WO2019192763A1 - Verfahren zum herstellen einer statorwicklung in einem stator einer elektrischen maschine - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer statorwicklung in einem stator einer elektrischen maschine Download PDF

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WO2019192763A1
WO2019192763A1 PCT/EP2019/052520 EP2019052520W WO2019192763A1 WO 2019192763 A1 WO2019192763 A1 WO 2019192763A1 EP 2019052520 W EP2019052520 W EP 2019052520W WO 2019192763 A1 WO2019192763 A1 WO 2019192763A1
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stator
conductor
radial arrangement
conductor ends
groups
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Stefan Ossenkopp
Fabian Lange
Heiko Erlenkeuser
Steffen Jacob
Martin Ermer
Tobias HEIN
Niklas Constatin KERN
Georg Frank
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056—Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H02K15/0081—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals for form-wound windings

Definitions

  • the invention is based on a method for producing a stator winding in a stator of an electrical machine.
  • a method for producing a stator winding in a stator of an electrical machine from US 2014/035404 A1 is already known, wherein the stator has slots and conductor elements of an electrical plug-in winding arranged in the slots.
  • the method comprises the following steps: a. Arranging the conductor elements in the slots of the stator,
  • Conductor ends of the conductor elements such that on one of the two end sides of the stator pairs of conductor ends to be connected to form the electrical winding are formed, wherein the conductor elements each have at least one
  • Plug-in windings have the advantage of a higher electrical slot fill factor and a higher electrical power density compared to pull-in windings.
  • conductor elements of the plug windings frequently have a comparatively large conductor cross section, so that higher electrical losses occur due to the so-called skin effect. This can be avoided by a division of the conductor cross-section on a plurality of conductor elements with a correspondingly smaller conductor cross-section.
  • this increases the cost of producing the plug-in winding, since the overall result is a higher number of welded connections which must be precisely manufactured in the smallest possible space.
  • the conductor elements with a smaller conductor cross-section in the production in the individual process steps especially when gripping, positioning and welding, difficult to handle.
  • Insulation distance between the conductor ends in time before forming, such as cabinets, the conductor ends takes place.
  • the electrical insulation distance between the conductor ends is initially set. Subsequently, the conductor ends are reshaped by so-called cabinets and then welded in pairs.
  • the disadvantage is that the conductor ends are twisted differently when setting the electrical insulation distance by different bending, so that the mutually associated conductor ends are unfavorably aligned during welding and no process-reliable welding is guaranteed.
  • the radial arrangement of connecting portions is formed not only by a pair of connecting portions, but in each case by all radially successively arranged connecting portions and
  • step d) a plurality of welded joints are produced by laser welding on the end faces of the respective radial arrangement of connecting sections, such that in each case a plurality of groups, in particular pairs, of welded connecting sections are produced and that two adjacent, non-welded connecting sections of two adjacent Groups not melted and facing each other edge regions.
  • the laser beams melt material from conductor elements at undefined locations, destroying or damaging the stator winding.
  • the process sequence "forming-welding-adjusting the electrical isolation distance" prevents unwanted torsion of the conductor ends, so that the conductor ends can be welded more reliably.
  • step lc) after the pressing together of the connecting portions, the end face of the respective radial arrangement of
  • Connected portions is processed such that a flush, over the respective radial arrangement of connecting portions extending surface arises. In this way, a high reproducibility of the weld can be ensured because there are no axial height differences between the connecting portions, which could have a negative effect on the focusing of the laser.
  • the welded joints each comprise a weld with an axis of symmetry, wherein the axis of symmetry of the weld angled or tilted according to the bending of the conductor ends. In this way, the same strength over all welded joints are ensured.
  • the angling of the conductor ends may either be constant from the innermost radial position to the outermost radial position or from the outermost radial position to the innermost radial position, or may alternatively increase.
  • the conductor ends can be angled in the range between 3 degrees and 30 degrees with respect to the axis of the stator.
