JP7028972B2 - 電気機械用ステータの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気機械用ステータの製造方法に関する。さらに、本発明は、この方法によって、製造されたステータに関し、且つ、このようなステータを有する電気機械に関する。

典型的には、電気機械用の従来のステータは、該機械の作動中に電圧が印加されるステータ巻き線を含む。このような電気機械は、通常、電気モータ又は発電機であってよい。該電気機械は、外部ロータ機械として又は内部ロータ機械として設計されてもよい。該機械の作動中に、消失しなければならない熱が発生する。この熱は、過熱及び損傷、又は該機械と接続されるステータの破壊さえも避ける必要がある。このため、ステータ、特に上記のステータ巻き線を冷却する冷却システムを該ステータに設ける従来のステータが知られている。このような冷却システムは、１つ又はそれ以上の冷却流路を含み、この冷却流路は、冷却剤が流通し且つステータ巻き線の近くに配置される。ステータ巻き線から冷却剤への熱の移動によって、熱はステータから消失し得る。このように、該ステータと接続されたステータ巻き線の加熱、損傷、又はステータの破壊さえも避けることができる。

上述した冷却剤流路を設けるための製造費用を低く維持するために、プラスチック材料と共にステータ巻き線を保持するステータ歯を含む、ステータ本体を形成するステータのコア積層体をオーバモールドし、射出成形の工程中に、該プラスチック材料中に上記冷却流路を形成することが知られている。オーバモールド工程中に、ステータ歯に巻かれたステータ巻き線は、該ステータに恒久的に固定され得る。

ステータ本体とステータ歯に配置された巻き線とのオーバモールド中に、導電体であるように形成された巻き線が、（導電体のように、）典型的には、積み重ねられた金属シート状の導電体によって形成されるステータ本体の所定の位置に位置しないことを保証できないという事実が、この接続において問題であるということが分かる。しかしながら、ステータ巻き線とこれに付随するステータ本体との電気的接続は、望まない短絡を引き起こす。

これは、また、通常、ステータ巻き線が、実際には既に電気絶縁性と共に製造されている場合に当てはまる。なぜなら、当該巻き線を流れる高電流によって生じ得る高温の故に、これらステータ巻き線が、電気機械の作動中に部分的に損傷し又は破壊すらし得る。

同様に、プラスチック材料に対する射出成形作業によって、冷却流路を形成した後のステータ巻き線は、該冷却流路に突き出さないことを排除できない。ステータ巻き線の電気絶縁性が、上述したように損傷し又は破壊すらするという事態において、ステータ巻き線が、冷却流路を導通する冷却剤と直接に接触するようになり、これは、ステータ巻き線の該冷却剤との電気的接触を防ぐために避けなければならない。

従って、本発明は、ステータに冷却流路を製造する、改善された製造方法を創作し、上述した不利な点を大きく又は完全にでさえ克服することを目的とする。

この目的は、独立特許クレームの主題によって解決される。好ましい実施形態は、
従属特許クレームの主題である。

本発明に係る電気機械用のステータの製造方法は、第１工程ａ）を含む。第１工程ａ）によると、径方向の内側に突き出すステータ巻き線を支えるための、外周方向に互いに間隔をおいた複数のステータ歯が順次配置された円形状のステータ本体を含むステータが設けられている。外周方向に隣接する２つのステータ歯同士の間には、中間スペース、いわゆるステータスロットが、それぞれの場合に形成されている。

さらに、工程ｂ）によると、外周方向に隣接する少なくとも２つのステータ歯は、第１プラスチック材料によって少なくとも部分的にオーバモールドされる。このように、今まで通りに、ステータ歯に巻かれたステータ巻き線は、巻き線作業の後に、導電性のステータ歯に関して電気的に絶縁されることが付加的に確実となる。

このような理由で、中間スペースと対向するステータ歯の外周方向側は、優先的にオーバモールドされる。

さらに、工程ｃ）によると、少なくとも１つのステータ巻き線は、少なくとも１つのステータ歯に配置される。この処理は、ステータ歯へのステータ巻き線の巻き上げと一致する。ステータ巻き線は、密集した又は分布したステータ巻き線として実現されてもよい。さらに工程ｄ）によると、これは、少なくとも１つのステータ巻き線が固定され、すなわち、このステータ巻き線は、第２プラスチック材料による少なくとも部分的なオーバモールドによって、ステータ歯に恒久的に固定される。

本発明によると、工程ｄ）による少なくとも１つのステータ巻き線を固定するよりも前に、優先的には、工程ｂ）による第１プラスチック材料によってオーバモールドするよりも前に、第１マスクが、２つのステータ歯同士の間の少なくとも１つの中間スペースに導入される。このマスクは、中間スペースにおける径方向の外側を区画するステータ本体の表面部を覆う。これにより、工程ｄ）によるオーバモールドと同一の処理中に、第２プラスチック材料によって覆われることがなく、優先的には、第１プラスチック材料によっても覆われることがない。従って、第１マスクによって充填される領域は、続く該マスクの除去工程によって、冷却剤が冷却剤流路として流通可能な中空スペースを形成する。

このように、ステータ巻き線の冷却は、ステータ巻き線に生じる、特にステータ本体に形成される冷却剤流路におけるこれら第１プラスチック材料、第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料の軸端部に生じる排熱の移動を通して、ここに導入される方法によって製造されるステータに生じ得る。そこで、排熱は、冷却剤流路を流通する冷却剤によって吸収される。

好ましくは、上記の手順は、複数のステータ歯及び複数のステータ巻き線に適用される。特に好ましくは、上記の手順は、ステータ本体に存在する全てのステータ歯、及びステータ歯に配置された全てのステータ巻き線に適用される。

