WO2019192822A1 - Verfahren zur herstellung einer wicklungsverschaltung eines wicklungsträgers - Google Patents

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WO2019192822A1
WO2019192822A1 PCT/EP2019/056519 EP2019056519W WO2019192822A1 WO 2019192822 A1 WO2019192822 A1 WO 2019192822A1 EP 2019056519 W EP2019056519 W EP 2019056519W WO 2019192822 A1 WO2019192822 A1 WO 2019192822A1
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circuit board
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rod
rod end
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Tibor Dimond
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Audi Ag
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    • H02K3/505—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto for large machine windings, e.g. bar windings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a winding carrier (that is, a stator) according to the preamble of claim 1 and a NEN such a winding support according to claim 10.
  • the invention relates in particular a winding connection of a stator of an electric machine.
  • the stator of an electric machine is wound in common practice in the so-called Einziehtechnologie.
  • loose copper coils are produced with a stencil winder and then drawn into the longitudinal routes of the stator semi-automatically or fully automatically with the aid of a drawing tool.
  • a disadvantage of this method is the additional manufacturing process, namely the manual application of the phase insulation, the Interconnecting, intermediate and demoulding as well as bandaging.
  • the interconnection takes place by manual laying of the winding wires, in which the wire ends are contacted with one another according to a predetermined wiring scheme, by way of example with the formation of three phases and at least one star point.
  • the winding carrier can also be applied using the hairpin technology be wound.
  • the hairpin technology a U-shaped metal wire bracket is used, the rod-shaped bar legs are stored in the axial grooves. The two rod-shaped stirrup legs are connected by a strap web. After the depositing process, the stirrup legs of the U-shaped metal wire stirrup protrude with their free stirrup ends away from an axial end of the winding carrier. The free temple ends are electrically interconnected according to a predetermined wiring scheme.
  • the device for interconnecting the lines of the winding system has a flexible printed circuit board which is mounted on a radially outer surface of the stator and is connectable to the lines deposited in the axial grooves of the stator.
  • the starting point of the invention is a conventional hairpin stator. Conventional hairpins cause a winding head that is high on both sides as well as the one-sided entanglement of a corresponding tool. A laser welding of the entangled ends causes high process times.
  • the object of the invention is to provide a winding carrier (that is to say a stator) for an electric machine and a method for producing such a winding carrier, in which a manufacturing process is possible in comparison with the prior art manufacturing technology reliable and reliable winding interconnection.
  • the rod ends of the winding bars are not electrically contacted with a conductor rail arranged on the circuit board, but rather electrically contacted directly with at least one conductor track of the circuit board, etched in the usual way from a thin copper layer, for example or otherwise applied.
  • the opening edge region of the printed circuit board passage is preferably formed by a conductor material of the conductor track.
  • the rod end inserted through the printed circuit board leadthrough can be connected to the printed conductor in an electrically conductive manner, for example by soldering or by laser welding.
  • a printed circuit board can be arranged at the two axial winding carrier end faces, which is electrically connected to the respective bar end, as indicated above.
  • the conductor tracks can be arranged arbitrarily in the circuit board. In particular, there may be any suspects on all the existing layers of the printed circuit board.
  • the printed circuit board can have conductor tracks on both sides, which can be electrically contacted with the rod end.
  • the printed circuit board may have a multi-layer structure in which a plurality of partial printed circuit boards are stacked on top of each other. If appropriate, the partial printed circuit boards may have feedthroughs positioned at least partially in the stacking direction, through which the rod end of the winding rod is inserted. The rod end may preferably be electrically contacted with one of the sub-circuit boards.
  • a continuous implementation of the rod through the part guide plates is not mandatory. Instead, in the case of an electrical contact to, for example, the first sub-printed circuit board, the bar may terminate on the first sub-printed circuit board without the provision of feed-through openings in the following sub-printed circuit boards. If, on the other hand, the rod is to be electrically contacted with the second sub-printed circuit board, then this can be contacted by a Passage opening of the first part-Leiterplatter be performed and end at the second part PCB.
