WO2021037811A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines stators, stator, elektrische maschine und fahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines stators, stator, elektrische maschine und fahrzeug Download PDF

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WO2021037811A1
WO2021037811A1 PCT/EP2020/073658 EP2020073658W WO2021037811A1 WO 2021037811 A1 WO2021037811 A1 WO 2021037811A1 EP 2020073658 W EP2020073658 W EP 2020073658W WO 2021037811 A1 WO2021037811 A1 WO 2021037811A1
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WO
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connection line
tool
stator
line device
stator core
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PCT/EP2020/073658
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Inventor
Rebecca GÜNTHER
Stefan OETZEL
Thomas DÖRMER
Florian Balling
Original Assignee
Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh
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Publication date
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • 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
    • H02K15/12—Impregnating, heating or drying of windings, stators, rotors or machines
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a stator for an electrical machine.
  • the invention relates to a device for producing a stator for an electrical machine, a stator for an electrical machine, an electrical machine and a vehicle.
  • Cast stators and processes for their production are basically known.
  • the document EP 2 113991 A1 discloses a method for the production of a laminated core of a stator with windings arranged in grooves which form end windings on egg ner end face, the sheet metal packet provided with winding being inserted into a device which is flooded with resin to the extent that until the winding heads are flooded with resin.
  • a laminated core of a stator of a dynamoelectric machine with windings arranged in grooves is disclosed there, which form winding heads on the end faces of the laminated core that are embedded in a potting compound.
  • connection lines that are in contact with stator components are located on one end face of a stator core, these are typically also encapsulated. It has already been proposed to lead the connection lines through a sleeve that is externally enclosed by the potting compound. However, this is costly in terms of material and can lead to damage to the connection lines when the sleeves are inserted or due to friction on them.
  • the invention is based on the object of specifying a material-saving and / or -scho nende possibility for providing a cast stator with a connection line device.
  • this object is achieved by a method for producing a stator for an electrical machine, comprising the following steps: Providing an arrangement which comprises a stator core provided with stator windings and a connection line device with at least one connection line; Arranging a first tool on an end face of the stator core, on which the connection line device is located, and a second tool that forms a passage for the connection line device with the first tool, such that the at least one connection line of the connection line device between the first tool and compressing the second tool; Potting a free space limited at least by the first tool and the second tool and the end face of the stator core with a potting compound; and curing the potting compound.
  • the invention is based on the idea of sealing the free space in the area where the connecting line device passes through by compressing the connecting line device by means of the first and second tools and thus preventing the potting compound from escaping from the free space.
  • a seal of the free space to be potted can be realized without applying expensive sleeves to individual connection lines, which prevents damage to the connection line when the sleeves are applied or through friction of the connection line on the sleeve.
  • the method according to the invention is therefore material-saving and gentle and at the same time causes less scrap during manufacture and lower costs.
  • the connecting line typically comprises one or more electrical conductors and insulation surrounding the conductor or conductors.
  • a BMC material Bulk Molding Compound
  • a plastic material is used as the potting compound. Potting is preferably carried out by injection molding. The casting can be carried out at a pressure of at least 50 bar, preferably at least 100 bar, and / or at most 300 bar, preferably at most 200 bar.
  • connection line device is electrically connected to the stator windings and is set up to carry a multiphase stator current
  • the Connection line device has a connection line device for each phase of the stator current.
  • These connecting lines typically have only one conductor, for example in the form of a stranded wire.
  • connection device can have a connection line which is set up to transmit data signals.
  • This connection line can, for example, be connected to sensors arranged in the area of the stator core.
  • this connection line has a large number of each insulated conductors that are surrounded by the outer insulation.
  • This connection line typically has a smaller diameter than the connection line provided for carrying the stator current.
  • one of the first and second tools in particular the first tool, has a groove for each connection line or several connection lines of the connection line device, in which the connection line or lines are received, and the other tool for each groove has a projection which engages in the groove and compresses the received connection line or the received connection lines.
  • the groove can be convex.
  • the projection can be straight or concave.
