WO2019214861A1 - Laminated stator and method for manufacturing same - Google Patents

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WO2019214861A1
WO2019214861A1 PCT/EP2019/055226 EP2019055226W WO2019214861A1 WO 2019214861 A1 WO2019214861 A1 WO 2019214861A1 EP 2019055226 W EP2019055226 W EP 2019055226W WO 2019214861 A1 WO2019214861 A1 WO 2019214861A1
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WO
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winding
stator
base plate
wall projections
winding core
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Application number
PCT/EP2019/055226
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Schoeneich
Original Assignee
Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
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Publication date
Application filed by Magna Powertrain Bad Homburg GmbH filed Critical Magna Powertrain Bad Homburg GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/022Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies with salient poles or claw-shaped poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14Stator cores with salient poles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention relates to a laminated stator and a manufacturing method for such a stator.
  • a conventional production process is disclosed, for example, in US Pat. No. 9,583,982 B2.
  • This discloses an axial flux stator comprising a plurality of magnetically permeable members, a plurality of windings, a back iron and a jacket.
  • the windings are connected to the magnetically permeable elements to form a plurality of magnetically permeable winding element arrays.
  • the rear iron is mechanically connected to the magnetically permeable winding element arrangements.
  • the jacket maintains the connection of the rear iron with the magnetically permeable winding element assemblies.
  • EP 2 787 610 B1 discloses a device for punching and winding a sheet metal strip into a laminated core for the production of stators and rotors, the device comprising a punching unit for punching grooves in the sheet metal strip, a winding unit for winding the stamped sheet metal strip into a laminated core wherein the punching unit is disposed in front of the winding unit, wherein driving means for changing the relative position of the winding unit with the laminated core with respect to the punching unit are provided, and a controller for controlling the punching unit, the winding unit and the drive means for adjusting the relative position of the punching unit Winding unit, wherein the device comprises one or more sensors, which detects the actual position of the groove edges on the stamped sheet metal strip and that the control of the device compares the detected actual position of the measured Nutrandes with the desired position and controls the drive means of the winding unit such that the detected position deviation is compensated for a detected deviation.
  • the object of the invention is therefore to provide and provide a flux-stator, which comprises a simple and inexpensive to manufacture iron core with the lowest possible weight despite large construction for each winding.
  • This object is achieved by a stator having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 7.
  • a stator according to the invention comprises a strip-shaped base plate having, at predetermined intervals on at least one side, a plurality of wall projections integrally formed with the base plate, a plurality of winding cores respectively adjacent to the wall projections and a plurality of windings, each wound around the winding cores and the wall projections, wherein a single winding core is integrally formed of a metal strip folded at predetermined folds several times by substantially 180 °.
  • the strip-shaped base plate can be designed to be straight for radial stators and arc, circular or ring-shaped for axial stators.
  • the winding core from a metal strip (in particular a sheet having a thickness of 0.1 mm to 0.8 mm, preferably 0.2 mm to 0.5 mm), an acceptable weight can be achieved even with large stators. chen. Furthermore, these are also inexpensive to manufacture.
  • the winding cores and the adjacent wall projections are formed integrally.
  • the assembly of the stators is greatly simplified and the iron core for the windings firmly connected to the stator.
  • the strip-shaped base plate may have on both sides wall projections, which are opposite to each other. In such an embodiment, it is possible to form the iron core separately from the base plate, since it can be received between the opposite wall projections.
  • the base plate preferably has a greater wall thickness or thickness than the metal strip from which the winding cores are formed. Thereby, the stator base becomes more stable, while the winding core can be easily formed.
  • the metal strips, from which in each case a winding core is formed, can have at least one lateral projection at every second fold. As a result, a lateral projection is produced on the winding core at the top, with which the windings can be held on the winding core, which simplifies the assembly of the stator.
  • an insulating braid is preferably arranged. This protects and isolates the windings from the edges of the winding core.
  • a stator manufacturing method of the present invention includes the steps of forming a strip-shaped base plate having at predetermined intervals on at least one side a plurality of wall projections formed integrally with the base plate, forming the coil cores by folding a metal strip a plurality of times Essentially 180 ° and the winding of windings around the winding cores.
  • the wall projections are formed as metal strips and are formed by folding as winding cores.
  • the wall projections are preferably formed opposite one another on both sides of the strip-shaped base plate, the wall projections being bent upwards, and the winding core being inserted between the wall projections. Further preferably, before winding the windings around the winding cores, an insulation braid is applied around the winding core.
  • Figure 1a shows a plan view of a circular base plate from which a first embodiment of an axial stator of the present invention can be cut out;
  • FIG. 1b shows a plan view of the embodiment from FIG. 1a, in which the winding core has been formed by folding;
  • FIG. 1 c shows a sectional view AB from FIG. 1 b on the winding core;
  • FIG. 1 d shows a plan view of the embodiment from FIG. 1 b, in which the winding core is bent over and anchored;
  • FIG. 1 e shows a sectional view A-B from FIG. 1 d on the winding core
  • Figure 1f shows a plan view of the embodiment of Figure 1 d, in which the winding core is encapsulated with a resin;
  • FIGS. 2a to 2d show views of another embodiment of an axial stator and of the corresponding winding core, wherein the winding core has a projection on the upper side;
  • FIGS. 3a to 3g show views of another embodiment of a radial stator and of the corresponding winding core, wherein the winding core has a projection on the upper side;
  • Figures 4a to 4e are views of axial and radial stators having a winding core separated from the base plate and the wall projections;
  • FIGS. 5a to 5d show views of individual steps for producing an axial stator which has a winding core separated from the base plate and the wall projections;
  • FIGS. 6a to 6f show views of individual steps for producing an axial stator which has a winding core separated from the base plate and the wall projections.
  • axially denotes a direction of an axis on which a stator is mounted (in Figure 1 in the drawing plane / out), "radially” a direction perpendicular to the axial direction (in Figure 1 from the center of the stator to the outside ) and "Circumferential” is a direction around the circumference (clockwise or counterclockwise in FIG. 1).
  • FIG. 1 a first embodiment of a stator of the present invention is shown in various stages of manufacture.
  • Fig. 1 there is shown the base of a stator 10 made of sheet metal, for example by cutting (for example laser cutting) or punching.
  • the stator comprises a base plate
  • annular base plate 12 which is formed here from a sheet metal blank for an axial stator, that is provided with a curvature, so that an annular base plate 12 is formed.
  • the dashed area is the blend
  • the wall projections 14 may taper towards the end, as shown in FIG. 1a.
  • the sheet thickness of the base plate can preferably 0.5mm -2.0mm and results from the compromise between strength and elasticity of the material and eddy current losses in the finished winding core.
  • the sheet thicknesses of the winding core are preferably less than those of the wall projections or of the base plate. This is possible with a one-piece design, as shown in FIG. 1, but the special metal sheets with different wall thickness would in turn cause higher costs.
  • With diameters of the circular sheet metal plate up to 1200 mm no special semi-finished products are necessary as there are production widths of electrical sheet broadband up to 1230 mm. In this respect, the preferred diameter of the circular blanks are 1200mm or less.
  • a pre-annealing above the Rekristallisati- onstemperatur 700-800 ° C
  • FIG. 1 b it is shown that the cut-free wall projections 14 are folded outward several times by a 180 ° turn-up so as to form the winding cores 16 (armature cores) at a predetermined armature height h.
  • armature cores armature cores
  • FIG. 1c Such a winding core is shown in Figure 1c in a side view.
  • the fold is preferably crimped with a predecessor stitch with a small inner radius of 180 ° and can also be compressed in a subsequent step.
  • the resulting extension of anchor width b should be taken into account. be deducted, for example by being deducted beforehand.
  • the possible spring-back of the folded winding core 16 should also be taken into account.
