DE102019215714A1

DE102019215714A1 - Conductor segment of a coil arrangement of a rotating electrical machine

Info

Publication number: DE102019215714A1
Application number: DE102019215714.9A
Authority: DE
Inventors: Pero Skojo; Alexander Schalja; Marian Sedlak
Original assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies Germany GmbH
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-04-15
Also published as: WO2021074058A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leitersegments (1) einer Spulenanordnung (3) einer rotierenden elektrischen Maschine. Bei dem Verfahren wird ein elektrisch isolierender Grundkörper (5) mit Durchlöchern (7) durch ein Urformverfahren hergestellt. Ferner werden durch die Durchlöcher (7) des Grundkörpers (5) verlaufende elektrische Leiter (9) gefertigt, wobei die Durchlöcher (7) mit einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial ausgefüllt werden.The invention relates to a method for producing a conductor segment (1) of a coil arrangement (3) of a rotating electrical machine. In the process, an electrically insulating base body (5) with holes (7) is produced by a primary molding process. Furthermore, electrical conductors (9) running through the through holes (7) of the base body (5) are produced, the through holes (7) being filled with an electrically conductive conductor material.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leitersegments einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine. Ferner betrifft die Erfindung eine Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine.The invention relates to a method for producing a conductor segment of a coil arrangement of a rotating electrical machine. The invention also relates to a coil arrangement of a rotating electrical machine.

