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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Statorkörper für eine elektrische Rotationsmaschine und ein Verfahren, den besagten Statorkörper zu erhalten.
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Technologischer Hintergrund
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Es ist wohl bekannt, dass elektrische Rotationsmaschinen zwei koaxiale Teile umfassen, nämlich einen Rotor und einen Stator, der den Rotor umgibt.
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Bezugnehmend auf
1, ist ein Beispiel einer solchen elektrischen Rotationsmaschine gezeigt, referenziert
100, die im Falle eines Stromgenerators mit interner Belüftung des mehrphasigen Typs für ein Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor im Generatorbetrieb betrieben wird. Selbstverständlich kann der Stromgenerator auch reversibel sein und aus einem Stromgenerator-Anlasser bestehen, der auch im Elektromotorbetrieb arbeitet, insbesondere zum Starten des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs wie in dem Dokument
FR A 2 745 445 beschrieben ist, um den Antrieb des Kraftfahrzeugs bereit zu stellen.
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Wenn die Maschine 100 im Generatorbetrieb läuft, wandelt sie mechanische Energie in elektrische Energie wie jeder Generator. Wenn die Maschine im Elektromotorbetrieb läuft, insbesondere im Anlasserbetrieb, um den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs zu starten, wandelt sie elektrische Energie in mechanische Energie.
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Die Maschine 100 umfasst im Wesentlichen ein Gehäuse 1, und innerhalb des letzteren einen Rotor 2, der drehfest mit einer zentralen Welle ist, genannt Rotorwelle, und einen Stator 50 von ringförmiger Gestalt, der den Rotor mit einem Luftspalt umgibt und einen Körper 4 in Form eines mit Ausnehmungen versehenen Blechstapels, beispielsweise des halb-geschlossenen Typs, um eine Wicklung des Stators 5 zu montieren, die auf jeder Seite des Körpers 4 des Stators 50 an jedem seiner axialen Enden einen vorderen Wickelkopf 51 und einen hinteren Wickelkopf 53 bildet, die axial vorstehen.
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Diese Spule 5 umfasst beispielsweise einen Satz dreiphasiger Wicklungsstränge in Stern- oder Dreieckskonfiguration, deren Ausgänge mit einer Gleichrichterbrücke verbunden sind, teilweise sichtbar bei 52, umfassend Gleichrichterelemente wie Dioden oder Transistoren des MOSFET Typs, insbesondere wenn die Maschine aus einem Stromgenerator-Anlasser besteht.
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Die Wicklungsstränge der Spule 5 werden unter Verwendung eines kontinuierlichen, elektrisch leitenden Drahtes erhalten, der mit einer elektrisch isolierenden Schicht wie Emaille ummantelt ist und in den entsprechenden Ausnehmungen des Körpers 4 des Stators 50 über Ausnehmungsisolatoren (nicht sichtbar) montiert ist.
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Gemäß einer anderen Variante umfasst die Wicklung
5 zwei Sätze dreiphasiger Wicklungsstränge, um eine Vorrichtung mit gemischten Wicklungssträngen zu erhalten, wobei die Wicklungsstränge um elektrische 30° zueinander versetzt sind, wie beispielsweise in den Dokumenten
US-A1-2002/0175589 und
FR-A-2,784,248 beschrieben. In diesem Fall sind zwei Gleichrichterbrücken vorhanden, und alle Kombinationen dreiphasiger Wicklungsstränge in Stern- und/oder in Dreieckskonfiguration sind möglich. Als eine Variante ist die Statorwicklung des fünfphasigen Typs.
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Im Allgemeinen ist der Stromgenerator des mehrphasigen Typs und die Gleichrichterbrücke oder -brücken ermöglichen es, insbesondere dem in den Wicklungssträngen des Stators 50 produzierten Wechselstrom in einen Gleichstrom gleichzurichten, insbesondere um die Batterie des Kraftfahrzeugs zu laden und die elektrischen Lasten und Verbraucher des elektrischen Systems des Kraftfahrzeugs zu versorgen.
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Der Rotor
2, von ringförmiger Gestalt, ist in einem repräsentativen Beispiel in Gestalt eines Klauenrotors gebildet, wie er beispielsweise in den Dokumenten
US-A1 2002/01 75589 beschrieben ist, umfassend zwei Polräder
7,
8, die hier axial nebeneinanderliegen und jeweils einen Querflansch ringförmiger Gestalt haben, der an seinem Außenumfang mit Klauen
9 versehen ist.
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Jede Klaue 9 umfasst einen quer orientierten Wurzelabschnitt in der Ebene des in Rede stehenden Flansches. Dieser Wurzelabschnitt ist an seinem Außenumfang durch einen Zahn von gesamtheitlich axialer Orientierung mit Vorhandensein einer Abschrägung zwischen dem Zahn und dem Wurzelabschnitt erweitert.
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Zwischen der außenumfänglichen Stirnseite der Zähne der Klauen 9 und dem inneren Umfang des Körpers 4 des Stators 50 ist ein ringförmiger Luftspalt vorhanden.
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Die Zähne sind, ganzheitlich betrachtet, von trapezförmiger oder dreieckförmiger Gestalt. Die Zähne eines Polrades
7,
8 sind axial gegen den Flansch des anderen Polrades
8,
7 gerichtet; dabei erstreckt sich ein Zahn eines Rades in den Zwischenraum hinein, der zwischen zwei benachbarten Zähnen des anderen Rades
8,
7 besteht, so dass die Zähne der Räder
7,
8 ineinandergreifen. Das Dokument
EP 051 5 259 sollte für weitere Details betrachtet werden.
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Eine Erregerspule ist axial zwischen den Flanschen der Räder 7, 8 montiert. Sie wird von einem Teil des Rotors 2 in Gestalt eines zylindrischen ringförmigen Kerns getragen, der koaxial zur Welle 3 ist. Der Kern in 1 besteht aus zwei axial geteilten Abschnitten, die jeweils einstückig mit einem zugeordneten Polrad 7, 8 ausgebildet sind. Gemäß einer Variante, die nicht gezeigt ist, besteht der zentrale Kern aus einem einzelnen Stück und ist von den Polrädern 7, 8 separiert, welche auf jeder der Seiten des Kerns axial angeordnet sind.
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Die Wicklung 10 ist deshalb in dem Raumbereich angeordnet, der radial durch die Klauen 9 der Räder 7, 8 und den zentralen Kern begrenzt ist.