  • the center rod is covered with its rod center area in the respective axial groove. At least one rod end axially projecting beyond the winding carrier adjoins the rod middle region. In view of an increased degree of copper filling, it is preferable that the rod central portion has a rectangular cross section. In this way, the wedge bars can be stacked in a high packing density in the respective axial groove.
  • the rod end adjoining the rod center area can-compared to the rod center area-be reduced in cross-section or approximately cross-section and have a round cross-section which can be inserted into a printed circuit board feedthrough designed as a contact hole with a small clearance.
  • the bars do not necessarily have to run straight outside the groove.
  • the bars can be flared or bent one against the other to be able to dip into the circuit board without rejuvenation.
  • the cross-sectional profile at the rod end and the rod center area may be different, while their cross-sectional areas remain largely the same.
  • the rod center area may have a rectangular cross section, while the rod ends receives a round cross section in a squeezing. Accordingly, the rod end and the rod middle region can have different cross-sectional geometries, while their cross-sectional surfaces can be substantially identical.
  • the wiping rod By soldering or by the laser welding connection, the wiping rod can simultaneously be mechanically held on the printed circuit board and electrically connected thereto.
  • the soldering process of all rod ends of a respective axial winding carrier end face takes place in a solder bath. It is also in the In view of the performance of the electric machine preferred when a plurality of winding rods are arranged in a respective axial groove of the winding support. Alternatively, however, the winding rods can also be stored one after the other individually directly into the axial grooves of the winding carrier.
  • winding rods stored in the axial grooves When electrically interconnecting the winding rods stored in the axial grooves, it is preferred if at least two of the winding rods are connected electrically non-parallel. In order to reduce so-called skin effects, it can also be advantageous if several winding rods are connected in parallel in an axial groove.
  • the etched on the circuit board (or otherwise applied) copper tracks can be applied in any way.
  • the printed circuit board can have a plurality of layers of copper conductor tracks.
  • phase connection elements for connection to the power electronics of the electric machine and / or further electrical components can also be applied to the printed circuit board.
  • FIG. 1 shows a perspective partial view of a stator after a successful connection process
  • FIG. 2 in a view corresponding to Figure 1 the stator with it still dismantled circuit board.
  • FIGS. 3 to 5 are each partial side views, with reference to which a connection process is illustrated; and 6 shows a schematic representation of an electrical contact between a rod end of a winding rod with a multilayer printed circuit board.
  • FIG. 1 shows a cylindrical stator 1 of an electric machine which defines radially inwardly a rotor bore 3 in which a rotor, not shown, is rotatably mounted about a rotor axis R.
  • the stator 1 has inwardly directed, circumferentially angularly offset longitudinal grooves 5, in which phase-ordered coil groups are stored.
  • the coil groups are not formed in Fig. 1 by winding wires of a round material, but by cross-sectionally larger winding rods 7, as shown in Figs. 2 to 5.
  • Each of the winding bars 7 has a rod central area 9 which is stored in the respective axial groove 5 and has a cross-sectional, rectangular rod cross-section.
  • a total of four winding rods 7 are stacked one above the other in each of the axial grooves 5 with their rod center regions 9, which are rectangular in cross section.
  • the number of winding bars 7 can be chosen as desired.
  • six or even eight winding bars 7 per axial groove 5 can be used.
  • the rod ends 11 of the winding rods 7 are guided in FIG. 1 through contact bores 15 (FIG. 2) and electrically contacted via solder joints L with soldering eyes 17 of the respective printed conductors 19.
  • the winding rods 7 are first deposited in all axial grooves 5 in a deposition process.
  • the printed circuit boards 13 are positioned axially on both sides of the stator 1 and mounted in a mounting direction I on the bar ends 1 1 projecting from the stator end faces 21, so that the bar ends 21 are connected by the corresponding configuration. 4, in each case up to an axial stop 23 formed on the respective axial stator end face 21. According to FIG. 4, the bar ends 21 each protrude beyond the axial end stop 21 of the printed circuit boards 13, as shown in FIG The projection Aa of the rod ends 21 is still aligned in axial longitudinal alignment to the respective rod end 11 and the rod central region 9.