  • Fig.l shows a step according to the invention a) for producing a stator winding in a stator of an electrical machine
  • FIG. 6 shows a view of a stator with a stator winding, in which four pairs of connecting sections are provided in a radial arrangement by way of example.
  • FIG. 1 shows a partial view of a stator 1 of an electric machine according to a first step according to the invention for producing a stator winding 4 in the stator 1.
  • the stator 1 has grooves 2 and arranged in the grooves 2 conductor elements 3 of the electric stator winding 4, in particular a plug-in winding on.
  • the cross section of the conductor elements 3 is for example rectangular.
  • Each conductor element 3 has an electrical paint insulation, not shown.
  • the conductor elements 3 may each comprise an electrical conductor.
  • the conductor elements 3 each have a plurality of electrical conductors, which form a conductor element unit
  • a step a) of the method according to the invention comprises arranging the
  • the conductor elements 3, which are further processed in the following method steps according to the invention, are shown in dashed lines in the two exemplary grooves 2 with a solid line and the remaining conductor elements 3.
  • step a) takes place in a further step b) according to Figure 2, a forming, in particular a so-called cabinets, the protruding from the grooves 2
  • the conductor elements 3 each have at least one connecting section 3.2 for welding to the at least one connecting section 3.2 of the associated conductor end 3.1 of the respective group 5. After reshaping of all conductor ends 3.1 of the stator 1 is on one of the two end sides of the stator 1 over the circumference of the stator. 1 seen a plurality of radial arrangements 8 of viewed in the radial direction with respect to an axis 9 of the stator 1 successively arranged connecting portions
  • one of the radial arrangements 8 of connecting sections 3.2 is pressed against one another by means of a tool 10, in particular a gripping device 10.
  • step e) an adjustment of the electrical insulation distance 12 between the groups 5 of conductor ends 3.1 takes place.
  • This is done, as shown by way of example in Figure 6 for a radial arrangement 8 with four groups 5, based on a single radial arrangement 8 by bending at least one group 5 of conductor ends 3.1, for example, all groups 5 to a group within the radial Arrangement 8 is not angled.
  • the non-angled group 5 of conductor ends 3.1 can be located within the individual radial arrangement 8 in the radially innermost layer, the radially outermost layer or, if present, in one of the layers therebetween. According to the embodiment in Fig.
  • the angling of the at least one group 5 of conductor ends 3 by an angle a takes place in the radial direction, for example, toward a yoke 13 of the stator 1.
  • the angle ⁇ of bending of the groups 5 may increase or be constant from the group 5 in the innermost radial position to the group in the outermost radial position or vice versa.
  • the insulation distance 12 corresponds in each case to at least one minimum value in order to achieve a sufficient electrical breakdown strength.
  • the radial arrangement 8 of connecting sections 3.1 is formed in each case by all connecting sections 3.1 arranged radially one behind the other. Furthermore, according to the invention, in step d), a plurality of welded connections 11 are produced by laser welding on the end faces SF of the respective radial arrangement 8 in step d), such that in each case a plurality of groups 5, in particular pairs 5, of welded connection sections 3.2 are produced each two adjacent, non-welded connecting portions 3.2 of two adjacent groups 5 not melted and facing edge portions 3.3 have. By the edge regions 3.3 it is ensured that not to be connected conductor elements 3 of a radial arrangement 8 are not accidentally welded.
  • step lc) after pressing together the connecting sections 3.2, the end face of the respective radial arrangement 8 can be machined in such a way that a flush surface extending over the respective radial arrangement 8 is produced.
  • 6 shows a view of a stator with a stator winding, in which four pairs of connecting sections are provided in a radial arrangement by way of example.
  • the welds 11 of the tilted groups 5 of conductor elements 3 each have an axis of symmetry 15, which is angled or tilted, for example, according to the angling of the groups 5 of conductor ends 3.