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Die Räder 7, 8 und der Kern sind vorzugsweise aus einem ferromagnetischen Material und werden koaxial von der Rotorwelle 3 durchdrungen, die ebenfalls aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist. Diese Räder 7, 8 sind fest mit der Welle 3 verbunden. Zu diesem Zweck umfasst jedes Rad 7, 8 eine zentrale Bohrung, die sich axial durch den Flansch erstreckt und sich in die Bohrung des Teils des entsprechenden Kerns erweitert. Die Welle 3 hat gerändelte Abschnitte (nicht referenziert) und ist kraftschlüssig in die zuvor genannten Bohrungen des Kerns und der Räder 7, 8 derart eingepresst, dass er mittels der gerändelten Abschnitte Furchen schneidet. Die Welle 3 ist somit drehfest und axial mit den Rädern, ein Abstandshalter, nicht referenziert, ist zwischen dem Rad 7 und einem Kugellager 19 eingefügt, das nachfolgend beschrieben ist.
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Die Achse der Welle 3 bildet die X Achse der Maschine. Der Draht der Spule 10 ist auf einen Träger aus elektrisch isolierendem Material (nicht gezeigt) gewickelt, der vorzugsweise kraftschlüssig auf dem Außenumfang des Kerns montiert ist.
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Wird die Erregerspule 10 aktiviert, d. h. elektrisch versorgt, werden die Räder 7, 8 und der Kern magnetisiert und der Rotor 2 wird zu einem Induktionsrotor unter Ausbildung magnetischer Pole auf Höhe der Klauen 9 der Polräder 7, 8.
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Dieser Induktionsrotor erzeugt einen induzierten Wechselstrom im Stator 50 wenn die Welle 3 rotiert.
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Die Welle 3 des Rotors 2 trägt an ihrem Vorderende ein Gerät zur Bewegungsübertragung 12, in diesem Fall eine Riemenrolle 12, die zu einem Gerät zur Bewegungsübertragung mittels zumindest einem Riemen (nicht gezeigt) zwischen dem Stromgenerator und der Verbrennungsmaschine des Kraftfahrzeugs gehört. Diese Welle trägt an ihrem hinteren Ende Schleifringe 13, die mittels Kabelverbindungen (nicht gezeigt) mit den Enden der Erregerwicklung 10 des Rotors 2 verbunden sind.
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In einer Variante ist die Riemenrolle 12 durch ein Getriebe ersetzt und das Gerät zur Übertragung ist eine Kette und/oder ein Getriebe.
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Bürsten gehören zu einem Bürstenhalter, der allgemein mit Bezugsziffer 14 gezeigt ist, und die derart angeordnet sind, dass sie gegen die Schleifringe 13 reiben, um die Spule 10 mit elektrischem Strom zu versorgen. Der Bürstenhalter 14 ist mit einem Spannungsregler (nicht gezeigt) verbunden.
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Das Gehäuse
1, in welchem der Rotor und der Stator
50 angeordnet sind, ist hier aus zwei Teilen, nämlich einem vorderen Flansch
16 benachbart zur Riemenrolle
12 und einem hinteren Flansch
17, der den Bürstenhalter
14 und meist die Gleichrichterbrücke oder -brücken und den Spannungsregler trägt. Die Flansche
16,
17 in ringförmiger Gestalt, z. B. aus einer Aluminiumbasis, sind hohl und tragen jeweils zentral ein entsprechendes Kugellager
19,
20 zur drehbaren Lagerung der Welle
3 des Rotors
2. Die Flansche sind unter Verwendung von Zugankern oder Schrauben zusammengebaut, wie dies beispielsweise in
1 des zuvor genannten Dokuments
EP 0515 259 ersichtlich ist. Mit anderen Worten umfasst das Gehäuse
1 der Maschine
100 den vorderen Flansch
16, auch genannt Vorderlager und den hinteren Flansch
17 auch Hinterlager.
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In der 1 ist am Außenumfang des Statorkörpers 4 in Gestalt eines Stapels aus Blechen ein elastisches System vorgesehen, um Vibrationen zu filtern, mit einer flachen Dichtung 40 an der Vorderseite und Dämpfern 41 an der Rückseite, wobei ein nachgiebiges wärmeleitendes Harz zwischen dem vorderen Flansch und dem Statorkörper eingefügt ist, um Wärme abzuführen.
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In einer Variante sind keine Dichtungen vorgesehen. In jedem Fall ist der Stator in dem Gehäuse festgehalten, wohingegen der Rotor 2 zentral mittels der Kugellager 19, 20 drehbar in dem Gehäuse gehalten ist.
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In einer Variante ist das Gehäuse aus drei Teilen, wobei die Flansche 16, 17 auf jeder Seite eines zentralen Teils angeordnet sind, das den Statorkörper trägt. Die Flansche sind an dem Zwischenteil beispielsweise mittels Schrauben befestigt.
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Der Stromgenerator umfasst auch Mittel zu seiner Kühlung. Zu diesem Zweck sind in 1 die Flansche 16, 17 gelocht, um die Kühlung des Stromgenerators durch Luftzirkulation zu ermöglichen, und der Rotor 2 trägt auf zumindest einem seiner axialen Enden einen Lüfter, der dafür vorgesehen ist, die Luftzirkulation bereit zu stellen. Vorliegend ist ein erster Lüfter 23 an der vorderen Stirnseite vor dem Rotor 2 vorgesehen und ein zweiter Lüfter 24 auf der hinteren Stirnseite des Rotors 12. Jeder Lüfter 23, 24 ist von ringförmiger Gestalt und ist mit einer Vielzahl an Schaufeln 26 versehen und ist auf der äußeren radialen Stirnseite der Flansche der Räder 7, 8 befestigt.
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Die Lüfter sind beispielsweise aus Metall hergestellt oder werden mit ihren Schaufeln 26 durch Schneiden und Biegen erhalten. Die Lüfter 23, 24 sind beispielsweise vom zentrifugalen oder helikal-zentrifugalen Typ.
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Bezugnehmend auf 1 wird durch Öffnungen 60 in dem vorderen Flansch um die Riehmenrolle 12 herum an der Vorderseite des Flanschs Luft angesaugt, die dann mittels der Schaufeln 26 hauptsächlich zentrifugal ausgestoßen wird und in den Raumbereich zwischen dem vorderen Wickelkopf 51 und dem vorderen Flansch 16 strömt, den sie schließlich über Öffnungen 61 am äußeren radialen Umfang des vorderen Flanschs verlässt. Der hintere Flansch 17 hat ebenfalls eine Vielzahl Luft herein- und herauslassender Löcher.
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In 1 sind die Bürstenhalter 14 und der Spannungsregler, die fest mit dem Flansch 17 verbunden sind, durch eine Kappe 70 abgedeckt, die fest mit dem hinteren Flansch 17 verbunden ist, wobei sie hier auf diesem mittels einer Rastverbindung an Bolzen 71 befestigt ist, die fest mit dem hinteren Flansch fest verbunden sind. Diese Kappe 70 besitzt ebenfalls Lufteinlasslöcher, die in 1 nicht sichtbar sind.
