DE102021115421B3 - Method and device for producing a stator device for an electric machine, in particular for a drive machine of an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer Statoreinrichtung (1) für eine elektrische Maschine, insbesondere für eine Antriebsmaschine eines Elektrofahrzeugs, wobei die Statoreinrichtung (1) eine Blechpaketeinrichtung (2) und in Axialrichtung verlaufende Aufnahmenuten (12) zur Aufnahme von Wicklungselementen und einen Rotoraufnahmeraum (22) zur Aufnahme eines relativ zur Statoreinrichtung (1) drehbaren Rotors und eine Dichtmantelstruktur (4) zur kühlmitteldichten Abgrenzung der Aufnahmenuten (12) gegenüber dem Rotoraufnahmeraum (22) umfasst, wobei die Blechpaketeinrichtung (2) in einer Werkzeugeinrichtung (3) angeordnet wird und wobei die Werkzeugeinrichtung (3) Kernelemente (13) umfasst und wobei zwischen der Blechpaketeinrichtung (2) und den Kernelementen (13) gezielt Kavitäten (23) zur Ausformung einer Nutauskleidung (5) für die Aufnahmenuten (12) und zur Ausformung der Dichtmantelstruktur (4) ausgebildet werden und wobei ein Kunststoffwerkstoff unter Druck und Temperatur an einer axialen Stirnseite der Werkzeugeinrichtung (3) eingebracht wird und von dort sternartig nach radial außen zu Angusspunkten (16) verteilt und im Bereich der Angusspunkte (16) in eine axiale Richtung umgelenkt wird und wobei den Angusspunkten (16) jeweils wenigstens eine düsenartige Querschnittsverengung (26) zugeordnet ist.Method for producing a stator device (1) for an electrical machine, in particular for a drive motor of an electric vehicle, the stator device (1) having a laminated core device (2) and receiving grooves (12) running in the axial direction for receiving winding elements and a rotor receiving space (22) for Accommodating a rotor that can rotate relative to the stator device (1) and a sealing jacket structure (4) for coolant-tight delimitation of the receiving grooves (12) from the rotor receiving space (22), the laminated core device (2) being arranged in a tool device (3) and the tool device (3) comprises core elements (13) and cavities (23) for forming a groove lining (5) for the receiving grooves (12) and for forming the sealing jacket structure (4) are specifically formed between the laminated core device (2) and the core elements (13). and wherein a plastic material under pressure and temperature at an axial stir is introduced on the side of the tool device (3) and is distributed from there in a star-like pattern radially outwards to the sprue points (16) and is deflected in an axial direction in the region of the sprue points (16), and the sprue points (16) each have at least one nozzle-like cross-sectional constriction (26) assigned.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Statoreinrichtung für eine elektrische Maschine und insbesondere für eine Antriebsmaschine eines Elektrofahrzeugs und vorzugsweise Elektro-Pkws. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Herstellung einer Statoreinrichtung nach einem solchen Verfahren.The present invention relates to a method for producing a stator device for an electrical machine and in particular for a drive unit of an electric vehicle and preferably an electric car. The invention also relates to a device for producing a stator device using such a method.
Für Antriebsmaschinen werden oft direkt gekühlte Statoreinrichtungen eingesetzt, welche meist eine Blechpaketeinrichtung und in Axialrichtung verlaufende Aufnahmenuten zur Aufnahme von Wicklungselementen und einen Rotoraufnahmeraum zur Aufnahme eines relativ zu Statoreinrichtung drehbaren Rotors sowie eine Dichtmantelstruktur zur kühlmitteldichten Abgrenzung der Aufnahmenuten gegenüber dem Rotoraufnahmeraum aufweisen. Durch die Dichtmantelstruktur kann die Statoreinrichtung im Betrieb der elektrischen Maschine gekühlt werden, ohne dass Kühlmittel an den Rotor gelangt.Directly cooled stator devices are often used for drive machines, which usually have a laminated core device and receiving grooves running in the axial direction for receiving winding elements and a rotor receiving space for receiving a rotor that can rotate relative to the stator device, as well as a sealing jacket structure for coolant-tight delimitation of the receiving grooves from the rotor receiving space. Due to the sealing jacket structure, the stator device can be cooled during operation of the electrical machine without coolant reaching the rotor.
Im Stand der Technik sind Statoreinrichtungen bekannt geworden, bei denen die Dichtmantelstruktur durch ein sogenanntes Spaltrohr bereitgestellt wird. Das Spaltrohr und der Rotoraufnahmeraum werden passgenau zueinander ausgeführt und anschließend miteinander verpresst.In the prior art, stator devices have become known in which the sealing jacket structure is provided by what is known as a can. The can and the rotor receiving space are designed to fit one another and are then pressed together.