Rotierende elektrische Maschinen weisen in der Regel ein Aktivteil (Stator oder Rotor) auf, das ein Blechpaket mit Nuten und eine Spulenanordnung mit Spulen, deren Windungen durch die Nuten des Blechpakets verlaufen, aufweist. Eine derartige Spulenanordnung wird auch als Spulenwicklung bezeichnet, auch wenn die Spulenanordnung nicht immer durch ein Wickeln im eigentlichen Wortsinn hergestellt wird. Die Spulenanordnung weist meist eine relativ komplexe dreidimensionale Geometrie auf und ihre Herstellung ist dementsprechend aufwändig und zeitintensiv. Spulenanordnungen werden beispielsweise aus Drähten und/oder Leiterstäben gefertigt, die nach ihrer Herstellung in die Nuten eingezogen beziehungsweise eingelegt und miteinander verschaltet werden. Die Fertigung umfasst verschiedene Fertigungsschritte wie das Ziehen, Lackieren, Isolieren, Befestigen, thermische Anbinden, Biegen und/oder elektrische Kontaktieren von Spulenteilen. Durch die Vielzahl und Komplexität der Fertigungsschritte können bei der Fertigung auch eine Vielzahl von Problemen und Fehlern auftreten wie Drahtdehnungen und Beschädigungen der Isolierung der Spulen, mangelnde thermische Anbindungen von Spulenteilen an Temperatursenken oder Probleme beim Positionieren und Kontaktieren von Spulenteilen. Ferner sind Produktionsanlagen hinsichtlich der Größen und Ausführungen der herzustellenden Maschinen (z. B. hinsichtlich deren Durchmesser, Geometrie und Zahnanzahl) limitiert, und die Herstellungstechnik bestimmt eine Untergrenze der Größe der herstellbaren Maschinen.Rotating electrical machines generally have an active part (stator or rotor) which has a laminated core with slots and a coil arrangement with coils, the turns of which run through the slots of the laminated core. Such a coil arrangement is also referred to as a coil winding, even if the coil arrangement is not always produced by winding in the actual sense of the word. The coil arrangement usually has a relatively complex three-dimensional geometry and its manufacture is accordingly complex and time-consuming. Coil arrangements are made, for example, from wires and / or conductor bars which, after their production, are drawn or inserted into the grooves and interconnected with one another. Manufacturing includes various manufacturing steps such as drawing, painting, insulating, fastening, thermal bonding, bending and / or electrical contacting of coil parts. Due to the multitude and complexity of the production steps, a multitude of problems and errors can also occur during production, such as wire stretching and damage to the insulation of the coils, insufficient thermal connection of coil parts to temperature sinks or problems with positioning and contacting coil parts. Furthermore, production plants are limited with regard to the sizes and designs of the machines to be manufactured (e.g. with regard to their diameter, geometry and number of teeth), and the manufacturing technology determines a lower limit for the size of the machines that can be manufactured.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine zu vereinfachen.The invention is based on the object of simplifying the manufacture of a coil arrangement for a rotating electrical machine.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Spulenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.The object is achieved according to the invention by a method with the features of claim 1 and a coil arrangement with the features of claim 15.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Leitersegments einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine wird ein elektrisch isolierender Grundkörper mit Durchlöchern durch ein Urformverfahren hergestellt. Ferner werden durch die Durchlöcher des Grundkörpers verlaufende elektrische Leiter gefertigt, wobei die Durchlöcher mit einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial ausgefüllt werden.In the method according to the invention for producing a conductor segment of a coil arrangement of a rotating electrical machine, an electrically insulating base body with holes is produced by a primary molding process. Furthermore, electrical conductors running through the through holes of the base body are produced, the through holes being filled with an electrically conductive conductor material.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine sehr gute thermische Anbindung der elektrischen Leiter an eine thermische Senke über den Grundkörper. Der Grundkörper isoliert dabei außerdem die Leiter voneinander, so dass vorteilhaft keine zusätzliche Isolation der Leiter voneinander erforderlich ist. Das Verfahren bietet überdies eine hohe Flexibilität bei der Herstellung der Leiter, da die Leiter durch ein formloses Leitermaterial hergestellt werden. Außerdem ermöglicht das Verfahren eine Erhöhung des Füllfaktors von Spulen der Spulenanordnung, da keine Kanülen für eine kollisionsfreie Manipulation von Leitern in Nuten eines Blechpakets benötigt werden, die Durchlöcher vollständig mit dem Leitermaterial ausgefüllt werden können und die Packungsdichte der Leiter durch geeignete Querschnitte der Durchlöcher und deren Anordnung optimiert werden kann. Ferner ermöglicht das Verfahren eine Erhöhung der Robustheit der Spulenanordnung durch den Grundkörper eines Leitersegments und eine Verkürzung der Wertschöpfungskette bei der Herstellung rotierender elektrischer Maschinen durch eine vereinfachte Herstellung der Spulenanordnungen. Insbesondere ermöglicht die Erfindung die Herstellung von Spulenanordnungen für sehr kleine Motoren (Mikromotoren), für die herkömmliche Wickeltechniken aufgrund deren Platzbedarf ungeeignet sind. Außerdem ermöglicht die Erfindung vorteilhaft einen flexiblen und modularen Aufbau einer Spulenanordnung aus mehreren Leitersegmenten.The method according to the invention enables a very good thermal connection of the electrical conductors to a thermal sink via the base body. The base body also insulates the conductors from one another, so that advantageously no additional insulation of the conductors from one another is required. The method also offers a high degree of flexibility in the manufacture of the conductors, since the conductors are made from a shapeless conductor material. The method also enables the filling factor of the coils of the coil arrangement to be increased, since no needles are required for a collision-free manipulation of conductors in the grooves of a laminated core, the perforations can be completely filled with the conductor material and the packing density of the conductors through suitable cross sections of the perforations and their Arrangement can be optimized. Furthermore, the method enables an increase in the robustness of the coil arrangement through the base body of a conductor segment and a shortening of the value chain in the manufacture of rotating electrical machines through simplified manufacture of the coil arrangements. In particular, the invention enables the production of coil arrangements for very small motors (micromotors) for which conventional winding techniques are unsuitable due to their space requirements. In addition, the invention advantageously enables a flexible and modular construction of a coil arrangement from a plurality of conductor segments.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Grundkörper aus einem keramischen Material oder einem Verbundwerkstoff, der ein keramisches Material enthält, gefertigt. Alternativ wird der Grundkörper aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise aus einem Polyamid, Epoxidharz oder einem anderen Kunststoff mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit oder mit Beimischungen von Komponenten mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Diese Materialien eignen sich für die Herstellung eines Grundkörpers aufgrund ihrer guten Verarbeitbarkeit sowie ihrer magnetischen und thermischen Eigenschaften.In one embodiment of the invention, the base body is made of a ceramic material or a composite material that contains a ceramic material. Alternatively, the base body is made from a plastic, for example from a polyamide, epoxy resin or another plastic with a high thermal conductivity or with admixtures of components with a high thermal conductivity. These materials are suitable for the production of a base body due to their good processability and their magnetic and thermal properties.