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2 und
3 zeigen einen Statorkörper
503 mit Achse
545 beschrieben im Patent
US4914934 (A) , auf das hier für weitere Details Bezug genommen werden kann. Dieser Statorkörper kann beispielweise in der elektrischen Rotationsmaschine
100 verwendet werden. Es ist ein Statorkörper des „Slinky”-Typs, um einen englischen Ausdruck zu verwenden, der dem Fachmann wohl bekannt ist. Ein Statorkörper dieser Art wird erhalten durch schraubenförmiges Wickeln eines Blechstreifens auf sich selbst und über mehrere Windungen.
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In 2 ist ein Streifen 501 gezeigt, der ausgebildet ist, zur Bildung eines Statorkörpers 503 gewickelt zu werden. Genauer gesagt kann der gestanzte Streifen aus einem allgemein dünnen Band 3 gebildet sein, das aus einem ferromagnetischen Material ausgestanzt ist. Die zwei gestrichelten Linien 505, 507 stellen die beiden gegenüberliegenden Kanten des Streifens 501 dar.
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Der Streifen 501 umfasst einen Jochabschnitt 7 und Zähne 9, die derart angeordnet sind, dass sie sich im Wesentlichen senkrecht bezüglich des Jochabschnitts 7 erstrecken. Die Zähne 9 haben jeweils eine Achse 509. Die Achsen liegen parallel, äquidistant zueinander. Die Achsen 509 liegen senkrecht zu den gegenüberliegenden Kanten 505, 507 des Streifens 501.
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Die Zähne sind allgemein ausgerichtet und umfassen eine Vielzahl an Wurzeln 511, die einteilig mit dem Jochabschnitt 7 sind, und eine Vielzahl an Zahnenden 513, die an dem freien Ende der Zähne vorhanden sind. Ausnehmungen 11 sind zumindest teilweise zwischen benachbarten Zähnen 9 vorhanden und die Ausnehmungen umfassen eine Vielzahl an Durchlässen 515, die sich im Allgemeinen zwischen den Zahnenden 513 entsprechend benachbarter Zähne erstrecken.
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Eine Vielzahl kreisbogenförmiger Innenkanten 517 sind an dem Jochabschnitt 7 festgelegt und jede dieser Innenkanten erstreckt sich zwischen den Wurzeln 511 der benachbarten Zähne um den Durchgang 515 zu begrenzen.
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Eine Vielzahl kreisbogenförmig gekrümmter äußerer Grate 525 sind am gestanzten Streifen 501 an der den Innenkanten 517 gegenüberliegenden Außenkanten vorgesehen. Die Schnittpunkte 527 zwischen benachbarten Graten 525 schneiden sich auf Höhe einer Achse 509.
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Der 2 kann entnommen werden, dass eine Innenkante 543 der Achse 545 teilweise durch die Zahnenden 513 definiert ist, wobei die genannte Innenkante einen inneren Durchmesser des Statorkörpers definiert.
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Der 2 kann auch entnommen werden, dass eine Außenkante 547 der Achse 545 teilweise durch die Grate 525 definiert ist, wobei die genannte Außenkante einen äußeren Durchmesser des Statorkörpers definiert.
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3 illustriert den Statorkörper 503 des Standes der Technik in Seitenansicht gemäß der in 2 gegebenen Blickrichtung 25. Der Statorkörper ist durch zwei gegenüberliegende Stirnseiten 541 und 539 begrenzt. Die Stirnseite 541 ist durch die erste Lage des Streifens 501 gebildet während die Stirnseite 539 durch die letzte Lage des Streifens 501 gebildet ist.
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Die 4 illustriert im Querschnitt eine Ausnehmung eines Stators gemäß dem Stand der Technik. Der Stator umfasst einen Statorkörper 503 und eine durch Drähte 403 gebildete Wicklung, die in einer Ausnehmung 11 installiert ist. Der Statorkörper 503 umfasst innerhalb der Ausnehmung 11 einen Isolator 404. Die Drähte werden mit Hilfe einer Ausnehmungsabdeckleiste 401 in der Ausnehmung 11 gehalten, die selbst wiederum von den Zahnfüßen 402 von jedem der beiden Zahnenden 513 abgestützt wird. Gleichwohl sind gemäß dieses Querschnitts Freiräume 405 in der Fläche der Ausnehmung 11 vorhanden, die nicht von Drähten 403 ausgefüllt werden. Dies reduziert den Grad der Füllung der Ausnehmung durch die Drähte.
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Um dies zu vermeiden ist es im Stand der Technik bekannt, eine einzelne Säule von Drähten in der Ausnehmung anzuordnen, mit einer Wicklung, die radial eingefügt werden muss. Dieses radiale Einfügen ist jedoch mit den vorhandenen Zahnfüßen schwierig. Denn die Ausnehmung hat in Umfangsrichtung eine Breite etwa gleich der Breite des Drahtes, wobei der Abstand zwischen den zwei Zahnfüßen weniger als die Breite des Drahtes ist, was das radiale Einfügen des Drahtes verhindert. Eine Lösung ist es, ein Spiel beim Einfügen vorzusehen, d. h. einen Abstand zwischen den beiden Zahnfüßen zu haben, der das Hindurchführen des Drahtes berücksichtigt. Eine solche Lösung reduziert jedoch den Füllgrad, da es eine größere Breite der Nut in Umfangsrichtung erfordert.
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Eine alternative Lösung besteht in der Abflachung der Drähte, um ihre Breite nach dem radialen Einfügen zu erhöhen. Die Patentanmeldung
WO2007125234A1 beschreibt ein Verfahren zur Abflachung zweier Drahtsäulen, um ihr Festhalten in der Ausnehmung in diesem Fall zu erlauben. Dieses Verfahren mag für die Abflachung einer einzelnen Säule an Drähten anwendbar sein. Diese Art der Lösung kann jedoch eine Beschädigung der Drähte und insbesondere ihrer Isolationsschicht verursachen.
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Die Patentanmeldung US2005046299A1, von welcher eine deren Hauptfiguren in 5 wiedergegeben ist, schlägt vor, diese Probleme durch die Verwendung biegbarer Zahnfüße zu überwinden. Die 5 illustriert den Schnitt durch einen Stator 50, der einen Statorkörper 503 umfasst, von welchem eine durch Zähne 9 begrenzte Ausnehmung 11 dargestellt ist. Die Ausnehmung 11 umfasst zwei Ränder 604, die parallel sind. Der Stator umfasst Drähte 403, die in einer einzigen Säule in der Ausnehmung 11 ausgerichtet sind. Der Statorkörper 503 umfasst einen Isolator 404, der das Innere der Ausnehmung abdeckt. Die Zähne 9 umfassen Zahnenden 513. Die Zahnenden 513 umfassen jeweils zwei biegbare Zahnfüße 402, die einen Freiraum 603 definieren.
