EP4552208A1

EP4552208A1 - Verschaltungselement, stator, rotor, verfahren zur herstellung eines stators, verfahren zur herstellung eines rotors und kit-of-parts

Info

Publication number: EP4552208A1
Application number: EP23741254.9A
Authority: EP
Inventors: Oliver Steffen; Nico Langberg; Florian SELL-LE BLANC; Jochen KLEE; Hans Romeis; Michael PREININGER
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-07-06
Filing date: 2023-07-05
Publication date: 2025-05-14
Also published as: DE102022116826A1; US20250392181A1; CN119343857A; WO2024008240A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verschaltungselement (1 ), insbesondere zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen (2), mit einem ersten Drahtende (3) und einem zweiten Drahtende (4), wobei das Verschaltungselement (1 ) zwischen seinem ersten Drahtende (3) und seinem zweiten Drahtende (4) eine Isolierung (5) aufweist, wobei die Isolierung (5) durch ein das Verschaltungselement (1 ) zumindest abschnittsweise umschließendes Flächenisolationselement (6) gebildet ist, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende erste Kante (7) und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende zweite Kante (8) aufweist, wobei die erste Kante (7) gegenüber der zweiten Kante (8) des Flächenisolationselements (6) mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses fixiert ist, so dass das Verschaltungselement (1 ) schlauchartig von dem Flächenisolationselement (6) umfasst ist.

Description

Verschaltunqselement, Stator, Rotor, Verfahren zur Herstellung eines Stators, Verfahren zur Herstellung eines Rotors und Kit-of-parts

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschaltungselement, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen, mit einem ersten Drahtende und einem zweiten Drahtende, wobei das Verschaltungselement zwischen seinem ersten Drahtende und seinem zweiten Drahtende eine Isolierung aufweist. Die Erfindung betrifft ferner einen Stator, einen Rotor, ein Verfahren zur Herstellung eines Stators, ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors und ein Kit-of-parts.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt Elektromotoren eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.

Eine ausführliche Darstellung zu einem Elektroantrieb ergibt sich aus einem Artikel der Zeitschrift ATZ 63. Jahrgang, 05/20 6, Seiten 360-365 von Erik Schneider, Frank Fickl, Bernd Cebulski und Jens Liebold mit dem Titel: Hochintegrativ und Flexibel Elektrische Antriebseinheit für E-Fahrzeuge. In diesem Artikel wird eine Antriebseinheit für eine Achse eines Fahrzeugs beschrieben, welche einen E-Motor umfasst, der konzentrisch und koaxial zu einem Kegelraddifferenzial angeordnet ist, wobei in dem Leistungsstrang zwischen Elektromotor und Kegelraddifferenzial ein schaltbarer 2-Gang-Planetenradsatz angeordnet ist, der ebenfalls koaxial zu dem E-Motor bzw. dem Kegelraddifferenzial oder Stirnraddifferential positioniert ist. Die Antriebseinheit ist sehr kompakt aufgebaut und erlaubt aufgrund des schaltbaren 2- Gang-Planetenradsatzes einen guten Kompromiss zwischen Steigfähigkeit, Beschleunigung und Energieverbrauch. Derartige Antriebseinheiten werden auch als E-Achsen bezeichnet.

Neben den rein elektrisch betriebenen Antriebssträngen sind auch hybride Antriebsstränge bekannt. Derartige Antriebsstränge eines Hybridfahrzeuges umfassen üblicherweise eine Kombination aus einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor, und ermöglichen - beispielsweise in Ballungsgebieten - eine rein elektrische Betriebsweise bei gleichzeitiger ausreichender Reichweite und Verfügbarkeit gerade bei Überlandfahrten. Zudem besteht die Möglichkeit, in bestimmten Betriebssituationen gleichzeitig durch die Brennkraftmaschine und den Elektromotor anzutreiben.