  • FIG. 6 shows, in a roughly schematic representation, a further electrical contact between a rod end 11 of a winding bar 7 with the printed circuit board 13.
  • the printed circuit board 13 is realized as a multi-layer structure in which two partial printed circuit boards 25 are stacked on top of one another by way of example (that is, not limited thereto).
  • the partial printed circuit boards 25 form the layers of a multilayer printed circuit board, are provided in the stacking direction in alignment in succession positioned contact holes 15 through which the rod end 11 of the winding rod 7 is inserted.
  • the rod end 11 is contacted via the indicated solder joints L with the upper and lower part PCBs 25 electrically.
  • a Lotmeniskus is formed on the underside of the lower part of the printed circuit board 25. Possibly forms, depending on the Lot mantation, even at the top of the upper part of the circuit board 25 a lot of meniscus, as indicated in Fig. 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung epiner Wicklungsverschaltung eines Wicklungsträgers (1), insbesondere eines Stators, einer Elektromaschine, wobei der Wicklungsträger (1) in Umfangsrichtung abwechselnd Zähne und Axialnuten (5) aufweist, und in jeder der Axialnuten (5) in einem Ablegeprozess zumindest ein elektrisch leitfähiger Wickelstab (7) abgelegt wird, der an zumindest einer axialen Stirnseite (21) des Wicklungsträgers (1) mit einem Stabende (11) abragt, das in einem Verschaltungsprozess durch eine Durchführung (15) einer elektrischen Leiterplatte (13) gesteckt wird und mit dieser elektrisch verschaltet wird. Erfindungsgemäß wird zur elektrischen Verschaltung mit der Leiterplatte (13) das Stabende (11) des Wicklungsstabes (7) unmittelbar mit zumindest einer Leiterbahn (19) der Leiterplatte (13) elektrisch kontaktiert. Das Stabende (11) überragt mit einem Überstand (∆a) die Leiterplatten-Durchführung (15). Der Überstand (∆a) des Stabendes (11) bleibt nach der elektrischen Kontaktierung ohne Biegebearbeitung in axialer Flucht mit dem Stabende (11) und der Leiterplatten-Durchführung (15) ausgerichtet.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsverschaltung eines
Wicklungsträgers
BESCHREIBUNG:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsträgers (das heißt eines Stators) nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ei- nen solchen Wicklungsträger nach dem Anspruch 10. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Wicklungsverschaltung eines Stators einer Elektroma- schine.
Der Stator einer Elektromaschine wird in gängiger Praxis in der sogenannten Einziehtechnologie bewickelt. Dabei werden lose Kupferspulen mit einem Schablonenwickler erzeugt und dann halbautomatisch oder vollautomatisch mit Hilfe eines Einziehwerkzeuges in die Längsrouten des Stators eingezo- gen. Nachteilig bei diesem Verfahren sind die fertigungstechnisch aufwändi- gen, weiteren Prozessschritte, nämlich das manuelle Anbringen der Pha- senisolierung, das Verschalten, das Zwischen- und Entformen sowie das Bandagieren. Das Verschalten erfolgt durch ein manuelles Verlegen der Wicklungsdrähte, bei denen die Drahtenden nach einem vorgegebenen Ver- schaltungsschema miteinander kontaktiert werden, und zwar beispielhaft unter Bildung dreier Phasen sowie zumindest eines Sternpunktes.
Die obige Einziehtechnologie ist prinzipbedingt auf die Anwendung von Runddrähten beschränkt. Bei der Verwendung von Runddrähten ergibt sich jedoch ein vergleichsweise geringerer Kupfer-Füllungsgrad in den Axialnu- ten, der ein Verhältnis zwischen dem Kupferquerschnitt und dem leeren Nut- bereich der jeweiligen Axialnut wiedergibt. Anstelle der Einziehtechnologie kann der Wicklungsträger auch unter Anwendung der Hairpin-Technologie bewickelt werden. Bei der Hairpin-Technologie wird ein U-förmiger Metall- draht-Bügel verwendet, dessen stabförmige Bügelschenkel in den Axialnuten abgelegt werden. Die beiden stabförmigen Bügelschenkel sind über einen Bügelsteg miteinander verbunden. Nach dem Ablegeprozess ragen die Bü- gelschenkel des U-förmigen Metalldraht-Bügels mit ihren freien Bügelenden von einer axialen Wicklungsträger-Stirnseite ab. Die freien Bügelenden wer- den nach einem vorgegebenen Verschaltungsschema elektrisch miteinander verschaltet.
