DE102020109482A1 - Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine, entsprechender Stator sowie Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, entsprechender Stator sowie Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine, entsprechender Stator sowie Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, entsprechender Stator sowie Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stators (1) für eine elektrische Maschine (2), wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket (3) des Stators (1) ausgebildete Statornut (4) ein Elektroisolierpapier (6) eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter (5) in einem von dem Elektroisolierpapier (6) begrenzten und gegenüber dem Blechpaket (3) elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum (8) eingebracht werden. Dabei ist vorgesehen, dass das Elektroisolierpapier (6) derart angeordnet wird, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter (5) vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals (9) voneinander beabstandet. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stator (1) für eine elektrische Maschine (2) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine (2).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine, wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket des Stators ausgebildete Statornut ein Elektroisolierpapier eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter in einen von dem Elektroisolierpapier begrenzten und gegenüber dem Blechpaket elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum eingebracht werden. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stator für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 2016 111 482 A1 bekannt. Diese betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Wicklung in Nuten eines Bauelements für einen Elektromotor, wobei ein Isolatorring mit Vorsprüngen verwendet wird und die Vorsprünge zum Schluss entfernt werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere das Bereitstellen einer effektiveren und effizienteren Kühlung der elektrischen Maschine ermöglicht.
  • Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Elektroisolierpapier derart angeordnet wird, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals voneinander beabstandet.
  • Die elektrische Maschine liegt beispielsweise in Form eines Elektromotors oder eines Generators vor. In ersterem Fall ist die elektrische Maschine besonders bevorzugt zum Antreiben eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und ausgebildet, insoweit also zum Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Bei einer solchen Ausgestaltung kann die elektrische Maschine auch als Traktionsmaschine bezeichnet werden.
  • Die elektrische Maschine verfügt über den Stator sowie einen bezüglich des Stators um eine Drehachse drehbeweglich gelagerten Rotor. Der Rotor ist vorzugsweise von dem Stator in Umfangsrichtung bezüglich der Drehachse umgriffen, insbesondere durchgehend und ununterbrochen. Beispielsweise ist der Rotor der elektrischen Maschine auf einer Antriebswelle der elektrischen Maschine angeordnet, insbesondere drehfest mit dieser verbunden. Über die Antriebswelle stellt die elektrische Maschine das Antriebsdrehmoment bereit.
  • Der Stator weist das Blechpaket auf, welches besonders bevorzugt aus einer Vielzahl von nebeneinander und aneinander anliegenden Statorblechen besteht. Die Statorbleche sind zur Ausbildung des Blechpakets aneinander befestigt, beispielsweise durch Nieten, Schweißen, Stanzpaketieren, Kleben oder Verbacken. In dem Blechpaket ist die wenigstens eine Statornut ausgebildet; bevorzugt liegt jedoch eine Vielzahl von Statornuten in dem Blechpaket vor. Vorzugsweise durchgreift jede der Statornuten das Blechpaket in axialer Richtung bezüglich der Drehachse vollständig.
  • Weiter ist besonders bevorzugt die Statornut in radialer Richtung nach innen, also in Richtung auf die Drehachse zu, offen ausgestaltet. Insoweit ist die Statornut beziehungsweise jede der Statornuten in Umfangsrichtung beidseitig und in radialer Richtung nach außen von dem Blechpaket begrenzt. Sofern im Rahmen dieser Beschreibung von der Statornut die Rede ist, so ist stets die wenigstens eine Statornut gemeint. Liegen mehrere Statornuten vor, so sind die Ausführungen zu der Statornut beziehungsweise der wenigstens einen Statornut vorzugsweise auf jede der mehreren Statornuten übertragbar.
