DE102020130581A1

DE102020130581A1 - Stator für einen Elektromotor

Info

Publication number: DE102020130581A1
Application number: DE102020130581.8A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Landeck; Markus Prasse; Dennis Reibel; Christian Herz; Alexander Meyer
Original assignee: Wittenstein SE
Current assignee: Wittenstein SE
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Stator für einen Elektromotor mit einem Statorzahn (1), wobei der Statorzahn (1) umfasst: einen Grundkörper (11) mit einem Zahnkopf (21), einem Zahnfuß (27) und einem den Zahnkopf (21) mit dem Zahnfuß (27) verbindenden Zahnsteg (31), wobei der Grundkörper (11) einen axialen Mittelbereich (15) und an den beiden axialen Enden des Grundkörpers (11) jeweils einen an den Mittelbereich (15) anschließenden axialen Endbereich (13) aufweist, und einen einstückigen Isolationskörper (41) mit zwei Isolationskappen (43), welche jeweils den Zahnsteg (31) an einem der beiden axialen Endbereiche (13) umgreifen, und mindestens einem Wickelflansch, welcher die zwei Isolationskappen (43) in axialer Richtung miteinander verbindet, wobei der Zahnsteg (31) in dem axialen Mittelbereich (15) zumindest teilweise von dem Isolationskörper (41) unbedeckt ist, und wobei der Grundkörper (11) jeweils auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich (15) zu dem jeweiligen Endbereich (13) in axialer Richtung eine Querschnittsänderung (17) aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Offenbarung betrifft einen Stator für einen Elektromotor und ein Verfahren zum Herstellen von Statoren für Elektromotoren.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Statoren für Elektromotoren bekannt, welche axial ausgerichtete, um eine Achse des Elektromotors angeordnete Statorzähne umfassen. Ein Draht ist üblicherweise um die axialen Enden des Statorzahns gewickelt und verläuft in axialer Richtung in Zahnnuten des Statorzahns. Die Zahnnuten weisen üblicherweise eine starke Nutisolation auf, insbesondere bei Statoren, welche für mittlere bis hohe Spannungslagen eingerichtet sind.
Allerdings weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Statoren einen geringen bewickelbaren Nutquerschnitt, einen geringen Füllfaktor oder eine geringe Stabilität der Statorzähne auf, sind nicht zur orthozyklischen Wicklung des Drahtes geeignet oder benötigen hohe Investitionen in der Herstellung unterschiedlicher Statoren.
Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Offenbarung ist es, einen Stator für einen Elektromotor und ein Verfahren zum Herstellen von Statoren für Elektromotoren anzugeben, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert sind. Insbesondere sollte ein Stator angegeben werden, welcher einen hohen Füllfaktor aufweist, besonders raumsparend aufgebaut werden kann. Das Verfahren soll insbesondere eine kostengünstige Herstellung unterschiedlicher Statoren erlauben.
Die Aufgabe wird mit einem Stator für einen Elektromotor gemäß Anspruch 1 sowie mit einem Verfahren nach dem nebengeordneten Anspruch gelöst.
Gemäß einem Aspekt wird ein Stator für einen Elektromotor mit einem Statorzahn angegeben, wobei der Statorzahn einen Grundkörper mit einem Zahnkopf, einem Zahnfuß und einem den Zahnkopf mit dem Zahnfuß verbindenden Zahnsteg umfasst, wobei der Grundkörper einen axialen Mittelbereich und an den beiden axialen Enden des Grundkörpers jeweils einen an den Mittelbereich anschließenden axialen Endbereich aufweist. Der Statorzahn umfasst einen einstückigen Isolationskörper mit zwei Isolationskappen, welche jeweils den Zahnsteg an einem der beiden axialen Endbereiche umgreifen, und mindestens einem Wickelflansch, welcher die zwei Isolationskappen in axialer Richtung miteinander verbindet, wobei der Zahnsteg in dem axialen Mittelbereich zumindest teilweise von dem Isolationskörper unbedeckt ist, und wobei der Grundkörper jeweils auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich zu dem jeweiligen Endbereich in axialer Richtung eine Querschnittsänderung aufweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen von Statoren für Elektromotoren, insbesondere eines Stators nach hierin beschriebenen Ausführungsformen, angegeben, mit Ausbilden eines Grundkörpers für einen Statorzahn eines Stators, wobei der Grundkörper einen Zahnkopf, einen Zahnfuß und einen den Zahnkopf mit dem Zahnfuß verbindenden Zahnsteg aufweist, und wobei der Grundkörper einen axialen Mittelbereich und an den beiden axialen Enden des Grundkörpers jeweils einen an den Mittelbereich anschließenden axialen Endbereich aufweist, wobei der Grundkörper jeweils auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich zu dem jeweiligen Endbereich in axialer Richtung eine Querschnittsänderung aufweist; und Umspritzen des Grundkörpers mit einem Spritzgusswerkzeug zum Ausbilden eines einstückigen Isolationskörpers mit zwei Isolationskappen, welche jeweils den Zahnsteg an einem der beiden axialen Endbereiche umgreifen, und mindestens einem Wickelflansch, welcher die zwei Isolationskappen in axialer Richtung miteinander verbindet.
Typische Ausführungsformen des Stators sind eingerichtet für Elektromotoren. Insbesondere können Ausführungsformen für Permanentmagnetsynchronmotoren (PMSM) eingerichtet sein. Typische Ausführungsformen sind eingerichtet für mittlere oder hohe Zwischenspannungen. Typischerweise sind Ausführungsformen des Stators eingerichtet für eine Zwischenspannung von mindestens 48 V, insbesondere von mindestens 300 V oder mindestens 500 V, oder von maximal 1200 V, insbesondere von maximal 1000 V oder maximal 800 V. Bei weiteren typischen Ausführungsformen kann der Stator für niedrige Zwischenspannungen eingerichtet sein. Bei typischen Ausführungsformen weist der Stator einen Außendurchmesser von mindestens 30 mm, insbesondere von mindestens 40 mm oder mindestens 50 mm, oder von maximal 300 mm, insbesondere von maximal 250 mm oder maximal 220 mm auf.
Typischerweise umfasst der Stator eine Mehrzahl an Statorzähnen. Die Statorzähne sind typischerweise in Umfangsrichtung um eine Achse des Stators angeordnet. Die Begriffe „axial“, „radial“ oder „in Umfangsrichtung“ sind hierin insbesondere bezüglich der Achse des Stators zu verstehen.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst ein Statorzahn des Stators einen radial außen liegenden Zahnkopf und einen radial innen liegenden Zahnfuß. Der Zahnkopf und der Zahnfuß sind typischerweise durch einen radial zwischen dem Zahnkopf und dem Zahnfuß angeordneten Zahnsteg miteinander verbunden.