Aus der DE 10 2015 221 923 A1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsträgers bekannt, bei dem elektrisch leitfähige Wicklungsstäbe in den Axialnuten eines Stators abgelegt werden. Die Sta- benden der in den Axialnuten abgelegten Wicklungsstäbe überragen die axi- alen Stator-Stirnseiten. Beim Verschaltungsprozess werden die Stabenden in Durchführungen einer Leiterplatte eingesteckt. Anschließend werden die Stabenden um ca. 45° in eine Kontaktposition schräg abgestellt, in der die Stabenden elektrisch mit einer auf der Leiterplatte befindlichen Stromschiene kontaktiert werden.
Der obige Biegeprozess, in dem die Stabenden der Wicklungsstäbe in ihre schräggestellten Kontaktposition abgestellt werden, ist mit einem entspre- chenden Werkzeugaufwand sowie mit einer entsprechenden Prozessdauer verbunden. Zudem ergibt die elektrische Kontaktierung zwischen den schräg abgestellten Stabenden der Wicklungsstäbe und der auf der Leiterplatte an- geordneten Schiene einen insgesamt bauraumintensiven Wickelkopf.
Aus der EP 1 578 003 ist eine Elektromaschine mit einer Vorrichtung zum Verschalten von Leitungen des Wicklungssystems bekannt. Die Vorrichtung zur Verschaltung der Leitungen des Wicklungssystems weist eine flexible Leiterplatte auf, die an einer radial äußeren Mantelfläche des Stators ange- bracht ist und mit den in den Axialnuten des Stators abgelegten Leitungen verbindbar ist. Die Ausgangsbasis der Erfindung ist ein konventioneller Hairpin-Stator. Kon- ventionelle Hairpins verursachen einen beidseitig hohen Wickelkopf sowie das einseitige Verschränken einen entsprechenden Werkzeugaufwand. Eine Laserverschweißung der verschränkten Enden verursacht hohe Prozesszei- ten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Wicklungsträger (das heißt einen Stator) für eine Elektromaschine sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wicklungsträgers bereitzustellen, bei dem eine im Vergleich zum Stand der Technik fertigungstechnisch einfache sowie betriebssichere Wicklungsverschaltung ermöglicht ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder 10 gelöst. Be- vorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offen- bart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 werden die Stabenden der Wicklungsstäbe nicht mit einer auf der Leiterplatte angeordneten Strom- schiene elektrisch kontaktiert, sondern vielmehr unmittelbar mit zumindest einer Leiterbahn der Leiterplatte elektrisch kontaktiert, die in üblicher Weise aus einer dünnen Kupfer-Schicht zum Beispiel geätzt oder auf andere Weise aufgebracht wird.
Ein Vergleich zum Stand der Technik relevanter Fertigungsaspekt besteht darin, dass das jeweilige Stabende mit einem Überstand die Leiterplatten- Durchführung überragt, der nach erfolgter elektrischer Kontaktierung ohne eine zusätzliche Biegebearbeitung in axialer Flucht mit dem Stabende sowie der Leiterplatten-Durchführung ausgerichtet bleibt.
Im Vergleich zur eingangs erwähnten Ausgangsbasis der Erfindung (das heißt konventionelle Hairpins) fallen erfindungsgemäß mit Hilfe der Leiter- platte die aufwendigen Prozessschritte, nämlich ein Verschränken oder ein einzelnes Laserverschweißen, sowie der Nachteil der schwer einzubringen- den Phasenisolation weg. Der Öffnungsrandbereich der Leiterplatten-Durchführung ist bevorzugt von einem Leitermaterial der Leiterbahn gebildet. In diesem Fall kann das durch die Leiterplatten-Durchführung gesteckte Stabende elektrisch leitend, zum Beispiel durch Löten oder durch Laserschweißen, an die Leiterbahn ange- bunden werden.