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Abstract

Verfahren zum Herstellung einer Statorwicklung (4) in einem Stator (1) einer elektrischen Maschine, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:... c. Aneinanderdrücken einer radialen Anordnung (8) von in radialer Richtung bezüglich einer Achse (9) des Stators (1) gesehen hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitten (3.2) mittels eines Werkzeuges (10), d. Verschweißen von Verbindungsabschnitten (3.2) innerhalb der mittels des Werkzeugs (10) zusammengedrückten radialen Anordnung (8) unter Bildung zumindest einer Gruppe (5), insbesondere eines Paares (5), von verschweißten Verbindungsabschnitten (3.2), e. Einstellen des elektrischen Isolationsabstandes (12) zwischen den Leiterenden (3) durch Abwinkein der Gruppen (5) von Leiterenden (3.1), dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt c) die radiale Anordnung (8) von Verbindungsabschnitten (3.1) jeweils durch alle radial hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitte (3.1) gebildet ist und im Schritt d) mehrere Schweißverbindungen (11) durch Laserschweißen auf den Stirnflächen der jeweiligen radialen Anordnung (8) von Verbindungsabschnitten (3.1) hergestellt werden, derart, dass jeweils mehrere Gruppen (5), insbesondere Paare (5), von verschweißten Verbindungsabschnitten (3.1) hergestellt werden und dass jeweils zwei benachbarte, nicht verschweißte Verbindungsabschnitte (3.1) zweier benachbarter Gruppen (5) nicht aufgeschmolzene und einander zugewandte Randbereiche (3.3) aufweisen.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Herstellen einer Statorwicklung in einem Stator einer elektrischen
Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Herstellen einer Statorwicklung in einem Stator einer elektrischen Maschine.
Es ist schon ein Verfahren zum Herstellen einer Statorwicklung in einem Stator einer elektrischen Maschine aus der US 2014/035404 Al bekannt, wobei der Stator Nuten und in den Nuten angeordnete Leiterelemente einer elektrischen Steckwicklung aufweist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a. Anordnen der Leiterelemente in den Nuten des Stators,
b. Umformen durch sogenanntes Schränken der aus den Nuten vorstehenden
Leiterenden der Leiterelemente derart, dass auf einer der beiden Stirnseiten des Stators Paare von zu verbindenden Leiterenden zur Bildung der elektrischen Wicklung gebildet sind, wobei die Leiterelemente jeweils zumindest einen
Verbindungsabschnitt zum Verschweißen mit dem Verbindungsabschnitt des zugeordneten Leiterendes aufweisen,
c. Greifen und Aneinanderdrücken einer radialen Anordnung von zwei in radialer Richtung gesehen hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitten mittels eines Werkzeuges,
d. Widerstandsschweißen der zwei mittels des Werkzeugs zusammengedrückten Verbindungsabschnitte an den Seitenflächen unter Bildung zumindest eines Paares von verschweißten Verbindungsabschnitten,
e. Einstellen des elektrischen Isolationsabstandes zwischen den Leiterenden durch Abwinkeln der Paare von Leiterenden. Steckwicklungen haben im Vergleich zu Einzugswicklungen den Vorteil eines höheren elektrischen Nutfüllfaktors und einer höheren elektrischen Leistungsdichte. Die Leiterelemente der Steckwicklungen haben häufig jedoch einen vergleichsweise großen Leiterquerschnitt, so dass es durch den sogenannten Skin- Effekt zu höheren elektrischen Verlusten kommt. Dies kann durch eine Aufteilung des Leiterquerschnitts auf mehrere Leiterelemente mit entsprechend kleinerem Leiterquerschnitt vermieden werden. Allerdings wird dadurch der Aufwand zur Herstellung der Steckwicklung erhöht, da sich insgesamt eine höhere Anzahl an Schweißverbindungen ergibt, die auf engstem Raum präzise hergestellt werden müssen. Außerdem sind die Leiterelemente mit kleinerem Leiterquerschnitt bei der Herstellung in den einzelnen Prozessschritten, insbesondere beim Greifen, Positionieren und Schweißen, schwerer zu handhaben.
Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen das Einstellen des elektrischen
Isolationsabstandes zwischen den Leiterenden zeitlich vor dem Umformen, beispielsweise Schränken, der Leiterenden erfolgt. Bei diesen Verfahren wird zunächst der elektrische Isolationsabstand zwischen den Leiterenden eingestellt. Anschließend werden die Leiterenden durch sogenanntes Schränken umgeformt und danach paarweise verschweißt. Nachteilig ist, dass die Leiterenden beim Einstellen des elektrischen Isolationsabstandes durch unterschiedliche Biegung unterschiedlich stark tordiert werden, so dass die einander zugeordneten Leiterenden beim Verschweißen ungünstig zueinander ausgerichtet sind und keine prozesssichere Verschweißung gewährleistet ist.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass die Herstellung der
Steckwicklung vereinfacht wird, indem
im Schritt c) die radiale Anordnung von Verbindungsabschnitten nicht nur durch ein Paar von Verbindungsabschnitten, sondern jeweils durch alle radial hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitte gebildet wird und
im Schritt d) mehrere Schweißverbindungen durch Laserschweißen auf den Stirnflächen der jeweiligen radialen Anordnung von Verbindungsabschnitten hergestellt werden, derart, dass jeweils mehrere Gruppen, insbesondere Paare, von verschweißten Verbindungsabschnitten hergestellt werden und dass jeweils zwei benachbarte, nicht verschweißte Verbindungsabschnitte zweier benachbarter Gruppen nicht aufgeschmolzene und einander zugewandte Randbereiche aufweisen.
Mit anderen Worten werden also mit einem Werkzeug nicht nur in vielen einzelnen Schritten jeweils zwei Verbindungsabschnitte gegriffen und dann verschweißt, sondern es werden jeweils alle radial hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitte gegriffen und dann in dieser gegriffenen, zusammengedrückten Anordnung mehrere separate Schweißverbindungen hergestellt. Dadurch entfallen eine Vielzahl von Greifschritten für das Greifwerkzeug, so dass die Herstellung der Statorwicklung vereinfacht, zeitlich verkürzt und damit kostengünstiger wird. Außerdem ist es aufgrund des engen Raumes für eine Greifvorrichtung einfacher, alle Verbindungsabschnitte einer radialen Anordnung zu greifen als lediglich zwei Verbindungsabschnitte. Bei einem Verzicht auf das Zusammendrücken der Verbindungsabschnitte durch die Greifvorrichtung würde das Risiko bestehen, dass beim erfindungsgemäßen
Laserschweißen die Laserstrahlen Material von Leiterelementen an Undefinierten Stellen aufschmilzt und die Statorwicklung dadurch zerstört oder beschädigt.
Durch die Prozessreihenfolge„Umformen-Verschweißen-Einstellen des elektrischen Isolationsabstandes“ wird die ungewollte Torsion der Leiterenden verhindert, so dass die Leiterenden prozesssicherer verschweißt werden können.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich.
Besonders vorteilhaft ist, wenn im Schritt lc) nach dem Aneinanderdrücken der Verbindungsabschnitte die Stirnfläche der jeweiligen radialen Anordnung von
Verbindungsabschnitten derart bearbeitet wird, dass eine bündige, über die jeweilige radiale Anordnung von Verbindungsabschnitten verlaufende Fläche entsteht. Auf diese Weise kann eine hohe Reproduzierbarkeit der Schweißung sichergestellt werden, da keine axialen Höhenunterschiede zwischen den Verbindungsabschnitten bestehen, die sich negativ auf die Fokussierung des Lasers auswirken könnten.
Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die Schweißverbindungen jeweils eine Schweißstelle mit einer Symmetrieachse umfassen, wobei die Symmetrieachse der Schweißstelle entsprechend der Abwinklung der Leiterenden abgewinkelt oder gekippt ist. Auf diese Weise sind gleiche Festigkeiten über alle Schweißverbindungen sichergestellt.