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Es ist ein System zur Aufwendung einer radialen Kraft 601 vorgesehen. Es wirkt über Finger 602 auf die Enden 513 ein, so dass der Winkel zwischen den beiden den Freiraum 603 begrenzenden Zahnfüßen 402 vergrößert wird. Man erreicht dadurch, dass die beiden Zahnfüße 402 auseinandergebogen werden, so dass sie sich in eine ortho-radiale Richtung ausrichten. Die beiden Zahnfüße 402 nehmen somit eine größere umfängliche Länge ein, die es zulässt, die Drähte 403 in der Nut 11 zu halten.
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Im Verlauf dieses Arbeitsganges muss der Statorkörper 503 von einer Gegenstützkraft gehalten werden, die von einem Kraftaufbringungssystem 604 ausgeübt wird. Der Abstand zwischen den zwei ungebogenen Zahnfüßen einer Nut erlaubt ein radiales Einfügen der Wicklung, und nach dem Umbiegen der biegbaren Zahnfüße 402 erhält man ein Halten der Drähte 403.
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Die aufzubringende Kraft, die ein Umbiegen der Zahnfüße ermöglicht, ist jedoch sehr groß. Dies ist ein Nachteil, da einerseits die Wiederholbarkeit des Verfahrens des Umbiegens der Zähne garantiert werden muss, und andererseits eine Gleichmäßigkeit der Positionen des Zahns erreicht werden muss, so dass er sich nicht zu weit in den Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator hinein erstreckt.
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Es besteht daher ein Bedürfnis für eine Lösung, die sowohl das radiale Einfügen als auch eine gute Halterung der Drähte in der Nut erlaubt, ohne Ausübung einer zu hohen Kraft, die es nicht zulassen würde, eine Position der umgebogenen Zahnfüße zu erhalten, die in industrieller Umgebung steuerbar ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, diesem Anliegen vollständig gerecht zu werden und zumindest einen der vorgenannten Nachteile zu überwinden.
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Gemäß der Erfindung wird ein Statorkörper für eine elektrische Rotationsmaschine vorgeschlagen; besagter Statorkörper ist mit einer Achse versehen und weist einen Blechstreifen auf umfassend eine Abfolge von Zähnen und Ausnehmungen, wobei der besagte Streifen schraubenförmig auf sich selbst und über mehrere Windungen gewickelt ist, um aufeinander folgende axiale Lagen zu bilden, wobei eine Lage einer Windung des Streifens entspricht und N Ausnehmungen umfasst.
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Gemäß einem allgemeinen Merkmal umfasst nur ein Teil der Zähne, so genannte biegbare Zähne, zumindest eine Lasche, die zur Ausbildung eines Zahnfußes durch Umbiegen geeignet ist, und der Streifen umfasst schließbare Ausnehmungen benachbart zu einem biegbaren Zahn.
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Im Allgemeinen besitzen die Zahnfüße zwei Funktionen, nämlich eine Funktion, den Draht in der Ausnehmung zu halten, und eine Funktion, den Fluss des Rotors aufzunehmen. Was die zweite Funktion anbelangt, ist im Stand der Technik, auf das Umbiegen folgend, das Material der Zahnfüße hauptsächlich kalt geschmiedet, so dass die Zahnfüße nicht mehr länger ihre Funktion, den magnetischen Fluss aus dem Rotor aufzunehmen, erfüllen. Im Ergebnis ist eine leichte plastische Deformation ausreichend, die magnetischen Eigenschaften des Blechs zu verschlechtern. Somit hat das kalt geschmiedete Blech eine verringerte magnetische Induktion, und bei gleichem magnetischem Feld wird dieser Teil schneller gesättigt und dadurch den Fluss des Generators begrenzen. Somit ist das Merkmal der Erfindung, wonach sich die Zahnfüße nur über eine geringe Dicke erstrecken, jene des Streifens, kein Nachteil gegenüber dem Stand der Technik.
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Mit einem Statorkörper gemäß der Erfindung, bei dem nicht alle Zähne biegbar sind, ist es möglich, auf eine geringere Anzahl an Laschen einzuwirken, beispielsweise radial. Somit ist das Umbiegen einfach und erfordert keine große Kraft.
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Gemäß anderer Merkmale isoliert oder in Kombination betrachtet:
- – wiederholen sich die besagten biegbaren Zähne entlang des Streifens mit einer Schrittweite von p Zähnen, wobei die genannte Zahl von den natürlichen ganzen Zahlen gewählt ist, die kein Teiler von N sind. Die biegbaren Zähne wiederholen sich somit nicht in derselben Position, wenn die Lage gewechselt wird. Somit umfasst eine Gruppe von Zähnen an ein und derselben Position Zähne ohne Laschen und flexible Zähne, was bedeutet, dass das Umbiegen dieser Gruppe an Zähnen eine geringere Kraft erfordert.
- – stehen die Laschen von den Enden der biegbaren Zähne ab, wobei die biegbaren Zähne eine Materialentfernung aufweisen, um das Umbiegen der Laschen zu erleichtern. Man erleichtert dadurch das Umbiegen der Laschen. Das Einwirken auf eine Gruppe von Zähnen an derselben Position erleichtert somit auch das Umbiegen dieser Gruppe.
- – ist der Rand der schließbaren Ausnehmung verlängert, um die Außenseite der Lasche seitlich der besagten schließbaren Ausnehmung zu bilden. Die Laschen sind somit leicht zu bilden.
- – besitzen die Zähne jeder Lage Nummern, die bezogen auf den ersten Zahn ihrer Lage definiert sind, wobei bei einem biegbaren Zahn einer Lage mit einer bestimmten Nummer, der Zahn der benachbarten Lage mit derselben Nummer kein biegbarer Zahn ist. Bei einer Gruppe an Zähnen mit derselben Position oder Nummer gibt es somit Zähne ohne vorgesehene Lasche, die einfach umbiegbar sind. Somit wird das Umbiegen dieser Gruppe vereinfacht.
- – besitzt der Statorkörper einen inneren Durchmesser und einen äußeren Durchmesser, wobei der innere Durchmesser zwischen 93 und 100 mm und der äußere Durchmesser zwischen 122 und 130 mm beträgt. Dies sind Statormaße, für welche der Betrieb einer elektrischen Maschine optimiert ist. Beispielsweise umfasst der Statorkörper 75 Lagen, der Streifen hat eine axiale Dicke von 0,5 mm.
- – besitzt ein Teil der Zähne keine Lasche und definiert offene Ausnehmungen. Die schließbaren Ausnehmungen sind nicht bei allen Lagen notwendig, um eine gute Halterung des Drahtes in der Nut zu ermöglichen.
- – sind die Ausnehmungen Ausnehmungen des Typs mit parallelen Seitenwänden. Man erhält dadurch Ausnehmungen, in welchem der Füllgrad für Drähte optimiert ist, welche ebenfalls parallele Seiten haben.