Neben der Anwendung in der Elektromobilität, werden elektrische Maschinen beispielsweise auch als Elektromotoren für die Automation bzw. als Industriemotoren eingesetzt. Insbesondere bei Industriemotoren herrscht eine große Typenvielfalt mit unterschiedlichen Stückzahlen und Anforderungen. Ein Ansatz dieser Vielfalt Herr zu werden, ist es gemeinsame Geometrien, bspw. Blechschnitte zu verwenden, um dann über die Verschaltung der einzelnen Spulen eine Differenzierung des Produktes in die Typen mit ihren Eigenschaften vorzunehmen.

Für die Entwicklung von elektrischen Maschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen für die oben erwähnten hybrid oder vollelektrisch betreibbaren Kraftfahrzeuge oder auch für Radnabenantriebe, sind grundsätzlich verschiedene Wicklungstechnologien für einen Stator einer elektrischen Maschine bekannt.

Für die elektrische Isolation in mehrphasigen Wicklungen muss sowohl die Spannungsfestigkeit der einzelnen Spulen einer Phase als auch die Spannungsfestigkeit der Verbindungsdrähte zwischen den Spulen innerhalb einer Phase als auch zwischen den Phasen, bspw. bei Ausführung einer Stern-ZDreieck sichergestellt werden. Die elektrische Isolation der Wickelköpfe wird typischerweise über so genannte Phasentrenner durchgeführt, wobei diese als Flächenisolationsmaterial in einem definierten 2D- bzw. 2,5D-Zuschnitt (Prägung/Wölbung) ausgeführt sind. Bei der Verschaltung der Wicklungen bzw. der Wicklungsenden an einem der Wickelköpfe kommen sogenannte umschließende Isolationselemente zum Einsatz, welche eine elektrische Kontaktierung von Verschaltungselementen an bzw. in dem Wickelkopf anderer Spulen der gleichen oder anderer Phasen verhindern sollen.

Hierbei ist es jedoch regelmäßig nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich, den Prozess des Verschaltens bzw. der Isolierung der zur Verschaltung vorgesehenen elektrischen Leitern zu automatisieren. Beispielsweise sei hier beispielhaft auch die vergleichsweise komplexe Automation im axialen Fügen von Schlauchsystemen auf biegeschlaffe Anschlussdrähte genannt. Auch alternative, isolierende Bandagen sind aufgrund der Zugänglichkeit der Füge- / Isolationsstelle nur bedingt automatisierbar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verschaltungselement, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen, bereitzustellen, das auf einfache, automatisierte Weise mit einer Isolierung versehen werden kann. Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung einen Stator mit einem verbesserten Verschaltungselement und einen Rotor mit einem verbesserten Verschaltungselement zu realisieren. Auch ist es die Aufgabe der Erfindung einen optimierten Prozess zur Herstellung eines Stators sowie zur Herstellung eines Rotors bereitzustellen. Schließlich ist es auch eine Aufgabe der Erfindung ein Kit-of-Parts zur Herstellung einer Isolierung eines Verschaltungselements zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen zu realisieren.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verschaltungselement, insbesondere zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen, mit einem ersten Drahtende und einem zweiten Drahtende, wobei das Verschaltungselement zwischen seinem ersten Drahtende und seinem zweiten Drahtende eine Isolierung aufweist, wobei die Isolierung durch ein das Verschaltungselement zumindest abschnittsweise umschließendes Flächenisolationselement gebildet ist, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende erste Kante und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende zweite Kante aufweist, wobei die erste Kante gegenüber der zweiten Kante des Flächenisolationselements mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses fixiert ist, so dass das Verschaltungselement schlauchartig von dem Flächenisolationselement umfasst ist.

Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass sich das Verschaltungselement auf hoch automatisierte Weise herstellen lässt. Vorzugsweise wird für das Flächenisolationselement ein ähnliches oder sogar das gleiche Material verwendet wie es für die Phasentrenner der Spulen im Wickelkopf vorgesehen ist. Für die Isolation der Wicklung kann dadurch durchgängig ein Material verwendet werden was sowohl Kosten in der Materialbereitstellung und -logistik als auch im Rahmen der Produktentwicklung und Matenalqualifizierung spart. Typischerweise ist die Materialstärke im Vergleich zu den bisher verwendeten Schläuchen dünner, weswegen ein kompakterer Wickelkopf bedingt durch eine einfachere Verlegung der Schaltdrähte und dem verbundenen geringeren Platzbedarf erzeugt werden kann.