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Grundkörper durch Spritzgießen, durch Trockenpressen oder pulvermetallurgisch hergestellt. Diese Verfahren eignen sich zur Herstellung des Grundkörpers, da sie eine einfache und kostengünstige Produktion eines Grundkörpers mit einer vorgebbaren äußeren und inneren geometrischen Struktur ermöglichen.In a further embodiment of the invention, the base body is produced by injection molding, dry pressing or powder metallurgy. These methods are suitable for producing the base body, since they enable simple and inexpensive production of a base body with a predeterminable outer and inner geometric structure.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Leiter aus Kupfer, Aluminium oder einer Kupfer oder Aluminium enthaltenden Legierung gefertigt. Diese Materialien eignen sich aufgrund ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit als Leitermaterialien zur Herstellung der Leiter eines Leitersegments.In a further embodiment of the invention, the conductors are made of copper, aluminum or an alloy containing copper or aluminum. These materials are suitable due to their good electrical conductivity as conductor materials for the manufacture of the conductors of a conductor segment.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Durchlöcher mit dem Leitermaterial durch Spritzgießen, durch Trockenpressen, pulvermetallurgisch oder galvanotechnisch ausgefüllt. Im Fall einer galvanotechnischen Ausfüllung der Durchlöcher werden die Wandungen der Durchlöcher beispielsweise zunächst chemisch mit einer elektrisch leitenden Bekeimungsschicht bekeimt und anschließend werden die Durchlöcher elektrochemisch mit dem Leitermaterial ausgefüllt. Alle genannten Verfahren ermöglichen vorteilhaft ein lückenloses Ausfüllen der Durchlöcher mit einem Leitermaterial.In a further embodiment of the invention, the perforations are filled with the conductor material by injection molding, dry pressing, powder metallurgy or electroplating. In the case of the perforations being filled by electroplating, the walls of the perforations are, for example, first chemically seeded with an electrically conductive seed layer and then the perforations are electrochemically filled with the conductor material. All of the methods mentioned advantageously enable the perforations to be completely filled with a conductor material.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Leiter an wenigstens einer Seite des Grundkörpers mit aus den Durchlöchern ragenden Leiterenden und/oder mit Vertiefungen in den Leiterenden hergestellt. Dadurch wird vorteilhaft ein Verschalten der Leiter zu Spulen der Spulenanordnung erleichtert. Durch Vertiefungen in den Leiterenden kann beispielsweise ein Kontaktieren der Leiter durch Einpressen von Einpressspitzen in die Vertiefungen mit einer so genannten Press-Fit-Technologie erleichtert werden.In a further embodiment of the invention, the conductors are produced on at least one side of the base body with conductor ends protruding from the holes and / or with depressions in the conductor ends. This advantageously makes it easier to interconnect the conductors to form coils of the coil arrangement. By means of depressions in the conductor ends, for example, contacting the conductors can be facilitated by pressing press-fit tips into the depressions using what is known as press-fit technology.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Durchlöcher parallel zueinander in einer axialen Richtung durch den Grundkörper. Beispielsweise weist der Grundkörper dabei einen entlang der axialen Richtung konstanten Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung auf. Insbesondere kann der Querschnitt des Grundkörpers eine im Wesentlichen polygonförmige Außenkontur aufweisen. Diese Ausgestaltungen der Erfindung berücksichtigen, dass Leiter einer Spulenanordnung üblicherweise durch gerade verlaufende Nuten eines Blechpakets einer rotierenden elektrischen Maschine geführt werden. Die vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung ermöglichen, ein erfindungsgemäßes Leitersegment in einer Nut eines Blechpakets anzuordnen statt Leiter in herkömmlicher Weise in die Nut einzulegen oder einzuziehen. Ein Querschnitt mit einer geeigneten Außenkontur kann dabei ein formschlüssiges und korrektes Einsetzen des Leitersegments ermöglichen oder erleichtern.In a further embodiment of the invention, the through holes run parallel to one another in an axial direction through the base body. For example, the base body has a constant cross section along the axial direction perpendicular to the axial direction. In particular, the cross section of the base body can have an essentially polygonal outer contour. These embodiments of the invention take into account that conductors of a coil arrangement are usually passed through straight grooves in a laminated core of a rotating electrical machine. The aforementioned embodiments of the invention make it possible to arrange a conductor segment according to the invention in a groove of a laminated core instead of inserting or pulling conductors into the groove in a conventional manner. A cross section with a suitable outer contour can enable or facilitate a form-fitting and correct insertion of the conductor segment.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Grundkörper ringförmig um eine in der axialen Richtung verlaufende Ringachse ausgebildet. Beispielsweise weist der Grundkörper dabei einen hohlzylinderförmig um die Ringachse verlaufenden Zylinderabschnitt auf, von dem axial Segmentabschnitte abstehen, die voneinander beabstandet entlang eines Kreises um die Ringachse angeordnet sind, wobei jedes Durchloch durch einen Segmentabschnitt und den Zylinderabschnitt verläuft. Diese Ausgestaltung der Erfindung zielt auf die Herstellung eines Leitersegments, das bereits einen Großteil einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst, wobei gegebenenfalls lediglich Leiterenden der Leiter zu Spulen verschaltet werden müssen. Insbesondere können Leiterenden der Leiter eines derartigen Leitersegments an einem axialen Ende des Leitersegments, beispielsweise durch urformtechnisch hergestellte Verbindungen je zweier Leiterenden, miteinander elektrisch verbunden werden, so dass nur noch an dem anderen axialen Ende des Leitersegments Leiter verschaltet werden müssen.In a further embodiment of the invention, the base body is designed to be annular around an axis of the ring running in the axial direction. For example, the base body has a hollow cylinder-shaped cylinder section running around the ring axis, from which axially segment sections protrude, which are spaced apart along a circle around the ring axis, each through hole running through a segment section and the cylinder section. This embodiment of the invention is aimed at producing a conductor segment which already comprises a large part of a coil arrangement of a rotating electrical machine, with only conductor ends of the conductors having to be connected to form coils, if necessary. In particular, conductor ends of the conductors of such a conductor segment can be electrically connected to one another at one axial end of the conductor segment, for example by means of traditionally produced connections between two conductor ends, so that conductors only have to be connected to the other axial end of the conductor segment.

