WO2020147897A1 - Verfahren zur herstellung eines stators sowie stator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for producing a rotor or stator for an electrical machine by overmolding of laminated cores. Furthermore, the invention relates to a rotor or stator which is produced by the method according to the invention.
- a method for producing a Lamellenpa kets preferably a stator lamella packet or rotor lamella packet, an electric machine is known, the lamella packet having slots with slot insulation and winding wires running in the slots of at least one electric winding.
- the laminated core, together with the winding wires running in the slots, is extrusion-coated at least in regions with a plastic coating, and the plastic coating and the slot insulation each consist of a thermoplastic and the plastic of the slot insulation has a melting point that is the same or similar or higher or lower than / as the plastic of the plastic coating on, the groove insulation and the plastic encapsulation being integrally connected to one another by melting the groove insulation taking place during the molding process.
- the temperature of the plastic of the plastic encapsulation is preferably chosen so high in the encapsulation process that it is higher than the melting temperature of the plastic of the slot insulation. Characterized the slot insulation, in particular the surface of the respective Nu tisol ist melted during overmolding, so that a plastic connection is created between the plastic of the plastic injection and the plastic of the respective slot insulation. It is an object of the invention to provide a method for producing a rotor or stator for an electrical machine that can be handled easily and safely in the injection molding process.
- the object is achieved with a method for producing a rotor or stator for an electrical machine, in which a laminated core is overmolded with a first injection molding compound in a first injection molding tool and the plastic material supports are formed as fins, the laminated core with the first injection molding compound in a second injection molding tool is used, with the plastic brackets centering the rotor or stator.
- the second injection mold has sprue channels in a radial arrangement.
- the radial arrangement of the sprue channels allows more targeted injection, so that the component used is not moved.
- the advantageous embodiment includes that the laminated core is constructed from laminations with individual teeth up to a height h, at least one tooth having a radial groove.
- the continuous flow channels in the sheet stack have different fleas.
- the radial sprue points of the second injection molding tool are arranged offset to the flow channels of the sheet stack.
- the first injection molding compound has a melting temperature below the melting point of the second injection molding compound.
- Figure 1 shows a pre-encapsulation of a laminated core
- Figure 2 shows a second extrusion coating with axial sprues
- FIG. 3 shows a sheet metal lamella and a tooth of a sheet metal lamella
- Figure 4 shows a stack of sheets
- Figure 5 shows a radial sprue
- Figure 6 shows the radial gate
- FIG. 1 shows schematically the first stage of the extrusion coating of a laminated core 2 using the example of a stator 1 with plastic.
- a stator is overmolded in a water-tight manner, a pre-encapsulation of the laminated core 2 with a first plastic mass 3 produced. This serves to protect and guide the windings, which are not shown in the figure.
- 3 plastic holders 4 are formed with the first plastic mass, which are provided with fins 4a.
- the plastic brackets hold and center the component, the stator 1, in the second tool during the closing second injection process.
- the laminated core 2 has an overall height h and consists of individual Blechla fins 6, which are ring-shaped, form individual teeth 7, as shown in Figure 3.
- the second spraying process represents Darge.
- the sprue channels 5 were previously arranged axially to the axis of rotation R.
- the axial injection of the already pre-molded stator 1 with the plastic holders 4 leads to a displacement of the insert in the second injection mold due to the high filling pressure.
- a radial injection of the second plastic compound 8 is selected, as shown in FIG. 6.
- the sprue channels 5 are arranged radially on the outer circumference of the stator 1.
- the plastic holders 4 are extrusion-coated with the second plastic compound and the fins 4a are melted in the process.
- the radial injection of the second plastic compound 8 leads to unfavorable weld lines on the inner circumference 11 of the stator, the area which is oriented directly towards the rotor.
- the sheet metal lamellae 6 have at least one tooth 7, which contains a groove 9 in radial extension.
- individual laminated laminations 6 with the grooves 9 are stacked directly one above the other.
- flow channels 10 are thereby created in the laminated core.
- the metal plates 6 are rotated radially against one another and the groove 9 is installed at another position. This is followed by the construction of further sheet metal lamellae, the grooves 9 of which are installed in the same place.