Bei typischen Ausführungsformen ist der Grundkörper als Blechpaket aus axial gestapelten Blechlamellen ausgeführt. Typischerweise umfassen die Blechlamellen des Grundkörpers erste Blechlamellen mit einem ersten Querschnitt und zweite Blechlamellen mit einem von dem ersten Querschnitt verschiedenen, zweiten Querschnitt. Typischerweise sind die ersten Blechlamellen in dem Mittelbereich und die zweiten Blechlamellen in den Endbereichen in axialer Richtung aufgereiht.
Insbesondere ist die Querschnittsänderung des Grundkörpers auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich zu einem Endbereich des Grundkörpers an den Übergängen von den ersten Blechlamellen zu den zweiten Blechlamellen ausgebildet. Die Blechlamellen können durch Backlack, Schweißen oder Stanzpakettieren miteinander verbunden sein. In weiteren typischen Ausführungsformen können die Blechlamellen ausschließlich durch die Umspritzung verbunden sein, insbesondere durch ein Umspritzen des Blechpakets des Grundkörpers gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen. Die Blechlamellen können beispielsweise aus Elektroblech hergestellt sein, insbesondere unter Verwendung eines Stanzwerkzeugs gestanzt sein.
Bei typischen Ausführungsformen umfassen die Querschnittsänderungen jeweils mindestens eine Stufe von dem Endbereich des Grundkörpers zu dem Mittelbereich, wobei die mindestens eine Stufe eine in dem Zahnsteg ausgebildete Zahnstegstufe umfasst. Typischerweise ist der Zahnsteg in dem Mittelbereich in Umfangsrichtung um die Achse des Stators breiter ausgebildet ist als in den Endbereichen. Insbesondere kann eine erste Breite der ersten Blechlamellen am Zahnsteg in Umfangsrichtung breiter ausgebildet sein als eine zweite Breite der zweiten Blechlamellen am Zahnsteg. Bei Ausführungsformen umfasst die mindestens eine Stufe des Grundkörpers eine in dem Zahnkopf ausgebildete Zahnkopfstufe oder eine in dem Zahnfuß ausgebildete Zahnfußstufe.
Typischerweise umfasst ein Statorzahn einen einstückigen Isolationskörper. Typischerweise ist der Isolationskörper einstückig oder einteilig hergestellt. Bei typischen Ausführungsformen ist der Isolationskörper als Spritzgussteil hergestellt. Insbesondere kann der Isolationskörper durch Umspritzen des Grundkörpers hergestellt sein. Ein Umspritzen des Grundkörpers kann insbesondere den Vorteil bieten, dass geringe Wanddicken realisierbar sind, dass sich das Material des Isolierkörpers an dem Grundkörper festkrallen kann oder dass eine Wärmeübertragung zwischen dem Grundkörper und dem Isolierkörper verbessert sein kann. Typischerweise ist der Isolationskörper aus Kunststoff hergestellt. Insbesondere kann der Kunststoff Duroplasten oder Thermoplasten umfassen, beispielsweise Polyamid. Bei Ausführungsformen ist der Kunststoff glasfaserverstärkt.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Isolationskörper zwei Isolationskappen, welche jeweils den Zahnsteg an einem der beiden axialen Endbereiche umgreifen. Typischerweise umfassen die Isolationskappen jeweils einen Kappenendteil, welcher an dem axialen Ende des Zahnstegs angeordnet ist, und einen Flankenteil, welcher sich von dem axialen Ende des Zahnstegs in axialer Richtung entlang des Zahnstegs erstreckt. Typischerweise umfasst eine Isolationskappe an beiden axial ausgerichteten Seiten des Zahnstegs jeweils einen Flankenteil.
Typischerweise umfasst der Isolationskörper mindestens einen Wickelflansch, welcher die zwei Isolationskappen in axialer Richtung miteinander verbindet. Typischerweise ist der mindestens eine Wickelflansch axial durchgängig zwischen den zwei Isolationskappen ausgeführt, insbesondere in dem Mittelbereich des Grundkörpers.
Typischerweise umfasst der Grundkörper zwei Zahnnuten. Die Zahnnuten sind typischerweise axial ausgerichtet. Typischerweise befinden sich die Zahnnuten in einem Bereich des Zahnstegs. Die Zahnnuten sind jeweils insbesondere durch den Zahnsteg, den Zahnkopf und den Zahnfuß begrenzt. In den Zahnnuten sind typischerweise jeweils die Flankenteile der Isolationskappen und jeweils mindestens ein Wickelflansch an den Grundkörper angespritzt. Typischerweise umfasst der Statorzahn in den Zahnnuten jeweils eine Wickelkammer. Die Wickelkammer wird typischerweise in einer Umfangsrichtung durch den Zahnsteg und die Flankenteile der Isolationskappen begrenzt und radial durch zumindest zwei aus der Gruppe des mindestens einen Wickelflanschs, des Zahnkopfs und des Zahnfußes.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Statorzahn ein Isolationsblatt. Das Isolationsblatt ist typischerweise zumindest teilweise in einer Wickelkammer angeordnet, insbesondere in der Wickelkammer eingelegt oder eingeklebt. Typischerweise fasst die Wickelkammer einen Wickelraum ein, in welchem das Isolationsblatt und der Draht zumindest teilweise aufgenommen sind. Typischerweise ist in den Wickelkammern jeweils ein Isolationsblatt angeordnet.
Typischerweise bedeckt das Isolationsblatt eine axial ausgerichtete Zahnflanke des Zahnstegs im Mittelbereich des Grundkörpers. Das Isolationsblatt bedeckt typischerweise zumindest teilweise eine axial ausgerichtete Flanke des Flankenteils der Isolationskappe. Typischerweise bedeckt das Isolationsblatt in der Wickelkammer zumindest teilweise den mindestens einen Wickelflansch, den Zahnkopf oder den Zahnfuß. Das Isolationsblatt stellt typischerweise in der Wickelkammer eine Anlagefläche für den Draht bereit. Bei typischen Ausführungsformen umgreift das Isolationsblatt einen in einer Wickelkammer angeordneten, axial ausgerichteten Teil des Drahts. Typischerweise ist das Isolationsblatt um den in der Wickelkammer angeordneten Teil des Drahts geschlossen. Insbesondere überlappt ein erster Teil des Isolationsblatts mit einem zweiten Teil des Isolationsblatts. Typischerweise weist der Überlappungsbereich des ersten Teils und des zweiten Teils eine Überlappbreite auf, welche mindestens halb so groß ist wie eine Luftstrecke, insbesondere eine Kriechstrecke für Zwischenspannungen von mindestens 48 V, insbesondere von mindestens 300 V oder insbesondere mindestens 500 V, oder von maximal 1200 V, insbesondere von maximal 1000 V oder insbesondere maximal 800 V. Die Überlappbreite kann beispielsweise mindestens 0,5 mm, insbesondere mindestens 0,750 mm oder maximal 3,5°mm, insbesondere maximal 2,5°mm sein. Der erste Teil und der zweite Teil des Isolationsblattes können miteinander verklebt sein, beispielsweise mit Backlack, Heißkleber oder schnellreaktiven Harzsystemen verklebt sein.