Eine erfindungsgemäße Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine umfasst wenigstens ein Leitersegment, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.A coil arrangement according to the invention of a rotating electrical machine comprises at least one conductor segment which is produced using the method according to the invention.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, die mit den Zeichnungen illustriert sind. Dabei zeigen:

1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Leitersegments einer Spulenanordnung einer rotierenden elektrischen Maschine,
2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Grundkörpers eines Leitersegments,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Leitersegments,
4 ein Aktivteil einer rotierenden elektrischen Maschine mit einer Spulenanordnung,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Leitersegments,
6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Leitersegments.

In the following, exemplary embodiments of the invention are described, which are illustrated with the drawings. Show:

1 a flowchart of a method for producing a conductor segment of a coil arrangement of a rotating electrical machine,
2 a first embodiment of a base body of a conductor segment,
3 a first embodiment of a conductor segment,
4th an active part of a rotating electrical machine with a coil arrangement,
5 a second embodiment of a conductor segment,
6th a third embodiment of a conductor segment.

Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in the figures.

1 (1) zeigt ein Ablaufdiagramm 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verfahrensschritten 101, 102 zur Herstellung eines Leitersegments 1 einer Spulenanordnung 3 einer rotierenden elektrischen Maschine. 1 ( 1 ) shows a flow chart 100 of the process according to the invention with process steps 101 , 102 for the production of a conductor segment 1 a coil arrangement 3 a rotating electrical machine.

In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird ein elektrisch isolierender Grundkörper 5 des Leitersegments 1 mit Durchlöchern 7 hergestellt.In a first process step 101 becomes an electrically insulating body 5 of the conductor segment 1 with holes 7th produced.

