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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors, eine Montagehilfe für eine elektrische Maschine sowie eine Verwendung einer Montagehilfe.
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Bei Elektromotoren wird die elektrische Erregung des Stators über Leitungen jeglicher Art gewährleistet und oft bestehen diese Verbindungen aus biegeschlaffen Teilen bzw. Komponenten. Im Rahmen der Serienfertigung gestaltet es sich als äußerst schwierig, derart labile oder bewegliche Komponenten zu handhaben. So besteht die Gefahr, dass diese verbiegen oder sogar abreißen, wenn sie nicht in irgendeiner Art und Weise arretiert oder gehalten werden. Genau dieses Arretieren bzw. Halten kann aber die Herstellkosten, beispielsweise aufgrund der Notwendigkeit spezieller Haltewerkzeuge etc., erhöhen. Ggf. können die labilen Teile oder Halter auch durch das Verwenden spezieller Transportbehälter fixiert werden. Dabei handelt es sich aber wieder um spezielle Behältnisse, welche bauteilspezifisch vorgehalten werden müssen, was einen entsprechenden Aufwand bedeutet.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors, eine Montagehilfe für eine elektrische Maschine sowie eine Verwendung einer Montagehilfe anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile beseitigen und eine schnelle und prozesssichere Herstellung von Elektromotoren ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch eine Montagehilfe gemäß Anspruch 7 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors die Schritte:
- - Bereitstellen eines Statorgehäuses, welches sich entlang einer Statorachse erstreckt;
- - Bereitstellen eines Stators, wobei am Stator ein Anschlusselement angeordnet ist,
- - Abstützen des Anschlusselements umfänglich am Stator über ein Stützelement derart, dass sich das Anschlusselement relativ zum Stützelement verschieben kann;
- - Positionieren des Stützelements beim Abstützen derart, dass das Stützelement beim Einführen des Stators in das Statorgehäuse axial am Statorgehäuse mittelbar oder unmittelbar anliegt oder zur Anlage kommen kann;
- - Einführen des Stators in das Statorgehäuse.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Anschlusselement um eine Anschlussbaugruppe, insbesondere um eine UVW-Anschlussbaugruppe, welche ausgelegt ist, eine Wicklung des Stators mit Strom zu versorgen bzw. von der Wicklung abzuleiten. Das Anschlusselement weist dabei im Wesentlichen zwei Abschnitte auf, wobei ein erster Abschnitt stirnseitig am Stator angeordnet ist und die elektrische Verbindung mit der Wicklung bereitstellt bzw. auch Leitungselemente umfasst, welche die Verschaltung von Wicklungsenden der Wicklung ermöglichen, beispielsweise um eine Sternschaltung aufzubauen. Daneben weist das Anschlusselement einen zweiten Abschnitt auf, welcher umfänglich am Stator angeordnet ist, wobei dieser zweite Abschnitt insbesondere entsprechende Leiterelemente, beispielsweise drei oder sechs umfasst, über welche letztendlich der elektrische Anschluss des Elektromotors erfolgen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der zweite Abschnitt ein Gehäuse, beispielsweise aus Kunststoff, auf, in welchem die vorgenannten Leiterelemente angeordnet sind. Mit Vorteil ist nun das Anschlusselement, insbesondere der zweite Abschnitt des Anschlusselements, über das Stützelement umfänglich bzw. in radialer Richtung am Stator abgestützt. Dadurch dass das Stützelement und das Anschlusselement beweglich zueinander gelagert sind, insbesondere entlang der Statorachse, kann sich das Anschlusselement relativ zum Stützelement verschieben. Wird nun der Stator, umfassend das Anschlusselement, welches sich umfänglich am Stator abstützt in das vorgesehene Statorgehäuse eingeführt bzw. eingeschoben, wird das Anschlusselement über das Stützelement fixiert bzw. gehalten. Ab einer bestimmten Position kommt das Stützelement stirnseitig zur Anlage an dem Statorgehäuse und wird sozusagen in dieser Position gehalten. Dadurch dass nun das Anschlusselement entlang der Statorachse gegenüber dem Stützelement bewegt werden kann, kann der Stator zusammen mit dem Anschlusselement weiter eingeschoben werden, wobei das Stützelement das Anschlusselement weiter entlang der Statorachse führt. Damit ist eine sichere Führung des Anschlusselements, insbesondere während des Fügevorgangs des Stators an das Statorgehäuse, gewährleistet. Die Abstützung des Stützelements axial am Statorgehäuse kann dabei mittelbar oder auch unmittelbar anliegen. Es ist also unerheblich, ob das Stützelement direkt am Statorgehäuse anliegt oder an einem anderen Element. Entscheidend ist lediglich, dass sich das Anschlusselement entlang der Statorachse weiter zusammen mit dem Stator bewegen kann, während das Stützelement ggf. bereits an einem anderen Bauteil oder Element anliegt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Axiales Führen des Anschlusselements durch das Stützelement entlang der Statorachse.