Die Schichtdicken des Flächenisolationsmatenals können anhand des gewählten Überlappungsgrades im Außenbereich zusätzlich flexibel eingestellt werden. Durch die Verwendung eines Flächenisolationsstoffes ist es ebenfalls möglich die Isolationseigenschaften des Materials durch eine nachträglich durchgeführte Sekundärisolation, bspw. anhand von Träufeln oder Tauchimprägnieren zusätzlich zu verbessern. Dies ist bei der Verwendung von Schläuchen typischerweise nicht möglich.

Das Verschaltungselement kann durch einen Verschaltungsdraht oder eine Mehrzahl von Verschaltungsdrähten ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, dass das Verschaltungselement aus einem Drahtbündel besteht, in dem einzelne Verschaltungsdrähte beispielsweise verdrillt angeordnet sind. Insbesondere ist das Verschaltungselement biegeschlaff ausgeführt. Für die Fixierung der Drähte vor dem eigentlichen elektrischen Kontaktieren kann es vorteilhaft sein diese mit Hilfe eines Kabelschuhs zu fixieren. Dies wird typischerweise in Kombination mit dem kostengünstigen Schweißprozess des Thermo-Kompressions- oder Widerstandsschweißen kombiniert. Insbesondere für eine höhere Anzahl an parallelen Teilleitern eines Verbindungsdrahtes ist die Verwendung von Kontaktelementen wie von Kabelschuhen, Schweißhülsen oder ähnlichen Elementen bevorzugt.

Das Flächenisolationselement weist bevorzugt eine folienartige Ausformung auf. Beispielsweise kann ein Flächenisolationselement als ein Isolationspapier oder ein Isolationsgewebe ausgeführt sein. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, das Flächenisolationselement aus einer elektrisch isolierenden Kunststofffolie auszubilden. Ein Flächenisolationselement kann als flacher und/oder ebener Zuschnitt bereitgestellt werden. Bevorzugt weist das Flächenisolationselement eine rechteckige Form auf. Grundsätzlich sind natürlich auch beliebig andere Flächenformen denkbar.

Erfindungsgemäß ist die erste Kante gegenüber der zweiten Kante des Flächenisolationselements mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses fixiert ist. Der Formschluss kann beispielsweise durch eine Faltung der Kanten hergestellt werden. Für einen Stoffschluss ist insbesondere die Verwendung eines Klebstoffs vorteilhaft. Besonders vorteilhaft ist es, dass wenigstens eine der Kanten bereist mit einem Klebestreifen versehen ist, so dass ein Aufragen eines Klebstoffs bei der Herstellung der Isolation des Verschaltungselements verzichtet werden kann. Eine Kombination der Verfahren in einer Sequenz kann auch aus Prozesssicht Vorteile bringen, bspw. durch eine temporäre Fixierung mittels Formschluss welcher nachfolgend in der Prozesskette durch eine Sekundärisolation mittels Stoffschluss zusätzlich fixiert wird.

Für die Fixierung mittels Formschluss kann es sinnvoll sein die Geometrien der Kanten aufeinander anzupassen, sodass in Form einer Selbsthämmung eine Demontage der Kanten des Flächenisolationselementes verhindert wird. Dieses Prinzip beruht auf einer aufnehmenden Kontur und einer eindringenden Kontur der Gegenseite ähnlich dem Schlüssel-Schloss-Prinzip. Die aufnehmende Kontur kann verschieden ausgeführt werden, bspw. durch Hinterschnitte in der Flankenkontur, als auch Perforierungen oder Taschen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Stoffschluss mittels eines Klebstoffs hergestellt ist, welcher als ein sich in Längserstreckung des Verschaltungselements zumindest abschnittsweise erstreckender Streifen an der ersten Kante ausgebildet ist und/oder der Stoffschluss mittels eines Klebstoffs hergestellt ist, welcher als ein sich in Längserstreckung des Verschaltungselements zumindest abschnittsweise erstreckender Streifen an der zweiten Kante ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Ausgestaltung liegt darin, dass eine besonders sichere und einfache stoffschlüssige Verbindung realisierbar ist. Der Klebstoff kann in Streifenform aufgebracht sein. Dies kann beispielsweise durch eine Mehrzahl von streifenartig angeordneten Klebepunkten, einer durchgehenden oder auch unterbrochenen Klebelinie erfolgen. Der Streifen kann geradlinig, in zig- zag-Form oder auch wellenförmig ausgeführt sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch einen Stator einer elektrischen Maschine mit einer Statorwicklung, wobei zur elektrischen Verschaltung der Statorwicklung wenigstens ein Verschaltungselement nach einem der Ansprüche 1- 2 verwendet ist. Die Ausführung des Stators mit dem Verschaltelement ermöglicht auf der Produktseite einen kompakteren Wickelkopf mit reduziertem Material bzw- Logistikkosten. Auf der Prozessseite ist eine Automatisierung der Verschalt- und Isolationsprozesse möglich wodurch in einer Serienproduktion Kosten gespart werden. Somit bleibt die Produktflexibilität des Kunden erhalten und Kostenpotentiale können sowohl im Produktdesign und in der Produktion umgesetzt werden.