Der Grundkörper 5 wird durch ein Urformverfahren hergestellt. Beispielsweise wird der Grundkörper 5 durch Spritzgießen, durch Trockenpressen oder pulvermetallurgisch aus einem keramischen Material, einem Verbundwerkstoff, der ein keramisches Material enthält, oder einem Kunststoff hergestellt.The basic body 5 is produced by a primary molding process. For example, the base body 5 manufactured by injection molding, dry pressing or powder metallurgy from a ceramic material, a composite material containing a ceramic material, or a plastic.

In einem zweiten Verfahrensschritt 102 werden durch die Durchlöcher 7 des Grundkörpers 5 verlaufende elektrische Leiter 9 gefertigt, wobei die Durchlöcher 7 mit einem elektrisch leitfähigen Leitermaterial, beispielsweise mit Kupfer, Aluminium oder einer Kupfer oder Aluminium enthaltenden Legierung, ausgefüllt werden.In a second process step 102 are through the perforations 7th of the main body 5 running electrical conductors 9 made, with the perforations 7th be filled with an electrically conductive conductor material, for example with copper, aluminum or an alloy containing copper or aluminum.

Beispielsweise werden die Durchlöcher 7 mit dem Leitermaterial durch Spritzgießen, durch Trockenpressen oder pulvermetallurgisch ausgefüllt.For example, the holes 7th filled with the conductor material by injection molding, dry pressing or powder metallurgy.

Alternativ werden die Durchlöcher 7 mit dem Leitermaterial galvanotechnisch ausgefüllt. Dazu werden die Wandungen der Durchlöcher 7 beispielsweise zunächst chemisch mit einer elektrisch leitenden Bekeimungsschicht bekeimt, und die Durchlöcher 7 werden anschließend elektrochemisch mit dem Leitermaterial ausgefüllt.Alternatively, the holes 7th filled with the conductor material by electroplating. For this purpose, the walls of the perforations 7th for example first chemically seeded with an electrically conductive seed layer, and the perforations 7th are then electrochemically filled with the conductor material.

2 (2) und 3 (3) zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Dabei zeigt 2 eine perspektivische Darstellung des Grundkörpers 5 und 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des kompletten Leitersegments 1 mit den durch die Durchlöcher 7 des Grundkörpers 5 verlaufenden Leitern 9. 2 ( 2 ) and 3 ( 3 ) show a first embodiment of a conductor segment 1 , which is produced by the method according to the invention. It shows 2 a perspective view of the base body 5 and 3 shows a perspective view of the complete conductor segment 1 with the through the holes 7th of the main body 5 running ladders 9 .

Die Durchlöcher 7 verlaufen parallel zueinander in einer axialen Richtung 11 durch den Grundkörper 5. Der Grundkörper 5 weist einen entlang der axialen Richtung 11 konstanten Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11 auf, wobei der Querschnitt eine im Wesentlichen trapezförmige Außenkontur 13 mit abgerundeten Ecken und einer Ausbuchtung 15 in einer Grundseite aufweist.The holes 7th run parallel to each other in an axial direction 11 through the main body 5 . The basic body 5 has one along the axial direction 11 constant cross section perpendicular to the axial direction 11 on, the cross section having a substantially trapezoidal outer contour 13th with rounded corners and a bulge 15th having in a base side.

Die Leiter 9 weisen beidseitig aus den Durchlöchern 7 ragende Leiterenden 17 auf. Die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 haben jeweils einen kreisförmigen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11.The ladder 9 point out of the holes on both sides 7th protruding ladder ends 17th on. The holes 7th and the ladder 9 each have a circular cross section perpendicular to the axial direction 11 .

