranged in a stator slot,
5 a schematic sectional view of the flat wire of 3 , by means of which the method according to the invention can be seen,
6 a schematic representation of a flat wire according to the present invention and
7 a schematic representation of the flat wire of 6 , which schematically illustrates an installation situation of the flat wire in a stator of an electrical machine.

Bevorzugte Ausführungsform der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren ein Flachdraht 1 gemäß der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.Hereinafter, a flat wire will be described with reference to the accompanying drawings 1 according to the present invention described in detail.

Wie aus 3 ersichtlich ist, ist der Flachdraht in diesem Ausführungsbeispiel ein viereckiger Flachdraht mit rechteckigem Querschnitt. Der Flachdraht weist zwei Schmalseiten S1, S2 und zwei Breitseiten S3, S4 auf. Der Flachdraht 1 umfasst einen inneren Leiterdraht, 2 aus einem Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Kupfer. Der Leiterdraht 2 ist dabei vollständig umlaufend von einer Beschichtung 3 umgeben.How out 3 can be seen, the flat wire in this embodiment is a rectangular flat wire with a rectangular cross-section. The flat wire has two narrow sides S1, S2 and two broad sides S3, S4. The flat wire 1 comprises an inner conductor wire 2 made of a material of high electrical conductivity, such as copper. The conductor wire 2 is completely surrounded by a coating 3 surround.

Die Beschichtung 3 ist vorzugsweise eine Lackbeschichtung und umfasst mehrere Lackschichten.The coating 3 is preferably a paint coating and comprises several paint layers.

Wie in 3 dargestellt, sind die Kanten 4 zwischen den Schmalseiten und den Breitseiten des Flachdrahts abgerundet. Die abgerundeten Kanten 4 sind dabei an der Außenseite der Beschichtung 3 vorgesehen. Der Leiterdraht 2 ist ebenfalls derart ausgebildet, dass an den Übergangsbereichen zwischen den Schmalseiten S1, S2 und den Breitseiten S3, S4 abgerundete Kanten vorgesehen sind.As in 3 represented are the edges 4 rounded off between the narrow sides and the broad sides of the flat wire. The rounded edges 4 are on the outside of the coating 3 intended. The conductor wire 2 is also formed such that rounded edges are provided at the transition areas between the narrow sides S1, S2 and the broad sides S3, S4.

Wie aus 3 ersichtlich, ist eine Dicke D der Beschichtung entlang des Umfangs des Flachdrahtes gleichbleibend. D. h., die Dicke D der Beschichtung 3 ist sowohl an den vier Flachseiten als auch an den vier Kanten 4 gleich dick.How out 3 As can be seen, a thickness D of the coating along the circumference of the flat wire is constant. That is, the thickness D of the coating 3 is on the four flat sides as well as on the four edges 4 the same thickness.

4 zeigt den Flachdraht 1 in montiertem Zustand in einer Statornut 5. Durch die gleichbleibende Dicke der Beschichtung 3 entlang des Umfangs des Flachdrahtes 1 kann dabei ein sehr hoher elektrischer Füllgrad in der Statornut 5 erreicht werden. 4 shows the flat wire 1 in the assembled state in a stator groove 5 , Due to the constant thickness of the coating 3 along the circumference of the flat wire 1 can be a very high degree of electrical filling in the stator 5 be achieved.

Im Gegensatz dazu zeigen die 1 und 2 einen Flachdraht 1 gemäß dem Stand der Technik. Wie in 1 ersichtlich ist, welche den montierten Zustand eines Flachdrahtes 1 gemäß dem Stand der Technik in der Statornut 5 zeigt, ergeben sich neben den luftgefüllten Ecken 6 noch zusätzliche Luftspalte 60, 61 an den Flachseiten. Dies ist dadurch bedingt, dass die Beschichtung 3 aufgedickte Bereiche 13, benachbart zur Kante 4 aufweist. Hierdurch ergibt sich ein deutlich schlechterer elektrischer Füllgrad in einer Statornut.In contrast, the show 1 and 2 a flat wire 1 according to the prior art. As in 1 it can be seen which the assembled state of a flat wire 1 according to the prior art in the stator 5 shows arise next to the air-filled corners 6 additional air gaps 60 . 61 on the flat sides. This is due to the fact that the coating 3 thickened areas 13 , adjacent to the edge 4 having. This results in a significantly poorer electrical filling in a stator.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun nach dem Bereitstellen des beschichteten Flachdrahtes mit abgerundeten Kanten 4 ein weiterer Schritt des zumindest teilweisen, lokalen Entfernens von aufgedickten Bereichen 13 der Beschichtung 3 vorgenommen. Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, sind die aufgedickten Bereiche 13 jeweils unmittelbar benachbart zu den abgerundeten Kanten 4 angeordnet. Wie in 1 ersichtlich ist, ergeben sich somit acht aufgedickte Bereiche 13, nämlich jeweils zwei aufgedickte Bereiche 13 unmittelbar benachbart zu den abgerundeten Kanten 4. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden nun diese aufgedickten Bereiche entfernt und zwar auf eine Dicke, welche der Dicke der Beschichtung 3 an den flachen Bereichen des Flachdrahts 1 entsprechen.According to the inventive method is now after providing the coated flat wire with rounded edges 4 a further step of at least partial, local removal of thickened areas 13 the coating 3 performed. How out 1 and 2 is apparent, are the thickened areas 13 each immediately adjacent to the rounded edges 4 arranged. As in 1 can be seen, there are thus eight thickened areas 13 namely two thickened areas each 13 immediately adjacent to the rounded edges 4 , According to the method of the invention, these thickened regions are now removed, specifically to a thickness which corresponds to the thickness of the coating 3 at the flat areas of the flat wire 1 correspond.

