WO2020078634A1 - Motorkomponente sowie elektromotor - Google Patents

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WO2020078634A1
WO2020078634A1 PCT/EP2019/074677 EP2019074677W WO2020078634A1 WO 2020078634 A1 WO2020078634 A1 WO 2020078634A1 EP 2019074677 W EP2019074677 W EP 2019074677W WO 2020078634 A1 WO2020078634 A1 WO 2020078634A1
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WO
WIPO (PCT)
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groove
lining element
motor component
section
groove lining
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/074677
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English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Lange
Armin Elser
Thomas Berger
Daniel Gremmel
Horst Haegele
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/34—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H02K3/345—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation between conductors or between conductor and core, e.g. slot insulation between conductor and core, e.g. slot insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0018—Applying slot closure means in the core; Manufacture of slot closure means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/48—Fastening of windings on the stator or rotor structure in slots
    • H02K3/487—Slot-closing devices

Definitions

  • the present invention relates to a motor component of an electric motor.
  • the motor component is, in particular, a rotor or stator of the electric motor.
  • the invention also relates to an electric motor comprising such a motor component.
  • Electric motors are known from the prior art. If such electric motors are used as vehicle drives, various requirements for the electric motor must be met. The focus was not very much on electromagnetic compatibility. However, it has been shown that an electrical field is built up between the axial ends of the coil winding of the stator teeth or the stator slots and the rotor. Especially through the
  • Electromagnetic compatibility is negatively affected by this effect. For example, there is interference with the radio reception of a vehicle.
  • Stator teeth in particular head areas of the stator teeth, brought to the same potential. From the document mentioned it appears that on a
  • Carrier element is attached at least one shielding element. This is
  • Shielding element can also be retrofitted, i.e. after joining the
  • Carrier element to be applied to the same.
  • the motor component of an electric motor allows a safe and reliable electrical connection from a groove-delimiting Elements. These elements are, in particular, teeth of the base body.
  • the electrical connection allows the
  • the motor component according to the invention is in particular a rotor or stator of an electric motor.
  • the motor component has a base body that extends around a central axis.
  • the central axis of the motor component is in particular also the central axis of the electric motor.
  • the base body preferably has a plurality of grooves, which are each formed between teeth of the base body. Electrical conductors of an electrical winding are arranged in the slots.
  • the plug-in winding is, in particular, an I-pin technology.
  • I-shaped conductors are guided straight through the grooves. Ends of these I-shaped conductors are then connected to form a winding.
  • the grooves each have a groove base.
  • the teeth each have a projecting tooth head at their end facing away from the base of the groove.
  • the engine component is a
  • the groove lining element advantageously lines each groove, so that the groove lining element lies against the walls delimiting the groove. Thus, in particular, no or at least only a minimal air gap remains between the groove lining element and the base body.
  • an elastic biasing means is formed on the groove lining element.
  • the elastic prestressing means prestresses the electrical conductors in the radial direction with respect to the central axis.
  • the elastic biasing means exerts an elastic restoring force on the groove lining element in the direction of the central axis.
  • the elastic restoring force enables a high surface pressure between
  • the elastic biasing means preferably has an elastic restoring force on the conductors perpendicular to the central axis.
  • the conductors are thus fixed within the groove by the elastic prestressing means.
  • the conductors serve to transmit the elastic restoring force to the slot lining element.
  • the biasing means is preferably designed as an indentation of the groove lining element.
  • the biasing means is particularly advantageously designed as a bead.
  • the beading is made in particular by beading rolls. In this way, the elastic biasing means is simple and inexpensive to manufacture.
  • a cycle time for producing the motor component is not changed by the sick rolling.
  • Sick rolling can be integrated into existing processes.
  • the beading is preferably a punctiform beading and / or a continuous beading.
  • the continuous bead is in particular a bead that runs in a line.
  • the line-shaped bead is preferably continuous with respect to the groove.
  • the beading enables the groove lining element to be deformed elastically, so that the elastic restoring force can be applied to the groove lining element.
  • the electrical conductors are arranged in layers one above the other in the respective groove.
  • the groove lining element encloses the electrical conductors of the respective groove in a jacket-like manner.
  • the slot lining element particularly advantageously encloses the conductors in a rectangular shape.
  • the groove lining element has a bottom section on the side facing the groove base and that on the
  • Bottom section opposite side has a head section.
  • the bottom section or the head section are particularly advantageously formed by a single side leg.
  • a simple manufacture of the groove lining element as a closed profile is made possible.
  • the head section or bottom section are formed by overlapping legs of the groove lining element.
  • the groove lining element can preferably be produced simply by bending.
