WO2019043053A1 - Insulating device - Google Patents

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WO2019043053A1
WO2019043053A1 PCT/EP2018/073220 EP2018073220W WO2019043053A1 WO 2019043053 A1 WO2019043053 A1 WO 2019043053A1 EP 2018073220 W EP2018073220 W EP 2018073220W WO 2019043053 A1 WO2019043053 A1 WO 2019043053A1
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WO
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insulating device
layer
stator
insulating
coil
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/073220
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German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Eisele
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/32—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation
    • H02K3/325—Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation for windings on salient poles, such as claw-shaped poles
    • 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
    • H02K15/10—Applying solid insulation to windings, stators or rotors

Definitions

  • coils are used as actuators for stators or rotors.
  • the coils are usually arranged in grooves of the stator or the rotor. To ensure that the built-in coils are not short-circuited via the stator or via the rotor, the coils are insulated from the stator or the rotor.
  • insulation there are different types of insulation known, for example by means of an insulating paper that is inserted in the grooves. Prior to insertion into the grooves, the insulation paper is processed by means of roller embossing tools and punching tools in order to bring the insulation paper into the correct shape and to produce bending edges at which the insulation paper is bent during assembly. Alternatively, the isolation can be realized by means of molded plastic end shafts manholes. Another known measure is to inject the grooves with an insulating material by means of injection molding technology.
  • the invention relates to an insulating device for electrical insulation of a coil of an electrical machine, wherein the insulating device comprises at least one mounting aid on which the insulating device is bent during assembly. It is proposed that the at least one mounting aid is produced by means of a laser irradiation.
  • the manufacture of the assembly aid can thereby be improved by replacing the use of a plurality of roller embossing tools by the use of a laser, in particular a single laser.
  • An insulating device should be understood as meaning, in particular, a means or a component which is designed to be a stator or a rotor of the Electric motor from the coil in the high voltage range to electrically isolate. Additionally or alternatively, it is also conceivable that the insulating device is designed to insulate two coils from each other. Preferably, the insulating device is further configured to hold the coil in a mold.
  • the stator and / or the rotor are each formed from a laminated core, which advantageously prevents eddy currents from a solid material construction and the efficiency can be increased.
  • the coil is in particular made of an electrical conductor, in particular of a metallic wire, preferably of a copper wire, which is wound into a coil by means of a winding method.
  • the metallic conductor preferably has an insulating layer in order to isolate the regions of the electrical conductor resting on one another in the wound state.
  • the insulating layer is preferably formed from an insulating lacquer layer.
  • the electrical conductor has a sliding layer, which facilitates the winding.
  • An electric machine should in particular be understood to mean an electromechanical converter which is designed to convert electrical power into mechanical power as an electric motor or to convert mechanical power into electrical power as a generator.
  • the electric motor is preferably designed as a brushless DC motor, BLDC for short, or as an AC motor.
  • the electric motor may be designed as a synchronous motor or as an asynchronous motor.
  • the electric motor can be connected via a cable connection directly or indirectly via an electronic system with a power supply.
  • the power supply can be realized for example via a mains connection or via a rechargeable battery pack.
  • An assembly aid is to be understood in the context of this application in particular a structural modification of the insulating device, which facilitates the assembly of the electric motor, preferably the assembly or the installation of the coil in the stator.
  • the structural modification of the insulating device may, for example, be a local weakening of the insulating device or of the material of the insulating device caused by a damage. tion of the material is caused. It is also conceivable that the local weakening is realized by a local removal of the material of the insulating device. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the structural modification is designed as a local strengthening of the insulating device, whereby advantageously at critical points during assembly damage to the
  • the structural modification may also be embodied as a change in the material, in particular the chemical composition of the material, of the insulating device.
  • the insulating device is preferably arranged between the stator and the coil.
  • the insulating device is arranged in particular in at least one winding groove of the stator.
  • a shape of the insulating device is particularly adapted to a shape of the winding groove.