Das Entfernen der aufgedickten Bereiche 13 kann dabei mechanisch oder mittels Umformen oder thermisch, insbesondere mittels eines Lasers, ausgeführt werden.Removing the thickened areas 13 can be performed mechanically or by forming or thermally, in particular by means of a laser.

In 5 sind in gestrichelten Linien neben der gedachten Statornut 5' die aufgedickten Bereiche 13 nochmals zur Verdeutlichung eingezeichnet. Somit können insbesondere die Luftspalte 60, 61 an den Flachseiten des Flachdrahtes 1 in einer Statornut 5 montierten Zustand eliminiert werden (vgl. 4).In 5 are in dashed lines next to the imaginary Statornut 5 ' the thickened areas 13 drawn again for clarity. Thus, in particular the air gaps 60 . 61 on the flat sides of the flat wire 1 in a stator groove 5 assembled state can be eliminated (see. 4 ).

Da gemäß der Erfindung nur die aufgedickten Bereiche 13 benachbart zu den Kanten 4 nach dem Beschichtungsprozess entfernt werden müssen, ist der abzutragende Bereich am Flachdraht 1 vergleichsweise klein. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren sehr schnell und kostengünstig durchgeführt werden. Besonders bevorzugt erfolgt die Abtragung dabei mittels eines thermischen Verfahrens unter Verwendung eines Lasers. Dann kann weiter bevorzugt das Entfernen der aufgedickten Bereiche 13 mit einem Schritt eines Abisolierens von freien Enden des Flachdrahtes 1 kombiniert werden.Since according to the invention, only the thickened areas 13 adjacent to the edges 4 must be removed after the coating process, the area to be removed on the flat wire 1 comparatively small. Thus, the inventive method can be carried out very quickly and inexpensively. Particularly preferably, the removal takes place by means of a thermal method using a laser. Then, further preferably, the removal of the thickened areas 13 with a step of stripping free ends of the flat wire 1 be combined.

6 zeigt schematisch einen Flachdraht 1 mit einem ersten abisolierten freien Ende 11 und einem zweiten abisolierten freien Ende 12. Entlang der axialen Länge L des Flachdrahtes 1 ergeben sich somit unterschiedliche Bereiche. Unmittelbar angrenzend an das abisolierte erste freie Ende 11 schließt sich ein erster bearbeiteter Bereich 13' an, an welchem die aufgedickten Bereiche 13 der Beschichtung 3 entfernt wurden. In gleicher Weise schließt sich unmittelbar an das zweite freie Ende 12 ein zweiter bearbeiteter Bereich 14' an. Die axialen Längen L1, L2 des ersten und zweiten bearbeiteten Bereichs 13', 14' sind dabei gleich. Ebenso sind die axialen Längen der abisolierten freien Enden 11, 12 gleich. Zwischen dem ersten und zweiten bearbeiteten Bereich 13', 14' liegt ein unbearbeiteter Bereich 15. Eine axiale Länge L3 des unbearbeiteten Bereichs 15 ist deutlich kürzer als die axiale Länge L1, L2 des ersten und zweiten bearbeiteten Bereichs 13', 14'. Der unbearbeitete Bereich 15 weist somit noch die aufgedickten Bereiche 13, benachbart zu den abgerundeten Kanten 4 auf. 6 schematically shows a flat wire 1 with a first stripped free end 11 and a second stripped free end 12 , Along the axial length L of the flat wire 1 thus arise different areas. Immediately adjacent to the stripped first free end 11 closes a first processed area 13 ' at which the thickened areas 13 the coating 3 were removed. In the same way closes immediately to the second free end 12 a second edited area 14 ' at. The axial lengths L1, L2 of the first and second machined area 13 ' . 14 ' are the same. Similarly, the axial lengths of the stripped free ends 11 . 12 equal. Between the first and second worked area 13 ' . 14 ' is an unprocessed area 15 , An axial length L3 of the unprocessed area 15 is significantly shorter than the axial length L1, L2 of the first and second machined area 13 ' . 14 ' , The unprocessed area 15 thus still has the thickened areas 13 , adjacent to the rounded edges 4 on.

