DE102020106735A1 - Verfahren zur Herstellung einer Statorzahnspule für einen segmentiert aufgebauten Stator, Statorzahnspule, Stator und Presswerkzeug - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Statorzahnspule für einen segmentiert aufgebauten Stator, Statorzahnspule, Stator und Presswerkzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einen Statorzahnkörper (1) und eine Statorzahnwicklung (2) umfassenden Statorzahnspule (3) für einen segmentiert aufgebauten Stator (4) einer elektrischen Drehstrommaschine (5), mit den Verfahrensschritten Bereitstellen eines Statorzahnkörpers (1) aus ferromagnetischem Material, Bereitstellen eines Spulendrahts (10) mit kreisrundem Querschnitt und Bewickeln des Statorzahnkörpers (1) mit dem Spulendraht (10) zu der Statorzahnwicklung (2), wobei die Statorzahnwicklung (2) derart gewickelt ist, dass sich einzelne ihrer Windungen über die in Umfangsrichtung sich erstreckenden Nutseitenwände (8; 9) aus der Statorzahnnut (6) hinaus erstrecken, und Verdichten der Statorzahnwicklung (2) in Umfangsrichtung des Stators (4) gesehen, indem über zwei in Umfangsrichtung des Stators (4) gesehen abschnittsweise am Statorzahnkörper (1) gegenüberliegend angeordnete Pressbacken (11) eine Presskraft Fpressauf die Statorzahnwicklung (2) ausgeübt wird, wobei, die Pressbacken (11) die Statorzahnwicklung (2) so weit in die jeweilige Statorzahnnut (6) einpressen, dass die Pressbacken (11) zumindest bereichsweise in die jeweilige Statorzahnnut (6) eintauchen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer einen Statorzahnkörper und eine Statorzahnwicklung umfassenden Statorzahnspule für einen segmentiert aufgebauten Stator einer elektrischen Drehstrommaschine, insbesondere einer als Drehstrommaschine ausgebildeten Antriebsmaschine für ein Kraftfahrzeug. Die einzelnen Statorzahnspulen, auch als Teilstatoren bezeichnet, sind in Umfangsrichtung zu einem segmentiert aufgebauten Stator zusammensetzbar. Die Erfindung betrifft ferner den Aufbau einer Statorzahnspule für einen segmentiert aufgebauten ringzylindrisch ausgebildeten Stator einer insbesondere als Innenläufer ausgeführten elektrischen Drehstrommaschine, einen segmentiert aufgebauten Stator für eine solche elektrische Drehstrommaschine sowie ein Presswerkzeug zur Herstellung einer Statorzahnspule für einen segmentiert aufgebauten Stator einer Drehstrommaschine.
  • Segmentiert ausgebildete Statoren für Drehstrommaschinen sowie Teilstatoren bzw. Statorzahnspulen zum Aufbau eines segmentiert ausgebildeten Stators sowie Presswerkzeuge zum Verpressen der Statorzahnwicklungen in die Statorzahnnuten von Teilstatoren bzw. Statorzahnspulen sind bereits hinlänglich bekannt. in der DE 10 2006 054 579 A1 wird ein Stator für einen Elektromotor beschrieben, der durch eine Mehrzahl von Teilstatoren gebildet ist, welche in Umfangsrichtung des zylindrischen Stators zu einem Stator zusammensetzbar sind. Jeder Teilstator weist einen Jochabschnitt, der einen Teil der Umfangsrichtung bildet, einen Zahnabschnitt, der sich in radialer Richtung von dem Jochabschnitt aus erstreckt und eine Wicklung oder Spule auf, welche auf den Zahnabschnitt gewickelt ist. Die Wicklung ist in einem Wicklungsaufnahmeabschnitt aufgenommen, welcher von dem Jochabschnitt und dem Zahnabschnitt definiert ist und kann dadurch bedeckt werden, dass die Spule mittels eines Vergussmaterials zu einer Einheit zusammengefasst und bedeckt wird, während sie mittels eines Presswerkzeugs in den Wicklungsaufnahmeabschnitt gepresst wird.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Statorzahnspule sowie eine Statorzahnspule für einen segmentiert ausgebildeten Stator einer Drehstrommaschine als auch einen segmentiert aufgebauten Stator bereitzustellen, wobei die bereitgestellte bzw. hergestellte Statorzahnspule sowie der bereitgestellte Stator im Hinblick auf den Kupferfüllfaktor der Statorzahnnuten verbessert ist. Mit Vorteil soll auch die elektrische Isolation zwischen Statorzahnspulen zweier umfänglich benachbarter Statorzahnspulen eines Stators verbessert werden. Schließlich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Presswerkzeug für die Herstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Statorzahnspule bereitzustellen mit welchem der Kupferfüllfaktor einer Statorzahnspule verbessert werden kann.