Zudem ist bei entsprechend kleinen bzw. kompakten Motoren bekannt geworden, die Dichtmantelstruktur durch Anfügen eines Kunststoffwerkstoffs an die Blechpaketeinrichtung herzustellen. Beispielsweise wird die Blechpaketeinrichtung dazu in eine Werkzeugeinrichtung eingelegt und mit dem Kunststoffwerkstoff umspritzt. Das bietet eine insgesamt wirtschaftliche Fertigung der Statoreinrichtung.In addition, in the case of correspondingly small or compact motors, it has become known to produce the sealing jacket structure by attaching a plastic material to the laminated core device. For example, the laminated core device is placed in a tool device and overmoulded with the plastic material. This offers an overall economical manufacture of the stator device.
Die
Aus der
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Aufgrund der für Antriebsmaschinen von Elektrofahrzeugen notwendigen Dimensionen und Anforderungen an Leistung und Qualität sind die bekannten Ansätze zum Anfügen des Kunststoffwerkstoffs an eine Blechpaketeinrichtung jedoch noch sehr verbesserungswürdig. Es hat sich gezeigt, dass es mitunter sehr schwierig ist, den Kunststoffwerkstoff gezielt und möglichst optimal in der Werkzeugeinrichtung zu verteilen. Dadurch ergeben sich unerwünschte Auswirkungen auf die Dichtheit und die Qualität der Maschine insgesamt.However, due to the dimensions and performance and quality requirements necessary for driving machines of electric vehicles, the known approaches for attaching the plastic material to a laminated core device are still very much in need of improvement. It has been shown that it is sometimes very difficult to distribute the plastic material in a targeted manner and as optimally as possible in the tool device. This results in undesirable effects on the tightness and the quality of the machine as a whole.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Herstellung einer Statoreinrichtung mit Direktkühlung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll sich die Lösung auch für eine Serienfertigung von Antriebsmaschine für Elektrofahrzeuge eignen.In contrast, it is the object of the present invention to provide an improved possibility for producing a stator device with direct cooling. In particular, the solution should also be suitable for series production of drive units for electric vehicles.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 17. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.This object is achieved by a method having the features of claim 1. A device according to the invention is the subject of
Erfindungsgemäß wird die Blechpaketeinrichtung in einer Werkzeugeinrichtung angeordnet. Insbesondere umfasst die Werkzeugeinrichtung Kernelemente. Zwischen der Blechpaketeinrichtung und den Kernelementen werden gezielt Kavitäten zur Ausformung einer Nutauskleidung für die Aufnahmenuten und/oder einer Dichtmantelstruktur ausgebildet. Ein Kunststoffwerkstoff wird unter Druck und Temperatur insbesondere an einer axialen Stirnseite der Werkzeugeinrichtung vorzugsweise radial mittig (über eine Angussplatte) eingebracht. Von dort wird der Kunststoffwerkstoff sternartig nach radial außen zu Angusspunkten verteilt. Im Bereich der Angusspunkte wird der Kunststoffwerkstoff in eine axiale Richtung umgelenkt. Den Angusspunkten ist jeweils wenigstens eine (in axialer Richtung verlaufende) düsenartige Querschnittsverengung zugeordnet.According to the invention, the laminated core device is arranged in a tool device. In particular, the tool device includes core elements. Cavities for forming a groove lining for the receiving grooves and/or a sealing jacket structure are made in a targeted manner between the laminated core device and the core elements educated. A plastic material is introduced under pressure and temperature, in particular on an axial end face of the tool device, preferably radially in the middle (via a sprue plate). From there, the plastic material is distributed in a star-like pattern radially outwards to the sprue points. In the area of the sprue points, the plastic material is deflected in an axial direction. At least one nozzle-like cross-sectional constriction (running in the axial direction) is assigned to each of the sprue points.