  • the arrangement has a further connection line device with at least one connection line, with a further tool that forms a passage for the further connection line device with the first tool, with the at least one connection line between the further connection line device the first tool and the further tool is compressed.
  • the further connection line device can be flexibly compressed and encapsulated at a different position in the circumferential direction of the stator core.
  • one of the first and further tools in particular the first tool, has a groove for each connection line or several connection lines of the further connection line device, in which the connection line or lines are received, and the other tool for each groove has a projection which engages in the groove and compresses the received connection line or the received connection lines.
  • connection line device is electrically connected to the stator windings and is set up to carry a further polyphase stator current and the number of connection lines of the further connection line device corresponds to the number of phases of the stator current.
  • connection line device can be transferred to the further connection line device and the tools compressing it.
  • stator core has stator teeth and the free space includes spaces between the stator teeth.
  • stator slots can also be cast in one casting process.
  • the end windings of the stator windings lie in the free space and are completely covered with the potting compound during potting.
  • a cylindrical core is inserted into the stator core, which limits the free space radially on the inside in such a way that a radially inner surface of the stator core is completely covered with the casting compound during casting. In this way, a complete encapsulation of the bore of the stator core is realized.
  • a further tool is expediently used, which is clamped to the first tool and forms a counter-bearing to the second tool.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a device for producing a stator for an electrical machine, the stator having an arrangement comprising a stator core provided with stator windings and a connecting line device with at least one connecting line End face on which the connection line device is located, the stator core has a first tool that can be attached and a second tool which forms a passage for the connection line device with the first tool and can be attached to the first tool in such a way that the at least one connection line of the connection line device between the first tool and the second tool is compressible bar.
  • the white direct tools and the core can be components of the device according to the invention.
  • stator for an electrical machine comprising a stator core provided with stator windings and a connection line device with at least one connection line, the stator being cast with a potting compound at least at the end and the connection line device being compressed the potting compound protrudes.
  • the object on which the invention is based is also achieved by an electric machine, comprising one by the method according to the invention receiving stator or a stator according to the invention, and a rotor rotatably mounted within the stator core.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a vehicle comprising an electrical machine according to the invention which is set up to drive the vehicle.
  • FIG. 1 shows a perspective illustration of an embodiment of the device according to the invention, which is arranged on an arrangement with a stator core;
  • FIG. 2 shows an end plan view of the device according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective rear view of the device according to the invention
  • Fig. 4 is a schematic diagram of an embodiment of the Sta tor according to the invention.
  • Fig. 5 is a schematic diagram of an embodiment of the vehicle according to the invention with an embodiment of the electrical machine according to the invention rule.
  • Fig. 1 and Fig. 2 show an embodiment of a device 1 for Fierstel ment of a stator for an electrical machine. Also shown are a stator core 2 which is provided with stator windings hidden in the figures, a first connection line device 3 and a second connection line device 4.
  • the device 1 comprises a first tool 5, a second tool 6, third tool 7, a fourth tool 8 and clamping means 9.
  • an arrangement is first provided that includes the stator core 2 and the connection line devices 3, 4.
  • the first tool 5 is arranged on an end face of the stator core 2 on which the connection line devices 3, 4 are located.
  • three connection lines 10 of the first connection line device 3, which are each provided for conducting a phase of a three-phase stator current, are inserted into convex grooves 11 of the first tool 5.
  • Another connection line 12, which is set up for the transmission of data signals, is also inserted into a groove 13 of the first tool 5.
  • three connection lines 14 of the second connection line device 4 which are each provided for carrying one phase of a further three-phase stator current, are inserted into grooves 15 of the first tool 5.
  • the second tool 6 is then arranged on the end face of the stator core 2 in such a way that the connection lines 10, 12 are compressed.
  • the second tool 6 has three concave projections 16 and one projection 17, which are introduced radially into the grooves 11 and 13 and compress the connection lines 10, 12.
  • the third tool 7 has concave projections 18 which are introduced radially into the grooves 15 and there compress the connection lines 14 of the second connection line device 4.
