WO2017050566A1 - Stator - Google Patents

Stator Download PDF

Info

Publication number
WO2017050566A1
WO2017050566A1 PCT/EP2016/070985 EP2016070985W WO2017050566A1 WO 2017050566 A1 WO2017050566 A1 WO 2017050566A1 EP 2016070985 W EP2016070985 W EP 2016070985W WO 2017050566 A1 WO2017050566 A1 WO 2017050566A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
section
waveguide segment
waveguide
tools
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/070985
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Reuter
Alexander Schäflein
Christian Brückner
Original Assignee
Zf Friedrichshafen Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zf Friedrichshafen Ag filed Critical Zf Friedrichshafen Ag
Publication of WO2017050566A1 publication Critical patent/WO2017050566A1/de

Links

Classifications

    • 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
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0435—Wound windings
    • H02K15/0478—Wave windings, undulated windings
    • 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
    • H02K15/04—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of windings, prior to mounting into machines
    • H02K15/0407—Windings manufactured by etching, printing or stamping the complete coil
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electric machine according to the preamble of patent claim 1 and to a method for producing a waveguide segment for such a stator.
  • US 2014/0 1 1 1 057 A1 discloses a waveguide segment which is bent from a wire.
  • the waveguide segment runs around in the stator several times, wherein a waveguide segment is arranged in several layers of the stator.
  • a plurality of waveguide segments are arranged together. It is complicated and complicated to arrange the waveguide segments in such a way.
  • a waveguide segment for a stator of an electrical machine is shown.
  • Such a waveguide segment is made of a thin sheet.
  • the waveguide segments are arranged on the stator in a radial position of the stator, wherein for better filling of the stator preferably more of these waveguide segments are adjacent to each other in the circumferential direction.
  • JP 2010 284 001 also shows a stator with waveguide segments.
  • identical waveguide segments are arranged in segments like a segment and contacted with each other at their ends.
  • the conductor sections of the waveguide segments are arranged in two layers.
  • the waveguide segments are made of a thin sheet, so that corresponding stator grooves are not optimally filled.
  • the stator in this case comprises a stator yoke and correspondingly a plurality of waveguide segments, wherein the entirety of the waveguide segments forms a waveguide package.
  • stator slots are uniformly distributed on the circumference of the stator yoke, preferably radially inward.
  • the waveguide segments are arranged in several layers. The layers are in this case thoughtfully formed in the respective stator slots or the stator slots are subdivided into layers, wherein the layers of a stator slot are preferably arranged radially relative to one another.
  • a waveguide segment in this case has at least one Lüprungabêt and a plurality of conductor sections, wherein the conductor sections of a waveguide segment are arranged in different layers.
  • the conductor section is inter alia in a stator passage section, which is arranged within the stator and fills a position of the stator, and divided into a Nutversatzabêt.
  • the slot offset section enables the arrangement of adjacent conductor sections, in particular adjacent stator passage sections of a waveguide segment, in different stator slots of the stator.
  • the conductor portion is formed within a layer, wherein the Lüsprungabêt can be formed within several layers. Conveniently, the Lüs jumping section is formed over two layers.
  • a first and a last conductor section of the waveguide segment have a contact section for interconnecting the waveguide segment with power electronics or with other waveguide segments.
  • the conductor sections of the waveguide segment preferably pass through the stator yoke in the axial direction, the layers of the stator slots advantageously being arranged radially relative to one another.
  • each stator passage section of a waveguide segment is located in its own position of the stator or of the stator slots. In this case, the waveguide segment on several Lüsprungabête on, wherein position jumps of successive or adjacent conductor sections are always carried out in the same direction, in particular in the radial direction.
  • Such an embodiment of the waveguide segments makes it possible to arrange them together in a simple manner, for example by simply abutting one another on the stator, thereby producing a waveguide package.
  • the theoretical subdivision of the stator slots into several layers, in particular the direction of adjacent layers, corresponds with advantage to the direction of introduction of the
  • stator yoke Statornuten When radially introduced into the stator yoke Statornuten the layers are for example also arranged in the radial direction to each other. The same can also be transmitted to axially introduced stator slots.
  • a waveguide segment preferably runs over the stator yoke a maximum of once at the stator yoke.
  • a waveguide segment on the stator yoke turns approximately half way around the stator yoke.
  • a waveguide segment advantageously has at least 3 or 4 stator passage sections or conductor sections.
  • an end region of a separating surface which separates two adjacent layers from each other, engages in the position jump section.
  • Such a separation surface can be produced, for example, during the production of such a waveguide segment. This makes it possible to manufacture the waveguide segment from a sheet of high material thickness. A possible manufacturing method will be explained in more detail below.
  • several waveguide segments can be arranged to save space on the stator by the positional design.
  • the parting surface engages the sides of the stator passing portion or sides of the stator yoke in the position jumping portion, wherein the position jumping portion has substantially no bend and is formed substantially flat.
  • the position jump section remains in this case, starting from a base body, from which the waveguide segment is produced, in its original form.
  • the groove offset section can be formed on the waveguide segment with a corresponding production method, in particular that explained in detail below, even at high material thicknesses.
  • the position jump section is thus not damaged in the production, in particular by the lack of deformation, for example by tearing.
  • the separating surface may in this case be formed by a surface of one of the respective relevant conductor sections and / or by an imaginary surface which divides two conductor sections from one another into different layers.
  • the two task-solving features of the two stators according to the invention can also be combined with one another.
  • the benefits complement each other accordingly.
  • the position jump describes the distribution of adjacent conductor sections of the waveguide segment in the layers of the stator slots of the stator yoke.
  • the position jump can be defined inter alia by a position jump value of the associated position jump section.
  • the position jump value indicates the number of layers two adjacent conductor sections of a waveguide segment are offset from each other. Adjacent conductor sections, in particular stator passage sections, through fen the two associated Statornuten in a position jump value of 1 in directly adjacent layers. In the case of a position jump value of 2, one position is correspondingly skipped, and with a position jump value of 3, two positions are correspondingly skipped.
  • the position jump value may favorably take even or odd values.
  • the waveguide segment is preferably designed step-shaped.
  • adjacent conductor sections are offset by one position relative to one another by the position jump section in the stator slot.
  • a position jump value is the size 1.
  • the conductor sections can also be formed offset by a plurality of layers to each other and in particular have a Lägeprungwert of 2 or 3.
  • a cross section of the waveguide segment, in particular of the conductor section, is suitably rectangular.
  • stator slots can be effectively filled by the waveguide segments, preferably completely filled.
  • each stator slot is filled in layers by the stator passage sections of several waveguide segments.
  • a fill factor of the stator slots which describes a spatial filling of the stator slot by the waveguides, is very high.
  • a width of the waveguide segment substantially corresponds to the width of the stator slots.
  • a height of the cross section corresponds to at least 40% of the width of the cross section of the waveguide segment or a width of the cross section of the waveguide segment is greater than 1, 5 mm.
  • An extension direction of the width of the cross section of the waveguide segment when arranged on the stator yoke and in its stator slots, corresponds to the extension direction of the width of the stator slot.
  • An extension direction of the height of the cross section of the waveguide segment accordingly corresponds to the direction of insertion of the stator slot into the stator yoke or the depth of the stator slot.
  • the width of the cross section of the waveguide segment substantially correspond to the circumferential direction of the stator yoke and the height of the cross section of the waveguide segment substantially to the radial direction of the stator yoke.
  • a high material thickness in the direction of the width of the waveguide segment of at least 1.5 mm, at least 2 mm or at least 2.5 mm, allows a high degree of filling of the stator by the waveguide segment. This allows the
  • Statornuten be filled substantially form-fitting.
  • the groove offset section of the waveguide segment has bending sections which are bent transversely to a surface normal of the separating surface or around a surface normal of the separating surface.
  • the bending sections of the waveguide segment are preferably formed exclusively on the groove offset section.
  • the waveguide segment can be formed in cross-section with a high material thickness.
  • the waveguide segment is coated or painted insulating.
  • a waveguide segment is produced starting from a sheet-like basic body.
  • the sheet-like base body has, inter alia, a main surface with a surface normal and side surfaces.
  • the main surface is formed by the largest surface on the body.
  • the sheet-shaped base body has essentially the same area on a front side and on a rear side. For better explanation, however, only the front side of the sheet-shaped base body is meant here.
  • the side surfaces are preferably arranged at right angles or parallel to one another.
  • separating surfaces In the main body separating surfaces are introduced, said separating surface, starting from a first side surface to a second side surface which is opposite to the first, extends. In this case, the separating surface of the second side surface at a distance.
  • the dividing surfaces define a meandering body.
  • the definition of the first and second side surface is dependent on the respective separation surface, wherein the first and second side surfaces of adjacent separation surfaces are reversed.
  • the separating surfaces can be introduced, for example, by laser machining or by cutting.
  • certain portions correspond to the characteristic portions of the later waveguide segment.
  • Several tools engage the sections of the meander-shaped body and fix these sections on the tool. The tools are then relatively designed or moved together with the fixed portions of the meandering body against each other to form the waveguide segment.
  • the fixed sections are preferably not deformed.
  • a first tool on a first portion and a second tool on a second portion of the meandering body attack and fix it.
  • the first and the second tool perform a relative movement in the opposite direction, in this case, for example, along the surface normal of the main surface of the original body.
  • the meander-shaped main body can be mounted or manufactured in accordance with a concertina movement, for example, in one or more work steps.
  • a waveguide segment in particular the waveguide segment explained above, can be produced in a simple manner.
  • a portion of the meandering body fixed by a tool can form, for example, a stator passage section or a position jump section on the finished waveguide segment.
  • a Nutversatzabêt is preferably arranged between two functionally adjacent tools.
  • the separating surfaces are advantageously formed perpendicular to their respective first and second side surfaces.
  • the main surface of the body can be made, inter alia, rectangular or square.
  • the relative movement of functionally adjacent tools is expediently carried out along a surface normal of the main surface of the original base body.
  • At least one of the tools overlaps and fixes an end region of the separating surface.
  • This end region is in particular overlapped and fixed so that this end region of the separating surface is not deformed, in particular is not deformed during the relative movement of functionally adjacent tools.
  • the separation surface is conveniently overlapped and fixed starting from the second side surface.
  • the end region of the separating surface preferably engages in a Nutversatzabêt.
  • One working step here means that the tools engage only once on a meander-shaped body and fix their sections in order to form the waveguide segment.
  • the individual relative movements between two functionally adjacent tools for shaping the waveguide segment can be carried out simultaneously or sequentially.
  • various sections of the meandering body are repeatedly and successively fixed by the first, the second and optionally further tools to form the waveguide segment by a respective relative movement between functionally adjacent tools in several steps.
  • This embodiment is significantly cheaper and easier to handle.
  • the base body has a material thickness of at least 1.5 mm.
  • the material thickness may for example be greater than 2 mm, 2.5 mm, 3 mm or 3.5 mm.
  • An advantageous material thickness corresponds approximately to 3.5 mm.
  • the thickness of the material preferably corresponds to the width of the stator slots in order to fill them as completely as possible in several layers.
  • the meandering body is heated to a room temperature during the relative movement of the tools.
  • the heating of the meandering body can be done for example by energization. It is at the room temperature to about 20 ° C, the meandering body during the Manufacture of the waveguide segment can be heated above 70 ° C, 80 ° C or 100 ° C.
  • the waveguide segment produced from the basic body is expediently designed in accordance with at least one of the preceding embodiments or according to at least one of claims 1 to 10.
  • stator according to the invention and the method according to the invention for producing a waveguide segment will be explained using corresponding exemplary embodiments and with reference to several figures.
  • Fig. 1 shows a stator for an electric machine with a stator yoke
  • Fig. 2 is a waveguide segment of the stator of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a plan view of the waveguide segment of Fig. 2;