Besonders bevorzugt wird der Kunststoffwerkstoff stromabwärts der Querschnittsverengungen zu wenigstens einer Verteilergeometrie geführt. Insbesondere liegt die Verteilergeometrie wenigstens abschnittsweise an (einer axialen Stirnseite) der Blechpaketeinrichtung an. Insbesondere werden dadurch zwischen der Verteilergeometrie und der Blechpaketeinrichtung kanalartige Verteilerkanäle bereitgestellt. Insbesondere gelang der Kunststoffwerkstoff über die Verteilerkanäle zu den Kavitäten und füllt diese auf, insbesondere sodass die Nutauskleidung und/oder die Dichtmantelstruktur ausgeformt werden.Particularly preferably, the plastic material is fed to at least one distributor geometry downstream of the cross-sectional constrictions. In particular, the distributor geometry bears against (an axial end face) the laminated core device at least in sections. In this way, in particular, channel-like distribution channels are provided between the distribution geometry and the laminated core device. In particular, the plastic material reached the cavities via the distribution channels and fills them up, in particular so that the groove lining and/or the sealing jacket structure are formed.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet viele Vorteile. Einen erheblichen Vorteil bietet die gezielte Strömungsführung des Kunststoffwerkstoffs in der Werkzeugeinrichtung. Besonders vorteilhaft sind die gezielte Umlenkung und die düsenartige Querschnittsverengung an den Angusspunkten sowie die stirnseitige Verteilergeometrie. Dadurch werden eine besonders hohe Bauteilqualität und eine zuverlässige Dichtheit sowie eine besonders wirtschaftliche Fertigung ermöglicht. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, dass ein gezieltes und nahezu ideales Formfüllverhalten unaufwendig realisiert werden kann.The method according to the invention offers many advantages. The targeted flow guidance of the plastic material in the tool device offers a considerable advantage. The targeted deflection and the nozzle-like narrowing of the cross-section at the sprue points and the front-side distributor geometry are particularly advantageous. This enables a particularly high component quality and reliable tightness as well as particularly economical production. A particular advantage of the invention is that a targeted and almost ideal mold filling behavior can be implemented without much effort.
Dadurch können insgesamt kürzere Taktzeiten bei gleichzeitiger Vermeidung von Lufteinschlüssen in der Umspritzung erreicht werden.As a result, overall shorter cycle times can be achieved while at the same time avoiding air pockets in the encapsulation.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Nutauskleidung und/oder die Dichtmantelstruktur mittels eines Transferpressverfahrens (sog. Transfer Molding) ausgeformt werden. Insbesondere ist die Vorrichtung, beispielsweise die Werkzeugeinrichtung, für ein Transferpressverfahren geeignet und ausgebildet. Möglich ist auch ein anderes geeignetes Urformverfahren und beispielsweise ein Gießverfahren und vorzugsweise ein Spritzgussverfahren.In all of the configurations, it is preferred that the groove lining and/or the sealing jacket structure are formed by means of a transfer molding process (so-called transfer molding). In particular, the device, for example the tool device, is suitable and designed for a transfer molding process. Another suitable primary shaping method is also possible, for example a casting method and preferably an injection molding method.
Insbesondere umfasst die Werkzeugeinrichtung wenigstens eine Angussplatte zum sternartigen Verteilen des Kunststoffwerkstoffs. Insbesondere weist die Angussplatte für jede vorgesehene Aufnahmenut jeweils wenigstens einen Angusspunkt auf. Insbesondere weist die Angussplatte stirnseitig und vorzugsweise radial mittig wenigstens eine Zuführöffnung für den Kunststoffwerkstoff auf.In particular, the tool device comprises at least one sprue plate for distributing the plastic material in a star-like manner. In particular, the sprue plate has at least one sprue point for each receiving groove provided. In particular, the sprue plate has at least one feed opening for the plastic material on the end face and preferably radially in the middle.
Insbesondere weist die Angussplatte Angusskanäle auf, welche zum sternartigen Verteilen des Kunststoffwerkstoffs geeignet und ausgebildet sind. Insbesondere ist für jeweils wenigstens zwei Angusspunkte ein gemeinsamer Angusskanal vorgesehen. Möglich ist auch, dass für jeweils einen Angusspunkt wenigstens ein Angusskanal vorgesehen ist.In particular, the sprue plate has sprue channels which are suitable and designed for the star-like distribution of the plastic material. In particular, a common sprue channel is provided for at least two sprue points. It is also possible that at least one sprue channel is provided for each sprue point.