  • Die Statornut dient zur Aufnahme der mehreren Wicklungsleiter, die beispielweise auch als Spulenwicklungen bezeichnet werden können beziehungsweise als Spulenwicklungen vorliegen. Jeder der Wicklungsleiter weist beispielsweise wenigstens eine Windung auf, wobei wenigstens eine Windung der Wicklungsleiter bereichsweise in der Statornut angeordnet wird. Um die Wicklungsleiter hinreichend von dem Blechpaket elektrisch zu isolieren, wird vor dem Anordnen der Wicklungsleiter in der Statornut in diese das Elektroisolierpapier eingebracht. Erst anschließend werden die Wicklungsleiter in die Statornut eingebracht, nämlich in den Wicklungsaufnahmeraum, welcher in Richtung des Blechpakets von dem Elektroisolierpapier begrenzt ist. Unter dem Wicklungsaufnahmeraum ist insoweit ein von dem Elektroisolierpapier begrenzter Raum in der Statornut zu verstehen.
  • Das Elektroisolierpapier ist ganz grundsätzlich ein Isolierstoff, also ein elektrisch nichtleitendes Material. Beispielsweise ist das Elektroisolierpapier ein Spezialpapier, insbesondere ein imprägniertes Papier, vorzugsweise ein mit Kunstharz imprägniertes Papier. Das Elektroisolierpapier besteht beispielsweise aus Zellstoff, vorzugsweise aus gemahlenem Zellstoff. Die in die Statornut beziehungsweise den Wicklungsaufnahmeraum eingebrachten Wicklungsleiter sind isoliert, beispielsweise weisen sie hierzu eine Isolierbeschichtung, insbesondere in Form eines Isolierlacks oder dergleichen, auf. Normalerweise liegen die in die Statornut eingebrachten Wicklungsleiter unmittelbar benachbart zueinander vor, sodass benachbarte Wicklungsleiter aneinander anliegen.
  • Während eines Betriebs der elektrischen Maschine fällt an beziehungsweise in dem Stator Wärme an, insbesondere an den Wicklungsleiter. Diese Wärme muss zumindest zeitweise abgeführt werden, um einen bestimmungsgemäßen Betrieb der elektrischen Maschine bei möglichst hohem Wirkungsgrad zu gewährleisten. Zur Kühlung der Wicklungsleiter kann es beispielsweise vorgesehen sein, das Blechpaket direkt oder indirekt zu kühlen. Unter der direkten Kühlung ist beispielsweise eine unmittelbare Beaufschlagung des Blechpakets mit Kühlmittel zu verstehen. Hierzu ist beispielsweise in dem Blechpaket wenigstens ein Kühlmittelkanal ausgebildet, der zumindest zeitweise mit Kühlmittel durchströmt wird. Die indirekte Kühlung des Blechpakets kann beispielsweise die Kühlung eines Maschinengehäuses der elektrischen Maschine umfassen, an welchem das Blechpaket wärmeleitend befestigt ist.
  • Zusätzlich oder alternativ zu der Kühlung des Blechpakets kann eine Kühlung der Wicklungsleiter vorgenommen werden, nämlich in einem Bereich, in welchem sie außerhalb des Blechpakets vorliegen. Dieser Bereich wird üblicherweise als Wickelkopf bezeichnet. Zur Ausbildung des Wickelkopfs stehen die Wicklungsleiter in axialer Richtung bezüglich der Drehachse endseitig über das Blechpaket über. Bevorzugt ist ein solches Überstehen beidseitig des Blechpakets vorgesehen, sodass mehrere Wickelköpfe vorliegen, nämlich auf gegenüberliegenden Seiten des Blechpakets. Die Effektivität der Kühlung des Blechpakets und der Kühlung der Wicklungsleiter auf die beschriebene Art und Weise ist jedoch begrenzt.
  • Aus diesem Grund soll nun das Kühlen der Wicklungsleiter innerhalb des Blechpakets vorgenommen werden. Hierzu soll die Statornut beziehungsweise der Wicklungsaufnahmeraum während des Betriebs der elektrischen Maschine zumindest zeitweise mit einem Kühlmittel durchströmt werden. Um den hierzu notwendigen Kühlmittelkanal zu schaffen, ist eine spezielle Anordnung des Elektroisolierpapiers in der Statornut vorgesehen. Das Elektroisolierpapier wird nämlich derart angeordnet, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter vorliegt und diese voneinander beabstandet. Durch diese Beabstandung ist der Kühlmittelkanal ausgebildet. Das Elektroisolierpapier ist hierzu gegenüber dem Kühlmittel beständig und dicht. Der Kühlmittelkanal wird im Schnitt gesehen bereichsweise von dem Elektroisolierpapier und bereichsweise von den Wicklungsleitern begrenzt.