好ましい実施形態によると、第１マスクは、関係する中間スペースにおける径方向の外側の端部に導入される。

続いて、中間スペースにおける径方向の外側の端部への導入において、第１マスクは、特に好ましくは、径方向の外側の端部に十分に充填される。

さらに有利な展開によると、本方法は、付加的な工程ｅ）を含み、第２プラスチック材料によるオーバモールドに続き、第１マスクが再び中間スペースから除去されることにより、第１マスクの除去に続いて形成される中空スペースが、流通する冷却剤のための冷却剤流路を形成する。

さらに好ましい実施形態によると、本方法は、付加的な工程ｆ）を含む。工程ｆ）によると、中空スペースの１つ又は冷却剤流路の１つを区画する第２プラスチック材料、（これに代えて又はこれに加えて、第２プラスチック材料によってステータ歯に固定されたステータ巻き線、及び）（これに代えて又はこれに加えて、）（第１）マスクが除去されるより前の当該（第１）マスクによって覆われたステータ本体の表面部が、第３プラスチック材料によりオーバモールドされる。好ましくは、これは、中空スペース又は冷却剤流路が液的に絶縁され、すなわち、第１プラスチック材料によってオーバモールドされるよりも先に、隣接する中間スペースから分離されるように実行される。このように、第２プラスチック材料から突き出す、どのステータ巻き線も、冷却剤流路を流通する冷却剤から絶縁される。好ましくは、この手順は、存在する複数の中空スペース又は冷却剤流路に適用してもよい。特に好ましくは、この手順は、存在する全ての中空スペース又は冷却剤流路に適用してもよい。

従って、工程ｆ）の実行に続いて、関係する冷却剤流路は、第３プラスチック材料によって、好ましく且つ排他的に区画される。このように、ステータ巻き線の冷却剤との許容できない電気的又は機械的接触は排除される。

特に好ましくは、第３プラスチック材料によるオーバモールドは、中空スペース又は冷却剤流路のオーバモールドに続いて、ステータ巻き線によって及び／又はステータ本体によって、どの場所においても直接に区画できないように実行される。このように、ステータ巻き線の冷却剤との許容できない電気的又は機械的接触は排除される。

実際には、第３プラスチック材料によるオーバモールドは、第１マスクを除去した後に実行される。従って、第１マスクによって覆われたステータ本体の表面部は、第３プラスチック材料によっては覆われないことが確実となる。

好ましい実施形態によると、工程ａ）によって設けられた、外周方向に隣接するステータ本体の少なくとも２つのステータ歯は、ステータ本体から内方の端部において、外周方向に突き出す少なくとも１つの拡張部をそれぞれに含む。この実施形態において、外周方向に隣接するステータ歯の２つの拡張部は、外周方向に互いに対向して位置する。このように、流路スロットを形成する２つの拡張部は、ステータ歯における径方向の内側の間に形成される中間スペースを部分的に区画する。工程ｂ）による第１プラスチック材料を用いたオーバモールドよりも前に、第２マスクは、付加的な工程ｃ’）において、流路スロットに、及びこれに替えて又はこれに加えて、径方向の外側で径方向の内側の端部の流路スロットに続く中間スペースの一領域に導入される。この第２マスクは、径方向の内側の中間スペースを区画するステータ本体の表面部を覆う。これにより、工程ｄ）によるオーバモールド中に、この第２マスクは、第２プラスチック材料によって覆われず、優先的には、第１プラスチック材料によっても覆われない。従って、第２マスクによって充填される領域は、後で冷却剤流路に形成され得る中空スペースを形成する。好ましくは、上述した手順は、多数のステータ歯及び多数のステータ巻き線に適用される。とりわけ好ましくは、上述した手順は、ステータ本体に存在する全てのステータ歯及び該ステータ歯に配置される全てのステータ巻き線に適用される。

さらに好ましい実施形態によると、本方法は、さらに付加的な工程ｅ１）を含んでもよい。この工程ｅ１）によると、第２プラスチック材料によるオーバモールドに続いて、第２マスクは流路スロットから除去される。このように、中空スペースは、流通する冷却剤のために形成されてもよい冷却剤流路から作製される。

さらに有利なさらなる展開によると、本方法は、さらに付加的な工程ｆ１）を含んでもよい。付加的な工程ｆ１）によると、付加的な冷却剤流路、（これに替えて又はこれに加えて、）第２プラスチック材料によってステータ歯に固定されるステータ巻き線、及び（これに替えて又はこれに加えて、）（第２）マスクを除去するよりも前に該（第２）マスクによって覆われたステータ歯の表面部を区画する第２プラスチック材料は、第３プラスチック材料によってオーバモールドされる。これは、遅くとも、第３プラスチック材料によるオーバモールドに続いて、付加的な冷却剤流路が、隣接する中空スペースから液的に分離されて形成されるように実行される。このように、第２プラスチック材料から突き出す、どのステータ巻き線も冷却剤流路を流通する冷却剤から絶縁される。

特に好ましくは、付加的な冷却剤流路は、第３プラスチック材料によって排他的に区画される。ステータ巻き線の冷却剤との許容できない電気的接触は、このように排除される。

実際には、第３プラスチック材料によるオーバモールドは、該オーバモールドに続いて、中空スペース又は冷却剤流路が、ステータ巻き線によって及び／又はステータ本体によって、どの場所でも直接には区画されない。このように、ステータ巻き線の冷却剤との許容できない電気的接触は排除される。

優先的に、第２マスクは、外周方向に隣接する２つのステータ歯同士の間に形成される流路スロットを充填するだけでなく、該２つのステータ歯同士の間に残る中間スペースに、径方向の外側に付加的に突き出す。この説明の第２マスクは、流路スロットに続く中間スペースにおける径方向の内側の端部を付加的に充填する。

実用上、ステータにおけるその中心長軸に対して垂直な断面において、第２マスクは、垂直部及び水平部を有するＴ字状の外形を構成する。この場合、垂直部は流路スロットを充填し、一方、水平部は、中間スペースにおける径方向の内側の端部を充填する。