7 zeigt nun die Verwendung des Flachdrahts 1 in einem Stator. Wie in 7 schematisch angedeutet, sind der erste und zweite bearbeitete Bereich 13', 14' dabei vorgesehen, um in Statornuten angeordnet zu werden. Der unbearbeitete Bereich 15 führt den Lackdraht aus deiner ersten Statornut heraus und in eine zweite Statornut wieder hinein. Da der Flachdraht 1 hierbei nicht in einer Nut oder dergleichen angeordnet werden muss, können in diesem Bereich die aufgedickten Bereiche 13 verbleiben. Dadurch wird eine Arbeitszeit zum Entfernen der aufgedickten Bereiche 13 am Flachdraht reduziert. 7 now shows the use of the flatwire 1 in a stator. As in 7 schematically indicated, are the first and second processed area 13 ' . 14 ' thereby provided to be arranged in Statornuten. The unprocessed area 15 Lead the enamelled wire out of your first stator slot and into a second stator slot again. As the flat wire 1 In this case, not in a groove or the like must be arranged in this area, the thickened areas 13 remain. This will provide a working time to remove the thickened areas 13 reduced on the flat wire.

Wie in 4 gezeigt, weisen die Kanten 4 dabei einen ersten Radius R1 auf, welcher ≤ 0,3 mm ist. Besonders bevorzugt ist der erste Radius R1 0,3 mm.As in 4 shown, point the edges 4 while a first radius R1, which is ≤ 0.3 mm. Particularly preferably, the first radius R1 is 0.3 mm.

Der erste Radius R1 wird dabei, ausgehend von einem ersten Mittelpunkt M1 gemessen. Der erste Mittelpunkt M1 liegt auf einer Winkelhalbierenden W zwischen zwei benachbarten Seiten des Flachdrahts.The first radius R1 is measured starting from a first center M1. The first center point M1 lies on an angle bisector W between two adjacent sides of the flatwire.

In 4 ist ferner noch ein zweiter Radius R2 eingezeichnet, welcher der Radius des Leiterdrahts 2 an der Ecke ist. Beispielsweise beträgt der Radius R2 des Leiterdrahts 2 0,2 mm. Der erste Radius R1 und der zweite Radius R2 sind hierbei an allen Kanten 4 gleich. Der zweite Radius R2 wird ausgehend von einem zweiten Mittelpunkt M2 definiert. Der zweite Mittelpunkt M2 wird dabei bestimmt durch eine Schnittlinie zwischen einer ersten Orthogonalen O1 und einer zweiten Orthogonalen O2. Die beiden Orthogonalen O1, O2 sind dabei senkrecht zu jeweils einer Flachseite an einem Punkt gelegt, an dem die Flachseite in die abgerundete Kante 4 übergeht.In 4 Furthermore, a second radius R2 is shown, which is the radius of the conductor wire 2 is on the corner. For example, the radius R2 of the conductor wire 2 0.2 mm. The first radius R1 and the second radius R2 are in this case on all edges 4 equal. The second radius R2 is defined starting from a second center M2. The second center M2 is determined by a section line between a first orthogonal O1 and a second orthogonal O2. The two orthogonal O1, O2 are placed perpendicular to each flat side at a point at which the flat side in the rounded edge 4 passes.