Die Luftstrecke beschreibt typischerweise die kürzeste Entfernung in Luft zwischen zwei leitenden Teilen. Die Kriechstrecke beschreibt typischerweise die kürzeste Entfernung entlang der Oberfläche eines festen Isolierstoffes zwischen zwei leitenden Teilen.
Typischerweise umfasst das Isolationsblatt ein Isolationspapier, eine Isolationsfolie oder ein Isolationslaminat oder ein faltbares Isolationsmaterial. Das Isolationsblatt kann beispielsweise Polyamidpolymer, insbesondere Aramid, z.B. Isolationspapier aus m- Aramidfasern oder Nomex, oder Polyimid, beispielsweise Kaptonfolie, oder Polyesterfolie, beispielsweise Mylar, oder Glimmerwerkstoffe umfassen. Bei Ausführungsformen ist eine Dicke des Isolationsblattes mindestens 0,1 mm, insbesondere mindestens 0,15 mm oder mindestens 0,16 mm, oder maximal 0,4 mm, insbesondere maximal 0,3 mm oder maximal 0,2 mm. Zum Beispiel kann die Dicke des Isolationsblattes 0,16 mm oder 0,18 mm sein. Typischerweise weist das Isolationsblatt einen Klebeabschnitt auf. Der Klebeabschnitt kann beispielsweise mit Backlack, Heißkleber oder schnellreaktiven Harzsystemen beschichtet sein. Der Klebeabschnitt kann zum Festkleben des Isolationsblatts in der Wickelkammer eingerichtet sein. Typischerweise stellt das Isolationsblatt eine Isolation zur Einhaltung von Luft- oder Kriechstrecken des Stators bereit.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Statorzahn einen um den Zahnsteg gewickelten Draht. Typischerweise ist der Draht teilweise von dem Isolationsblatt umhüllt, insbesondere in den Wickelkammern. Typischerweise verläuft der Draht in den Wickelkammern in axialer Richtung. Der Draht ist typischerweise an den Kappenendteilen der Isolationskappen von einer der Wickelkammern zu der anderen der Wickelkammern umgelenkt. In typischen Ausführungsformen umfasst der Draht einen Kupferdraht.
Bei typischen Ausführungsformen erstreckt sich ein Flankenteil der Isolationskappe von einem axialen Ende des Zahnstegs bis zu dem Mittelbereich des Grundkörpers. Typischerweise erstreckt sich der Flankenteil bis zu der Querschnittsänderung des Grundkörpers, insbesondere bis zu einer Stufe am Übergang von dem Endbereich zu dem Mittelbereich. Typischerweise weist der Endbereich eine axiale Länge von mindestens der Kriechstrecke des Stators auf. Typischerweise ist die Kriechstrecke größer oder gleich 1 mm, insbesondere größer oder gleich 1,5 mm oder größer oder gleich 1,8 mm. Die Kriechstrecke kann von der Spannungslage oder Umgebungsbedingungen, insbesondere von einem Verschmutzungsgrad, abhängig sein. Beispielsweise kann die Kriechstrecke 1,8 mm sein, z.B. für einen mit maximal 630 V Zwischenkreisspannung umrichterbetriebenen Elektromotor, oder 2,4 mm, beispielsweise für einen mit maximal 800 V Zwischenkreisspannung umrichterbetriebenen Elektromotor. Typischerweise ist die axiale Länge größer oder gleich 1 mm, insbesondere größer oder gleich 1,5 mm oder größer oder gleich 1,8 mm.
Bei typischen Ausführungsformen grenzen axial ausgerichtete Flanken der Isolationskappen, insbesondere der Flankenteile der Isolationskappen, auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich zu dem jeweiligen Endbereich zumindest im Wesentlichen flächenbündig an die Zahnflanken des Zahnstegs. Typischerweise weist der Flankenteil am Übergang von dem Endbereich zu dem Mittelbereich eine Isolationsdicke in Umfangsrichtung auf, welche zumindest im Wesentlichen gleich einer Stufentiefe einer als Stufe ausgebildeten Querschnittsänderung des Grundkörpers ist. Unter „zumindest im Wesentlichen flächenbündig“ oder „zumindest im Wesentlichen gleich“ ist insbesondere eine Abweichung in Umfangsrichtung zwischen den Flanken der Flankenteile und den Zahnflanken des Zahnstegs kleiner als 0,04 mm, insbesondere kleiner als 0,02 mm oder kleiner als 0,01 mm zu verstehen. Insbesondere kann mit den Flanken der Isolationskappen und den Zahnflanken des Zahnstegs eine zumindest im Wesentlichen ebene Anlagefläche für das Isolationsblatt in der Wickelkammer bereitgestellt werden.
Typischerweise ist die Stufentiefe der Stufe in Umfangsrichtung kleiner als eine doppelte Dicke des Isolationsblattes. Typischerweise ist die Stufentiefe kleiner als 0,3 mm, insbesondere kleiner als 0,25 mm oder kleiner als 0,2 mm, oder mindestens 0,1 mm, mindestens 0,15 mm oder mindestens 0,16 mm. Typischerweise ist die Stufentiefe größer als die Dicke des Isolationsblattes. Insbesondere kann die Stufentiefe der Stufe oder die Isolationsdicke des Flankenteils so groß bereitgestellt werden, dass ein Festkrallen des Flankenteils am Zahnsteg oder eine ausreichende Stabilität des Flankenteils bereitgestellt wird. Die Isolationsdicke des Flankenteils kann so gering bereitgestellt werden, dass der zum Bewickeln zur Verfügung stehende Nutquerschnitt vergrößert wird, oder eine Verringerung der magnetischen Leitfähigkeit oder der Wärmeleitfähigkeit des Grundkörpers reduziert wird.
Typischerweise überlappen die zwei Isolationskappen jeweils teilweise zwischen dem Draht und dem Zahnsteg mit dem Isolationsblatt. In typischen Ausführungsformen sind zumindest in einem axialen Teilbereich eines Endbereichs der Zahnsteg, ein Flankenteil einer Isolationskappe, ein Isolationsblatt und der Draht in Umfangsrichtung in dieser Reihenfolge angeordnet. Typischerweise grenzt der axiale Teilbereich des Endbereichs an den Mittelbereich des Grundkörpers an. Typischerweise weist der axiale Teilbereich eine axiale Teilbereichlänge von mindestens der Kriechstrecke des Stators auf.