  • the elastic biasing means is advantageously attached to the bottom section or the head section.
  • the elastic biasing means can exert a force on the conductors in different directions depending on the location.
  • the biasing means is attached to the individual side leg or to one of the overlapping legs.
  • Biasing means can either be part of the groove lining element itself, but can alternatively also be realized by an external, additional biasing means. If the elastic biasing means is on the head portion, an elastic restoring force is not necessarily as great as in the case when the biasing means is attached to the bottom portion.
  • an elastic restoring force acts through an elastic one
  • Preloading means on the head section directly in the area of the tooth heads which is why a resilient area of the elastic pretensioning means can be made smaller than on the bottom section.
  • the groove lining element preferably has a closed profile as seen over its circumference. As a result, the groove lining element can be produced easily and with little effort, at the same time the groove lining element is designed to be stable.
  • the groove lining element advantageously comprises an electrically non-conductive support section and at least one on the support section provided conductive shielding section. An electrical insulation function is thus provided by the carrier section. At the same time, electrical contacting can be carried out by means of the shielding section.
  • Groove lining element the tooth heads of adjacent teeth electrically.
  • the tooth heads represent in particular radially innermost points of the teeth with respect to the central axis.
  • the shielding section of the groove lining element is preferably pressed against the tooth tips of the teeth by the elastic restoring force of the elastic biasing means.
  • the tooth heads of two adjacent teeth, the teeth enclosing a groove, are thus electrically connected to one another.
  • the use of the elastic prestressing means ensures that there is a sufficiently high surface pressure between the groove lining element and the tooth tips. A low-resistance electrical contact is thus realized.
  • the elastic restoring force is particularly advantageously transmitted via the conductors to an end of the groove lining element on the tooth tip side, on which the shielding section is present. So it will
  • Groove lining element pressed by the elastic restoring force over the conductors against the tooth tips of adjacent teeth. This leads in particular to optimal electrical conductivity, so that the effects described at the outset are minimized. In particular, two adjacent boundaries of the groove are electrically connected by the groove lining element.
  • the electrical conductors of the plug-in winding preferably have one
  • the conductors in the respective groove are arranged next to one another only in the radial direction. This in particular avoids the ladder in
  • an elastic restoring force of the biasing means can be reliably transmitted in the radial direction by the conductors.
  • the invention also relates to an electric motor.
  • the electric motor includes a motor component as previously described.
  • the engine component is in particular a rotor or a stator of the
  • Figure 1 is a schematic view of an electric motor according to a
  • FIG. 2 shows a schematic view of an engine component according to an exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 3a shows a schematic view of a groove lining element according to a first alternative
  • FIG. 3b shows a schematic view of a groove lining element according to a second alternative
  • Figure 4 is a schematic view of an engine component according to an alternative embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows schematically a section of an electric motor 2.
  • the electric motor 2 comprises a machine component 1, which is provided as a stator.
  • the electric motor 2 comprises a rotor 12.
  • Permanent magnets 13 are attached in the rotor 12, while those used as a stator
  • Motor component 1 has a plug-in winding. Both the rotor 12 and the machine component 1 extend around a central axis 100.
  • the motor component 1 comprises a base body 3.
  • the base body 3 is made in particular from stacked electrical sheets.
  • the basic body 3 includes a yoke 14 and a plurality of radially on the yoke 14
  • a groove 4 is formed, along which conductors 5 of the winding can run.
  • the grooves 4 are delimited in the radial direction with respect to the central axis 100 on the one hand by tooth heads 9 and on the other hand by the yoke 14.
  • a groove base 17 is also provided on the yoke 14.
  • each groove 4 has
  • the groove lining element 6 has a bottom section 15 at its end facing the groove bottom 17 and a head section 16 at its end facing the tooth tips 9.
  • the conductors 5 of the winding are arranged within the slot lining element 6. It is provided that an electrically conductive connection between two adjacent tooth heads 9 is to take place through the groove lining element 6. This is achieved in that the groove lining elements 6 each comprise an elastic biasing means 7.
  • each groove lining element 6 bears directly on the base body 3. So there is no air gap between
  • the elastic preloading means 7 is formed by a geometrical modification of the groove lining element 6. There is therefore an air gap between base body 3 and
  • the elastic pretensioning means 7 is formed on the bottom section 15.
  • the elastic restoring force is exerted on the conductor 5 within the groove 4.
  • the elastic prestressing means 7 therefore serves in particular to apply a surface pressure between the groove lining element 6 and
  • the groove lining element 6 preferably has a carrier section 18 and a shielding section 19 attached to the carrier section 18.