- – umfasst der Statorkörper N Nuten, wobei jede Nut durch die axial fluchtenden Ausnehmungen der verschiedenen Lagen des Streifens gebildet ist. Eine Nut umfasst somit eine Folge von Ausnehmungen des Streifens.
- – umfasst jede Nut einen Isolator, der dieser Nut zugeordnet ist. Man erhält dadurch eine Isolationslösung, die einfach herzurichten ist, und gemäß welcher keine Gefahr für den Isolator besteht, zerrissen zu werden, wenn auf die Zahnenden eine Kraft ausgeübt werden muss. Tatsächlich stellen die Kräfte, die zum Umbiegen der Laschen auf die Enden ausgeübt werden, ein beträchtliches Risiko für die Isolationslösungen, die einen kontinuierlichen Isolator verwenden, dar, dass der Isolator zerreißt.
- – umfasst der Statorkörper eine Anzahl Bleche T, jede Nut durchschnittlich 2 × T/p benachbarte biegbare Zähne und jede Lage durchschnittlich N/p biegbare Zähne. Somit ist es durch die Beeinflussung der Schrittweite p möglich, auf die Dichte der schließbaren Ausnehmungen Einfluss zu nehmen. Je größer die Anzahl schließbarer Ausnehmungen ist, desto größer ist die zum Umbiegen der biegbaren Zähne derselben Gruppe an Zähnen benötigte Kraft, was ein Risiko für die industrielle Anwendung des Verfahrens bedeutet. Umgekehrt besteht im Falle einer unzureichenden Anzahl schließbarer Nuten das Risiko einer geringen Halterung der Wicklung in den Nuten. Es gibt daher einen Kompromiss, der beispielsweise mit den Werten N = 72 und p = 5, 7 oder 10 erreicht wird.
- – umfasst der Statorkörper 72 oder 84 Nuten. Ein solcher Stator ist insbesondere für den Betrieb mit einem Rotor geeignet, der 6 oder 7 Polpaare hat.
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Die Erfindung betrifft auch einen Stator umfassend einen Statorkörper, wie er vorstehend beschrieben ist, eine Wicklung, die in den genannten Nuten installiert ist, und Abdeckleisten, wobei sich die besagten Abdeckleisten an den Zahnfüßen abstützen, um die Wicklung festzuhalten. Die Verwendung der Abdeckleisten in Verbindung mit den biegbaren Zähnen kann das Risiko einer Drahtbeschädigung begrenzen. Die Abdeckleisten ermöglichen ebenso eine Verteilung der Haltekraft auf alle Lagen des Statorkörpers.
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Die Erfindung betrifft auch eine elektrische Maschine umfassend einen Stator, wie er vorstehend beschrieben ist, einen Rotor, wobei der Stator den Rotor umgibt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bildung eines Stators umfassend einen Statorkörper, der mit einer Achse versehen ist, umfassend einen Blechstreifen umfassend Zähne, biegbare Zähne genannt, die mit zumindest einer Lasche versehen sind, die einen Zahnfuß durch Umbiegen bilden kann, und Ausnehmungen einschließlich schließbare Ausnehmungen benachbart zu einem biegbaren Zahn, wobei der besagte Streifen schraubenförmig auf sich selbst und über mehrere Windungen gewickelt ist, um eine Abfolge axialer Lagen zu bilden, wobei die Ausnehmungen Nuten des Statorkörpers bilden.
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Gemäß einem allgemeinen Merkmal umfasst das Verfahren einen Schritt zur Installation der Wicklung in den genannten Nuten, einen Schritt zum Einsetzen der Abdeckleisten in jede Nut auf die Wicklung, einen Schritt zum Verschließen der Zahnfüße durch radiales Pressen der biegbaren Zähne und einen Schritt zum Imprägnieren des Stators. Man erhält dadurch ein Verfahren, das einfach auszuführen ist, indem Abdeckleisten der Ausnehmungen verwendet werden, und das ein zuverlässiges Verschließen der schließbaren Ausnehmungen erlaubt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird durch Lesen der nachfolgenden Beschreibung und durch Untersuchung der sie begleitenden Figuren besser verstanden. Die Figuren dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und begrenzen die Erfindung in keinster Weise.
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Die 1 zeigt eine elektrische Rotationsmaschine in Form eines Stromgenerators, die gemäß dem Stand der Technik ausgestattet ist;
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Die 2 und 3 zeigen einen Statorkörper gemäß dem Stand der Technik;
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Die 4 zeigt eine Schnittansicht einer Ausnehmung eines Stators gemäß dem Stand der Technik;
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Die 5 zeigt ein Verfahren zum Umbiegen der Zahnfüße gemäß dem Stand der Technik;
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Die 6 zeigt einen Streifen für einen Statorkörper gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung;
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Die 7 zeigt einen Statorkörper gemäß der ersten Ausführungsvariante der Erfindung;
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Die 8 zeigt einen Statorkörper gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung;
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Die 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines biegbaren Zahns für die erste oder zweite Ausführungsvariante.
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Identische, ähnliche oder einander entsprechende Elemente behalten von einer Figur zur nächsten dasselbe Bezugszeichen.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung
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Die 6 veranschaulicht einen Blechstreifen gemäß der Erfindung. Dieser Streifen 501 umfasst eine Folge von Zähnen 9 und Ausnehmungen 11. Die Zähne 9 sind entlang des Streifens von links nach rechts durchnummeriert. Somit trägt der ganz linke, erste Zahn die Nummer 1, der zweite Zahn 2 usw. Die Zahnnummer ist in der ersten Zeile unterhalb des Streifens 501 in 6 dargestellt. Um die 6 zu vereinfachen, sind nur einige der Zähne 9 und Ausnehmungen 11 des Streifens 501 gezeigt. Dabei handelt es sich insbesondere um die entlang des Streifens nummerierten Zähne 1, 2, 75, 76, 77, 145, 146, 147, 220, 221, 222, 290, 291, 292 und 360, 361, 362.
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In der 6 ist nur ein Teil der Zähne 9 des Streifens 501 schattiert. Dabei handelt es sich um diejenigen Zähne, die biegbare Zähne 701 genannt werden. Diese biegbaren Zähne 701 umfassen zumindest eine Lasche und sind gemäß einem Ausführungsbeispiel in der 9 zu sehen. Jede Lasche ist in der Lage, durch Umbiegen einen Zahnfuß zu bilden. Zum Beispiel kann ein biegbarer Zahn 701 zwei Laschen aufweisen, die in der Lage sind, einen Zahnfuß für jede der beiden Ausnehmungen zu bilden, die zu ihm benachbart sind. Der Streifen 501 umfasst ebenso Zähne 702, die weder eine Lasche noch einen Zahnfuß besitzen.
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Mit anderen Worten umfassen die Zähne 9 des Streifens 501 zwei Zahntypen, nämlich biegbare Zähne 701 und Zähne 702, die weder eine Lasche noch einen Zahnfuß besitzen.