Die Beschichtung 3 ist vorzugsweise eine Lackbeschichtung und wird durch Auftragen mehrere Lackschichten nacheinander vorgenommen. Durch das Abtragen der aufgedickten Bereiche 13 ergeben sich hierbei an den bearbeiteten Stellen der Beschichtung 3 jeweils angeschnittene Schichten der Beschichtung 3, in Form ähnlich wie bei Baumringen.The coating 3 is preferably a paint coating and is carried out by applying several paint layers in succession. By removing the thickened areas 13 arise here in the processed areas of the coating 3 each cut layers of the coating 3 in shape similar to tree rings.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weiter bevorzugt auch noch einen Schritt des Bestimmens des abzutragenden Bereiches 13 vorgeschaltet werden, welcher beispielsweise über eine taktile Dickenmessung oder eine taktile Höhenmessung oder auch über bildgebende Verfahren erfolgen kann. Hierdurch kann insbesondere während der Produktion eine kontinuierliche Überwachung des Verfahrensablaufs sichergestellt werden und ggf. bei unerwünschten Abweichungen sofort Gegenmaßnahmen ergriffen werden.The method according to the invention can also preferably also include a step of determining the area to be removed 13 can be connected upstream, which can be done for example via a tactile thickness measurement or a tactile height measurement or imaging methods. As a result, a continuous monitoring of the process sequence can be ensured, in particular during production, and, if necessary, countermeasures can be taken immediately in the event of undesired deviations.

Somit kann erfindungsgemäß eine elektrische Maschine bereitgestellt werden, welche einen Stator aufweist, der eine bessere Ausfüllung von Eckbereichen von Statornuten 5 aufweist. Die elektrische Maschine wird besonders bevorzugt in Verbindung mit Fahrzeugen, insbesondere als Antrieb des Fahrzeugs, verwendet.Thus, according to the invention, an electric machine can be provided, which has a stator which provides better filling of corner areas of stator slots 5 having. The electric machine is particularly preferably used in conjunction with vehicles, in particular as a drive of the vehicle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 847459 B [0002]

Claims

Method for producing a flat wire (1) provided with a coating (3), comprising the steps: Providing a quadrangular, in particular rectangular, electrical conductor wire (2) with rounded edges (4), Coating the conductor wire (2) with a coating (3) such that an outer radius (R1) of the coating (3) at the edges (4) is ≤ 0.3 mm, and at least local removal of thickened areas (13) of the coating (3) which are present adjacent to the rounded edges (4) in order to even out a thickness (D) of the coating (3).

Method according to Claim 1 , wherein the at least local removal is carried out such that at least at partial areas of the flat wire, the thickness (D) of the coating (3) at rounded edges (4) and straight side areas is equal.

Method according to Claim 1 or 2 , wherein in the longitudinal direction of the flat wire (1), a region (15) between two machined areas (13 ', 14') remains unprocessed.

Method according to one of the preceding claims, wherein the removal of the thickened regions (13) mechanically, in particular by means of a tool with geometrically defined cutting edge, takes place.

Method according to one of Claims 1 to 3 , wherein the removal of the thickened region (13) by means of forming, in particular by means of rollers, takes place.

Method according to one of Claims 1 to 3 wherein the removal of the thickened region (13) takes place thermally, in particular by means of a laser.

Method according to one of the preceding claims, wherein before or after the removal of thickened areas (13), a first flat wire end (11) and / or a second flat wire end (12) is stripped.

Method according to Claim 7 wherein the first and / or second flat wire end (11, 12) is thermally stripped.

Method according to Claim 7 or 8th wherein the areas immediately adjacent to the first free end (11) and the second free end (12) of the flat wire (1) are machined such that the thickened areas (13) are removed in these immediately adjacent areas.

Method according to one of the preceding claims, wherein the coating is a paint coating, in particular a paint coating with a plurality of individual paint layers.

Flat wire with four flat sides, comprising a quadrangular, in particular rectangular, conductor wire (2) with rounded edges (4), a coating (3) which completely surrounds the conductor wire (2), - wherein the coating (3) has electrically insulating properties, - wherein an outer radius (R1) of the coating (3) at the edges (4) ≤ 0.3 mm, and - Wherein the coating at the edges (4) and at least partially on flat sides of the flat wire has a constant thickness (D).

Flat wire after Claim 11 wherein the coating (3) along the entire length (L) and along the circumference of the flat wire (1) has a constant thickness (D).

Flat wire after Claim 11 comprising a first, stripped free end (11) and a second stripped free end (12), the coating (3) being a constant one at a first machined area (13 ') adjacent the first free end (11) Thickness (D) and at a second machined portion (14 ') immediately adjacent to the second free end (12) has a constant thickness (D) and at an intermediate portion (15) which machined between the first and second Region (13 ', 14') is located, having a non-uniform thickness.

Flat wire according to one of the Claims 11 to 13 wherein the coating is a paint coating, in particular a paint coating with a plurality of individual paint layers.

An electric machine comprising a stator having a stator winding and stator slots (5), the stator winding comprising a flat wire (1) according to Claims 11 to 14 and wherein portions of the flat wire (1) having a coating of uniform thickness (D) in the circumferential direction are disposed in stator slots (5) of the stator.