Vorzugsweise umfasst die Werkzeugeinrichtung wenigstens eine Formplatte. Insbesondere ist in bzw. an der Formplatte die Verteilergeometrie ausgebildet. Insbesondere stellt die Formplatte wenigstens einen Teil der Querschnittsverengung bereit. Die Formplatte ist insbesondere mit der Angussplatte strömungsverbunden. Insbesondere ist die Formplatte stromabwärts der Angussplatte angeordnet. Insbesondere stellen die Formplatte und die Angussplatte jeweils separate Werkzeugteile dar. Insbesondere werden die Formplatte und die Angussplatte axial bzw. stirnseitig benachbart aneinandergekoppelt.The tool device preferably comprises at least one mold plate. In particular, the distribution geometry is formed in or on the mold plate. In particular, the mold plate provides at least part of the cross-sectional constriction. In particular, the mold plate is flow-connected to the sprue plate. In particular, the mold plate is arranged downstream of the sprue plate. In particular, the mold plate and the sprue plate each represent separate tool parts. In particular, the mold plate and the sprue plate are coupled to one another adjacent to one another axially or at the front.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Formplatte und die Angussplatte jeweils einen Abschnitt der Querschnittsverengung bereitstellen. Insbesondere weist die Formplatte dabei eine enger ausgebildete Querschnittsverengung als die Angussplatte auf. Möglich ist auch, dass nur die Angussplatte oder nur die Formplatte mit Querschnittsverengungen ausgestattet ist.It is possible and advantageous that the mold plate and the sprue plate each provide a section of the cross-sectional constriction. In particular, the mold plate has a narrower cross-sectional constriction than the sprue plate. It is also possible that only the sprue plate or only the mold plate is equipped with cross-sectional constrictions.
Es ist bevorzugt und vorteilhaft, dass die Verteilergeometrie für jeden Angusspunkt und/oder für jede Aufnahmenut jeweils wenigstens einen Verteilerkanal aufweist. Insbesondere verläuft der Verteilerkanal in radialer Richtung. Insbesondere erstreckt sich der Verteilerkanal bis zur Kavität für die Dichtmantelstruktur. Insbesondere stellt der Verteilerkanal einen möglichst direkten Fließweg zur Dichtmantelstruktur bereit, sodass ein möglichst zügiges Befüllen mit geringeren Drücken möglich ist. Insbesondere wird der Verteilerkanal durch gezielte Erhebungen und/oder Vertiefungen der Verteilergeometrie bereitgestellt.It is preferred and advantageous that the distributor geometry has at least one distributor channel for each gate point and/or for each receiving groove. In particular, the distribution channel runs in the radial direction. In particular, the distribution channel extends up to the cavity for the sealing jacket structure. In particular, the distribution channel provides a flow path that is as direct as possible to the sealing jacket structure, so that the fastest possible filling with lower pressures is possible. In particular, the distributor channel is provided by targeted elevations and/or depressions in the distributor geometry.
Insbesondere sind einem Angusspunkt jeweils wenigstens zwei und vorzugsweise wenigstens drei (oder vier oder mehr) Verteilerkanäle der Verteilergeometrie zugeordnet. Insbesondere verlaufen die wenigstens zwei Verteilerkanäle, welche jeweils einem Angusspunkt zugeordnet sind, zwischen zwei benachbarten Aufnahmenuten. Insbesondere verläuft von den wenigstens zwei Verteilerkanälen, welche jeweils einem Angusspunkt zugeordnet sind, insbesondere jeweils wenigstens einer jeweils einer der benachbarten Aufnahmenuten.In particular, at least two and preferably at least three (or four or more) distributor channels of the distributor geometry are assigned to a gate. In particular, the at least two distribution channels, which are each assigned to a gate point, run between two adjacent receiving grooves. In particular, from the at least two distribution channels, each of which is assigned to a gate point, in particular at least one in each case one of the adjacent receiving grooves.
Insbesondere sind die Verteilerkanäle wenigstens teilweise durch (in Umfangsrichtung) verlaufende Querkanäle strömungsverbunden. Insbesondere umfasst die Verteilergeometrie eine Vielzahl von Querkanälen. Insbesondere ermöglichen die Querkanäle ein Überströmen des Kunststoffwerkstoffs von einem Verteilerkanal in einen anderen Verteilerkanal. Insbesondere sind diejenigen Verteilerkanäle mit wenigstens einem Querkanal verbunden, welche von einem gemeinsamen Angusspunkt ausgehen.In particular, the distribution channels are flow-connected at least partially by transverse channels running (in the circumferential direction). In particular, the distributor geometry includes a large number of transverse channels. In particular, the transverse channels allow the plastic material to flow from one distributor channel into another distributor channel. In particular, those distributor channels are connected to at least one transverse channel which emanate from a common gate point.
Insbesondere laufen alle (oder wenigstens die Mehrheit oder wenigstens 75 % oder wenigstens 90 % der) Verteilerkanäle wenigstens mittelbar in der Kavität für die Dichtmantelstruktur zusammen. Das ermöglicht ein besonders gutes Formfüllverhalten auch bei kurzen Taktzeiten.In particular, all (or at least the majority or at least 75% or at least 90%) of the distribution channels converge at least indirectly in the cavity for the sealing jacket structure. This enables particularly good mold filling behavior even with short cycle times.