Des Weiteren kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst sein durch einen Rotor einer elektrischen Maschine mit einer Rotorwicklung, wobei zur elektrischen Verschaltung der Rotorwicklung wenigstens ein Verschaltungselement nach einem der Ansprüche 1-2 verwendet ist. Die vorteilhafte Wirkung dieser Ausgestaltung ist darin begründet, dass auch für bewickelte Rotoren beispielsweise von Gleichstrommaschinen eine Verschaltung auf engem Bauraum erfolgen muss. Die demonstrierte Lösung eignet sich aufgrund der guten Verlegeeigenschaften dazu in bevorzugter Art und Weise.

Des Weiteren wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stators einer elektrischen Maschine umfassend die folgenden Schritte:

• Bereitstellung eines Stators,

• Bereitstellung einer Statorwicklung,

• Bereitstellung eines Verschaltungselements zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen der Statorwicklung, • Bereitstellung eines Flächenisolationselements, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende erste Kante und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende zweite Kante aufweist, a) Herstellen einer elektrischen Kontaktierung der zwei voneinander beabstandeten Kontaktelemente der Statorwicklung mittels des Verschaltungselements, b) Einlegen des Verschaltungselements in das Flächenisolationselement, c) Umschlagen des Flächenisolationselements, so dass das Verschaltungselement vom Flächenisolationselement schlauchartig umfasst ist, d) Fixierung der ersten Kante gegenüber der zweiten Kante des Flächenisolationselements mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses.

Hierdurch lässt sich insbesondere der Wirkung erzielen, dass eine baulich kompakte aber bzgl. der Produkteigenschaften flexible Isolation der Verschaltdrähte erzeugt werden kann, die aufgrund der definierten Prozessabfolge insbesondere für eine Automatisierung geeignet ist.

Des Weiteren kann die Aufgabe der Erfindung auch gelöst sein durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine umfassend die folgenden Schritte:

• Bereitstellung eines Rotors,

• Bereitstellung einer Rotorwicklung,

• Bereitstellung eines Verschaltungselements zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen der Rotorwicklung,

• Bereitstellung eines Flächenisolationselements, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende erste Kante und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende zweite Kante aufweist, a) Herstellen einer elektrischen Kontaktierung der zwei voneinander beabstandeten Kontaktelemente der Rotorwicklung mittels des Verschaltungselements, b) Einlegen des Verschaltungselements in das Flächenisolationselement, c) Umschlagen des Flächenisolationselements, so dass das Verschaltungselement vom Flächenisolationselement schlauchartig umfasst ist, d) Fixierung der ersten Kante gegenüber der zweiten Kante des Flächenisolationselements mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass vor dem Einlegen des Verschaltungselements in das Flächenisolationselement das Flächenisolationselement in eine im Querschnitt V- oder U-förmige Kontur vorgeformt wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass insbesondere bei großen Leiterquerschnitten oder einer hohen Anzahl an parallelen Teilleitern eine Zentrierung um die Mittenlage des Flächenisolationselementes stattfindet. Dies vereinfacht den Schritt des Umschließens und sorgt für eine verbesserte Positionsstreue der Kontaktelemente und eine verbesserte Prozessfähigkeit der Montage.