  • the carrier section 18 is electrically insulating and the shielding section 19 is designed to be electrically conductive.
  • the shielding section 19 is on the
  • Head portion 16 formed and comes into contact with the tooth tips 9th
  • the groove lining element 4 on the one hand electrically insulates the conductors 5 from the base body 3, and on the other hand establishes an electrical connection between the tooth tips 9.
  • FIGS. 3a and 3b Different embodiments of the elastic pretensioning means 7 are shown in FIGS. 3a and 3b. In particular, the previously
  • FIG. 3a shows an alternative in which there are a large number of punctiform beads 10.
  • Figure 3b shows an alternative embodiment in which there is a continuous bead 1 1 with respect to the groove 4. In both
  • Embodiments are formed by the respective bead 10, 1 1, the elastic biasing means 7. Because of the beading it is elastic
  • Deformability of the groove lining element 6 allows simple and low effort, whereby elastic restoring forces can be generated.
  • Figure 4 shows an alternative embodiment of the engine component. This alternative embodiment differs from the embodiment shown in Figure 2 only in that the elastic biasing means 7 in a region radially inside the conductor 5, i.e. is attached to the head portion 16.
  • the conductors 5 are in particular exclusively in the radial direction
  • the elastic biasing means 7 can be arranged either radially inside or radially outside of the windings 5. If the elastic biasing means 7 is arranged radially outside the windings 5, as shown in FIG. 2, the conductors 5 are pushed radially in the direction of the central axis 100. In the case shown in FIG. 4 of arranging the elastic pretensioning means radially inside the conductor 5, the Conductor 5 radially away from the central axis 100 due to the elastic restoring force of the elastic biasing means 7.
  • the arrangement in FIG. 4 has the advantage that the elastic prestressing means 7 is already arranged at the level of the tooth heads 9. This can be a resilient
  • Area of the elastic biasing means 7 may be made smaller than was the case in the embodiment according to FIG. 2.
  • Figures 5a to 5e show a third alternative of the groove lining element 6.
  • Figures 5a, 5b and 5c show different views.
  • Groove lining element 6 has a cross section which is closed with respect to its circumference. thus the groove lining element 6 is easy to manufacture and has high stability.
  • the biasing means 7 is realized by a partially continuous bead 1 1.
  • the bead 11 is attached either to the head section 16 or to the bottom section 15.
  • the bead 11 runs continuously, but the bead 11 does not run along the complete groove 4.
  • the bead 11 thus extends to an axial end of the

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  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorkomponente (1), insbesondere Stator oder Rotor, eines Elektromotors (2), aufweisend einen sich um eine Mittelachse (100) erstreckenden Grundkörper (3) mit einer Vielzahl von Nuten (4), die jeweils zwischen Zähnen (8) des Grundkörpers (3) gebildet sind und in denen jeweils elektrische Leiter (5) einer elektrischen Steckwicklung angeordnet sind, wobei die Nuten (4) jeweils einen Nutgrund (17) und die Zähne (8) jeweils einen an ihrem dem Nutgrund (17) abgewandten Enden auskragenden Zahnkopf (9) aufweisen, wobei in den Nuten (4) jeweils ein Nutauskleidungselement (6) zur elektrischen Isolation der elektrischen Leiter (5) gegenüber dem Grundkörper (3) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Nutauskleidungselement (6) ein elastisches Vorspannmittel (7) ausgebildet ist, dass die elektrischen Leiter (5) in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse (100) vorspannt.

Description

Beschreibung
Titel
Motorkomponente sowie Elektromotor
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorkomponente eines Elektromotors.
Bei der Motorkomponente handelt es sich insbesondere um einen Rotor oder Stator des Elektromotors. Außerdem betrifft die Erfindung einen Elektromotor, umfassend eine derartige Motorkomponente.