Bei typischen Ausführungsformen weisen die axial ausgerichteten Flanken der Isolationskappen in axialer Richtung jeweils einen Absatz auf. Typischerweise bildet der Absatz einen axialen Anschlag für das Isolationsblatt aus. Bei Ausführungsformen ist eine Tiefe des Absatzes in Umfangsrichtung größer als die halbe Dicke des Isolationsblattes. Typischerweise ist die Tiefe des Absatzes in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen gleich der Dicke des Isolationsblattes. In typischen Ausführungsformen ist eine axial ausgerichtete, erste Drahtauflagefläche an dem Absatz des Isolationskörpers flächenbündig mit einer zweiten Drahtauflagefläche des Isolationsblattes an dem Absatz.
Bei typischen Ausführungsformen sind die zwei Isolationskappen durch mindestens einen Wickelflansch in axialer Richtung miteinander verbunden. Typischerweise erstreckt sich der mindestens eine Wickelflansch in axialer Richtung entlang des Grundkörpers in dem axialen Mittelbereich des Grundkörpers und insbesondere in den Endbereichen.
Typischerweise umfasst der mindestens eine Wickelflansch äußere Wickelflansche, wobei die äußeren Wickelflansche in den Zahnnuten des Statorzahns jeweils an dem Zahnkopf angeordnet sind. Bei typischen Ausführungsformen umfasst der mindestens eine Wickelflansch innere Wickelflansche, wobei die inneren Wickelflansche in den Zahnnuten des Statorzahns jeweils an dem Zahnfuß angeordnet sind. Typischerweise umfassen die äußeren Wickelflansche oder die inneren Wickelflansche jeweils einen axialen Steg zwischen den zwei Isolationskappen. Bei Ausführungsformen bilden die äußeren Wickelflansche oder die inneren Wickelflansche jeweils eine Stützfläche der Wickelkammer zum Abstützen des Drahtes in radialer Richtung.
In weiteren typischen Ausführungsformen umfasst der Wickelflansch einen äußeren Wickelflansch, welcher in einer der Zahnnuten des Statorzahns an dem Zahnkopf angeordnet ist oder einen inneren Wickelflansch, welcher in einer der Zahnnuten des Statorzahns an dem Zahnfuß angeordnet ist oder eine Kombination beider Wickelflansche.
Bei typischen Ausführungsformen sind die äußeren Wickelflansche und die inneren Wickelflansche in dem Mittelbereich des Grundkörpers räumlich getrennt voneinander ausgebildet, insbesondere in radialer Richtung getrennt voneinander. Insbesondere sind die äußeren Wickelflansche und die inneren Wickelflansche in dem Mittelbereich nicht über die Zahnflanken des Zahnstegs miteinander verbunden.
Typischerweise ist der Zahnsteg in dem axialen Mittelbereich zumindest teilweise von dem Isolationskörper unbedeckt. Insbesondere ist eine Zahnflankenfläche der Zahnflanken in dem Mittelbereich zu zumindest 70%, insbesondere zu zumindest 80%, zu zumindest 85% oder zu zumindest 90% von dem Isolationskörper unbedeckt. Typischerweise ist der Zahnsteg in dem axialen Mittelbereich in einem radialen Bereich der Drahtwicklungen des Drahts von dem Isolationskörper unbedeckt.
Bei typischen Ausführungsformen weist der von der Wickelkammer eingefasste Wickelraum in radialer Richtung eine Wickelraumbreite auf. Insbesondere kann die Wickelraumbreite durch den Abstand zwischen dem inneren Wickelflansch und dem äußeren Wickelflansch gegeben sein. Bei typischen Ausführungsformen ist die Wickelkammer, insbesondere die Wickelraumbreite, zur orthozyklischen Wicklung des Drahts des Statorzahns in der Wickelkammer eingerichtet. Insbesondere können ein äußerer Wickelflansch und ein innerer Wickelflansch in radialer Richtung derart beabstandet sein, dass in radialer Richtung wirkende Druckkräfte oder Verschiebungskräfte zwischen Drahtlagen des Drahts durch den äußeren Wickelflansch oder den inneren Wickelflansch abgestützt werden. Die Wickelraumbreite oder die jeweiligen radialen Dicken der äußeren Wickelflansche und der inneren Wickelflansche können insbesondere basierend auf einem Drahtdurchmesser des Drahts oder einer Dicke des Isolationsblatts bestimmt sein. Druckkräfte oder Verschiebungskräfte, welche insbesondere in radialer Richtung wirken, können beispielsweise während des Drahtwickelns durch den Drahtzug hervorgerufen werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein Verrutschen des Drahtes verhindert, oder ein orthozyklisches Wickelbild oder ein hoher Füllfaktor erreicht werden.
Bei typischen Ausführungsformen weist der Statorzahn ein Verhältnis aus einer axialen Statorzahnlänge des Statorzahn zu einem Statorzahndurchmesser des Statorzahns in Umfangsrichtung von mindestens 0,7, insbesondere von mindestens 0,9 oder von mindestens 1,2 auf. Insbesondere kann bei langen axialen Baulängen ein orthozyklisches Wickelbild verbessert sein. Bei weiteren typischen Ausführungsformen weist der Statorzahn ein Verhältnis kleiner als 0,7 auf.
Typischerweise umfassen die Isolationskappen, insbesondere der Kappenendteil oder der Flankenteil, eine Rillierung zur Drahtablage. Ein Rillierungsdurchmesser der Rillierung kann zumindest im Wesentlichen gleich einem Drahtdurchmesser des Drahts sein.
Typischerweise weist der Zahnkopf oder der Isolationskörper ein Kupplungselement auf, welches insbesondere eine mechanische Anbindung oder eine magnetische Anbindung an in Umfangsrichtung benachbarte Statorzähne bereitstellen kann. Das Kupplungselement kann einen Vorsprung oder eine Aussparung umfassen. Beispielsweise kann das Kupplungselement am Zahnkopf angeordnet sein. Das Kupplungselement kann eine in eine Umfangsrichtung ausgerichtete Kopfnut oder eine in die andere Umfangsrichtung ausgerichtete Kopffeder umfassen. Bei weiteren Ausführungsformen stoßen die Statorzähne des Stators in Umfangsrichtung stumpf aneinander. Insbesondere weisen die Statorzähne in Umfangsrichtung eine ebene Grenzfläche zu benachbarten Statorzähnen auf.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst der Isolationskörper an einer axialen Endseite Einfuhrschrägen zum Einführen des Drahts. Die Einfuhrschrägen können radial innen oder radial außen angeordnet sein. Typischerweise umfasst der Isolationskörper ein Verbindungsteil zum Positionieren des Grundkörpers bezüglich einer Platine des Stators. Der Isolationskörper kann Pins zur Drahtführung vor der Bewicklung des Statorzahns aufweisen.
Gemäß Ausführungsformen umfasst ein Elektromotor einen Stator nach hierin beschriebenen Ausführungsformen. Der Elektromotor kann insbesondere als gehäuseloser Motor, beispielsweise als Permanentmagnetsynchronmotor (PMSM) ausgeführt sein. Der Stator kann vergossen oder umspritzt sein. Insbesondere kann ein geringer Verschmutzungsgrad bereitgestellt werden oder eine geringe Kriechstrecke gewählt werden.
