DE102017215248A1

DE102017215248A1 - insulating

Info

Publication number: DE102017215248A1
Application number: DE102017215248.6A
Authority: DE
Inventors: Frank Eisele
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-08-31
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2019-02-28
Also published as: WO2019043053A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isoliervorrichtung zur elektrischen Isolation einer Spule einer elektrischen Maschine, wobei die Isoliervorrichtung zumindest eine Montagehilfe umfasst, an der die Isoliervorrichtung bei einer Montage gebogen wird. Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Montagehilfe mittels einer Laserbestrahlung hergestellt ist.The invention relates to an insulating device for electrical insulation of a coil of an electrical machine, wherein the insulating device comprises at least one mounting aid on which the insulating device is bent during assembly. It is proposed that the at least one mounting aid is produced by means of a laser irradiation.

Description

Stand der TechnikState of the art

In Elektromotoren werden Spulen als Aktuatoren für Statoren oder Rotoren eingesetzt. Die Spulen sind dabei in der Regel in Nuten des Stators oder des Rotors angeordnet. Um sicherzustellen, dass die verbauten Spulen über den Stator oder über den Rotor nicht kurzgeschlossen werden, werden die Spulen gegenüber dem Stator oder dem Rotor isoliert.In electric motors coils are used as actuators for stators or rotors. The coils are usually arranged in grooves of the stator or the rotor. To ensure that the built-in coils are not short-circuited via the stator or via the rotor, the coils are insulated from the stator or the rotor.

Es sind dabei unterschiedliche Arten der Isolation bekannt, beispielsweise mittels eines Isolationspapiers, dass in den Nuten eingesetzt ist. Vor dem Einsetzen in die Nuten wird das Isolationspapier mittels Rollenprägewerkzeuge und Stanzwerkzeuge bearbeitet, um das Isolationspapier in die richtige Form zu bringen und Biegekanten herzustellen, an denen das Isolationspapier bei der Montage gebogen wird. Alternativ kann die Isolation mittels an Kunststoffendscheiben angespritzte Schächte realisiert werden. Eine weitere bekannte Maßnahme ist es, mittels Spritzgusstechnik die Nuten mit einem isolierenden Material anzuspritzen.There are different types of insulation known, for example by means of an insulating paper that is inserted in the grooves. Prior to insertion into the grooves, the insulation paper is processed by means of roller embossing tools and punching tools in order to bring the insulation paper into the correct shape and to produce bending edges at which the insulation paper is bent during assembly. Alternatively, the isolation can be realized by means of molded plastic end shafts manholes. Another known measure is to inject the grooves with an insulating material by means of injection molding technology.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung betrifft eine Isoliervorrichtung zur elektrischen Isolation einer Spule einer elektrischen Maschine, wobei die Isoliervorrichtung zumindest eine Montagehilfe umfasst, an der die Isoliervorrichtung bei einer Montage gebogen wird. Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Montagehilfe mittels einer Laserbestrahlung hergestellt ist. Vorteilhaft kann dadurch die Herstellung der Montagehilfe verbessert werden, indem der Einsatz mehrerer Rollenprägewerkzeuge durch den Einsatz eines Lasers, insbesondere eines einzelnen Lasers, ersetzt wird.The invention relates to an insulating device for electrical insulation of a coil of an electrical machine, wherein the insulating device comprises at least one mounting aid on which the insulating device is bent during assembly. It is proposed that the at least one mounting aid is produced by means of a laser irradiation. Advantageously, the manufacture of the assembly aid can thereby be improved by replacing the use of a plurality of roller embossing tools by the use of a laser, in particular a single laser.

Unter einer Isoliervorrichtung soll insbesondere ein Mittel oder ein Bauteil verstanden werden, dass dazu ausgebildet ist, einen Stator oder einen Rotor des Elektromotors von der Spule im Hochspannungsbereich elektrisch zu isolieren. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Isoliervorrichtung dazu ausgebildet ist, zwei Spulen voneinander zu isolieren. Vorzugsweise ist die Isoliervorrichtung zudem dazu ausgebildet, die Spule in einer Form zu halten. Vorzugsweise sind der Stator und/oder der Rotor jeweils aus einem Blechpaket ausgebildet, wodurch vorteilhaft gegenüber einer Vollmaterialbauweise Wirbelströme verhindert und der Wirkungsgrad erhöht werden kann.An insulating device is to be understood in particular as a means or a component which is designed to electrically insulate a stator or a rotor of the electric motor from the coil in the high-voltage region. Additionally or alternatively, it is also conceivable that the insulating device is designed to insulate two coils from each other. Preferably, the insulating device is further configured to hold the coil in a mold. Preferably, the stator and / or the rotor are each formed from a laminated core, which advantageously prevents eddy currents from a solid material construction and the efficiency can be increased.

Die Spule ist insbesondere aus einem elektrischen Leiter, insbesondere aus einem metallischen Draht, bevorzugt aus einem Kupferdraht, ausgebildet, der mittels eines Aufwickelverfahrens zu einer Spule gewickelt ist. Der metallische Leiter weist vorzugsweise eine Isolierschicht auf, um die im aufgewickelten Zustand aufeinander aufliegenden Bereiche des elektrischen Leiters voneinander zu isolieren. Die Isolierschicht ist vorzugsweise aus einer isolierenden Lackschicht ausgebildet. Zusätzlich ist denkbar, dass der elektrische Leiter eine Gleitschicht aufweist, die das Aufwickeln erleichtert.The coil is in particular made of an electrical conductor, in particular of a metallic wire, preferably of a copper wire, which is wound into a coil by means of a winding method. The metallic conductor preferably has an insulating layer in order to isolate the regions of the electrical conductor resting on one another in the wound state. The insulating layer is preferably formed from an insulating lacquer layer. In addition, it is conceivable that the electrical conductor has a sliding layer, which facilitates the winding.