Auch kann es vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Vorformung des Flächenisolationselements mittels eines Formwerkzeugs erfolgt, welches einen im Querschnitt einseitig offenen Kanal, insbesondere einen V- oder U-förmigen Kanal, aufweist, in dem das Flächenisolationselement eingelegt wird. Der Vorteil, der sich hierdurch realisieren lässt, ist, dass je nach spezifischer Kontur der Verschaltungselemente individuelle Führungseigenschaften des Flächenisolationselementes ausgeprägt werden können, um eine optimale Zentrierung für die gegebene Produktkontur zu ermöglichen.

Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass das Flächenisolationselement mittels eines Unterdrucks in den Kanal gezogen und/oder gehalten wird. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Relativbewegung in der Ebene des Flächenisolationselementes bei der Paarung von Kontaktelement und Flächenisolationselement unterbunden werden kann.

Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Kanal zwei relativ zueinander bewegliche Kanalflügel, aufweist.

Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch gelöst durch ein Kit-of-parts zur Herstellung einer Isolierung eines Verschaltungselements zur elektrischen

Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen, umfassend:

• Eine Mehrzahl von Verschaltungselementen jeweils zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen, mit jeweils einem ersten Drahtende und einem zweiten Drahtende,

• Eine Mehrzahl von Flächenisolationselementen, welche jeweils eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende erste Kante mit einem ersten Klebestreifen und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements erstreckende zweite Kante aufweisen,

• ein Formwerkzeug, welches einen im Querschnitt einseitig offenen Kanal, insbesondere einen V- oder U-förmigen Kanal aufweist, in dem das Flächenisolationselement einlegbar ist.

Der Vorteil, der sich hierdurch ergibt, ist insbesondere, dass alle zur Montage bzw. Verschaltung und Isolierung notwendigen Elemente auf besonders montagefreundliche und konveniente Weise zur Verfügung gestellt werden können.

Das Kit-of-parts kann beispielsweise eine Verpackungseinheit sein. Ferner ist es möglich, das Kit-of-parts als eine Zusammenstellung von separaten

Vorratsbehältnissen zur Bevorratung der einzelnen Bauteile bzw. der jeweiligen Bauteilgruppen des Kit-of-parts auszubilden. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.

Es zeigt:

Figur 1 ein Verschaltungselement in zwei unterschiedlichen Herstellungszuständen in jeweils einer Aufsicht,

Figur 2 eine Detailansicht eines Verschaltungselements in einer perspektivischen Darstellung,

Figur 3 eine Querschnittsansicht des Verschaltungselements,

Figur 4 ein Verschaltungselement mit einem auf dem Flächenisolationselement aufgetragenen Klebestreifen in einer Aufsicht

Figur 5 ein Stator mit einem Verschaltungselement in einer Aufsicht auf den Wickelkopf,

Figur 6 eine erste Ausführungsform eines Formwerkzeug zur Herstellung eines Verschaltungselements in zwei unterschiedlichen Herstellungszuständen des Verschaltungselements in jeweils einer Querschnittsansicht,

Figur 7 eine zweite Ausführungsform eines Formwerkzeug zur Herstellung eines Verschaltungselements in zwei unterschiedlichen Herstellungszuständen des Verschaltungselements in jeweils einer Querschnittsansicht,

Figur 8 ein Kit-of-parts in einer schematischen Blockschaltdarstellung. Die Figur 1 zeigt ein Verschaltungselement 1 , insbesondere zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen 2, wie sie insbesondere bei Wicklungsenden von Statorwicklungen oder Rotorwicklungen in elektrischen Maschinen vorkommen.