In einer technischen Umsetzung kann der jeweilige Wicklungsstab nach dem Ablegeprozess von beiden gegenüberliegenden axialen Wicklungsträger- Stirnseiten mit je einem Stabende abragen. In diesem Fall können an den beiden axialen Wicklungsträger-Stirnseiten jeweils eine Leiterplatte angeord- net sein, die mit dem jeweiligen Stabende elektrisch verschaltet wird, wie es oben angegeben ist.
Die Leiterbahnen können beliebig in der Leiterplatte angeordnet ist. Insbe- sondere können sich auf allen vorhandenen Lagen der Leiterplatte Leiderb- ahnen befinden.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Leiterplatte beidseitig Leiter- bahnen aufweisen, die mit dem Stabende elektrisch kontaktierbar sind. Al ternativ oder zusätzlich dazu kann die Leiterplatte einen Mehrlagenaufbau aufweisen, bei dem eine Mehrzahl von Teil-Leiterplatten übereinander ge- stapelt sind. Die Teil-Leiterplatten können gegebenenfalls zumindest teilwei- se in Stapelrichtung in Flucht hintereinander positionierte Durchführungen aufweisen, durch die das Stabende des Wicklungsstabes gesteckt ist. Das Stabende kann dabei bevorzugt mit einer der Teil-Leiterplatten elektrisch kontaktiert sein.
Eine durchgängige Durchführung des Stabes durch die Teil-Leitplatten ist nicht zwingend erforderlich. Anstelle dessen kann bei einer elektrischen Kon- taktierung an zum Beispiel die erste Teil-Leiterplatte der Stab an der ersten Teil-Leiterplatte enden, ohne dass in den folgenden Teil-Leiterplatten Durch- führungsöffnungen vorzuhalten sind. Sollte dagegen der Stab mit der zweiten Teil-Leiterplatte elektrisch kontaktiert werden, so kann dieser durch eine Durchführungsöffnung der ersten Teil-Leiterplatter geführt werden und an der zweiten Teil-Leiterplatte enden.
Der Mittelstab ist mit seinem Stab-Mittel bereich in der jeweiligen Axialnut ab- gelegt. An dem Stab-Mittelbereich schließt sich zumindest ein, den Wick- lungsträger axial überragendes Stabende an. Im Hinblick auf einen gestei- gerten Kupfer-Füllungsgrad ist es bevorzugt, wenn der Stab-Mittelbereich einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise können die Wi- ckelstäbe in hoher Packungsdichte in der jeweiligen Axialnut gestapelt wer- den. Das am Stab-Mittel bereich anschließende Stabende kann - im Ver- gleich zum Stab-Mittelbereich - querschnittsreduziert oder in etwa quer- schnittsgleich sein und einen runden Querschnitt aufweisen, der in eine als Kontaktbohrung ausgebildete Leiterplatten-Durchführung mit geringem Loch- spiel einsteckbar ist.
Es ist hervorzuheben, dass die Stäbe nicht außerhalb der Nut zwangsläufig gerade verlaufen müssen. Alternativ dazu können die Stäbe untereinander aufgeweitet bzw. gebogen werden, um in die Leiterplatte ohne Verjüngung eintauchen zu können. Wie bereits oben erwähnt, können das Quer- schnittsprofil am Stabende und am Stab-Mittel bereich unterschiedlich sein, während deren Querschnittsflächen weitgehend gleich bleiben. Beispielhaft kann der Stab-Mittel bereich einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen, während die Stab-Enden in einem Quetschvorgang einen Rundquerschnitt erhält. Entsprechend können das Stabende und der Stab-Mittelbereich un- terschiedliche Querschnittsgeometrien aufweisen, während deren Quer- schnittsflächen weitgehend identisch sein können.
Durch das Verlöten bzw. durch die Laserschweißverbindung kann der Wi- ckelstab gleichzeitig mechanisch an der Leiterplatte gehalten werden und elektrisch mit dieser verbunden werden.