  • Fig. 4 is a side view of the waveguide segment of Fig. 2; 5 shows an enlarged partial view of a position jump section of the waveguide segment from FIG. 2;
  • FIG. 6 shows an illustration of the waveguide segment with tool
  • FIG. 7 shows a stator yoke with a waveguide segment
  • Fig. 8 is an enlarged view of Fig. 7;
  • Fig. 9 shows a set of juxtaposed waveguide segments for the
  • Fig. 10 is an enlarged view of the waveguide segment of Fig. 9; 1 shows a base body for producing a waveguide segment;
  • FIG. 12 shows a meander-shaped body for producing a waveguide segment.
  • a stator 10 is shown for an electric machine.
  • the stator 10 has an annular stator yoke 12, with stator slots 14 arranged radially on the inside.
  • the stator yoke 12 is formed essentially rotationally symmetrical about a rotation axis A.
  • waveguide segments 16 are arranged on the start yoke 12, which inter alia penetrate the stator slots 14.
  • a single waveguide segment 1 6 is in this case again shown in more detail in FIG.
  • the waveguide segments 1 6 arranged on the stator yoke 12 are arranged radially one above the other in a predetermined width and offset relative to one another on the circumference.
  • a waveguide segment 1 6 is arranged in this embodiment in six radial layers 18 a to f, wherein each passage is made by a stator 14 in a different position 18.
  • 72 waveguide segments 1 6 are formed on the stator yoke, which completely fill the 72 stator slots 14 of the stator yoke 12.
  • a waveguide segment 16 has a plurality of position jump sections 20 as well as a plurality of conductor sections 22.
  • Each conductor section 22 is further divided at least into a stator passage section 22a and a slot offset section 22b.
  • a contact section 24 is formed on each of the first and the last conductor section 22 of the waveguide segment 16. The contact sections 24 serve to connect to further waveguide segments. Menten 1 6 and the contact or the interconnection of the stator 10 with a power electronics, which is not shown here.
  • a stator passage section 22a is arranged in each case within a layer 18 in a stator groove 14, which it passes through in the axial direction along the axis of rotation A.
  • the waveguide segment 16 or its stator passage section 22a has essentially the same cross section as a layer 18 of the stator groove 14.
  • the division of a stator slot into a plurality of layers is clearly illustrated inter alia in FIGS. 7 and 8.
  • the width B of the waveguide segment 16, in particular of the stator passage section 22a substantially corresponds to the width BS of a stator groove 14 in the circumferential direction.
  • the height HS or the depth of the stator slots 14 is accordingly formed in the radial direction on the stator yoke 12.
  • the height HS of the stator is hereby mentally divided into six layers 18a to f, wherein the height H of the waveguide segment 1 6, in particular the stator passage portion 22a, the height HSL corresponds to a layer 18 in the radial direction.
  • the stator passage section 22a is preferably minimally reduced in cross-section so that it can be inserted or inserted in a simple manner into the stator slots 14 of the stator yoke 12.
  • a complete filling of the stator 14 is achieved.
  • the degree of filling of the stator 14 with a conductor, here the waveguide segment 1 6, corresponds to nearly 100%.
  • the stator passage section 22a has a substantially rectangular cross-section.
  • a groove offset portion 22b Adjacent to the stator passage portion 22a, a groove offset portion 22b is formed on the conductor portion 22 on both sides, respectively.
  • the slot offset section 22b has bending sections 26 in order to enable the stator slot offset of two adjacent stator passage sections 22a of a waveguide segment 16.
  • two slot offset sections 22b bridge the distance between the two stator slots 14, into which adjacent stator passage sections 22a engage.
  • the bending sections 26 are in this case a surface normal 25 of the parting surfaces 28 is bent or bent transversely to the surface normal 25.
  • adjacent conductor sections 22 of a waveguide segment 16 are arranged in different layers 18.
  • two adjacent conductor sections 22 on the waveguide segment 1 6 via a corresponding bearing jump section 20 are interconnected.
  • two adjacent groove offset portions 22b are connected to each other via a land jumping portion 20 or via a stator passing portion 22a.
  • the position jump section 20 is in this case formed over two layers 18. It can be seen in Fig. 1, that two adjacent Siegprungabête 20 are each arranged on the opposite side of the stator yoke 12.
  • the position jump sections 20 in this case form the respective position jump between two adjacent conductor sections 22.
  • a position jump value is the size 1.
  • 6 stator passages 22a corresponding to 6 correspond to the 6 layers of the stator slots 14.
  • Fig. 3 shows the waveguide segment 1 6 in a plan view.
  • the individual layers 18a to 18f can be recognized on the waveguide segment 16. 4
  • a corresponding side view is shown. Again, you can see the corresponding layers 18a to 18f.
  • the contact portions 24 are designed to be different in their axial length.
  • the contact section 24, which is arranged radially on the inside of the stator yoke 12, is preferably made longer than the contact section 24 arranged radially on the outside.
  • the position jumps of adjacent northeastprungabitese 20 are identical.
  • the position jump of the position jump sections 20 in this case has the Lägeprungwert 1, ie there is a jump to 1 position.
  • the cross-sectional profile of the waveguide segment or the respective conductor section corresponds in this embodiment, the dimensions with a width B of 3.5 mm and a height H of 2.5 mm.
  • the width B of the conductor section preferably corresponds to at least 1.5 mm.
  • two bending sections 26 are formed on each groove offset section 22b. In this case, the bending portions 26 of the Nutversatzabitess 22b close directly to the respective Lüprungabexcellent 22 and the respective stator passage portion 22a.
  • a separation surface 28 engages in the position jump section 20.
  • the separating surface 28 can be either one of the surfaces 33a or 33b or an imaginary surface 33 which lies between these two adjacent surfaces 33a and 33b.
  • the surface 33a is shown, but the surface 33b is hidden.
  • Such a separation surface 28 may generally be formed by a separation process, e.g. be produced by laser cutting, cutting, etc., wherein the separation surface 28 can be used inter alia for the separation of multiple layers 18a to 18f.
  • the separation surface 28 is shown here as a cut or an incision in the position jump section 20.
  • a two-layer section 20a which extends over two layers 18, as well as two single-layer sections 20b, each of which extends over a layer 18, is embodied on the layer jump section 20.
  • the single-layer section 20b substantially corresponds in its dimensions to the cross-section of a conductor section 22.
  • the two-layer section 20a thus corresponds in its extensions substantially to the double cross-section of the conductor section 22.
  • the two-layer section 20a and the single-layer sections 20b are schematic in FIG clearly separated from each other by an inserted line 27.
  • a surface of the two-layered portion 20a and the single-layered portions 20b advantageously forms a common planar surface.
  • the position-changing section 20 is separated from the slot-offset sections 22b.
  • the formation of the two single-layer sections 20b of the layer jump section 20 allow advantages in the production of the waveguide segment 16, in particular a damage-free production of the waveguide elements 16 in the area of the layer jump sections 20.
  • FIG. 6 shows the tools 31, 31 a - k for clarity on an already finished waveguide segment 16.
  • a first tool 31 a and a second tool 31 b engage in a position jump section 20 and on a stator passage section 22a and fix them.
  • the fixation of the sections is illustrated by the thin arrows that point to the tools. Therefore, the fixed portions do not deform when the groove offset portions 22b are formed.
  • One of the tools engages or fixes the position-changing section 20 in such a way that the separating surface 28, which is not visible in FIG. 6, is at least partially overlapped.
  • damage, in particular tearing, of the position jump section 20 at an end region of the separating surface 28 can be avoided. This will be shown in more detail in connection with the comments on FIGS. 11 and 12. It is thus possible to deform even a sheet of high material thickness without damage. Thus, a large-volume cross section for the conductor portion 22 can be achieved.
  • stator yoke 12 is shown with a single waveguide segment 16 arranged in its stator slots 14.
  • the waveguide segment 1 6 circumscribes the stator yoke in about halfway.
  • a first stator passage section 22a of the waveguide segment 16 is arranged in a first position 18a, which forms the radially outermost layer 18.
  • An adjacent to this passage portion 22a is accordingly arranged in a second layer 18b and a subsequent thereto adjacent passage portion 22a in a position 18c.
  • each stator slot 14 has six layers 1 8.
  • the stator yoke 12 in this case has a total of 72 stator slots 14. Between two adjacent stator passage sections 22a, 5 stator slots 14 are skipped by the two intermediate slot offset sections.
  • FIG. 9 a total of 72 waveguide segments are shown corresponding to the 72 stator slots 14 arranged on the stator yoke 12.
  • the waveguide segments are arranged in this representation in a plane to each other.
  • This waveguide package 30 of 72 waveguide segments 1 6 is doing in the 72 stator 14th the stator yoke 12 is arranged.
  • the waveguide package 30 shown in FIG. 9 is formed into a ring or closed annularly.
  • the first stator passage section 22a of the first waveguide segment 16 is thus now adjacent to the first stator passage section 22a of the 72nd waveguide segment 1 6.
  • the waveguide segments 1 6/1 to 16/72 in this case form the waveguide package 30.
  • the waveguide package 30 can be used as a whole in the stator yoke 12 become.
  • the waveguide segments 16 of the waveguide package 30 can also be inserted individually and successively into the stator yoke 12, so that the waveguide package 30 is completed only within the stator yoke 12.
  • the stator yoke 12 is designed in several parts, ie segmented in the circumferential direction, so that a simple assembly is made possible.
  • FIG. 10 shows an enlarged view of a partial detail of FIG. 9.
  • the contact portions 24, each formed on a waveguide segment 16 have a different axial length.
  • a base body 32 for the production of a waveguide segment 16 is shown.
  • the base body 32 is sheet-shaped and in this case has a main surface 34 and a plurality of side surfaces 36a-d, in this exemplary embodiment.
  • the main surface 34 forms the largest surface of the sheet-like base body 32, wherein a surface normal 38 is perpendicular to the main surface.
  • a further surface, which corresponds to the main surface and can also be regarded as the main surface, is arranged on the back side of the sheet-like basic body 32.
  • the sheet-like base body 32 has a thickness or a material thickness of more than 1.5 mm in the direction of the surface normal 38. This thickness or material thickness of the base body corresponds to the later width B of the cross section of the waveguide segment 16 or its different sections.
  • Adjacent side surfaces 36 are rectangular, mutually opposite side surfaces 36 are carried out correspondingly parallel to each other.
  • separating surfaces 28 are incorporated.
  • the five separating surfaces 28a-e are formed continuously from a first side surface 36 to a second side surface 36, which have a corresponding distance from the second side surface 36. In the case of two adjacent separating surfaces 28, the first side surface 36 and the second side surface 36 are correspondingly exchanged by definition.
  • the side surface 36a corresponds to the first side surface 36 and the side surface 36c corresponds to the second side surface 36.
  • the side surface 36c corresponds to the first side surface 36 and the side surface 36a corresponds to the second side surface 36.
  • the meander-shaped body 40 can be produced, inter alia, from a metal strip, for example by means of a laser cutting method.
  • the meander-shaped body 40 engage a plurality of tools 31, at least a first tool 31 a and a second tool 31 b.
  • the first tool fixes a first section 42a of the meander-shaped body 40 and the second tool secures a second section 42b of the meander-shaped body 40.
  • Further tools 31c-k fix correspondingly further sections 42c-k.
  • the first section 42a corresponds to one of the later stator passage sections 22a, wherein a second section 42b here corresponds to one of the later side jump sections 20 of the later waveguide segment 16.
  • tools 31a-k are shown on an already finished waveguide segment 16 in FIG. As a result, nevertheless, the arrangement and the relative movement between the tools 31a-k can be further clarified.
  • the fixed sections 42a-k are now displaced by a relative movement of adjacent tools 31 along the surface normal 38 in mutually opposite directions.
  • the groove offset portion 22b which is arranged on the later waveguide segment between the stator passage portion 22a and the position jump portion 20, is formed.
  • the movement of the individual tools 31a-f during production of the waveguide segment 16 from the meander-shaped body is graphically represented by the thick arrows in FIG.
  • the number of thick arrows associated with the respective tools 31a-k again illustrates the relative movements between the tools 31a-k.
  • the production takes place in this embodiment in one step, with a multiple re-clamping of the tools 31 is not necessary.
  • the relative movement between the adjacent tools 31 can be carried out simultaneously or chronologically.
  • the production of the waveguide segment 16 from the meander-shaped body can also be effected by the use of only two or more than two tools 31. In this case, for example, multiple re-clamping of the tools may be necessary.
  • the production is thus carried out in several steps.
  • the relative movement of adjacent tools 31 in the opposite direction corresponds to the previously made versions also in this manufacturing variant.
  • a tool 31 fixes in the production of a waveguide segment 1 6, as already mentioned, the two-ply portion 20 b and the single-layer portions 20 a. As a result, the tool fixes the future position jump portion 20 and engages over the end portion of the associated parting surface 28.
  • the position jump portion 20 and in particular an end portion of the parting surface 28 are not damaged during the production of Nutversatzab 22b, for example by tearing. This makes it possible thick sheet, so with material thicknesses of about 1, 5 millimeters, without deforming damage. This increased sheet thickness makes it possible to completely fill the stator slots 14 of the stator yoke 12 in layers.
  • the rectangular shape of the Statornuten, the stator passage sections and the positional arrangement allow a very high degree of filling of the stator by conductor material.
  • the waveguide segment 1 6 can then be coated or coated insulating.
  • Meandering body 42 a - k section