- flow channels 10 through the second plastic mass 8 can flow so that no displacement of the laminated core takes place and a uniform distribution of the plastic mass even in critical areas, be particularly on the inner circumference 11, is possible.
- FIG. 5 shows a section over the overall height h of the sheet stack with the plastic encapsulation.
- the plastic mass flows in the direction of the laminated core 2.
- the plastic mass flows both downwards and upwards along the laminated core 2 and through the flow channel 10, which is formed at this point in the laminated core.
- the plastic mass reaches the critical area 11 of the stator, both below the laminated core and above the laminated core and through the laminated core.
- the sprue 5 is positioned so that it does not mün det directly into a flow channel 10, but the inflowing plastic material flows to the sheet metal fins 6 and is deflected and distributed there.
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors oder Stators (1) für eine elektrische Maschine vorgeschlagen, wobei ein Blechpaket (2) mit einer ersten Spritzgussmasse (3) in einem ersten Spritzgusswerkzeug umspritzt wird, die Kunststoffhalterungen (4) als Schmelzrippen (4a) ausbildet, wobei das Blechpaket (2) mit der ersten Spritzgussmasse (3) in ein zweites Spritzgusswerkzeug eingesetzt wird, wobei die Kunststoffhalterungen (4) den Rotor oder Stator (1) zentrieren.
Description
Verfahren zur Herstellung eines Stators sowie Stator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors oder Stators für eine elektrische Maschine durch Umspritzen von Blechpaketen. Weiterhin betrifft die Erfindung einen Rotor oder Stator, der nach dem erfindungsgemäßen Verfah ren hergestellt wird.
Stand der Technik
Aus der DE102011090081 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lamellenpa kets, vorzugsweise eines Statorlamellenpakets oder Rotorlamellenpakets, einer elektrischen Maschine bekannt, wobei das Lamellenpaket Nuten mit jeweils einer Nutisolierung und in den Nuten verlaufende Wicklungsdrähte von mindestens einer elektrischen Wicklung aufweist. Das Lamellenpaket wird mitsamt den in den Nuten verlaufenden Wicklungsdrähten mit einer Kunststoffumspritzung zumindest bereichsweise umspritzt und die Kunststoffumspritzung und die Nutisolierungen bestehen jeweils aus einem thermoplastischen Kunststoff und der Kunststoff der Nutisolierungen weist einen gleich hohen oder ähnlich hohen oder niedrigeren Schmelzpunkt wie/als der Kunststoff der Kunststoffumspritzung auf, wobei die Nutisolierungen und die Kunststoffumspritzung durch ein beim Umspritzen erfol gendes Anschmelzen der Nutisolierungen stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die Temperatur des Kunststoffs der Kunststoffumspritzung wird bei dem Umspritzungsprozess bevorzugt derart hoch gewählt, dass sie höher als die Schmelztemperatur des Kunststoffs der Nutisolierungen ist. Dadurch werden beim Umspritzen die Nutisolierungen, insbesondere die Oberfläche der jeweiligen Nu tisolierung, angeschmolzen, so dass zwischen dem Kunststoff der Kunststoffum spritzung und dem Kunststoff der jeweiligen Nutisolierung eine stoffschlüssige Verbindung geschaffen wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors oder Stators für eine elektrische Maschine zu schaffen, das einfach und sicher im Spritzgussprozess zu handhaben ist.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines Rotors oder Stators für eine elektrische Maschine, wobei ein Blechpaket mit einer ersten Spritzgussmasse in einem ersten Spritzgusswerkzeug umspritzt wird, die Kunst stoffhalterungen als Schmelzrippen ausbildet, wobei das Blechpaket mit der ersten Spritzgussmasse in ein zweites Spritzgusswerkzeug eingesetzt wird, wobei die Kunststoffhalterungen den Rotor oder Stator zentrieren.
Durch spezielle Ausbildung des umspritzenden Bauteiles mit Kunststoffhalterun gen ist ein einfacher 2-teiliger Spritzprozess möglich.
Dabei ist es vorteilhaft, dass das zweite Spritzgusswerkzeug Angusskanälen in radialer Anordnung aufweist. Die radiale Anordnung der Anguss Kanäle erlaubt ein gezielteres Einspritzen, so dass das eingesetzte Bauteil nicht verschoben wird.