第１マスク及び／又は第２マスクは、板状若しくは小板状に優先的に形成された挿入物である場合、優先的には鋼板からなる場合に、極めて製造が容易であり、従って、費用効果が高いことが分かる。

有利なさらなる展開によると、本方法は、さらに続く付加的な工程ｇ）を含んでもよく、それによると、ステータ本体の少なくとも１つの外周面が第４プラスチック材料によりオーバモールドされてもよい。

有利なさらなる展開によると、ステータ本体における外周面に設けられた軸方向拡張伸張部は、工程ｇ）によるオーバモールド中にも、第４プラスチック材料によってオーバモールドされる。ここでは、個々の軸受シールドをステータ本体に固定するためのねじ山付きロッドが、それぞれの場合に、該ステータ本体の端面から軸方向に突き出す。

熱硬化性プラスチック及び熱可塑性プラスチックの熱伝導度は、共に、材料組成の選択により調整できる。従って、熱可塑性プラスチックの熱伝導度は、熱硬化性プラスチックの熱伝導度と同一か又はそれよりも大きくてもよく、逆の場合もまた同じである。熱硬化性プラスチックの使用は、熱硬化性プラスチックの使用と比べて種々に有利である。例えば、その製造中に適用される両面研磨工程の結果として、熱可塑性プラスチックは、熱硬化性プラスチックと比べて、より再生利用可能であり、脆くなく、且つ、改善された減衰特性を持つ。しかしながら、熱可塑性プラスチックは、通常、熱硬化性プラスチックよりも調達においてより高価であり、熱可塑性プラスチックは、選択的に使用しなければならない。

好ましい実施形態によると、第１プラスチック材料及び／又は第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料は、熱可塑性プラスチックを含むか若しくは上記の有利さを利用するために熱可塑性プラスチックである。

さらに好ましい実施形態は、第１プラスチック材料及び／又は第２プラスチック材料、／ 及び／又は第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料は、熱硬化性プラスチックを含むか若しくは上記の費用的有利さを活用できるために熱硬化性プラスチックである。

さらに好ましい実施形態によると、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料におけるプラスチック素材は、熱硬化性プラスチックを含むか若しくは熱硬化性プラスチックである。これと対照的に、この実施形態において、第４プラスチック材料におけるプラスチック素材は、熱可塑性プラスチックを含むか若しくは熱可塑性プラスチックである。

有利なさらなる展開によると、第４プラスチック材料の熱伝導度は、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料の熱伝導度よりも低い。

有利なさらなる展開によると、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料及び第３プラスチック材料は、同一の熱伝導度を有する。これに代えて、第１プラスチック材料、第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料は、それぞれ異なる熱伝導度を有していてもよい。

さらに有利なさらなる展開によると、第３プラスチック材料における冷却剤抵抗は、第２プラスチック材料又は第１プラスチック材料における冷却剤抵抗よりも大きい。

さらに有利なさらなる展開によると、第１プラスチック材料及び第２プラスチック材料の熱伝導度は、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料の熱伝導度よりも大きい。

他の好ましい実施形態によると、軸方向に対向して配置された２つの軸受シールドは、本方法の付加的な工程において、オーバモールドされたねじ山付きロッドによってステータ本体に固定される。これは、第１軸受シールドが、第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料に設けられた第１中空スペースを封止するように実行される。この第１軸受シールドは、冷却剤分配スペースを形成し、且つ、この目的のために、存在する冷却剤流路と流体的に連通する。この場合の固定は、第２軸受シールドが、第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料に設けられた第２中空スペースを封止するようになされる。この第２軸受シールドは、冷却剤収集スペースを形成し、且つ、この目的のために、存在する冷却剤流路と流体的に連通する。２つの軸受シールドは、軸方向に互いに対向して配置され、且つ、軸方向にステータ本体に伸びる端板のように形成されてもよい。１つの又は２つの軸受シールドにおいて、凹部は、第３プラスチック材料及び第４プラスチック材料に設けられた、それぞれの中空スペースに拡がるように設けられてもよい。

さらに好ましい実施形態によると、本方法は、２つの付加的な工程ｈ１、ｈ２を含む。付加的な工程ｈ１によると、冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースは、ステータに及び／又はステータ内に設けられる。これらは、少なくとも１つの冷却剤流路、及び／又は少なくとも１つの付加的な冷却剤流路を介して互いに流体的に連通する。冷却剤分配スペースは、冷却剤を冷却剤流路の全体に分配するのに役立つ。冷却剤収集スペースは、冷却剤流路を流通した後の冷却剤を収集するのに役立つ。冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースは、ステータ本体における軸の延伸方向に配置され、且つ軸方向に沿って互いに対向して位置する。冷却剤分配スペース及び冷却剤収集スペースは、第２プラスチック材料に、少なくとも部分的に配置又は形成されてもよい。導電性のステータ巻き線は、通常、個々の巻き線部の互いの接触を防ぐために、製造中でさえ、絶縁体で囲まれているにも拘わらず短絡が発生する。とはいえ、ステータ巻き線の製造及び組み立ての後に、これら全ての巻き線が絶縁体のように連続的に設けられることが、確実であるはずはない。それ故に、付加的な工程ｈ２によると、冷却剤分配スペース及び／又は冷却剤収集スペース、及び／又は少なくとも１つのステータ巻き線、優先的にはステータに存在する全てのステータ巻き線の軸端部を区画する第２プラスチック材料は、電気絶縁性の絶縁材料によってオーバモールドされ、及び／又は噴霧される。好ましくは、電気絶縁性を有するワニスは、この目的のために利用される。これに代えて又はこれに加えて、プラスチック材料は、特に、第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料を使用してもよい。このように、冷却剤分配スペース又は冷却剤収集スペースに存在する冷却剤における、導電性のステータ巻き線との望まない短絡を防ぐことができる。