  • the fourth tool 8 is then guided radially on the opposite side of the first tool 5 to the second and third tools 6, 7 and clamped therewith by means of fastening elements 19.
  • a cylindrical core 20 of the device 1 is inserted into a bore in the stator core 2 so that it penetrates the stator core 2 and the first tool 5.
  • the arrangement of tools 5 to 8 and core 20 formed in this way is then clamped by the clamping means 9.
  • a free space limited by the tools 5 to 8 and the core 20 and the end face of the stator core 2 is cast with a BMC material as a casting compound at a pressure of approx. 150 bar. After the casting compound has hardened, the tools 5 to 8, the clamping means 9 and the core 20 are removed.
  • FIG 3 is a perspective rear view corresponding to FIGS. 1 and 2 with the exception of the core 20 in a cast state. It can be seen that the casting compound fills the stator slots of the stator core 2 and covers the stator teeth 21 completely.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of an exemplary embodiment of a stator 22 with a view of the end face.
  • the stator 22 has a stator housing 23, for example made of aluminum, in which the stator core 2, which is covered by potting compound 24, is located.
  • the connecting lines 10, 12, 14 visibly protrude from raised areas which were formed by the device 1 and are compressed from the potting compound 24.
  • FIG. 5 shows its schematic diagram of a vehicle 25 with an exemplary embodiment of an electrical machine 26 which is set up to drive the vehicle 25.
  • the vehicle 25 is therefore an electric vehicle (BBV) or a hybrid vehicle.
  • the electrical machine 26 includes the principalsbei shown in Fig. 4 game of the stator 22, in which a rotor 27 is rotatably mounted.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Stators (22) für eine elektrische Maschine (26), umfassend folgende Schritte: – Bereitstellen einer Anordnung, die einen mit Statorwicklungen versehenen Statorkern (2) und eine Anschlussleitungsvorrichtung (3) mit wenigstens einer Anschlussleitung (10) umfasst; – Anordnen eines ersten Werkzeugs (5) an einer Stirnseite des Statorkerns (2), an der sich die Anschlussleitungsvorrichtung (3) befindet, und eines zweiten Werkzeugs (6), das mit dem ersten Werkzeug (5) einen Durchgang für die Anschlussleitungsvorrichtung (3) ausbildet, derart, dass die wenigstens eine Anschlussleitung (10) der Anschlussleitungsvorrichtung (3) zwischen dem ersten Werkzeug (5) und dem zweiten Werkzeug (6) komprimiert wird; – Vergießen eines zumindest durch das erste Werkzeug (5) und das zweite Werkzeug (6) und die Stirnseite des Statorkerns (2) begrenzten Freiraums mit einer Vergussmasse (24); und – Aushärten der Vergussmasse (24).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Stators, Stator, elektrische Ma schine und Fahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine, einen Stator für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine und ein Fahrzeug.
Vergossene Statoren und Verfahren zu ihrer Herstellung sind grundsätzlich be kannt. So offenbart das Dokument EP 2 113991 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Blechpakets eines Stators mit in Nuten angeordneten Wicklungen, die an ei ner Stirnseite Wickelköpfe ausbilden, wobei das mit Wicklung versehene Blechpa ket in eine Vorrichtung einsetzt wird, die soweit mit Harz geflutet wird, bis die Wi ckelköpfe mit Harz geflutet sind. Daneben wird dort ein Blechpaket eines Stators einer dynamoelektrischen Maschine mit in Nuten angeordneten Wicklungen offen bart, die an den Stirnseiten des Blechpakets Wickelköpfe ausbilden, die in einer Vergussmasse eingebettet sind.