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

Stator (10) für eine elektrische Maschine, umfassend ein Statorjoch (12) sowie mehrere Wellenleitersegmente (16), die in mehreren Lagen (18) in Statornuten (14) an dem Statorjoch (12) angeordnet sind, wobei ein Wellenleitersegment (16) zumindest einen Lagesprungabschnitt (20) und mehrere Leiterabschnitte (22) aufweist, wobei ein Leiterabschnitt (22) zumindest einen Statordurchgangabschnitt (22a) und einen Nutversatzabschnitt (22b) aufweist, wobei der Statordurchgangabschnitt (22a) des Leiterabschnitts (22) in einer Lage (18) einer Statornut (14) des Statorjochs (12) angeordnet ist, wobei benachbarte Leiterabschnitte (22) des Wellenleitersegments (1 6) in verschiedenen Lagen (18) angeordnet sind, wobei ein Lagesprungabschnitt (20) des Wellenleitersegments (1 6) über mehrere Lagen (18) ausgebildet ist und zwei benachbarte Leiterabschnitte (22) miteinander verbindet. Zudem ist das Wellenleitersegment (1 6) derart ausgebildet, dass es mehrere Lagesprungabschnitte (20) aufweist und Lagesprünge aufeinanderfolgender Leiterabschnitte (22) immer in derselben Richtung ausgebildet sind. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenleiters für einen solchen Stator beschrieben.