In allen Ausgestaltungen ist es besonders bevorzugt und vorteilhaft, dass der Kunststoffwerkstoff von nur einer axialen Stirnseite der Werkzeugeinrichtung aus in die Blechpaketeinrichtung eingebracht wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Kunststoffwerkstoff von nur einer axialen Stirnseite der Blechpaketeinrichtung zu der gegenüberliegenden axialen Stirnseite der Blechpaketeinrichtung geführt wird. Dadurch wird zuverlässig vermieden, dass unerwünschte und die Stabilität schwächende Stoßfugen bzw. Bindenähte auftreten, welche strukturelle Schwachstellen darstellen und beispielsweise durch den Druck des Kühlmediums nachgeben könnten.In all configurations, it is particularly preferred and advantageous that the plastic material is introduced into the laminated core device from only one axial end face of the tool device. In particular, it is provided that the plastic material is guided from only one axial end face of the laminated core device to the opposite axial end face of the laminated core device. This reliably avoids the occurrence of undesired butt joints or weld seams that weaken the stability, which represent structural weak points and could give way, for example, due to the pressure of the cooling medium.
Vorzugsweise sind die Angusspunkte in Bezug zu der Dichtmantelstruktur und/oder in Bezug zu den Aufnahmenuten radial weiter außen angeordnet. Insbesondere sind auch die Querschnittsverengungen radial weiter außen als die Aufnahmenuten und/oder die Dichtmantelstruktur angeordnet. Insbesondere sind die Angusspunkte auf einer gemeinsamen Umfangslinie angeordnet. Insbesondere sind die Querschnittsverengungen auf einer gemeinsamen Umfangslinie angeordnet. Insbesondere sind die Querschnittsverengungen auf einer gemeinsamen radialen Höhe mit den Angusspunkten angeordnet. Insbesondere liegen die Querschnittsverengungen dabei axial hinter den Angusspunkten, sodass insbesondere auf dem Weg von einem Angusspunkt zur zugehörigen Querschnittsverengung keine Strömungsumlenkung erfolgt.The gating points are preferably arranged radially further outwards in relation to the sealing jacket structure and/or in relation to the receiving grooves. In particular, the cross-sectional constrictions are also arranged radially further outward than the receiving grooves and/or the sealing jacket structure. In particular, the sprue points are arranged on a common peripheral line. In particular, the cross-sectional constrictions are arranged on a common circumferential line. In particular, the cross-sectional constrictions are arranged at a common radial height with the gate points. In particular, the cross-sectional constrictions are located axially behind the sprue points, so that there is no flow deflection, particularly on the way from a sprue point to the associated cross-sectional constriction.
Besonders bevorzugt wird als Kunststoffwerkstoff wenigstens ein Duromer eingesetzt. Möglich sind auch andere für das hier vorgestellte Verfahren und vorzugsweise für ein Transferpressverfahren geeignete Kunststoffwerkstoffe.At least one duromer is particularly preferably used as the plastic material. Other plastic materials suitable for the method presented here and preferably for a transfer molding method are also possible.
Es ist möglich und vorteilhaft, dass die Aufnahmenuten mit jeweils wenigstens einer Flächenisolation ausgestattet werden. Insbesondere erstreckt sich die Flächenisolation zwischen dem Kernelement und der Nutauskleidung. Möglich ist auch, dass die Flächenisolation erst nach dem Ausformen der Nutauskleidung in den Aufnahmenuten angeordnet wird.It is possible and advantageous for the receiving grooves to each be equipped with at least one surface insulation. In particular, the surface insulation extends between the core element and the slot lining. It is also possible for the surface insulation to be arranged in the receiving slots only after the slot lining has been shaped.
In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt und vorteilhaft, dass die Wicklungselemente erst nach dem Ausformen der Nutauskleidung in den Aufnahmenuten angeordnet werden. Die hier vorgestellte Erfindung bietet bei der Fertigung einer solchen Statoreinrichtung besonders viele Vorteile.In all configurations, it is preferred and advantageous that the winding elements are only arranged in the receiving slots after the slot lining has been formed. The invention presented here offers many advantages in the production of such a stator device.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Herstellung einer Statoreinrichtung. Insbesondere ist die Vorrichtung dazu geeignet und ausgebildet, die Statoreinrichtung nach dem zuvor beschriebenen Verfahren herzustellen. Insbesondere umfasst die Vorrichtung die zuvor beschriebene Werkzeugeinrichtung. Die Vorrichtung kann weitere zur Umsetzung notwendige bzw. vorteilhafte Einrichtungen aufweisen. Eine solche Vorrichtung ermöglicht beispielsweise eine Serienfertigung mit hoher Qualität.The device according to the invention is used to produce a stator device. In particular, the device is suitable and designed to produce the stator device using the method described above. In particular, the device comprises the tool device described above. The device can have other devices that are necessary or advantageous for implementation. Such a device enables, for example, series production with high quality.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter einer Blechpaketeinrichtung sowohl ein aufgestapeltes Blechpaket als auch ein einstückiger und beispielsweise aus dem Vollen gefertigter Statorkörper verstanden. Insbesondere sind wenigstens die Aufnahmenuten mit Kühlfluid durchströmbar. Insbesondere sind die Aufnahmenuten kühlmitteldicht zum Rotoraufnahmeraum ausgebildet.In the context of the present invention, a laminated core device is understood to mean both a stacked laminated core and a one-piece stator body manufactured, for example, from a solid block. In particular, cooling fluid can flow through at least the receiving grooves. In particular, the receiving grooves are designed to be coolant-tight with respect to the rotor receiving space.
