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Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
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Die
DE 10 2004 038 723 A1 zeigt eine Wicklung, bei der ein Litzenleiter zum Teil isolierte Einzellitzen und zum Teil unisolierte Einzellitzen aufweist.
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Die
DE 10 2016 221 810 A1 zeigt eine Spulenanordnung mit einer Leiterwindung mit zwei Leiterzweigen, welche Leiterzweige als verpresste und mit einem gehärteten Füllmittel in eine stabile Form gebrachte Litzenleiter mit einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Einzeldrähten ausgebildet sind.
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Die
DE 10 2017 125 887 A1 zeigt ein Verfahren zum Herstellen von Litzen, bei dem eine Isolierschicht auf Leitungen aufgebracht wird, die isolierten Leitungen vereinzelt werden, die Isolierschicht von den vereinzelten Leitungen entlang einer Teillänge der Leitungen entfernt wird und die Leitungen zur Bildung einer Litze zusammengeführt werden.
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Die
EP 3 096 440 A1 zeigt eine Herstellungsmethode für eine beschichtete Anordnung aus leitenden Drähten, bei der ein Leitungsdrahtaufbau durch Drillverformen eines Leitungsdrahtbündels in unterschiedliche Drillrichtungen ausgebildet wird.
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Die
US 2016 / 329 770 A1 zeigt einen isolierten Draht, bei dem ein Leiter mit mindestens einer Schicht eines isolierenden Materials beschichtet ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Statoranordnung und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und den Gegenstand des Anspruchs 10.
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Eine Statoranordnung für eine Elektromaschine weist ein Blechpaket und eine Wicklungsanordnung auf, welches Blechpaket Nuten aufweist, eine Längsachse definiert und eine erste axiale Seite und eine zur ersten axialen Seite entgegengesetzte zweite axiale Seite aufweist, welche Wicklungsanordnung Wicklungen aufweist, welche Wicklungen Wicklungselemente aufweisen, welche Wicklungselemente einen Litzenleiter, ein erstes Kunststoffformteil und ein zweites Kunststoffformteil aufweisen, welcher Litzenleiter eine Mehrzahl von Einzeldrähten aufweist, welche Wicklungselemente derart geformt sind, dass sie einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel, einen Verbindungsabschnitt, einen ersten Endbereich und einen zweiten Endbereich aufweisen, welcher erste Endbereich und zweite Endbereich auf der ersten axialen Seite angeordnet sind, welcher erste Endbereich mit dem ersten Schenkel verbunden ist, welcher zweite Endbereich mit dem zweiten Schenkel verbunden ist, welcher erste Schenkel und zweite Schenkel sich jeweils durch eine zugeordnete Nut des Blechpakets erstrecken und auf der zweiten axialen Seite über den Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, welcher Litzenleiter in einem ersten Litzenleiterabschnitt in das erste Kunststoffformteil eingebettet ist, welcher Litzenleiter in einem zweiten Litzenleiterabschnitt in das zweite Kunststoffformteil eingebettet ist, welches erste Kunststoffformteil vom zweiten Kunststoffformteil beabstandet ist, welches erste Kunststoffformteil zumindest teilweise im Bereich der dem ersten Schenkel zugeordneten Nut angeordnet ist, und welches zweite Kunststoffformteil zumindest teilweise im Bereich der dem zweiten Schenkel zugeordneten Nut angeordnet ist.