Description

Stator
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wellenleitersegments für einen derartigen Stator.
In der US 2014 / 0 1 1 1 057 A1 ist ein Wellenleitersegment offenbart, das aus einem Draht gebogen ist. Dabei läuft das Wellenleitersegment in dem Stator mehrfach um, wobei ein Wellenleitersegment in mehreren Lagen des Stators angeordnet ist. Für die komplette Statorwicklung sind entsprechend mehrere Wellenleitersegmente aneinander angeordnet. Dabei ist es aufwändig und kompliziert die Wellenleitersegmente derart aneinander anzuordnen.
In der US 1 ,849,215 ist ein Wellenleitersegment für einen Stator einer elektrischen Maschine dargestellt. Ein derartiges Wellenleitersegment ist aus einem dünnen Blech hergestellt. Dabei ist sind die Wellenleitersegmente an dem Stator in einer radialen Lage des Stators angeordnet, wobei zur besseren Ausfüllung der Statornuten günstigerweise mehrere dieser Wellenleitersegmente in Umfangsrichtung benachbart aneinandergelegt werden.
Die JP 2010 284 001 zeigt ebenfalls einen Stator mit Wellenleitersegmenten. Dabei sind identische Wellenleitersegmente segmentartig aneinander angeordnet und an deren Enden miteinander kontaktiert. Die Leiterabschnitte der Wellenleitersegmente sind dabei in zwei Lagen angeordnet. Auch hier sind die Wellenleitersegmente aus einem dünnen Blech hergestellt, sodass entsprechende Statornuten nicht optimal ausfüllt werden.
Es ist daher Aufgabe ein Wellenleitersegment für eine Wellenwicklung bereitzustellen, das in mehrfacher Ausführung auf einfache Weise zu einem Wellenleiterpaket zusammengefügt werden kann und wobei die Wellenleitersegmente Statornuten eines Statorjochs möglichst vollständig ausfüllen. Die vorliegende Aufgabe wird durch einen Stator entsprechend des Patentanspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen des Stators dargestellt.
Der Stator umfasst hierbei ein Statorjoch und entsprechend mehrere Wellenleitersegmente, wobei die Gesamtheit der Wellenleitersegmente ein Wellenleiterpaket bildet. Dabei sind Statornuten gleichmäßig an dem Umfang des Statorjochs, vorzugsweise radial innen, verteilt. An dem Stator, insbesondere an den Statornuten, sind die Wellenleitersegmente in mehreren Lagen angeordnet. Die Lagen sind hierbei gedanklich in den jeweiligen Statornuten ausgebildet bzw. die Statornuten sind in Lagen unterteilt, wobei die Lagen einer Statornut vorzugsweise radial zueinander angeordnet.
Ein Wellenleitersegment weist hierbei zumindest einen Lagesprungabschnitt sowie mehrere Leiterabschnitte auf, wobei die Leiterabschnitte eines Wellenleitersegments in verschiedenen Lagen angeordnet sind. Der Leiterabschnitt ist dabei unter anderem in einem Statordurchgangabschnitt, der innerhalb der Statornut angeordnet ist und eine Lage der Statornut ausfüllt, sowie in einen Nutversatzabschnitt aufgeteilt. Der Nutversatzabschnitt ermöglicht hierbei die Anordnung benachbarter Leiterabschnitte, insbesondere benachbarter Statordurchgangabschnitte eines Wellenleitersegments, in verschiedenen Statornuten des Stators. Der Leiterabschnitt ist dabei innerhalb einer Lage ausgebildet, wobei der Lagesprungabschnitt innerhalb mehrerer Lagen ausgebildet sein kann. Günstigerweise ist der Lagesprungabschnitt über zwei Lagen ausgebildet. Ein erster und ein letzter Leiterabschnitt des Wellenleitersegments weisen einen Kontaktabschnitt zur Verschaltung des Wellenleitersegments mit einer Leistungselektronik oder mit anderen Wellenleitersegmenten auf. Die Leiterabschnitte des Wellenleitersegments durchgreifen das Statorjoch hierbei vorzugsweise in axialer Richtung, wobei die Lagen der Statornuten günstigerweise radial zueinander angeordnet sind. Mit Vorteil befindet sich jeder Statordurchgangabschnitt eines Wellenleitersegments in einer eigenen Lage des Stators bzw. der Statornuten. Dabei weist das Wellenleitersegment mehrere Lagesprungabschnitte auf, wobei Lagesprünge aufeinanderfolgender bzw. benachbarter Leiterabschnitte immer in derselben Richtung ausgeführt sind, insbesondere in radialer Richtung.
Durch eine derartige Ausführung der Wellenleitersegmente ist es möglich diese auf einfache Art und Weise aneinander anzuordnen, beispielsweise durch einfaches an- einanderlegen an dem Stator, um dadurch ein Wellenleiterpaket herzustellen. Die gedankliche Unterteilung der Statornuten in mehrere Lagen, insbesondere die Richtung benachbarter Lagen, entspricht mit Vorteil der Einbringungsrichtung der
Statornuten in das Statorjoch. Bei radial in das Statorjoch eingebrachten Statornuten sind die Lagen beispielsweise ebenso in radialer Richtung zueinander angeordnet. Selbiges kann auch auf axial eingebrachten Statornuten übertragen werden.
Dabei läuft ein Wellenleitersegment an dem Statorjoch vorzugsweise maximal ein einziges Mal an dem Statorjoch um. Mit Vorteil läuft ein Wellenleitersegment an dem Statorjoch in etwa zur Hälfte an dem Statorjoch um. Zudem weist ein Wellenleitersegment günstigerweise zumindest 3 oder 4 Statordurchgangabschnitte bzw. Leiterabschnitte auf.
Die vorstehende Aufgabe wird unter anderem durch einen Stator gemäß dem Patentanspruch 2 gelöst. Abhängige Ansprüche zeigen dabei vorteilhafte Ausführungen des Stators.
Dabei greift ein Endbereich einer Trennfläche, welcher zwei benachbarte Lagen voneinander trennt, in den Lagesprungabschnitt ein.
Eine solche Trennfläche kann beispielsweise während der Herstellung eines solchen Wellenleitersegments erzeugt werden. Hierdurch wird eine Herstellung des Wellenleitersegments aus einem Blech mit hoher Materialstärke ermöglicht. Ein mögliches Herstellungsverfahren wird nachfolgend noch ausführlicher erläutert. Außerdem können dadurch mehrere Wellenleitersegmente durch die lageförmige Ausführung platzsparend an dem Stator angeordnet werden. Die Trennfläche greift von Seiten des Statordurchgangabschnitts oder von Seiten des Statorjochs in den Lagesprungabschnitt ein, wobei der Lagesprungabschnitt im Wesentlichen keine Biegung aufweist und im Wesentlichen Flach ausgebildet ist. Der Lagesprungabschnitt verbleibt hierbei, ausgehend von einem Grundkörper, aus dem das Wellenleitersegment hergestellt wird, in seiner ursprünglichen Form. Hierdurch kann an dem Wellenleitersegment der Nutversatzabschnitt mit einem entsprechenden Herstellungsverfahren, insbesondere dem im Folgenden noch ausführlich erläuterten, auch bei hohen Materialstärken ausgebildet werden. Der Lagesprungabschnitt wird somit bei der Herstellung, insbesondere durch die ausbleibende Verformung, nicht beschädigt wird, beispielsweise durch einreißen.
Die Trennfläche kann hierbei durch eine Oberfläche eines der jeweils relevanten Leiterabschnitte und / oder durch eine gedachte Fläche, die zwei Leiterabschnitte voneinander in verschiedene Lagen aufteilt, gebildet sein.
Die Ausführungen zu der erfindungsgemäßen ersten und zweiten Lösung der Aufgabe sind entsprechend aufeinander übertragbar, insbesondere die Ausführungen zu dem Stator, dem Statorjoch, den Statornuten, den Lagen sowie den Wellenleitersegmenten und dessen Abschnitten.
Vorzugsweise können die beiden aufgabenlösenden Merkmale der beiden erfindungsgemäßen Statoren auch untereinander kombiniert werden. Dadurch ergänzen sich die Vorteile entsprechend.
Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass Lagesprünge benachbarter Lagesprungabschnitte identisch sind.
Der Lagesprung beschreibt die Verteilung benachbarter Leiterabschnitte des Wellenleitersegments in den Lagen der Statornuten des Statorjochs. Der Lagesprung kann unter anderem durch einen Lagesprungwert des zugehörigen Lagesprungabschnitts definiert sein. Der Lagesprungwert gibt dabei an, um welche Anzahl an Lagen zwei benachbarte Leiterabschnitte eines Wellenleitersegments zueinander versetzt sind. Benachbarte Leiterabschnitte, insbesondere Statordurchgangabschnitte, durchgrei- fen die beiden zugehörigen Statornuten bei einem Lagesprungwert von 1 in direkt benachbarten Lagen. Bei einem Lagesprungwert von 2 wird entsprechend eine Lage, bei einem Lagesprungwert von 3 werden entsprechend zwei Lagen übersprungen. Der Lagesprungwert kann günstigerweise gerade oder ungerade Werte annehmen. Durch die identische Ausführung der Lagesprünge an einem Wellenleitersegment sind zwei benachbarte Leiterabschnitte immer um dieselbe Anzahl an Lagen zueinander versetzt. Dadurch ist eine einfache Anordnung der Wellenleitersegmente aneinander und an dem Statorjoch möglich. Zudem ist das Wellenleitersegment vorzugsweise stufenförmig ausgeführt.
Mit Vorteil sind benachbarte Leiterabschnitte durch den Lagesprungabschnitt in der Statornut um jeweils eine Lage zueinander versetzt.
Ein Lagesprungwert beträgt hierbei die Größe 1 . Die Leiterabschnitte können allerdings auch um mehrere Lagen zueinander versetzt ausgebildet sein und insbesondere einen Lagesprungwert von 2 oder 3 aufweisen.
Ein Querschnitt des Wellenleitersegments, insbesondere des Leiterabschnitts, ist günstigerweise rechteckig ausgebildet.
Dieses Profil entspricht im Wesentlichen dem vorzugsweise ebenso rechteckigen Profil der Statornuten. Dadurch können die Statornuten durch die Wellenleitersegmente effektiv ausgefüllt, vorzugsweise vollständig ausgefüllt werden. Dabei wird jede Statornut lagenweise durch die Statordurchgangabschnitte mehrerer Wellenleitersegmente ausgefüllt. Ein Füllfaktor der Statornuten, der eine räumliche Ausfüllung der Statornut durch die Wellenleiter beschreibt, ist dabei sehr hoch. Eine Breite des Wellenleitersegments entspricht dabei im Wesentlichen der Breite der Statornuten. Bei radial in das Statorjoch eingebrachten Statornuten wird die Breite der Statornut beispielsweise entlang der Umfangsrichtung ermittelt.