  • In anderen Worten drängt das zwischen den Wicklungsleitern angeordnete Elektroisolierpapier die Wicklungsleiter voneinander fort, sodass zwischen ihnen der Kühlmittelkanal ausgebildet ist, welcher nachfolgend während des Betriebs der elektrischen Maschine zumindest zeitweise mit Kühlmittel durchströmt wird. Bei einer derartigen Ausgestaltung des Stators beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise bei seinem Herstellen wird eine besonders effektive und effiziente Kühlung der Wicklungsleiter gewährleistet, indem diese innerhalb des Blechpakets des Stators vorgenommen wird. Die Wärme wird mithilfe des Kühlmittels also unmittelbar dort abgeführt, wo sie anfällt, nämlich in dem Blechpaket an den Wicklungsleitern.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an dem Elektroisolierpapier ein Vorsprung ausgebildet wird, der zum Beabstanden der Wicklungsleiter in einen zwischen ihnen vorliegenden Zwischenraum eingreift. Das Elektroisolierpapier ist im Schnitt gesehen die Wicklungsleiter insgesamt vollständig umgreifend in der Statornut angeordnet. Das Elektroisolierpapier umgreift insoweit eine aus den Wicklungsleitern bestehende Wicklungsanordnung vollständig, um diese zuverlässig von dem Blechpaket des Stators elektrisch zu isolieren.
  • Das Elektroisolierpapier bildet eine Auskleidung in der Statornut aus, welche die Wicklungsleiter beziehungsweise die Wicklungsanordnung im Schnitt gesehen vollständig umgreift. Das Elektroisolierpapier beziehungsweise die Auskleidung begrenzt somit den Wicklungsaufnahmeraum im Schnitt gesehen durchgehend und vollständig. Von dieser Auskleidung geht der wenigstens eine Vorsprung aus, der sich zwischen die Wicklungsleiter hinein erstreckt, um diese zur Ausbildung des Kühlmittelkanals voneinander zu beabstanden. Die Ausbildung des Vorsprungs durch das Elektroisolierpapier hat den Vorteil, dass eine ununterbrochene Einfassung der Wicklungsleiter gewährleistet ist.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung den Zwischenraum im Schnitt gesehen lediglich teilweise durchgreift. Unter dem Schnitt ist insbesondere ein Querschnitt bezüglich der Drehachse zu verstehen. Zwischen den Wicklungsleitern liegt der Zwischenraum vor, in welchen sich der Vorsprung hinein erstreckt. Einerseits ist der Zwischenraum insoweit von dem Vorsprung ausgefüllt, wohingegen abseits des Vorsprungs in dem Zwischenraum der Kühlmittelkanal vorliegt.
  • Um eine hinreichende Größe des Kühlmittelkanals, insbesondere eine hinreichende Durchströmungsquerschnittsfläche, sicherzustellen, erstreckt sich der Vorsprung nicht durch den gesamten Zwischenraum hindurch, sondern durchgreift ihn nur teilweise. Der Vorsprung geht insoweit einerseits der Wicklungsleiter von einem ersten Bereich der Auskleidung aus, erstreckt sich jedoch lediglich teilweise bis zu einem den ersten Bereich der Auskleidung gegenüberliegenden zweiten Bereich der Auskleidung, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich der Auskleidung die Wicklungsleiter und insbesondere den Zwischenraum zwischen sich aufnehmen.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung aus zwei freien Enden des Elektroisolierpapiers ausgebildet wird. Die freien Enden liegen auf gegenüberliegenden Seiten des Elektroisolierpapiers vor. Das Elektroisolierpapier wird derart in der Statornut angeordnet, dass sich die freien Enden des Elektroisolierpapiers überlappen und beide in den Zwischenraum zur Ausbildung des Kühlmittelkanals eingreifen. Diese Ausgestaltung des Vorsprungs ist mit äußerst geringem Aufwand realisierbar.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung durch mehrfaches Falten aus einem durchgehenden Bereich des Elektroisolierpapiers ausgebildet wird. In diesem Fall liegt der Vorsprung abseits der freien Enden des Elektroisolierpapiers, nämlich in dem durchgehenden Bereich des Elektroisolierpapiers vor. Der durchgehende Bereich erstreckt sich insbesondere zwischen den beiden freien Enden, sodass also einerseits des durchgehenden Bereichs ein erstes der freien Enden und andererseits ein zweites der freien Enden vorliegt.