特に、工程ｈ２）によるオーバモールド又は噴霧は、第２プラスチック材料でもなく、少なくとも１つのステータ巻き線、優先的には全てのステータ巻き線の軸端部でもないオーバモールド又は噴霧の後に、冷却剤分配スペース又は冷却剤収集スペースを直接に区画するように実行される。このように、導電性のステータ巻き線における冷却剤分配スペース又は冷却剤収集スペースに存在する冷却剤との望まない電気的接触が排除される。

とりわけ好ましくは、少なくとも１つのステータ巻き線の軸端部は、本方法の工程ｄ）における少なくとも１つのステータ歯に固定されるか、又はそれに間に合うように、すなわち、工程ｄ）を実行するよりも前に、若しくは工程ｄ）を実行した後に、プラスチック材料により、優先的には第２プラスチック材料により置換される。

本発明は、さらに、上記で説明した方法によって製造されたステータに関する。従って、上記で説明した本発明に係る方法の有利さは、本発明に係るステータにも適用する。

本発明は、さらにまた、本発明に係る方法によって結果として製造され、上記に言及されたステータを有する電気機械に関する。従って、上記で説明した本発明に係る方法の有利さは、本発明に係る電気機械にも適用する。ステータに加え、該電気機械は、ステータにおける回転軸に関して回転可能なロータをも含む。

本発明のさらに重要な特徴及び有利さは、従属請求項から、図面から、及び図面に代えて関連する図の記述から得られる。

上記で言及した特徴は理解され、未だ説明されていない以下の特徴は、述べられた個々の組み合わせに用いることができるだけでなく、他の組み合わせにも用いることができ、又は本発明の範囲から外れることなく、それら自体でも用いることができる。

本発明に係る好ましい例示的な実施形態は、図面に示され、且つ、続く記述に、より詳細に説明される。

図１ａは本方法の工程ａ）において供されるステータの斜視図である。 図１ｂは本方法の工程ａ）において供されるステータの図１ａと異なる描出である。 図２ａは図１ａ、１ｂに続く工程ｂ）で実行されるステータの斜視図である。 図２ｂは図２ａと異なる描出である。 図２ｃは図２ａ、２ｂと異なる描出である。 図３ａは図２ａ、２ｂ、２ｃに続く工程ｃ）で実行されるステータの斜視図である。 図３ｂは図３ａと異なる描出である。 図３ｃは図３ａ、３ｂと異なる描出である。 図４ａは図２ａ、２ｂ、２ｃに続く工程ｄ）で実行されるステータの斜視図である。 図４ｂは図４ａと異なる描出である。 図４ｃは図４ａ、４ｂと異なる描出である。 図５ａは図２ａ、２ｂ、２ｃに続く工程ｅ）で実行されるステータの斜視図である。 図５ｂは図５ａと異なる描出である。 図５ｃは図５ａ、５ｂと異なる描出である。 図６ａは図２ａ、２ｂ、２ｃに続く工程ｅ）で実行されるステータの斜視図である。 図６ｂは図６ａと異なる描出である。 図７ａは本方法ｂの工程ｈ）に図示された図７ｂと互いに交替可能な変形例を示す図である 図７ｂは本方法の工程ｈ）に図示された図７ａと互いに交替可能な変形例を示す図である

図１ａは本発明に係る製造方法の工程ａ）によって供される円形状のステータ本体２を有するステータ１を斜視図により例示している。図１ａから分かるように、円形状のステータ本体２における外周方向Ｕに沿って、互いに間隔をおいて配置されたステータ巻き線（図１に示されない）を支える複数のステータ歯３が、ステータ本体２から径方向の内側に突き出す。外周方向に隣接する２つのステータ歯３同士の間に、当業者に「ステータスロット」という用語でも知られる中間スペース４が、それぞれの場合に形成されている。図１ｂは、２つのステータ歯３の一領域に、詳細に描出された図１ａのステータ本体２の詳細な描出を示している。この２つのステータ歯３は、外周方向Ｕで且つ軸方向Ａに沿った平面方向で隣接すると共に、ステータ本体２の中心長軸Ｍに沿って延び、従って、外周方向Ｕに対して垂直に及ぶ。径方向Ｒは、中心長軸Ｍから垂直に延び、従って、軸方向Ａに加え、外周方向Ｕにも直交して延びる。

ステータ本体２から内方を向く端部において、それぞれのステータ歯３は、外周方向Ｕにおいて、且つ外周方向Ｕにも向かって該ステータ歯３から突き出す拡張部１２ａ、１２ｂを含む。これにより、外周方向Ｕに部分的に隣接する２つのステータ歯３の外周方向Ｕにおいて、互いに対向するように配置された２つの拡張部１２ａ、１２ｂは、それぞれの場合に、径方向の内側に流路スロット１３を形成すると同時に、中間スペース４を区画する。

さらに、方法の工程ｂ）において、ステータ歯３は、第１プラスチック材料Ｋ１によってオーバモールドされる。図２ａ及び図２ｂは、図１ａ及び図１ｂに対応する描出において、工程ｂ）を実行した後のステータ本体２を示している。例示のために、図２ｃは、図２ａの詳細な描出として、多数の隣接するステータ歯３を示している。工程ｂ）によるオーバモールドよりも前に、第１マスク６ａは、外周方向Ｕに隣接するステータ歯３同士の間の個々の中間スペース４に、それぞれの場合に導入される。これは、図１ｂ及び図２ｂに示されている（該マスク６ａは、正確さのために図１ａ、図２ａ及び図２ｃには示されていない。）。この導入に続いて、第１マスク６ａは、中間スペース４を径方向の外側、いわゆるステータ本体２のスロット底部で、該径方向に区画する表面部７を覆う。これにより、該スロット底部は、第１プラスチック材料Ｋ１によって覆われず、すなわち、充填されることがない。第１マスク６ａは、個々の中間スペース４における径方向外側端部１０ａにそれぞれ導入される。第１マスク６ａは、個々の径方向外側端部１０ａを完全に充填する。