In einer Ausführungsvariante entspricht eine Höhe des Querschnitts zumindest 40 % der Breite des Querschnitts des Wellenleitersegments oder eine Breite des Querschnitts des Wellenleitersegments ist größer als 1 ,5 mm. Eine Ausdehnungsrichtung der Breite des Querschnitts des Wellenleitersegments entspricht, wenn dieses an dem Statorjoch und in dessen Statornuten angeordnet ist, der Ausdehnungsrichtung der Breite der Statornut. Eine Ausdehnungsrichtung der Höhe des Querschnitts des Wellenleitersegments entspricht dementsprechend der Einbringungsrichtung der Statornut in das Statorjoch bzw. der Tiefe der Statornut.
Mit anderen Worten entsprechen die Breite des Querschnitts des Wellenleitersegments im Wesentlichen der Umfangsrichtung des Statorjochs, sowie die Höhe des Querschnitts des Wellenleitersegments im Wesentlichen der Radialrichtung des Statorjochs.
Eine hohe Materialstärke in Richtung der Breite des Wellenleitersegments von zumindest 1 ,5 mm, zumindest 2 mm oder zumindest 2,5 mm, ermöglicht einen hohen Füllgrad der Statornut durch das Wellenleitersegment. Hierdurch können die
Statornuten im Wesentlichen formschlüssig ausgefüllt werden.
Dabei wird weiter vorgeschlagen, dass der Nutversatzabschnitt des Wellenleitersegments Biegeabschnitte aufweist, die quer zu einer Flächennormale der Trennfläche bzw. um eine Flächennormale der Trennfläche gebogen sind.
Dabei sind die Biegeabschnitte des Wellenleitersegments vorzugsweise ausschließlich an dem Nutversatzabschnitt ausgebildet. Hierdurch kann das Wellenleitersegment im Querschnitt mit einer hohen Materialstärke ausgebildet sein.
Günstigerweise ist das Wellenleitersegment isolierend beschichtet oder lackiert.
Zudem ist es Aufgabe einen derartigen Stator einfach herzustellen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Patentanspruchs 10 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungen des Verfahrens beschrieben. Dabei wird ein Wellenleitersegment ausgehend von einem blechförmigen Grundkörper hergestellt. Der blechförmige Grundkörper weist dabei unter anderem eine Hauptfläche mit einer Flächennormalen und Seitenflächen auf. Die Hauptfläche ist dabei durch die größte Fläche an dem Grundkörper ausgebildet. Der Blechförmige Grundkörper weist dabei an einer Vorderseite und an einer Rückseite im Wesentlichen dieselbe Fläche auf. Zur besseren Erläuterung ist hier jedoch nur die Vorderseite des blechförmigen Grundkörpers gemeint. Die Seitenflächen sind vorzugsweise rechtwinklig oder parallel zueinander angeordnet.
In den Grundkörper werden Trennflächen eingebracht, wobei diese Trennfläche ausgehend von einer ersten Seitenfläche bis einer zweiten Seitenfläche, die der ersten gegenüberliegt, reicht. Dabei weist die Trennfläche von der zweiten Seitenfläche einen Abstand auf. Die Trennflächen definieren einen mäanderförmigen Körper. Die Definition der ersten und zweiten Seitenfläche ist dabei abhängig von der jeweiligen Trennfläche, wobei die erste und zweite Seitenfläche benachbarter Trennflächen vertauscht sind. Die Trennflächen können beispielsweise durch Laserbearbeitung oder durch Schneiden eingebracht werden.
An dem mäanderförmigen Körper entsprechen bestimmte Abschnitte den charakteristischen Abschnitten des späteren Wellenleitersegments. Dabei greifen mehrere Werkzeuge an den Abschnitten des mäanderförmigen Körpers an und fixieren diese Abschnitte an dem Werkzeug. Die Werkzeuge werden anschließend mitsamt den fixierten Abschnitten des mäanderförmigen Körpers relativ gegeneinander ausgelegt oder bewegt, um das Wellenleitersegment zu formen. Die fixierten Abschnitte werden hierbei vorzugsweise nicht verformt.
Dabei greifen ein erstes Werkzeug an einem ersten Abschnitt und ein zweites Werkzeug an einem zweiten Abschnitt des mäanderförmigen Körpers an und fixieren diesen. Das erste und das zweite Werkzeug führen eine Relativbewegung in entgegengesetzter Richtung aus, hierbei beispielsweise entlang der Flächennormale der Hauptfläche des ursprünglichen Grundkörpers. Der mäanderförmige Grundkörper kann hierbei beispielsweise in einem oder in mehreren Arbeitsschritten entsprechend einer Ziehharmonikabewegung aufgezogen bzw. hergestellt werden. Hierdurch kann ein Wellenleitersegment, insbesondere das zuvor erläuterte Wellenleitersegment, auf einfache Art und Weise hergestellt werden. Ein durch ein Werkzeug fixierter Abschnitt des mäanderförmigen Körpers kann an dem fertigen Wellenleitersegment beispielsweise einen Statordurchgangabschnitt oder einen Lagesprungabschnitt ausbilden. Ein Nutversatzabschnitt ist dabei vorzugsweise zwischen zwei funktional benachbarten Werkzeugen angeordnet. Funktional benachbart sind beispielsweise zwei Werkzeuge, die entlang des mäanderförmigen Verlaufs des mäanderförmigen Körpers an zwei benachbarte zu fixierenden Abschnitten angeordnet sind. Die Trennflächen sind mit Vorteil senkrecht zu deren jeweiligen ersten und zweiten Seitenflächen ausgebildet. Die Hauptfläche des Grundkörpers kann unter anderem rechteckig oder quadratisch ausgeführt sein.
Günstigerweise wird die Relativbewegung funktional benachbarter Werkzeuge entlang einer Flächennormale der Hauptfläche des ursprünglichen Grundkörpers ausgeführt.
Es wird vorgeschlagen, dass zumindest eines der Werkzeuge einen Endbereich der Trennfläche übergreift und fixiert. Dieser Endbereich wird insbesondere so übergriffen und fixiert, damit dieser Endbereich der Trennfläche nicht verformt wird, insbesondere bei der Relativbewegung funktional benachbarter Werkzeuge nicht verformt wird. Die Trennfläche wird dabei günstigerweise ausgehend von der zweiten Seitenfläche aus übergriffen und fixiert. Der Endbereich der Trennfläche greift dabei vorzugsweise in einen Nutversatzabschnitt ein.
Dadurch ist es möglich bei großer Materialstärke die Nutversatzabschnitte herzustellen bzw. zu biegen, ohne dass der Lagesprungabschnitt an dem Endbereich der Trennfläche beschädigt wird.
Weiter ist es von Vorteil, wenn verschiedene Abschnitte, insbesondere alle zu fixierende Abschnitte, des mäanderförmigen Körpers durch das erste, das zweite und weitere Werkzeuge gleichzeitig fixiert sind und durch Relativbewegung funktional benachbarter Werkzeuge in einem Arbeitsschritt zu dem Wellenleitersegment geformt werden.
Dadurch kann ein Mehrfaches einspannen oder umgreifen der Werkzeuge vermieden werden. Ein Arbeitsschritt bedeutet hierbei, dass die Werkzeuge nur einmal an einem mäanderförmigen Körper angreifen und deren Abschnitte fixieren, um das Wellenleitersegment zu formen. Die einzelnen Relativbewegungen zwischen zwei funktional benachbarten Werkzeugen zur Formung des Wellenleitersegments können dabei gleichzeitig oder zeitlich nacheinander ausgeführt werden.
In einer Ausführungsvariante werden verschiedene Abschnitte des mäanderförmigen Körpers durch das erste, das zweite und gegebenenfalls weitere Werkzeuge mehrfach und zeitlich aufeinanderfolgend fixiert werden, um das Wellenleitersegment durch eine jeweilige Relativbewegung zwischen funktional benachbarten Werkzeugen in mehreren Arbeitsschritten zu formen.
Diese Ausführungsvariante ist deutlich kostengünstiger und einfacher zu handhaben.
Für das Verfahren wird vorgeschlagen, dass der Grundkörpers eine Materialstärke von zumindest 1 ,5 mm aufweist.
Die Materialstärke kann beispielsweise auch größer als 2 mm, 2,5 mm, 3 mm oder 3,5 mm ausgebildet sein. Eine vorteilhafte Materialstärke entspricht in etwa 3,5 mm. Die Materialstärke entspricht dabei vorzugsweise der Breite der Statornuten, um diese in mehreren Lagen möglichst vollständig auszufüllen.
Günstigerweise ist der mäanderförmige Körper während der Relativbewegung der Werkzeuge gegenüber einer Raumtemperatur erwärmt.
Hierdurch wird der Biegevorgang erleichtert. Die Erwärmung des mäanderförmigen Körpers kann beispielsweise durch Bestromung erfolgen. Dabei handelt es sich bei der Raumtemperatur um etwa 20°C, wobei der mäanderförmige Körper während der Herstellung des Wellenleitersegments auf über 70°C, 80°C oder 100°C erwärmt sein kann.
Das aus dem Grundkörper erzeugte Wellenleitersegment ist günstigerweise entsprechend zumindest einer der vorigen Ausführungen oder entsprechend zumindest einem der Ansprüche 1 - 10 ausgebildet.
Im Folgenden werden der erfindungsgemäße Stator sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wellenleitersegments an entsprechenden Ausführungsbeispielen und anhand mehrerer Figuren erläutert.
Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten oder vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Ferner werden zusammenfassende Bezugszeichen für Komponenten und Objekte verwendet, die mehrfach in einem Ausführungsbeispiel oder in einer Darstellung auftreten, jedoch hinsichtlich eines oder mehrerer Merkmale gemeinsam beschrieben werden. Komponenten oder Objekte, die mit gleichen oder zusammenfassenden Bezugszeichen beschrieben werden, können hinsichtlich einzelner, mehrerer oder aller Merkmale, beispielsweise ihrer Dimensionierungen, gleich, jedoch gegebenenfalls auch unterschiedlich ausgeführt sein, sofern sich aus der Beschreibung nicht etwas anderes explizit oder implizit ergibt. Um Wiederholungen zu vermeiden wird auf eine mehrfache Beschreibung identischer Gegenstände, Funktionseinheiten oder vergleichbarer Komponenten in verschiedenen Ausführungsbeispielen verzichtet und es werden diesbezüglich lediglich Unterschiede der Ausführungsbeispiele beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Stator für eine elektrische Maschine mit einem Statorjoch und
Wellenleitersegmenten ;
Fig. 2 ein Wellenleitersegment des Stators aus Fig. 1 ;
Fig. 3 eine Draufsicht des Wellenleitersegments aus Fig. 2;
Fig. 4 eine Seitenansicht des Wellenleitersegments aus Fig. 2; Fig. 5 eine vergrößerte Teildarstellung eines Lagesprungabschnitts des Wellenleitersegments aus Fig. 2;