Insbesondere wird der Kunststoffwerkstoff im Bereich der Verteilergeometrie, insbesondere in den Verteilkanälen, im Wesentlichen von radial außen nach radial innen gedrückt. Insbesondere wird der Kunststoffwerkstoff anschließend in axialer Richtung durch die Kavitäten gedrückt. Die Querschnittsverengung ist insbesondere konisch ausgebildet. Die Querschnittsverengung kann auch als Angusskegel bezeichnet werden.In particular, the plastic material in the area of the distributor geometry, in particular in the distribution channels, is pressed essentially from radially outside to radially inside. In particular, the plastic material is then pressed through the cavities in the axial direction. The narrowing of the cross section is, in particular, of conical design. The narrowing of the cross section can also be referred to as a sprue cone.
Insbesondere umfasst die Verteilergeometrie Erhebungen und/oder Vertiefungen. Insbesondere liegen die Erhebungen wenigstens teilweise an der Blechpaketeinrichtung an. Im Bereich der Vertiefungen und/oder außerhalb der Erhebungen werden insbesondere die Verteilerkanäle bereitgestellt. Insbesondere wird durch eine Dimensionierung der Erhebung und/oder Vertiefung der Querschnitt des Verteilerkanals angepasst, um das gewünschte Formfüllverhalten zu realisieren.In particular, the distributor geometry includes elevations and/or depressions. In particular, the elevations rest at least partially on the laminated core device. In particular, the distribution channels are provided in the area of the depressions and/or outside of the elevations. In particular, the cross section of the distribution channel is adapted by dimensioning the elevation and/or depression in order to achieve the desired mold filling behavior.
Die Werkzeugeinrichtung umfasst insbesondere wenigstens ein Kernelement zum Ausformen der Aufnahmenuten, beispielsweise einen Nutkern. Insbesondere ist jeweils wenigstens ein Kernelement für jede Aufnahmenut vorgesehen. Die Werkzeugeinrichtung umfasst wenigstens ein Kernelement zum Ausformen der Dichtmantelstruktur, beispielsweise einen an den Rotoraufnahmeraum angepassten Werkzeugkern.In particular, the tool device comprises at least one core element for forming the receiving grooves, for example a groove core. In particular, at least one core element is provided for each receiving groove. The tool device comprises at least one core element for shaping the sealing jacket structure, for example a tool core adapted to the rotor receiving space.
Insbesondere ist wenigstens eine Kavität zwischen jeweils einem Kernelement zur Ausformung einer Nutauskleidung und der Blechpaketeinrichtung im Bereich der Aufnahmenut vorgesehen. Insbesondere ist wenigstens eine Kavität zwischen dem Kernelement zur Ausformung der Dichtmantelstruktur und der Blechpaketeinrichtung im Bereich des Rotoraufnahmeraums vorgesehen.In particular, at least one cavity is provided between a respective core element for forming a slot lining and the laminated core device in the area of the receiving slot. In particular, at least one cavity is provided between the core element for shaping the sealing jacket structure and the laminated core device in the area of the rotor receiving space.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.Further advantages and features of the present invention result from the exemplary embodiments which are explained below with reference to the enclosed figures.
In den Figuren zeigen:
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1 eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung einer Statoreinrichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; -
2 eine rein schematische Detaildarstellung der Vorrichtung nach1 in einer quer geschnittenen Vorderansicht mit einer ausschnittsweisen Vergrößerung in einer längs geschnittenen Seitenansicht; und -
3 eine weitere Detaildarstellung der Vorrichtung nach1 in einer quer geschnittenen Vorderansicht.
-
1 a highly schematic representation of a device according to the invention for producing a stator device according to the method according to the invention; -
2 a purely schematic detailed representation of the device1 in a cross-sectional front view with a partial enlargement in a longitudinally sectional side view; and -
3 a further detailed view of the device1 in a cross-sectional front view.