  • Eine erfindungsgemäß ausgebildete Statorzahnspule als auch ein erfindungsgemäßer, segmentiert aufgebauter Stator für eine Drehstrommaschine ist vorgesehen für den Einsatz in Drehstrommaschinen. Die Erfindung konzentriert sich insbesondere auf Ausgestaltungen für Drehstrommaschinen, die in der Regel einen innenliegenden, zylindrischen Rotor und einen den Rotor umschließendem Stator aufweisen. Im Stator wird ein sich um die Zylinderachse drehendes Magnetfeld erzeugt, welches den Rotor in eine Drehbewegung versetzt. Das Magnetfeld wird durch einzelne Spulen (Statorzahnspulen) erzeugt, die über den Umfang verteilt angeordnet sind. Jede Spule besteht aus einer Kupferwicklung, durch die Strom fließt, wodurch wiederum ein Magnetfeld erzeugt wird, welches in einem ferromagnetisch ausgebildeten Kern (z.B. Eisenkern), verteilt und weitergeleitet wird. Bevorzugt ist der ferromagnetische Kern (auch als Statorzahnkörper bezeichnet), durch einem Stapel von einzelnen Stahlblechen bzw. Elektroblechen gebildet. Die Stahlbleche sind mit Vorteil von einer Isolationsschicht aus Kunststoff umgeben. Auf die Statorzahnkörper wird die Spule aus Kupferdraht mit insbesondere rundem Querschnitt gewickelt. Die einzelnen Spulen werden später zu einem sogenannten segmentierten Stator (mit konzentrierter Wicklung) zusammengesetzt. Wesentliche Merkmale von elektrischen Maschinen sind unter anderem Leistung, Wirkungsgrad und Baugröße. Diese Merkmale werden maßgeblich durch die Anordnung von Kupferwicklung und Eisenkern beeinflusst. Im vorliegenden Fall ist es günstig, möglichst viel Kupferdraht in den bestehenden Bauraum zu verbauen, d.h. der sogenannte Kupferfüllgrad soll maximiert werden.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer einen Statorzahnkörper und eine Statorzahnwicklung umfassenden Statorzahnspule für einen segmentiert aufgebauten Stator einer elektrischen Drehstrommaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Statorzahnspule mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 und einen segmentiert aufgebauten Stator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens sowie bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Statorzahnspule sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Statorzahnspule umfasst die Verfahrensschritte:
    • - Bereitstellen eines Statorzahnkörpers mit in Umfangsrichtung beidseitig am Statorzahnkörper ausgebildeten und sich in axialer Richtung erstreckenden Statorzahnnuten, wobei jede Statorzahnnut bodenseitig einen Nutgrund, sowie eine durch eine radial innere Zahnflanke gebildete erste Nutseitenwand und eine durch eine radial äußere Zahnflanke gebildete zweite Nutseitenwand aufweist,
    • - Bereitstellen eines Spulendrahts mit insbesondere kreisrundem Querschnitt und Bewickeln des Statorzahnkörpers mit dem Spulendraht zu der Statorzahnwicklung, wobei die Statorzahnwicklung derart gewickelt ist, dass sich einzelne ihrer Windungen aus der Statorzahnnut hinaus erstrecken, und