Wenn sich an einer Stirnseite eines Statorkerns Anschlussleitungen, die mit Statorkomponenten kontaktiert sind, befinden, werden diese typischerweise mit vergossen. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Anschlussleitungen durch eine Hülse durzuführen, die äußerlich durch die Vergussmasse umschlossen wird. Dies ist jedoch materialaufwendig und kann zu Beschädigungen der Anschlussleitun gen beim Einsetzen der Hülsen oder durch Reibung an diesen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine materialsparende und/oder -scho nende Möglichkeit zur Bereitstellung eines vergossenen Stators mit einer An schlussleitungsvorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine gelöst, umfassend folgende Schritte: Bereitstellen einer Anordnung, die einen mit Statorwicklungen versehenen Stator kern und eine Anschlussleitungsvorrichtung mit wenigstens einer Anschlussleitung umfasst; Anordnen eines ersten Werkzeugs an einer Stirnseite des Statorkerns, an der sich die Anschlussleitungsvorrichtung befindet, und eines zweiten Werk zeugs, das mit dem ersten Werkzeug einen Durchgang für die Anschlussleitungs vorrichtung ausbildet, derart, dass die wenigstens eine Anschlussleitung der An schlussleitungsvorrichtung zwischen dem ersten Werkzeug und dem zweiten Werkzeug komprimiert wird; Vergießen eines zumindest durch das erste Werk zeug und das zweite Werkzeug und die Stirnseite des Statorkerns begrenzten Freiraums mit einer Vergussmasse; und Aushärten der Vergussmasse.
Die Erfindung beruht auf der Überlegung, eine Abdichtung des Freiraums im Be reich der Durchführung der Anschlussleitungsvorrichtung dadurch zu realisieren, dass die Anschlussleitungsvorrichtung mittels des ersten und zweiten Werkzeugs komprimiert wird und so die Vergussmasse am Fleraustreten aus dem Freiraum gehindert wird. Dadurch kann eine Abdichtung des zu vergießenden Freiraums re alisiert werden, ohne aufwendig Flülsen auf einzelne Anschlussleitungen aufzu bringen, was gleichsam eine Beschädigung der Anschlussleitung beim Aufbringen der Hülsen oder durch Reibung der Anschlussleitung an der Hülse verhindert. Das erfindungsgemäße Verfahren ist mithin materialsparend und -schonend und verur sacht gleichzeitig weniger Ausschuss bei der Herstellung sowie geringere Kosten.
Die Anschlussleitung umfasst typischerweise einen oder mehrere elektrische Lei ter und eine den oder die Leiter umgebende Isolierung. Typischerweise wird als Vergussmasse ein BMC-Material (Bulk Moulding Compound) oder ein Kunststoff material verwendet. Das Vergießen erfolgt bevorzugt durch Spritzgießen. Das Ver gießen kann mit einem Druck von wenigstens 50 bar, bevorzugt wenigstens 100 bar, und/oder höchstens 300 bar, bevorzugt höchstens 200 bar, erfolgen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorgesehen sein, dass die An schlussleitungsvorrichtung elektrisch mit den Statorwicklungen verbunden und dazu eingerichtet ist, einen mehrphasigen Statorstrom zu führen, wobei die Anschlussleitungsvorrichtung für jede Phase des Statorstroms eine Anschlusslei tung aufweist. Typischerweise weisen diese Anschlussleitungen nur einen Leiter, beispielsweise in Form einer Litze, auf.
Die Anschlussvorrichtungen kann alternativ oder zusätzlich eine Anschlussleitung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, Datensignale zu übertragen. Diese An schlussleitung kann beispielsweise mit im Bereich der Statorkerns angeordneten Sensoren verbunden sein. Typischerweise weist diese Anschlussleitung eine Viel zahl von jeweils isolierten Leitern auf, die von der äußeren Isolierung umgeben sind. Typischerweise hat diese Anschlussleitung einen geringeren Durchmesser als die zum Führen des Statorstroms vorgesehenen Anschlussleitung.
Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ferner bevorzugt, wenn eines des ersten und zweiten Werkzeugs, insbesondere das erste Werkzeug, für jede An schlussleitung oder mehrere Anschlussleitungen der Anschlussleitungsvorrichtung eine Nut aufweist, in welche die Anschlussleitung oder die Anschlussleitungen auf genommen werden, und das andere Werkzeug für jede Nut einen Vorsprung auf weist, der in die Nut eingreift und die aufgenommene Anschlussleitung oder die aufgenommenen Anschlussleitungen komprimiert. Die Nut kann konvex sein. Al ternativ oder zusätzlich kann der Vorsprung gerade oder konkav sein.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die Anordnung eine weitere Anschlusslei tungsvorrichtung mit wenigstens einer Anschlussleitung aufweist, wobei ein weite res Werkzeug, das mit dem ersten Werkzeug einen Durchgang für die weitere An schlussleitungsvorrichtung ausbildet, angeordnet wird, wobei die wenigstens eine Anschlussleitung der weiteren Anschlussleitungsvorrichtung zwischen dem ersten Werkzeug und dem weiteren Werkzeug komprimiert wird. Durch das vom zweiten Werkzeug separierte weitere Werkzeug kann die weitere Anschlussleitungsvor richtung flexibel an einer anderen Position in Umfangsrichtung des Statorkerns komprimiert und vergossen werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass eines des ersten und weiteren Werk zeugs, insbesondere das erste Werkzeug, für jede Anschlussleitung oder mehrere Anschlussleitungen der weiteren Anschlussleitungsvorrichtung eine Nut aufweist, in welche die Anschlussleitung oder die Anschlussleitungen aufgenommen wer den, und das andere Werkzeug für jede Nut einen Vorsprung aufweist, der in die Nut eingreift und die aufgenommene Anschlussleitung oder die aufgenommenen Anschlussleitungen komprimiert.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass die weitere Anschlussleitungsvorrichtung elektrisch mit den Statorwicklungen verbunden und dazu eingerichtet ist, einen weiteren mehrphasigen Statorstrom zu führen und die Anzahl der Anschlussleitun gen der weiteren Anschlussleitungsvorrichtung der Anzahl der Phasen des Stator stroms entspricht.
Im Übrigen lassen sich alle Ausführungen zur ersten Anschlussleitungsvorrichtung auf die weitere Anschlussleitungsvorrichtung und die sie komprimierenden Werk zeuge übertragen.
Besonders bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Statorkern Statorzähne aufweist und der Freiraum Zwischenräume zwischen den Statorzähnen umfasst. So können auch Statornuten in einem Vergussvorgang vergossen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgese hen sein, dass stirnseitige Wicklungsköpfe der Statorwicklungen im Freiraum lie gen und beim Vergießen vollständig mit der Vergussmasse bedeckt werden.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass ein zylinderförmiger Kern in den Stator kern eingeführt wird, welcher den Freiraum radial innen derart begrenzt, dass eine radial innere Oberfläche des Statorkerns beim Vergießen vollständig mit der Ver gussmasse bedeckt wird. So wird eine vollständige Kapselung der Bohrung des Statorkerns realisiert. Zweckmäßigerweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein weiteres Werkzeug verwendet, welches mit dem ersten Werkzeug verspannt wird und ein Gegenlager zum zweiten Werkzeug bildet.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stators für eine elektrische Maschine gelöst, wobei der Sta tor eine einen mit Statorwicklungen versehenen Statorkern und eine Anschlusslei tungsvorrichtung mit wenigstens einer Anschlussleitung umfassende Anordnung aufweist, wobei die Vorrichtung ein an einer Stirnseite, an der sich die Anschluss leitungsvorrichtung befindet, des Statorkerns anbringbares erstes Werkzeug und ein zweites Werkzeug aufweist, das mit dem ersten Werkzeug einen Durchgang für die Anschlussleitungsvorrichtung ausbildet und derart am ersten Werkzeug an- bringbar ist, dass die wenigstens eine Anschlussleitung der Anschlussleitungsvor richtung zwischen dem ersten Werkzeug und dem zweiten Werkzeug komprimier bar ist.
Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf die erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen, sodass auch mit dieser die zu vor beschriebenen Vorteile erzielt werden können. Insbesondere können die wei teren Werkzeuge und der Kern Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner durch einen Stator für eine elektrische Maschine gelöst, umfassend einen mit Statorwicklungen versehe nen Statorkern und eine Anschlussleitungsvorrichtung mit wenigstens einer An schlussleitung, wobei der Stator zumindest stirnseitig mit einer Vergussmasse ver gossen ist und die Anschlussleitungsvorrichtung komprimiert aus der Verguss masse herausragt.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch eine elekt rische Maschine, umfassend einen durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenden Stator oder einen erfindungsgemäßen Stator, und einen innerhalb des Statorkerns drehbar gelagerten Rotor.