Typische Verfahren zum Herstellen von Statoren umfassen ein Ausbilden des Grundkörpers eines Stators. Typischerweise umfasst das Ausbilden des Grundkörpers ein Stanzen von Blechlamellen des Grundkörpers. Das Stanzen umfasst typischerweise ein Stanzen erster Blechlamellen mit einem ersten Querschnitt unter Verwendung eines ersten Stanzwerkzeugs und ein Stanzen zweiter Blechlamellen mit einem zweiten Querschnitt unter Verwendung eines zweiten Stanzwerkzeugs. Bei Ausführungsformen umfasst das Ausbilden des Grundkörpers ein axiales Stapeln der ersten Blechlamellen in einem axialen Mittelbereich des Grundkörpers und der zweiten Blechlamellen in den axialen Endbereichen des Grundkörpers. Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Ausbilden des Grundkörpers ein Verbinden der ersten Blechlamellen und der zweiten Blechlamellen zu einem Blechpaket des Grundkörpers. Die ersten Blechlamellen und die zweiten Blechlamellen können beispielsweise unter Verwendung von Backlack, durch Schweißen oder durch Stanzpakettieren zu dem Blechpaket verbunden werden. In weiteren Ausführungsformen werden die ersten Blechlamellen und die zweiten Blechlamellen des Grundkörpers durch das Umspritzen des Grundkörpers mit einem Spritzgusswerkzeug miteinander verbunden.
Typischerweise umfasst das Umspritzen des Grundkörpers ein Positionieren des Grundkörpers in einem Spritzgusswerkzeug. Typischerweise spart das Spritzgusswerkzeug die Zahnflanken des Zahnstegs in dem Mittelbereich zumindest teilweise aus. Typischerweise wird der Isolationskörper durch Umspritzen des Grundkörper mit Kunststoff ausgebildet, insbesondere in einem einzelnen Spritzgussprozess. Typischerweise ist der Isolationskörper einstückig hergestellt. Insbesondere sind die Isolationskappen und der mindestens eine Wickelflansch miteinander verbunden. Insbesondere sind die Isolationskappen und der mindestens eine Wickelflansch unmittelbar verbunden. Typischerweise ist das Spritzgusswerkzeug dazu eingerichtet, einen Isolationskörper mit einer Wickelraumbreite zur orthozyklischen Wicklung eines Drahts des Statorzahns bereitzustellen.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Anordnen eines Isolationsblatts in einer Wickelkammer des Statorzahns. Insbesondere kann das Isolationsblatt in die Wickelkammer geklebt werden. Typischerweise wird das Isolationsblatt derart angeordnet, dass eine Kante des Isolationsblatts in axialer Richtung an einen Absatz der Isolationskappe anschlägt.
Typische Verfahren umfassen ein Bewickeln des Statorzahns mit einem Draht. Typischerweise wird der Statorzahn orthozyklisch mit dem Draht bewickelt. Insbesondere stützt sich der Draht gegen radial wirkende Druckkräfte oder Verschiebekräfte an einem äußeren Wickelflansch oder an einem inneren Wickelflansch des Isolationskörpers ab.
Bei typischen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ein Schließen des Isolationsblatts um den Draht, insbesondere um einen in der Wickelkammer angeordneten, axial ausgerichteten Teil des Drahts. Insbesondere kann das Schließen ein Verkleben eines ersten Teils des Isolationsblatts mit einem zweiten Teil des Isolationsblatts umfassen.
Typische Verfahren umfassen ein Ausbilden eines weiteren Grundkörpers für einen weiteren Statorzahn eines weiteren Stators, wobei die Querschnitte der Blechlamellen des Grundkörpers und weitere Querschnitte von weiteren Blechlamellen des weiteren Grundkörpers identisch sind. Typischerweise umfasst das Ausbilden des weiteren Grundkörpers ein Stanzen der weiteren Blechlamellen unter Verwendung des ersten Stanzwerkzeugs oder des zweiten Stanzwerkzeugs. Insbesondere können weitere erste Blechlamellen der weiteren Blechlamellen mit dem ersten Querschnitt unter Verwendung des ersten Stanzwerkzeugs und weitere zweite Blechlamellen der weiteren Blechlamellen mit dem zweiten Querschnitt unter Verwendung des zweiten Stanzwerkzeugs gestanzt werden.
Typischerweise umfasst das Verfahren ein Umspritzen des weiteren Grundkörpers mit einem weiteren Spritzgusswerkzeug zum Ausbilden eines weiteren Isolationskörpers, wobei das Spritzgusswerkzeug und das weitere Spritzgusswerkzeug unterschiedlich sind.
Typischerweise ist das weitere Spritzgusswerkzeug dazu eingerichtet, den weiteren Isolationskörper mit einer weiteren Wickelraumbreite zur orthozyklischen Wicklung eines weiteren Drahts des weiteren Statorzahns bereitzustellen, wobei der weitere Draht und der Draht unterschiedlich sind. Typischerweise ist ein Drahtdurchmesser des Drahts und ein weiterer Drahtdurchmesser des weiteren Drahts unterschiedlich, insbesondere gibt es kein gemeinsames Vielfaches der Drahtdurchmesser. Typischerweise sind die Wickelraumbreite und die weitere Wickelraumbreite unterschiedlich. Typische Verfahren umfassen ein Anordnen eines weiteren Isolationsblattes. Typischerweise umfasst das Verfahren ein Bewickeln des weiteren Statorzahns mit dem weiteren Draht.
Typische Ausführungsformen können den Vorteil bieten, dass unterschiedliche Statoren unter Verwendung der gleichen Stanzwerkzeuge hergestellt werden können. Insbesondere können unterschiedliche Statoren hergestellt werden, wobei unterschiedliche Wickelflansche eine orthozyklische Wicklung der jeweiligen Drähte stützen.
Typische Ausführungsformen des Stators können gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil bieten, dass der Stator einen hohen Füllfaktor oder eine hohe Dauerleistung aufweisen kann oder anwendungsspezifischer bezüglich der Motorcharakteristik aufgebaut werden kann. Typische Statoren können besonders raumsparend gebaut werden. Ein Vorteil kann sein, dass normative Anforderungen an Kriechstrecken eingehalten werden können, insbesondere für mittlere oder hohe Spannungen. Typische Statoren können eine hohe Stabilität oder Steifigkeit des Isolationskörpers aufweisen. Insbesondere können typische Statoren mit starkem Drahtzug gewickelt werden. Wickelkräfte können besser von den Statorzähnen an den Umlenkpunkten aufgenommen werden. Beispielsweise können Statorzähne mit langen Baulängen oder dicken Drähten bewickelt werden. Typische Statoren können den Vorteil bieten, dass eine Wicklung, insbesondere eine orthozyklische Wicklung, über eine axiale Erstreckung der Wickelkammer gestützt werden kann. Weiterhin können typische Ausführungsformen den Vorteil bieten, dass eine gute Wärmeübertragung zwischen dem Isolationskörper und dem Grundkörper bereitgestellt werden kann. Typische Statoren können eine geringe Teileanzahl aufweisen, eine einfache Montage erlauben oder eine kostengünstige Herstellung von Statoren ermöglichen.
