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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine. Ferner betrifft die Erfindung einen Stator für eine Elektromaschine sowie eine Elektromaschine.
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Es gibt unterschiedliche Arten von Elektromaschinen. Insbesondere wird zwischen rotatorischen Elektromaschinen und translatorischen Elektromaschinen unterschieden. Rotatorische Elektromaschinen weisen einen zumeist feststehenden Stator sowie einen relativ zum Stator um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor auf. Translatorische Elektromaschinen, wie beispielsweise ein Linearmotor, weisen einen Läufer auf, welcher relativ zu einer zumeist feststehenden Statorbahn translatorisch bewegbar ist. Die relative Bewegung des Rotors zum Stator bzw. des Läufers zur Statorbahn erfolgt durch Erzeugung eines magnetischen Wechselfelds im Zusammenspiel mit einem statischen und/oder dynamischen Magnetfeld. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere rotatorische Elektromaschinen.
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Die genaue Erfassung einer Rotorlage eines Rotors einer rotatorischen Elektromaschine ist nach dem derzeitigen Stand der Technik nur mittels einer aufwendigen sowie kostenintensiven Technologie möglich. Aus der
WO 2016/184814 A1 und der
DE 10 2011 087 342 A1 sind Messfolien bekannt, welche in einen Luftspalt zwischen Rotor und Stator an einem Statorzahn des Stators fixierbar sind, insbesondere durch Verkleben. Ein hierfür verwendbarer Sensor ist beispielsweise aus der
DE 199 29 864 A1 bekannt.
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Bekannte Lösungen zur Erfassung einer Rotorlage eines Rotors einer rotatorischen Elektromaschine haben den Nachteil, dass das genaue Aufkleben der Messfolien eine hohe Präzision erfordert und den Herstellungsprozess von Statoren verlangsamt. Die Herstellungskosten sind somit relativ hoch. Aus diesem Grund sind derartige Lösungen insbesondere für die Massenproduktion nicht oder nur eingeschränkt geeignet.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine, einem Stator sowie einer Elektromaschine zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Stators zu schaffen, welches eine verbesserte Eignung für die Massenproduktion aufweist. Zudem ist es insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stator sowie eine Elektromaschine zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise, insbesondere im Rahmen einer Massenproduktion, herstellbar sind.
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Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1, durch einen Stator für eine Elektromaschine mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 9 sowie durch eine Elektromaschine mit einem Stator mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Stator sowie der erfindungsgemäßen Elektromaschine und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Bereitstellen eines Statorgrundkörpers mit einer Mehrzahl von Statorzähnen und einer Mehrzahl von zwischen benachbarten Statorzähnen ausgebildeten Statornuten,
- - Erzeugen einer ersten Leiterbahn auf einer Luftspaltseite mindestens eines Statorzahns mittels eines Kaltplasmaverfahrens,
- - Auftragen einer elektrisch isolierenden ersten Isolationsschicht auf einen ersten Hauptabschnitt der ersten Leiterbahn, wobei auf einen ersten Nebenabschnitt der ersten Leiterbahn keine erste Isolationsschicht aufgetragen wird, und
- - Erzeugen einer zweiten Leiterbahn auf der ersten Isolationsschicht sowie dem ersten Nebenabschnitt der Leiterbahn mittels eines Kaltplasmaverfahrens.
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Zunächst wird der Statorgrundkörper bereitgestellt. Der Statorgrundkörper weist eine Mehrzahl von Statorzähnen auf, welche durch die Statornuten voneinander beabstandet sind. Vorzugsweise sind an den Statorzähnen Statorwicklungen, insbesondere aus mit einem elektrisch isolierenden Lack beschichteten Kupferdraht, angeordnet. Der Statorgrundkörper ist vorzugsweise aus einem Elektroblech bzw. einem Paket aus Elektroblechen oder dergleichen hergestellt. Der Statorgrundkörper weist vorzugsweise ein hohlzylinderförmiges Hüllvolumen mit einem Statorinnenradius sowie einem Statoraußenradius auf. Der Statorgrundkörper ist vorzugsweise ausgebildet, einen Rotor der Elektromaschine zu umgeben. In diesem Fall ist durch den Statorinnenradius des Statorgrundkörpers ein zylinderförmiger Freiraum zur Anordnung des Rotors definiert. Damit der Rotor nicht am Stator schleift, ist ein Rotoraußenradius des Rotors kleiner als der Statorinnenradius des Stators zu wählen. Durch die Differenz von Statorinnenradius und Rotoraußenradius ist der Luftspalt definiert. Alternativ kann der Statorgrundkörper ausgebildet sein, von einem Hohlrotor der Elektromaschine umgeben zu werden.