Fig. 6 eine Darstellung des Wellenleitersegments mit Werkzeug;
Fig. 7 ein Statorjoch mit einem Wellenleitersegment;
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung von Fig. 7;
Fig. 9 einen Satz aneinander angeordneter Wellenleitersegmente für das
Statorjoch;
Fig. 10 eine vergrößerte Darstellung des Wellenleitersegments aus Fig. 9; Fig. 1 1 einen Grundkörper zur Herstellung eines Wellenleitersegments;
Fig. 12 einen mäanderförmigen Körper zur Herstellung eines Wellenleiterseg- ments.
In der Fig. 1 ist ein Stator 10 für eine elektrische Maschine dargestellt. Dabei weist der Stator 10 ein ringförmiges Statorjoch 12, mit radial innen angeordneten Statornuten 14, auf. Das Statorjoch 12 ist hierbei im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine Rotationsachse A ausgebildet. Des Weiteren sind Wellenleitersegmente 16 an dem Startorjoch 12 angeordnet, die unter anderem die Statornuten 14 durchgreifen. Ein einzelnes Wellenleitersegment 1 6 ist hierbei in der Fig. 2 nochmals genauer dargestellt. Die an dem Statorjoch 12 angeordneten Wellenleitersegmente 1 6 sind dabei in einer vorbestimmten Weite radial übereinander und am Umfang versetzt zueinander angeordnet. Ein Wellenleitersegment 1 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel in sechs radialen Lagen 18a bis f angeordnet, wobei jeder Durchgang durch eine Statornut 14 in einer anderen Lage 18 erfolgt. An dem Statorjoch sind 72 Wellenleitersegmente 1 6 ausgebildet, welche die 72 Statornuten 14 des Statorjochs 12 vollständig ausfüllen.
Ein Wellenleitersegment 1 6 weist, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, mehrere Lagesprungabschnitte 20 sowie mehrere Leiterabschnitte 22 auf. Jeder Leiterabschnitt 22 ist weiterhin zumindest in einen Statordurchgangabschnitt 22a sowie einen Nutversatzabschnitt 22b aufgeteilt. Zudem ist an dem ersten und an dem letzten Leiterabschnitt 22 des Wellenleitersegments 1 6 jeweils ein Kontaktabschnitt 24 ausgebildet. Die Kontaktabschnitte 24 dienen hierbei der Verbindung mit weiteren Wellenleiterseg- menten 1 6 bzw. der Kontaktierung bzw. der Verschaltung des Stators 10 mit einer Leistungselektronik, die hier nicht dargestellt ist.
Dabei ist ein Statordurchgangabschnitt 22a jeweils innerhalb einer Lage 18 in einer Statornut 14 angeordnet, die er in axialer Richtung entlang der Rotationsachse A durchgreift. Das Wellenleitersegment 1 6 bzw. dessen Statordurchgangabschnitt 22a weist hierbei im Wesentlichen denselben Querschnitt wie eine Lage 18 der Statornut 14 auf. Die Aufteilung einer Statornut in mehrere Lagen ist unter anderem in der Fig. 7 und Fig. 8 deutlich dargestellt. Dabei entspricht die Breite B des Wellenleitersegments 1 6, insbesondere des Statordurchgangabschnitts 22a, im Wesentlichen der Breite BS einer Statornut 14 in Umfangsrichtung. Die Höhe HS bzw. die Tiefe der Statornuten 14 ist dementsprechend in radialer Richtung an dem Statorjoch 12 ausgebildet. Die Höhe HS der Statornut wird hierbei gedanklich in sechs Lagen 18a bis f aufgeteilt, wobei die Höhe H des Wellenleitersegments 1 6, insbesondere des Statordurchgangabschnitts 22a, der Höhe HSL einer Lage 18 in radialer Richtung entspricht.
Dabei ist der Statordurchgangabschnitt 22a im Querschnitt vorzugsweise minimal verringert, sodass dieser auf einfache Art und Weise in die Statornuten 14 des Statorjochs 12 einlegbar oder einsetzbar ist. Hierdurch ist eine Aneinanderreihung mehrerer Statordurchgangabschnitte 22a mehrerer benachbarter Wellenleitersegmente 1 6, hierbei entlang der radialen Ausdehnungsrichtung der Statornuten 14, möglich. Dadurch wird eine vollständige Ausfüllung der Statornuten 14 erreicht. Der Füllgrad der Statornuten 14 mit einem Leiter, hier dem Wellenleitersegment 1 6, entspricht dabei nahezu 100 %. Der Statordurchgangabschnitt 22a ist hierbei in Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ausgeführt. Benachbart zu dem Statordurchgangabschnitt 22a ist an dem Leiterabschnitt 22 jeweils beidseitig ein Nutversatzabschnitt 22b ausgeführt. Der Nutversatzabschnitt 22b weist hierbei Biegeabschnitte 26 auf, um den Statornutversatz zweier benachbarter Statordurchgangabschnitte 22a eines Wellenleitersegments 1 6 zu ermöglichen. Dabei überbrücken zwei Nutversatzabschnitte 22b den Abstand zwischen den beiden Statornuten 14, in die benachbarte Statordurchgangabschnitte 22a eingreifen. Die Biegeabschnitte 26 sind hierbei um eine Flächennormale 25 der Trennflächen 28 herum gebogen bzw. quer zu der Flächennormale 25 gebogen.
Man erkennt, dass benachbarte Leiterabschnitte 22 eines Wellenleitersegments 1 6 in verschiedenen Lagen 18 angeordnet sind. Dabei sind zwei benachbarte Leiterabschnitte 22 an dem Wellenleitersegment 1 6 über einen entsprechenden Lagersprungabschnitt 20 miteinander verbunden. Ebenso sind zwei benachbarte Nutversatzabschnitte 22b über einen Lagesprungabschnitt 20 oder über einen Statordurchgangabschnitt 22a miteinander verbunden. Der Lagesprungabschnitt 20 ist hierbei über zwei Lagen 18 ausgebildet. Man erkennt in Fig. 1 , dass zwei benachbarte Lagesprungabschnitte 20 jeweils auf der zueinander gegenüberliegenden Seite des Statorjochs 12 angeordnet sind. Die Lagesprungabschnitte 20 bilden hierbei den jeweiligen Lagesprung zwischen zwei benachbarten Leiterabschnitten 22 aus. Ein Lagesprungwert beträgt hierbei die Größe 1 . An dem gezeigten Wellenleitersegment 1 6 sind entsprechend 6 Statordurchgangabschnitte 22a ausgeführt, die mit den 6 Lagen der Statornuten 14 korrespondieren.
Die Fig. 3 zeigt das Wellenleitersegment 1 6 in einer Draufsicht. Hierbei können die einzelnen Lagen 18a bis 18f an dem Wellenleitersegment 1 6 erkannt werden. In der Fig. 4 ist eine entsprechende Seitenansicht gezeigt. Auch hier kann man die entsprechenden Lagen 18a bis 18f erkennen. Zudem ist hieraus ersichtlich, dass die Kontaktabschnitte 24 in deren axialen Länge unterschiedlich lang ausgeführt sind. Dabei ist vorzugsweise der an dem Statorjoch 12 radial innen angeordnete Kontaktabschnitt 24 länger ausgeführt als der radial außen angeordnete Kontaktabschnitte 24. Hierdurch wird die Kontaktierung der einzelnen Wellenleitersegmente 1 6 durch mit einer Leistungselektronik vereinfacht.
Man kann zudem erkennen, dass an einem Wellenleitersegment 1 6 die Lagesprünge benachbarter Lagesprungabschnitte 20 identisch sind. Der Lagesprung der Lagesprungabschnitte 20 weist hierbei den Lagesprungwert 1 auf, d.h. es erfolgt ein Sprung um 1 Lage. Das querschnittsförmige Profil des Wellenleitersegments bzw. des jeweiligen Leiterabschnitts entspricht in diesem Ausführungsbeispiel den Abmessungen mit einer Breite B von 3,5 mm und einer Höhe H von 2,5 mm. Die Breite B des Leiterabschnitts entspricht dabei vorzugsweise mindestens 1 ,5 mm. Hierbei sind an jedem Nutversatzabschnitt 22b jeweils zwei Biegeabschnitte 26 ausgebildet. Dabei schließen die Biegeabschnitte 26 des Nutversatzabschnitts 22b direkt an den jeweiligen Lagesprungabschnitt 22 und den jeweiligen Statordurchgangabschnitt 22a an.
Man erkennt in der Fig. 5, dass eine Trennfläche 28 in den Lagesprungabschnitt 20 eingreift. Als Trennfläche 28 kann entweder eine der Flächen 33a oder 33b herangezogen oder eine gedachte Fläche 33, die zwischen diesen beiden aneinander angrenzen bzw. gegenüberliegenden Flächen 33a und 33b liegt. In der Fig. 5 ist die Fläche 33a dargestellt, die Fläche 33b ist jedoch verdeckt. Eine derartige Trennfläche 28 kann allgemein durch ein Trennverfahren z.B. durch Laserschneiden, schneiden, usw. erzeugt werden, wobei die Trennfläche 28 unter anderem zur Abtrennung mehrerer Lagen 18a bis 18f herangezogen werden kann.
Die Trennfläche 28 ist hierbei als ein Schnitt oder ein Einschnitt in den Lagesprungabschnitt 20 dargestellt. Dabei ist an dem Lagesprungabschnitt 20 ein zweilagiger Abschnitt 20a, der sich über zwei Lagen 18 erstreckt, sowie zwei einlagige Abschnitte 20b, die sich jeweils über eine Lage 18 erstrecken, ausgeführt. Der einlagige Abschnitt 20b entspricht in seinen Ausdehnungen dabei im Wesentlichen dem Querschnitt eines Leiterabschnitts 22. Der zweilagige Abschnitt 20a entspricht in seinen Ausdehnungen somit im Wesentlichen dem doppelten Querschnitt des Leiterabschnitts 22. Der zweilagige Abschnitt 20a und die einlagigen Abschnitte 20b sind in Fig. 5 schematisch durch eine eingefügte Linie 27 deutlich voneinander abgetrennt. Dabei bildet eine Oberfläche des zweilagigen Abschnitts 20a und der einlagigen Abschnitte 20b mit Vorteil eine gemeinsame ebene Fläche aus. Durch weitere Linien 29, die in Fig. 5 die Biegekante 29 darstellen, ist der Lagesprungabschnitt 20 von den Nutversatzabschnitten 22b abgetrennt. Die Ausbildung der beiden einlagigen Abschnitte 20b des Lagesprungabschnitts 20 ermöglichen Vorteile bei der Herstellung des Wellenleitersegments 1 6, insbesondere eine beschädigungsfreie Herstellung der Wellenleitersemente 1 6 im Bereich der Lagesprungabschnitte 20. Wie in der Fig. 6 zu erkennen ist, greifen bei der Herstellung des Wellenleitersegments 1 6 Werkzeuge an verschiedenen Abschnitten an. In der Fig. 6 sind die Werkzeuge 31 , 31 a - k zur besseren Verständlichkeit an einem bereits fertig geformten Wellenleitersegment 16 dargestellt. Dabei greifen ein erstes Werkzeug 31 a und ein zweites Werkzeug 31 b an einem Lagesprungabschnitt 20 sowie an einem Statordurchgangabschnitt 22a an und fixieren diese. Die Fixierung der Abschnitte ist durch die dünn gezeichneten Pfeile, die auf die Werkzeuge zeigen, verdeutlicht. Die fixierten Abschnitte verformen sich daher bei der Erzeugung der Nutversatzabschnitte 22b nicht. Eines der Werkzeuge greift bzw. fixiert den Lagesprungabschnitt 20 derart, dass die Trennfläche 28, die in der Fig. 6 nicht erkennbar ist, zumindest ein Stück weit übergriffen wird. Dadurch kann eine Beschädigung, insbesondere ein Ausreißen, des Lagesprungabschnitts 20 an einem Endbereich der Trennfläche 28 vermieden werden. Dies wird in Verbindung mit den Ausführungen zu den Fig. 1 1 und 12 nochmals ausführlicher dargestellt. Es ist somit möglich, auch ein Blech mit hoher Materialstärke ohne Beschädigungen zu verformen. Somit kann ein großvolumiger Querschnitt für den Leiterabschnitt 22 erreicht werden.