Unter einer elektrischen Maschine soll insbesondere ein elektromechanischer Wandler verstanden werden, der dazu ausgebildet ist, als Elektromotor elektrische Leistung in mechanische Leistung umzuwandeln oder als Generator mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein bürstenloser Gleichstrommotor, kurz BLDC, oder als ein Wechselstrommotor ausgebildet. Der Elektromotor kann als ein Synchronmotor oder als ein Asynchronmotor ausgebildet sein. Der Elektromotor kann über eine Kabelverbindung direkt oder indirekt über eine Elektronik mit einer Energieversorgung verbunden werden. Die Energieversorgung kann beispielsweise über einen Netzanschluss oder über einen wiederaufladbaren Akkupack realisiert werden.An electric machine should in particular be understood to mean an electromechanical converter which is designed to convert electrical power into mechanical power as an electric motor or to convert mechanical power into electrical power as a generator. The electric motor is preferably designed as a brushless DC motor, BLDC for short, or as an AC motor. The electric motor may be designed as a synchronous motor or as an asynchronous motor. The electric motor can be connected via a cable connection directly or indirectly via an electronic system with a power supply. The power supply can be realized for example via a mains connection or via a rechargeable battery pack.

Unter einer Montagehilfe soll im Kontext dieser Anmeldung insbesondere eine strukturelle Modifikation der Isoliervorrichtung verstanden, welche die Montage des Elektromotors, bevorzugt die Montage beziehungsweise den Einbau der Spule im Stator, erleichtert. Bei der strukturellen Modifikation der Isoliervorrichtung kann es sich beispielsweise um eine lokale Schwächung der Isoliervorrichtung bzw. des Materials der Isoliervorrichtung handeln, die durch eine Schädigung des Materials hervorgerufen wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass die lokale Schwächung durch einen lokalen Abtrag des Materials der Isoliervorrichtung realisiert wird. Alternativ oder zusätzlich ist ebenfalls denkbar, dass die strukturelle Modifikation als eine lokale Stärkung der Isoliervorrichtung ausgebildet ist, wodurch vorteilhaft an bei der Montage kritischen Stellen eine Beschädigung der Isoliervorrichtung vermieden werden kann. Die strukturelle Modifikation kann auch als eine Veränderung des Materials, insbesondere der chemischen Zusammensetzung des Materials, der Isoliervorrichtung ausgebildet sein.An assembly aid is to be understood in the context of this application in particular a structural modification of the insulating device, which facilitates the assembly of the electric motor, preferably the assembly or the installation of the coil in the stator. The structural modification of the insulating device may, for example, be a local weakening of the insulating device or the material of the insulating device caused by damage to the material. It is also conceivable that the local weakening is realized by a local removal of the material of the insulating device. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the structural modification is designed as a local strengthening of the insulating device, whereby damage to the insulating device can advantageously be avoided at critical points during assembly. The structural modification may also be embodied as a change in the material, in particular the chemical composition of the material, of the insulating device.

Im montierten Zustand ist die Isoliervorrichtung vorzugsweise zwischen dem Stator und der Spule angeordnet. Die Isoliervorrichtung ist insbesondere in zumindest einer Wicklungsnut des Stators angeordnet. Eine Form der Isoliervorrichtung ist insbesondere an eine Form der Wicklungsnut angepasst. Die Wicklungsnut weist eine Querschnittsfläche auf, die zumindest eine Ecke aufweist, vorzugsweise mehreckig, wie beispielsweise rechteckig oder fünfeckig, ausgebildet ist. Die Ecken bilden entlang einer Längserstreckung des Stators jeweils eine Kante aus. Vorzugsweise weisen die Montagehilfen der Isoliervorrichtung dieselben Abstände auf, wie die Ecken beziehungsweise die Kanten der Wicklungsnut. Die Ecken beziehungsweise die Kanten weisen insbesondere einen Öffnungswinkel von zumindest 30°, vorzugsweise zumindest 60°, auf. Bevorzugt liegt der Öffnungswinkel der Ecken beziehungsweise der Kanten in einem Bereich von 90° +/- 20°.In the assembled state, the insulating device is preferably arranged between the stator and the coil. The insulating device is arranged in particular in at least one winding groove of the stator. A shape of the insulating device is particularly adapted to a shape of the winding groove. The winding groove has a cross-sectional area that has at least one corner, preferably polygonal, such as rectangular or pentagonal, is formed. The corners form one along a longitudinal extent of the stator Edge off. The mounting aids of the insulating device preferably have the same spacings as the corners or the edges of the winding groove. The corners or the edges in particular have an opening angle of at least 30 °, preferably at least 60 °. Preferably, the opening angle of the corners or the edges is in a range of 90 ° +/- 20 °.