  • the electrical sheet which is preferably used for the production of the stators, preferably has an insulating thermoresistive layer.
  • a film or a woven fabric of nonconductive, temperature-resistant material between the bent winding core layers during the transfer (eg a quartz or ceramic fiber braid).
  • the folded winding cores are then bent again by substantially 80 ° -95 °, in particular 90 °, centrally on the base plate of the stator (FIG. 1 d).
  • the free-standing tab 18 is bent behind the base plate 12 and secured by gluing, soldering, welding, riveting or clamping.
  • the folded sheet metal layers are then parallel to the field direction when using the stator to keep eddy currents as low as possible. In the bending radius at the edges, the eddy current losses may be slightly higher.
  • an insulation braid for insulation and as edge protection can be wound around the outer area of the anchor. The optimum magnetic properties can be set by annealing at 200-400 ° C.
  • the stator can be wound, for example, with copper wire 20.
  • the winding cores are now wrapped with a copper wire and protrude axially from the base plate.
  • the stator can be screwed to a housing or a rim.
  • the folding and bending of the winding core from a sheet metal strip results in a very slim shape, which can be accommodated in a narrow space. Due to the size of the stator, there is also a high torque compared to conventional motors. This makes it possible to reduce the drive power, which leads to an increase in the range with the same charge capacity.
  • FIGS. 2a to 2d show the substantially identical embodiment of an axial stator.
  • FIG. 2 a shows a section of the sheet metal blank from which the base plate 12 and the wall projections 14 are cut out. The waste 13 is again shown in dashed lines.
  • the wall projections 14 are likewise formed only on one side of the sheet metal blank and, as in FIG. 1, in one piece with the base plate 12. Further, the wall projections 14 are formed sufficiently long that the winding core 16 can also be formed from the respective wall projection 14 formed as a metal strip.
  • FIG. 2b is a plan view of a winding core 16. From above, only the wider upper side of the winding core 16 can be seen. The section AB from FIG. 2b is shown in FIG. 2c.
  • FIG. 2 d shows a side view of the winding core 16 on the side on which the tab 18 is bent under the base plate 12.
  • FIG. 3 a shows a sheet metal plate, in particular made of electrical steel.
  • the embodiments of FIGS. 3a to 3g are radial flux stators.
  • the base plate is not formed annular or curved, but straight and is then bent later, which is possible due to the small wall thickness of the base plate 12.
  • a plurality of stators can be formed from a single sheet metal strip, as shown in FIG. 3 a.
  • the waste 13 is shown in black.
  • two comb-shaped base plates 12, 12 ' can be formed from an electrical steel strip via a cutting pattern without excessive waste 13.
  • FIGS. 3b and 3c show the base plates 12, 12 'in which the (already folded) winding cores 16, 16' are still not around the base plate 12, 12 'are bent and fixed.
  • FIG. 3d shows a sectional view AB from FIG. 3b.
  • FIGS. 3e and 3f the windings 16, 16 'are then fastened and the base plates are correspondingly shown as internal or external winding cores.
  • FIG. 3g shows the section CD from FIG. 3e.
  • FIGS. 4 a to 4 e show embodiments of axial and radial stators in which the winding core 16 is produced separately from the base plate 12 and the wall projections 14.
  • FIG. 4a shows a detail of an arrangement for an axial flux stator.
  • the base plate 12 at its inner and outer edges in each case opposite wall projections 14, 15.
  • the wall projections are made shorter than in the base plates of FIGS. 1 to 3, since the winding cores 16 are not folded out of the wall projections, but rather from a separate metal strip.
  • base plates 12 with the corresponding wall projections 14, 15 are shown.
  • the wall projections 14, 15 shown here also have the lateral projections 24, with which the windings are held on the winding cores.
  • the wall projections 14, 15 are bent upwards by about 90 ° and the winding core, which is formed from a folded metal strip, inserted between the wall projections. Then the winding core can preferably be fastened with plastic (resin) or an adhesive or lacquer between the wall projections 14, 15 and provided with the windings.
  • the winding cores 16 are shown within the wall projections.
  • FIG. 4e shows a view onto the section A-B from FIG. 4b, in which the winding core 16 is arranged between the wall projections 14, 15.
  • FIGS. 5a-5d show an axial flux stator stator which substantially corresponds to the axial stator from FIGS. 4a and 4b.
  • This embodiment is also suitable as a radial flux stator, but the winding core can be designed to be rectangular in such a case. The difference is in the cover portions 26, which are provided on the wall projections 14, 15.
  • the winding core is also slightly conical, which will be explained in more detail below with reference to Figure 6a.
  • the wall projections fix the winding cores 16 in the circumferential direction, and on the other hand, sharp edges are avoided, at which the windings could be damaged.
  • FIG. 5a shows a plan view of the base plate 12 with the wall projections 14, 15.
  • the wall projections 14, 15 have the cover section 26 on, covering the edges of the winding core 16 and holds this in place.
  • the wall projections 14, 15 are bent upwards and the cover sections 26 are bent toward the base plate 12.
  • FIG. 5c the winding cores are inserted between the wall projections and FIG. 5d shows a view of the section AB from FIG. 5c.
  • the cover sections 26 can also be combined with an insulation fabric as edge protection.
  • FIGS. 6a to 6f likewise show an axial flux stator stator, which substantially corresponds to the axial stator from FIGS. 4a and 4b.
  • the embodiment shown in Figures 6 can be formed as a radial stator. The difference here is that the winding core 16 and also the wall projections 14, 15 have lateral projections 24 for holding the windings 20.
  • FIG. 6 a shows an electrical sheet strip which is provided for the production of a winding core 16 of an axial stator. the metal strips are designed to taper to a point and the recesses (black areas in FIG.
  • a corresponding base plate 12, 12 'with at least one wall projection 14, 14' is cut out of a metal sheet.
  • the cutting can be performed by known methods.
  • the metal strip of the winding core 16 is also cut out of a metal sheet, if it has not already been formed together with the base plate 12, 12 'and the respective wall projections 14, 14'.
  • the metal strip is then folded by in each case substantially 180 °, so that a laminated core is formed, which forms the winding core 16.
  • an insulation braid can be arranged between the layers, which is placed in each case before bending over.
  • the winding cores are preferably connected to the base plate 12 and / or the wall projections 14, for example by gluing, and are then preferably wrapped with an edge protection 19 such as an insulation braid or encapsulated with a resin in order to avoid damage to the winding wire by sharp edges.
  • an edge protection 19 such as an insulation braid or encapsulated with a resin in order to avoid damage to the winding wire by sharp edges.
  • covering sections can be bent around the winding core 16 in the direction of the base plate, if these are present. Then the winding core with a good conductive wire, for example. Of copper, wrapped and possibly cast. This process can still be refined by the heat treatment steps mentioned above.

Abstract

The invention relates to a stator comprising: a strip-shaped base plate (12), which on at least one side and at predetermined intervals has a plurality of wall projections (14) formed integrally with the base plate (12); a plurality of winding cores, each of which is arranged adjacent to the wall projections (14); and a plurality of windings, each of which is wound around the winding cores and the wall projections (14), an individual winding core being formed as a single piece from a metal strip folded multiple times through substantially 180° at predetermined folding points.

Description

Laminierter Stator und Herstellungsverfahren für einen solchen  Laminated stator and manufacturing method for such
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft einen laminierten Stator und ein Herstellungsverfahren für einen solchen Stator. The invention relates to a laminated stator and a manufacturing method for such a stator.