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Jeder biegbare Zahn 701 kann von zwei schließbaren Ausnehmungen 703 umgeben sein, die zu ihm benachbart sind. Die Ausnehmung 703 ist schließbar in dem Sinne, dass wenn der biegbare Zahn, zu welchem sie benachbart ist, eine Lasche umfasst, die neben dieser Ausnehmung liegt, anschließend nach dem Umbiegen ein Zahnfuß über der Ausnehmung 703 gebildet ist. Dieser Zahnfuß ermöglicht es, die Ausnehmung 703 zu schließen, um den Draht darin zu halten. In dem Fall, dass ein biegbarer Zahn 701 zwei Laschen umfasst, die einen Zahnfuß für jede der beiden Ausnehmungen bilden können, die zu ihm benachbart sind, sind diese beiden Ausnehmungen schließbar.
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Die Zähne 702, die weder eine Lasche noch einen Zahnfuß besitzen, definieren offene Ausnehmungen 704. Genauer gesagt, ist eine offene Ausnehmung 704 umgeben von zwei benachbarten Zähnen, die weder eine Lasche noch einen Zahnfuß 702 haben. Die Ausnehmung 704 ist offen in demjenigen Sinne, dass die beiden Zähne 702, zu welchen sie benachbart liegt, keinen Zahnfuß aufweisen.
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Mit anderen Worten umfassen die Ausnehmungen 11 des Streifens 501 zwei Ausnehmungstypen, nämlich die schließbaren Ausnehmungen 703 und die offenen Ausnehmungen 704.
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In dem Streifen 501 wiederholen sich die biegbaren Zähne entlang des Streifens mit einer Schrittweite von fünf Zähnen. Einer von fünf Zähnen ist somit biegbar. Genauer gesagt, kann man sich beispielsweise für die ersten elf Zähne berechnen, dass die biegbaren Zähne 701 entlang des Streifens die Nummern: 1, 6, 11 besitzen, wobei die Zähne 702, die weder eine Lasche noch einen Zahnfuß besitzen, entlang des Streifens die Nummern: 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 besitzen.
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Darüber hinaus ist der Streifen 501 zur Bildung des Statorkörpers dazu bestimmt, schraubenförmig auf sich selbst und über mehrere Windungen gewickelt zu werden, um eine Abfolge axialer Lagen zu bilden, wobei eine Lage einer Windung des Streifens entspricht. In dem Fall, dass eine Windung 72 Ausnehmungen entspricht, liegt der mit 76 nummerierte Zahn somit nach einer Windung über dem Zahn Nummer 4. In gleicher Weise liegt nach zwei Windungen Zahn 146 über dem Zahn 2, der Zahn 221 nach drei Windungen über dem Zahn 5, der Zahn 291 nach vier Windungen über dem Zahn 3 und schließlich der Zahn 361 nach 5 Windungen über dem Zahn 1. In der zweiten Zeile unterhalb des Streifens sind somit die Zahnnummern jeder Lage in Bezug zu dem ersten Zahn ihrer Lage definiert. Diese Nummer ist vorteilhaft, da sie eine Information über die Lage des Zahns in dem Statorkörper gibt. Sie unterscheidet sich zu der Nummer des Zahns in dem Streifen, die in der ersten Zeile unterhalb des Streifens 501 angegeben ist, derart, dass sie nach jedem Mal, wenn eine Anzahl N erreicht ist, die gleich der Anzahl der Ausnehmungen der Windung ist, zu 1 zurückkehrt. Im Gegensatz dazu sind bei der ersten Windung die beiden Nummern identisch.
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Man kann vorsehen, dass die beiden Seiten der Ausnehmung 11 des Streifens 501 derart sind, dass die beiden Seiten nach der Wicklung des Streifens 501 im Wesentlichen parallel sind.
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Wie in der 7 gezeigt, umfassen die ersten 6 Lagen des Statorkörpers 503 den in der 6 gezeigten Streifen 501. Um diesen Statorkörper zu erhalten, ist der Streifen 501 schraubenförmig auf sich selbst und über mehrere Windungen gewickelt, um aufeinander folgende axiale Lagen zu bilden, wobei eine Lage einer Windung des Streifens entspricht und hier 72 Ausnehmungen aufweist. Selbstverständlich kann auch eine andere Anzahl an Ausnehmungen pro Windung vorgesehen werden, zum Beispiel 84. Der so gebildete Statorkörper 503 besitzt eine ringförmige Gestalt um die Achse 545 herum, wie sie bereits bei dem Statorkörper in 2 gezeigt ist. Diese Achse ist die X-Achse der Maschine, wenn der Stator in der elektrischen Rotationsmaschine montiert ist.
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In 7 ist die Lagennummer des Statorkörpers auf der linken Seite angegeben. Die Zähne jeder Lage sind in Bezug auf den ersten Zahn ihrer Lage nummeriert. Somit entsprechen die unter jedem Zahn 9 der Lagen 2 und folgende angegebenen Nummern der Position, die der Zahn in Bezug zu den Nummern der Zähne der ersten Lage einnimmt. Mit anderen Worten sind die Zähne der Lagen 2 und folgende, die die Nummer Y haben, über der Zahnnummer Y der ersten Lage, wobei Y einen Wert zwischen 1 und der Anzahl der Ausnehmungen in einer Windung, hier 72, besitzt.
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In der ersten Lage des Statorkörpers 503 kann man insbesondere eine offene Ausnehmung 704 sehen, die von zwei Zähnen 702 umgeben ist, welche weder eine Lasche noch einen Zahnfuß haben, und zwei schließbare Ausnehmungen 703 benachbart zu einem biegbaren Zahn 701.
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Der Statorkörper 503 umfasst Nuten 705, die durch eine Ausnehmung jeder Lage des Streifens 501 gebildet ist, wobei die besagten Ausnehmungen axial fluchten. In dem gezeigten Fall umfasst der Statorkörper 503 72 Nuten 705, d. h. genauso viele, wie die Anzahl an Ausnehmungen in einer Lage ist, die einer Windung des Streifens 501 entspricht.
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Der Statorkörper 503 umfasst auch Gruppen 706 von Zähnen 9 mit derselben Nummer, wobei die besagten Gruppen an Zähnen 9 jeweils durch einen Zahn jeder Lage des Streifens 501 gebildet sind.
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Die mit 705 referenzierten Nuten umfassen diejenigen Ausnehmungen, zu denen die Zähne 69 und 70 jeder der Lagen des Statorkörpers benachbart sind. Diese Ausnehmungen sind in Abhängigkeit der Lage offen oder schließbar. Zum Beispiel sind in der besagten Nut 705 die Ausnehmungen der Lagen Nummer 2 und 4 schließbar, wohingegen die Ausnehmung der Lage 3 offen ist.