Unter einer Laserbestrahlung soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere eine Anwendung eines Lasers zur strukturellen Modifikation der Isoliervorrichtung verstanden werden. Der Laser kann als ein Dauerstrichlaser oder als ein gepulster Laser ausgebildet sein. Vorzugsweise wird der Laser über eine Optik auf eine Oberfläche der Isoliervorrichtung fokussiert. Insbesondere wird der Laser derart auf die Isoliervorrichtung fokussiert, dass die Spotgröße des Lasers auf der Isoliervorrichtung kleiner als 2 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm, bevorzugt kleiner als 0,1 mm, ist.In the context of this application, a laser irradiation is to be understood as meaning in particular an application of a laser for the structural modification of the insulating device. The laser can be designed as a continuous wave laser or as a pulsed laser. Preferably, the laser is focused via optics on a surface of the insulating device. In particular, the laser is focused on the insulating device such that the spot size of the laser on the insulating device is less than 2 mm, preferably less than 1 mm, preferably less than 0.1 mm.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe als eine Nut ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Isoliervorrichtung im Bereich der Nut derart geschwächt werden, dass ein Falten beziehungsweise Biegen der Isoliervorrichtung vereinfacht wird. Die Nut kann parallel oder schräg zu einer Längserstreckung des Elektromotors oder zu der Längserstreckung des Stators ausgebildet sein. Die Nut weist insbesondere eine Breite von unter 1 mm, vorzugsweise eine Breite von unter 0,5 mm, bevorzugt eine Breite im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm auf.Furthermore, it is proposed that the mounting aid is designed as a groove. Advantageously, this can weaken the insulating device in the region of the groove in such a way that folding or bending of the insulating device is simplified. The groove may be formed parallel or obliquely to a longitudinal extent of the electric motor or to the longitudinal extension of the stator. The groove has in particular a width of less than 1 mm, preferably a width of less than 0.5 mm, preferably a width in the range of 0.1 mm to 0.5 mm.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Isoliervorrichtung mehrschichtig ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine Isoliervorrichtung mit einer hohen Festigkeit und mit einer guten Isoliereigenschaft realisiert werden. Die Isoliervorrichtung ist bevorzugt aus zumindest zwei unterschiedlichen Schichten ausgebildet. Die Isoliervorrichtung kann zwei im Wesentlichen gleiche Schichten aufweisen, die voneinander durch zumindest eine weitere Schicht beabstandet sind. Unter einer im Wesentlichen gleichen Schicht soll dabei insbesondere eine Schicht aus demselben Material, vorzugsweise aus demselben Material und mit denselben Schichtdicken, verstanden werden.Furthermore, it is proposed that the insulating device is designed to be multi-layered. Advantageously, an insulating device with a high strength and a good insulating property can be realized thereby. The insulating device is preferably formed from at least two different layers. The insulating device may comprise two substantially equal layers which are spaced from each other by at least one further layer. In this context, a substantially identical layer is to be understood in particular as meaning a layer of the same material, preferably of the same material and having the same layer thicknesses.

Zudem wird vorgeschlagen, dass eine erste Schicht im montierten Zustand spulenseitig montiert ist. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erste Schicht der Isoliervorrichtung als eine Verbindungsschicht ausgebildet ist, die zur stoffschlüssigen Verbindung der Isoliervorrichtung mit der Spule vorgesehen ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die erste Schicht aus einem Backlack ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Verbindung zwischen der Isoliervorrichtung und der Spule gewährleistet werden.In addition, it is proposed that a first layer is mounted on the coil side in the mounted state. Furthermore, it is proposed that the first layer of the insulating device is formed as a connecting layer, which is provided for the material connection of the insulating device with the coil. Furthermore, it is proposed that the first layer is formed from a baked enamel. Advantageously, thereby an optimal connection between the insulating device and the coil can be ensured.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe in der ersten Schicht angeordnet ist, insbesondere in der ersten und der zweiten Schicht angeordnet ist, bevorzugt in der ersten, in der zweiten und in der dritten Schicht angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Montage weiter vereinfacht werden. Die Montagehilfe kann vollständig oder teilweise in der jeweiligen Schicht angeordnet sein.Furthermore, it is proposed that the mounting aid is arranged in the first layer, in particular in the first and the second layer, preferably in the first, in the second and in the third layer. Advantageously, thereby the assembly can be further simplified. The mounting aid can be arranged completely or partially in the respective layer.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe beabstandet zu einer letzten Schicht angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass die Isoliervorrichtung auch im Bereich der Montagehilfe eine ausreichende mechanische Stabilität und elektrische Isoliereigenschaft aufweist. Insbesondere weist die Montagehilfe zumindest eine Schicht auf, in der die Montagehilfe nicht angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Montagehilfe beabstandet zu zumindest einer aus einem Polymerfilm bestehenden Schicht angeordnet. Zudem wird vorgeschlagen, dass die letzte Schicht aus einem Polymerfilm ausgebildet ist. Der Polymerfilm kann beispielsweise als eine aramid oder polyaramid haltige Folie ausgebildet sein. Alternativ kann der Polymerfilm auch als eine polyesterhaltige Folie ausgebildet sein. Als eine weitere Alternative kann der Polymerfilm auch als eine polyimidhaltige Folie ausgebildet sein.Furthermore, it is proposed that the mounting aid is arranged at a distance from a last layer. Advantageously, this ensures that the insulating device also has a sufficient mechanical stability and electrical insulating property in the area of the mounting aid. In particular, the assembly aid has at least one layer in which the assembly aid is not arranged. The mounting aid is preferably arranged at a distance from at least one layer consisting of a polymer film. In addition, it is proposed that the last layer is formed from a polymer film. The polymer film may be formed, for example, as an aramid or polyaramid-containing film. Alternatively, the polymer film may also be formed as a polyester-containing film. As a further alternative, the polymer film may also be formed as a polyimide-containing film.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Isoliervorrichtung zumindest eine faserhaltige Schicht aufweist. Die faserhaltige Schicht kann pflanzliche Fasern umfassen, beziehungsweise aus ihnen bestehen. Insbesondere weist die faserhaltige Schicht Zellulose auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die faserhaltige Schicht tierische oder Mineralfasern aufweist oder aus Ihnen besteht. Es ist zudem denkbar, dass die faserhaltige Schicht Chemiefasern umfasst oder aus Ihnen besteht. Die Chemiefasern können dabei aus natürlichen oder synthetischen oder Polymeren oder aus anorganischen Stoffen ausgebildet sein.In addition, it is proposed that the insulating device has at least one fiber-containing layer. The fibrous layer may comprise or consist of vegetable fibers. In particular, the fibrous layer comprises cellulose. It is also conceivable that the fiber-containing layer comprises or consists of animal or mineral fibers. It is also conceivable that the fibrous layer comprises or consists of man-made fibers. The chemical fibers may be formed from natural or synthetic or polymers or inorganic materials.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe in zumindest einer faserhaltige Schicht angeordnet ist, wobei eine Schichtdicke der faserhaltigen Schicht stets größer ist als eine Erstreckung der Montagehilfe entlang der Schichtdicke. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass die Isoliervorrichtung im Bereich der Montagehilfe nicht reißt. Vorzugsweise ist die Montagehilfe beabstandet zu zumindest einer faserhaltigen Schicht.Furthermore, it is proposed that the mounting aid is arranged in at least one fiber-containing layer, wherein a layer thickness of the fiber-containing layer is always greater than an extension of the mounting aid along the layer thickness. Advantageously, this ensures that the insulating device does not tear in the area of the assembly aid. Preferably, the mounting aid is spaced from at least one fibrous layer.

Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Montagehilfe einer Isoliervorrichtung wie zuvor beschrieben.In addition, the invention relates to a method for producing a mounting aid of an insulating device as described above.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass mittels der Laserbestrahlung zusätzlich die Seitenränder der Isoliervorrichtung hergestellt werden. Vorteilhaft kann dadurch mittels der Laserbestrahlung sowohl die Form der Isoliervorrichtung zurechtgeschnitten, als auch die Montagehilfe hergestellt werden. Es ist denkbar, dass derselbe Laser zum Schneiden der Isoliervorrichtung und zur Herstellung der Montagehilfe eingesetzt wird. Insbesondere ist die Intensität der Laserbestrahlung auf der Isoliervorrichtung beim Schneiden größer als bei der Herstellung der Montagehilfe. Alternativ oder zusätzlich ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Laserstrahl relativ zu der Isoliervorrichtung während der Laserbestrahlung bewegt, beim Schneiden geringer als bei der Herstellung der Montagehilfe. Alternativ ist auch denkbar, dass die Isoliervorrichtung mittels einer Laserbestrahlung eines ersten Lasers geschnitten wird und mittels einer Laserbestrahlung eines zweiten Lasers die Montagehilfen hergestellt werden.Furthermore, it is proposed that by means of the laser irradiation additionally the Side edges of the insulating device are produced. Advantageously, both the shape of the insulating device can be trimmed by means of laser irradiation, and the assembly aid can be produced. It is conceivable that the same laser is used for cutting the insulating device and for producing the mounting aid. In particular, the intensity of the laser irradiation on the insulating device during cutting is greater than in the production of the assembly aid. Alternatively or additionally, the speed at which the laser beam moves relative to the insulating device during the laser irradiation is less in cutting than in the manufacture of the mounting aid. Alternatively, it is also conceivable that the insulating device is cut by means of a laser irradiation of a first laser and the mounting aids are produced by means of a laser irradiation of a second laser.

Weiterhin betrifft die Erfindung einen Elektromotor, insbesondere einen BLDC- oder Wechselstrommotor, mit einer Isoliervorrichtung, wie zuvor beschrieben, wobei die Isoliervorrichtung um zumindest eine Statorspule gelegt ist.Furthermore, the invention relates to an electric motor, in particular a BLDC or AC motor, with an insulating device, as described above, wherein the insulating device is placed around at least one stator coil.

Figurenlistelist of figures

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations. Reference numerals of features of different embodiments of the invention which substantially correspond to each other are given the same number and a letter characterizing the embodiment.

Es zeigen:

1 einen Längsschnitt eines Elektromotors;
2a eine erfindungsgemäße Isoliervorrichtung;
2b ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung vor einer Laserbestrahlung;
2c ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung nach der Laserbestrahlung;
3a eine perspektivische Ansicht eines Stators mit eingesetzter Isoliervorrichtung;
3b eine perspektivische Ansicht eines montierten Stators;
4a eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung;
4b ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung gemäß 4a vor einer Laserbestrahlung;
4c ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung gemäß 4a nach der Laserbestrahlung;
5a eine weitere Ausführungsform des Stators;
5b eine Spule mit der Isoliervorrichtung gemäß 4a;
5c eine Statorhälfte des Stators gemäß 5a mit der Isoliervorrichtung gemäß 4a im montierten Zustand.