Aus dem Stand der Technik sind Elektromotoren bekannt. Werden solche Elektromotoren als Fahrzeugantriebe verwendet, so sind diverse Anforderungen an den Elektromotor zu erfüllen. Nicht sehr stark im Fokus stand dabei die elektromagnetische Verträglichkeit. Allerdings hat sich gezeigt, dass zwischen axialen Enden der Spulenwicklung der Statorzähne bzw. der Statornuten und dem Rotor ein elektrisches Feld aufgebaut wird. Insbesondere durch die
Ansteuerung mit einem Pulswechselrichter kommt es auf dem Rotor zu einer influenzierten hochfrequenten Wechselspannung. Eine elektromagnetische Verträglichkeit wird durch diesen Effekt negativ beeinflusst. Beispielsweise ergeben sich Störungen auf den Radioempfang eines Fahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik ist insbesondere die DE 10 2015 215 588 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Nutschlusselement zum elektrischen Verbinden benachbarter Statorzähne. Durch eine derartige Verbindung werden die
Statorzähne, insbesondere Kopfbereiche der Statorzähne, auf dasselbe Potential gebracht. Aus dem genannten Dokument geht hervor, dass auf einem
Trägerelement mindestens ein Abschirmelement angebracht ist. Dieses
Abschirmelement kann auch nachträglich, d.h. nach dem Fügen des
Trägerelements, auf das selbige aufgebracht werden.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Motorkomponente eines Elektromotors erlaubt eine sichere und zuverlässige elektrische Verbindung von einer Nut begrenzenden Elementen. Bei diesen Elementen handelt es sich insbesondere um Zähne des Grundkörpers. Durch die elektrische Verbindung lässt sich die
elektromagnetische Verträglichkeit des Elektromotors erheblich verbessern, so dass negative Störungen, wie beispielsweise beim Radioempfang, minimiert sind.
Die erfindungsgemäße Motorkomponente ist insbesondere ein Rotor oder Stator eines Elektromotors. Die Motorkomponente weist einen Grundkörper auf, der sich um eine Mittelachse erstreckt. Die Mittelachse der Motorkomponente ist insbesondere gleichzeitig auch Mittelachse des Elektromotors. Der Grundkörper weist bevorzugt eine Vielzahl von Nuten auf, die jeweils zwischen Zähnen des Grundkörpers gebildet sind. In den Nuten sind elektrische Leiter einer elektrischen Wicklung angeordnet. Bei der Steckwicklung handelt es sich insbesondere um eine I-Pin-Technologie. Hierbei werden I-förmige Leiter geradlinig durch die Nuten geführt. Enden dieser I-förmigen Leiter werden dann zu einer Wicklung verbunden. Die Nuten weisen jeweils einen Nutgrund auf. Die Zähne weisen jeweils an ihrem dem Nutgrund abgewandten Ende einen auskragenden Zahnkopf auf.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Motorkomponente ein
Nutauskleidungselement aufweist, das in jeder der Nuten angebracht. Auf diese Weise sind die elektrischen Leiter durch das Nutauskleidungselement gegenüber dem Grundkörper elektrisch isoliert. Das Nutauskleidungselement kleidet jede Nut vorteilhafterweise aus, so dass das Nutauskleidungselement an die Nut begrenzenden Wänden anliegt. Somit verbleibt insbesondere kein oder zumindest nur ein minimaler Luftspalt zwischen Nutauskleidungselement und Grundkörper.
Schließlich ist vorgesehen, dass an dem Nutauskleidungselement ein elastisches Vorspannmittel ausgebildet ist. Durch das elastische Vorspannmittel sind die elektrischen Leiter in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse vorgespannt. Somit übt das elastische Vorspannmittel eine elastische Rückstellkraft auf das Nutauskleidungselement in Richtung der Mittelachse aus. Durch die elastische Rückstellkraft ist ermöglicht, eine hohe Flächenpressung zwischen
Nutauskleidung und Grundkörper zu erreichen. Das elastische Vorspannmittel wirkt bevorzugt eine elastische Rückstellkraft auf die Leiter senkrecht zur Mittelachse aus. Somit werden die Leiter durch das elastische Vorspannmittel innerhalb der Nut fixiert. Gleichzeitig dienen die Leiter zum Übertragen der elastischen Rückstellkraft auf das Nutauskleidungselement. Somit lassen sich zwei Funktionen in vorteilhafterweise kombinieren, um einerseits ein loses Bewegen der Leiter innerhalb der Nut zu vermeiden, andererseits um die elastische Rückstellkraft auf das Nutauskleidungselement aufzubringen.
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Das elastische Vorspannmittel ist vorteilhafterweise eine geometrische
Modifikation eines Teils des Nutauskleidungselements. Durch die geometrische Modifikation weicht die Form des Nutauskleidungselements von der Form der Nut ab, so dass hier das Nutauskleidungselement nicht an der Nut anliegt. Somit kann die geometrische Modifikation des Nutauskleidungselements elastisch verformt werden, um somit die elastische Rückstellkraft aufzubringen. So ist das Vorspannmittel bevorzugt als Einbuchtung des Nutauskleidungselements ausgebildet.
Besonders vorteilhaft ist das Vorspannmittel als Sickung ausgebildet. Die Sickung ist insbesondere durch Sick-Rollen hergestellt. Auf diese Art und Weise ist das elastische Vorspannmittel einfach und kostengünstig herstellbar.