Das in den 2 und 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 kann in mehrfacher Hinsicht zu anderen Ausführungsbeispielen abgewandelt werden. Beispielsweise kann das Leitersegment 1 statt eines Querschnitts mit einer trapezförmigen Außenkontur 13 einen Querschnitt mit einer anderen Außenkontur 13, beispielsweise mit einer rechteckigen Außenkontur 13, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ausbuchtung 15 entfallen. Auch die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 können einen anderen Querschnitt als in dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 aufweisen, beispielsweise einen Querschnitt mit der Form eines Vielecks. Ferner brauchen die Leiterenden 17 nicht aus dem Grundkörper 5 herausragen. Außerdem können die Leiterenden 17 Vertiefungen 29 aufweisen, siehe dazu 6.That in the 2 and 3 Shown embodiment of a conductor segment 1 can be modified in several respects to other exemplary embodiments. For example, the conductor segment 1 instead of a cross-section with a trapezoidal outer contour 13th a cross-section with a different outer contour 13th , for example with a rectangular outer contour 13th , exhibit. Alternatively or additionally, the bulge 15th omitted. Even the holes 7th and the ladder 9 can have a different cross-section than that in the 2 and 3 shown embodiment of a conductor segment 1 have, for example, a cross section with the shape of a polygon. Also need the ends of the ladder 17th not from the main body 5 stick out. In addition, the ladder ends 17th Indentations 29 have, see 6th .

4 (4) zeigt ein Aktivteil 50 einer rotierenden elektrischen Maschine. Beispielsweise ist das Aktivteil 50 ein Stator der Maschine und die Maschine ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Das Aktivteil 50 weist ein Blechpaket 30 und eine erfindungsgemäße Spulenanordnung 3 auf. 4th ( 4th ) shows an active part 50 a rotating electrical machine. For example, the active part 50 a stator of the machine and the machine is a brushless DC motor. The active part 50 has a laminated core 30th and a coil arrangement according to the invention 3 on.

Die Spulenanordnung 3 umfasst mehrere Leitersegmente 1, die jeweils wie das in 3 dargestellte Leitersegment 1 ausgebildet sind.The coil arrangement 3 comprises several conductor segments 1 each like the one in 3 shown conductor segment 1 are trained.

Das Blechpaket 30 ist ringförmig um eine Ringachse 31 ausgebildet. Das Blechpaket 30 weist für jedes Leitersegment 1 der Spulenanordnung 3 eine Nut 33 auf. Die Nuten 33 verlaufen jeweils parallel zu der Ringachse 31, sind äquidistant entlang eines Kreises um die Ringachse 31 herum verteilt und jeweils zu der Ringachse 31 hin offen. Jede Nut 33 hat einen entlang der Ringachse 31 konstanten Querschnitt senkrecht zu der Ringachse 31 mit einer zu der Außenkontur 13 eines Leitersegments 1 korrespondierenden Kontur, wobei die Ausbuchtung 15 der Außenkontur 13 zu der Öffnung der Nut 33 korrespondiert.The sheet metal package 30th is annular around a ring axis 31 educated. The sheet metal package 30th assigns for each conductor segment 1 the coil arrangement 3 a groove 33 on. The grooves 33 each run parallel to the ring axis 31 , are equidistant along a circle around the ring axis 31 distributed around and each to the ring axis 31 open. Every groove 33 has one along the ring axis 31 constant cross-section perpendicular to the ring axis 31 with one to the outer contour 13th of a conductor segment 1 corresponding contour, the bulge 15th the outer contour 13th to the opening of the groove 33 corresponds.

In jede Nut 33 ist ein Leitersegment 1 formschlüssig eingesetzt. Die axialen Richtungen 11 der Leitersegmente 1 sind parallel zu der Ringachse 31, so dass auch alle Leiter 9 der Leitersegmente 1 parallel zu der Ringachse 31 verlaufen. Die Leiterenden 17 der Leiter 9 sind in hier nicht dargestellter Weise zu Spulen der Spulenanordnung 3 verschaltet.In every groove 33 is a ladder segment 1 used positively. The axial directions 11 of the conductor segments 1 are parallel to the ring axis 31 so that too all the ladder 9 of the conductor segments 1 parallel to the ring axis 31 run away. The ends of the ladder 17th the head 9 are in a manner not shown here to coils of the coil arrangement 3 interconnected.