Das Verschaltungselement 1 besitzt ein erstes Drahtende 3 und ein zweites Drahtende 4, wobei das Verschaltungselement 1 zwischen seinem ersten Drahtende 3 und seinem zweiten Drahtende 4 eine Isolierung 5 aufweist. Die Isolierung 5 ist durch ein das Verschaltungselement 1 zumindest abschnittsweise umschließendes Flächenisolationselement 6 gebildet, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 erstreckende erste Kante 7 und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 erstreckende zweite Kante 8 aufweist. Die erste Kante 7 ist gegenüber der zweiten Kante 8 des Flächenisolationselements 6 mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses fixiert ist, so dass das Verschaltungselement 1 schlauchartig von dem Flächenisolationselement 6 umfasst ist, was sich gut aus der Zusammenschau von Figur 1 mit den Figuren 2-3 nachvollziehen lässt.

Die rechte Abbildung der Figur 1 zeigt das in das Flächenisolationselement 6 eingelegte Verschaltungselement 1 , das in diesem Beispiel als ein Verschaltungsdraht mit einem kreisrunden Leitungsquerschnitt gebildet ist. Die linke Abbildung der Figur 1 zeigt den geschlossenen Montagezustand des Flächenisolationselements 6, wie er beispielsweise auch in der Figur 3 gezeigt ist.

Aus der Figur 4 ist ersichtlich, dass der Stoffschluss mittels eines Klebstoffs 9 hergestellt ist, welcher als ein sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 zumindest abschnittsweise erstreckender Streifen an der ersten Kante 7 und zumindest abschnittsweise erstreckender Streifen an der zweiten Kante 8 ausgebildet ist. Dieser kann beispielsweise als ein Klebestreifen auf dem Flächenisolationselement 6 ausgebildet sein. In der Figur 5 ist ein Stator 10 einer elektrischen Maschine 11 mit einer Statorwicklung 12 gezeigt, bei dem zur elektrischen Verschaltung der Statorwicklung 12 ein Verschaltungselement 1 , wie es aus den Figuren 1-4 bekannt ist, verwendet ist. Auch wenn es in den Figuren nicht gezeigt ist, so ist es natürlich auch möglich, dass auch ein Rotor einer elektrischen Maschine 11 mit einer Rotorwicklung zur elektrischen Verschaltung der Rotorwicklung wenigstens ein Verschaltungselement 1 verwendet, wie es aus den Figuren 1-4 entnehmbar ist.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Stators 10 einer elektrischen Maschine 11 näher erläutert, es umfasst die folgenden Schritte:

Zunächst erfolgt die Bereitstellung eines Stators 10 und die Bereitstellung einer Statorwicklung 12. Ferner wird ein Verschaltungselement 1 zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen 2 der Statorwicklung 12 bereitgestellt. Auch erfolgt eine Bereitstellung eines Flächenisolationselements 6, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 erstreckende erste Kante 7 und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 erstreckende zweite Kante 8 aufweist.

Dann erfolgt das Herstellen einer elektrischen Kontaktierung der zwei voneinander beabstandeten Kontaktelemente 2 der Statorwicklung 12 mittels des Verschaltungselements 1 , was in dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figur 5 zwei Wicklungsenden des Wickelkopfes einer Statorwicklung ist. Es wird hierbei als Flächenisolationselement 6 ein Isolationspapier mit einem Klebestreifen versehen, gestanzt und geprägt und danach der Isolierstelle an dem Verschaltungselement 1 zugeführt, wobei beispielsweise das Drahtbündel des Verschaltungselements 1 nur über dem Isolationspapier positioniert werden muss.

In diesem Zustand erfolgt dann das Einlegen des Verschaltungselements 1 in das Flächenisolationselement 6 und das Umschlagen des Flächenisolationselements 6, so dass das Verschaltungselement 1 vom Flächenisolationselement 6 schlauchartig umfasst ist. Schließlich wird noch eine Fixierung der ersten Kante 7 gegenüber der zweiten Kante 8 des Flächenisolationselements 6 mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses durchgeführt.