Insbesondere ist eine Taktzeit zur Herstellung der Motorkomponente durch das Sick-Rollen nicht verändert. Das Sick-Rollen lässt sich in bestehende Prozesse integrieren.
Die Sickung ist bevorzugt eine punktuelle Sickung und/oder eine kontinuierliche Sickung. Die kontinuierliche Sickung ist insbesondere eine linienförmig verlaufende Sickung. Die linienförmig verlaufende Sickung ist bevorzugt bezüglich der Nut durchgängig. In allen Fällen ist erreicht, dass durch die Sickung eine elastische Verformung des Nutauskleidungselements möglich ist, so dass die elastische Rückstellkraft auf das Nutauskleidungselement aufbringbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass in der jeweiligen Nut die elektrischen Leiter in übereinanderliegenden Lagen angeordnet sind. Das Nutauskleidungselement umschließt die elektrischen Leiter der jeweiligen Nut mantelförmig. Besonders vorteilhaft umschließt das Nutauskleidungselement die Leiter rechteckförmig. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das Nutauskleidungselement an der dem Nutgrund zugewandten Seite einen Bodenabschnitt und an der dem
Bodenabschnitt gegenüberliegenden Seite einen Kopfabschnitt aufweist.
Besonders vorteilhaft sind der Bodenabschnitt oder der Kopfabschnitt durch einen einzelnen Seitenschenkel gebildet. Somit ist insbesondere ein einfaches Herstellen des Nutauskleidungselements als geschlossenes Profil ermöglicht. Alternativ sind Kopfabschnitt oder Bodenabschnitt durch überlappende Schenkel des Nutauskleidungselements gebildet. Somit ist das Nutauskleidungselement bevorzugt einfach durch Biegen herstellbar.
Das elastische Vorspannmittel ist vorteilhafterweise an dem Bodenabschnitt oder dem Kopfabschnitt angebracht. Somit kann das elastische Vorspannmittel je nach Anbringungsort eine Kraft auf die Leiter in unterschiedliche Richtungen ausüben. Insbesondere ist das Vorspannmittel an dem einzelnen Seitenschenkel oder an einem der überlappenden Schenkel angebracht. Das elastische
Vorspannmittel kann dabei entweder Teil des Nutauskleidungselements selbst sein, alternativ aber auch durch ein externes, zusätzliches Vorspannmittel realisiert sein. Befindet sich das elastische Vorspannmittel an dem Kopfabschnitt, so ist eine elastische Rückstellkraft nicht notwendigerweise so groß wie in dem Fall, wenn das Vorspannmittel an dem Bodenabschnitt angebracht ist.
Insbesondere wirkt eine elastische Rückstellkraft durch ein elastisches
Vorspannmittel am Kopfabschnitt direkt im Bereich der Zahnköpfe, weswegen ein federnder Bereich des elastischen Vorspannmittels kleiner ausgebildet sein kann als am Bodenabschnitt.
Bevorzugt weist das Nutauskleidungselement über seinen Umfang gesehen ein geschlossenes Profil auf. Dadurch ist das Nutauskleidungselement einfach und aufwandsarm herstellbar gleichzeitig ist das Nutauskleidungselement stabil ausgebildet.
Das Nutauskleidungselement umfasst vorteilhafterweise einen elektrisch nichtleitenden Trägerabschnitt und zumindest einen auf dem Trägerabschnitt vorgesehenen leitenden Abschirmabschnitt. Durch den Trägerabschnitt ist somit eine elektrische Isolierfunktion gegeben. Gleichzeitig kann eine elektrische Kontaktierung mittels des Abschirmabschnitts ausgeführt werden.
Besonders vorteilhaft verbindet der Abschirmabschnitt des
Nutauskleidungselements die Zahnköpfe benachbarter Zähne elektrisch. Die Zahnköpfe stellen insbesondere bezüglich der Mittelachse radial innerste Punkte der Zähne dar. Durch das Verbinden der Zahnköpfe in elektrisch leitfähiger Art und Weise ist ein vorteilhaftes elektromagnetisches Verhalten der
Motorkomponente erreichbar.