    • - Verdichten der Statorzahnwicklung in Umfangsrichtung des Stators gesehen, indem über zwei in Umfangsrichtung des Stators gesehen abschnittsweise am Statorzahnkörper gegenüberliegend angeordnete Pressbacken eine Presskraft Fpress auf die Statorzahnwicklung ausgeübt wird, wobei die Pressbacken die Statorzahnwicklung so weit in die jeweilige Statorzahnnut einpressen, dass die Pressbacken zumindest bereichsweise in die jeweilige Statorzahnnut eintauchen. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass der Kupferfüllgrad in den Statorzahnnuten verbessert wird und gleichzeitig ein Isolationsabstand zwischen zwei umfänglich benachbarten Wicklungen benachbarter Statorzahnspulen geschaffen ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Bewickeln des Statorzahnkörpers mit dem Spulendraht zu einer Statorzahnwicklung derart erfolgt, dass die fertig gewickelte Statorzahnwicklung in radialer Richtung stufig abgestuft gewickelt ausgebildet ist. Mit Vorteil wird der Pressvorgang zum Verdichten der Statorzahnwicklung mittels gestufter, an die von außen nach innen abgestuft gewickelte Statorzahnspule angepasster Pressbacken durchgeführt. Der Vorteil der in radialer Richtung gestuft ausgebildeten und verpressten Statorzahnwicklung liegt darin begründet, dass über die gesamte radiale Erstreckung der Statorzahnwicklung ein optimierter Füllgrad der Statorzahnnuten erreicht wird.
  • Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der mit Spulendraht bewickelte Statorzahnkörper während des Pressvorgangs zum Verdichten der Statorzahnwicklung über zwei axial in Richtung der Statorlängserstreckung gesehen gegenüberliegend an der Statorzahnspule anliegende Haltebacken, welche die Statorzahnspule im Bereich der Statorzahnwicklung aufnehmen, gehalten wird. Mit Vorteil wird die Statorzahnspule im Bereich der Statorzahnwicklung mit einem definierten Haltedruck gehalten. Der in axialer Richtung wirkende Haltedruck ist vorzugsweise so bemessen, dass er etwa 5% bis 10%, besonders bevorzugt etwa 10%, des in umfänglicher Richtung wirkenden Pressdrucks beträgt. Hierdurch kann erreicht werden, dass die axial aus dem Statorzahnkörper herausragenden Wicklungsbereiche, die durch das Verpressen der Statorzahnwicklung in umfänglicher Richtung ggf weiter axial herausgedrückt werden, gezielt gehalten und definiert geformt werden. Hierdurch können die Flussleiteigenschaften der verpressten Statorzahnwicklung weiter optimiert werden.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass der bewickelte Statorzahnkörper während des Verdichtens der Statorzahnwicklung bzw. während des Pressvorgangs über eine Halterung, welche ausgebildet ist, den Statorzahnkörper an seinem Zahnkopf zu halten, gehalten ist. Mit Vorteil ist der bewickelte Statorzahnkörper während des Pressvorgangs über die Halterung axial verschiebbar in derselben gelagert gehalten, wobei der gehaltene Statorzahnkörper in Richtung Statorlängserstreckung in der Halterung verschiebbar gehalten ist. Hierdurch wird eine den Pressvorgang in Umfangsrichtung optimal unterstützende Halterung der Statorzahnspule gewährleistet.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die Halterung in einem Werkzeug schwimmend gelagert aufgenommen ist und während des Pressvorgangs zum Verdichten der Statorzahnwicklung der Statorzahnkörper nebst seiner Halterung in Umfangsrichtung des Statorzahnkörpers verschoben wird, was ebenfalls die Halterung der Statorzahnspule während des Pressvorgangs in Umfangsrichtung unterstützt.
  • Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch eine Statorzahnspule, umfassend einen Statorzahnkörper und eine Statorzahnwicklung, wobei der Statorzahnkörper in Umfangsrichtung beidseitig am Statorzahnkörper ausgebildete und sich in axialer Richtung erstreckende Statorzahnnuten aufweist. Jede der beiden einander umfänglich gegenüberliegenden Statorzahnnuten weist bodenseitig einen Nutgrund, sowie eine durch eine radial innere Zahnflanke des Statorzahnkörpers gebildete erste Nutseitenwand und eine durch eine radial äußere Zahnflanke des Statorzahnkörpers gebildete zweite Nutseitenwand auf. Die Statorzahnwicklung ist in die, in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Statorzahnnuten des Statorzahnkörpers derart eingepresst und verdichtet, dass eine Statorzahnwicklung, die vor dem Verpressen so gewickelt wurde, dass sie mit Teilen aus der Statorzahnnut hervorstand (also über die eigentliche Aufnahmekapazität der Statorzahnnut hinaus bewickelt / „überwickelt“ wurde), durch einen nachgelagerten Pressvorgang derart in die Statorzahnnut eingepresst ist, dass die Statorzahnwicklung vollständig in die jeweilige Statorzahnnut eingepresst ist. Die Einpressung erfolgt insbesondere derart, dass zumindest die äußere Nutseitenwand (bevorzugt beide Nutseitenwände) sich in Umfangsrichtung über die Statorzahnwicklung hinaus erstrecken, so dass über die gesamte radiale Erstreckung der Statorzahnwicklung ein definierter Luftspalt zwischen zwei umfänglich benachbart angeordneten Statorzahnspulen eines Stators ausgebildet wird. Bevorzugt ist die Statorzahnwicklung in radialer Richtung nach innen abgestuft ausgebildet, was wiederum den zu optimierenden Füllgrad der Statorzahnnut optimiert.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird darüber hinaus durch einen segmentiert aufgebauten Stator gelöst, der durch eine Vielzahl von erfindungsgemäß aufgebauten Statorzahnspulen aufgebaut ist.
  • Ferner wird die Erfindung durch ein Presswerkzeug gelöst, umfassend eine Halterung zur Aufnahme eines Zahnkopfes eines Statorzahnkörpers eines segmentiert aufgebauten Stators und zwei gegenüberliegend angeordnete Pressbacken, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie in Umfangsrichtung des Statorkörpers gesehen eine Presskraft Fpress auf die Statorzahnwicklung ausüben können. Die Pressbacken weisen in radialer Richtung eine Breite auf, die derart bemessen ist, dass die Pressbacken während des Pressvorgangs in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise in die Statorzahnnut hineinbewegbar sind. In einer Weiterbildung des Presswerkzeugs umfasst dieses eine Halterung zur Aufnahme eines Zahnkopfes eines Statorzahnkörpers eines segmentiert aufgebauten Stators sowie ein Werkzeug zur schwimmend gelagerten Aufnahme der Halterung. Ferner umfasst das Presswerkzeug zwei gegenüberliegend angeordnete Haltebacken, die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie axial in Richtung der Statorlängserstreckung gesehen an der Statorzahnspule zur Anlage kommen, um diese im Bereich der Statorzahnwicklung mit einem definierten Haltedruck (wie vorstehend bereits beschrieben) aufnehmen können. Mit Vorteil sind die Pressbacken in ihrem Pressprofil radial nach innen abgestuft ausgebildet, derart dass eine radial nach innen abgestuft gewickelte Statorzahnwicklung in den Pressbacken aufgenommen werden kann. So kann über die gesamte radiale Erstreckung der Statorzahnspule ein optimierter Füllgrad erreicht und eine ausreichende Isolation von umfänglich benachbart angeordneten Statorzahnspulen gewährleistet werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 einen segmentiert aufgebauten Stator gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung in einer axialen Draufsicht,
    • 2 eine schematische Schnittdarstellung eines bewickelten Statorzahnkörpers in einer Ebene lotrecht zu einer Rotordrehachse der elektrischen Maschine, gehalten in einer Haltevorrichtung, vor der Verpressung der Statorzahnspule,
    • 3 eine schematische Schnittdarstellung eines bewickelten Statorzahnkörpers, in einer Ebene lotrecht zu einer Rotordrehachse der elektrischen Maschine, gehalten in einer Haltevorrichtung, während des Pressvorgangs bei dem die Statorzahnwicklung in die umfänglich gegenüberliegend angeordneten Statorzahnnuten verpresst wird, und
    • 4 eine schematische Schnittdarstellung eines bewickelten Statorzahnkörpers, in einer Ebene durch die Rotordrehachse der elektrischen Maschine, gehalten in einer kopfseitigen Halterung sowie in axial gegenüberliegend an der Statorzahnspule angelegten Haltebacken.