Show it:

1 a longitudinal section of an electric motor;
2a an insulating device according to the invention;
2 B a section through the insulating device according to the invention before a laser irradiation;
2c a section through the insulating device according to the invention after the laser irradiation;
3a a perspective view of a stator with insulator inserted;
3b a perspective view of a mounted stator;
4a a further embodiment of the insulating device according to the invention;
4b a section through the insulating device according to the invention according to 4a before a laser irradiation;
4c a section through the insulating device according to the invention according to 4a after the laser irradiation;
5a another embodiment of the stator;
5b a coil with the insulating device according to 4a ;
5c a stator half of the stator according to 5a with the insulating device according to 4a in the assembled state.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In 1 ist eine als ein Elektromotor 12 ausgebildete elektrische Maschine 10 in einem Längsschnitt gezeigt. Der Elektromotor 12 ist beispielhaft als ein bürstenloser Direktstrommotor ausgebildet. Da derartige Elektromotoren im Stand der Technik hinlänglich bekannt sind, wird für eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise des Elektromotors auf diesen verwiesen. Der Elektromotor 12 ist beispielhaft als ein Innenläufer ausgebildet, wobei es auch denkbar ist, dass der Elektromotor 12 als ein Außenläufer ausgebildet ist. Der Elektromotor 12 weist einen zylindrischen Rotor 14, der drehfest mit einer Antriebswelle 16 verbunden ist, auf. Der Elektromotor 12 wird über zwei Lageranordnungen 18, die als Kugellager ausgebildet sind, in einem nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor 14 ist koaxial innerhalb eines im Wesentlichen hohlzylindrischen Stators 20 angeordnet. Der Stator 20 ist aus einem Blechpaket ausgebildet. Insbesondere ist der Stator 20 als ein magnetisch leitfähiges, lamelliertes oder gesintertes Blechpaket ausgebildet. Der Stator 20 weist Wicklungsnuten 22 auf, die sich entlang einer Längserstreckung 24 des Elektromotors 12 erstrecken. Die Längserstreckung 24 entspricht der Rotationsachse der Antriebswelle 16. In den Wicklungsnuten 22 ist jeweils zumindest eine Spule 26 angeordnet. Die Spule 26 ist aus einem elektrischen Leiter 28 ausgebildet, der bei der Montage des Elektromotors 12 zu einer Spule 26 gewickelt wird. Der elektrische Leiter 28 ist aus einem Kupferdraht ausgebildet, der mit einer isolierenden Lackschicht umhüllt ist. Je nach Anforderung und nach Aufbau des Elektromotors 12 sind unterschiedliche Arten und Methoden der Spulenwickeltechnik denkbar. Beispielhaft kann dies eine wilde Wicklung, eine orthozyklische Wicklung, eine schraubenförmige Wicklung, oder dergleichen sein. Die Spulen 26 sind über eine nicht dargestellte Verbindung mit einer Energieversorgung verbindbar. Im bestromten Zustand kann durch die Spulen 26 ein Magnetfeld zu einer Magnetisierung des Stators 20 und somit zum Antrieb des Elektromotors 12 induziert werden. Der Elektromotor 12 ist insbesondere als ein Hochspannungsmotor ausgebildet. Um sicherzustellen, dass bei derartigen Spannungen keine Durchschlagspannungen gebildet werden, ist zwischen dem Stator 20 und der Spule 26 eine Isoliervorrichtung 30 angeordnet. Die Isoliervorrichtung 30 ist insbesondere radial zu der Längserstreckung 24 des Elektromotors 12 zwischen dem Stator 20 und der Spule 26 angeordnet. An den axialen Enden des Stators 20 ist jeweils eine Endplatte 32 angeordnet, die aus einem isolierenden Material ausgebildet ist. Die Endplatte 32 kann beispielsweise aus einem keramischen Material oder einer Hartplastik ausgebildet sein. Über die Endplatte 32 wird die Spule 26 insbesondere axial von dem Stator 20 elektrisch isoliert.In 1 is one as an electric motor 12 trained electric machine 10 shown in a longitudinal section. The electric motor 12 is exemplified as a brushless direct current motor. Since such electric motors are well known in the art, reference is made to this for a detailed description of the structure and operation of the electric motor. The electric motor 12 is exemplified as an inner rotor, wherein it is also conceivable that the electric motor 12 is designed as an external rotor. The electric motor 12 has a cylindrical rotor 14 , which rotates with a drive shaft 16 is connected. The electric motor 12 is about two bearing arrangements 18 , which are designed as ball bearings, rotatably mounted in a housing, not shown. The rotor 14 is coaxial within a substantially hollow cylindrical stator 20 arranged. The stator 20 is formed of a laminated core. In particular, the stator 20 formed as a magnetically conductive, laminated or sintered laminated core. The stator 20 has winding grooves 22 on, extending along a longitudinal extent 24 of the electric motor 12 extend. The longitudinal extension 24 corresponds to the axis of rotation of the drive shaft 16 , In the winding grooves 22 is at least one coil 26 arranged. The sink 26 is from an electrical conductor 28 formed during the assembly of the electric motor 12 to a coil 26 is wound. The electrical conductor 28 is formed of a copper wire, which is coated with an insulating paint layer. Depending on the requirements and the design of the electric motor 12 Different types and methods of coil winding technology are conceivable. By way of example, this may be a wild winding, an orthocyclic winding, a helical winding, or the like. The spools 26 are connected via a connection, not shown, with a power supply. In the energized state can through the coils 26 a magnetic field to a magnetization of the stator 20 and thus to drive the electric motor 12 be induced. The electric motor 12 is designed in particular as a high voltage motor. To ensure that breakdown voltages are not formed at such voltages, there is between the stator 20 and the coil 26 a insulating 30 arranged. The isolation device 30 is in particular radial to the longitudinal extent 24 of the electric motor 12 between the stator 20 and the coil 26 arranged. At the axial ends of the stator 20 is each an end plate 32 arranged, which is formed of an insulating material. The end plate 32 may be formed for example of a ceramic material or a hard plastic. About the end plate 32 becomes the coil 26 in particular axially of the stator 20 electrically isolated.