本方法のさらなる工程ｃ）において、ステータ巻き線５は、ステータ歯３に配置される。これは、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃに粗く概略的に示されており、図２ａ、図２ｂ及び図２ｃと対応する描出において、本方法の工程ｃ）の実行に続くステータ本体２を示している。

本方法のさらなる工程ｄ）において、ステータ巻き線５は、第２プラスチック材料Ｋ２により、少なくとも部分的なオーバモールドとしてステータ歯３に固定される。これは、図４ａ、図４ｂ及び図４ｃに粗く概略的に示されており、図３ａ、図３ｂ及び図３ｃと対応する描出におけるステータ本体２を示している。

工程ｂ）による第１プラスチック材料を用いた第１のオーバモールドよりも前に、第２マスク６ｂは、付加的な工程ｃ’）において、上記で説明した流路スロット１３に任意に導入又は配置されてもよい。また、これに代えて又はこれに加えて、第２マスク６ｂは、径方向の外側で且つ径方向内側端部１０ｂにおける流路スロット１３に続く中間スペース４の一領域に、導入又は配置されてもよい。図４ｂによると、第２マスク６ｂは、ステータ１におけるその中心長軸に対して垂直な断面において、垂直部１４及び水平部１５を有するＴ字状の外形を含んでいてもよい。その垂直部１４は、流路スロット１３を充填し、その水平部１５は、関連する中間スペース４の径方向内側端部１０ｂを充填する。

第２プラスチック材料Ｋ２によるオーバモールドに続いて、本方法の工程ｅ）において、第１マスク６ａは、再度、中間スペース４から除去される。これにより、第１マスク６ａを除去した後のそれぞれの場合に存在する中空スペース８が、冷却剤を流通する冷却剤流路９を形成してもよい。

第１マスク６ａと類似して、第２マスク６ｂは、第２プラスチック材料Ｋ２によるオーバモールドに続いて、流路スロット１３から再度除去されてもよい。これにより、それぞれ第２マスク６ｂを除去した後に形成された中空スペース８’が、冷却剤を流通する付加的な冷却剤流路９’を形成してもよい。

第２プラスチック材料Ｋ２が中空スペース８又は冷却剤流路９を区画する、本方法のさらなる工程ｆ）において、第２プラスチック材料Ｋ２と、（第１）マスク６ａが除去されるよりも前に該（第１）マスク６ａによって覆われていたステータ本体２の表面部７とにより、ステータ歯３に固定されているステータ巻き線５は、第３プラスチック材料Ｋ３によってオーバモールドされる。本方法の工程ｆ）は、第１マスク６ａの除去に続いて実行される。工程ｆ）の進行中に、第３プラスチック材料Ｋ３によるオーバモールドは、好ましくは、中空スペース８又は冷却剤流路９が、第３プラスチック材料Ｋ３によるオーバモールドよりも先に、径方向の内側に隣接するそれぞれの場合に配置された中間スペース４から液的に分離されるように実行される。この場合に、形成された中空スペース８、又は冷却剤流路９は、第３プラスチック材料Ｋ３によって排他的に区画される。これにより、冷却剤流路９を流通する冷却剤に関して、ステータ本体２の所望の電気絶縁性が確実となる。

付加的な冷却剤流路９’を区画する第２プラスチック材料Ｋ２における、本方法のさらなる工程において、第２プラスチック材料Ｋ２と、第２マスク（６ｂ）を除去するよりも前に該第２マスク（６ｂ）によって覆われていたステータ歯３の表面部７とにより、ステータ歯３に固定されているステータ巻き線５は、第３プラスチック材料Ｋ３によってオーバモールドされてもよい。このオーバモールドは、付加的な冷却剤流路９’を個々の中空スペース８’から形成できるように実施される。この付加的な冷却剤流路９’は、第３プラスチック材料Ｋ３によるオーバモールドよりも先に、径方向の内側に隣接する中間スペース４から液的に分離される。

冷却剤流路９と類似して、付加的な冷却剤流路９’も、第３プラスチック材料Ｋ３によって排他的に区画される。換言すれば、第３プラスチック材料Ｋ３によるオーバモールドは、該第３プラスチック材料Ｋ３によるオーバモールドに続いて、とりわけ好ましくは、付加的な冷却剤流路９’がステータ巻き線５によって又はステータ本体２によって、どの場所でも直接には区画されないように実行される。これらの図面に示されるように、第２マスク６ｂは、それぞれが、ステータ歯３同士の間に形成された個々の流路スロット１３を充填するだけでなく、２つのステータ歯３同士の間の個々の中間スペース４に対して、径方向の外側にも付加的に突き出すように形成されてもよい。これにより、これら第２マスク６ｂは、それぞれの場合に、流路スロット１３に続く中間スペース４の径方向内側端部１０をも付加的に充填する。

言い換えると、第３プラスチック材料Ｋ３によるオーバモールドは、該オーバモールドに続いて、特に好ましくは、中空スペース８又は冷却剤流路９がステータ巻き線５によって又はステータ本体２によって、どの場所でも直接には区画されないように実行される。本方法のさらなる工程において、ステータ本体２における少なくとも１つの外周面１６は、第４プラスチック材料Ｋ４によってオーバモールドされてもよい。これは、図６ａ及び図６ｂに示されており、それらの描出は、図５ａ及び図５ｃに相当する。第４プラスチック材料Ｋ４によるオーバモールドの進行中に、図６ａ及び図６ｂに示されるように、ステータ本体２の外周面１６に設けられた軸方向拡張伸張部１８は、その軸方向の端面から、個々の軸受シールドをステータ本体２に固定するためのねじ山付きロッド１９が、それぞれの場合に突き出し、且つ、第４プラスチック材料Ｋ４により、同様にオーバモールドされてもよい。それぞれのねじ山付きロッド１９のために、個々の軸方向拡張伸張部１８には、特に流路開口部として形成され得る入れ物が設けられてもよい。この場合に、個々のねじ山付きロッド１９は、上記流路開口部を通して嵌入する。