Im Falle einer Lötverbindung zwischen dem Stabende und der Leiterplatte ist es bevorzugt, wenn der Lötvorgang sämtlicher Stabenden einer jeweiligen axialen Wicklungsträger-Stirnseite in einem Lötbad erfolgt. Zudem ist es im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Elektromaschine bevorzugt, wenn mehrere Wicklungsstäbe in einer jeweiligen Axialnut des Wicklungsträgers angeordnet werden. Alternativ dazu können jedoch die Wicklungsstäbe auch nacheinander einzeln direkt in die Axialnuten des Wicklungsträgers abgelegt werden.
Beim elektrischen Verschalten der in den Axialnuten abgelegten Wicklungs- stäbe ist es bevorzugt wenn wenigstens zwei der Wicklungsstäbe elektrisch nicht parallelen geschaltet sind. Um sogenannte Skin-Effekte zu reduzieren, kann es zudem von Vorteil sein, wenn in einer Axialnut mehrere Wicklungs- stäbe parallel geschaltet sind.
Die auf der Leiterplatte aufgeätzten (oder auf andere Weise aufgebrachten) Kupferbahnen können in beliebiger Weise appliziert sein. Beispielhaft kann die Leiterplatte mehrere Lagen von Kupferleiterbahnen aufweisen. Auf der Leiterplatte können zusätzlich auch Phasen-Anschlusselemente zur Verbin- dung mit der Leistungselektronik der Elektromaschine und/oder weitere elektrische Bauteile appliziert sein.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefüg- ten Figuren beschrieben:
Es zeigen: Fig. 1 in einer perspektivischen Teilansicht einen Stator nach erfolg- tem Verschaltungsprozess;
Fig. 2 in einer Ansicht entsprechend der Fig. 1 den Stator mit davon noch demontierter Leiterplatte;
Fig. 3 bis 5 jeweils Teilseitenansichten, anhand derer ein Verschaltungs- prozess veranschaulicht ist; und Fig. 6 in einer schematischen Darstellung eine elektrische Kontaktie- rung zwischen einem Stabende eines Wicklungsstabes mit ei- ner mehrlagigen Leiterplatte.
In der Fig. 1 ist ein zylindrischer Stator 1 einer Elektromaschine gezeigt, der radial innen eine Rotorbohrung 3 begrenzt, in der ein nicht dargestellter Ro- tor drehbar um eine Rotorachse R gelagert ist. Der Stator 1 weist nach innen gerichtete, in Umfangsrichtung winkelversetzte Längsnuten 5 auf, in denen phasengeordnete Spulengruppen abgelegt sind. Die Spulengruppen sind in der Fig. 1 nicht durch Wicklungsdrähte aus einem Rundmaterial ausgebildet, sondern durch im Vergleich dazu querschnittsgrößere Wicklungsstäbe 7, wie sie in den Fig. 2 bis 5 gezeigt sind. Jeder der Wicklungsstäbe 7 weist einen in der jeweiligen Axialnut 5 abgelegten Stab-Mittelbereich 9 auf, der einen querschnittsgroßen, rechtwinkligen Stabquerschnitt aufweist. An den Stab- Mittelbereich 9 schließen sich beidseitig querschnittskleinere, zylindrische Stabenden 11 an. Die Stabenden 11 sind in der Fig. 1 über Lötverbindungen L elektrisch mit einer Kupferleiterbahn 13 kontaktiert, mittels der sämtliche, im Stator 1 abgelegten Wickelstäbe 7 miteinander elektrisch verschaltet sind.
Es ist hervorzuheben, dass eine Querschnittsreduzierung der Stabenden 11 nicht zwangsläufig erforderlich ist. Falls nicht anders möglich, ist eventuell ein Rundpressen des Rechteckdrahtes notwendig, um eine Kontaktierung sicherzustellen.