Der Abschirmabschnitt des Nutauskleidungselements ist bevorzugt durch die elastische Rückstellkraft des elastischen Vorspannmittels gegen die Zahnköpfe der Zähne gedrückt. Somit sind die Zahnköpfe zweier benachbarter Zähne, wobei die Zähne eine Nut umschließen, elektrisch miteinander verbunden. Durch die Verwendung des elastischen Vorspannmittels wird erreicht, dass eine ausreichend hohe Flächenpressung zwischen Nutauskleidungselement und Zahnköpfen vorhanden ist. Somit ist ein niederohmiger elektrischer Kontakt realisiert. Besonders vorteilhaft wird über die Leiter die elastische Rückstellkraft auf ein zahnkopfseitiges Ende des Nutauskleidungselements, an dem der Abschirmabschnitt vorhanden ist, übertragen. Somit wird das
Nutauskleidungselement von der elastischen Rückstellkraft über die Leiter gegen die Zahnköpfe benachbarter Zähne gedrückt. Dies führt insbesondere zu einer optimalen elektrischen Leitfähigkeit, so dass die eingangs beschriebenen Effekte minimiert sind. Insbesondere sind durch das Nutauskleidungselement zwei benachbarte Begrenzungen der Nut elektrisch verbunden.
Bevorzugt weisen die elektrischen Leiter der Steckwicklung einen
rechteckförmigen Querschnitt auf. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Leiter in der jeweiligen Nut ausschließlich in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind. Somit ist insbesondere vermieden, die Leiter in
Umfangsrichtung nebeneinander anzuordnen. Somit kann eine elastische Rückstellkraft des Vorspannmittels zuverlässig durch die Leiter in radialer Richtung übertragen werden.
Die Erfindung betrifft außerdem einen Elektromotor. Der Elektromotor umfasst eine Motorkomponente wie zuvor beschrieben. Bei der Motorkomponente handelt es sich insbesondere um einen Rotor oder um einen Stator des
Elektromotors.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Elektromotors gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 eine schematische Ansicht einer Motorkomponente gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 3a eine schematische Ansicht eines Nutauskleidungselements gemäß einer ersten Alternative,
Figur 3b eine schematische Ansicht eines Nutauskleidungselements gemäß einer zweiten Alternative,
Figur 4 eine schematische Ansicht einer Motorenkomponente gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Figur 5a-e verschiedene Ansichten eines Nutauskleidungselements
gemäß einer dritten Alternative.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem Elektromotor 2. Der Elektromotor 2 umfasst eine Maschinenkomponente 1 , die als Stator vorgesehen ist. Außerdem umfasst der Elektromotor 2 einen Rotor 12. In dem Rotor 12 sind Permanentmagnete 13 angebracht, während die als Stator verwendete
Motorkomponente 1 eine Steckwicklung aufweist. Sowohl Rotor 12 als auch Maschinenkomponente 1 erstrecken sich um eine Mittelachse 100.
Die Motorkomponente 1 umfasst einen Grundkörper 3. Der Grundkörper 3 ist insbesondere aus gestapelten Elektroblechen gefertigt. Der Grundkörper 3 umfasst ein Joch 14 sowie eine Vielzahl von radial an dem Joch 14
angeordneten Zähne 8, die sich in Richtung Mittelachse 100 erstrecken.
Zwischen zwei benachbarten Zähnen 8 ist eine Nut 4 ausgebildet, entlang derer Leiter 5 der Wicklung verlaufen können. Die Nuten 4 werden dabei in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse 100 einerseits durch Zahnköpfe 9, andererseits durch das Joch 14 begrenzt. An dem Joch 14 ist insbesondere auch ein Nutgrund 17 vorhanden.
Wie insbesondere in Figuren 1 und 2 gezeigt ist, weist jede Nut 4 ein
Nutauskleidungselement 6 auf. Das Nutauskleidungselement 6 weist an seinem dem Nutgrund 17 zugewandten Ende einen Bodenabschnitt 15 und an seinem den Zahnköpfen 9 zugewandten Ende einen Kopfabschnitt 16 auf. Innerhalb des Nutauskleidungselements 6 sind die Leiter 5 der Wicklung angeordnet. Dabei ist vorgesehen, dass durch das Nutauskleidungselement 6 eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zwei benachbarten Zahnköpfen 9 erfolgen soll. Dies wird dadurch erreicht, dass die Nutauskleidungselemente 6 jeweils ein elastisches Vorspannmittel 7 umfassen.
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass jedes Nutauskleidungselement 6 unmittelbar an dem Grundkörper 3 anliegt. Somit verbleibt kein Luftspalt zwischen
Grundkörper 3 und Nutauskleidungselement 6. Eine Ausnahme gilt, wie in Figur 2 gezeigt, für das elastische Vorspannmittel 7. Das elastische Vorspannmittel 7 ist durch eine geometrische Modifikation des Nutauskleidungselements 6 gebildet. Somit besteht ein Luftspalt zwischen Grundkörper 3 und
Nutauskleidungselement 6 an der Stelle des elastischen Vorspannmittels 7. Dies ermöglicht eine Bewegung des elastischen Vorspannmittels 7, so dass eine elastische Rückstellkraft auf andere Komponenten ausübbar ist. In den in Figur 1 und 2 gezeigten Varianten ist das Vorspannmittel 7 an dem Bodenabschnitt 15 ausgebildet.