  • Der durchgehende Bereich wird nun zur Ausbildung des Vorsprungs gefaltet. Das Falten erfolgt dabei derart, dass der durchgehende Bereich oder zumindest ein Teil von diesem in aneinander anliegende Bereiche aufgeteilt wird. Einer der Bereiche geht von der Auskleidung aus und erstreckt sich in den Zwischenraum hinein. Über eine oder mehrere Falzstellen geht der erste Bereich in den zweiten Bereich über, welcher aus dem Zwischenraum wieder in Richtung der Auskleidung und bis zu dieser hin verläuft.
  • Der eine Bereich liegt nachfolgend an einem ersten der Wicklungsleiter und der zweite Bereich an einem anderen zweiten der Wicklungsleiter an und beabstandet diese zur Ausbildung des Kühlmittelkanals voneinander. Eine solche Ausgestaltung des Stators beziehungsweise des Elektroisolierpapiers ermöglicht eine beliebige Anzahl von Vorsprüngen, sodass eine Vielzahl von Kühlmittelkanälen realisierbar ist, was zu einer besonders effektiven Kühlung führt.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Vorsprung einer von mehreren Vorsprüngen ist, die an dem Elektroisolierpapier ausgebildet werden und zum Beabstanden der Wicklungsleiter in den jeweils zwischen diesen vorliegenden Zwischenraum eingreifen. An dem Elektroisolierpapier wird insoweit nicht lediglich ein einziger Vorsprung ausgebildet, wenngleich dies selbstverständlich der Fall sein kann. Vielmehr liegen insgesamt mehrere Vorsprünge vor, welche sich jeweils in einen oder mehrere Zwischenräume erstrecken. Die mehreren Vorsprünge können sich zwischen dieselben Wicklungsleiter oder zwischen verschiedenen Wicklungsleitern erstrecken. Entsprechend ist eine beliebige Anzahl an Kühlmittelkanälen mithilfe des Elektroisolierpapiers realisierbar.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsprünge im Schnitt gesehen von gegenüberliegenden Seiten in den zwischen den jeweiligen Wicklungsleitern vorliegenden Zwischenraum eingreifen. Unter dem Schnitt ist wiederum bevorzugt der Querschnitt bezüglich der Drehachse zu verstehen. Die Vorsprünge liegen auf gegenüberliegenden Seiten der Wicklungsleiter vor beziehungsweise gehen auf gegenüberliegenden Seiten der Wicklungsleiter von der Auskleidung aus. Die Vorsprünge können sich in denselben Zwischenraum oder in voneinander verschiedene Zwischenräume erstrecken. In ersterem Fall ist ein besonders zuverlässiges Abstützen der Wicklungsleiter aufeinander umgesetzt. In letzterem Fall kann mithilfe derselben Menge an Elektroisolierpapier eine größere Anzahl an Kühlmittelkanälen ausgebildet werden.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Vorsprünge wechselseitig von den gegenüberliegenden Seiten in den zwischen den jeweiligen Wicklungsleitern vorliegenden Zwischenraum eingreifen. Insgesamt liegen also mehrere Vorsprünge vor, welche in mehrere Zwischenräume eingreifen. Beispielsweise greift jeweils einer der Vorsprünge in einen der Zwischenräume, insbesondere genau einer der Vorsprünge in genau einen der Zwischenräume, ein. Dies erfolgt wechselseitig, also im Schnitt gesehen von gegenüberliegenden Seiten ausgehend. Hierdurch wird eine zuverlässige und gleichmäßige Kühlung der Wicklungsleiter erzielt.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stator für eine elektrische Maschine, insbesondere hergestellt gemäß dem Verfahren gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket des Stators ausgebildete Statornut ein Elektroisolierpapier eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter in einen von dem Elektroisolierpapier begrenzten und gegenüber dem Blechpaket elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum eingebracht sind. Dabei ist vorgesehen, dass das Elektroisolierpapier derart angeordnet ist, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals voneinander beabstandet.
  • Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Stators beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise zu seinem Herstellen wurde bereits hingewiesen. Sowohl der Stator als auch das Verfahren zu seinem Herstellen können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
  • Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, die einen Stator aufweist, insbesondere einen Stator gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket des Stators ausgebildete Statornut ein Elektroisolierpapier eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter in einen von dem Elektroisolierpapier begrenzten und gegenüber dem Blechpaket elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum eingebracht sind. Dabei ist vorgesehen, dass das Elektroisolierpapier derart angeordnet ist, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals voneinander beabstandet, wobei der Kühlmittelkanal während des Betreibens der elektrischen Maschine zumindest zeitweise mit Kühlmittel durchströmt wird.
  • Auch hinsichtlich der elektrischen Maschine beziehungsweise des Verfahrens zu ihrem Betreiben wird hinsichtlich der Vorteile und möglicher vorteilhafter Weiterbildungen auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
    • Figur eine schematische Schnittdarstellung durch einen Bereich eines Stators für eine elektrische Maschine, mit einem Blechpaket, in welchem mehrere Statornuten mit darin angeordneten Wicklungsleitern vorliegen.
  • Die Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Bereichs eines Stators 1 einer elektrischen Maschine 2. Der Stator 1 besteht aus einem Blechpaket 3, in welchem mehrere Statornuten 4 ausgebildet sind. In den Statornuten 4 sind jeweils mehrere Wicklungsleiter 5 angeordnet, von welchen hier lediglich einige wenige beispielhaft gekennzeichnet sind. Bereits an dieser Stelle sei darauf aufmerksam gemacht, dass die Wicklungsleiter 5 in den Statornuten 4 rein beispielhaft in unterschiedlichen Konfigurationen dargestellt sind. Diese Darstellung dient lediglich der Illustration und der besseren Erläuterung. Tatsächlich wird aus den dargestellten Konfigurationen eine ausgewählt und durchgehend zur Realisierung des Stators 1 herangezogen.
  • In den Statornuten 4 ist ein Elektroisolierpapier 6 angeordnet. Es bildet eine Auskleidung 7, welche die Statornut 4 auskleidet. Das Elektroisolierpapier 6 beziehungsweise die Auskleidung 7 fasst die in der jeweiligen Statornut 4 angeordneten Wicklungsleiter 5 insgesamt ein. Das Elektroisolierpapier 6 umfasst also eine aus allen in der jeweiligen Statornut 4 vorliegenden Wicklungsleitern 5 bestehende Anordnung. Das Elektroisolierpapier 6 grenzt an den Wicklungsaufnahmeraum 8 ein und isoliert ihn elektrisch von dem Blechpaket 3. In dem Wicklungsaufnahmeraum 8 sind die Wicklungsleiter 5 angeordnet.
  • Es ist erkennbar, dass das Elektroisolierpapier 6 derart angeordnet und ausgestaltet ist, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter 5 eingreift. Auf diese Art und Weise ist in jeder der Statornuten 4 wenigstens ein Kühlmittelkanal 9 ausgebildet. Von den Kühlmittelkanälen 9 sind wiederum lediglich einige beispielhaft gekennzeichnet. Sofern im Folgenden lediglich auf den Kühlmittelkanal 9 oder einen der Kühlmittelkanäle 9 eingegangen wird, so sind die Ausführungen stets auf jeden der Kühlmittelkanäle 9 übertragbar.