Das Vorsehen der Kunststoffteile, in denen der Litzenleiter eingebettet ist, im Bereich der Nuten des Blechpakets führt zu einer stabilen Ausgestaltung, einer vorteilhaften Positionierung der Einzeldrähte und ermöglicht eine vorgegebenen Isolation zwischen dem Litzenleiter und dem Blechpaket.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Kunststoffformteil vom ersten Endbereich beabstandet, und das zweite Kunststoffformteil ist vom zweiten Endbereich beabstandet. Der Litzenleiter ragt also an den Endbereichen aus dem Kunststoffformteil heraus, und dies erleichtert die Herstellung und Kontaktierung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste Kunststoffformteil und das zweite Kunststoffformteil jeweils zumindest teilweise in Kontakt mit dem Blechpaket. Da die Kunststoffformteile eine Isolierung ermöglichen, können sie in Kontakt mit dem Blechpaket sein. Es ist insbesondere vorteilhaft, dass kein Nutisolationspapier erforderlich ist, um den Kontakt zu verhindern.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Litzenleiter zumindest abschnittsweise eine viereckige Grundform auf, bevorzugt eine rechteckige Grundform. Eine solche Grundform ermöglicht einen hohen Füllgrad der Statornut und damit einen größeren Wirkungsgrad.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen das erste Kunststoffformteil und das zweite Kunststoffformteil auf der Außenseite zumindest abschnittsweise einen viereckigem Querschnitt aufweisen, bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt. Die Einzeldrähte können hierdurch einen großen Bereich des Kunststoffformteils einnehmen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen das erste Kunststoffformteil und das zweite Kunststoffformteil mindestens einen Werkstoff auf aus der Werkstoffgruppe bestehend aus:
- - Polyamid,
- - Epoxidharz, und
- - faserverstärktes Epoxidharz.
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Dies sind vorteilhafte Werkstoffe, die stabil ausgebildet werden können und einen guten Wärmetransport ermöglichen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Einzeldrähte des Litzenleiters zumindest teilweise eine Isolationsbeschichtung auf. Bei höheren Frequenzen kann durch diese Maßnahme der elektrische Widerstand des Litzenleiters verringert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Statoranordnung eine Verschaltungsanordnung auf, welche Verschaltungsanordnung mindestens drei Wicklungsanschlüsse aufweist, zwischen welchen Wicklungsanschlüssen jeweils mindestens eine der Wicklungen verschaltet ist. Die Wicklungsanschlüsse können an eine Elektromaschinensteuerung bzw. an eine Endstufe angeschlossen werden, und es kann eine Bestromung der Wicklungsanordnung erfolgen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektromaschine eine Statoranordnung und eine Rotoranordnung auf, um als Motor oder als Generator nutzbar zu sein.
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Ein Verfahren zur Herstellung einer Statoranordnung weist die folgenden Schritte auf:
- A) Ein Litzenleiter mit einer Mehrzahl von Einzeldrähten wird abgelängt;
- B) der Litzenleiter wird zu einem Wicklungselement mit einem ersten Schenkel, einem zweiten Schenkel und einem Verbindungsabschnitt zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel umgeformt;
- C) die Enden des Litzenleiters werden kompaktiert;
- D) ein erstes Kunststoffformteil und ein zweites Kunststoffformteil werden derart am Litzenleiter angeformt, dass der Litzenleiter in einem ersten Litzenleiterabschnitt im ersten Kunststoffformteil eingebettet und in einem zweiten Litzenleiterabschnitt im zweiten Kunststoffformteil eingebettet ist, so dass das erste Kunststoffformteil zumindest teilweise im Bereich des ersten Schenkels des fertigen Wicklungselements angeordnet ist und das zweite Kunststoffformteil zumindest teilweise im Bereich des zweiten Schenkels des fertigen Wicklungselements angeordnet ist.