Figurenliste
Weitere Vorteile und Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, wobei die Figuren zeigen:

1A-1D zeigen schematische Ansichten eines Grundkörpers und eines Isolationskörpers gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen;
2 zeigt eine isometrische Ansicht eines Ausschnitts eines Grundkörpers gemäß einer weiteren Ausführungsform;
3A-3C zeigen schematische Ansichten eines typischen Statorzahns;
4A-4C zeigen schematische Ansichten eines bewickelten Statorzahns;
5A-5B zeigen schematische Schnittansichten eines typischen Stators; und
6 zeigt schematisch ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden typische Ausführungsformen anhand der Figuren beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt ist, vielmehr wird der Umfang der Erfindung durch die Ansprüche bestimmt.
Bei der Beschreibung der Figuren werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet. Teilweise werden Merkmale, welche bereits im Zusammenhang mit anderen Figuren beschrieben wurden, der Übersichtlichkeit halber nicht nochmals beschrieben. Teilweise sind in den Figuren mehrfach abgebildete Merkmale der Übersichtlichkeit halber nur einfach mit Bezugszeichen versehen, beispielsweise erste Blechlamellen in 4B (Bezugszeichen 37).
1A zeigt eine schematische isometrische Ansicht eines Grundkörpers 11 und eines durch Umspritzen des Grundkörpers 11 einstückig hergestellten Isolationskörpers 41 eines Statorzahns gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen. Im Folgenden werden der Grundkörper 11 und der Isolationskörper 41 zusammen mit den isometrischen Darstellungen der 1 B, welche lediglich den Grundkörper 11 zeigt, und der 1C, welche lediglich den an den Grundkörper angespritzten Isolationskörper 41 zeigt (Grundkörper ausgeblendet), beschrieben. Wie in 1A gezeigt, ist der Grundkörper 11 axial bezüglich einer Achse 3 des Stators ausgerichtet. Typischerweise ist eine Mehrzahl an Statorzähnen in Umfangsrichtung um die Achse 3 angeordnet. Der Grundkörper 11 umfasst einen radial außen liegenden Zahnkopf 21, einen radial innen liegenden Zahnfuß 27 und einen den Zahnkopf 21 und den Zahnfuß 27 in radialer Richtung 5 bezüglich der Achse 3 verbindenden Zahnsteg 31 (1 B).
Der Isolationskörper 41 umfasst zwei Isolationskappen 43, welche den Grundkörper 11 in axialen Endbereichen 13 an dem Zahnsteg 31 umgreifen. Der Isolationskörper 41 umfasst zwei äußere Wickelflansche 45 und zwei innere Wickelflansche 47. Die äußeren Wickelflansche 45 und inneren Wickelflansche 47 verbinden jeweils die zwei Isolationskappen 43 in axialer Richtung. Die äußeren Wickelflansche 45 sind in axial ausgerichteten Zahnnuten des Grundkörpers 11 radial außen an dem Zahnkopf 21 angeordnet. Die inneren Wickelflansche 47 sind in den Zahnnuten radial innen an dem Zahnfuß 27 angeordnet. Wie in 1A dargestellt, umfassen der Grundkörper 11 und der Isolationskörper 41 eine Kopfnut 23 und eine Kopffeder 24 zur mechanischen und magnetischen Verbindung des Statorzahns in Umfangsrichtung mit benachbarten Statorzähnen des Stators.
Der Grundkörper 11 weist an den Übergängen von den Endbereichen 13 zu einem Mittelbereich 15 jeweils eine Querschnittsänderung 17 auf. In 1 B weist der Grundkörper 11 eine Stufe in axialer Richtung, insbesondere eine Zahnstegstufe 33 in dem Zahnsteg 31 auf. Die Isolationskappen 43 umgreifen den Zahnsteg 31 in axialer Richtung bis zu der Zahnstegstufe 33. In dem Mittelbereich 15 ist eine Zahnflanke 32 des Zahnstegs 31 im Wesentlichen unbedeckt von dem Isolationskörper 41. Axial ausgerichtete Flanken 44 der Isolationskappen 43 in den Endbereichen 13 sind flächenbündig mit den Zahnflanken 32 des Zahnstegs im Mittelbereich 15 ausgebildet. Wie in der Frontansicht der 1D dargestellt, stellen der Grundkörper 11 und der Isolationskörper 41 in den Zahnnuten axial ausgerichtete Wickelkammern 19 bereit, insbesondere zur Aufnahme eines Drahts und eines jeweiligen Isolationsblattes. Gemäß Ausführungsformen können besonders geräumige Wickelkammern 19 mit einem großen bewickelbaren Nutquerschnitt bereitgestellt werden.
2 zeigt eine isometrische Ansicht eines Grundkörpers 11 gemäß einer weiteren typischen Ausführungsform, wobei eine Querschnittsänderung 17 des Grundkörpers 11 eine Zahnstegstufe 33 im Zahnsteg, eine Zahnkopfstufe 25 im Zahnkopf 21 und eine Zahnfußstufe 29 im Zahnfuß 27 umfasst.
3A zeigt eine Ansicht eines typischen Statorzahns 1 mit einem Grundkörper 11, einem Isolationskörper 41 und in die Wickelkammern eingelegten Isolationsblättern 61. Der Übersichtlichkeit halber ist ein Draht des Statorzahns 1 ausgeblendet. 3B zeigt einen axialen Schnitt durch den Statorzahns 1 der 3A auf radialer Höhe des Zahnstegs mit Sicht nach radial außen hin. 3C zeigt einen vergrößerten Ausschnitt 69 der 3B. Wie in den 3B und 3C dargestellt, ist der Grundkörper 11 in dem Mittelbereich aus ersten Blechlamellen 37 und in den Endbereichen aus zweiten Blechlamellen 39 zu einem Blechpaket gestapelt. Die ersten Blechlamellen 37 sind in Umfangsrichtung am Zahnsteg breiter ausgebildet als die zweiten Blechlamellen 39. An den Übergangen zwischen den ersten Blechlamellen 37 und den zweiten Blechlamellen 39 ist jeweils eine Zahnstegstufe 33 ausgebildet.