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In einem folgenden Verfahrensschritt wird auf der Luftspaltseite des Stators die erste Leiterbahn mittels des Kaltplasmaverfahrens erzeugt. Die Luftspaltseite des Stators ist die Seite des Stators, welche im zusammengebauten Zustand dem Rotor zugewandt ist. Die erste Leiterbahn bildet eine Leiterbahnschicht. Die erste Leiterbahn wird vorzugsweise mittels einer Schablone und/oder einer entsprechenden Programmsteuerung erzeugt. Bei einem Kaltplasmaverfahren können beispielsweise metallische Strukturen aus einem kalt-aktiven Atmosphärendruckplasma direkt auf ein Bauteil automatisch abgeschieden werden. Die Temperaturen des Kaltplasmas können etwa zwischen 120 °C und 250 °C betragen. Der hierbei eingesetzte metallische Werkstoff, insbesondere Kupfer, Silber, Zinn oder dergleichen, wird vorzugsweise in Pulverform, insbesondere mit einem Korndurchmesser von zwischen 100 nm bis 20 µm, zugeführt. Zur Vermeidung der Agglomeration des Werkstoffs wird vorzugsweise eine spezielle Düse bzw. ein Zerstäuber verwendet.
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Anschließend wird die elektrisch isolierende erste Isolationsschicht auf den ersten Hauptabschnitt der ersten Leiterbahn aufgetragen. Die erste Isolationsschicht wird beispielsweise als Lackschicht, Harzschicht, Kunststoffschicht oder dergleichen aufgetragen. Das Auftragen kann beispielsweise durch Sprühauftrag, Rakeln oder dergleichen erfolgen. Zudem erfolgt das Auftragen derart, dass auf dem ersten Nebenabschnitt der ersten Leiterbahn keine erste Isolationsschicht aufgetragen wird. Unter dem ersten Hauptabschnitt wird im Rahmen der Erfindung ein überwiegender Bereich der ersten Leiterbahn verstanden, welcher gegenüber nachfolgenden Leiterbahnschichten elektrisch isoliert sein muss, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Unter dem ersten Nebenabschnitt wird im Rahmen der Erfindung ein im Vergleich zum ersten Hauptabschnitt kleiner Bereich der ersten Leiterbahn verstanden, welcher gegenüber nachfolgenden Leiterbahnschichten nicht elektrisch isoliert sein soll, um eine elektrische Kopplung zwischen benachbarten Leiterbahnschichten zu gewährleisten.
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In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird die zweite Leiterbahn auf der ersten Isolationsschicht sowie dem ersten Nebenabschnitt der ersten Leiterbahn mittels des Kaltplasmaverfahrens erzeugt. Die zweite Leiterbahn bildet ebenfalls eine Leiterbahnschicht. Die zweite Leiterbahn wird vorzugsweise mittels einer Schablone und/oder einer entsprechenden Programmsteuerung erzeugt. Die Prozessparameter des Kaltplasmaverfahrens zur Erzeugung der zweiten Leiterbahn entsprechen vorzugsweise den Prozessparametern des Kaltplasmaverfahrens zur Erzeugung der ersten Leiterbahn, können aber auch von diesen abweichen, insbesondere wenn das Substrat, auf welchem die zweite Leiterbahn erzeugt wird, vom Substrat, auf welchem die erste Leiterbahn erzeugt wird, verschieden ist bzw. andere physikalische Eigenschaften aufweist. Die Temperaturen des Kaltplasmas können etwa zwischen 120 °C und 250 °C betragen. Der hierbei eingesetzte metallische Werkstoff, insbesondere Kupfer, Silber, Zinn oder dergleichen, wird vorzugsweise in Pulverform, insbesondere mit einem Korndurchmesser von zwischen 100 nm bis 20 µm, zugeführt. Zur Vermeidung der Agglomeration des Werkstoffs wird vorzugsweise eine spezielle Düse bzw. ein Zerstäuber verwendet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die zweite Leiterbahn derart aufgetragen wird, dass diese einen Mittenkontakt aufweist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Stator mit einem durch die Leiterbahnen sowie Isolationsschichten realisierten Rotationssensor, insbesondere im Rahmen einer Massenproduktion, herstellbar ist, wobei eine aufwendige Positionierung sowie ein aufwendiges Verkleben des Rotationssensors vermieden wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass vor dem Erzeugen der ersten Leiterbahn eine Grundisolationsschicht und/oder eine Imprägnierung zumindest auf der Luftspaltseite des mindestens einen Statorzahns aufgebracht werden. Die Grundisolationsschicht bzw. Imprägnierung kann erfindungsgemäß auch auf einen größeren Bereich des Statorgrundkörpers, insbesondere auf dem gesamten Statorgrundkörper aufgebracht werden. Die Grundisolationsschicht bzw. Imprägnierung wird beispielsweise als Lackschicht, Harzschicht oder dergleichen aufgetragen. Das Auftragen kann beispielsweise durch Sprühauftrag, Rakeln oder dergleichen erfolgen. Eine Grundisolationsschicht bzw. Imprägnierung hat den Vorteil, dass hierdurch ein Substrat, auf welchem die erste Leiterbahn erzeugt wird, besonders vorteilhaft gestaltbar ist. Hierdurch sind ein Kalibrieren einer Vorrichtung zur Durchführung des Kaltplasmaverfahrens sowie eine Prozessführung des Kaltplasmaverfahrens zum Erzeugen der ersten Leiterbahn mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise verbessert. Zudem ist auf diese Weise ein Kurzschluss der ersten Leiterbahn über den Statorgrundkörper vermeidbar.