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Zweckmäßigerweise ist hierzu im Stützelement und/oder im Anschlusselement eine entsprechende Führungsstruktur, beispielsweise eine Nutstruktur, vorgesehen. Gemäß einer Ausführungsform ist beispielsweise im Anschlusselement eine Nut vorgesehen und im Stützelement ein Steg bzw. umgekehrt. Diese Nutstruktur kann gemäß einer Ausführungsform auch mit einem Hinterschnitt (ähnlich einer Schwalbenschwanz-Struktur) versehen sein, welcher ermöglicht, dass das Anschlusselement nicht radial vom Stützelement abgezogen werden kann, also von der Statorachse weg.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Radiales Halten des Anschlusselements über das Stützelement.
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Mit anderen Worten sind das Anschlusselement und das Stützelement zueinander fixiert, können aber entlang der Statorachse zueinander verschoben werden. Dies ermöglicht mit Vorteil auch, dass das Stützelement am Anschlusselement vormontiert werden kann. Insbesondere wird durch das radiale Halten ein radiales Abziehen oder Entfernen des Anschlusselements in radialer Richtung vom Stützelement weg verhindert.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Anordnen des Stützelements am Stator oder Anordnen des Stützelements an dem Anschlusselement vor dem Einführen.
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Durch das Anordnen des Stützelements am Anschlusselement kann die Funktion direkt durch das Anschlusselement, insbesondere die UVW-Anschlussbaugruppe realisiert werden. Eine Abstützung/Fixierung wird also nicht durch externe Betriebsmittel realisiert, sondern durch das Anschlusselement selbst. Alternativ kann das Anschlusselement auch am Statorgehäuse, mittelbar oder unmittelbar, angeordnet bzw. vormontiert werden, sodass zumindest beim Einschieben des Stators nebst Anschlusselement eine Führung dessen ermöglicht ist.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Auflegen des Stützelements umfänglich auf den Stator.
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Gemäß einer Ausführungsform liegt das Stützelement lediglich umfänglich am Stator bzw. auf einem Blechpaket des Stators, auf. Es ist nicht nötig, am Stator umfänglich eine spezielle Geometrie vorzusehen. Gemäß einer Ausführungsform ist das Stützelement zur formschlüssigen Anlage umfangsseitig am Stator entsprechend ausgebildet, beispielsweise durch eine entsprechend bogenförmige Kontaktfläche bzw. einen entsprechend ausgebildeten Anordnungsabschnitt.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- - Anordnen des Stützelements an dem Anschlusselement derart, dass das Stützelement in einer Endposition des Stators nicht mehr geführt ist.
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Mit anderen Worten kann das Stützelement in der Endposition des Stators, wenn der Stator gegenüber dem Statorgehäuse also seine Zielposition erreicht hat, einfach entnommen werden. Alternativ kann das Stützelement auch derart verwendet werden, dass es in der Zielposition immer noch das Anschlusselement stützt, sodass auf das Anschlusselement weiterhin Kräfte, beispielsweise wie sie beim Kontaktieren des Anschlusselements entstehen, aufgenommen werden können. Gemäß einer Ausführungsform wird das Stützelement erst dann entnommen, wenn das Anschlusselement final angeschlossen ist.