In der Fig. 7 ist das Statorjoch 12 mit einem einzigen in dessen Statornuten 14 angeordneten Wellenleitersegment 1 6 dargestellt. Das Wellenleitersegment 1 6 umläuft das Statorjoch in etwa zur Hälfte. Man kann hierbei erkennen, dass ein erster Statordurchgangabschnitt 22a des Wellenleitersegments 1 6 in einer ersten Lage 18a, die die radial äußerste Lage 18 ausbildet, angeordnet ist. Ein zu diesem benachbarter Durchgangabschnitt 22a ist dementsprechend in einer zweiten Lage 18b sowie ein diesen nachfolgend benachbarter Durchgangsabschnitt 22a in einer Lage 18c angeordnet. Dabei weist jede Statornut 14 sechs Lagen 1 8 auf. Das Statorjoch 12 weist hierbei insgesamt 72 Statornuten 14 auf. Zwischen zwei benachbarten Statordurchgangabschnitten 22a werden durch die beiden zwischengeschalteten Nutversatzabschnitte 5 Statornuten 14 übersprungen.
In der Fig. 9 sind entsprechend der an dem Statorjoch 12 angeordneten 72 Statornuten 14 insgesamt 72 Wellenleitersegmente dargestellt. Die Wellenleitersegmente sind in dieser Darstellung in einer Ebene aneinander angeordnet. Dieses Wellenleiterpaket 30 aus 72 Wellenleitersegmenten 1 6 wird dabei in den 72 Statornuten 14 des Statorjochs 12 angeordnet. Dabei wird das in Fig. 9 dargestellte Wellenleiterpaket 30 zu einem Ring geformt bzw. ringförmig geschlossen. Der erste Statordurchgangabschnitt 22a des ersten Wellenleitersegments 16 liegt somit nun benachbart zu dem ersten Statordurchgangabschnitt 22a des 72ten Wellenleitersegments 1 6. Die Wellenleitersegmente 1 6/1 bis 16/72 bilden hierbei das Wellenleiterpaket 30. Das Wellenleiterpaket 30 kann als Gesamtheit in das Statorjoch 12 eingesetzt werden. In einer anderen Variante können die Wellenleitersegmente 16 des Wellenleiterpakets 30 auch einzeln und nacheinander in das Statorjoch 12 eingelegt werden, sodass das Wellenleiterpaket 30 erst innerhalb des Statorjochs 12 vervollständigt wird. Es kann auch von Vorteil sein, wenn das Statorjoch 12 mehrteilig ausgebildet ist, d.h. in Umfangsrichtung segmentiert, damit eine einfache Montage ermöglicht wird. In der Fig. 10 ist eine vergrößerte Darstellung eines Teilausschnitts der Fig. 9 gezeigt. Hierbei kann nochmals deutlich der Aufbau der verschiedenen Lagen erkannt werden. Zudem erkennt man, dass die Kontaktabschnitte 24, die jeweils an einem Wellenleitersegment 1 6 ausgebildet sind, eine verschiedene axiale Länge aufweisen.
Ein mögliches Herstellungsverfahren für einen Wellenleitersegment 1 6 entsprechend der Fig. 2 soll anhand der Fig. 1 1 und 12 erläutert werden, wobei auch die Fig. 6 herangezogen werden kann. In der Fig. 1 1 ist ein Grundkörper 32 für die Herstellung eines Wellenleitersegments 16 dargestellt. Der Grundkörper 32 ist hierbei blechför- mig ausgebildet und weist hierbei eine Hauptfläche 34 sowie mehrere, in diesem Ausführungsbeispiel vier, Seitenflächen 36a - d, auf. Dabei bildet die Hauptfläche 34 die größte Fläche des blechförmigen Grundkörpers 32 aus, wobei eine Flächennormale 38 senkrecht zu der Hauptfläche steht. Eine weitere Fläche, die der Hauptfläche entspricht und ebenfalls als Hauptfläche angesehen werden kann, ist rückseitig des blechförmigen Grundkörpers 32 angeordnet. Der blechförmige Grundkörper 32 weist in Richtung der Flächennormale 38 eine Dicke oder eine Materialstärke von mehr als 1 ,5 Millimeter auf. Diese Dicke oder Materialstärke des Grundkörpers entspricht der späteren Breite B des Querschnitts des Wellenleitersegments 16 bzw. dessen verschiedenen Abschnitten. Benachbarte Seitenflächen 36 sind rechtwinklig, zueinander gegenüberliegende Seitenflächen 36 sind entsprechend parallel zueinander ausgeführt. In den Grundkörper 32 werden Trennflächen 28 eingearbeitet. Die fünf Trennflächen 28a - e sind durchgehend von einer ersten Seitenfläche 36 bis zu einer zweiten Seitenfläche 36 ausgebildet sind, wobei diese von der zweiten Seitenfläche 36 einen entsprechenden Abstand aufweisen. Bei zwei benachbarten Trennflächen 28 sind die erste Seitenfläche 36 und die zweite Seitenfläche 36 definitionsmäßig entsprechend vertauscht. Bei der ersten Trennfläche 28 entspricht die Seitenfläche 36a der ersten Seitenfläche 36 und die Seitenfläche 36c der zweiten Seitenfläche 36. Bei der zweiten Trennfläche entspricht die Seitenfläche 36c der ersten Seitenfläche 36 und die Seitenfläche 36a der zweiten Seitenfläche 36.
Durch die eingebrachten Trennflächen 28 bildet der Grundkörper 32 in Fig. 12 nun einen mäanderförmigen Körper 40 aus. Der mäanderförmige Körper 40 kann unter anderem aus einem Blechstreifen, beispielsweise über ein Laserschnittverfahren, hergestellt werden.
An dem mäanderförmigen Körper 40 greifen mehrere Werkzeuge 31 an, zumindest ein erstes Werkzeug 31 a und ein zweites Werkzeug 31 b an. Dabei fixiert das erste Werkzeug einen ersten Abschnitt 42a des mäanderförmigen Körpers 40 und das zweite Werkzeug einen zweiten Abschnitt 42b des mäanderförmigen Körpers 40. Weitere Werkzeuge 31 c - k fixieren entsprechend weitere Abschnitte 42c - k. Der erste Abschnitt 42a entspricht in diesem Ausführungsbeispiel einem der späteren Statordurchgangabschnitte 22a entsprechen, wobei ein zweiter Abschnitt 42b hierbei einem der späteren Lagesprungabschnitte 20 des späteren Wellenleitersegments 1 6 entspricht. Zur besseren Darstellung sind in der Fig. 6 Werkzeuge 31 a - k an einem bereits fertiggestellten Wellenleitersegment 16 dargestellt. Hierdurch kann dennoch die Anordnung und die Relativbewegung zwischen den Werkzeugen 31 a - k weiter verdeutlich werden.
Durch das vollständige übergreifen der Abschnitte 42a - k durch das Werkzeug ist eine unerwünschte Verformung dieser Abschnitte 42a - k, die den späteren Lagesprungabschnitten 20 und den späteren Statordurchgangabschnitten 22a entsprechen, für das spätere Wellenleitersegment 1 6 ist ausgeschlossen. Die Fixierung der Abschnitte durch die Werkzeuge 31 a - k ist in der Fig. 6 durch die dünnen Pfeile, die auf die Werkzeuge zeigen, verdeutlicht.
Die fixierten Abschnitte 42a - k werden nun durch eine Relativbewegung benachbarter Werkzeuge 31 entlang der Flächennormale 38 in zueinander entgegengesetzter Richtung verschoben. Hierdurch wird der Nutversatzabschnitt 22b, welcher an dem späteren Wellenleitersegment zwischen dem Statordurchgangabschnitt 22a und dem Lagesprungabschnitt 20 angeordnet ist, ausgebildet. Die Bewegung der einzelnen Werkzeuge 31 a - f bei Herstellung des Wellenleitersegments 1 6 aus dem mäander- förmigen Körper ist durch die dicken Pfeile in Fig. 6 grafisch dargestellt. Die Anzahl der dicken Pfeile, die den jeweiligen Werkzeugen 31 a - k zugeordnet sind, verdeutlicht nochmals die Relativbewegungen zwischen den Werkzeugen 31 a - k.
Die Herstellung findet bei dieser Ausführungsvariante in einem Arbeitsschritt statt, wobei ein mehrfaches Umspannen der Werkzeuge 31 nicht notwendig ist. Die Relativbewegung zwischen den benachbarten Werkzeugen 31 kann hierbei gleichzeitig oder auch zeitlich nacheinander ausgeführt werden.
Wie bereits erläutert, kann die Herstellung des Wellenleitersegments 1 6 aus dem mäanderförmigen Körper auch durch die Verwendung von lediglich zwei oder mehr als zwei Werkzeugen 31 geschehen. Hierbei kann beispielsweise mehrfaches Umspannen der Werkzeuge notwendig sein. Die Herstellung erfolgt somit in mehreren Arbeitsschritten. Die Relativbewegung benachbarter Werkzeuge 31 in entgegengesetzter Richtung entspricht auch bei dieser Herstellungsvariante den zuvor gemachten Ausführungen.
Ein Werkzeug 31 fixiert bei der Herstellung eines Wellenleitersegments 1 6, wie zuvor bereits erwähnt, den zweilagigen Abschnitt 20b sowie die einlagigen Abschnitte 20a. Hierdurch fixiert das Werkzeug den zukünftigen Lagesprungabschnitt 20 und übergreift den Endabschnitt der zugehörigen Trennfläche 28. Der Lagesprungabschnitt 20 und insbesondere ein Endabschnitt der Trennfläche 28 werden während der Erzeugung des Nutversatzabschnitts 22b nicht beschädigt, beispielsweise durch ausreißen. Hierdurch ist es möglich dickes Blech, also auch mit Materialstärken von über 1 ,5 Millimeter, ohne Beschädigungen zu verformen. Diese erhöhte Blechstärke ermöglicht es die Statornuten 14 des Statorjochs 12 lageweise vollständig auszufüllen. Die rechteckige Form der Statornuten, der Statordurchgangabschnitte sowie die lageweise Anordnung ermöglichen einen sehr hohen Füllgrad der Statornuten durch Leitermaterial. Das Wellenleitersegment 1 6 kann anschließend noch isolierend beschichtet oder lackiert werden.
Bezuqszeichen
Stator
Statorjoch
Statornut
Wellenleitersegment
Lage
a erste Lage
b zweite Lage
c dritte Lage
d vierte Lage
e fünfte Lage
f sechste Lage
Lagesprungabschnitt
a zweilagiger Abschnitt
b einlagiger Abschnitt
Leiterabschnitt
a Statordurchgangabschnitt
b Nutversatzabschnitt
Kontaktabschnitt
Flächennormale
Biegeabschnitt
Linie
,a-e Trennfläche
Biegekante, Linie
Wellenleiterpaket
, a - k Werkzeug
Grundkörper
,a,b Fläche
Hauptfläche
,a - d Seitenflächen
Flächennormale
Mäanderförmiger Körper 42,a - k Abschnitt
42a erster Abschnitt
42b zweiter Abschnitt
A Rotationsachse
B Breite Wellenleitersegment
BS Breite Statornut
H Höhe Wellenleitersegment
HS Höhe Statornut
HSL Höhe Lage