5 (5) zeigt eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Leitersegments 1, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Der Grundkörper 5 des Leitersegments 1 ist ringförmig um eine Ringachse 31 ausgebildet, die eine axiale Richtung 11 definiert. Der Grundkörper 5 weist einen hohlzylinderförmig um die Ringachse 31 verlaufenden Zylinderabschnitt 19 auf, von dem auf einer Seite axial Segmentabschnitte 21 abstehen, die äquidistant voneinander beabstandet entlang eines Kreises um die Ringachse 31 angeordnet sind. Jedes Durchloch 7 durch den Grundkörper 5 verläuft in der axialen Richtung 11 durch einen Segmentabschnitt 21 und den Zylinderabschnitt 19. Die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 haben jeweils einen rechteckigen Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11. Abgesehen von der Form und Anzahl der Durchlöcher 7 ist jeder Segmentabschnitt 21 wie der in 2 gezeigte Grundkörper 5 ausgebildet, das heißt jeder Segmentabschnitt 21 weist einen entlang der axialen Richtung 11 konstanten Querschnitt senkrecht zu der axialen Richtung 11 auf, wobei der Querschnitt eine im Wesentlichen trapezförmige Außenkontur 13 mit abgerundeten Ecken und einer Ausbuchtung 15 in einer Grundseite aufweist. Dabei ist sind die Ausbuchtungen 15 aller Segmentabschnitte 21 der Ringachse 31 zugewandt. Das in 5 gezeigte Leitersegment 1 kann analog zu 4 mit einem dazu korrespondierenden Blechpaket 30 ein Aktivteil 50 einer rotierenden elektrischen Maschine bilden, wobei die Segmentabschnitte 21 in den Nuten 33 des Blechpakets 30 angeordnet und Leiterenden 17 der Leiter 9 zu Spulen einer Spulenanordnung 3 des Aktivteils 50 verschaltet werden. 5 ( 5 ) shows a perspective view of a second exemplary embodiment of a conductor segment 1 , which is produced by the method according to the invention. The basic body 5 of the conductor segment 1 is annular around a ring axis 31 formed, the one axial direction 11 Are defined. The basic body 5 has a hollow cylinder around the ring axis 31 extending cylinder section 19th on, of which on one side axially segment sections 21 stand out, which are equidistantly spaced from one another along a circle around the ring axis 31 are arranged. Every through hole 7th through the main body 5 runs in the axial direction 11 by a segment section 21 and the cylinder section 19th . The holes 7th and the ladder 9 each have a rectangular cross section perpendicular to the axial direction 11 . Apart from the shape and number of holes 7th is every segment section 21 in again 2 body shown 5 formed, that is, each segment section 21 has one along the axial direction 11 constant cross section perpendicular to the axial direction 11 on, the cross section having a substantially trapezoidal outer contour 13th with rounded corners and a bulge 15th having in a base side. There are bulges 15th of all segment sections 21 the ring axis 31 facing. This in 5 shown conductor segment 1 can be analogous to 4th with a corresponding laminated core 30th an active part 50 a rotating electrical machine, the segment sections 21 in the grooves 33 of the laminated core 30th arranged and conductor ends 17th the head 9 to coils of a coil arrangement 3 of the active part 50 be interconnected.

Auch das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 kann in mehrfacher Hinsicht zu anderen Ausführungsbeispielen abgewandelt werden. Beispielsweise können die Segmentabschnitte 21 jeweils statt eines Querschnitts mit einer trapezförmigen Außenkontur 13 einen Querschnitt mit einer anderen Außenkontur 13, beispielsweise mit einer rechteckigen Außenkontur 13, aufweisen. Also in 5 Shown embodiment of a conductor segment 1 can be modified in several respects to other exemplary embodiments. For example, the segment sections 21 instead of a cross-section with a trapezoidal outer contour 13th a cross-section with a different outer contour 13th , for example with a rectangular outer contour 13th , exhibit.

Alternativ oder zusätzlich können die Ausbuchtungen 15 entfallen. Auch die Durchlöcher 7 und die Leiter 9 können einen anderen Querschnitt als in dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel eines Leitersegments 1 aufweisen. Ferner brauchen die Leiterenden 17 nicht aus dem Grundkörper 5 herausragen. Außerdem können die Leiterenden 17 Vertiefungen 29 aufweisen, siehe dazu 6.Alternatively or additionally, the bulges 15th omitted. Even the holes 7th and the ladder 9 can have a different cross-section than the one in 5 shown embodiment of a conductor segment 1 exhibit. Also need the ends of the ladder 17th not from the main body 5 stick out. In addition, the ladder ends 17th Indentations 29 have, see 6th .