  • Der Kühlmittelkanal 9 ist durch das Eingreifen des Elektroisolierpapiers 6 in einen zwischen jeweils zwei der Wicklungsleitern 5 vorliegenden Zwischenraum 10 ausgebildet. In jedem Zwischenraum 10 liegt insoweit teilweise das Elektroisolierpapier 6 und teilweise der Kühlmittelkanal 9 vor. Zur Ausbildung des Kühlmittelkanals 9 weist das Elektroisolierpapier 6 einen Vorsprung 11 auf, welcher von der Auskleidung 7 ausgeht und sich in den Zwischenraum 10 hinein erstreckt. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel liegen wiederum mehrere Vorsprünge 11 vor. Die Ausführungen zu dem Vorsprung 11 sind jeweils auf jeden dieser Vorsprünge anwendbar.
  • Es ist erkennbar, dass einer der Vorsprünge 11, nämlich ein Vorsprung 12, von zwei freien Enden 13 und 14 des Elektroisolierpapiers 6 gebildet ist. Die feien Enden 13 und 14 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Elektroisolierpapiers 6 angeordnet und werden jeweils in den Zwischenraum 10 zur Ausbildung des entsprechenden Kühlmittelkanals 9 eingebracht. Ein anderer der Vorsprünge 11, nämlich ein Vorsprung 15, ist hingegen durch mehrfaches Falten aus einem durchgehenden Bereich 16 des Elektroisolierpapiers 6 ausgebildet. Der durchgehende Bereich 16 liegt insbesondere zwischen den freien Enden 13 und 14 vor. Der Bereich 16 erstreckt sich also einerseits bis hin zu dem freien Ende 13 und andererseits bis hin zu dem freien Ende 14.
  • Im Falle der ganz links dargestellten Statornut 4 greifen die Vorsprünge 11 wechselseitig von gegenüberliegenden Seiten in den jeweiligen Zwischenraum 10 ein. In jedem der Zwischenräume 10 liegt also genau einer der Vorsprünge 11 vor, um den jeweiligen Kühlmittelkanal 9 auszubilden. Die Vorsprünge 11 erstrecken sich dabei lediglich teilweise in den Zwischenraum 10 hinein beziehungsweise durchgreifen diesen lediglich teilweise. Bevorzugt durchgreifen die Vorsprünge 11 die Zwischenräume 10 zu höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 %, höchstens 20 % oder höchstens 10 %.
  • Für die an zweiter Stelle von links dargestellte Statornut 4 sind nicht alle der Wicklungsleiter 5 voneinander beabstandet. Vielmehr liegen jeweils zwei der Wicklungsleiter 5 unmittelbar aneinander an. Während für die ganz links dargestellte Statornut 4 wenigstens einer der Wicklungsleiter 5 mehrere Kühlmittelkanäle 9 begrenzt, begrenzt jeder der Wicklungsleiter 5 der an zweiter Stelle von links dargestellten Statornut 4 lediglich genau einen Kühlmittelkanal 9. Für die mittig dargestellte Statornut 4 gilt dasselbe wie für die an zweiter Stelle von links dargestellte Statornut 4 insoweit, dass jeder der Wicklungsleiter 5 höchstens einen Kühlmittelkanal 9 begrenzt. Sie unterscheiden sich dahingehend, dass in wenigstens einen der Zwischenräume 10 beidseitig Vorsprünge 11 hineinragen.
  • Für die an zweiter Stelle von rechts dargestellte Statornut 4 gilt das für die mittig dargestellte Statornut 4 Gesagte mit dem Unterschied, dass lediglich ein Zwischenraum 10 ausgebildet ist. Dies gilt im Übrigen auch für die ganz rechts dargestellt Statornut 4, wobei hier im Unterschied zu der an zweiter Stelle von rechts gezeigte Statornut 4 lediglich einseitig ein Vorsprung 11 in den Zwischenraum 10 eingreift.