  • the winding groove has a cross-sectional area which has at least one corner, preferably a polygonal shape, such as, for example, rectangular or pentagonal.
  • the corners each form an edge along a longitudinal extension of the stator.
  • the mounting aids of the insulating device preferably have the same spacings as the corners or the edges of the winding groove.
  • the corners or the edges in particular have an opening angle of at least 30 °, preferably at least 60 °.
  • a laser irradiation is to be understood as meaning, in particular, an application of a laser for the structural modification of the insulating device.
  • the laser can be designed as a continuous wave laser or as a pulsed laser.
  • the laser is focused via optics on a surface of the insulating device.
  • the laser is focused on the insulating device such that the spot size of the laser on the insulating device is less than 2 mm, preferably less than 1 mm, preferably less than 0.1 mm.
  • the mounting aid is designed as a groove.
  • this can weaken the insulating device in the region of the groove in such a way that folding or bending of the insulating device is prevented.
  • the groove may be formed parallel or obliquely to a longitudinal extent of the electric motor or to the longitudinal extension of the stator.
  • the groove has in particular a width of less than 1 mm, preferably a width of less than 0.5 mm, preferably a width in the range of 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the insulating device is designed to be multi-layered.
  • an insulating device with a high strength and a good insulating property can be realized thereby.
  • the insulating device is preferably formed from at least two different layers.
  • the insulating device may comprise two substantially equal layers which are spaced from each other by at least one further layer.
  • a substantially identical layer is to be understood in particular as meaning a layer of the same material, preferably of the same material and having the same layer thicknesses.
  • a first layer is mounted on the side of the coil in the mounted state. Furthermore, it is proposed that the first layer of the insulating device is formed as a connecting layer, which is provided for the material connection of the insulating device with the coil. Furthermore, it is proposed that the first layer is formed from a baked enamel. Advantageously, thereby an optimal connection between the insulating device and the coil can be ensured.
  • the mounting aid is arranged in the first layer, in particular in the first and the second layer, preferably in the first, in the second and in the third layer.
  • the assembly can be further simplified.
  • the mounting aid can be arranged completely or partially in the respective layer.
  • the mounting aid is arranged at a distance from a last layer.
  • the mounting aid has at least one layer in which the mounting aid is not is arranged.
  • the mounting aid is preferably arranged at a distance from at least one layer consisting of a polymer film.
  • the last layer is formed from a polymer film.
  • the polymer film may be formed, for example, as an aramid or polyaramid-containing film.
  • the polymer film may also be formed as a polyester-containing film.
  • the polymer film may also be formed as a polyimide-containing film.
  • the insulating device has at least one fiber-containing layer.
  • the fibrous layer may comprise or consist of vegetable fibers.
  • the fibrous layer comprises cellulose.
  • the fiber-containing layer comprises or consists of animal or mineral fibers.
  • the fibrous layer comprises or consists of man-made fibers.
  • the chemical fibers may be formed from natural or synthetic or polymers or inorganic materials.
  • the mounting aid is arranged in at least one fiber-containing layer, wherein a layer thickness of the fiber-containing layer is always greater than an extension of the mounting aid along the layer thickness.
  • this ensures that the insulating device does not tear in the area of the assembly aid.
  • the mounting aid is spaced from at least one fibrous layer.
  • the invention relates to a method for producing a mounting aid of an insulating device as described above.
  • the side edges of the insulating device are additionally produced by means of the laser irradiation.
  • both the shape of the insulating device can be cut to size by means of the laser irradiation, and the assembly aid can also be produced.
  • the same laser is used for cutting the insulating device and for producing the mounting aid.
  • the intensity of the laser irradiation on the insulating device during cutting is greater than in the production of the assembly aid.
  • the insulating device is cut by means of a laser irradiation of a first laser and the mounting aids are produced by means of a laser irradiation of a second laser.