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Ein solcher Litzenleiter kann vorteilhaft zur Ausbildung der Statoranordnung verwendet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das erste Kunststoffformteil und das zweite Kunststoffformteil beabstandet voneinander am Litzenleiter angeformt. Dies ermöglicht die Ausbildung eines kompakteren Wickelkopfs auf der Seite des Verbindungsabschnitts.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das erste Kunststoffformteil und das zweite Kunststoffformteil durch ein Kunststoffspritzgussverfahren gebildet. Kunststoffspritzgussverfahren ermöglichen ein gutes Eindringen des Kunststoffs in den Litzenleiter hinein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt D) nach dem Schritt B) ausgeführt. Es ist hierdurch nach der Anbringung der Kunststoffformteile kein weiterer Umformungsvorgang zur Ausbildung der Schenkel erforderlich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt D) vor dem Schritt B) ausgeführt. Das Anbringen der Kunststoffformteile ist vor der Ausformung der Schenkel einfacher.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Litzenleiter vor dem Schritt D) zumindest bereichsweise am ersten Litzenleiterabschnitt und am zweiten Litzenleiterabschnitt zu einem viereckigen Querschnitt geformt, bevorzugt zu einem rechteckigen Querschnitt. Hierdurch kann der Füllgrad von viereckigen Nuten erhöht werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das erste Kunststoffformteil und das zweite Kunststoffformteil zumindest abschnittsweise mit einem rechteckigen Querschnitt geformt, bevorzugt mit einem viereckigen Querschnitt. Dies ermöglicht eine gute Ausnutzung des Querschnitts für die Einzeldrähte.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden das Wicklungselement mit dem ersten Schenkel in eine erste Nut eines Blechpakets und mit dem zweiten Schenkel in eine zweite Nut des Blechpakets eingeschoben. Die Schenkel lassen sich durch die Kunststoffformteile gut einschieben, und die Kunststoffformteile ermöglichen eine Isolierung zum Blechpaket hin.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Statoranordnung imprägniert. Die Wicklungsanordnung wird hierdurch stabiler, und es wird eine gute Wärmeabfuhr ermöglicht.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es zeigt:
- 1 in einer Draufsicht ein Wicklungselement mit einem Litzenleiter,
- 2 in einem Querschnitt eine Statoranordnung mit dem Wicklungselement von 1,
- 3 in einem Querschnitt einen Einzeldraht des Litzenleiters von 1,
- 4 in einer raumbildlichen Darstellung die Statoranordnung von 2 nach einem ersten Herstellungsschritt,
- 5 in einer raumbildlichen Darstellung die Statoranordnung von 4 nach einem zweiten Herstellungsschritt,
- 6 in einer raumbildlichen Darstellung die Statoranordnung von 4 nach einem dritten Herstellungsschritt,
- 7 in schematischer Darstellung eine Elektromaschine,
- 8 in schematischer Darstellung Verfahrensschritte zur Herstellung der Statoranordnung.
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Im Folgenden sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.
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1 zeigt ein Wicklungselement 40, welches für die Herstellung einer Statoranordnung (vgl. 4) genutzt werden kann. Das Wicklungselement 40 hat einen Litzenleiter 49, ein erstes Kunststoffformteil 71 und ein zweites Kunststoffformteil 72. Das Wicklungselement 40 ist derart geformt, dass es einen ersten Schenkel 47, einen zweiten Schenkel 48, einen Verbindungsabschnitt 43, einen ersten Endbereich 41 und einen zweiten Endbereich 42 aufweist. Der erste Endbereich 41 ist mit dem ersten Schenkel 47 verbunden, und der zweite Endbereich 42 ist mit dem zweiten Schenkel 48 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 43 verbindet den ersten Schenkel 47 mit dem zweiten Schenkel 48. Der Litzenleiter 49 ist in einem ersten Litzenleiterabschnitt 87 in das erste Kunststoffformteil 71 eingebettet, und in einem zweiten Litzenleiterabschnitt 88 ist er in das zweite Kunststoffformteil 72 eingebettet. Das erste Kunststoffformteil 71 ist vom zweiten Kunststoffformteil 72 beabstandet, es handelt sich also nicht um ein durchgehendes Kunststoffformteil.
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Bei dieser Form von Wicklungselementen 40 spricht man auch von sogenannten Hairpins.
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Das erste Kunststoffformteil 71 erstreckt sich bevorzugt nicht bis zum ersten Endbereich 41, und das zweite Kunststoffformteil 72 erstreckt sich bevorzugt nicht bis zum Endbereich 42. Anders ausgedrückt sind die Endbereiche 41, 42 zumindest teilweise frei von den Kunststoffformteilen 71, 72, und dies erleichtert die Kontaktierung der Endbereiche 41, 42.