In 2a ist die Isoliervorrichtung 30 in einer Draufsicht gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30 ist als ein Isolationspapier ausgebildet. Die Isoliervorrichtung 30 weist eine Außenkontur auf, die durch Schneiden mittels einer Laserbestrahlung hergestellt wurde. Des Weiteren weist die Isoliervorrichtung 30 eine Vielzahl an Montagehilfen 34 auf, die jeweils als eine Nut 36 ausgebildet sind. Die Montagehilfen 34 in diesem Ausführungsbeispiel wurden ebenfalls mittels einer Laserbestrahlung hergestellt, wobei die Intensität eines Lasers im Vergleich zum Schneiden verringert wurde. Die Montagehilfen 34 erstrecken sich geradlinig von einem Ende der Isoliervorrichtung 30 zu dem gegenüberliegenden Ende. In dieser Ausführungsform sind die Montagehilfen 34 parallel zueinander angeordnet. Es ist allerdings auch denkbar, dass nicht alle Montagehilfen 34 parallel zueinander angeordnet sind. Insbesondere erstrecken sich die Montagehilfen 34 im montierten Zustand entlang der Längserstreckung 24 des Elektromotors 12. Die Außenkontur der Isoliervorrichtung 30 ist in dieser Ausführungsform an die Form der Wicklungsnuten 22 des Stators 20 angepasst. Insbesondere ist in den Bereichen, in denen die Isoliervorrichtung 30 im montierten Zustand eine Spule 26 umschließt, die axiale Länge der Isoliervorrichtung 30 größer als in den Bereichen, in denen die Isoliervorrichtung 30 keine Spule 26 umschließt. In 2b ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung 30 vor der Laserbestrahlung gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30 weist beispielhaft vier Schichten 38, 40, 42, 44 auf. Die Isoliervorrichtung 30 wird insbesondere auf der Seite bestrahlt auf der die erste Schicht 38 liegt. Die erste Schicht 38 ist als eine Verbindungsschicht ausgebildet. Die erste Schicht 38 besteht beispielhaft aus einem Backlack. Der Backlack besteht aus einer Harzbeschichtung. Die zweite Schicht 40 besteht aus einem Polymerfilm, insbesondere einer Polyesterfolie, beispielhaft aus Polyethylenterephthalat. Die dritte Schicht 42 ist als eine faserhaltige Schicht ausgebildet. Die dritte Schicht 42 ist aus einem Rollenpressspan, beispielsweise aus einem Sulfat-Zellstoff, ausgebildet. Die vierte Schicht 44 entspricht in ihrer Dicke und ihrem Material im Wesentlichen der zweiten Schicht 40. Die Isoliervorrichtung 30 weist eine Durschlagspannung von zumindest 10 kV, vorzugsweise zumindest 15 kV, auf. In 2c ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung 30 nach der Laserbestrahlung gezeigt. Durch die Laserbestrahlung ist lokal das Material der ersten Schicht 38 und der zweiten Schicht 40 vollständig und das Material der dritten Schicht 42 teilweise abgetragen. An der dadurch entstandenen als Nut 36 ausgebildeten Montagehilfe 34 wird das Falten beziehungsweise Biegen der Isoliervorrichtung 30 erleichtert. Da die faserhaltige Schicht 40 nur teilweise durch die Laserbehandlung lokal entfernt wird, kann sichergestellt werden, dass die Zugfestigkeit und die Reißfestigkeit der Isoliervorrichtung 30 durch die Montagehilfe 34 nicht zu stark beeinflusst wird. Vorteilhaft ist die Polymerschicht 44 an jedem Punkt beabstandet zu der Montaghilfe angeordnet, sodass die elektrische Isolierwirkung dieser Schicht durch die Laserbehandlung nicht beeinflusst wird.In 2a is the isolation device 30 shown in a plan view. The isolation device 30 is designed as an insulation paper. The isolation device 30 has an outer contour which has been produced by cutting by means of a laser irradiation. Furthermore, the insulating device 30 a variety of mounting aids 34 on, each as a groove 36 are formed. The mounting aids 34 in this embodiment, too, were made by means of a laser irradiation, whereby the intensity of a laser was reduced compared to the cutting. The mounting aids 34 extend straight from one end of the insulating device 30 to the opposite end. In this embodiment, the mounting aids 34 arranged parallel to each other. However, it is also conceivable that not all assembly aids 34 are arranged parallel to each other. In particular, the mounting aids extend 34 in the assembled state along the longitudinal extent 24 of the electric motor 12 , The outer contour of the insulating device 30 is in this embodiment to the shape of the winding grooves 22 of the stator 20 customized. In particular, in the areas where the isolation device 30 in the assembled state, a coil 26 encloses the axial length of the insulating device 30 larger than in the areas where the isolation device 30 no coil 26 encloses. In 2 B is a section through the insulating device 30 shown before the laser irradiation. The isolation device 30 exemplifies four layers 38 . 40 . 42 . 44 on. The isolation device 30 is especially irradiated on the side on the first layer 38 lies. The first shift 38 is formed as a connection layer. The first shift 38 is an example of a baked enamel. The baked enamel consists of a resin coating. The second layer 40 consists of a polymer film, in particular a polyester film, for example of polyethylene terephthalate. The third layer 42 is formed as a fibrous layer. The third layer 42 is formed of a roll pressboard, for example of a sulfate pulp. The fourth shift 44 corresponds in thickness and material substantially to the second layer 40 , The isolation device 30 has a Durschlagspannung of at least 10 kV, preferably at least 15 kV on. In 2c is a section through the insulating device 30 shown after the laser irradiation. Due to the laser irradiation is locally the material of the first layer 38 and the second layer 40 complete and the material of the third layer 42 partially removed. At the resulting as a groove 36 trained mounting aid 34 becomes the folding or bending of the insulating device 30 facilitated. Because the fibrous layer 40 is removed only partially by the laser treatment locally, it can be ensured that the tensile strength and tear strength of the insulating device 30 through the assembly aid 34 not too heavily influenced. The polymer layer is advantageous 44 arranged at any point spaced from the mounting aid, so that the electrical insulation effect of this layer is not affected by the laser treatment.