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Für ein und dieselbe Nut 705, die eine Folge von Ausnehmungen umfasst, welche jeweils zu einer Lage des Statorkörpers 503 gehören, sind die zur rechten oder zur linken Seite benachbarten Zähne jeder der Ausnehmungen in dieser Folge in Abhängigkeit der Lage somit vom biegbaren Typ 701 oder vom Typ ohne Laschen und Zahnfüßen 702.
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Mit anderen Worten umfasst eine Gruppe 706 an Zähnen, die in Bezug zum ersten Zahn ihrer Lage dieselbe Nummer haben, beispielsweise 68 wie in 7 gezeigt, entweder biegbare Zähne 701 oder Zähne 702 ohne Laschen und Zahnfüßen. Dies ist vorteilhaft, da die auf diese Gruppe an Zähnen aufzubringende Kraft, beispielsweise unter Verwendung eines Werkzeugs zur Kraftaufbringung, dann deutlich geringer ist, als wenn diese Gruppe an Zähnen ausschließlich biegbare Zähne umfassen würde. Denn auf die Zähne ohne Laschen und Zahnfüße muss keine Kraft aufgebracht werden.
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Um einen Wechsel des Typs des Zahns bei aufeinander folgenden Lagen bei derselben Nummer in Bezug zum ersten Zahn ihrer Lage zu erhalten, ist beispielsweise vorgesehen, den biegbaren Zahn entlang des Streifens gemäß einer Schrittweite p zu wiederholen, wobei die besagte Zahl p aus den natürlichen ganzen Zahlen gewählt ist, die kein Teiler der Anzahl N an Nuten in dem Statorkörper ist.
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Man erreicht damit, dass die biegbaren Zähne für die verschiedenen Lagen nicht immer bei derselben Nummer bezogen auf den ersten Zahn ihrer Lage liegen.
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Beispielsweise trägt, wie in 7 gezeigt, der mit 76 nummerierte Zahn auf dem Streifen nach k = 15-facher Schrittweite p (k = 15,15 × p + 1) bezogen auf den ersten Zahn der zweiten Lage die Nummer 4. Zahn 76 ist somit bezogen auf Zahn 1 (k = 0, 0 × p + 1) und 6 (k = 1, 1 × p + 1) der ersten Lage aber auch bezogen auf Zahn 146 (k = 29, 29 × p + 1), der bezogen auf den ersten Zahn der dritten Lage die Nummer 2 trägt, versetzt. Somit kann man mit der besagten Schrittweite p = 5, deren Vielfaches nicht die Anzahl N erreicht, sicher sein, die Nummer eines biegbaren Zahns bezogen auf den ersten Zahn einer Lage beim Fortschreiten von einer Lage zur Nächsten zu ändern. Würde im Gegensatz dazu eine Multiplikation der Zahl p mit einer ganzen Zahl k die Anzahl N erreichen, würde man nach k Vielfachen der Schrittweite in der nächsten Lage dieselbe Zahnnummer bezogen auf den ersten Zahn erreichen.
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Wie man in der 7 für einen biegbaren Zahn 701 sehen kann, ist der Zahn der Nachbarlage mit derselben Nummer bezogen auf den ersten Zahn kein biegbarer Zahn.
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Beispielsweise ist der biegbare Zahn 701 mit 66 nummeriert in Bezug auf den ersten Zahn der ersten Lage, wobei der mit 66 nummerierte Zahn bezogen auf den ersten Zahn der zweiten Lage, und die nahesten biegbaren Zähne der zweiten Lage sind die Zähne mit den Nummern 64 und 69 bezogen auf den ersten Zahn.
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Der erhaltene Statorkörper 503, dessen erste sechs Ausnehmungen in der 7 gezeigt sind, besitzt einen inneren Durchmesser auf einer Höhe der Enden der Zähne 513, nachdem die Laschen gefaltet sind, und einen äußeren Durchmesser auf der Höhe des Jochs des Statorkörpers. Beispielsweise liegt der innere Durchmesser zwischen 93 und 100 mm, beispielsweise bei 96 mm, und der äußere Durchmesser zwischen 122 und 130 mm, beispielsweise bei 126 mm.
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In Anbetracht des auszuführenden Umbiegens und insbesondere der Verwendung eines Werkzeugs zur Aufbringung einer Kraft auf die Zähne, um diese umzubiegen, kann es geeignet sein, wie in der 5 gezeigt, einen Isolator 404 für jede Ausnehmung vorzusehen und einen durchgehenden Isolator zu vermeiden, für den das Risiko bestände, dass er durch den Vorgang des Umbiegens der Zähne durchstochen wird.
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Der erhaltene Statorkörper 503, von dem nur die ersten 6 Ausnehmungen in der 7 dargestellt sind, umfasst beispielsweise 64 weitere Lagen, d. h. eine Gesamtheit von T = 70 Lagen, wobei jede Lage die Dicke des Streifens 501 hat, d. h. beispielsweise 0,5 mm.
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Allgemeiner betrachtet, umfasst jede Lage des Statorkörpers N/p biegbare Zähne, so dass der Statorkörper T × (N/p) biegbare Zähne umfasst, wobei T die Anzahl von Lagen des Statorkörpers ist. Da ferner der Statorkörper N Gruppen an Zähnen 706 mit derselben Nummer aufweist, umfasst jede Gruppe an Zähnen T/p biegbare Zähne. Mit anderen Worten umfasst jede Nut 2 × T/p benachbarte biegbare Zähne.
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Wählt man außerdem eine Schrittweite p > 2, besitzt dann eine gegebene schließbare Ausnehmung nur einen einzigen benachbarten biegbaren Zahn. Somit erhält man, wenn p > 2 ist, für jede Nut genauso viele schließbare Ausnehmungen wie es biegbare Zähne gibt, d. h. 2 × T/p schließbare Ausnehmungen.
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Bei der Wahl von p = 5 beispielsweise wird jede Nut 705 28 schließbare Ausnehmungen 703 umfassen, falls der Statorkörper 70 Lagen umfasst. Diese schließbaren Ausnehmungen 703 können zweier Typen sein: des auf der rechten Seite 703a schließbaren Typs oder des auf der linken Seite 703b schließbaren Typs. Eine Ausnehmung des Typs, die auf der rechten Seite 703a schließbar ist, umfasst zu ihrer Rechten einen biegbaren Zahn 701, zu welchem sie benachbart ist, wobei der besagte Zahn mit einer Lasche an der Seite der Ausnehmung versehen ist. Ferner umfasst eine Ausnehmung des Typs, die auf der linken Seite 703b schließbar ist, zu ihrer Linken einen biegbaren Zahn 701, zu welchem sie benachbart ist, wobei der besagte Zahn mit einer an der Seite dieser Ausnehmung liegenden Lasche versehen ist.