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2 zeigt einen Querschnitt durch die Statoranordnung 20 mit dem Blechpaket 22, wobei das Wicklungselement 40 entlang der Schnittlinie II-II von 1 geschnitten ist. Das Blechpaket 22 hat eine Nut 25, durch die sich der Litzenleiter 49 erstreckt. Der Litzenleiter 49 weist eine Mehrzahl von Einzeldrähten 81 auf, es handelt sich also nicht um einen einzelnen Flachdraht.
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Der Litzenleiter 49 ist in das Kunststoffformteil 72 eingebettet, und die Einzeldrähte 81 sind zumindest teilweise von dem Kunststoffformteil 72 umgeben, im Ausführungsbeispiel sind sie zumindest abschnittsweise vollständig vom Kunststoffformteil 72 umgeben. Dies hat mehrere Vorteile:
- - Das Kunststoffformteil 72 kann eine elektrische Isolierung bilden, und hierdurch kann die Kurzschlussgefahr verringert werden, bspw. die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen dem Litzenleiter 49 und dem Blechpaket 22,
- - die Einzeldrähte 81 werden durch das Kunststoffformteil 72 relativ zueinander zumindest teilweise in Position gehalten, und die äußere Form des Litzenleiters 49 kann hierdurch festgelegt werden,
- - das Kunststoffformteil 72 erzeugt eine erhöhte Stabilität des Litzenleiters 49, und der Litzenleiter 49 kann hierdurch bei der Montage leicht und sicher in eine Nut der Statoranordnung eingeschoben werden, ohne abzuknicken,
- - Fertigungsungenauigkeiten bei der Herstellung des Litzenleiters 49 können durch das Kunststoffformteil 72 beseitigt werden, so dass eine hohe Genauigkeit und damit geringe Toleranzen der Außenform gegeben sind.
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Der Litzenleiter 49 hat in der Ausführungsform zumindest abschnittsweise eine rechteckige Grundform. Dies ist vorteilhaft, um einen hohen Füllgrad der Statornut zu erzielen. Zur Erlangung der gewünschten Grundform kann der bspw. anfangs runde Litzenleiter 49 durch einen Pressvorgang in eine rechteckige Grundform gebracht werden. Hierbei erfolgt bevorzugt auch eine Litzenverdichtung, die Einzeldrähte 81 werden also möglichst nah aneinander gepresst. Hierbei kann auch eine Verformung der Einzeldrähte 81 zur Erhöhung des Füllgrads erfolgen.
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Das Kunststoffformteil 72 hat auf der Außenseite bevorzugt zumindest abschnittsweise einen rechteckigen Querschnitt, und dies ermöglicht eine gute Ausnutzung rechteckförmiger Nuten. Für Nuten 25, die radial nach außen breiter werden, hat das Kunststoffformteil 72 bevorzugt eine viereckige Grundform, die nicht rechteckig sein muss.
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Das Kunststoffformteil 72 weist bevorzugt mindestens einen Werkstoff auf aus der Werkstoffgruppe bestehend aus:
- - Epoxidharz, und
- - faserverstärktes Epoxidharz.
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Diese Werkstoffe ermöglichen eine gute Formstabilität des Kunststoffformteils 72, und die Position der Einzeldrähte 81 zueinander kann durch diese Werkstoffe gut festgelegt werden. Zudem ermöglicht Epoxidharz einen besseren Wärmetransport als Luft.
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Das zweite Kunststoffformteil 72 ist bevorzugt zumindest teilweise in Kontakt mit dem Blechpaket 22. Man kann auch von einem unmittelbaren Kontakt sprechen.
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Das erste Kunststoffformteil 47 ist bevorzugt gleich aufgebaut wie das zweite Kunststoffformteil 48.