In 3a ist der Stator 20 mit eingesetzter Isoliervorrichtung 30 gezeigt. Der Stator 20 ist als ein geschlossener Stator 20 aus einem einzelnen Blechpaket ausgebildet. Der Stator 20 weist zwei Wicklungsnuten 22 auf. Zur besseren Verdeutlichung der Form der Wicklungsnut 22 ist die Isoliervorrichtung 30 nur in einer der beiden Wicklungsnuten 22 eingezeichnet. Im Querschnitt weist die Kontur der Wicklungsnut 22 eine Vielzahl an ebenen und gebogenen Teilbereichen 46, 48 auf, die über scharfe oder weiche Kanten 50, 52 miteinander verbunden sind. Im Bereich der scharfen Kanten 50 geht ein ebener Teilbereich 46 in einen benachbarten ebenen Teilbereich 46 über. Im Bereich der weichen Kanten 52 geht ein gebogener Teilbereich 48 in einen benachbarten gebogenen oder ebenen Teilbereich 46, 48 über. Der Abstand der der Kanten 50, 52 voneinander entspricht im Wesentlichen dem Abstand der Montagehilfen 34 der Isoliervorrichtung 30 voneinander. Bei der Montage des Stators 20 wird zunächst die Isoliervorrichtung 30 in die Wicklungsnut 22 eingesetzt, bevor der Stator 20 direkt bewickelt wird. Im montierten Zustand ragt die Isoliervorrichtung 30 teilweise aus dem Stator 20, insbesondere aus der Wicklungsnut 22, heraus. Vorzugsweise überragt die axiale Länge der Isoliervorrichtung 30 eine Länge des Stators 20 in den Bereichen, in denen die Wicklungsnut 22 zur Aufnahme der Spule 26 vorgesehen ist. In 3b ist der Stator 20 im mit der Spule 26 bewickelten Zustand gezeigt. Die zwei Spulen 26 sind jeweils von zwei Wicklungsnuten 22 der Stators 20 aufgenommen. In einer Wicklungsnut 22 sind somit zwei Spulen 26 angeordnet.In 3a is the stator 20 with inserted insulating device 30 shown. The stator 20 is as a closed stator 20 formed from a single laminated core. The stator 20 has two winding grooves 22 on. To better illustrate the shape of the winding groove 22 is the isolation device 30 only in one of the two winding grooves 22 located. In cross-section, the contour of the winding groove 22 a variety of flat and curved sections 46 . 48 on, over sharp or soft edges 50 . 52 connected to each other. In the area of sharp edges 50 goes a flat section 46 into an adjacent planar subarea 46 above. In the area of soft edges 52 goes a curved section 48 in an adjacent curved or planar subarea 46 . 48 above. The distance of the edges 50 . 52 each other corresponds essentially to the distance of the mounting aids 34 the insulating device 30 from each other. When mounting the stator 20 First, the isolation device 30 in the winding groove 22 used before the stator 20 directly wound. In the assembled state, the insulating device protrudes 30 partly from the stator 20 , in particular from the winding groove 22 , out. Preferably, the axial length of the insulating device projects beyond 30 a length of the stator 20 in the areas where the winding groove 22 for receiving the coil 26 is provided. In 3b is the stator 20 im with the coil 26 wound state shown. The two coils 26 are each of two winding grooves 22 the stator 20 added. In a winding groove 22 are thus two coils 26 arranged.