Stand der Technik State of the art
Das Problem bei großen Axial- oder Radial-Flux-Statoren für Zwischenläufermotoren (Pancake-Design) besteht darin, dass es keinen geeigneten weichmagnetischen Eisen- kern gibt, um den die Kupferdrähte gewickelt sind. Entweder sind die Statoren durch die Bauweise in der Größe beschränkt, oder die Bauweise ist teuer und kompliziert. In den meisten Fällen wird die Wicklung ohne Eisenkern (coreless) ausgeführt, was aber zu einer reduzierten Induktivität und somit zu einer geringeren Leistung führt. The problem with large axial or radial flux stators for intermediate rotor engines (pancake design) is that there is no suitable soft magnetic iron core around which the copper wires are wound. Either the stators are limited in size by the construction, or the construction is expensive and complicated. In most cases, the winding is done without coreless core, but this results in reduced inductance and thus lower power.
Ein herkömmliches Herstellungsverfahren ist beispielsweise in der US 9,583,982 B2 of- fenbart. Diese offenbart einen Axial-Flux-Stator, der eine Vielzahl von magnetisch perme- ablen Elementen umfasst, eine Vielzahl von Windungen, ein Rückseiteneisen und eine Ummantelung. Die Wicklungen sind mit den magnetisch permeablen Elementen verbun- den, um eine Vielzahl von magnetisch permeablen Wicklungselementanordnungen aus- zubilden. Das hintere Eisen ist mechanisch mit den magnetisch permeablen Wicklungs- elementanordnungen verbunden. Die Ummantelung hält die Verbindung des hinteren Ei- sens mit den magnetisch permeablen Wicklungselementanordnungen aufrecht. A conventional production process is disclosed, for example, in US Pat. No. 9,583,982 B2. This discloses an axial flux stator comprising a plurality of magnetically permeable members, a plurality of windings, a back iron and a jacket. The windings are connected to the magnetically permeable elements to form a plurality of magnetically permeable winding element arrays. The rear iron is mechanically connected to the magnetically permeable winding element arrangements. The jacket maintains the connection of the rear iron with the magnetically permeable winding element assemblies.
Die EP 2 787 610 B1 offenbart eine Vorrichtung zum Stanzen und Aufwickeln eines Blechbandes zu einem Blechpaket für die Herstellung von Statoren und Rotoren, wobei die Vorrichtung eine Stanzeinheit zum Stanzen von Nuten in das Blechband umfasst, eine Wickeleinheit zum Aufwickeln des gestanzten Blechbandes zu einem Blechpaket, wobei die Stanzeinheit vor der Wickeleinheit angeordnet ist, wobei Antriebsmittel zum Verändern der relativen Position der Wickeleinheit mit dem Blechpaket in Bezug auf die Stanzeinheit vorgesehen sind, und eine Steuerung zum Steuern der Stanzeinheit, der Wickeleinheit und der Antriebsmittel für die Einstellung der relativen Position der Wickeleinheit, wobei die Vorrichtung einen oder mehrere Sensoren aufweist, welche die Ist-Position der Nutränder auf dem gestanzten Blechband erfasst und dass die Steuerung der Vorrichtung die erfasste Ist-Position des gemessenen Nutrandes mit der Soll-Position vergleicht und bei festgestellter Abweichung die Antriebsmittel der Wickeleinheit derart steuert, dass die festgestellte Positionsabweichung ausgeglichen wird. EP 2 787 610 B1 discloses a device for punching and winding a sheet metal strip into a laminated core for the production of stators and rotors, the device comprising a punching unit for punching grooves in the sheet metal strip, a winding unit for winding the stamped sheet metal strip into a laminated core wherein the punching unit is disposed in front of the winding unit, wherein driving means for changing the relative position of the winding unit with the laminated core with respect to the punching unit are provided, and a controller for controlling the punching unit, the winding unit and the drive means for adjusting the relative position of the punching unit Winding unit, wherein the device comprises one or more sensors, which detects the actual position of the groove edges on the stamped sheet metal strip and that the control of the device compares the detected actual position of the measured Nutrandes with the desired position and controls the drive means of the winding unit such that the detected position deviation is compensated for a detected deviation.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Flux-Stator her und bereitzustellen, der trotz großer Bauweise für jede Wicklung einen einfach und günstig herzustellenden Eisenkern mit einem möglichst geringen Gewicht umfasst. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7. The object of the invention is therefore to provide and provide a flux-stator, which comprises a simple and inexpensive to manufacture iron core with the lowest possible weight despite large construction for each winding. This object is achieved by a stator having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 7.
Ein erfindungsgemäßer Stator umfasst eine streifenförmige Basisplatte, die in vorbe- stimmten Abständen an zumindest einer Seite eine Vielzahl von einstückig mit der Basis- platte ausgebildeten Wandvorsprüngen aufweist, eine Vielzahl von Wicklungskernen, die jeweils benachbart zu den Wandvorsprüngen angeordnet sind und eine Vielzahl von Wicklungen, die jeweils um die Wicklungskerne und die Wandvorsprünge herum gewickelt sind, wobei ein einzelner Wicklungskern einstückig aus einem an vorbestimmten Faltstel- len mehrfach um im Wesentlichen 180°gefalteten Metallstreifen ausgebildet ist. Die strei- fenförmige Basisplatte kann für Radialstatoren gerade und für Axialstatoren bogen-, kreis- oder ringförmig ausgebildet sein. Durch die Herstellung des Wicklungskerns aus einem Metallstreifen (insbesondere ein Blech mit einer Stärke von 0,1 mm bis 0,8 mm, vorzugs- weise 0,2 mm bis 0,5 mm) ist auch bei großen Statoren ein akzeptables Gewicht zu errei- chen. Ferner sind diese auch günstig herzustellen. A stator according to the invention comprises a strip-shaped base plate having, at predetermined intervals on at least one side, a plurality of wall projections integrally formed with the base plate, a plurality of winding cores respectively adjacent to the wall projections and a plurality of windings, each wound around the winding cores and the wall projections, wherein a single winding core is integrally formed of a metal strip folded at predetermined folds several times by substantially 180 °. The strip-shaped base plate can be designed to be straight for radial stators and arc, circular or ring-shaped for axial stators. By producing the winding core from a metal strip (in particular a sheet having a thickness of 0.1 mm to 0.8 mm, preferably 0.2 mm to 0.5 mm), an acceptable weight can be achieved even with large stators. chen. Furthermore, these are also inexpensive to manufacture.
Vorzugsweise sind die Wicklungskerne und die benachbarten Wandvorsprünge einstückig ausgebildet. Dadurch wird die Montage der Statoren stark vereinfacht und der Eisenkern für die Wicklungen fest mit dem Stator verbunden. Preferably, the winding cores and the adjacent wall projections are formed integrally. As a result, the assembly of the stators is greatly simplified and the iron core for the windings firmly connected to the stator.
Die streifenförmige Basisplatte kann beidseitig Wandvorsprünge aufweisen, die einander gegenüberliegen. Bei einer solchen Ausgestaltung ist es möglich, den Eisenkern getrennt von der Basisplatte auszubilden, da er zwischen den gegenüberliegenden Wandvor- sprüngen aufgenommen werden kann. Die Basisplatte hat vorzugsweise eine größere Wandstärke oder Dicke als der Metallstrei- fen, aus dem die Wicklungskerne ausgebildet sind. Dadurch wird die Statorbasis stabiler, während der Wicklungskern einfach ausgebildet werden kann. The strip-shaped base plate may have on both sides wall projections, which are opposite to each other. In such an embodiment, it is possible to form the iron core separately from the base plate, since it can be received between the opposite wall projections. The base plate preferably has a greater wall thickness or thickness than the metal strip from which the winding cores are formed. Thereby, the stator base becomes more stable, while the winding core can be easily formed.