本方法のさらなる任意の工程において、軸方向Ａに沿って対向して配置された２つの軸受シールドは、オーバモールドされたねじ山付きロッド１９によって、ステータ本体２に固定されてもよい。これは、互いに入れ替えられる２つの説明のための図７ａ及び図７ｂに示される。双方の説明において、第１軸受シールド２０ａは、第３プラスチック材料Ｋ３及び第４プラスチック材料Ｋ４に設けられた第１中空スペース２１ａを封止して、冷却剤分配スペース２２ａを形成する。さらに、この目的のために、ステータ１に存在する冷却剤流路９、９’と流体的に連通する。第２シールド軸受（図示せず。）は、第３プラスチック材料Ｋ３及び第４プラスチック材料Ｋ４に形成された第２中空スペース（図示せず。）を封止する。このプラスチック材料Ｋ３、Ｋ４は、冷却剤収集スペース（図示せず。）を形成し、この目的のために、ステータ１に形成された冷却剤流路９、９’と流体的に連通する。２つの軸受シールドは、図７ａ，７ｂに示すように、軸方向Ａに沿って互いに対向して軸方向に位置し、且つ、ステータ１におけるステータ本体２を軸方向に区画する。

図７ａに示すように、軸方向Ａに沿ったステータ１の縦方向の断面において、冷却剤分配スペース２２ａ及び冷却剤収集スペースは、それぞれ、Ｕ字状の外形を持つ。すなわち、これら各スペースは、ステータ巻き線５の個々の軸端部２３における軸心方向、径方向の外側及び径方向の内側を部分的に囲む。図７ｂに示すように、軸方向Ａに沿ったステータ１の縦方向の断面において、冷却剤分配スペース２２ａ及び冷却剤収集スペースは、それぞれ、Ｉ字状の外形を持つ。これら各スペースは、ステータ巻き線５の個々の軸端部２３における軸心方向及び径方向の外側を部分的に囲む。軸受シールド２０ａのステータ本体２への固定は、既に説明したねじ山付きロッド１９と嵌合するねじ山付きナット２４と共に、ステータ本体２に設けられた該ねじ山付きロッド１９によって実施される。

第１プラスチック材料Ｋ１、第２プラスチック材料Ｋ２及び第３プラスチック材料Ｋ３におけるプラスチック素材は、それぞれ、熱硬化性プラスチックを含むか、又は熱硬化性プラスチックである。第４プラスチック材料Ｋ４におけるプラスチック素材は、熱可塑性プラスチックを含むか、又は熱可塑性プラスチックである。第４プラスチック材料Ｋ４の熱伝導度は、第１プラスチック材料Ｋ１、第２プラスチック材料Ｋ２及び第３プラスチック材料Ｋ３の、それぞれの熱伝導度よりも低い。第１プラスチック材料Ｋ１及び第２プラスチック材料Ｋ２の熱伝導度は、第３プラスチック材料Ｋ３及び第４プラスチック材料Ｋ４の、それぞれの熱伝導度よりも高い。第３プラスチック材料Ｋ３の冷却剤抵抗は、第１プラスチック材料Ｋ１及び第２プラスチック材料Ｋ２の冷却剤抵抗よりも極めて高い。

本例示の一説明において、第１プラスチック材料Ｋ１、第２プラスチック材料Ｋ２及び第３プラスチック材料Ｋ３は、同一の熱伝導度を持つ。これに代わる一説明において、第１プラスチック材料Ｋ１、第２プラスチック材料Ｋ２及び第３プラスチック材料Ｋ３は、それぞれ、異なる熱伝導度を持つ。

第１マスク６ａ及び第２マスク６ｂは、それぞれ、板状又は小板状、優先的には鋼板から形成された挿入物１７ａ、１７ｂによって形成されてもよい。

方法における任意の工程によると、冷却剤分配スペース２２ａ及び冷却剤収集スペース２２ｂを最初に区画する第２プラスチック材料Ｋ２は、電気絶縁性の絶縁材料（図示せず。）により、オーバモールドされてもよく、及び／又は噴霧されてもよい。同様に、軸方向Ａに沿った個々の中間スペース４からその両側に突き出し得るステータ巻き線５の軸端部は、電気絶縁性の絶縁材料によりオーバモールドされてもよく、及び／又は噴霧されてもよい。特に、電気絶縁性のワニスは、この目的で使用される。しかしながら、第３プラスチック材料Ｋ３及び／又は第４プラスチック材料Ｋ４、又は他の適当なプラスチック材料の使用も考えられる。このオーバモールド又は噴霧は、第２プラスチック材料Ｋ２でもなく、ステータ巻き線５の軸端部でもないオーバモールド又は噴霧に続いて、冷却剤分配スペース２２ａ及び冷却剤収集スペース２２ｂを直接に区画するように実行される。このように、導電性のステータ巻き線５の、冷却剤分配スペース２２ａ又は冷却剤収集スペース２２ｂに存在する冷却剤との望まない電気的接触が排除される。

工程ｄ）の進行中に、又はこれに間に合う程度にずれて、すなわち、工程ｄ）の実行よりも前に、若しくは工程ｄ）の実行よりも後に、ステータ巻き線５の軸端部は、プラスチック材料によって、とりわけ第２プラスチック材料によって、個々のステータ歯３にも固定されてもよい。

Claims (27)