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Der Statorkörper 503 kann dazu verwendet werden, einen Stator 50 zu bilden, wie er in der 1 dargestellt ist. Zu diesem Zweck umfasst der Stator zusätzlich zu dem Statorkörper 503 eine in den Nuten des Statorkörpers installierte Wicklung und Abdeckleisten 401, wobei die Abdeckleisten auf den besagten, durch Umbiegung gebildeten Zahnfüßen aufliegen, und somit in der Lage sind, die Wicklung festzuhalten.
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Optional kann vorgesehen werden, dass eine Nut 705 beide Typen von schließbaren Ausnehmungen 703a und 703b umfasst, um einen noch besseren Halt der Drähte und Abdeckleisten der Ausnehmungen zu verleihen.
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Der Statorkörper 503 umfasst beispielsweise N = 72 Nuten. Es ist dann besonders vorteilhaft, den Stator 50 mit einem Rotor zu betreiben, der 6 Polpaare aufweist, wobei der Stator den Rotor umgibt.
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Alternativ kann der Statorkörper 503 N = 84 Nuten aufweisen. Es ist dann besonders vorteilhaft, den Stator 50 mit einem Rotor zu betreiben, der 7 Polpaare aufweist.
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Die 8 veranschaulicht einen Statorkörper gemäß einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung. Man kann den Statorkörper 503, eine Gruppe an Zähnen derselben Nummer 706 und eine Nut 705 sehen. Man kann bei der ersten Lage des Statorkörpers 503 zwei schließbare Ausnehmungen 703, benachbart zu einem biegbaren Zahn 701, und eine offene Ausnehmung 704 sehen, die von zwei Zähnen 702 ohne Lasche und ohne Zahnfuß umgeben ist.
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Der Statorkörper der 8 unterscheidet sich von demjenigen, der in der 7 gezeigt ist, zum Teil durch eine andere Schrittweite p, nämlich p = 7, wobei die Anzahl an Nuten oder Ausnehmungen pro Windung des Streifens 501 identisch N = 72 bleibt. Die Zahl 7 ist eine natürliche ganze Zahl, die kein Teiler von N ist, weshalb man mit dem in der 7 gezeigten Statorkörper erreicht, dass für einen gegebenen biegbaren Zahn der Zahn der benachbarten Lage mit derselben Nummer bezogen auf den ersten Zahn seiner Lage kein biegbarer Zahn ist.
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Mit N = 72 kann für die Schrittweite p auch die Zahl 10 gewählt werden. Denn 10 ist eine natürliche ganze Zahl, die kein Teiler von N ist.
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Die 9 veranschaulicht einen biegbaren Zahn gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der biegbare Zahn 701 umfasst ein Ende 513, Laschen 903 und 904, wobei die Laschen sich von dem genannten Ende 513 weg erstrecken. Der biegbare Zahn 701 umfasst ferner zwei Materialentfernungen 901 und 902, eine für jede der beiden Laschen 903 und 904. Die Materialentfernungen erleichtern das Umbiegen ihrer entsprechenden Lasche.
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Der biegbare Zahn 701 umfasst zwei Seiten 906 und 905. Diese beiden Seiten bilden jeweils eine der beiden Laschen jeder der beiden schließbaren Ausnehmungen 703, die benachbart zu dem biegbaren Zahn 701 sind. Die 9 zeigt auch eine Gerade 907, die mit der Seite 905 fluchtet, die den Rand der auf der linken Seite 703b schließbaren Ausnehmung bildet, welcher auf der rechten Seite des biegbaren Zahns liegt. Wie man in der 9 erkennen kann, fluchtet die Gerade 907 auch mit der Außenseite der Lasche 904 an der Seite der auf der linken Seite 703b schließbaren Ausnehmung, die auf der rechten Seite des biegbaren Zahns 701 liegt. Somit ist der Rand der schließbaren Ausnehmung 703b verlängert, um die Außenseite der Lasche entlang der besagten schließbaren Ausnehmung zu bilden.
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Um das Umbiegen der Laschen 903 und 904 zu ermöglichen, so dass sie Zahnfüße für die auf der linken Seite 703b schließbare Nut und die auf der rechten Seite 703a schließbare Nut zu bilden, kann ein Werkzeug zur Kraftaufbringung einer Form verwendet werden, die einen ringförmigen Abschnitt in einer Ebene rechtwinklig zur Achse 545 des Statorkörpers besitzt. Es handelt sich dabei beispielsweise um eine sphärische oder zylindrische Gestalt entlang der Achse 545 des Statorkörpers.
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Es wird dann eine Kraft in eine Richtung ausgeübt, die mit der Erstreckungsrichtung des Zahns 701 zusammenfällt, d. h. eine radiale Richtung, nach der Wicklung des Streifens zur Bildung des Statorkörpers. Diese Kraft ermöglicht es, die Lasche 903 und 904 in Richtung ihrer entsprechenden schließbaren Ausnehmung 703 zu drücken und umzubiegen.
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Die 10 veranschaulicht ein Verfahren 1000 zur Herstellung eines Stators. Der Stator umfasst:
- – einen Statorkörper 503, der mit einer Achse 545 versehen ist, umfassend einen Blechstreifen 501 umfassend Zähne 9, biegbare Zähne 701 genannt, die mit zumindest einer Lasche 903, 904 versehen sind, die zur Ausbildung eines Zahnfußes 903, 904 durch Umbiegen geeignet sind, und Ausnehmungen 11 einschließlich schließbare Ausnehmungen 703 benachbart zu einem biegbaren Zahn 701, wobei der besagte Streifen 501 schraubenförmig auf sich selbst und über mehrere Windungen gewickelt ist, um aufeinander folgende axiale Lagen zu bilden, wobei die Ausnehmungen 11 Nuten 705 des Statorkörpers 503 bilden,
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Das Verfahren 1000 umfasst:
- – einen Schritt zum Installieren 1001 der Wicklung 5 in den genannten Nuten 705,
- – einen Schritt zum Einsetzen 1002 der Abdeckleisten 401 in jede Nut auf die Wicklung.
- – einen Schritt zum Verschließen 1003 der Zahnfüße 903, 904 durch radiales Pressen der biegbaren Zähne. Nach ihrem Verschließen haben die Zahnfüße eine Gestalt ähnlich der in der 4 dargestellten Zahnfüße 402. Die Zahnfüße sind dann in der Lage, die Abdeckleisten 401 und die Wicklung 5 festzuhalten.
- – einen Schritt zum Imprägnieren 1004 des Stators 50. Der Schritt zum Imprägnieren wird beispielsweise unter Verwendung eines Harzes ausgeführt, und ermöglicht es, die Wicklung auf dem Statorkörper zu fixieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- FR 2745445 A [0003]
- US 2002/0175589 A1 [0008, 0010]
- FR 2784248 A [0008]
- EP 0515259 [0013, 0023]
- US 4914934 A [0031]
- WO 2007125234 A1 [0042]