Die Isolationskappen 43 umfassen jeweils einen Kappenendteil 49 an den axialen Enden des Zahnstegs und je Zahnnut einen axial ausgerichteten Flankenteil 50. Der Kappenendteil 49 weist in einem Drahtumlenkbereich eine Rillierung 52 zur Drahtablage auf. Der Flankenteil 50 weist eine Flanke 44 auf, welche an der Zahnstegstufe 33 flächenbündig an die Zahnflanke 32 des Zahnstegs im Mittelbereich angrenzt. Insbesondere bilden die Zahnflanke 32 und die Flanke 44 eine ebene Anlagefläche für das Isolationsblatt 61. Eine Stufentiefe 34 der Zahnstegstufe 33 in Umfangsrichtung ist größer als eine Dicke des Isolationsblattes 61. Eine axiale Länge 35 der Endbereiche oder der Flankenteile 50 ist größer als eine Kriechstrecke des Stators.
Ein Isolationsblatt 61 liegt in einer Wickelkammer an dem äußeren Wickelflansch und an dem inneren Wickelflansch, an der Zahnflanke 32 und an der Flanke 44 an. Ein Absatz 51 der Isolationskappe 43 stellt einen axialen Anschlag für das Isolationsblatt 61 bereit. Eine Tiefe 53 des Absatzes 51 in Umfangsrichtung ist zumindest im Wesentlichen gleich der Dicke des Isolationsblattes 61. Insbesondere grenzt an dem Absatz 51 eine erste Drahtauflagefläche des Isolationskörpers flächenbündig an eine zweite Drahtauflagefläche des Isolationsblattes 61.
4A zeigt eine schematische axiale Schnittansicht eines Statorzahns 1 mit einem um den Zahnsteg 31 und die Isolationskappen 43 gewickelten Draht 65. 4B zeigt einen Schnitt quer zur Achse des Stators entlang einer in 4A dargestellten ersten Schnittfläche 71 durch eine zweite Blechlamelle 39, 4C einen Schnitt entlang einer zweiten Schnittfläche 73 durch eine erste Blechlamelle 37. Wie in 4B dargestellt, überlappen in dem Endbereich zwischen dem Draht 65 und dem Zahnsteg 31 zumindest teilweise das Isolationsblatt 61 und der Flankenteil 50 der Isolationskappe. Der axiale Teilbereich, in welchem das Isolationsblatt 61 und der Flankenteil 50 überlappen, entspricht in den 4A-4C dem Endbereich des Grundkörpers. Wie in 4C dargestellt, liegt das Isolationsblatt 61 im Mittelbereich des Grundkörpers direkt an der Zahnflanke 32 des Zahnstegs 31 an.
Wie in den 4B und 4C dargestellt, sind die äußeren Wickelflansche 45 und die inneren Wickelflansche 47 für eine orthozyklische Wicklung des Drahts 65 eingerichtet. Insbesondere ist eine Wickelraumbreite 55 des von dem äußeren Wickelflansch 45 und dem inneren Wickelflansche 47 in radialer Richtung begrenzten Wickelraums zur orthozyklischen Wicklung eingerichtet. Während des Bewickelns des Statorzahns 1 mit dem Draht 65 drücken jeweilige zusätzliche Lagen des Drahts 65 aufgrund des Drahtzuges in Richtung des Zahnstegs 31. Druckkräfte und Verschiebekräfte auf darunterliegende Drahtlagen des Drahts 65 wirken insbesondere in Umfangsrichtung und in radialer Richtung. Zur orthozyklischen Wicklung eingerichtete äußere Wickelflansche und innere Wickelflansche gemäß Ausführungsformen können insbesondere die in radialer Richtung wirkenden Druckkräfte und Verschiebekräfte der Wickelkammer abstützen. Ausführungsformen können beispielsweise ein Verschieben des Drahts 65 gegen das orthozyklische Wicklungsbild reduzieren oder verhindern.
5A zeigt eine schematische Schnittansicht eines Stators 10 mit einer Mehrzahl an Statorzähnen 1, beispielsweise mit 24 Statorzähnen 1. 5B zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der 5A. Die Schnittebene der Darstellungen der 5A und 5B verläuft im Mittelbereich der Grundkörper 11 senkrecht zur Achse 3 des Stators 10, beispielsweise entlang der in 4A dargestellten zweiten Schnittfläche 73. Die Statorzähne 1 sind in Umfangsrichtung um die Achse 3 aneinandergereiht. Insbesondere umfassen die Statorzähne 1 jeweils eine Kopffeder 23 und eine Kopfnut 24 zum Ausbilden einer Nut-Feder Verbindung zu in Umfangsrichtung benachbarten Statorzähnen 1. In weiteren typischen Ausführungsformen kann auf die Verbindungselemente verzichtet werden oder es können andere Verbindungselemente zum Einsatz kommen. Die Drähte 65 der Statorzähne 1 sind jeweils in Umfangsrichtung durch die Isolationsblätter 61 gegen benachbarte Drähte benachbarter Statorzähne isoliert. Der Stator 10 der 5A und 5B ist in Kunststoff oder anderen Vergussmassen vergossen, insbesondere zur mechanischen Stabilisierung des Stators 10. In weiteren typischen Ausführungsformen kann der Stator zusätzlich oder alternativ mit einem Gehäuse umgeben sein.
6 zeigt ein schematisches Flussdiagramm eines typischen Verfahrens 100 zum Herstellen von Statoren für Elektromotoren. Das Verfahren 100 umfasst ein Ausbilden eines Grundkörpers. Bei 110 umfasst das Ausbilden ein Stanzen erster Blechlamellen mit einem ersten Querschnitt unter Verwendung eines ersten Stanzwerkzeugs und ein Stanzen zweiter Blechlamellen mit einem von dem ersten Querschnitt verschiedenen, zweiten Querschnitt unter Verwendung eines zweiten Stanzwerkzeugs. Bei 120 umfasst das Ausbilden des Grundkörpers ein axiales Stapeln und Verbinden der ersten Blechlamellen in einem axialen Mittelbereich des Grundkörpers und der zweiten Blechlamellen in axialen Endbereichen des Grundkörpers zu einem Blechpaket des Grundkörpers.
Bei 130 umfasst das Verfahren 100 ein Umspritzen des Grundkörpers mit Kunststoff zum Ausbilden eines an den Grundkörper angespritzten, einstückigen Isolationskörpers gemäß hierin beschriebenen Ausführungsformen. Das Umspritzen erfolgt in einem einzelnen Spritzgussprozess unter Verwendung eines Spritzgusswerkzeugs. Das Verfahren 100 umfasst bei 140 ein Einlegen jeweils eines Isolationsblattes in die von dem Grundkörper und dem Isolationskörper gebildeten Wickelkammern. Bei 150 umfasst das Verfahren 100 ein Bewickeln des Statorzahns mit einem Draht, wobei die äußeren Wickelflansche und inneren Wickelflansche eine orthozyklische Wicklung des Drahts abstützen. Bei 160 werden die Isolationsblätter jeweils um den Draht geschlossen und mit sich selbst verklebt.