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3 zeigt einen Einzeldraht 81 im Querschnitt. Der Einzeldraht 81 ist bevorzugt auf seiner Außenseite mit einer Isolationsschicht 82 versehen, bspw. einer Lackschicht bzw. einem Drahtlack. Hierdurch wird eine leitende Verbindung zwischen den Einzeldrähten 81 im dargestellten Bereich verhindert. Dies ist nicht erforderlich wegen des Potenzialunterschieds, da die Einzeldrähte 81 eines Wicklungselements 40 jeweils in den Endbereichen 41, 42 mit dem gleichen Wicklungsanschluss verschaltet sind. Bei der Verwendung höherer Frequenzen kann hierdurch die auf Grund des Skin-Effekts für den Stromfluss besonders relevante äußere Fläche des Litzenleiters 49 vergrößert werden. Es kann auch nur ein Teil der Einzeldrähte 81 mit einer Isolationsschicht versehen werden.
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4 zeigt die Statoranordnung 20 mit dem Blechpaket 22 und einer Wicklungsanordnung 30. Das Blechpaket 22 kann zur Unterscheidung von einem ggf. vorhandenen Rotorblechpaket als Statorblechpaket bezeichnet werden. Das Blechpaket 22 weist die Nuten 25 auf, und es definiert eine Längsachse 12, eine erste axiale Seite 23 und eine zur ersten axialen Seite 23 entgegengesetzte zweite axiale Seite 24. Die Wicklungselemente 40 sind von der zweiten axialen Seite 24 her in das Blechpaket 22 eingeschoben, so dass jeweils der erste Endbereich 41 und der zweite Endbereich 42 auf der ersten axialen Seite 23 angeordnet sind. Die Verbindungsabschnitte 43 sind auf der zweiten axialen Seite 24 angeordnet und bilden dort einen Wickelkopf (auch Wicklungskopf genannt) 32, also einen axial über das Blechpaket 22 überstehenden Bereich der Wicklungsanordnung 30. Das erste Kunststoffformteil 71 und das zweite Kunststoffformteil 72 sind jeweils bevorzugt zumindest teilweise im Bereich der dem jeweiligen Schenkel 47, 48 zugeordneten Nut angeordnet. Hierdurch können sie eine elektrische Isolierung zwischen dem Litzenleiter 49 und dem Blechpaket 22 ermöglichen. Bei Blechpaketen 22 sind üblicherweise die einzelnen Statorbleche mit einer Lackschicht versehen, um Wirbelströme innerhalb des Blechpakets 22 zu vermeiden oder zu verringern. Trotzdem kann es ohne eine Isolierung zwischen der Wicklungsanordnung 30 und dem Blechpaket 22 zu Kurzschlüssen kommen, und die Gefahr hierfür wird durch die Kunststoffformteile 71, 72 verringert. Nach dem Einschieben der Wicklungselemente 40 müssen weitere Schritte durchgeführt werden, um eine ordnungsgemäß verschaltete Wicklungsanordnung 30 zu bilden und Wicklungsanschlüsse vorzusehen.
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5 zeigt in schematischer Darstellung die Statoranordnung 20 nach einer Kontaktierung der ersten Endbereiche 41 und zweiten Endbereiche 42 mit ersten Endbereichen 41 oder zweiten Endbereichen 42 von anderen Wicklungselementen 40. Auf der ersten axialen Seite 23 ist hierdurch ein Wickelkopf 31 entstanden.
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6 zeigt in schematischer Darstellung eine Verschaltungsanordnung 50, welche mindestens drei Wicklungsanschlüsse 61, 62, 63 aufweist, zwischen welchen jeweils mindestens eine der Wicklungen 52 verschaltet ist. Die Verschaltungsanordnung 50 ist hierfür bevorzugt mit einem Teil der ersten Endbereiche 41 oder der zweiten Endbereiche 42 elektrisch verbunden.
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Derartige Verschaltungsanordnungen 50 können bspw. als Verschaltringe oder als Drahtanordnungen ausgebildet werden. Im Ergebnis hat man eine Statoranordnung 20 mit einem Blechpaket 22 und einer Wicklungsanordnung 30, bei der die Wicklungen 52 bspw. in Sternform oder in Dreiecksform verschaltet sind. Bei einer Verschaltung in Sternform kann der Sternpunkt über einen - nicht dargestellten - zusätzlichen Wicklungsanschluss verschaltet sein.