Die Metallstreifen, aus dem jeweils ein Wicklungskern ausgebildet ist, kann an jeder zwei- ten Faltstelle zumindest einen seitlichen Vorsprung aufweisen. Dadurch wird am Wick- lungskern an der Oberseite ein seitlicher Vorsprung erzeugt, mit dem die Wicklungen auf dem Wicklungskern gehalten werden können, was die Montage des Stators vereinfacht. The metal strips, from which in each case a winding core is formed, can have at least one lateral projection at every second fold. As a result, a lateral projection is produced on the winding core at the top, with which the windings can be held on the winding core, which simplifies the assembly of the stator.
Zwischen den Wicklungen und dem Wicklungskern ist vorzugsweise ein Isolationsgeflecht angeordnet. Dadurch werden die Wicklungen vor den Kanten des Wicklungskerns ge- schützt und isoliert. Between the windings and the winding core, an insulating braid is preferably arranged. This protects and isolates the windings from the edges of the winding core.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Stators umfasset die Schritte des Ausbildens einer streifenförmigen Basisplatte, die in vorbestimmten Abständen an zumin- dest einer Seite eine Vielzahl von einstückig mit der Basisplatte ausgebildeten Wandvor- sprüngen aufweist, des Ausbildens der Wicklungskerne durch mehrfaches Falten eines Metallstreifens um im Wesentlichen 180° und des Aufwickelns von Wicklungen um die Wicklungskerne. Vorzugsweise sind die Wandvorsprünge als Metallstreifen ausgebildet und werden durch Falten als Wicklungskerne geformt. Die Wandvorsprünge werden be- vorzugt beidseitig der streifenförmigen Basisplatte einander gegenüberliegend ausgebil- det sind, wobei die Wandvorsprünge nach oben gebogen werden der Wicklungskern zwi- schen die Wandvorsprünge eingesetzt wird. Weiter vorzugsweise werden vor dem Aufwi- ckeln der Wicklungen um die Wicklungskerne ein Isolationsgeflecht um die Wicklungsker- ne aufgebracht. Die Vorteile der jeweiligen Ausführungsformen der Verfahren entspre- chen denen der oben genannten Statorausführungsformen. A stator manufacturing method of the present invention includes the steps of forming a strip-shaped base plate having at predetermined intervals on at least one side a plurality of wall projections formed integrally with the base plate, forming the coil cores by folding a metal strip a plurality of times Essentially 180 ° and the winding of windings around the winding cores. Preferably, the wall projections are formed as metal strips and are formed by folding as winding cores. The wall projections are preferably formed opposite one another on both sides of the strip-shaped base plate, the wall projections being bent upwards, and the winding core being inserted between the wall projections. Further preferably, before winding the windings around the winding cores, an insulation braid is applied around the winding core. The advantages of the respective embodiments of the methods correspond to those of the abovementioned stator embodiments.
Kurze Beschreibung der Figuren Brief description of the figures
Figur 1a zeigt eine Draufsicht auf ein kreisrundes Basisblech aus der eine erste Ausfüh- rungsform eines Axialstators der vorliegenden Erfindung ausgeschnitten werden kann; Figure 1a shows a plan view of a circular base plate from which a first embodiment of an axial stator of the present invention can be cut out;
Figur 1 b zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform aus Figur 1a, bei der der Wick- lungskern durch Falten ausgebildet wurde; Figur 1 c zeigt eine Schnittansicht A-B aus Figur 1 b auf den Wicklungskern; FIG. 1b shows a plan view of the embodiment from FIG. 1a, in which the winding core has been formed by folding; FIG. 1 c shows a sectional view AB from FIG. 1 b on the winding core;
Figur 1 d zeigt eine Draufsicht auf die die Ausführungsform aus Figur 1 b, bei der der Wick- lungskern umgebogen und verankert ist; FIG. 1 d shows a plan view of the embodiment from FIG. 1 b, in which the winding core is bent over and anchored;
Figur 1 e zeigt eine Schnittansicht A-B aus Figur 1 d auf den Wicklungskern; FIG. 1 e shows a sectional view A-B from FIG. 1 d on the winding core;
Figur 1f zeigt eine Draufsicht auf die die Ausführungsform aus Figur 1 d, bei der der Wick- lungskern mit einem Harz umgossen ist; Figure 1f shows a plan view of the embodiment of Figure 1 d, in which the winding core is encapsulated with a resin;
Figuren 2a bis 2d zeigen Ansichten einer anderen Ausführungsform eines Axialstators und des entsprechenden Wicklungskerns, wobei der Wicklungskern an der Oberseite ei- nen Vorsprung aufweist; FIGS. 2a to 2d show views of another embodiment of an axial stator and of the corresponding winding core, wherein the winding core has a projection on the upper side;
Figuren 3a bis 3g zeigen Ansichten einer anderen Ausführungsform eines Radialstators und des entsprechenden Wicklungskerns, wobei der Wicklungskern an der Oberseite ei- nen Vorsprung aufweist; FIGS. 3a to 3g show views of another embodiment of a radial stator and of the corresponding winding core, wherein the winding core has a projection on the upper side;
Figuren 4a bis 4e zeigen Ansichten von Axial- und Radialstatoren, die einen von der Ba- sisplatte und den Wandvorsprüngen getrennten Wicklungskern aufweisen; Figures 4a to 4e are views of axial and radial stators having a winding core separated from the base plate and the wall projections;
Figuren 5a bis 5d zeigen Ansichten einzelner Schritte zur Herstellung eines Axialstators, der einen von der Basisplatte und den Wandvorsprüngen getrennten Wicklungskern auf- weist; und FIGS. 5a to 5d show views of individual steps for producing an axial stator which has a winding core separated from the base plate and the wall projections; and
Figuren 6a bis 6f zeigen Ansichten einzelner Schritte zur Herstellung eines Axialstators, der einen von der Basisplatte und den Wandvorsprüngen getrennten Wicklungskern auf- weist. FIGS. 6a to 6f show views of individual steps for producing an axial stator which has a winding core separated from the base plate and the wall projections.
Beschreibung der bevorzugten Ausführunasformen DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Im Folgenden bezeichnet der Begriff„axial“ eine Richtung einer Achse auf der ein Stator angebracht wird (in Figur 1 in die Zeichenebene hinein/hinaus),„radial“ eine Richtung senkrecht zur axialen Richtung (in Figur 1 von der Mitte des Stators nach Außen) und „umfänglich“ eine Richtung um den Umfang herum (in Figur 1 im oder gegen den Uhrzei- gersinn). Hereinafter, the term "axially" denotes a direction of an axis on which a stator is mounted (in Figure 1 in the drawing plane / out), "radially" a direction perpendicular to the axial direction (in Figure 1 from the center of the stator to the outside ) and "Circumferential" is a direction around the circumference (clockwise or counterclockwise in FIG. 1).