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Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass auf einem zweiten Hauptabschnitt der zweiten Leiterbahn eine elektrisch isolierende zweite Isolationsschicht aufgetragen wird, wobei auf einem zweiten Nebenabschnitt der zweiten Leiterbahn keine zweite Isolationsschicht aufgetragen wird. Die zweite Isolationsschicht wird beispielsweise als Lackschicht, Harzschicht oder dergleichen aufgetragen. Das Auftragen kann beispielsweise durch Sprühauftrag, Rakeln oder dergleichen erfolgen. Zudem erfolgt das Auftragen derart, dass auf dem zweiten Nebenabschnitt der zweiten Leiterbahn keine zweite Isolationsschicht aufgetragen wird. Unter dem zweiten Hauptabschnitt wird im Rahmen der Erfindung ein überwiegender Bereich der zweiten Leiterbahn verstanden, welcher gegenüber nachfolgenden Leiterbahnschichten elektrisch isoliert sein muss, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Unter dem zweiten Nebenabschnitt wird im Rahmen der Erfindung ein im Vergleich zum zweiten Hauptabschnitt kleiner Bereich der zweiten Leiterbahn verstanden, welcher gegenüber nachfolgenden Leiterbahnschichten nicht elektrisch isoliert sein soll, um eine elektrische Kopplung zwischen benachbarten Leiterbahnschichten zu gewährleisten. Eine zweite Isolationsschicht hat den Vorteil, dass eine weitere Leiterbahnschicht auf der zweiten Isolationsschicht sowie dem zweiten Nebenabschnitt erzeugbar ist, um somit eine Genauigkeit des Rotationssensors des Stators zu verbessern. Ferner wird hierdurch ein Verschmutzen des zweiten Hauptabschnitts verhindert, sodass insbesondere ein Kurzschluss im zweiten Hauptabschnitt mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise vermeidbar ist.
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Weiter bevorzugt wird eine dritte Leiterbahn auf der zweiten Isolationsschicht sowie dem zweiten Nebenabschnitt der zweiten Leiterbahn mittels eines Kaltplasmaverfahrens erzeugt. Die dritte Leiterbahn bildet ebenfalls eine Leiterbahnschicht. Die dritte Leiterbahn wird vorzugsweise mittels einer Schablone und/oder einer entsprechenden Programmsteuerung erzeugt. Die Prozessparameter des Kaltplasmaverfahrens zur Erzeugung der dritten Leiterbahn entsprechen vorzugsweise den Prozessparametern des Kaltplasmaverfahrens zur Erzeugung der ersten Leiterbahn bzw. zweiten Leiterbahn, können aber auch von diesen abweichen, insbesondere wenn das Substrat, auf welchem die dritte Leiterbahn erzeugt wird, vom Substrat, auf welchem die erste Leiterbahn bzw. zweite Leiterbahn erzeugt wird, verschieden ist bzw. andere physikalische Eigenschaften aufweist. Die Temperaturen des Kaltplasmas können etwa zwischen 120 °C und 250 °C betragen. Der hierbei eingesetzte metallische Werkstoff, insbesondere Kupfer, Silber, Zinn oder dergleichen, wird vorzugsweise in Pulverform, insbesondere mit einem Korndurchmesser von zwischen 100 nm bis 20 µm, zugeführt. Zur Vermeidung der Agglomeration des Werkstoffs wird vorzugsweise eine spezielle Düse bzw. ein Zerstäuber verwendet. Eine dritte Leiterbahn hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Genauigkeit des Rotationssensors des Stators verbessert ist.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die dritte Leiterbahn derart aufgetragen, dass diese einen Mittenkontakt aufweist.