  • the invention relates to an electric motor, in particular a BLDC or AC motor, with an insulating device, as described above, wherein the insulating device is placed around at least one stator coil.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section of an electric motor.
  • Fig. 2a an insulating device according to the invention
  • FIG. 2b shows a section through the insulating device according to the invention in front of a
  • Fig. 2c is a section through the insulating device according to the invention according to the
  • 3a shows a perspective view of a stator with inserted insulating device
  • 3b is a perspective view of a mounted stator
  • FIG. 4a shows a further embodiment of the insulating device according to the invention.
  • FIG. 4a before a laser irradiation
  • Fig. 4c is a section through the insulating device according to the invention according to
  • Fig. 5a shows another embodiment of the stator
  • FIG. 5b shows a coil with the insulating device according to FIG. 4a;
  • FIG. 5c shows a stator half of the stator according to FIG. 5a with the insulating device according to FIG. 4a in the assembled state.
  • FIG. 1 designed as an electric motor 12 electrical machine 10 is shown in a longitudinal section.
  • the electric motor 12 is exemplified as a brushless direct current motor. Since such electric motors are well known in the art, reference is made to this for a detailed description of the structure and operation of the electric motor.
  • the electric motor 12 is designed as an internal rotor, wherein it is also conceivable for the electric motor 12 to be designed as an external rotor.
  • the electric motor 12 has a cylindrical rotor 14, which is non-rotatably connected to a drive shaft 16, on.
  • the electric motor 12 is rotatably mounted in a housing, not shown, via two bearing assemblies 18, which are designed as ball bearings.
  • the rotor 14 is coaxially disposed within a substantially hollow cylindrical stator 20.
  • the stator 20 is formed of a laminated core.
  • the stator 20 is designed as a magnetically conductive, laminated or sintered laminated core.
  • the stator 20 has winding grooves 22, which extend along a longitudinal extent 24 of the electric motor 12.
  • the longitudinal extension 24 corresponds to the axis of rotation of the drive shaft 16.
  • In the winding grooves 22 at least one coil 26 is arranged in each case.
  • the coil 26 is formed of an electrical conductor 28, which is wound during the assembly of the electric motor 12 to a coil 26.
  • the electrical conductor 28 is formed from a copper wire, which is coated with an insulating lacquer layer.
  • different types and methods of coil winding technology are conceivable.
  • this may be a wild winding, an orthocyclic winding, a helical winding, or the like.
  • the coils 26 can be connected via a connection, not shown, to a power supply. In the energized state can be induced by the coils 26, a magnetic field to a magnetization of the stator 20 and thus to drive the electric motor 12.
  • the electric motor 12 is designed in particular as a high voltage motor.
  • an insulating device 30 is arranged between the stator 20 and the coil 26. The insulating device 30 is arranged in particular radially to the longitudinal extent 24 of the electric motor 12 between the stator 20 and the coil 26.
  • an end plate 32 is arranged, which is formed of an insulating material.
  • the end plate 32 may be formed, for example, of a ceramic material or a hard plastic. Via the end plate 32, the coil 26 is in particular electrically insulated axially from the stator 20.
  • the insulating device 30 is shown in a plan view.
  • the insulating device 30 is formed as an insulating paper.
  • the insulating device 30 has an outer contour which has been produced by cutting by means of a laser irradiation.
  • the insulating device 30 has a plurality of mounting aids 34, which are each formed as a groove 36.
  • the mounting aids 34 in this embodiment were also made by means of laser irradiation, whereby the intensity of a laser was reduced compared to the cutting.
  • the mounting aids 34 extend straight from one end of the insulating device 30 to the opposite end.
  • the mounting aids 34 are arranged parallel to each other.
  • the mounting aids 34 extend in the mounted state along the longitudinal extension 24 of the electric motor 12.
  • the outer contour of the insulating device 30 is adapted in this embodiment to the shape of the winding grooves 22 of the stator 20.
  • the axial length of the insulating device 30 is greater than in the areas in which the insulating device 30 encloses no coil 26.