Wie aus den Fig. 2 bis 5 beispielhaft hervorgeht, sind in jeder der Axialnuten 5 insgesamt vier Wicklungsstäbe 7 mit ihren im Querschnitt rechtwinkligen Stab-Mittelbereichen 9 übereinander gestapelt. Alternativ dazu kann die An- zahl der Wicklungsstäbe 7 beliebig gewählt sein. Beispielhaft können sechs oder sogar acht Wicklungsstäbe 7 pro Axialnut 5 verwendet werden. Die Stabenden 11 der Wicklungsstäbe 7 sind in der Fig. 1 durch Kontaktbohrun- gen 15 (Fig. 2) geführt und über Lötverbindungen L mit Lötaugen 17 der je- weiligen Leiterbahnen 19 elektrisch kontaktiert. Bei der Stator-Herstellung werden zunächst in einem Ablegeprozess die Wicklungsstäbe 7 in sämtlichen Axialnuten 5 abgelegt. Anschließend erfolgt ein Verschaltungsprozess, bei dem die Wicklungsstäbe 7 miteinander elektrisch verschaltet werden. Hierzu werden gemäß der Fig. 2 oder 3 axial beidseitig des Stators 1 die Leiterplatten 13 positioniert und in einer Monta- gerichtung I auf die, von den Stator-Stirnseiten 21 abragenden Stabenden 1 1 aufgesteckt, so dass die Stabenden 21 durch die korrespondierenden Kon- taktbohrungen 15 der Leiterplatten 13 geführt sind, wie es in der Fig. 4 ge- zeigt ist, und zwar jeweils bis zu einem, auf der jeweiligen axialen Stator- Stirnseite 21 ausgebildeten Axialanschlag 23. Gemäß der Fig. 4 überragen die Stabenden 21 jeweils mit einem Überstand Aa die Leiterplatten 13. Der Überstand Aa der Stabenden 21 ist dabei nach wie vor in axialer Längsflucht zu dem jeweiligen Stabende 11 bzw. dem Stab-Mittelbereich 9 ausgerichtet.
Anschließend erfolgt eine elektrische Kontaktierung, bei der der jeweilige Überstand Aa der Stabenden 11 in Lötverbindung L mit den, die Kontaktboh- rung 15 umziehenden Lötaugen 17 der Leiterbahnen 19 gebracht wird, wie es in der Fig. 5 gezeigt ist. Die Leiterbahnen 19 sind dabei gemäß den Fig. 1 oder 2 auf der, der jeweiligen Stator-Stirnseite 21 abgeragten Leiterplatten- Seite angeordnet.
In der Fig. 6 ist in grob schematischer Darstellung eine weitere elektrische Kontaktierung zwischen einem Stabende 11 eines Wicklungsstabes 7 mit der Leiterplatte 13 gezeigt. Im Unterschied zu den vorangegangen Figuren ist in der Fig. 6 die Leiterplatte 13 als ein Mehrlagenaufbau realisiert, bei dem hier beispielhaft (das heißt nicht darauf beschränkt) zwei Teil-Leiterplatten 25 übereinander gestapelt sind. Die Teil-Leiterplatten 25 bilden die Layer einer Multilayer-Leiterplatte aus, bei der in Stapelrichtung in Flucht hintereinander positionierte Kontaktbohrungen 15 vorgesehen sind, durch die das Stabende 11 des Wicklungsstabes 7 gesteckt ist. Das Stabende 11 ist dabei über die angedeuteten Lötstellen L mit den oberen und unteren Teil-Leiterplatten 25 elektrisch kontaktiert. Wie aus der Figur 6 hervorgeht, ist an der Unterseite der unteren Teil-Leiterplatte 25 ein Lotmeniskus gebildet. Gegebenenfalls bildet sich, je nach Lotdurchstieg, auch noch an der Oberseite der oberen Teil-Leiterplatte 25 ein Lotmeniskus aus, wie es in der Fig. 6 angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zur Herstellung einer Wicklungsverschaltung eines Wick- lungsträgers (1 ), insbesondere eines Stators, einer Elektromaschine, wobei der Wicklungsträger (1 ) Axialnuten (5) aufweist, und in jeder der Axialnuten (5) in einem Ablegeprozess zumindest ein elektrisch leitfähi- ger Wickelstab (7) abgelegt wird, der an zumindest einer axialen Stirn- seite (21 ) des Wicklungsträgers (1 ) mit einem Stabende (11 ) abragt, das in einem Verschaltungsprozess durch eine Durchführung (15) einer elektrischen Leiterplatte (13) gesteckt wird und mit dieser elektrisch verschaltet wird, wobei zur elektrischen