Insbesondere wird die elastische Rückstellkraft auf die Leiter 5 innerhalb der Nut 4 ausgeübt. Dadurch werden die Leiter 5 auf den Kopfabschnitt 16 des
Nutauskleidungselements 6 gedrückt. Besagter Kopfabschnitt 16 liegt auf Höhe der Zahnköpfe 9. Das elastische Vorspannmittel 7 dient daher insbesondere dazu, eine Flächenpressung zwischen Nutauskleidungselement 6 und
Zahnköpfen 9 einzustellen. Somit ist erreichbar, dass eine ausreichend hohe Flächenpressung vorhanden ist, um eine sichere und zuverlässige elektrische Verbindung der Zahnköpfe 9 durch das Nutauskleidungselement 6 zu erreichen.
Das Nutauskleidungselement 6 weist bevorzugt einen Trägerabschnitt 18 und einen an dem Trägerabschnitt 18 angebrachten Abschirmabschnitt 19 auf. Der Trägerabschnitt 18 ist elektrisch isolierend und der Abschirmabschnitt 19 elektrisch leitfähig ausgebildet. Der Abschirmabschnitt 19 ist an dem
Kopfabschnitt 16 ausgebildet und gelangt in Kontakt mit den Zahnköpfen 9.
Somit ist insbesondere erreicht, dass das Nutauskleidungselement 4 einerseits die Leiter 5 von dem Grundkörper 3 elektrisch isoliert, andererseits eine elektrische Verbindung zwischen den Zahnköpfen 9 herstellt.
In den Figuren 3a und 3b sind unterschiedliche Ausführungsformen des elastischen Vorspannmittels 7 gezeigt. Insbesondere wird die zuvor
beschriebene geometrische Modifikation dadurch erreicht, dass Sicken 10, 11 in das Nutauskleidungselement 6 eingebracht werden. Die Sicken werden insbesondere mittels Sick-Rollen hergestellt.
Figur 3a zeigt eine Alternative, in der eine Vielzahl von punktuellen Sicken 10 vorhanden ist. Figur 3b zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der eine bezüglich der Nut 4 durchgängige Sickung 1 1 vorhanden ist. In beiden
Ausführungsbeispielen wird durch die jeweilige Sickung 10, 1 1 das elastische Vorspannmittel 7 gebildet. Aufgrund der Sickung ist eine elastische
Verformbarkeit des Nutauskleidungselements 6 einfach und aufwandsarm ermöglicht, wodurch elastische Rückstellkräfte erzeugbar sind.
Figur 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Motorkomponente. Dabei unterscheidet sich diese alternative Ausgestaltung von der in Figur 2 gezeigten Ausgestaltung nur dahingehend, dass das elastische Vorspannmittel 7 an einem Bereich radial innerhalb der Leiter 5, d.h. an dem Kopfabschnitt 16, angebracht ist. Die Leiter 5 sind insbesondere ausschließlich in radialer Richtung
nebeneinander angeordnet. Insbesondere kann das elastische Vorspannmittel 7 entweder radial innerhalb oder radial außerhalb der Wicklungen 5 angeordnet sein. Ist das elastische Vorspannmittel 7 radial außerhalb der Wicklungen 5 angeordnet, wie in Figur 2 gezeigt, so werden die Leiter 5 radial Richtung Mittelachse 100 gedrängt. In dem in Figur 4 gezeigten Fall des Anordnens des elastischen Vorspannmittels radial innerhalb der Leiter 5 bewirkt ein Drängen der Leiter 5 aufgrund der elastischen Rückstellkraft des elastischen Vorspannmittels 7 radial von der Mittelachse 100 weg.
Die Anordnung in Figur 4 hat den Vorteil, dass das elastische Vorspannmittel 7 bereits auf Höhe der Zahnköpfe 9 angeordnet ist. Dadurch kann ein federnder
Bereich des elastischen Vorspannmittels 7 kleiner ausgebildet sein als dies bei der Ausgestaltung gemäß Figur 2 der Fall war.
Die Figuren 5a bis 5e zeigen eine dritte Alternative des Nutauskleidungselements 6. Die Figuren 5a, 5b und 5c zeigen unterschiedliche Ansichten. Figuren 5d und
5e zeigen die in Figur 5b angedeuteten Schnitte durch das
Nutauskleidungselement 6. In der dritten Alternative weist das
Nutauskleidungselement 6 einen bezüglich seines Umfangs geschlossenen Querschnitt auf. somit ist das Nutauskleidungselement 6 einfach zu fertigen und weist eine hohe Stabilität auf.