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Es ist vorteilhaft, die Verbindungsabschnitte 43 und die Endbereiche 41, 42 zumindest teilweise ohne ein Kunststoffformteil 71, 72 auszubilden, da hierdurch die Wickelköpfe 31, 32 auf der ersten axialen Seite 23 und auf der zweiten axialen Seite 24 kompakter ausgeführt werden können. Zudem ist eine ggf. notwendige Verformung im Bereich der Verbindungsabschnitte 43 oder der Endbereiche 41, 42 leichter möglich.
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7 zeigt in schematischer Darstellung eine Elektromaschine 10 mit einer Statoranordnung 20 und einer Rotoranordnung 14.
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8 zeigt in schematischer Darstellung ein Verfahren zur Herstellung der Statoranordnung 20 und insbesondere der Wicklungsanordnung 30.
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Das Verfahren beginnt im Verfahrensschritt S 100, und es sind zwei Varianten berücksichtigt, welche im speziellen Fall mit den Buchstaben A bzw. den Buchstaben B bezeichnet sind. Verfahrensschritte, die in beiden Varianten genutzt werden, sind ohne A bzw. B gekennzeichnet.
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Von S100 erfolgt ein Sprung 100 nach S101, und in diesem optionalen Verfahrensschritt wird der Litzenleiter 49, sofern er bspw. in einer Litzenleiterrolle angeliefert wird, gerichtet bzw. begradigt.
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Für die Variante A erfolgt von S101 ein Sprung 101A nach S102A. Das erste Kunststoffformteil 71 und das zweite Kunststoffformteil 72 werden am Litzenleiter 49 angeformt. Die Anformung kann beispielsweise durch ein KunststoffSpritzgussverfahren erfolgen.
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Anschließend erfolgt ein Sprung 102A zum Verfahrensschritt S104. In S104 wird der Litzenleiter 49 abgelängt, d. h. auf die gewünschte Länge geschnitten bzw. gekürzt.
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Die Erzeugung des ersten Kunststoffformteils 71 und des zweiten Kunststoffformteils 72 im Schritt S102A kann vor oder nach der Ablängung im Schritt S104 erfolgen.
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Es erfolgt ein Sprung 104 nach S106, und in S106 wird der Litzenleiter 49 zum Wicklungselement 40 mit einem ersten Schenkel 47, einem zweiten Schenkel 48 und einem Verbindungsabschnitt 43 zwischen dem ersten Schenkel 47 und dem zweiten Schenkel 48 umgeformt, insbesondere durch einen Biegevorgang. Bei der Variante A erfolgt die Umformung des Litzenleiters 49 also mit den bereits erzeugten Kunststoffformteilen 71, 72.
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Es folgt ein Sprung 106 zu S108, und dort werden bevorzugt der erste Endbereich 41 und der zweite Endbereich 42 zumindest bereichsweise kompaktiert. Bei der Kompaktierung werden die Einzeldrähte 81 des Litzenleiters 49 elektrisch miteinander verbunden, und dies ist insbesondere wichtig, wenn die Einzeldrähte 81 von einer Isolierschicht 82 umgeben sind. Durch die Kompaktierung kann sichergestellt werden, dass alle Einzeldrähte 81 für den Stromfluss durch die Wicklungsanordnung 30 genutzt werden. Bevorzugt wird bei der Kompaktierung eine ggf. vorhandene Isolationsschicht 82 entfernt, um einen guten elektrischen Kontakt zu ermöglichen. Anschließend kann bspw. eine Verlötung der Einzeldrähte 81 miteinander durch Eintauchen der Endbereiche 41, 42 in ein Lotbad erfolgen. Eine Entfernung der Isolationsschicht 82 vor dem Eintauchen in das Lot ist nicht zwingend erforderlich, da die Isolationsschicht 82 im Lotbad zerstört und entfernt wird.