  • 1 zeigt einen segmentiert aufgebauten Stator 4 gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung in einer axialen Draufsicht. Der ringzylindrisch ausgebildete Stator 4 ist aus einer Vielzahl von einzelnen Statorzahnspulen 3 zusammengesetzt, die umfänglich nebeneinander angeordnet sind. Jede der Statorzahnspulen 3 weist einen Statorzahnkörper 1 aus ferromagnetischem Material auf, der beispielsweise aus einem Stapel von laminierten Elektroblechen gebildet ist sowie eine um den Statorzahnkörper 1 herum gewickelte Statorzahnwicklung 2 auf. Innerhalb des Stators 4 ist durch den strich-punktierten Innenkreis ein als Innenläufer angeordneter Rotor mit einer als X bezeichneten Rotordrehachse angedeutet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Statorzahnwicklungen 2 radial nach innen abgestuft gewickelt und verpresst ausgebildet. Zwischen zwei umfänglich benachbart angeordneten Statorzahnspulen 3 ist aufgrund der verpressten Statorzahnwicklung 2 bis in die jeweilige Statorzahnnut 6 hinein ein magnetisch isolierend wirkender Luftspalt L ausgebildet.
  • 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines bewickelten Statorzahnkörpers 1 in einer Ebene senkrecht zur Rotordrehachse X der elektrischen Drehstrommaschine 5, gehalten in einer Haltevorrichtung mit einer Halterung 13, welche den Statorzahnkopf 14 des Statorzahnkörpers 1 aufnimmt. Ferner ist mit den beiden umfänglich gegenüberliegend angeordneten Pressbacken 11 ein Presswerkzeug angedeutet, über welches die Statorzahnwicklung 2 an den in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten in die Statorzahnnuten 6 verpresst werden soll.
  • Der Statorzahnkörper 1 weist in Umfangsrichtung gegenüberliegend ausgebildete und sich in axialer Richtung erstreckende Statorzahnnuten 6 auf, wobei jede Statorzahnnut 6 bodenseitig einen Nutgrund 7 sowie eine durch eine radial innere Zahnflanke gebildete erste Nutseitenwand 8 und eine durch eine radial äußere Zahnflanke gebildete zweite Nutseitenwand 9 aufweist. Der Spulenzahnkörper 1 ist mit Spulendraht 10 mit kreisrundem Querschnitt zu der Statorzahnwicklung 2 bewickelt. Die Statorzahnwicklung 2 ist derart gewickelt, dass einzelne ihrer Windungen sich vor einem Verpressen derselben über die durch die Nutseitenwände 8; 9 der Statorzahnnut 6 definierte maximale Füllhöhe Hmax aus der Statorzahnnut 6 hinaus erstrecken. Die Statorzahnnut 6 ist sozusagen überwickelt, um den Füllfaktor des Kupfers in der Statorzahnnut 6 nach einem erfolgten Verpressen der Statorzahnwicklung 2 in den Statorzahnnuten 6 möglichst groß ausfallen zu lassen. Die maximale Füllhöhe Hmax (die durch die gedachte Verbindung der offenen Enden der Nutseitenwände 8; 9 bestimmt ist - dargestellt durch die gestrichelte Verbindungslinie) nimmt von radial außen nach radial innen stetig ab. In der Darstellung gemäß 2 ist die Statorzahnspule 3 noch nicht auf den in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Seiten verpresst. Die Pressbacken 11 des Presswerkzeugs sind geöffnet. Die gestrichelte Linie über der Statorzahnnut 6 soll lediglich die maximale Füllhöhe Hmax der Statorzahnnut 6 veranschaulichen.