Zur vorteilhaften Ausgestaltung gehört, dass das Blechpaket aus Blechlamellen mit einzelnen Zähnen bis zu einer Höhe h aufgebaut wird, wobei mindestens ein Zahn eine radiale Nut aufweist.
Dadurch, dass die Blechlamellen so aufeinandergestapelt werden, dass die radia le Nut der Zähne eine durchgehenden Fließkanal der Höhe a1 , a2 im Blechstapel bilden, wird das Fließen und die Verteilung das eingespritzt Kunststoffmaterials optimiert.
Zur weiteren Optimierung ist es von Vorteil, dass die durchgehenden Fließkanäle im Blechstapel versetzt zueinander angeordnet werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die durchgehenden Fließkanäle im Blechstapel unterschiedliche Flöhen auf.
Um einen optimalen Verlauf des verteilen des Kunststoffmaterial zu erreichen, werden die radialen Angussstellen des zweiten Spritzgusswerkzeugs versetzt zu den Fließkanälen des Blechstapels angeordnet.
Zur Optimierung der Ausgestaltung des Bauteils ist es wichtig, dass die erste Spritzgussmasse eine Schmelztemperatur unter dem Schmelzpunkt der zweiten Spritzgussmasse aufweist.
Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Vorumspritzung eines Blechpakets
Figur 2 zeigt eine zweite Umspritzung mit axialen Angüssen
Figur 3 zeigt eine Blechlamelle und einen Zahn einer Blechlamelle,
Figur 4 zeigt einen Blechstapel
Figur 5 zeigt einen radialen Anguss
Figur 6 zeigt den radialen Anguss.
Figur 1 zeigt schematisch die erste Stufe des Umspritzens eines Blechpaketes 2 hier am Beispiel eines Stators 1 mit Kunststoff. Beim wasserdichten Umspritzen eines Stators wird zunächst eine Vorumspritzung des Blechpaketes 2 mit einer
ersten Kunststoffmasse 3 hergestellt. Diese dient zum Schutz und zur Führung der Wicklungen, die in der Figur nicht dargestellt sind.
Außerdem bildet man mit der ersten Kunststoffmasse 3 Kunststoffhalterungen 4 aus, die mit Schmelzrippen 4a versehen sind. Die Kunststoffhalterungen halten und zentrieren das Bauteil, den Stator 1 , im zweiten Werkzeug während des an schließenden zweiten Spritzprozesses.
Das Blechpaket 2 weist eine Bauhöhe h auf und besteht aus einzelnen Blechla mellen 6, die ringförmig aufgebaut, einzelne Zähne 7 ausbilden, wie in Figur 3 dargestellt.
In Figur 2 ist der zweite Spritzprozess, wie er im Stand der Technik erfolgt, darge stellt. In dieser zweiten Umspritzung wurden bisher die Angusskanäle 5 axial zur Rotationsachse R angeordnet. Durch das axiale Einspritzen des bereits vorum- spritzten Stators 1 mit den Kunststoffhalterungen 4 kommt es aufgrund des hohen Fülldrucks zu einer Verschiebung des Einlegeteils im zweite Spritzgusswerkzeug.
Um dieses Problem zu vermeiden wählt man, wie in Figur 6 dargestellt, ein radia les Einspritzen der zweiten Kunststoffmasse 8. Dabei werden die Angusskanäle 5 am Außenumfang des Stators 1 radial angeordnet. Die Kunststoffhalterungen 4 werden mit der zweiten Kunststoffmasse umspritzt und die Schmelzrippen 4a dabei aufgeschmolzen.
Allerdings führt das radiale Einspritzen der zweiten Kunststoffmasse 8 zu ungüns tigen Bindenähten am inneren Umfang 11 des Stators, dem Bereich, der direkt zum Rotor hin ausgerichtet ist.
Dieses Problem wird durch den Aufbau des Blechpaketes 2 mit einzelnen speziel len Blechlamellen 6 gelöst. Die Blechlamellen 6 weisen mindestens einen Zahn 7 auf, der eine Nut 9 in radialer Erstreckung enthält. Beim Aufbau des Blechpaketes werden einzelne Blechlamellen 6 mit den Nuten 9 direkt übereinandergestapelt. Wie in Figur 4 zu erkennen ist, entstehen dadurch Fließkanäle 10 im Blechpaket.