Die Abwinklung der Leiterenden kann von der innersten radialen Lage zur äußersten radialen Lage oder von der äußersten radialen Lage zur innersten radialen Lage entweder konstant sein oder alternativ zunehmen.
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel können die Leiterenden im Bereich zwischen 3 Grad und 30 Grad bezüglich der Achse des Stators abgewinkelt werden.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Fig.l zeigt einen erfindungsgemäßen Schritt a) zur Herstellung einer Statorwicklung in einem Stator einer elektrischen Maschine,
Fig.2 einen erfindungsgemäßen weiteren Schritt b) zur Herstellung des Stators,
Fig.3 einen erfindungsgemäßen weiteren Schritt c) zur Herstellung des Stators,
Fig.4 einen erfindungsgemäßen weiteren Schritt d) zur Herstellung des Stators,
Fig.5 einen erfindungsgemäßen weiteren Schritt e) zur Herstellung des Stators und
Fig.6 eine Ansicht eines Stators mit einer Statorwicklung, bei der beispielhaft vier Paare von Verbindungsabschnitten in einer radialen Anordnung vorgesehen sind.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig.l zeigt eine Teilansicht eines Stators 1 einer elektrischen Maschine nach einem erfindungsgemäßen ersten Schritt zur Herstellung einer Statorwicklung 4 in dem Stator 1.
Der Stator 1 weist Nuten 2 und in den Nuten 2 angeordnete Leiterelemente 3 der elektrischen Statorwicklung 4, insbesondere einer Steckwicklung, auf. Der Querschnitt der Leiterelemente 3 ist beispielsweise rechteckförmig. Jedes Leiterelement 3 weist eine nicht dargestellte elektrische Lackisolierung auf. Die Leiterelemente 3 können jeweils einen elektrischen Leiter umfassen. Alternativ können die Leiterelemente 3 jeweils mehrere elektrische Leiter haben, die zu einer Leiterelementeinheit
zusammengefasst sind.
Ein Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Anordnen der
Leiterelemente 3 in den Nuten 2 des Stators 1. In Fig.l sind zur Veranschaulichung der Erfindung beispielhaft nur zwei der dargestellten Nuten 2 mit Leiterelementen 3 befüllt. Die übrigen Nuten 2 des Stators 1 werden selbstverständlich in analoger Weise mit Leiterelementen 3 befüllt und gemäß den erfindungsgemäßen Schritten behandelt.
Die Leiterelemente 3, die in den folgenden Verfahrensschritten gemäß der Erfindung weiter bearbeitet werden, sind in den zwei beispielhaften Nuten 2 mit einer Volllinie und die übrigen Leiterelemente 3 gestrichelt dargestellt.
Nach dem Schritt a) erfolgt in einem weiteren Schritt b) nach Fig.2 ein Umformen, insbesondere ein sogenanntes Schränken, der aus den Nuten 2 vorstehenden
Leiterenden 3.1 der Leiterelemente 3 derart, dass auf einer der beiden Stirnseiten des Stators 1 Gruppen 5, beispielsweise eines Paares 5, von zu verbindenden Leiterenden
3.1 zur Bildung der elektrischen Wicklung 4 gebildet sind. Die Leiterelemente 3 haben jeweils zumindest einen Verbindungsabschnitt 3.2 zum Verschweißen mit dem zumindest einen Verbindungsabschnitt 3.2 des zugeordneten Leiterendes 3.1 der jeweiligen Gruppe 5. Nach dem Umformen aller Leiterenden 3.1 des Stators 1 ist auf einer der beiden Stirnseiten des Stators 1 über den Umfang des Stators 1 gesehen eine Vielzahl von radialen Anordnungen 8 von in radialer Richtung bezüglich einer Achse 9 des Stators 1 gesehen hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitten
3.2 gebildet.
Nachfolgend erfolgt in einem weiteren Schritt c) nach Fig.3 ein Aneinanderdrücken einer der radialen Anordnungen 8 von Verbindungsabschnitten 3.2 mittels eines Werkzeuges 10, insbesondere einer Greifvorrichtung 10.