In den Figuren 1 a bis 1f wird eine erste Ausführungsform eines Stators der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Herstellungsstadien gezeigt. In Figur 1 ist die Grundlage ei- nes Stators 10 gezeigt, die aus einem Blech hergestellt wird, beispielsweise durch Aus- schneiden (z.B. Laserschneiden) oder Ausstanzen. Der Stator umfasst eine BasisplatteIn Figures 1 a to 1 f, a first embodiment of a stator of the present invention is shown in various stages of manufacture. In Fig. 1 there is shown the base of a stator 10 made of sheet metal, for example by cutting (for example laser cutting) or punching. The stator comprises a base plate
12, die hier aus einer Blechronde für einen Axialstator ausgebildet, das heißt mit einer Krümmung versehen ist, so dass eine ringförmige Basisplatte 12 ausgebildet wird. In der in den Figuren 1 gezeigten Ausführungsform gibt es nur einen Wandvorsprung 14, die jeweils radial zur Mitte der ringförmigen Basisplatte hin vorstehen. Theoretisch könnten die Wandvorsprünge auch nach außen hervorstehen, aber je länger diese ausgebildet sind, desto mehr Verschnitt 13 würde entstehen. Die gestrichelte Fläche ist der Verschnitt12, which is formed here from a sheet metal blank for an axial stator, that is provided with a curvature, so that an annular base plate 12 is formed. In the embodiment shown in Figures 1, there is only one wall projection 14, each projecting radially toward the center of the annular base plate. Theoretically, the wall projections could also protrude outwards, but the longer they are formed, the more waste 13 would arise. The dashed area is the blend
13, der nicht für die Herstellung des Stators 10 verwendet wird. Um Material zu sparen können sich die Wandvorsprünge 14 zum Ende hin verjüngen, wie es in Figur 1a darge- stellt ist. Die Blechstärke der Basisplatte kann vorzugsweise 0,5mm -2,0mm und ergibt sich aus dem Kompromiss zwischen Festigkeit und Elastizität des Materials und Wir- belstromverlusten im fertigen Wicklungskern. Bevorzugt sind die Blechstärken des Wick- lungskerns geringer als die der Wandvorsprünge bzw. der Basisplatte. Dies ist bei einer einstückigen Ausführung, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, möglich, aber die speziellen Bleche mit unterschiedlicher Wandstärke würden dann wiederum höhere Kosten verursa- chen. Bei Durchmessern der Blechronde bis 1200 mm sind keine Sonder-Halbzeuge nö- tig, da es Fabrikationsbreiten von Elektroblech-Breitband bis 1230 mm gibt. Insofern sind die bevorzugten Durchmesser der Blechronden 1200mm oder weniger. Zur Erhöhung der Verformbarkeit des Blechmaterials kann auch ein Vorglühen oberhalb der Rekristallisati- onstemperatur (700-800 °C) durchgeführt werden. 13, which is not used for the manufacture of the stator 10. To save material, the wall projections 14 may taper towards the end, as shown in FIG. 1a. The sheet thickness of the base plate can preferably 0.5mm -2.0mm and results from the compromise between strength and elasticity of the material and eddy current losses in the finished winding core. The sheet thicknesses of the winding core are preferably less than those of the wall projections or of the base plate. This is possible with a one-piece design, as shown in FIG. 1, but the special metal sheets with different wall thickness would in turn cause higher costs. With diameters of the circular sheet metal plate up to 1200 mm, no special semi-finished products are necessary as there are production widths of electrical sheet broadband up to 1230 mm. In this respect, the preferred diameter of the circular blanks are 1200mm or less. To increase the deformability of the sheet material, a pre-annealing above the Rekristallisati- onstemperatur (700-800 ° C) can be performed.
In Figur 1 b ist dargestellt dass die freigeschnittenen Wandvorsprünge 14 mehrfach durch 180°- Umschlag nach außen gefaltet sind, um so die Wicklungskerne 16 (Ankerkerne) in einer vorbestimmten Ankerhöhe h auszubilden. Ein solcher Wicklungskern ist in Figur 1c in einer Seitenansicht gezeigt. Um eine Rückfederung des Materials zu verhindern, wird die Faltstelle vorzugsweise mit einem Vorgängerstich mit kleinem Innenradius um 180° umgebördelt und kann ferner in einem nachfolgenden Arbeitsschritt zusammengepresst werden. Die daraus resultierende Verlängerung der Ankerbreite b sollte dabei berücksich- tigt werden, bspw. indem sie vorher abgezogen wird. Auch das mögliche zurückfedern des gefalteten Wicklungskerns 16 sollte berücksichtigt werden. Das Elektroblech, das vorzugsweise für die Herstellung der Statoren verwendet wird, weist vorzugsweise eine isolierende Thermolackschicht auf. Es ist aber ebenfalls möglich während des Umbör- delns eine Folie oder ein Gewebe aus nichtleitendem, temperaturbeständigem Material zwischen die umgebogenen Wicklungskernschichten zu legen (z. B. ein Quarz- oder Ke- ramikfasergeflecht). In FIG. 1 b it is shown that the cut-free wall projections 14 are folded outward several times by a 180 ° turn-up so as to form the winding cores 16 (armature cores) at a predetermined armature height h. Such a winding core is shown in Figure 1c in a side view. In order to prevent springback of the material, the fold is preferably crimped with a predecessor stitch with a small inner radius of 180 ° and can also be compressed in a subsequent step. The resulting extension of anchor width b should be taken into account. be deducted, for example by being deducted beforehand. The possible spring-back of the folded winding core 16 should also be taken into account. The electrical sheet, which is preferably used for the production of the stators, preferably has an insulating thermoresistive layer. However, it is likewise possible to lay a film or a woven fabric of nonconductive, temperature-resistant material between the bent winding core layers during the transfer (eg a quartz or ceramic fiber braid).
Die gefalzten Wicklungskerne werden dann wieder um im Wesentlichen 80°-95°, insbe- sondere 90° mittig auf die Basisplatte des Stators gebogen (Figur 1 d). Die freistehende Lasche 18 wird hinter die Basisplatte 12 gebogen und durch Kleben, Löten, Schweißen, Nieten oder Klemmen befestigt. Die gefalzten Blechlagen liegen beim Einsatz des Stators dann parallel zur Feldrichtung, um Wirbelströme möglichst gering zu halten. Im Biegeradi- us an den Rändern, können die Wirbelstromverluste etwas höher liegen. Ferner kann ein Isolationsgeflecht zur Isolation und als Kantenschutz, um den Außenbereich des Ankers gewickelt werden. Die Einstellung der optimalen magnetischen Eigenschaften kann durch eine Schlussglühung bei 200-400 °C erfolgen. The folded winding cores are then bent again by substantially 80 ° -95 °, in particular 90 °, centrally on the base plate of the stator (FIG. 1 d). The free-standing tab 18 is bent behind the base plate 12 and secured by gluing, soldering, welding, riveting or clamping. The folded sheet metal layers are then parallel to the field direction when using the stator to keep eddy currents as low as possible. In the bending radius at the edges, the eddy current losses may be slightly higher. Furthermore, an insulation braid for insulation and as edge protection, can be wound around the outer area of the anchor. The optimum magnetic properties can be set by annealing at 200-400 ° C.
Nachdem vorzugsweise der Kantenschutz aus Isolationsgeflecht oder ein Overmold aus Kunststoff an den gefalzten Wicklungskern angebracht wurde, kann der Stator beispiels- weise mit Kupferdraht 20 bewickelt werden. In Figur 1f sind die Wicklungskerne nun mit einem Kupferdraht umwickelt und stehen axial von der Basisplatte vor. Mit den bevorzugt gestanzten Bohrungen 22 kann der Stator an einem Gehäuse oder einer Felge ange- schraubt werden. Durch das Falzen und Umbiegen des Wicklungskerns aus einem Blech- steifen entsteht eine sehr schlanke Form, die in engem Bauraum untergebracht werden kann. Bedingt durch die Größe des Stators entsteht auch ein hohes Drehmoment im Ver- gleich zu herkömmlichen Motoren. Dadurch ist es möglich, die Antriebsleistung zu redu- zieren, was zur Erhöhung der Reichweite bei gleicher Ladekapazität führt. After preferably the edge protection made of insulation braid or a plastic overmold has been attached to the folded winding core, the stator can be wound, for example, with copper wire 20. In Figure 1f, the winding cores are now wrapped with a copper wire and protrude axially from the base plate. With the preferred punched holes 22, the stator can be screwed to a housing or a rim. The folding and bending of the winding core from a sheet metal strip results in a very slim shape, which can be accommodated in a narrow space. Due to the size of the stator, there is also a high torque compared to conventional motors. This makes it possible to reduce the drive power, which leads to an increase in the range with the same charge capacity.