Das Vorspannmittel 7 ist durch eine teilweise durchgängig verlaufende Sickung 1 1 realisiert. Die Sickung 11 ist dabei entweder an dem Kopfabschnitt 16 oder an dem Bodenabschnitt 15 angebracht. Die Sickung 11 verläuft durchgängig, allerdings verläuft die Sickung 11 nicht entlang der vollständigen Nut 4. So erstreckt sich die Sickung 1 1 bis zu einem axialen Ende des
Nutauskleidungselement 6, nicht aber bis zu einem gegenüberliegenden axialen Ende. Vielmehr ist die Sickung 1 1 von einem der axialen Enden beabstandet, sodass zwischen dem Ende der Sickung 1 1 und dem entsprechenden axialen Ende des Nutauskleidungselements ein Bereich ohne Sickung 11 und damit ohne Vorspannmittel 7 verbleibt.

Claims

Ansprüche
1. Motorkomponente (1 ), insbesondere Stator oder Rotor, eines Elektromotors (2), aufweisend einen sich um eine Mittelachse (100) erstreckenden
Grundkörper (3) mit einer Vielzahl von Nuten (4), die jeweils zwischen Zähnen (8) des Grundkörpers (3) gebildet sind und in denen jeweils elektrische Leiter (5) einer elektrischen Steckwicklung angeordnet sind, wobei die Nuten (4) jeweils einen Nutgrund (17) und die Zähne (8) jeweils einen an ihrem dem Nutgrund (17) abgewandten Enden auskragenden Zahnkopf (9) aufweisen, wobei in den Nuten (4) jeweils ein
Nutauskleidungselement (6) zur elektrischen Isolation der elektrischen Leiter (5) gegenüber dem Grundkörper (3) vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, dass an dem Nutauskleidungselement (6) ein elastisches Vorspannmittel (7) ausgebildet ist, dass die elektrischen Leiter (5) in radialer Richtung bezüglich der Mittelachse (100) vorspannt.
2. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel (7) als Einbuchtung des Nutauskleidungselements (6) ausgebildet ist.
3. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel (7) als Sickung (10, 1 1 ) ausgebildet ist, die insbesondere durch Sick-Rollen hergestellt ist.
4. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sickung (10, 11 ) eine punktuelle Sickung (10) und/oder eine linienförmige, insbesondere bezüglich der Nut (4) durchgängig verlaufende, Sickung (1 1 ) ist.
5. Motorkomponente (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Nut (4) die elektrischen Leiter (5) in übereinanderliegenden Lagen angeordnet sind, wobei das
Nutauskleidungselement (6) die elektrischen Leiter (5) der jeweiligen Nut mantelförmig, insbesondere rechteckförmig, umschließt, wobei das
Nutauskleidungselement (6) an der dem Nutgrund (17) zugewandten Seite einen Bodenabschnitt (15) und an der dem Bodenabschnitt (15)
gegenüberliegenden Seite einen Kopfabschnitt (16) aufweist.
6. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (15) oder der Kopfabschnitt (16) einen einzelnen
Seitenschenkel umfassen oder durch überlappende Schenkel des
Nutauskleidungselements (6) gebildet sind.
7. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Vorspannmittel (7) an dem Bodenabschnitt (15) oder dem Kopfabschnitt (16) angebracht ist, insbesondere an dem einzelnen Seitenschenkel oder an einem der überlappenden Schenkel.
8. Motorkomponente (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutauskleidungselement (6) über seinen Umfang gesehen ein geschlossenes Profil aufweist.
9. Motorkomponente (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Nutauskleidungselement (6) einen elektrisch nichtleitenden Trägerabschnitt (18) und zumindest einen auf dem
Trägerabschnitt (18) vorgesehenen leitenden Abschirmabschnitt (19) aufweist.
10. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmabschnitt (19) des Nutauskleidungselements (6) die Zahnköpfe (9) benachbarter Zähne (8) elektrisch verbindet.
1 1. Motorkomponente (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschirmabschnitt (19) des Nutauskleidungselements (6) durch die elastische Rückstellkraft des elastischen Vorspannmittels (7) gegen die Zahnköpfe (9) der Zähne (8) gedrückt ist.
12. Motorkomponente (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (5) der Steckwicklung einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen und in der jeweiligen Nut (4) ausschließlich in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind.
13. Elektromotor (2) umfassend eine Motorkomponente (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Motorkomponente (1 ) ein Rotor (12) oder ein Stator ist.
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