Weiter nachfolgend erfolgt in einem Schritt d) nach Fig.4 ein Verschweißen von Verbindungsabschnitten 3.2 innerhalb der mittels des Werkzeugs 10
zusammengedrückten radialen Anordnung 8 unter Bildung einer Gruppe 5, nach dem Ausführungsbeispiel eines Paares 5, von verschweißten Verbindungsabschnitten 3.2. Die Gruppe 5 von Verbindungsabschnitten 3.2 ist durch eine Schweißstelle 11 miteinander verbunden. Alle auf einer der beiden Stirnseiten des Stators 1 liegenden Gruppen 5 bilden beispielsweise mehrere kreisförmige Anordnungen, wobei jede dieser Gruppen 5 auf einem der konzentrischen Kreise der kreisförmigen Anordnung angeordnet sind.
Nach dem Schritt d) findet in einem Schritt e) nach Fig.5 ein Einstellen des elektrischen Isolationsabstandes 12 zwischen den Gruppen 5 von Leiterenden 3.1 statt. Dies erfolgt, wie beispielhaft in Fig.6 für eine radiale Anordnung 8 mit vier Gruppen 5 gezeigt, bezogen auf eine einzelne radiale Anordnung 8 durch Abwinkeln zumindest einer Gruppe 5 von Leiterenden 3.1, beispielsweise aller Gruppen 5 bis auf eine Gruppe, die innerhalb der radialen Anordnung 8 nicht abgewinkelt wird. Die nicht abgewinkelte Gruppe 5 von Leiterenden 3.1 kann innerhalb der einzelnen radialen Anordnung 8 in der radial innersten Lage, der radial äußersten Lage oder -sofern vorhanden- in einer der Lagen dazwischen liegen. Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 5 gibt es zwei Lagen von Gruppen 5, wobei die radial innerste Lage nicht gekippt ist. Die Abwinklung der zumindest einen Gruppe 5 von Leiterenden 3 um einen Winkel a erfolgt in radialer Richtung, beispielsweise zu einem Joch 13 des Stators 1 hin. Der Winkel a der Abwinklung der Gruppen 5 kann von der Gruppe 5 in der innersten radialen Lage zur Gruppe in der äußersten radialen Lage oder umgekehrt zunehmen oder konstant sein.
Der Isolationsabstand 12 entspricht jeweils wenigstens einem Mindestwert zur Erreichung einer ausreichenden elektrischen Durchschlagfestigkeit.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Schritt c) die radiale Anordnung 8 von Verbindungsabschnitten 3.1 jeweils durch alle radial hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitte 3.1 gebildet ist. Weiterhin werden erfindungsgemäß im Schritt d) bezogen auf eine einzelne radiale Anordnung 8 mehrere Schweißverbindungen 11 durch Laserschweißen auf den Stirnflächen SF der jeweiligen radialen Anordnung 8 hergestellt, derart, dass jeweils mehrere Gruppen 5, insbesondere Paare 5, von verschweißten Verbindungsabschnitten 3.2 hergestellt werden und dass jeweils zwei benachbarte, nicht verschweißte Verbindungsabschnitte 3.2 zweier benachbarter Gruppen 5 nicht aufgeschmolzene und einander zugewandte Randbereiche 3.3 aufweisen. Durch die Randbereiche 3.3 wird sichergestellt, dass nicht zu verbindende Leiterelemente 3 einer radialen Anordnung 8 nicht unbeabsichtigt verschweißt werden. Im Schritt lc) kann nach dem Aneinanderdrücken der Verbindungsabschnitte 3.2 die Stirnfläche der jeweiligen radialen Anordnung 8 derart bearbeitet werden, dass eine bündige, über die jeweilige radiale Anordnung 8 verlaufende Fläche entsteht. Fig.6 zeigt eine Ansicht eines Stators mit einer Statorwicklung, bei der beispielhaft vier Paare von Verbindungsabschnitten in einer radialen Anordnung vorgesehen sind.