Im Folgenden werden die Ausführungsformen der Figuren 2 bis 6 beschrieben. Dabei wird im Wesentlichen lediglich auf die Unterschiede oder Besonderheiten der einzelnen Aus- führungsformen eingegangen. In den Figuren 2a bis 2d ist die im Wesentlichen gleiche Ausführungsform eines Axial- Stators gezeigt. In Figur 2a ist ein Ausschnitt aus der Blechronde gezeigt, aus der die Basisplatte 12 und die Wandvorsprünge 14 ausgeschnitten werden. Der Verschnitt 13 ist wieder gestrichelt dargestellt. Die Wandvorsprünge 14 sind ebenfalls nur auf einer Seite der Blechronde und wie bei Figur 1 einstückig mit der Basiplatte 12 ausgebildet. Ferner sind die Wandvorsprünge 14 ausreichend lang ausgebildet, dass der Wicklungskern 16 ebenfalls aus dem jeweiligen Wandvorsprung 14, der als Metallstreifen ausgebildet ist, geformt werden kann. In vorbestimmten Abständen, nämlich an den Faltstellen des Wandvorsprungs, sind an dem Metallstreifen seitliche Vorsprünge 24 vorgesehen, die dann nach dem Falten des Wicklungskerns 16 an der Oberseite des Wicklungskerns 16 (der von der Basisplatte weg zeigenden Seite) einen Anschlag ausbilden, die die Wick- lungen 20 auf dem Wicklungskern halten. Figur 2b ist eine Draufsicht auf einen Wick- lungskern 16. Von oben sieht man lediglich die breitere Oberseite des Wicklungskerns 16. Der Schnitt A-B aus Figur 2b ist in Figur 2c dargestellt. In Figur 2d sieht man eine Seiten- ansicht auf den Wicklungskern 16 auf der Seite, auf der die lasche 18 unter die Basisplat- te 12 gebogen ist. The embodiments of FIGS. 2 to 6 will be described below. Essentially, only the differences or peculiarities of the individual embodiments are discussed. FIGS. 2a to 2d show the substantially identical embodiment of an axial stator. FIG. 2 a shows a section of the sheet metal blank from which the base plate 12 and the wall projections 14 are cut out. The waste 13 is again shown in dashed lines. The wall projections 14 are likewise formed only on one side of the sheet metal blank and, as in FIG. 1, in one piece with the base plate 12. Further, the wall projections 14 are formed sufficiently long that the winding core 16 can also be formed from the respective wall projection 14 formed as a metal strip. At predetermined intervals, namely at the folds of the wall projection, lateral projections 24 are provided on the metal strip, which then after folding the winding core 16 at the top of the winding core 16 (the side facing away from the base plate) form a stop which the Wick - Keep lungs 20 on the winding core. FIG. 2b is a plan view of a winding core 16. From above, only the wider upper side of the winding core 16 can be seen. The section AB from FIG. 2b is shown in FIG. 2c. FIG. 2 d shows a side view of the winding core 16 on the side on which the tab 18 is bent under the base plate 12.
In Figur 3a ist eine Blechplatte, insbesondere aus Elektroblech, gezeigt. Die Ausführungs- formen der Figuren 3a bis 3g sind Radial-Flux-Statoren. Bei diesen ist die Basisplatte nicht ringförmig oder gekrümmt ausgebildet, sondern gerade und wird dann später gebo- gen, was durch die geringe Wandstärke der Basisplatte 12 möglich ist. Durch die gerade streifenförmige Ausbildung der Basisplatte 12 bei Radialstatoren können aus einem ein- zelnen Blechstreifen mehrere Statoren ausgebildet werden, wie es in Figur 3a gezeigt ist. Der Verschnitt 13 ist schwarz dargestellt. In der gezeigten Weise lassen sich zwei kamm- förmige Basisplatten 12, 12‘ aus einem Elektroblechband über ein Schnittmuster ohne übermäßigen Verschnitt 13 ausbilden. Wie vorhergehend beschrieben weisen diese Ba- sisplatten 12, 12‘ ebenfalls einstückige Wandvorsprünge aus, die als Metallstreifen aus- gebildet sind und so auch für die Herstellung des Wicklungskerns 16 verwendet werden können. Die so ausgebildeten Basisplatten 12, 12‘ mit Wandvorspüngen 14, 14‘ und Wick- lungskernen 16, 16‘ können als Radialstator mit innen- oder außenliegenden Wicklungs- kernen (Statorankern) ausgeführt werden. Die beiden losen Enden der basisplatte 12, 12‘ können miteinander durch Laser- oder WIG-Schweißen verbunden werden um den um- laufenden Magnetischen Fluß zu gewährleisten. In den Figuren 3b und 3c sind die Basis- platten 12, 12‘ gezeigt, bei denen die (schon gefalteten) Wicklungskerne 16, 16‘noch nicht um die Basisplatte 12, 12‘ umgebogen und befestigt sind. Figur 3d zeigt eine Schnittan- sicht A-B aus Figur 3b. In den Figuren 3e und 3f sind die Wicklungen 16, 16‘ dann befes- tigt und die Basisplatten entsprechend als innen- oder außenliegenden Wicklungskernen dargestellt. Figur 3g zeigt den Schnitt C-D aus Figur 3e. FIG. 3 a shows a sheet metal plate, in particular made of electrical steel. The embodiments of FIGS. 3a to 3g are radial flux stators. In these, the base plate is not formed annular or curved, but straight and is then bent later, which is possible due to the small wall thickness of the base plate 12. As a result of the straight strip-shaped design of the base plate 12 in the case of radial stators, a plurality of stators can be formed from a single sheet metal strip, as shown in FIG. 3 a. The waste 13 is shown in black. In the manner shown, two comb-shaped base plates 12, 12 'can be formed from an electrical steel strip via a cutting pattern without excessive waste 13. As described above, these base plates 12, 12 'likewise have integral wall projections, which are formed as metal strips and can thus also be used for the production of the winding core 16. The thus formed base plates 12, 12 'with wall projections 14, 14' and winding cores 16, 16 'can be designed as radial stator with internal or external winding cores (stator anchors). The two loose ends of the base plate 12, 12 'can be connected to each other by laser or TIG welding to ensure the circulating magnetic flux. FIGS. 3b and 3c show the base plates 12, 12 'in which the (already folded) winding cores 16, 16' are still not around the base plate 12, 12 'are bent and fixed. FIG. 3d shows a sectional view AB from FIG. 3b. In FIGS. 3e and 3f, the windings 16, 16 'are then fastened and the base plates are correspondingly shown as internal or external winding cores. FIG. 3g shows the section CD from FIG. 3e.