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Es erfolgt ein Sprung 108A nach S114. Im Verfahrensschritt S114 werden die Wicklungselemente 40 in das Blechpaket 22 eingeführt. Hierzu wird im Schritt S112 das Blechpaket bereitgestellt, indem bspw. einzelne mit einer Lackschicht versehene Statorbleche zu einem Blechpaket 22 zusammengefügt werden und über den Übergang 112 dem Verfahrensschritt S114 zugeführt werden. Da die Kunststoffformteile 71, 72 am Wicklungselement 40 vorgesehen sind, ist keine zusätzliche Isolation zwischen dem Wicklungselement 40 und dem Blechpaket 22 erforderlich. Üblicherweise werden zur Isolation sogenannte Nutisolationspapiere eingesetzt, und diese können auf Grund der bereits vorhandenen Isolation durch die Kunststoffformteile 71, 72 entfallen.
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Es folgt ein Sprung 114 zum Verfahrensschritt S116, und in diesem Verfahrensschritt werden die Endbereiche 41, 42 aufgeweitet, um eine Kontaktierung zwischen den Endbereichen 41, 42 unterschiedlicher Wicklungselemente 40 oder eine Kontaktierung der Endbereiche 41, 42 mit einem der Wicklungsanschlüsse 61, 62, 63 zu ermöglichen. Dieser Vorgang wird auch als Twisten bezeichnet.
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Es erfolgt ein Sprung 116 nach S118, und dort werden die Endbereiche 41, 42 der Wicklungselemente 40 kontaktiert, bspw. mit Endbereichen 41, 42 anderer Wicklungselemente 40, mit den Wicklungsanschlüssen 61, 62, 63 oder allgemein mit einer Verschaltungsanordnung.
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Es erfolgt ein Sprung 118 nach S120, und in S120 wird die Statoranordnung 20 bevorzugt imprägniert. Die Imprägnierung der Wicklungsanordnung 30 erfolgt bspw. mit Epoxidharz, einem Lack oder einem anderen Kunststoff, und hierdurch kann zum einen eine Fixierung der Wicklungsanordnung 30 erzielt werden, und zum anderen wird die thermische Leitfähigkeit der Wicklungsanordnung 30 erhöht, da die thermische Leitfähigkeit von Luft schlechter ist als die von Epoxidharz.
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Ein Vorteil der Variante A ist, dass das Anbringen der Kunststoffkörper 71, 72 zu einem frühen Zeitpunkt erfolgt, zu dem der Litzenleiter 49 noch gerade ist. Dies erleichtert die Erzeugung der Kunststoffkörper.
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Im Folgenden wird die Variante B beschrieben, wobei nur auf die Unterschiede eingegangen wird.
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Bei der Variante B erfolgt von S101 direkt ein Sprung 101B nach S104, die Anbringung der Kunststoffformteile 71, 72 wird also noch nicht in diesem frühen Stadium durchgeführt.
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Im Schritt S108 erfolgt ein Sprung 108B zum Verfahrensschritt S11 0B, und in diesem Verfahrensschritt erfolgt die Erzeugung der Kunststoffformteile 71, 72. Die Kunststoffformteile 71, 72 werden also nach der Biegung bzw. Umformung des Litzenleiters 49 zum Wicklungselement 40 erzeugt. Dies hat den Vorteil, dass die Gefahr einer Rissbildung in den Kunststoffformteilen 71, 72 beim Biegen des Litzenleiters 49 verringert wird. Das Werkzeug zum Erzeugen der Kunststoffformteile 71, 72 ist jedoch komplizierter als bei der Variante A.
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Vom Schritt S110B erfolgt ein Sprung 110B nach S114, und das Verfahren wird wie bei der Variante A fortgesetzt.
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Die übrigen Schritte S101, S104, S106, S108, S112, S114, S116, S118, S120 können identisch bzw. ähnlich durchgeführt werden.
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Naturgemäß sind im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004038723 A1 [0002]
- DE 102016221810 A1 [0003]
- DE 102017125887 A1 [0004]
- EP 3096440 A1 [0005]
- US 2016/329770 A1 [0006]