Schließlich wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe auch gelöst durch ein Fahrzeug, umfassend eine erfindungsgemäße elektrische Maschine, welche zum Antreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist.
Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf den erfindungsgemäßen Stator, die erfindungsgemäße elektrische Maschine und das erfindungsgemäße Fahrzeug übertragen, sodass auch mit diesen die zu vor erwähnten Vorteile erzielt werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeich nungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfin dungsgemäßen Vorrichtung, die an einer Anordnung mit einem Statorkern angeordnet ist;
Fig. 2 eine stirnseitige Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 3 eine perspektivische Rückansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 4 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sta tors; und
Fig. 5 eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektri schen Maschine. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Fierstel lung eines Stators für eine elektrische Maschine. Gezeigt sind ferner ein Stator kern 2, der mit in den Figuren verdeckten Statorwicklungen versehen ist, eine erste Anschlussleitungsvorrichtung 3 und eine zweite Anschlussleitungsvorrich tung 4.
Die Vorrichtung 1 umfasst ein erstes Werkzeug 5, ein zweites Werkzeug 6, drittes Werkzeug 7, ein viertes Werkzeug 8 und Spannmittel 9.
Im Rahmen eines Ausführungsbeispiels zur Fierstellung des Stators für die elektri sche Maschine wird zunächst eine Anordnung, die den Statorkern 2 und die An schlussleitungsvorrichtungen 3, 4 umfasst, bereitgestellt.
Das erste Werkzeug 5 wird an einer Stirnseite des Statorkerns 2, an der sich die Anschlussleitungsvorrichtungen 3, 4 befinden, angeordnet. Dabei werden drei An schlussleitungen 10 der ersten Anschlussleitungsvorrichtung 3, die jeweils zum Führen einer Phase eines dreiphasigen Statorstroms vorgesehen sind, in konvexe Nuten 11 des ersten Werkzeugs 5 eingeführt. Ebenso wird eine weitere An schlussleitung 12, die zur Übertragung von Datensignalen eingerichtet ist, in eine Nut 13 des ersten Werkzeugs 5 eingeführt. Analog dazu werden drei Anschlusslei tungen 14 der zweiten Anschlussleitungsvorrichtung 4, die jeweils zum Führen ei ner Phase eines weiteren dreiphasigen Statorstroms vorgesehen sind, in Nuten 15 des ersten Werkzeugs 5 eingeführt.
Anschließend wird das zweite Werkzeug 6 derart an der Stirnseite des Statorkerns 2 angeordnet, dass die Anschlussleitungen 10, 12 komprimiert werden. Dazu weist das zweite Werkzeug 6 drei konkave Vorsprünge 16 und einen Vorsprung 17 auf, die radial in die Nuten 11 bzw. 13 eingeführt werden und die Anschlusslei tungen 10,12 komprimieren. Analog dazu weist das dritte Werkzeug 7 konkave Vorsprünge 18 auf, die radial in die Nuten 15 eingeführt werden und dort die An schlussleitungen 14 der zweiten Anschlussleitungsvorrichtung 4 komprimieren. Das vierte Werkzeug 8 wird dann radial auf die dem zweiten und dritten Werkzeug 6, 7 gegenüberliegende Seite des ersten Werkzeugs 5 geführt und mittels Befesti gungselementen 19 mit diesem verspannt.