1. 電気機械用ステータの製造方法であって、
   円形状のステータ本体（２）を含み、該ステータ本体（２）の外周方向（Ｕ）に沿って互いに間隔をおいて配置されたステータ巻き線（５）を支える多数のステータ歯（３）が前記ステータ本体（２）から径方向の内側に突き出し、前記外周方向（Ｕ）に隣接する２つの前記ステータ歯（３）同士の間に中間スペース（４）が形成された、ステータ（１）を用意する工程ａ）と、
   前記外周方向（Ｕ）に隣接する少なくとも２つの前記ステータ歯（３）を、第１プラスチック材料（Ｋ１）によって、少なくとも部分的にオーバモールドする工程ｂ）と、
   少なくとも１つの前記ステータ歯（３）に、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（５）を配置する工程ｃ）と、
   このステータ巻き線（５）を第２プラスチック材料（Ｋ２）によって少なくとも部分的にオーバモールドすることにより、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（５）を少なくとも１つのステータ歯（３）に固定する工程ｄ）とを備え、
   前記工程ｄ）により、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（５）を固定するよりも前に、（第１）マスク（６ａ）が、前記ステータ歯（３）同士の間の前記中間スペース（４）に導入され、前記（第１）マスク（６ａ）は、径方向の外側に前記中間スペース（４）を区画する前記ステータ本体（２）の表面部（７）を覆い、これにより、前記ステータ本体（２）は、前記工程ｄ）による前記オーバモールド中に、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）によって覆われないことを特徴とする製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法において、
   前記（第１）マスク（６ａ）は、前記中間スペース（４）の径方向外側端部（１０ａ）に導入されることを特徴とする製造方法。
3. 請求項２に記載の製造方法において、
   前記（第１）マスク（６ａ）は、前記径方向外側端部（１０ａ）に完全に充填されることを特徴とする製造方法。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の製造方法において、
   前記第２プラスチック材料（Ｋ２）によるオーバモールドに続いて、前記中間スペース（４）から、前記（第１）マスク（６ａ）を除去し、これにより、前記（第１）マスク（６ａ）を除去した後に存在する中空スペース（８）が、冷却剤が流通する冷却剤流路（９）を形成する、付加的な工程ｅ）をさらに備えていることを特徴とする製造方法。
5. 請求項４に記載の製造方法において、
   前記中空スペース（８）を区画する、又は前記冷却剤流路（９）を区画し、及び／若しくは、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）により、及び／又は前記（第１）マスク（６ａ）を除去するよりも前に該（第１）マスク（６ａ）によって覆われた前記ステータ本体（２）の表面部（７）により、個々の前記ステータ歯（３）に固定された前記ステータ巻き線（５）を区画する、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）を第３プラスチック材料（Ｋ３）によってオーバモールドすることを特徴とする製造方法。
6. 請求項５に記載の製造方法において、
   前記第３プラスチック材料（Ｋ３）によるオーバモールドは、前記（第１）マスク（６ａ）の除去よりも後に実行されることを特徴とする製造方法。
7. 請求項５又は６に記載の製造方法において、
   前記冷却剤流路（９）は、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）によって排他的に区画されることを特徴とする製造方法。
8. 請求項５～７のいずれか１項に記載の製造方法において、
   前記第３プラスチック材料（Ｋ３）によるオーバモールドは、該オーバモールドに続いて、前記中空スペース（８）又は前記冷却剤流路（９）が、前記ステータ巻き線（５）によって、及び／又は前記ステータ本体（２）によって、どの場所でも直接に区画されないように実行されることを特徴とする製造方法。
9. 請求項１～８のいずれか１項に記載の製造方法において、
   前記ステータ本体（２）から内方を向く径方向内側端部（１０ｂ）のそれぞれの場合に、前記工程ａ）において設けられた前記ステータ本体（２）の前記外周方向（Ｕ）に隣接する少なくとも２つのステータ歯３は、前記外周方向（Ｕ）に突き出す、少なくとも１つの拡張部（１２ａ、１２ｂ）を含み、前記外周方向（Ｕ）に隣接する前記ステータ歯（３）の２つの前記拡張部（１２ａ、１２ｂ）は、前記外周方向（Ｕ）に互いに対向して配置され、流路スロット（１３）を形成する２つの前記拡張部（１２ａ、１２ｂ）は、前記中間スペース（４）を径方向の内側に区画し、
   前記工程ｂ）により、前記第１プラスチック材料（Ｋ１）によるオーバモールドよりも前に、第２マスク（６ｂ）が、付加的な工程ｃ’）において、前記流路スロット（１３）に、及び／又は前記径方向内側端部（１０ｂ）における径方向の外側の前記流路スロット（１３）に続く前記中間スペース（４）の一領域に、導入されることを特徴とする製造方法。
10. 請求項９に記載の製造方法において、
    前記第２プラスチック材料（Ｋ２）によるオーバモールドに続いて、前記流路スロット（１３）から前記第２マスク（６ｂ）を除去し、これにより、前記第２マスク（６ｂ）の除去に続いて、後に、付加的な冷却剤流路（９’）を形成するための中空スペース（８）が形成される、付加的な工程ｅ１）をさらに備えていることを特徴とする製造方法。
11. 請求項９又は１０に記載の製造方法において、
    第３プラスチック材料（Ｋ３）によるオーバモールドに続いて、付加的な冷却剤流路（９’）が形成され、隣接する前記中間スペース（４）から液的に分離されるように、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）によって前記第２マスク（６ｂ）を除去するよりも前に、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）及び／若しくは該第２プラスチック材料（Ｋ２）で覆われた前記ステータ歯（３）の前記表面部（７）により、付加的な前記冷却剤流路（９’）及び／又は個々の前記ステータ歯（３）に固定される前記ステータ巻き線（５）を区画する前記第２プラスチック材料（Ｋ２）をオーバモールドする、付加的な工程ｆ１）をさらに備えていることを特徴とする製造方法。
12. 請求項９～１１のいずれか１項に記載の製造方法において、
    付加的な冷却剤流路（９’）は、第３プラスチック材料（Ｋ３）によって排他的に区画されることを特徴とする製造方法。
13. 請求項９～１２のいずれか１項に記載の製造方法において、