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Vorzugsweise wird auf der dritten Leiterbahn eine dritte Isolationsschicht derart aufgetragen, dass die dritte Leiterbahn von einer Seite vollständig bedeckt ist. Die dritte Isolationsschicht wird beispielsweise als Lackschicht, Harzschicht oder dergleichen aufgetragen. Das Auftragen kann beispielsweise durch Sprühauftrag, Rakeln oder dergleichen erfolgen. Eine dritte Isolationsschicht hat den Vorteil, dass hierdurch ein Verschmutzen der dritten Leiterbahn verhindert wird, sodass insbesondere ein Kurzschluss auf der dritten Leiterbahn mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise vermeidbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die erste Leiterbahn und/oder die zweite Leiterbahn mit einer Schichtdicke von zwischen 6 µm und 10 µm, insbesondere von 8 µm, erzeugt. Vorzugsweise wird eine etwaige dritte Leiterbahn mit einer Schichtdicke von zwischen 6 µm und 10 µm, insbesondere von 8 µm, erzeugt. Derartige Schichtdicken lassen sich mittels des Kaltplasmaverfahrens mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise herstellen. Weiter bevorzugt werden die erste Isolationsschicht und/oder die zweite Isolationsschicht und/oder eine etwaige dritte Isolationsschicht mit einer Schichtdicke von zwischen 8 µm und 12 µm, insbesondere von 10 µm, erzeugt. Zudem haben solche Schichtdicken den Vorteil, dass ein Eingriff in den Luftspalt durch den Rotationssensor verhältnismäßig gering ist.
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Besonders bevorzugt wird eine Durchkontaktierung zum Kontaktieren der ersten Leiterbahn an einer Stirnseite und/oder in einer Statornut des Stators mittels eines Kaltplasmaverfahrens erzeugt. Die Durchkontaktierung wird vorzugsweise derart erzeugt, dass mittels der Durchkontaktierung die erste Leiterbahn mit der zweiten Leiterbahn und mit einer etwaigen dritten Leiterbahn elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Ein derartiges Erzeugen der Durchkontaktierung hat den Vorteil, dass ein elektrisches Koppeln der Leiterbahnen mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise gewährleistet ist.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Stator für eine Elektromaschine gelöst. Der Stator weist einen Statorgrundkörper mit einer Mehrzahl von Statorzähnen und einer Mehrzahl von zwischen benachbarten Statorzähnen ausgebildeten Statornuten auf. An den Statorzähnen sind Statorwicklungen angeordnet, wobei an mindestens einem Statorzahn ein mehrere Leiterbahnen aufweisender Rotationssensor angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist der Stator nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine hergestellt. Demnach ist der Rotationssensor schichtweise, unter Verwendung eines Kaltplasmaverfahrens, am Statorgrundkörper erzeugt.
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Bei dem beschriebenen Stator für eine Elektromaschine ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat der erfindungsgemäße Stator gegenüber herkömmlichen Statoren den Vorteil, dass dieser mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise, insbesondere im Rahmen einer Massenproduktion, herstellbar ist, wobei eine aufwendige Positionierung sowie ein aufwendiges Verkleben des Rotationssensors vermieden ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Rotationssensor durch ein additives Verfahren am Statorgrundkörper erzeugt ist.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Elektromaschine mit einem Stator und einem relativ zum Stator um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor gelöst. Erfindungsgemäß ist der Stator als erfindungsgemäßer Stator ausgebildet und somit nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine hergestellt. Demnach ist der Rotationssensor schichtweise, unter Verwendung eines Kaltplasmaverfahrens, am Statorgrundkörper erzeugt.