Was der Figur 6 entnommen werden kann ist, dass vor dem Einlegen des Verschaltungselements 1 in das Flächenisolationselement 6 das Flächenisolationselement 6 in eine im Querschnitt V- oder U-förmige Kontur vorgeformt wird. Die Vorformung des Flächenisolationselements 6 erfolgt dabei mittels eines Formwerkzeugs 13, welches einen im Querschnitt einseitig offenen Kanal 14, insbesondere einen V- oder U-förmigen Kanal 1 , aufweist, in dem das Flächenisolationselement 6 eingelegt wird. Das Flächenisolationselement 6 kann beispielsweise mittels eines Unterdrucks in den Kanal 14 gezogen und/oder gehalten werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiels eines Formwerkzeugs 13, dass in der Figur 7 gezeigt ist, weist der Kanal 14 zwei relativ zueinander bewegliche Kanalflügel 15,16 auf, welche nach dem Einlegen des Verschaltungselements 1 aufeinander zu geschwenkt werden können.

Das beispielsweise als Isolationspapier ausgeführte Flächenisolationselement 6 wird also mittels des Formwerkzeugs 13 aus einer flachen zunächst in eine V- oder U- Form überführt und abschließend in eine geschlossene Form überführt. Durch das Umschließen der Isolierstelle des Verschaltungselements 1 somit dessen elektrische Isolation hergestellt. Durch den Stoffschluss im Isolationspapier mit dem Klebstoff 9 wird eine dauerhafte Verbindung erzeugt, wobei das so isolierte Verschaltungselement 1 nach der Isolationsmontage noch verlegt und bspw. mit Harz getränkt werden kann.

Schließlich ist in der Figur 8 ein Kit-of-parts 20 zur Herstellung einer Isolierung eines Verschaltungselements 1 zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen 2 gezeigt. Dieses umfasst eine Mehrzahl von Verschaltungselementen 1 jeweils zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen 2, mit jeweils einem ersten Drahtende 3 und einem zweiten Drahtende 4 sowie eine Mehrzahl von Flächenisolationselementen 6, welche jeweils eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 erstreckende erste Kante 7 mit einem ersten Klebestreifen 17 und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements 1 erstreckende zweite Kante 8 aufweisen. Schließlich enthält das Kit-of-Parts 20 auch ein Formwerkzeug 13, welches einen im Querschnitt einseitig offenen Kanal 14, insbesondere einen V- oder U-förmigen Kanal 14 aufweist, in dem das Flächenisolationselement 6 einlegbar ist. Mit diesem Kit-of-Parts 20 kann insbesondere das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Isolierung des Verschaltungselements 1 an einem Stator 10 durchgeführt werden, wobei das Kit-of-Parts 20 dem Monteur die hierzu notwendigen Bauelemente und Werkzeuge auf sehr konveniente Weise zur Verfügung stellt.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung 'erste' und 'zweite' Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.

Bezuqszeichenliste

1 Verschaltungselement

2 Kontaktelemente

3 Drahtende

4 Drahtende

5 Isolierung

6 Flächenisolationselement

7 Kante

8 Kante

9 Klebstoff

10 Stator

11 elektrische Maschine

12 Statorwicklung

13 Formwerkzeug

14 Kanal

15 Kanalflügel

16 Kanal

17 Klebestreifen

20 Kit-of-parts

Claims

Ansprüche Verschaltungselement (1 ), insbesondere zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen

(2), mit einem ersten Drahtende (3) und einem zweiten Drahtende (4), wobei das Verschaltungselement (1 ) zwischen seinem ersten Drahtende

(3) und seinem zweiten Drahtende

(4) eine Isolierung (5) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung

(5) durch ein das Verschaltungselement (1 ) zumindest abschnittsweise umschließendes Flächenisolationselement (6) gebildet ist, welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende erste Kante (7) und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende zweite Kante (8) aufweist, wobei die erste Kante (7) gegenüber der zweiten Kante (8) des Flächenisolationselements (6) mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses fixiert ist, so dass das Verschaltungselement (1 ) schlauchartig von dem Flächenisolationselement (6) umfasst ist. Verschaltungselement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stoffschluss mittels eines Klebstoffs (9) hergestellt ist, welcher als ein sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) zumindest abschnittsweise erstreckender Streifen an der ersten Kante (7) ausgebildet ist und/oder der Stoffschluss mittels eines Klebstoffs (9) hergestellt ist, welcher als ein sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) zumindest abschnittsweise erstreckender Streifen an der zweiten Kante (8) ausgebildet ist. Stator (10) einer elektrischen Maschine (11 ) mit einer Statorwicklung (12), dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrischen Verschaltung der Statorwicklung (12) wenigstens ein Verschaltungselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1-2 verwendet ist. Rotor einer elektrischen Maschine (11 ) mit einer Rotorwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass zur elektrischen Verschaltung der Rotorwicklung wenigstens ein Verschaltungselement (1 ) nach einem der Ansprüche 1-2 verwendet ist. Verfahren zur Herstellung eines Stators (10) einer elektrischen Maschine (11 ) umfassend die folgenden Schritte:

• Bereitstellung eines Stators (10),

• Bereitstellung einer Statorwicklung (12),

• Bereitstellung eines Verschaltungselements (1 ) zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen (2) der Statorwicklung (12),

• Bereitstellung eines Flächenisolationselements (6), welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1) erstreckende erste Kante (7) und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende zweite Kante (8) aufweist, a) Herstellen einer elektrischen Kontaktierung der zwei voneinander beabstandeten Kontaktelemente (2) der Statorwicklung (12) mittels des Verschaltungselements (1), b) Einlegen des Verschaltungselements (1 ) in das Flächenisolationselement (6), c) Umschlagen des Flächenisolationselements (6), so dass das Verschaltungselement (1 ) vom Flächenisolationselement (6) schlauchartig umfasst ist, d) Fixierung der ersten Kante (7) gegenüber der zweiten Kante (8) des Flächenisolationselements (6) mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses. Verfahren zur Herstellung eines Rotors einer elektrischen Maschine (11 ) umfassend die folgenden Schritte:

• Bereitstellung eines Rotors,

• Bereitstellung einer Rotorwicklung,

• Bereitstellung eines Verschaltungselements (1 ) zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen (2) der Rotorwicklung,

• Bereitstellung eines Flächenisolationselements (6), welches eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende erste Kante (7) und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende zweite Kante (8) aufweist, a) Herstellen einer elektrischen Kontaktierung der zwei voneinander beabstandeten Kontaktelemente (2) der Rotorwicklung mittels des Verschaltungselements (1 ), b) Einlegen des Verschaltungselements (1 ) in das Flächenisolationselement (6), c) Umschlagen des Flächenisolationselements (6), so dass das Verschaltungselement (1 ) vom Flächenisolationselement

(6) schlauchartig umfasst ist, d) Fixierung der ersten Kante

(7) gegenüber der zweiten Kante (8) des Flächenisolationselements (6) mittels eines Stoffschlusses und/oder eines Formschlusses. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einlegen des Verschaltungselements (1 ) in das Flächenisolationselement (6) das Flächenisolationselement (6) in eine im Querschnitt V- oder U-förmige Kontur vorgeformt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5-7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorformung des Flächenisolationselements (6) mittels eines Formwerkzeugs (13) erfolgt, welches einen im Querschnitt einseitig offenen Kanal (14), insbesondere einen V- oder U-förmigen Kanal (14), aufweist, in dem das Flächenisolationselement (6) eingelegt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flächenisolationselement (6) mittels eines Unterdrucks in den Kanal (14) gezogen und/oder gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 5-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) zwei relativ zueinander bewegliche Kanalflügel (15,16) aufweist.

11 . Kit-of-parts (20) zur Herstellung einer Isolierung eines Verschaltungselements

(1 ) zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen (2), umfassend:

• Eine Mehrzahl von Verschaltungselementen (1 ) jeweils zur elektrischen Kontaktierung zweier voneinander beabstandeten Kontaktelementen (2), mit jeweils einem ersten Drahtende (3) und einem zweiten Drahtende (4),

• Eine Mehrzahl von Flächenisolationselementen (6), welche jeweils eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende erste Kante (7) mit einem ersten Klebestreifen (17) und eine sich in Längserstreckung des Verschaltungselements (1 ) erstreckende zweite Kante (8) aufweisen, • Ein Formwerkzeug (13), welches einen im Querschnitt einseitig offenen

Kanal (14), insbesondere einen V- oder U-förmigen Kanal (14) aufweist, in dem das Flächenisolationselement (6) einlegbar ist.