    第３プラスチック材料（Ｋ３）によるオーバモールドは、オーバモールドされた中空スペース（８）又は冷却剤流路（９）のオーバモールドに続いて、前記ステータ巻き線（５）によって、及び／又は前記ステータ本体（２）によって、どの場所においても、直接に区画されないように実行されることを特徴とする製造方法。
14. 請求項９～１３のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第２マスク（６ｂ）は、前記外周方向（Ｕ）に隣接する２つの前記ステータ歯（３）同士の間に形成される前記流路スロット（１３）を充填するだけでなく、２つの前記ステータ歯（３）同士の間に残る前記中間スペース（４）に、径方向の外側に付加的に突き出し、これにより、前記流路スロット（１３）に続く前記中間スペース（４）の径方向内側端部（１０ｂ）を付加的に充填することを特徴とする製造方法。
15. 請求項９～１４のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第２マスク（６ｂ）は、前記ステータ（１）の中心長軸（Ｍ）に対して垂直な断面において、垂直部（１４）及び水平部（１５）を持つＴ字状の外形を有し、前記垂直部（１４）は前記流路スロット（１３）を充填し、且つ、前記水平部（１５）は、前記中間スペース（４）の径方向内側端部（１０ｂ）を充填することを特徴とする製造方法。
16. 請求項１～１５のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第１マスク（６ａ）及び／又は第２マスク（６ｂ）は、挿入物（１７ａ、１７ｂ）により形成されることを特徴とする製造方法。
17. 請求項１～１６のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記ステータ本体（２）の少なくとも１つの外周面（１６）を第４プラスチック材料（Ｋ４）によってオーバモールドする、付加的な工程ｇ）をさらに備えていることを特徴とする製造方法。
18. 請求項１７に記載の製造方法において、
    前記工程ｇ）によるオーバモールド中に、前記外周面（１６）に設けられた軸方向拡張伸張部（１８）は、前記第４プラスチック材料（Ｋ４）によってオーバモールドされ、個々の軸受シールド（２０ａ、２０ｂ）を固定するためのねじ山付きロッド（１９）がそれぞれの場合に前記ステータ本体（２）の端面から軸方向に突き出すか、又は前記ねじ山付きロッド（１９）を支えるための流路開口部に配置されることを特徴とする製造方法。
19. 請求項１～１８のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第１プラスチック材料及び／又は前記第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料は、熱硬化性プラスチックを含むか若しくは熱硬化性プラスチックであることを特徴とする製造方法。
20. 請求項１～１９のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第１プラスチック材料及び／又は前記第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料及び／又は第４プラスチック材料は、熱可塑性プラスチックを含むか若しくは熱可塑性プラスチックであることを特徴とする製造方法。
21. 請求項１～２０のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第１プラスチック材料及び／又は第２プラスチック材料及び／又は第３プラスチック材料におけるプラスチック素材は、熱硬化性プラスチックを含むか若しくは熱硬化性プラスチックであり、
    及び／又は第４プラスチック材料におけるプラスチック素材は、熱可塑性プラスチックを含むか若しくは熱可塑性プラスチックであることを特徴とする製造方法。
22. 請求項１７～２１のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第４プラスチック材料（Ｋ４）の熱伝導度は、前記第１プラスチック材料（Ｋ１）及び／又は前記第２プラスチック材料（Ｋ２）及び／又は第３プラスチック材料（Ｋ３）の熱伝導度よりも低く、及び／又は前記第１プラスチック材料及び前記第２プラスチック材料（Ｋ２）の熱伝導度は、前記第３プラスチック材料（Ｋ３）及び前記第４プラスチック材料（Ｋ４）の熱伝導度よりも高いことを特徴とする製造方法。
23. 請求項１７～２２のいずれか１項に記載の製造方法において、
    前記第１プラスチック材料（Ｋ１）、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）及び第３プラスチック材料（Ｋ３）は、同一の熱伝導度を有するか、
    又は前記第１プラスチック材料、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）及び前記第３プラスチック材料（Ｋ３）は、それぞれ異なる熱伝導度を有することを特徴とする製造方法。
24. 請求項１７～２３のいずれか１項に記載の製造方法において、
    第３プラスチック材料（Ｋ３）における冷却剤抵抗は、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）又は前記第１プラスチック材料（Ｋ１）における冷却剤抵抗よりも高いことを特徴とする製造方法。
25. 請求項１～２４のいずれか１項に記載の製造方法において、
    冷却剤分配スペース（２２ａ）及び冷却剤収集スペース（２２ｂ）は、前記ステータ本体（２）に、及び／又は前記ステータ本体（２）内に設けられ、且つ、少なくとも１つの冷却剤流路（９）及び／又は少なくとも１つの付加的な冷却剤流路（９’）を介して流体的に互いに連通する、付加的な工程ｈ１）と、
    前記冷却剤分配スペース（２２ａ）及び／又は前記冷却剤収集スペース（２２ｂ）及び／又は少なくとも１つの前記ステータ巻き線（５）を区画する前記第２プラスチック材料（Ｋ２）を、電気絶縁性の絶縁材料により、及び／又はプラスチック材料により、オーバモールドし、及び／又は噴霧する、付加的な工程ｈ２）とをさらに備えていることを特徴とする製造方法。
26. 請求項２５に記載の製造方法において、
    前記工程ｈ２）による前記オーバモールド又は前記噴霧は、前記第２プラスチック材料（Ｋ２）でもなく、且つ少なくとも１つの前記ステータ巻き線（５）の軸端部でもないオーバモールド又は噴霧の後に、前記冷却剤分配スペース（２２ａ）又は前記冷却剤収集スペース（２２ｂ）を区画するように実行されることを特徴とする製造方法。
27. 請求項２５又は２６に記載の製造方法において、
    前記工程ｄ）において、又は前記工程ｄ）よりも前に、又は前記工程ｄ）よりも後に、少なくとも１つの前記ステータ巻き線（５）の軸端部は、前記プラスチック材料によって、少なくとも１つの前記ステータ歯（３）に固定されることを特徴とする製造方法。

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