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Bei der beschriebenen Elektromaschine ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie zu einem Stator für eine Elektromaschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat die erfindungsgemäße Elektromaschine gegenüber herkömmlichen Elektromaschinen den Vorteil, dass diese mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise, insbesondere im Rahmen einer Massenproduktion, herstellbar ist, wobei eine aufwendige Positionierung sowie ein aufwendiges Verkleben des Rotationssensors am Statorgrundkörper der Elektromaschine vermieden ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Rotationssensor durch ein additives Verfahren am Statorgrundkörper erzeugt ist.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine Elektromaschine, ein erfindungsgemäßer Stator sowie eine erfindungsgemäße Elektromaschine werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 in einer Schnittdarstellung eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine,
- 2 in einer Seitenansicht einen Ausschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators,
- 3 in einer Seitenansicht einen Ausschnitt einer bevorzugten zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators,
- 4 in einer Seitenansicht einen Ausschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators, und
- 5 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 2 schematisch in einer Schnittdarstellung abgebildet. Die Elektromaschine 2 weist einen im Wesentlichen ringförmig ausgebildeten Stator 1 mit einem Statorgrundkörper 3 auf. Der Statorgrundkörper 3 weist eine Vielzahl von Statorzähnen 4 auf, welche gleichmäßig über den Statorgrundkörper 3 verteilt sind. Zwischen jeweils zwei benachbarten Statorzähnen 4 ist eine Statornut 5 ausgebildet. An den Statorzähnen 4 sind Statorwicklungen 19 zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfelds angeordnet.
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Innerhalb des Stators 1 ist ein relativ zum Stator 1 um einer Rotationsachse R rotierbarer Rotor 21 angeordnet. Der Rotor 21 weist eine Vielzahl von Permanentmagneten 22 auf, welche dem Stator 1 zugewandt sind. Zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 21 ist ein Luftspalt 23 ausgebildet. An einer dem Luftspalt 23 zugewandten Luftspaltseite 7 eines Statorzahns 4 ist ein Rotationssensor 20 angeordnet. Der Rotationssensor 20 ist im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Stators 1 erzeugt.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators 1 mit einem Rotationssensor 20 schematisch in einer Seitenansicht. Auf der Luftspaltseite 7 eines Statorgrundkörpers 3 des Stators 1 ist eine erste Leiterbahn 6 des Rotationssensors 20 angeordnet. Auf einem ersten Hauptabschnitt 9 der ersten Leiterbahn 6 ist eine erste Isolationsschicht 8 des Rotationssensors 20 angeordnet. Auf einem ersten Nebenabschnitt 10 der ersten Leiterbahn 6 ist keine erste Isolationsschicht 8 des Rotationssensors 20 angeordnet. Somit ist die erste Isolationsschicht 8 in einem zentralen Bereich unterbrochen. Auf der ersten Isolationsschicht 8 sowie im Bereich oberhalb des ersten Nebenabschnitts 10 ist eine zweite Leiterbahn 11 des Rotationssensors 20 angeordnet. Eine Länge der zweiten Leiterbahn 11 entspricht in diesem Beispiel einer Länge der ersten Leiterbahn 6. Auf einem zweiten Hauptabschnitt 13 der zweiten Leiterbahn 11 ist eine zweite Isolationsschicht 14 des Rotationssensors 20 angeordnet. Auf einem zweiten Nebenabschnitt 15 der zweiten Leiterbahn 11 ist keine zweite Isolationsschicht 14 angeordnet. Somit ist die zweite Isolationsschicht 14 in einem zentralen Bereich unterbrochen. Auf einem Teilbereich der zweiten Isolationsschicht 14 sowie oberhalb eines Teilbereichs des zweiten Nebenabschnitts 15 ist eine dritte Leiterbahn 16 des Rotationssensors 20 angeordnet und bildet somit einen Mittenkontakt 17 des Rotationssensors 20. Die dritte Leiterbahn 16 ist kürzer als die erste Leiterbahn 6. Auf der dritten Leiterbahn 16 sowie über diese hinaus ist eine dritte Isolationsschicht 18 des Rotationssensors 20 angeordnet, welche sich über eine Gesamtbreite des Rotationssensors 20 erstreckt. Aufgrund der kurzen Ausbildung der dritten Leiterbahn 16 weist die dritte Isolationsschicht 18 einen schrägen Abschnitt auf und kontaktiert in einem Teilbereich die zweite Isolationsschicht 14.