Die
Die Statoreinrichtung 1 umfasst hier eine Blechpaketeinrichtung 2, in axialer Richtung verlaufende Aufnahmenuten 12 zur Aufnahme von hier nicht dargestellten Wicklungselementen und einen Rotoraufnahmeraum 22 zur Aufnahme eines relativ zu Statoreinrichtung 1 drehbaren und hier ebenfalls nicht dargestellten Rotors. Zudem umfasst die Statoreinrichtung 1 hier eine Dichtmantelstruktur 4 zur kühlmitteldichten Abgrenzung der Aufnahmenuten 12 gegenüber dem Rotoraufnahmeraum 22. Die Aufnahmenuten 12 und der Rotoraufnahmeraum 22 liegen nicht sichtbar im Inneren der Blechpaketeinrichtung 2 und sind hier gestrichelt angedeutet.The stator device 1 here comprises a
Die Werkzeugeinrichtung 3 umfasst hier eine Angussplatte 6 und eine Formplatte 7 sowie eine Abschlussplatte 43 und ein zwischen der Abschlussplatte 43 und der Formplatte 7 angeordnetes Mittelteil 33. Die Abschlussplatte 43 kann ebenfalls noch eine Verteilergeometrie 17 aufweisen, wie sie nachfolgend für die Formplatte 7 beschrieben wird.The tool device 3 here comprises a
Wenn die Blechpaketeinrichtung 2 bestimmungsgemäß in der Werkzeugeinrichtung 3 angeordnet ist, werden Kernelemente 13 in die Aufnahmenuten 12 und den Rotoraufnahmeraum 22 eingebracht. Dadurch ergeben sich zwischen der Blechpaketeinrichtung 2 und den Kernelementen 13 Kavitäten 23, welche zur Ausformung der Nutauskleidung 5 und der Dichtmantelstruktur 4 mit dem Kunststoffwerkstoff aufgefüllt werden. Dazu wird hier ein Transferpressverfahren eingesetzt.When the
Das Verfahren zur Ausformung der Nutauskleidung 5 für die Aufnahmenuten 12 und der Dichtmantelstruktur 4 wird nachfolgend mit Bezug zu den
Dazu wird hier ein Transferpressverfahren eingesetzt. Der Kunststoffwerkstoff ist z. b. ein Duromer. Die Strömungswege des Kunststoffwerkstoffs in der Werkzeugeinrichtung 3 sind hier stark schematisch durch Pfeile skizziert. Der Kunststoffwerkstoff wird unter Druck und Temperatur an einer axialen Stirnseite der Werkzeugeinrichtung 3 radial mittig in die Angussplatte 6 eingebracht. Von dort wird der Kunststoffwerkstoff über die in der
Im Bereich der Angusspunkte 16 wird der Kunststoffwerkstoff in eine Axialrichtung umgelenkt. Dabei ist in Angusspunkten 16 jeweils wenigstens eine hier in axialer Richtung verlaufende düsenartige Querschnittsverengung 26 (siehe
Stromabwärts der Querschnittsverengungen 26 wird der Kunststoffwerkstoff zu einer Verteilergeometrie 17 der Formplatte 7 geführt. Die Verteilergeometrie 17 liegt hier abschnittsweise an einer axialen Stirnseite der Blechpaketeinrichtung 2 an, sodass zwischen der Verteilergeometrie 17 und der Blechpaketeinrichtung 2 Verteilerkanäle 27 bereitgestellt werden. Über die Verteilerkanäle gelangt der Kunststoffwerkstoff zu den Kavitäten 23, sodass diese gefüllt und die Nutauskleidung 5 und die Dichtmantelstruktur ausgeformt werden.The plastic material is guided to a
In der
Zur Bereitstellung der Verteilerkanäle 27 ist die Verteilergeometrie 17 mit entsprechenden Erhebungen und Vertiefungen ausgestattet, wie es beispielsweise in der
Eine Flächenisolation 32 für die Aufnahmenuten 12 ist in der
Die Erfindung begegnet dem Problem, dass nur ein sehr begrenztes Zeitfenster für die Verteilung des Kunststoffwerkstoffs in der Blechpaketeinrichtung 2 bereitsteht, bevor der Kunststoffwerkstoff auf ein kritisches Maß abkühlt. Mit der Erfindung kann möglichst viel Kunststoffwerkstoff in kurzer Zeit möglichst gleichmäßig und zuverlässig verteilt werden.The invention addresses the problem that only a very limited time window is available for the distribution of the plastic material in the
Die hier vorgestellte Erfindung bietet ein optimiertes Angusskonzept, welches eine besonders homogene Formfüllung ermöglicht. Insbesondere wird in der Angussplatte 6 im ersten Schritt eine Aufteilung des Kunststoffwerkstoffs (sog. Moldmasse) auf Angusskanäle 36 für je zwei Aufnahmenuten 12 durchgeführt. Anschließend erfolgt beispielsweise eine weitere Verzweigung auf die zwei Kanäle. Dadurch werden besonders geringe Druckverluste ermöglicht. Anschließend folgen die Querschnittsverengungen 26 (sogenannte Angusskegel), welche zur Druckerhöhung und Erhöhung der Scherrate beitragen. Diese sind hier beispielsweise als durchgängige kegelförmige Kanäle durch beide Platten 6, 7 ausgestaltet (die Querschnittsverengung 26 kann auch durch nur eine oder auch durch mehrere Werkzeugplatten führen). Anschließend erfolgt hier die Materialverteilung durch eine extra dafür angepasste Verteilergeometrie 17 (auch als Stirnscheibengeometrie bezeichnet), welche möglichst direkte Fließwege zur Kavität 23 für die Dichtmantelstruktur 4 ermöglicht und somit ein besonders schnelles Befüllen mit geringeren Drücken bietet.The invention presented here offers an optimized gating concept that enables a particularly homogeneous mold filling. In particular, the plastic material (so-called molding compound) is divided into