Die Schweißstellen 11 der gekippten Gruppen 5 von Leiterelementen 3 haben jeweils eine Symmetrieachse 15, die beispielsweise entsprechend der Abwinklung der Gruppen 5 von Leiterenden 3 abgewinkelt oder gekippt ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellung einer Statorwicklung (4) in einem Stator (1) einer
elektrischen Maschine, wobei der Stator (1) Nuten (2) und in den Nuten (2) angeordnete Leiterelemente (3) der Statorwicklung (4), insbesondere einer Steckwicklung (4), aufweist, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte umfasst:
a. Anordnen der Leiterelemente (3) in den Nuten (2) des Stators (1), b. Umformen der aus den Nuten (2) vorstehenden Leiterenden (3.1) der
Leiterelemente (3) derart, dass auf einer der beiden Stirnseiten des Stators (1) Gruppen (5) von zu verbindenden Leiterenden (3.1) zur Bildung der elektrischen Wicklung (4) gebildet sind, wobei die Leiterelemente (3) jeweils zumindest einen Verbindungsabschnitt (3.2) zum Verschweißen mit dem Verbindungsabschnitt (3.2) des zugeordneten Leiterendes (3.1) aufweisen, c. Aneinanderdrücken einer radialen Anordnung (8) von in radialer Richtung bezüglich einer Achse (9) des Stators (1) gesehen hintereinander angeordneten Verbindungsabschnitten (3.2) mittels eines Werkzeuges (10), d. Verschweißen von Verbindungsabschnitten (3.2) innerhalb der mittels des Werkzeugs (10) zusammengedrückten radialen Anordnung (8) unter Bildung zumindest einer Gruppe (5), insbesondere eines Paares (5), von verschweißten Verbindungsabschnitten (3.2),
e. Einstellen des elektrischen Isolationsabstandes (12) zwischen den
Leiterenden (3) durch Abwinkeln der Gruppen (5) von Leiterenden (3.1), dadurch gekennzeichnet, dass
im Schritt c) die radiale Anordnung (8) von Verbindungsabschnitten (3.1) jeweils durch alle radial hintereinander angeordneten
Verbindungsabschnitte (3.1) gebildet ist und
im Schritt d) mehrere Schweißverbindungen (11) durch Laserschweißen auf den Stirnflächen (SF) der jeweiligen radialen Anordnung (8) von Verbindungsabschnitten (3.1) hergestellt werden, derart, dass jeweils mehrere Gruppen (5), insbesondere Paare (5), von verschweißten Verbindungsabschnitten (3.1) hergestellt werden und dass jeweils zwei benachbarte, nicht verschweißte Verbindungsabschnitte (3.1) zweier benachbarter Gruppen (5) nicht aufgeschmolzene und einander zugewandte Randbereiche (3.3) aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt lc) nach dem Aneinanderdrücken der Verbindungsabschnitte (3.1) die Stirnfläche der jeweiligen radialen Anordnung (8) von Verbindungsabschnitten (3.1) derart bearbeitet wird, dass eine bündige, über die jeweilige radiale Anordnung (8) von Verbindungsabschnitten (3.1) verlaufende Fläche entsteht.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindungen (11) jeweils eine Schweißstelle (11) mit einer Symmetrieachse (15) umfassen, wobei die Symmetrieachse (15) der Schweißstelle (11) entsprechend der Abwinklung der Leiterenden abgewinkelt oder gekippt ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterenden (3.1) zu einem Joch (13) des Stators (1) hin abgewinkelt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwinklung der Leiterenden (3.1) von der innersten radialen Lage (IL) zur äußersten radialen Lage (AL) oder umgekehrt zunimmt oder konstant ist.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterenden (3.1) im Bereich zwischen 3 Grad und 30 Grad bezüglich der Achse (9) des Stators (1) abgewinkelt werden.
PCT/EP2019/052520 2018-04-05 2019-02-01 Verfahren zum herstellen einer statorwicklung in einem stator einer elektrischen maschine WO2019192763A1 (de)

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