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3 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators 1 schematisch in einer Seitenansicht. Auf der Luftspaltseite 7 eines Statorgrundkörpers 3 des Stators 1 ist eine erste Leiterbahn 6 des Rotationssensors 20 angeordnet. Auf einem ersten Hauptabschnitt 9 der ersten Leiterbahn 6 ist eine erste Isolationsschicht 8 des Rotationssensors 20 angeordnet. Auf einem ersten Nebenabschnitt 10 der ersten Leiterbahn 6 ist keine erste Isolationsschicht 8 des Rotationssensors 20 angeordnet. Somit ist die erste Isolationsschicht 8 in einem zentralen Bereich unterbrochen. Auf einem Teilbereich der ersten Isolationsschicht 8 sowie oberhalb eines Teilbereichs des ersten Nebenabschnitts 10 ist eine zweite Leiterbahn 11 des Rotationssensors 20 angeordnet und bildet somit einen Mittenkontakt 17 des Rotationssensors 20. Die zweite Leiterbahn 11 ist kürzer als die erste Leiterbahn 6. Auf einem zweiten Hauptabschnitt 13 der zweiten Leiterbahn 11 sowie auf einem Teilbereich der ersten Isolationsschicht 8 ist eine zweite Isolationsschicht 14 angeordnet. Somit ist die zweite Isolationsschicht 14 in einem zentralen Bereich unterbrochen, wobei die beiden Teilbereiche der zweiten Isolationsschicht 14 auf unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind. Auf der zweiten Isolationsschicht 14 sowie oberhalb des ersten Nebenabschnitts 10 ist eine dritte Leiterbahn 16 angeordnet, wobei die dritte Leiterbahn 16 oberhalb des ersten Nebenabschnitts 10 einen schrägen Abschnitt aufweist. Auf der dritten Leiterbahn 16 ist eine dritte Isolationsschicht 18 des Rotationssensors 20 angeordnet, welche sich über eine Gesamtbreite des Rotationssensors 20 erstreckt.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators 1 schematisch in einer Seitenansicht. Diese bevorzugte dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der bevorzugten ersten Ausführungsform aus 2 in dem Merkmal, dass zwischen der ersten Leiterbahn 6 und dem Statorgrundkörper 3 eine Grundisolationsschicht 12 angeordnet ist.
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In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in einem Ablaufdiagramm dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird ein Statorgrundkörper 3 mit einer Mehrzahl von Statorzähnen 4 und einer Mehrzahl von zwischen benachbarten Statorzähnen 4 ausgebildeten Statornuten 5 bereitgestellt. In einem zweiten Verfahrensschritt 200 wird auf einer Luftspaltseite 7 mindestens eines Statorzahns 4 des Statorgrundkörpers 3 oder einer auf dem Statorzahn 4 angeordneten Grundisolationsschicht 12 eine erste Leiterbahn 6 mittels eines Kaltplasmaverfahrens erzeugt. In einem dritten Verfahrensschritt 300 wird eine elektrisch isolierende erste Isolationsschicht 8 auf einen ersten Hauptabschnitt 9 der ersten Leiterbahn 6 aufgetragen, wobei auf einen ersten Nebenabschnitt 10 der ersten Leiterbahn 6 keine erste Isolationsschicht 8 aufgetragen wird. In einem vierten Verfahrensschritt 400 wird mittels eines Kaltplasmaverfahrens eine zweite Leiterbahn 11 auf der ersten Isolationsschicht 8 sowie auf dem ersten Nebenabschnitt 10 der ersten Leiterbahn 6 erzeugt. In folgenden, nicht dargestellten optionalen Verfahrensschritten können beispielsweise ein Mittenkontakt 17 und/oder eine zweite Isolationsschicht 14 und/oder eine dritte Isolationsschicht 18 erzeugt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator
- 2
- Elektromaschine
- 3
- Statorgrundkörper
- 4
- Statorzahn
- 5
- Statornut
- 6
- erste Leiterbahn
- 7
- Luftspaltseite
- 8
- erste Isolationsschicht
- 9
- erster Hauptabschnitt
- 10
- erster Nebenabschnitt
- 11
- zweite Leiterbahn
- 12
- Grundisolationsschicht
- 13
- zweiter Hauptabschnitt
- 14
- zweite Isolationsschicht
- 15
- zweiter Nebenabschnitt
- 16
- dritte Leiterbahn
- 17
- Mittenkontakt
- 18
- dritte Isolationsschicht
- 19
- Statorwicklung
- 20
- Rotationssensor
- 21
- Rotor
- 22
- Permanentmagnet
- 23
- Luftspalt
- 100
- erster Verfahrensschritt
- 200
- zweiter Verfahrensschritt
- 300
- dritter Verfahrensschritt
- 400
- vierter Verfahrensschritt
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2016/184814 A1 [0003]
- DE 102011087342 A1 [0003]
- DE 19929864 A1 [0003]