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Statoreinrichtungstator device
- 22
- Blechpaketeinrichtunglamination stack setup
- 33
- Werkzeugeinrichtungtool setup
- 44
- Dichtmantelstruktursealing jacket structure
- 55
- Nutauskleidungslot lining
- 66
- Angussplattesprue plate
- 77
- Formplattemold plate
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1313
- Kernelementcore element
- 1212
- Aufnahmenutreceiving groove
- 1616
- Angusspunktgate point
- 1717
- Verteilergeometriemanifold geometry
- 2222
- Rotoraufnahmeraumrotor receiving space
- 2323
- Kavitätcavity
- 2626
- Querschnittsverengungconstriction
- 2727
- Verteilerkanaldistribution channel
- 3232
- Flächenisolationsurface isolation
- 3333
- Mittelteilcenter part
- 3636
- Angusskanalrunner
- 3737
- Querkanalcross channel
- 4343
- Abschlussplatteend plate
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021115421.9A DE102021115421B3 (en) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Method and device for producing a stator device for an electric machine, in particular for a drive machine of an electric vehicle |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021115421.9A DE102021115421B3 (en) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Method and device for producing a stator device for an electric machine, in particular for a drive machine of an electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021115421B3 true DE102021115421B3 (en) | 2022-07-14 |
Family
ID=82116540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021115421.9A Active DE102021115421B3 (en) | 2021-06-15 | 2021-06-15 | Method and device for producing a stator device for an electric machine, in particular for a drive machine of an electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102021115421B3 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022128604B3 (en) | 2022-10-28 | 2024-03-14 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Tool, in particular injection tool for producing an electrical machine |
DE102022129626A1 (en) | 2022-11-09 | 2024-05-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | stator |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4015154A (en) | 1974-12-23 | 1977-03-29 | Sony Corporation | Motor and method for making same |
DE19746605A1 (en) | 1996-10-28 | 1998-06-10 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | DC motor stator insulation method |
DE10026467A1 (en) | 2000-05-27 | 2001-12-13 | Prec Motors Deutsche Minebea G | Spindle motor for hard disc drives, has plate packet or entire stator at least partly molded with plastic centering casing that is directly centered on fixed shaft |
CN201918853U (en) | 2010-12-30 | 2011-08-03 | 张兰珠 | Material injection device of magnetic motor stator core injection mold |
-
2021
- 2021-06-15 DE DE102021115421.9A patent/DE102021115421B3/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4015154A (en) | 1974-12-23 | 1977-03-29 | Sony Corporation | Motor and method for making same |
DE19746605A1 (en) | 1996-10-28 | 1998-06-10 | Papst Motoren Gmbh & Co Kg | DC motor stator insulation method |
DE10026467A1 (en) | 2000-05-27 | 2001-12-13 | Prec Motors Deutsche Minebea G | Spindle motor for hard disc drives, has plate packet or entire stator at least partly molded with plastic centering casing that is directly centered on fixed shaft |
CN201918853U (en) | 2010-12-30 | 2011-08-03 | 张兰珠 | Material injection device of magnetic motor stator core injection mold |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022128604B3 (en) | 2022-10-28 | 2024-03-14 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Tool, in particular injection tool for producing an electrical machine |
DE102022129626A1 (en) | 2022-11-09 | 2024-05-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | stator |
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