Bei 170 kann das Verfahren 100 ein Herstellen eines weiteren Statorzahns mit einem weiteren Grundkörper, einem weiteren Isolationskörper, einem weiteren Isolationsblatt und einem weiteren Draht gemäß Blöcken 110-160 umfassen, wobei weitere erste Blechlamellen unter Verwendung des ersten Stanzwerkzeugs und weitere zweite Blechlamellen unter Verwendung des zweiten Stanzwerkzeugs gestanzt werden, und wobei das Umspritzen unter Verwendung eines weiteren Spritzgusswerkzeugs erfolgt. Das weitere Spritzgusswerkzeug ist insbesondere zum Ausbilden von weiteren äußeren Wickelflanschen und weiteren inneren Wickelflanschen eingerichtet, welche zur orthozyklischen Wicklung des weiteren Drahts eingerichtet sind. Insbesondere kann ein weiterer Statorzahn mit orthozyklischer Wicklung ohne eine Verwendung weiterer kostspieliger Stanzwerkzeuge hergestellt werden.

Claims

Stator für einen Elektromotor mit einem Statorzahn (1), wobei der Statorzahn (1) umfasst: - einen Grundkörper (11) mit einem Zahnkopf (21), einem Zahnfuß (27) und einem den Zahnkopf (21) mit dem Zahnfuß (27) verbindenden Zahnsteg (31), wobei der Grundkörper (11) einen axialen Mittelbereich (15) und an den beiden axialen Enden des Grundkörpers (11) jeweils einen an den Mittelbereich (15) anschließenden axialen Endbereich (13) aufweist, und - einen einstückigen Isolationskörper (41) mit zwei Isolationskappen (43), welche jeweils den Zahnsteg (31) an einem der beiden axialen Endbereiche (13) umgreifen, und mindestens einem Wickelflansch, welcher die zwei Isolationskappen (43) in axialer Richtung miteinander verbindet, wobei der Zahnsteg (31) in dem axialen Mittelbereich (15) zumindest teilweise von dem Isolationskörper (41) unbedeckt ist, und wobei der Grundkörper (11) jeweils auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich (15) zu dem jeweiligen Endbereich (13) in axialer Richtung eine Querschnittsänderung (17) aufweist.
Stator nach Anspruch 1, wobei die Querschnittsänderungen (17) jeweils mindestens eine Stufe von dem Endbereich (13) des Grundkörpers (11) zu dem Mittelbereich (15) umfassen, wobei die mindestens eine Stufe eine in dem Zahnsteg (31) ausgebildete Zahnstegstufe (33) umfasst.
Stator nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Stufe eine in dem Zahnkopf (21) ausgebildete Zahnkopfstufe (25) und/oder eine in dem Zahnfuß (27) ausgebildete Zahnfußstufe (29) umfasst.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zahnsteg (31) in dem Mittelbereich (15) in Umfangsrichtung um die Achse (3) des Stators breiter ausgebildet ist als in den Endbereichen (13).
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Wickelflansch äußere Wickelflansche (45) umfasst, wobei die äußeren Wickelflansche (45) in Zahnnuten des Statorzahns (1) jeweils an dem Zahnkopf (21) angeordnet sind; und/oder wobei der mindestens eine Wickelflansch innere Wickelflansche (47) umfasst, wobei die inneren Wickelflansche (47) in Zahnnuten des Statorzahns (1) jeweils an dem Zahnfuß (27) angeordnet sind.
Stator nach Anspruch 5, wobei die äußeren Wickelflansche (45) und die inneren Wickelflansche (47) in dem Mittelbereich (15) des Grundkörpers (11) räumlich getrennt voneinander ausgebildet sind.
Stator nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei die äußeren Wickelflansche (45) und/oder die inneren Wickelflansche (47) jeweils einen axialen Steg zwischen den zwei Isolationskappen (43) umfassen.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolationskörper (41) als Spritzgussteil hergestellt ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Statorzahn (1) einen um den Zahnsteg (31) gewickelten Draht (65) und ein den Draht (65) teilweise umhüllendes Isolationsblatt (61) umfasst, wobei die zwei Isolationskappen (43) jeweils teilweise zwischen dem Draht (65) und dem Zahnsteg (31) mit dem Isolationsblatt (61) überlappen.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei axial ausgerichtete Flanken (44) der Isolationskappen (43) in axialer Richtung jeweils einen Absatz (51) aufweisen, wobei der Absatz (51) einen axialen Anschlag für ein Isolationsblatt (61) ausbildet.
Stator nach Anspruch 10, wobei eine Tiefe (53) des Absatzes (51) in Umfangsrichtung zumindest im Wesentlichen gleich der Dicke des Isolationsblattes (61) ist.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (11) erste Blechlamellen (37) mit einem ersten Querschnitt und zweite Blechlamellen (39) mit einem von dem ersten Querschnitt verschiedenen, zweiten Querschnitt umfasst, wobei die ersten Blechlamellen (37) in dem Mittelbereich (15) und die zweiten Blechlamellen (39) in den Endbereichen (13) in axialer Richtung aufgereiht sind.
Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei axial ausgerichtete Flanken (44) der Isolationskappen (43) auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich (15) zu dem jeweiligen Endbereich (13) zumindest im Wesentlichen flächenbündig an Zahnflanken (32) des Zahnstegs (31) angrenzen.
Verfahren (100) zum Herstellen von Statoren für Elektromotoren, insbesondere eines Stators nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit - Ausbilden eines Grundkörpers für einen Statorzahn eines Stators, wobei der Grundkörper einen Zahnkopf, einen Zahnfuß und einen den Zahnkopf mit dem Zahnfuß verbindenden Zahnsteg aufweist, und wobei der Grundkörper einen axialen Mittelbereich und an den beiden axialen Enden des Grundkörpers jeweils einen an den Mittelbereich anschließenden axialen Endbereich aufweist, wobei der Grundkörper jeweils auf der axialen Höhe des Übergangs von dem Mittelbereich zu dem jeweiligen Endbereich in axialer Richtung eine Querschnittsänderung aufweist; und - Umspritzen des Grundkörpers mit einem Spritzgusswerkzeug zum Ausbilden eines einstückigen Isolationskörpers mit zwei Isolationskappen, welche jeweils den Zahnsteg an einem der beiden axialen Endbereiche umgreifen, und mindestens einem Wickelflansch, welcher die zwei Isolationskappen in axialer Richtung miteinander verbindet.
Verfahren (100) nach Anspruch 14, mit - Ausbilden eines weiteren Grundkörpers für einen weiteren Statorzahn eines weiteren Stators, wobei die Querschnitte von Blechlamellen des Grundkörpers und weitere Querschnitte von weiteren Blechlamellen des weiteren Grundkörpers identisch sind, und - Umspritzen des weiteren Grundkörpers mit einem weiteren Spritzgusswerkzeug zum Ausbilden eines weiteren Isolationskörpers, wobei das Spritzgusswerkzeug und das weitere Spritzgusswerkzeug unterschiedlich sind.