  • 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines bewickelten Statorzahnkörpers 1 analog zu 2, wobei hier eine Situation während des Pressvorgangs veranschaulicht ist. Die Statorzahnwicklung 2 wird hier mittels der Pressbacken 11 durch eine erzeugte Presskraft FPress nunmehr in die umfänglich gegenüberliegend angeordneten Statorzahnnuten 6 verpresst. Im Unterschied zur Darstellung in 2 ist in der Darstellung gemäß 3 die Statorzahnwicklung 5 bereits so weit in die in Umfangsrichtung gegenüberliegend angeordneten Statorzahnnuten 6 eingepresst, dass keine Wicklung bzw. kein Spulendraht 10 mehr über die maximale Füllhöhe hinaus aus den Statorzahnnuten 6 hervorsteht. Gut zu erkennen ist in dieser Darstellung, dass die Pressbacken 11 in ihrer radialen Breite kleiner bemessen sind als die maximale Breite der Statorzahnnuten 6, so dass die Statorzahnwicklung 5 mittels der bis in die Statorzahnnuten 6 sich hineinbewegenden Pressbacken 11 so weit zusammengedrückt werden kann, dass zwischen Statorzahnwicklungen 2 benachbart angeordneter Statorzahnspulen 3 ein Luftspalt L gebildet wird. In der bevorzugten Ausgestaltung sind die Spulendrähte soweit in die Statorzahnnuten 6 eingepresst, dass in radialer Richtung ein ununterbrochener Luftspalt L zwischen den Statorzahnwicklungen 2 umfänglich benachbart angeordneter Statorzahnspulen 3 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Presskraft Fpress durch eine einseitig auf nur eine Pressbacke 11 wirkende Presskraft FPress bereitgestellt - die zweite Pressbacke 11 dient als Widerlager und ist unbeweglich und unnachgiebig beispielsweise bodenseitig angeordnet.
  • 4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines bewickelten Statorzahnkörpers 1, in einer Ebene durch die Rotordrehachse X der elektrischen Drehstrommaschine 5, gehalten in einer kopfseitigen Halterung 13 sowie in axial gegenüberliegend an der Statorzahnspule 2 angelegten Haltebacken 12. Wie in der Figur dargestellt, ist der mit Spulendraht 10 bewickelte Statorzahnkörper 1 während des Pressvorgangs zum Verdichten der Statorzahnwicklung 2 über zwei axial in Richtung der Statorlängserstreckung Y (axiale Richtung) gesehen gegenüberliegend an der Statorzahnspule 2 anliegende Haltebacken 12 über eine Haltekraft Fhalt gehalten. Die Haltebacken 12 nehmen die Statorzahnspule 2 im Bereich der Statorzahnwicklung 2 auf. Mit Vorteil erfolgt die Halterung über die Haltebacken 12 über eine definierte voreinstellbare Haltekraft Fhalt , wobei insbesondere die Haltebacken 12 in axialer Richtung nachgebend gelagert sind, so dass eine der aufgrund der in Umfangsrichtung erfolgten Verpressung der Statorzahnwicklung 2, durch die in axialer Richtung ausweichenden Statorzahnwicklungsteile erzeugte Bewegung ausgeglichen werden kann.
  • Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Statorzahnkörper
    2
    Statorzahnwicklung
    3
    Statorzahnspule
    4
    Stator
    5
    Drehstrommaschine
    6
    Statorzahnnut
    7
    Nutgrund
    8
    radial innenliegende Nutseitenwand
    9
    radial außenliegende Nutseitenwand
    10
    Spulendraht
    11
    Pressbacke
    12
    Haltebacke
    13
    Halterung
    14
    Zahnkopf
    X
    Rotordrehachse
    L
    Luftspalt
    Hmax
    max. Nutfüllhöhe
    Fpress
    Presskraft
    Fhalt
    Haltekraft
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006054579 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung einer einen Statorzahnkörper (1) und eine Statorzahnwicklung (2) umfassenden Statorzahnspule (3) für einen segmentiert aufgebauten Stator (4) einer elektrischen Drehstrommaschine (5), insbesondere einer als Drehstrommaschine (5) ausgebildeten Antriebsmaschine für ein Kraftfahrzeug, wobei die einzelnen Statorzahnspulen (3) in Umfangsrichtung zu dem segmentiert aufgebauten Stator (4) zusammensetzbar sind, umfassend die Verfahrensschritte: - Bereitstellen eines Statorzahnkörpers (1) mit in Umfangsrichtung beidseitig am Statorzahnkörper (1) ausgebildeten und sich in axialer Richtung erstreckenden Statorzahnnuten (6), wobei jede Statorzahnnut (6) bodenseitig einen Nutgrund (7), sowie eine durch eine radial innere Zahnflanke gebildete erste Nutseitenwand (8) und eine durch eine radial äußere Zahnflanke gebildete zweite Nutseitenwand (9) aufweist, - Bereitstellen eines Spulendrahts (10) und Bewickeln des Statorzahnkörpers (1) mit dem Spulendraht (10) zu der Statorzahnwicklung (2), wobei die Statorzahnwicklung (2) derart gewickelt ist, dass sich einzelne ihrer Windungen aus der Statorzahnnut (6) hinaus erstrecken, und - Verdichten der Statorzahnwicklung (2) in Umfangsrichtung des Stators (4) gesehen, indem über zwei in Umfangsrichtung des Stators (4) gesehen am Statorzahnkörper (1) gegenüberliegend angeordnete Pressbacken (11) eine Presskraft Fpress auf die Statorzahnwicklung (2) ausgeübt wird, wobei, die Pressbacken (11) die Statorzahnwicklung (2) so weit in die jeweilige Statorzahnnut (6) einpressen, dass die Pressbacken (11) zumindest bereichsweise in die jeweilige Statorzahnnut (6) eintauchen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewickeln des Statorzahnkörpers (1) mit dem Spulendraht (10) zu einer Statorzahnwicklung (2) derart erfolgt, dass die fertig gewickelte Statorzahnwicklung (2) in radialer Richtung stufig gewickelt ausgebildet ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressvorgang zum Verdichten der Statorzahnwicklung (2) mittels gestufter, an die gestuft gewickelte Statorzahnspule (2) angepasster Pressbacken (11) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mit Spulendraht (10) bewickelte Statorzahnkörper (1) während des Pressvorgangs zum Verdichten der Statorzahnwicklung (2) über zwei axial in Richtung der Statorlängserstreckung gesehen gegenüberliegend an der Statorzahnspule (2) anliegende Haltebacken (12), welche die Statorzahnspule (2) im Bereich der Statorzahnwicklung (2) aufnehmen gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu bewickelnde Statorzahnkörper (1) während des Pressvorgangs über eine Halterung (13), welche ausgebildet ist den Statorzahnkörper (1) an seinem Zahnkopf (14) zu halten, gehalten ist.