6 (6) zeigt eine Schnittdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines Leitersegments 1 im Bereich eines Leiters 9. Die Leiterenden 17 der Leiter 9 dieses Ausführungsbeispiels ragen nicht aus dem Grundkörper 5 heraus und weisen Vertiefungen 29 auf, beispielsweise um ein Kontaktieren der Leiter 9 durch Einpressen von Einpressspitzen in die Vertiefungen 29 mit einer so genannten Press-Fit-Technologie zu erleichtern. Abgesehen davon ist das Leitersegment 1 wie eines der in den 3 oder 5 dargestellten Leitersegmente 1 oder einer der oben beschriebenen Abwandlungen dieser Leitersegmente 1 ausgebildet. 6th ( 6th ) shows a sectional view of a third exemplary embodiment of a conductor segment 1 in the area of a conductor 9 . The ends of the ladder 17th the head 9 this embodiment do not protrude from the base body 5 out and show depressions 29 on, for example, to contact the conductor 9 by pressing press-in tips into the recesses 29 with a so-called press-fit technology. Apart from that, this is the conductor segment 1 like one of the in the 3 or 5 conductor segments shown 1 or one of the above-described modifications of these conductor segments 1 educated.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: LeitersegmentConductor segment
33: SpulenanordnungCoil arrangement
55: GrundkörperBase body
77th: DurchlochThrough hole
99: Leiterladder
1111: axiale Richtungaxial direction
1313th: AußenkonturOuter contour
1515th: Ausbuchtungbulge
1717th: LeiterendeEnd of ladder
1919th: ZylinderabschnittCylinder section
2121: SegmentabschnittSegment section
2929: Vertiefungdeepening
3030th: BlechpaketLaminated core
3131: RingachseRing axis
3333: NutGroove
5050: AktivteilActive part
100100: AblaufdiagrammFlowchart
101, 102101, 102: VerfahrensschrittProcess step

Claims

Method for producing a conductor segment (1) of a coil arrangement (3) of a rotating electrical machine, wherein - An electrically insulating base body (5) with holes (7) is produced by a primary molding process and - Electrical conductors (9) running through the through holes (7) of the base body (5) are produced, the through holes (7) being filled with an electrically conductive conductor material.

Procedure according to Claim 1 wherein the base body (5) is made of a ceramic material or a composite material containing a ceramic material.

Procedure according to Claim 1 , wherein the base body (5) is made of a plastic.

Method according to one of the preceding claims, wherein the base body (5) is produced by injection molding, by dry pressing or by powder metallurgy.

Method according to one of the preceding claims, wherein the conductors (9) are made of copper, aluminum or an alloy containing copper or aluminum.

Method according to one of the preceding claims, wherein the through holes (7) are filled with the conductor material by injection molding, by dry pressing or by powder metallurgy.

Method according to one of the Claims 1 to 5 , the through holes (7) being filled with the conductor material by electroplating.

Procedure according to Claim 7 , wherein the walls of the through holes (7) are first chemically seeded with an electrically conductive seeding layer and the through holes (7) are then filled electrochemically with the conductor material.

Method according to one of the preceding claims, wherein the conductors (9) are produced on at least one side of the base body (5) with conductor ends (17) protruding from the holes (7) and / or with recesses (29) in the conductor ends (17) .

Method according to one of the preceding claims, wherein the through holes (7) run parallel to one another in an axial direction (11) through the base body (5).

Procedure according to Claim 10 wherein the base body (5) has a constant cross section along the axial direction (11) perpendicular to the axial direction (11).

Procedure according to Claim 11 wherein the cross section of the base body (5) has a substantially polygonal outer contour (13).

Procedure according to Claim 10 , wherein the base body (5) is annular around an annular axis (31) running in the axial direction (11).

Procedure according to Claim 13 , wherein the base body (5) has a hollow cylinder-shaped cylinder section (19) extending around the ring axis (31), from which axially segment sections (21) protrude, which are arranged at a distance from one another along a circle around the ring axis (31), each through hole ( 7) runs through a segment section (21) and the cylinder section (19).

Coil arrangement (3) of a rotating electrical machine, the coil arrangement (3) comprising at least one conductor segment (1) which is produced by a method according to one of the preceding claims.