In einem folgenden Schritt wird ein zylinderförmiger Kern 20 der Vorrichtung 1 in eine Bohrung des Statorkerns 2 eingeführt, so dass er den Statorkern 2 und das erste Werkzeug 5 durchdringt. Die so gebildete Anordnung aus Werkzeugen 5 bis 8 und Kern 20 wir dann durch das Spannmittel 9 verspannt. Anschließend wird ein durch die Werkzeuge 5 bis 8 und den Kern 20 sowie die Stirnseite der Statorkern 2 begrenzter Freiraum bei einem Druck von ca. 150 bar mit einem BMC-Material als Vergussmasse vergossen. Nach einem Aushärten der Vergussmasse werden die Werkzeuge 5 bis 8, dass Spannmittel 9 und der Kern 20 entfernt.
Fig. 3 ist eine perspektivische Rückansicht entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 mit Ausnahme des Kerns 20 in einem vergossenen Zustand. Ersichtlich füllt die Ver gussmasse Statornuten des Statorkerns 2 aus und bedeckt Statorzähne 21 voll ständig.
Fig. 4 ist eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels eines Stators 22 mit Blick auf die Stirnseite.
Der Stator 22 weist ein Statorgehäuse 23, beispielweise aus Aluminium, auf, in welchem sich der durch Vergussmasse 24 verdeckte Statorkern 2 befindet. Er sichtlich ragen die Anschlussleitungen 10, 12, 14 aus erhabenen Bereichen, die durch die Vorrichtung 1 ausgeformt wurden, komprimiert aus der Vergussmasse 24 hervor.
Fig. 5 seine Prinzipskizze eines Fahrzeugs 25 mit einem Ausführungsbeispiel ei ner elektrischen Maschine 26, die zum Antreiben des Fahrzeugs 25 eingerichtet ist. Das Fahrzeug 25 ist demnach ein Elektrofahrzeug (BBV) oder ein Hybridfahr zeug. Die elektrische Maschine 26 umfasst das in Fig. 4 gezeigte Ausführungsbei spiel des Stators 22, in dem ein Rotor 27 drehbar gelagert ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Stators (22) für eine elektrische Maschine (26), umfassend folgende Schritte:
- Bereitstellen einer Anordnung, die einen mit Statorwicklungen versehenen Statorkern (2) und eine Anschlussleitungsvorrichtung (3) mit wenigstens einer An schlussleitung (10) umfasst;
- Anordnen eines ersten Werkzeugs (5) an einer Stirnseite des Statorkerns (2), an der sich die Anschlussleitungsvorrichtung (3) befindet, und eines zweiten Werk zeugs (6), das mit dem ersten Werkzeug (5) einen Durchgang für die Anschluss leitungsvorrichtung (3) ausbildet, derart, dass die wenigstens eine Anschlusslei tung (10) der Anschlussleitungsvorrichtung (3) zwischen dem ersten Werkzeug (5) und dem zweiten Werkzeug (6) komprimiert wird;
- Vergießen eines zumindest durch das erste Werkzeug (5) und das zweite Werk zeug (6) und die Stirnseite des Statorkerns (2) begrenzten Freiraums mit einer Vergussmasse (24); und
- Aushärten der Vergussmasse (24).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Anschlussleitungsvorrichtung (3) elektrisch mit den Statorwicklungen verbun den und dazu eingerichtet ist, einen mehrphasigen Statorstrom zu führen, wobei die Anschlussleitungsvorrichtung (3) für jede Phase des Statorstroms eine An schlussleitung (10) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlussleitungsvorrichtung (3) eine Anschlussleitung (12) aufweist, die dazu eingerichtet ist, Datensignale zu übertragen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eines des ersten und zweiten Werkzeugs (5, 6), insbesondere das erste Werkzeug (5), für jede Anschlussleitung (10, 12) oder mehrere Anschlussleitungen der An schlussleitungsvorrichtung (3) eine Nut (11, 13) aufweist, in welche die Anschlussleitung oder die Anschlussleitungen (10, 12) aufgenommen werden, und das andere Werkzeug (6) für jede Nut (11 , 13) einen Vorsprung (16, 17) aufweist, der in die Nut (11 , 13) eingreift und die aufgenommene Anschlussleitung (10, 12) oder die aufgenommenen Anschlussleitungen komprimiert.