  6. Statorzahnspule (2), umfassend einen Statorzahnkörper (1) und eine Statorzahnwicklung (2), - wobei der Statorzahnkörper (1) in Umfangsrichtung beidseitig am Statorzahnkörper (1) ausgebildete und sich in axialer Richtung erstreckende Statorzahnnuten (6) aufweist, wobei jede Statorzahnnut (6) bodenseitig einen Nutgrund (7), sowie eine durch eine radial innere Zahnflanke des Statorzahnkörpers (1) gebildete erste Nutseitenwand (8) und eine durch eine radial äußere Zahnflanke des Statorzahnkörpers (1) gebildete zweite Nutseitenwand (9) aufweist, . dadurch gekennzeichnet, dass - die Statorzahnwicklung (2) in die in Umfangsrichtung gegenüberliegenden Statorzahnnuten (6) des Statorzahnkörpers (1) derart eingepresst und verdichtet ist, dass eine Statorzahnwicklung (2), die vor dem Verpressen so gewickelt wurde, dass sie mit Teilen aus der Statorzahnnut (6) hervorstand, derart in die Statorzahnnut (6) eingepresst ist, dass die Statorzahnwicklung (2) vollständig in die jeweilige Statorzahnnut (6) eingepresst ist, so dass über die gesamte radiale Erstreckung der Statorzahnwicklung (2) ein definierter Luftspalt zwischen zwei umfänglich benachbart angeordneten Statorzahnspulen (3) eines Stators (4) ausgebildet ist.
  7. Statorzahnspule (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorzahnwicklung (2) in radialer Richtung nach innen abgestuft ausgebildet ist.
  8. Segmentiert aufgebauter Stator (4) für eine Drehstrommaschine (5), umfassend eine Mehrzahl von Statorzahnspulen (3) nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 oder 7.
  9. Presswerkzeug (14), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-5, umfassend - eine Halterung (13) zur Aufnahme eines Zahnkopfes (14) eines Statorzahnkörpers (1) eines segmentiert aufgebauten Stators (4), - zwei gegenüberliegend angeordnete Pressbacken (11), die derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie in Umfangsrichtung des Statorkörpers (1) gesehen eine Presskraft Fpress auf die Statorzahnwicklung (2) ausüben können, wobei die Statorzahnbacken (11) eine Breite in radialer Richtung aufweisen, die derart bemessen ist, dass die Pressbacken (11) während des Pressvorgangs in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise in die Statorzahnnut (6) hineinbewegbar sind.
  10. Presswerkzeug (14) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressbacken (11) in ihrem Pressprofil gestuft radial nach innen abgestuft ausgebildet sind, derart dass eine radial nach innen abgestuft gewickelte Statorzahnwicklung (5) in den Pressbacken (11) aufgenommen werden kann.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021127189A1 (de) 2021-10-20 2023-04-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Verdichtung von Spulenwindungen von segmentierten Statoren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60023242T2 (de) 1999-11-03 2006-07-27 Axis S.P.A., Tavarnelle Val Di Pesa Wickelmaschine für Komponenten einer dynamo-elektrischen Maschine und entsprechendes Herstellungsverfahren
DE102006054579A1 (de) 2005-11-21 2007-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota Teilstator für einen Elektromotor
JP2009225597A (ja) 2008-03-18 2009-10-01 Nissan Motor Co Ltd 集中巻線ステータおよびその製造方法
WO2011010281A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Control Techniques Dynamics Limited Electric device stator and methods for winding

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006204019A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Yaskawa Electric Corp 分割ステータ構造
JP2007082268A (ja) * 2005-09-09 2007-03-29 Toyota Motor Corp 回転電機の製造方法および回転電機の製造装置
JP2009225518A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Nissan Motor Co Ltd 電動機用コイルの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60023242T2 (de) 1999-11-03 2006-07-27 Axis S.P.A., Tavarnelle Val Di Pesa Wickelmaschine für Komponenten einer dynamo-elektrischen Maschine und entsprechendes Herstellungsverfahren
DE102006054579A1 (de) 2005-11-21 2007-05-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota Teilstator für einen Elektromotor
JP2009225597A (ja) 2008-03-18 2009-10-01 Nissan Motor Co Ltd 集中巻線ステータおよびその製造方法
WO2011010281A1 (en) 2009-07-22 2011-01-27 Control Techniques Dynamics Limited Electric device stator and methods for winding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021127189A1 (de) 2021-10-20 2023-04-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Verdichtung von Spulenwindungen von segmentierten Statoren
WO2023066422A1 (de) 2021-10-20 2023-04-27 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren und vorrichtung zur verdichtung von spulenwindungen von segmentierten statoren

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