  • Die beschriebene Ausgestaltung des Stators 1 beziehungsweise der elektrischen Maschine 2 hat den Vorteil, dass auf einfache Art und Weise wenigstens ein Kühlmittelkanal 9 ausgebildet wird, welcher ein Kühlen der Wicklungsleiter 5 innerhalb des Blechpakets 3 ermöglicht. Auf diese Art und Weise wird eine besonders effektive und effiziente Kühlung des Stators 1 beziehungsweise der elektrischen Maschine 2 realisiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stator
    2
    elektrische Maschine
    3
    Blechpaket
    4
    Statornut
    5
    Wicklungsleiter
    6
    Elektroisolierpapier
    7
    Auskleidung
    8
    Wicklungsaufnahmeraum
    9
    Kühlmittelkanal
    10
    Zwischenraum
    11
    Vorsprung
    12
    Vorsprung
    13
    freies Ende
    14
    freies Ende
    15
    Vorsprung
    16
    Bereich
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016111482 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Stators (1) für eine elektrische Maschine (2), wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket (3) des Stators (1) ausgebildete Statornut (4) ein Elektroisolierpapier (6) eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter (5) in einem von dem Elektroisolierpapier (6) begrenzten und gegenüber dem Blechpaket (3) elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum (8) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroisolierpapier (6) derart angeordnet wird, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter (5) vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals (9) voneinander beabstandet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Elektroisolierpapier (6) ein Vorsprung (11,12,15) ausgebildet wird, der zum Beabstanden der Wicklungsleiter (5) in einen zwischen ihnen vorliegenden Zwischenraum (19) eingreift.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (11,12,15) den Zwischenraum (10) im Schnitt gesehen lediglich teilweise durchgreift.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (11,12,15) aus zwei freien Enden (13,14) des Elektroisolierpapiers (6) ausgebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (11,12,15) durch mehrfaches Falten aus einem durchgehenden Bereich (16) des Elektroisolierpapiers (6) ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (11,12,15) einer von mehreren Vorsprüngen (11,12,15) ist, die an dem Elektroisolierpapier (6) ausgebildet werden und zum Beabstanden der Wicklungsleiter (5) in den jeweils zwischen diesen vorliegenden Zwischenraum (10) eingreifen.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (11,12,15) im Schnitt gesehen von gegenüberliegenden Seiten in den zwischen den jeweiligen Wicklungsleitern (5) vorliegenden Zwischenraum (10) eingreifen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (11,12,15) wechselseitig von den gegenüberliegenden Seiten in den zwischen den jeweiligen Wicklungsleitern (5) vorliegenden Zwischenraum (10) eingreifen.
  9. Stator (1) für eine elektrische Maschine (2), insbesondere hergestellt gemäß dem Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket (3) des Stators (1) ausgebildete Statornut (4) ein Elektroisolierpapier (6) eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter (5) in einen von dem Elektroisolierpapier (6) begrenzten und gegenüber dem Blechpaket (3) elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum (8) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroisolierpapier (6) derart angeordnet ist, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter (5) vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals (9) voneinander beabstandet.
  10. Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine (2), die einen Stator (1) aufweist, insbesondere einen Stator (1) nach Anspruch 9, wobei in wenigstens eine in einem Blechpaket (3) des Stators (1) ausgebildete Statornut (4) ein Elektroisolierpapier (6) eingelegt ist und mehrere Wicklungsleiter (5) in einen von dem Elektroisolierpapier (6) begrenzten und gegenüber dem Blechpaket (3) elektrisch isolierten Wicklungsaufnahmeraum (8) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektroisolierpapier (6) derart angeordnet ist, dass es zwischen wenigstens zwei der Wicklungsleiter (5) vorliegt und diese zur Ausbildung eines Kühlmittelkanals (9) voneinander beabstandet, wobei der Kühlmittelkanal (9) während des Betreibens der elektrischen Maschine (2) zumindest zeitweise mit Kühlmittel durchströmt wird.
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DE102020109482.5A Active DE102020109482B4 (de) 2020-04-06 2020-04-06 Verfahren zum Herstellen eines Stators für eine elektrische Maschine, entsprechender Stator sowie Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine, entsprechender Stator sowie Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Maschine

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US11742708B2 (en) 2021-01-07 2023-08-29 Ford Global Technologies, Llc In slot cooling enhancement for coated stator

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DE102016111482A1 (de) 2016-06-22 2017-12-28 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Einbringen einer Wicklung, Bauelementanordnung, Verwendung und Isolatorring
US20200195075A1 (en) 2017-04-13 2020-06-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Coil and motor using same

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