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung eine weitere Anschlussleitungsvorrichtung (4) mit wenigstens einer Anschlussleitung (14) aufweist, wobei ein weiteres Werkzeug (7), das mit dem ers ten Werkzeug (5) einen Durchgang für die weitere Anschlussleitungsvorrichtung (4) ausbildet, angeordnet wird, wobei die wenigstens eine Anschlussleitung (14) der weiteren Anschlussleitungsvorrichtung (4) zwischen dem ersten Werkzeug (5) und dem weiteren Werkzeug (7) komprimiert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei eines des ersten und weiteren Werkzeugs (5, 7), insbesondere das erste Werk zeug (5), für jede Anschlussleitung oder mehrere Anschlussleitungen (14) der wei teren Anschlussleitungsvorrichtung (4) eine Nut (15) aufweist, in welche die An schlussleitung oder die Anschlussleitungen (14) aufgenommen werden, und das andere Werkzeug (7) für jede Nut (15) einen Vorsprung (18) aufweist, der in die Nut (15) eingreift und die aufgenommene Anschlussleitung (14) oder die aufge nommenen Anschlussleitungen komprimiert.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die weitere Anschlussleitungsvorrichtung (4) elektrisch mit den Statorwicklungen verbunden und dazu eingerichtet ist, einen weiteren mehrphasigen Statorstrom zu führen und die Anzahl der Anschlussleitungen (14) der weiteren Anschlusslei tungsvorrichtung (4) der Anzahl der Phasen des Statorstroms entspricht.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Statorkern (2) Statorzähne (21 ) aufweist und der Freiraum Zwischenräume zwischen den Statorzähnen (21 ) umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei stirnseitige Wicklungsköpfe der Statorwicklungen im Freiraum liegen und beim Vergießen vollständig mit der Vergussmasse (24) bedeckt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zylinderförmiger Kern (20) in den Statorkern (2) eingeführt wird, welcher den Freiraum radial innen derart begrenzt, dass eine radial innere Oberfläche des Statorkerns (2) beim Vergießen vollständig mit der Vergussmasse (24) bedeckt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein weiteres Werkzeug (8) verwendet wird, welches mit dem ersten Werkzeug (5) verspannt wird und ein Gegenlager zum zweiten Werkzeug (6) bildet.
12. Vorrichtung (1 ) zur Fierstellung eines Stators (22) für eine elektrische Ma schine (26), wobei der Stator (22) eine einen mit Statorwicklungen versehenen Statorkern (2) und eine Anschlussleitungsvorrichtung (3) mit wenigstens einer An schlussleitung (10,12) umfassende Anordnung aufweist, wobei die Vorrichtung (1) ein an einer Stirnseite, an der sich die Anschlussleitungsvorrichtung (3) befindet, des Statorkerns (2) anbringbares erstes Werkzeug (5) und ein zweites Werkzeug (6) aufweist, das mit dem ersten Werkzeug (5) einen Durchgang für die An schlussleitungsvorrichtung ausbildet und derart am ersten Werkzeug (5) anbring- bar ist, dass die wenigstens eine Anschlussleitung (10, 12) der Anschlussleitungs vorrichtung (3) zwischen dem ersten Werkzeug (5) und dem zweiten Werkzeug (6) komprimierbar ist.
13. Stator (22) für eine elektrische Maschine (26), umfassend einen mit Stator wicklungen versehenen Statorkern (2) und eine Anschlussleitungsvorrichtung (3) mit wenigstens einer Anschlussleitung (10, 12), wobei der Stator (22) zumindest stirnseitig mit einer Vergussmasse (24) vergossen ist und die Anschlussleitungs vorrichtung (3) komprimiert aus der Vergussmasse (24) herausragt.
14. Elektrische Maschine (26), umfassend einen durch ein Verfahren nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche erhaltenden Stator (22) oder einen Stator nach Anspruch 12 (22), und einen innerhalb des Statorkerns (2) drehbar gelager ten Rotor (27).
15. Fahrzeug (25), umfassend eine elektrische Maschine (26) nach Anspruch 13, welche zum Antreiben des Fahrzeugs (25) eingerichtet ist.
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