Die Figuren 4a bis 4e zeigen Ausführungsformen von Axial- und Radialstatoren, bei de- nen der Wicklungskern 16 getrennt von der Basisplatte 12 und den Wandvorsprüngen 14 hergestellt wird. Figur 4a zeigt einen Ausschnitt auf eine Anordnung für einen Axial-Flux- Stator. In dieser Ausführungsform weist die Basisplatte 12 an ihren innen- und außenlie- genden Rändern jeweils gegenüberliegende Wandvorsprünge 14, 15 auf. Die Wandvor- sprünge sind kürzer ausgeführt als bei den Basisplatten der Figuren 1 bis 3, da die Wick- lungskerne 16 nicht aus den Wandvorsprüngen gefaltet werden, sondern aus einem sepa- raten Metallstreifen. In Figur 4a und 4c sind jeweils Basisplatten 12 mit den entsprechen- den Wandvorsprüngen 14, 15 dargestellt. Die hier dargestellten Wandvorsprünge 14, 15 weisen ebenfalls die seitlichen Vorsprünge 24 auf, mit denen die Wicklungen auf den Wicklungskernen gehalten werden. Die Wandvorsprünge 14, 15 werden um etwa 90° nach oben gebogen und der Wicklungskern, der aus einem gefalteten Metallstreifen aus- gebildet ist, zwischen die Wandvorsprünge eingesetzt. Dann kann der Wicklungskern vor- zugsweise mit Kunststoff(harz) oder einem Kleber oder Lack zwischen den Wandvor- sprüngen 14, 15 befestigt und mit den Wicklungen versehen werden. In den Figuren 4b und 4d sind die Wicklungskerne 16 innerhalb der Wandvorsprünge dargestellt. In Figur 4e ist eine Ansicht auf den Schnitt A-B aus Figur 4b dargestellt, bei der der Wicklungskern 16 zwischen den Wandvorsprüngen 14, 15 angeordnet ist. FIGS. 4 a to 4 e show embodiments of axial and radial stators in which the winding core 16 is produced separately from the base plate 12 and the wall projections 14. FIG. 4a shows a detail of an arrangement for an axial flux stator. In this embodiment, the base plate 12 at its inner and outer edges in each case opposite wall projections 14, 15. The wall projections are made shorter than in the base plates of FIGS. 1 to 3, since the winding cores 16 are not folded out of the wall projections, but rather from a separate metal strip. In FIGS. 4a and 4c respectively, base plates 12 with the corresponding wall projections 14, 15 are shown. The wall projections 14, 15 shown here also have the lateral projections 24, with which the windings are held on the winding cores. The wall projections 14, 15 are bent upwards by about 90 ° and the winding core, which is formed from a folded metal strip, inserted between the wall projections. Then the winding core can preferably be fastened with plastic (resin) or an adhesive or lacquer between the wall projections 14, 15 and provided with the windings. In Figures 4b and 4d, the winding cores 16 are shown within the wall projections. FIG. 4e shows a view onto the section A-B from FIG. 4b, in which the winding core 16 is arranged between the wall projections 14, 15.
In den Figuren 5a-5d ist ein Axial-Flux-Stator-Stator dargestellt, der im Wesentlichen dem Axial-Stator aus den Figuren 4a und 4b entspricht. Diese Ausführungsform ist ebenfalls als Radial-Flux-Stator geeignet, der Wicklungskern kann bei einem solchen aber recht- eckig ausgebildet werden. Der Unterschied besteht in den Abdeckabschnitten 26, die an den Wandvorsprüngen 14, 15 vorgesehen sind. Ferner ist der Wicklungskern auch leicht konisch ausgebildet, was nachfolgend ausführlicher unter Bezug auf Figur 6a erläutert wird. Die Wandvorsprünge legen zum einen die Wicklungskerne 16 in Umfangsrichtung fest und zum anderen werden scharfe Kanten vermieden, an denen die Wicklungen be- schädigt werden könnten. Figur 5a zeigt eine Draufsicht auf die Basisplatte 12 mit den Wandvorsprüngen 14, 15. Die Wandvorsprünge 14, 15 weisen den Abdeckabschnitt 26 auf, der die Kanten des Wicklungskerns 16 abdeckt und diesen an seinem Platz hält. In Figur 5b sind die Wandvorsprünge 14, 15 nach oben und die Abdeckabschnitte 26 zur Basisplatte 12 hin gebogen. In Figur 5c sind die Wicklungskerne zwischen die Wandvor- sprünge eingesetzt und Figur 5d zeigt eine Ansicht auf den Schnitt A-B aus Figur 5c. Die Abdeckabschnitte 26 können selbstverständlich auch mit einem Isolationsgewebe als Kantenschutz kombiniert werden. FIGS. 5a-5d show an axial flux stator stator which substantially corresponds to the axial stator from FIGS. 4a and 4b. This embodiment is also suitable as a radial flux stator, but the winding core can be designed to be rectangular in such a case. The difference is in the cover portions 26, which are provided on the wall projections 14, 15. Furthermore, the winding core is also slightly conical, which will be explained in more detail below with reference to Figure 6a. On the one hand, the wall projections fix the winding cores 16 in the circumferential direction, and on the other hand, sharp edges are avoided, at which the windings could be damaged. FIG. 5a shows a plan view of the base plate 12 with the wall projections 14, 15. The wall projections 14, 15 have the cover section 26 on, covering the edges of the winding core 16 and holds this in place. In FIG. 5 b, the wall projections 14, 15 are bent upwards and the cover sections 26 are bent toward the base plate 12. In FIG. 5c, the winding cores are inserted between the wall projections and FIG. 5d shows a view of the section AB from FIG. 5c. Of course, the cover sections 26 can also be combined with an insulation fabric as edge protection.
Die Figuren 6a bis 6f ist ebenfalls ein Axial-Flux-Stator-Stator dargestellt, der im Wesentli- chen dem Axial-Stator aus den Figuren 4a und 4b entspricht. Auch die in den Figuren 6 gezeigte Ausführungsform kann als Radial-Stator ausgebildet werden. Der Unterschied hier ist, dass Wicklungskern 16 und auch die Wandvorsprünge 14, 15 seitliche Vorsprün- ge 24 zum Halten der Wicklungen 20 aufweisen. In Figur 6a ist ein Elektroblechstreifen dargestellt, der für die Herstellung eines Wicklungskerns 16 eines Axial-Stators vorgese- hen ist. die Metallstreifen werden spitz zulaufend ausgebildet und für die seitlichen Vor- sprünge die Aussparungen (schwarze Flächen in Figur 6a) ausgeschnitten ohne die seit lichen Vorsprünge 24 werden die spitz bzw. konisch zulaufenden Metallstreifen für die Wicklungskerne 16 einfach mit geraden Rändern ausgeschnitten (die schwarzen Ver- schnittflächen in Figur 6 fallen weg). Wie schon oben erwähnt können bei Radialstatoren einfach rechteckige Metallstreifen ausgeschnitten werden. FIGS. 6a to 6f likewise show an axial flux stator stator, which substantially corresponds to the axial stator from FIGS. 4a and 4b. Also, the embodiment shown in Figures 6 can be formed as a radial stator. The difference here is that the winding core 16 and also the wall projections 14, 15 have lateral projections 24 for holding the windings 20. FIG. 6 a shows an electrical sheet strip which is provided for the production of a winding core 16 of an axial stator. the metal strips are designed to taper to a point and the recesses (black areas in FIG. 6a) are cut out for the lateral protrusions without the protrusions 24 being pointed, the pointed or tapered metal strips for the winding cores 16 are simply cut out with straight edges (the black ver - cut surfaces in Figure 6 fall away). As mentioned above, radial stators can be used to cut out rectangular metal strips.