Claims

Patentansprüche
1 . Stator (10) für eine elektrische Maschine, umfassend
- ein Statorjoch (12) sowie mehrere Wellenleitersegmente (1 6), die in mehreren Lagen (18) in Statornuten (14) an dem Statorjoch (12) angeordnet sind,
- wobei ein Wellenleitersegment (1 6) zumindest einen Lagesprungabschnitt (20) und mehrere Leiterabschnitte (22) aufweist,
- wobei ein Leiterabschnitt (22) zumindest einen Statordurchgangabschnitt (22a) und einen Nutversatzabschnitt (22b) aufweist,
- wobei der Statordurchgangabschnitt (22a) des Leiterabschnitts (22) in einer Lage (18) einer Statornut (14) des Statorjochs (12) angeordnet ist,
- wobei benachbarte Leiterabschnitte (22) des Wellenleitersegments (1 6) in verschiedenen Lagen (18) angeordnet sind,
- wobei ein Lagesprungabschnitt (20) des Wellenleitersegments (1 6) über mehrere Lagen (18) ausgebildet ist und zwei benachbarte Leiterabschnitte (22) miteinander verbindet,
dadurch gekennzeichnet, dass das Wellenleitersegment (1 6) mehrere Lagesprungabschnitte (20) aufweist und Lagesprünge aufeinanderfolgender Leiterabschnitte (22) immer in derselben Richtung ausgebildet sind.
2. Stator (10) nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich einer Trennfläche (28), welche zwei benachbarte Lagen (18) voneinander trennt, in den Lagesprungabschnitt (20) eingreift.
3. Stator (10) nach Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Endbereich einer Trennfläche (28), welche zwei benachbarte Lagen (18) voneinander trennt, in den Lagesprungabschnitt (20) eingreift.
4. Stator (10) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass Lagesprünge benachbarter Lagesprungabschnitte (20) identisch ausgebildet sind.
5. Stator (10) nach Anspruch 1 , 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Leiterabschnitte (22) durch den Lagesprungabschnitt (20) in der Statornut (14) um jeweils eine Lage (18) zueinander versetzt sind.
6. Stator (10) nach Anspruch 1 , 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein
Querschnitt des Wellenleitersegments (16) oder des Leiterabschnitts (22) rechteckig ausgebildet ist.
7. Stator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Höhe (H) des Querschnitts zumindest 40 % der Breite (B) des Querschnitts des Wellenleitersegments (1 6) entspricht oder eine Breite (B) des Querschnitts des Wellenleitersegments (1 6) größer 1 ,5 mm ist.
8. Stator (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Nutversatzabschnitt (22b) des Wellenleitersegments (16) Biegeabschnitte (26) aufweist, die senkrecht zu einer Flächennormale (25) der Trennfläche (28) gebogen sind.
9. Verfahren zur Herstellung eines Wellenleitersegments (1 6), ausgehend von einen blechförmigen Grundkörper (32), der eine Hauptfläche (34) und Seitenflächen (36a - d) aufweist, wobei die Hauptfläche (34) an dem Grundkörper (32) die größte Fläche ausbildet,
- wobei in den Grundkörper (32) Trennflächen (28) eingebracht werden,
• die ausgehend von einer ersten Seitenfläche (36) bis zu einer der ersten Seitenfläche (36) gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche (36) reichen,
• wobei die Trennfläche (28) von der zweiten Seitenfläche (36) beabstandet ist,
• wobei die eingebrachten Trennflächen (28) einen mäanderförmigen Körper (40) definieren,
- wobei verschiedene Abschnitte (42) des mäanderförmigen Körpers (40) anschließend durch mehrere Werkzeuge (31 ) fixiert werden, um den mäanderförmigen Körper (40) durch Relativbewegung der Werkzeuge (31 ) zueinander zu dem Wellenleitersegment (1 6) zu formen, • wobei zumindest ein erstes Werkzeug (31 ) einen ersten Abschnitt (42) des mäanderförmigen Körpers (40) fixiert und ein zweites Werkzeug (31 ) einen zweiten Abschnitt (42) des mäanderförmigen Körpers (40) fixiert,
• wobei zumindest das erste Werkzeug (31 ) und das zweite Werkzeug (31 ) zueinander eine Relativbewegung in entgegengesetzter Richtung ausführen.
10. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung funktional benachbarter Werkzeuge (31 ) entlang einer Flächennormale (25, 38) der Trennflächen (28) oder der Hauptfläche (34) des ursprünglichen Grundkörpers (32) ausgeführt wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Werkzeuge (31 ) einen Endbereich der Trennfläche (28) übergreift und fixiert.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Abschnitte (42) des mäanderförmigen Körpers (40) durch das erste, das zweite und weitere Werkzeuge (31 ) gleichzeitig fixiert sind und durch Relativbewegung funktional benachbarter Werkzeuge (31 ) in einem Arbeitsschritt zu dem Wellenleitersegment (16) geformt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Abschnitte (42) des mäanderförmigen Körpers (40) durch das erste, das zweite und gegebenenfalls weitere Werkzeuge (31 ) mehrfach und zeitlich aufeinanderfolgend fixiert werden, um das Wellenleitersegment (1 6) durch eine jeweilige Relativbewegung zwischen funktional benachbarten Werkzeugen (31 ) in mehreren Arbeitsschritten zu formen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (32) eine Materialstärke von zumindest 1 ,5 mm aufweist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der mäanderförmige Körper (40) während der Relativbewegung der Werkzeuge (31 ) gegenüber einer Raumtemperatur erwärmt ist.
1 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Grundkörper (32) erzeugte Wellenleitersegment (1 6) entsprechend einem der Ansprüche 1 - 10 ausgebildet ist.
PCT/EP2016/070985 2015-09-24 2016-09-06 Stator WO2017050566A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015218379.3 2015-09-24
DE102015218379.3A DE102015218379A1 (de) 2015-09-24 2015-09-24 Stator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017050566A1 true WO2017050566A1 (de) 2017-03-30

Family

ID=56893960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/070985 WO2017050566A1 (de) 2015-09-24 2016-09-06 Stator

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015218379A1 (de)
WO (1) WO2017050566A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017209792B4 (de) * 2017-06-09 2023-10-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Halbzeug für eine elektrotechnische Spule sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben
DE102017127634A1 (de) 2017-11-22 2019-05-23 Grob-Werke Gmbh & Co. Kg Einheit, Einrichtung, Vorrichtung und Verfahren zum Biegen und Herstellen von Wellenwicklungen für Spulenwicklungen elektrischer Maschinen
DE102019220415A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Vorrichtung und Verfahren zum Biegen von elektrisch leitenden Profilen für Elektromotoren (Hairpin)
DE102020106430A1 (de) 2020-03-10 2021-09-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verteilte Wicklung für einen Elektromotor mit nach außen und zurückgebogenen freien Enden, Elektromotor, Werkzeug zum Herstellen und Herstellverfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020024266A1 (en) * 2000-08-29 2002-02-28 Yoshihito Asao Stator of dynamo-electric machine
US20070089284A1 (en) * 2005-04-08 2007-04-26 Bullock Ronald D Method of manufacturing of an armature winding for electro-mechanical machines

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1849215A (en) 1928-06-14 1932-03-15 Vincent G Apple Dynamo electric machine winding
JP5215943B2 (ja) 2009-06-04 2013-06-19 本田技研工業株式会社 アキシャルギャップ型回転電機のステータコイル
JP5429132B2 (ja) 2009-10-23 2014-02-26 株式会社デンソー 回転電機の固定子の製造方法および回転電機の固定子
JP2013005516A (ja) 2011-06-14 2013-01-07 Toyota Motor Corp ステータおよび回転電機

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020024266A1 (en) * 2000-08-29 2002-02-28 Yoshihito Asao Stator of dynamo-electric machine
US20070089284A1 (en) * 2005-04-08 2007-04-26 Bullock Ronald D Method of manufacturing of an armature winding for electro-mechanical machines

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015218379A1 (de) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015120661A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Spulenwicklung zum Einlegen in radial offene Nuten von Statoren oder Rotoren von Elektromaschinen
WO2017050566A1 (de) Stator
EP3036822B1 (de) Statorkern für einen elektronisch kommutierten gleichstrommotor und verfahren zur herstellung eines stators
DE112012001747T5 (de) Stromanschlussschiene für die Verwendung in einem Elektromotor
DE102013215178A1 (de) Elektrische Maschine mit einfach oder doppelt geformter Windungsanordnung und Verfahren
WO2008113086A2 (de) Verfahren zum maschinellen wickeln einer spule
EP3534498A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines stators mit einer wicklung mit geschränkten luftspulen
WO2021023523A1 (de) Twistvorrichtung sowie verfahren für eine hairpin-wicklung
DE112015002921T5 (de) Verfahren zur Herstellung einer dynamoelektrischen Maschine
DE102006036558A1 (de) Dynamoelektrischer Statorkern und Verfahren zum Herstellen desselben
EP3639328B1 (de) Verfahren zur herstellung eines buchsenkontaktes
DE102020212922B4 (de) Stator für eine elektrische Maschine, Verfahren zur Herstellung eines Stators und elektrische Maschine
EP3453077B1 (de) Radialkontaktbuchse
EP3884570B1 (de) Verfahren zur herstellung einer endlos-wellenwicklung, endlos-wellenwicklung, stator und elektrische maschine
DE102018206003A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung einer Hairpinwicklung
DE102014220510A1 (de) Lamellenpaket eines Rotors oder Stators für eine elektrische Maschine sowie Verfahren zum Fertigen desselben
EP2977119B1 (de) Verfahren zum herstellen eines torsionsprofils aus einer platine sowie torsionsprofil
EP4026232A1 (de) Spule mit haarnadelwicklung sowie verfahren zu deren herstellung
DE102015106820B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Steckverbinderbuchse
WO2020168372A1 (de) Verfahren zum bereitstellen von formstäben aus einem elektrischen leiterdraht sowie entsprechende formstäbe
EP3167540A1 (de) Verfahren zum herstellen einer elektrischen maschine mit formspulen sowie elektrische maschine und herstellungswerkzeug
DE102019206416A1 (de) Aufrichtvorrichtung für Kupferstäbe und Verfahren zum Aufrichten
DE102018206004A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Ausrichtung einer Hairpinwicklung
EP4029121A1 (de) Bandförmige wicklungseinheit für eine statorwicklung und verfahren zur herstellung einer bandförmigen wicklungseinheit
DE102019220173A1 (de) Verfahren zum Biegeverdrehen von Kupferstäben

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16763240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16763240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1