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Erfindungsgemäß umfasst eine Montagehilfe für eine elektrische Maschine ein Stützelement, wobei das Stützelement einen Führungsabschnitt aufweist, welcher zur Führung eines Anschlusselements ausgelegt ist, und wobei das Stützelement einen Anordnungsabschnitt aufweist, welcher zur umfänglichen Anordnung an einem Stator ausgelegt ist, und wobei das Stützelement einen Stützabschnitt aufweist, welcher zur mittelbaren oder unmittelbaren Anlage an einem Statorgehäuse ausgelegt ist. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Stützelement insbesondere um ein Bauteil, beispielsweise aus einem Kunststoffwerkstoff und/oder auch aus einem Metallwerkstoff, welches über einen Führungsabschnitt an einem Anschlusselement, beispielsweise einer Anschlussbaugruppe, insbesondere einer UVW-Anschlussbaugruppe eines Elektromotors, angeordnet werden kann. Dadurch ist es mit Vorteil möglich, in die Anschlussbaugruppe bzw. in das Anschlusselement direkt eine Führungs- und Haltefunktion zu integrieren, welche ermöglicht, auf entsprechende Haltewerkzeuge oder Sonderbetriebsmittel zum Fixieren des Anschlusselements zu verzichten. Insbesondere handelt es sich bei dem Anschlusselement bzw. der Anschlussbaugruppe um ein in der Regel labiles bzw. zumindest nicht sehr stabiles Bauteil, welches eine Vielzahl von Leitungselementen, beispielsweise in Form von elektrischen Leitern, beispielsweise in der Form von Drähten oder Formstäben, umfasst. Diese können insbesondere bei der Montage des Stators an das Statorgehäuse leicht verbogen oder umgeknickt bzw. sogar abgerissen werden. Die Montagehilfe, umfassend das Stützelement, ermöglicht aber nun, dass das Anschlusselement gegenüber dem Stator gehalten und insbesondere auch beim Einführen des Stators in ein Statorgehäuse geführt werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der Führungsabschnitt eine Nutstruktur auf. Beispielsweise weist der Führungsabschnitt einen Steg, ggf. mehrere oder eine Nut, ggf. mehrere, auf, welche in eine entsprechende Gegengeometrie des Anschlusselements eingreifen. Ggf. ist auch ein Hinterschnitt vorgesehen oder mehrere, wodurch das Stützelement und das Anschlusselement sicher zueinander fixiert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Stützelement, entlang einer Statorachse gesehen, kreissegmentförmig ausgebildet. Zweckmäßigerweise kann das Stützelement sehr klein und ressourcenschonend ausgebildet sein, da es letztendlich über den Führungsabschnitt des Anschlusselements gehalten werden kann. Alternativ kann das Stützelement aber auch als Kreisring oder dergleichen ausgebildet sein, welcher auf das Statorgehäuse aufgelegt werden kann.
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Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Montagehilfe bei bzw. für die Herstellung einer elektrischen Maschine.
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An dieser Stelle sei erwähnt, dass die im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend auch für die Montagehilfe sowie für die Verwendung gelten sowie auch umgekehrt und untereinander.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Verfahrens bzw. einer Montagehilfe mit Bezug auf die beigefügten Figuren.
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Es zeigen:
- 1: zwei Ansichten eines Stators vor und nach einer zumindest teilweisen Anordnung in einem Statorgehäuse;
- 2: den aus der 1 bekannten Stator beim Einführen in das Statorgehäuse bzw. in einer Endposition.
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1 zeigt schematisch einen Stator 10, umfassend eine Wicklung 12, wobei an dieser ein Anschlusselement 30 bzw. eine UVW-Anschlussbaugruppe 30 angeordnet ist. Umfänglich am Stator 10 wird diese über ein Stützelement 40 gehalten bzw. abgestützt, wobei das Stützelement 40 zum Anschlusselement 30 hin gerichtet einen Führungsabschnitt 42 aufweist und zum Stator hin gerichtet einen Anordnungsabschnitt 44. Im Wesentlichen quer bzw. senkrecht zu einer Statorachse S weist das Stützelement 40 einen Stützabschnitt 46 auf, welcher zur mittelbaren oder unmittelbaren Anlage an einem Statorgehäuse vorgesehen ist. In der rechten Bildhälfte ist nun dargestellt, wie der Stator 10 in ein Statorgehäuse 20 eingeführt wird. Es ist zu erkennen, dass zunächst das Anschlusselement 30 über das Stützelement 40 gehalten ist. Für den weiteren Verfahrensablauf wird nun auf die 2 verwiesen.
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2 zeigt, dass sich das Führungselement 40 relativ zum Anschlusselement 30, vgl. die rechte Bildhälfte in 1, verschoben hat. Über den Stützabschnitt 46, vgl. die 1, stützt sich das Stützelement 40 dabei in axialer Richtung am Statorgehäuse 20 ab. Bei diesem Verschieben ist aber nach wie vor eine Führung des Anschlusselements 30 durch das Stützelement 40 gegeben, da das Anschlusselement 30 entlang der Statorachse S relativ zum Stützelement 30 verschieblich gelagert ist. In der rechten Bildhälfte ist nun eine Endposition dargestellt, in welcher der Stator 10 im Statorgehäuse 20 vollständig angeordnet ist. Das Stützelement 40 ist bereits entfernt. Alternativ könnte aber das Stützelement 40 in dieser Position noch weiter angeordnet sein und erst nachher entnommen werden, beispielsweise nachdem das Anschlusselement 30 an einem entsprechenden Anschlusskabel angeschlossen wurde etc.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Stator
- 12
- Wicklung
- 20
- Statorgehäuse
- 30
- Anschlusselement, (Anschluss-) Baugruppe
- 40
- Stützelement
- 42
- Führungsabschnitt
- 44
- Anordnungsabschnitt
- 46
- Stützabschnitt
- S
- Statorachse