In 4a ist eine alternative Ausführungsform der Isoliervorrichtung 30a gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30a weist eine im Wesentlichen rechteckige Außenkontur auf. Des Weiteren weist die Isoliervorrichtung 30a vier Montagehilfen 34a, die analog zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform aus einer sich geradlinig erstreckenden Nut 36a ausgebildet sind. In 4b ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung 30a vor der Laserbestrahlung gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30a besteht aus drei Schichten 38a, 40a, 42a, wobei die erste Schicht 38a aus einem Pressspan, die zweite Schicht 40a aus einem Polymerfilm und die dritte Schicht 42a aus einem Pressspann ausgebildet ist. In 4c ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung nach der Laserbestrahlung gezeigt. Die Montagehilfe 34a ist vorzugsweise beabstandet von der zweiten 40a und beabstandet von der dritten Schicht 42a angeordnet.In 4a is an alternative embodiment of the isolation device 30a shown. The isolation device 30a has a substantially rectangular outer contour. Furthermore, the insulating device 30a four assembly aids 34a , which is analogous to the previously described embodiment of a straight extending groove 36a are formed. In 4b is a section through the insulating device 30a shown before the laser irradiation. The isolation device 30a consists of three layers 38a . 40a . 42a , wherein the first layer 38a from a pressboard, the second layer 40a from a polymer film and the third layer 42a is formed from a press clamping. In 4c a section through the insulating device after the laser irradiation is shown. The mounting aid 34a is preferably spaced from the second 40a and spaced from the third layer 42a arranged.

In 5a ist ein Querschnitt des Stators 20a gezeigt. Der Stator 20a ist als ein gesplitterter Stator 20a ausgebildet. Der Stator 20a weist zwei Statorhälften 54a auf, die formschlüssig miteinander verbindbar sind. Jede Statorhälfte 54a weist zwei Wicklungsnuten 56a auf. Im verbundenen Zustand des Stators 20a bilden jeweils zwei Wicklungsnuten 56a der Statorhälften 54a zusammen eine Wicklungsnut 22a des Stators 20a. Wie in 5b gezeigt, ist die Spule 26a als eine Luftspule ausgebildet. In dieser Ausführungsform wird somit bei der Montage zunächst die Isoliervorrichtung 30a an den Positionen der Montagehilfen 34a derart gefaltet, dass die Isoliervorrichtung 30a die Spule 26a bereichsweise umschließt. Insbesondere wird die Isoliervorrichtung 30a an den vier Montagehilfen 34a derart gebogen oder gefaltet, dass die Isoliervorrichtung einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Damit sich die Isoliervorrichtung 30a nicht löst, wird die Form der Isoliervorrichtung 30a um die Spule 26a mittels eines als Klebeband ausgebildeten Fixierelements 58a fixiert. Zur Montage wird die Spule 26a, die von zwei Isoliervorrichtung 30a teilweise umschlossen ist, in zwei Wicklungsnuten 56a einer Statorhälfte 54a eingesetzt (siehe 5c).In 5a is a cross section of the stator 20a shown. The stator 20a is as a split stator 20a educated. The stator 20a has two stator halves 54a on, which are positively connected with each other. Each stator half 54a has two winding grooves 56a on. In the connected state of the stator 20a each form two winding grooves 56a the stator halves 54a together a winding groove 22a of the stator 20a , As in 5b shown is the coil 26a designed as an air coil. In this embodiment, therefore, during assembly, first the insulating device 30a at the positions of the assembly aids 34a folded such that the insulating device 30a the sink 26a partially encloses. In particular, the insulating device 30a at the four mounting aids 34a bent or folded such that the insulating device has a substantially rectangular cross-section. So that the isolation device 30a does not solve, the shape of the insulating device 30a around the coil 26a by means of a fixing element designed as an adhesive tape 58a fixed. To assemble the coil 26a coming from two isolation device 30a partially enclosed, in two winding grooves 56a a stator half 54a used (see 5c) ,

Claims

Insulating device for electrical insulation of a coil (26) of an electric machine (10), wherein the insulating device (30) comprises at least one mounting aid (34) on which the insulating device (30) is bent during assembly, characterized in that the at least one Mounting aid (34) is made by means of a laser irradiation.

Insulating device after Claim 1 , characterized in that the mounting aid (34) is formed as a groove (36).

Insulating device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating device (30) is designed to be multi-layered.

Insulating device after Claim 3 , characterized in that a first layer (38) is mounted on the coil side in the mounted state.

Insulating device after Claim 4 , characterized in that the first layer (38) of the insulating device (30) is formed as a connecting layer, which is provided for the material connection of the insulating device (30) with the coil (26).

Insulating device after Claim 4 or 5 , characterized in that the first layer (38) is formed from a baked enamel.

Insulating device according to one of Claims 4 to 6 , characterized in that the assembly aid (34) is arranged in the first layer (38), in particular in the first and the second layer (38, 40) is arranged, preferably in the first, in the second and in the third layer ( 38, 40, 42) is arranged.

Insulating device according to one of Claims 3 to 7 , characterized in that the mounting aid (34) spaced from a last layer is arranged.

Insulating device according to one of Claims 3 to 8th , characterized in that the last layer is formed from a polymer film.

Insulating device according to one of Claims 3 to 9 , characterized in that the insulating device (30) comprises at least one fiber-containing layer.

Insulating device after Claim 10 , characterized in that the assembly aid (34) is arranged in at least one fiber-containing layer, wherein a layer thickness of the fiber-containing layer is always greater than an extension of the mounting aid (34) along the layer thickness.

Insulating device after Claim 10 or 11 , characterized in that the mounting aid (34) is spaced apart from at least one fibrous layer.

Method for producing an assembly aid (34) of an insulating device (30) according to one of the preceding claims.

Method according to Claim 11 , characterized in that by means of the laser irradiation additionally the side edges of the insulating device (30) are produced.

Electric motor, in particular BLDC or AC motor, with an insulating device, according to the method of Claims 11 to 12 is made, wherein the insulating device (30) is placed around at least one stator coil (26).