Verschaltung mit der Leiterplat- te (13) das Stabende (11 ) des Wicklungsstabes (7) unmittelbar mit zu- mindest einer Leiterbahn (19) der Leiterplatte (13) elektrisch kontaktiert wird, wobei das Stabende (11 ) mit einem Überstand (Aa) die Leiterplat- ten-Durchführung (15) überragt, und wobei der Überstand (Aa) des Stabendes (11 ) nach der elektrischen Kontaktierung ohne Biegebear- beitung in axialer Flucht mit dem Stabende (11 ) und der Leiterplatten- Durchführung (15) ausgerichtet ist, wobei der Wicklungsstab (7) nach dem Ablegeprozess von beiden gegenüberliegenden axialen Wick- lungsträger-Stirnseiten (21 ) mit je einem Stabende (11 ) abragt, und an beiden axialen Wicklungsträger-Stirnseiten (21 ) mit jeweils zumindest einer Leiterplatte (13) angeordnet wird, die mit dem jeweiligen Staben- de (11 ) verschaltet wird, und wobei der Wickelstab (7) einen in der Axi- alnut (5) abgelegten Stab-Mittelbereich (9) aufweist, an dem sich das den Wicklungsträger (1 ) axial überragende Stabende (11 ) anschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (1 ) in Umfangs- richtung abwechselnd Zähne und Axialnuten (5) aufweist, dass mehrere Wicklungsstäbe (7) in einer jeweiligen Axialnut (5) des Wicklungsträ- gers (1 ) angeordnet werden, dass der Stab-Mittelbereich (9) und das Stabende (11 ) unterschiedliche Querschnitte aufweisen, und dass der Stab-Mittelbereich (9) einen rechtwinkligen Querschnitt und das Sta- bende (11 ) einen runden Querschnitt aufweist, der gegenüber dem rechtwinkligen Querschnitt querschnittsreduziert ist oder durch Rund- pressen des Rechteckdrahtes hergestellt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Öff- nungsrandbereich der Leiterplatten-Durchführung (15) von einem Lei termaterial der Leiterbahn (19) gebildet ist, und dass das Stabende (11 ) elektrisch leitend, etwa durch Löten oder Laserschweißen, an die Lei- terbahn (19) angebunden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (19) beliebig in der Leiterplatte (13) angeordnet ist, und dass sich insbesondere auf allen vorhandenen Lagen der Leiterplatte Leiter- bahnen befinden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (13) einen Mehrlagenaufbau auf- weist, bei dem eine Mehrzahl von Teil-Leiterplatten (25) übereinander gestapelt sind, und dass bevorzugt die Teil-Leiterplatten (25) die Layer einer Multilayer-Leiterplatte ausbilden, wobei gegebenenfalls die Teil- Leiterplatten (25) zumindest teilweise in Stapelrichtung in Flucht hinter einander positionierte Durchführungen (15) aufweisen, durch die das Stabende (11 ) gesteckt ist, wobei das Stabende (11 ) mit zumindest ei- ner der Teil-Leiterplatten (25) elektrisch kontaktiert ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelstäbe (7) nicht außerhalb der Axialnut (5) zwangsläufig gerade verlaufen müssen, sondern alternativ dazu die
Wickelstäbe (7) untereinander aufgeweitet bzw. gebogen werden kön- nen, um in die Leiterplatte (13) ohne Verjüngung eintauchen zu können, und/oder dass das Querschnittsprofil am Stabende (11 ) und am Stab- Mittelbereich (9) unterschiedlich sein kann, während deren Quer- schnittsflächen weitgehend gleich bleiben.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der mehreren Wicklungsstäbe (7) in einer Axialnut (5) des Wicklungsträgers (1 ) elektrisch nicht parallel geschaltet werden.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Leiterplatte (13) mehrere Lagen von Kupferleiter- bahnen (19) aufweist.
8. Wicklungsträger, insbesondere Stator, einer Elektromaschine, der mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche herge- stellt ist.
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