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Stators wird also je nach gewünschter Statorart (Radial- oder Axialstator) eine entsprechende Basisplatte 12, 12' mit zumindest einem Wandvorsprung 14, 14' aus einem Blech ausgeschnitten. Das Ausschneiden kann mittels bekannter Verfahren durchgeführt werden. Dann wird der Metallstreifen des Wicklungs- kerns 16 ebenfalls aus einem Blech ausgeschnitten, falls dieser nicht schon zusammen mit der Basisplatte 12, 12' und den jeweiligen Wandvorsprüngen 14, 14' ausgebildet wur- de. Der Metallstreifen wird nun um jeweils im Wesentlichen 180° gefaltet, so dass ein Blechpaket entsteht, das den Wicklungskern 16 ausbildet. Zwischen den Lagen kann je- weils ein Isolationsgeflecht angeordnet sein, das jeweils vor dem Umbiegen aufgelegt wird. Je nach Ausführungsform wird nun entweder der Wandvorsprung 14, 14' nach oben und der Wicklungskern auf die Basisplatte 12, 12' sowie die Lasche dann unter die Basis- platte 12, 12' gebogen, oder die Wandvorsprünge 14 und 15 nach oben gebogen und der getrennte Wicklungskern 16 zwischen die Wandvorsprünge 14, 15 eingesetzt. Die Wick- lungskerne werden vorzugsweise mit der Basisplatte 12 und/oder den Wandvorsprüngen 14 verbunden, bspw. durch Kleben, und werden dann bevorzugt mit einem Kantenschutz 19 wie einem Isolationsgeflecht umwickelt oder mit einem Harz umgossen, um eine Be- schädigung des Wicklungsdrahts durch scharfe Kanten zu vermeiden. Stattdessen oder zusätzlich können Abdeckabschnitte um den Wicklungskern 16 in Richtung der Basisplat- te gebogen werden, sofern diese vorhanden sind. Dann wird der Wicklungskern mit einem gut leitenden Draht, bspw. aus Kupfer, umwickelt und gegebenenfalls eingegossen. Die- ses Verfahren kann noch durch die Wärmebehandlungsschritte verfeinert werden, die eingangs erwähnt wurden. To produce a stator according to the invention, therefore, depending on the desired type of stator (radial or axial stator), a corresponding base plate 12, 12 'with at least one wall projection 14, 14' is cut out of a metal sheet. The cutting can be performed by known methods. Then, the metal strip of the winding core 16 is also cut out of a metal sheet, if it has not already been formed together with the base plate 12, 12 'and the respective wall projections 14, 14'. The metal strip is then folded by in each case substantially 180 °, so that a laminated core is formed, which forms the winding core 16. In each case, an insulation braid can be arranged between the layers, which is placed in each case before bending over. Depending on the embodiment, either the wall projection 14, 14 'upwards and the winding core on the base plate 12, 12' and the tab then under the base plate 12, 12 'bent, or the wall projections 14 and 15 bent upward and the separate winding core 16 inserted between the wall projections 14, 15. The winding cores are preferably connected to the base plate 12 and / or the wall projections 14, for example by gluing, and are then preferably wrapped with an edge protection 19 such as an insulation braid or encapsulated with a resin in order to avoid damage to the winding wire by sharp edges. Instead or in addition, covering sections can be bent around the winding core 16 in the direction of the base plate, if these are present. Then the winding core with a good conductive wire, for example. Of copper, wrapped and possibly cast. This process can still be refined by the heat treatment steps mentioned above.
Bezuaszeichenliste Bezuaszeichenliste
10 Stator 10 stators
12, 12‘ Basisplatte  12, 12 'base plate
13 Verschnitt  13 waste
14, 14‘ Wandvorsprung  14, 14 'wall projection
15 Gegenüberliegender Wandvorsprung 15 Opposite wall projection
16, 16‘ Wicklungskern 16, 16 'winding core
18 Lasche  18 tab
19 Kantenschutz  19 edge protection
20 Wicklungen  20 windings
22 Befestigungsbohrung  22 mounting hole
24 Seitlicher Vorsprung  24 Lateral projection
26 Abdeckabschnitt  26 cover section

Claims

Patentansprüche claims
1. Stator (10) umfassend: eine streifenförmige Basisplatte (12), die in vorbestimmten Abständen an zumindest einer Seite eine Vielzahl von einstückig mit der Basisplatte (12) ausgebildeten Wandvorsprün- gen (14) aufweist; eine Vielzahl von Wicklungskernen (16), die jeweils benachbart zu den Wandvorsprüngen (14) angeordnet sind; und eine Vielzahl von Wicklungen (20), die jeweils um die Wicklungskerne (16) und die Wand- vorsprünge (14) herum gewickelt sind; dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Wicklungskern (14) einstückig aus einem an vorbestimmten Faltstellen mehrfach um im Wesentlichen 180°gefalteten Metallstreifen ausgebildet ist. A stator (10) comprising: a strip-shaped base plate (12) having at predetermined intervals on at least one side thereof a plurality of wall projections (14) integrally formed with the base plate (12); a plurality of winding cores (16) each disposed adjacent to the wall projections (14); and a plurality of windings (20) wound around the winding cores (16) and the wall projections (14), respectively; characterized in that a single winding core (14) is formed in one piece from a metal strip folded at predetermined folds several times by substantially 180 °.
2. Stator (10) nach Anspruch 1 , bei dem die Wicklungskerne (16) und die benachbarten Wandvorsprünge (14) einstückig ausgebildet sind. Second stator (10) according to claim 1, wherein the winding cores (16) and the adjacent wall projections (14) are integrally formed.
3. Stator (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die streifenförmige Basisplatte (12) beid- seitig Wandvorsprünge (14, 15) aufweist, die einander gegenüberliegen. 3. stator (10) according to claim 1 or 2, wherein the strip-shaped base plate (12) on both sides wall projections (14, 15) which are opposite to each other.
4. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Basisplatte (12) eine größere Blechstärke aufweist, als der Metallstreifen, aus dem die Wicklungskerne (16) ausgebildet sind. 4. stator (10) according to any one of the preceding claims, wherein the base plate (12) has a greater sheet thickness, than the metal strip from which the winding cores (16) are formed.
5. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der gefaltete Metall- streifen, aus dem jeweils ein Wicklungskern (16) ausgebildet ist, an jeder zweiten Faltstel- le zumindest einen seitlichen Vorsprung (24) aufweist. 5. stator (10) according to any one of the preceding claims, wherein the folded metal strip, each of which a winding core (16) is formed on each second Faltstel- le has at least one lateral projection (24).
6. Stator (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen den Wick- lungen (20) und dem Wicklungskern (24) ein Isolationsgeflecht angeordnet ist. 6. stator (10) according to any one of the preceding claims, in which between the windings (20) and the winding core (24) an insulation braid is arranged.
7. Verfahren zur Herstellung eines Stators (10), insbesondere nach einem der vorherge- henden Ansprüche, umfassend die Schritte: 7. A method for producing a stator (10), in particular according to one of the preceding claims, comprising the steps:
- Ausbilden einer streifenförmigen Basisplatte (12), die in vorbestimmten Abständen an zumindest einer Seite eine Vielzahl von einstückig mit der Basisplatte ausgebildeten Wandvorsprüngen (14, 14' 15) aufweist; - forming a strip-shaped base plate (12) having at predetermined intervals on at least one side a plurality of integrally formed with the base plate wall projections (14, 14 '15);
- Ausbilden der Wicklungskerne (16) durch mehrfaches Falten eines Metallstreifens um im Wesentlichen 180°; und - Forming the winding cores (16) by folding several times a metal strip by substantially 180 °; and
- Aufwickeln von Wicklungen um die Wicklungskerne (16). - winding windings around the winding cores (16).
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Wandvorsprünge (14) als Metallstreifen aus- gebildet sind und durch Falten als Wicklungskerne (16) ausgebildet werden. 8. The method of claim 7, wherein the wall projections (14) are formed as metal strips and are formed by folding as winding cores (16).
9. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Wandvorsprünge (14, 15) beidseitig der strei- fenförmigen Basisplatte (12) einander gegenüberliegend ausgebildet sind, wobei die Wandvorsprünge nach oben gebogen werden der Wicklungskern zwischen die Wandvor- sprünge eingesetzt wird. 9. The method of claim 7, wherein the wall projections (14, 15) on both sides of the strip-shaped base plate (12) are formed opposite to each other, wherein the wall projections are bent upward, the winding core is inserted between the Wandvor- jumps.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem vor dem Aufwickeln der Wick- lungen (20) um die Wicklungskerne (16) ferner ein Isolationsgeflecht um die Wicklungs- kerne (16) aufgebracht wird. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, wherein prior to winding the windings (20) around the winding cores (16) further an insulation braid around the winding cores (16) is applied.
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