Nach einer gewissen Bauhöhe a1 oder a2 werden die Blechlamellen 6 radial ge geneinander verdreht und die Nut 9 an einer anderen Position eingebaut. Darauf erfolgt der Aufbau weiterer Blechlamellen, deren Nuten 9 an derselben Stelle eingebaut werden.
Durch die Nuten 9 entstehen Fließkanäle 10 durch die zweite Kunststoffmasse 8 so fließen kann, dass keine Verschiebung des Blechpaketes stattfindet und eine gleichmäßige Verteilung der Kunststoffmasse auch in kritischen Bereichen, be sonders am inneren Umfang 11 , möglich ist.
Die Figur 5 zeigt einen Schnitt über die Bauhöhe h des Blechstapels mit der Kunststoffumspritzung. Über den Anguss 5 strömt die Kunststoffmasse in Rich tung des Blechpaketes 2. Den Pfeilen folgend strömt die Kunststoffmasse sowohl nach unten als auch nach oben entlang des Blechpaketes 2 als auch durch den Fließkanal 10, der an dieser Stelle im Blechpaket ausgebildet ist. Dadurch erreicht die Kunststoffmasse den kritischen Bereich 11 des Stators, sowohl unterhalb des Blechpaketes als auch oberhalb des Blechpaketes und durch das Blechpaket.
Der Anguss 5 ist so positioniert, dass er nicht direkt in einen Fließkanal 10 mün det, sondern das einströmende Kunststoffmaterial an die Blechlamellen 6 strömt und dort umgelenkt und verteilt wird.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Rotors oder Stators (1 ) für eine elektrische Maschine, wobei ein Blechpaket (2) mit einer ersten Spritzgussmasse (3) in einem ersten Spritzgusswerkzeug umspritzt wird, die Kunststoffhalterungen (4) als Schmelzrippen (4a) ausbildet, wobei das Blechpaket (2) mit der ers ten Spritzgussmasse (3) in ein zweites Spritzgusswerkzeug eingesetzt wird, wobei die Kunststoffhalterungen (4) den Rotor oder Stator (1 ) zentrieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das zweite
Spritzgusswerkzeug Angusskanälen (5) in radialer Anordnung aufweist und mit einer zweiten Spritzgussmasse (8) vergossen oder umspritzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das
Blechpaket (2) aus Blechlamellen (6) mit einzelnen Zähnen (7) bis zu einer Höhe h aufgebaut wird, wobei mindestens ein Zahn (7) eine radiale Nut (9) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn zeichnet, dass die Blechlamellen (6) so aufeinandergestapelt werden, dass die radiale Nut (9) der Zähne (7) eine durchgehenden Fließkanal (10) der Höhe (a1 , a2) im Blechstapel (2) bilden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn zeichnet, dass die durchgehenden Fließkanäle (10) im Blechstapel (2) ver setzt zueinander angeordnet werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn zeichnet, dass die durchgehenden Fließkanäle (10) im Blechstapel (2) un terschiedliche Höhen (a1 , a2) aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn zeichnet, dass die radialen Angussstellen (5) des zweiten Spritzgusswerk-
zeugs versetzt zu den Fließkanälen (10) des Blechstapels (2) angeordnet sind.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn zeichnet, dass die erste Spritzgussmasse (3) eine Schmelztemperatur unter dem Schmelzpunkt der zweiten Spritzgussmasse (8) aufweist.
9. Stator oder Rotor mit Blechpaket dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1 ) oder Rotor nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 her gestellt ist.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE102019200559 | 2019-01-17 | ||
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Publications (1)
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| WO2020147897A1 true WO2020147897A1 (de) | 2020-07-23 |
Family
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|---|---|---|---|
| PCT/DE2020/200004 WO2020147897A1 (de) | 2019-01-17 | 2020-01-15 | Verfahren zur herstellung eines stators sowie stator |
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2020
- 2020-01-15 WO PCT/DE2020/200004 patent/WO2020147897A1/de active Application Filing
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