  • FIG. 2b shows a section through the insulating device 30 before the laser irradiation.
  • the insulating device 30 has, for example, four layers 38, 40, 42, 44. The insulating device 30 is irradiated in particular on the side on which the first layer 38 is located.
  • the first layer 38 is formed as a bonding layer.
  • the first layer 38 consists for example of a baked enamel.
  • the baked enamel consists of a resin coating.
  • the second layer 40 consists of a polymer film, in particular a polyester film, for example of polyethylene terephthalate.
  • the third layer 42 is formed as a fibrous layer.
  • the third layer 42 is formed from a roll pressboard, for example from a sulfate pulp.
  • the fourth layer 44 essentially corresponds in its thickness and its material to the second layer 40.
  • the insulating device 30 has a durbolt voltage of at least 10 kV, preferably at least 15 kV. In FIG. 2c shows a section through the insulating device 30 after the laser irradiation.
  • the material of the first layer 38 and the second layer 40 is completely local and the material of the third layer 42 is partially removed.
  • the folding or bending of the insulating device 30 is facilitated. Since the fibrous layer 40 is locally removed only partially by the laser treatment, it can be ensured that the tensile strength and tear strength of the insulating device 30 are not excessively affected by the mounting aid 34.
  • the polymer layer 44 is advantageously arranged at any point at a distance from the mounting aid, so that the electrical insulation effect of this layer is not influenced by the laser treatment.
  • the stator 20 is shown with insulator 30 inserted.
  • the stator 20 is formed as a closed stator 20 of a single laminated core.
  • the stator 20 has two winding grooves 22.
  • the insulating device 30 is located only in one of the two winding grooves 22.
  • the contour of the winding groove 22 has a plurality of flat and curved portions 46, 48 which are connected by sharp or soft edges 50, 52 with each other.
  • a planar portion 46 merges into an adjacent planar portion 46.
  • a bent portion 48 merges into an adjacent bent or flat portion 46, 48.
  • the distance between the edges 50, 52 of each other substantially corresponds to the distance of the mounting aids 34 of the insulating device 30 from each other.
  • the insulating device 30 is first inserted into the winding groove 22 before the stator 20 is wound directly.
  • the insulating device 30 projects partially out of the stator 20, in particular out of the winding groove 22, out.
  • the axial length of the insulating device 30 extends beyond a length of the stator 20 in the areas in which the winding groove 22 is provided for receiving the coil 26.
  • the stator 20 is shown wound in the coil 26 state. The two coils 26 are each received by two winding grooves 22 of the stator 20.
  • FIG. 4a shows an alternative embodiment of the insulating device 30a.
  • the insulating device 30a has a substantially rectangular outer contour.
  • the insulating device 30a has four mounting aids 34a, which are formed analogously to the previously described embodiment of a rectilinearly extending groove 36a.
  • FIG. 4b shows a section through the insulating device 30a before the laser irradiation.
  • the insulating device 30a is composed of three layers 38a, 40a, 42a, wherein the first layer 38a is formed of a press chip, the second layer 40a of a polymer film, and the third layer 42a of a press jig.
  • FIG. 4c shows a section through the insulating device after the laser irradiation.
  • the mounting aid 34a is preferably spaced from the second 40a and spaced from the third layer 42a.
  • FIG. 5a shows a cross section of the stator 20a.
  • the stator 20a is formed as a split stator 20a.
  • the stator 20a has two stator halves 54a, which are positively connected to one another.
  • Each stator half 54a has two winding grooves 56a.
  • two winding grooves 56a of the stator halves 54a together form a winding groove 22a of the stator 20a.
  • the coil 26a is formed as an air-core coil.
  • the insulating device 30a is thus initially folded at the positions of the mounting aids 34a during assembly so that the insulating device 30a surrounds the coil 26a in regions.
  • the insulating device 30a is bent or folded on the four mounting aids 34a such that the insulating device has a substantially rectangular cross-section. So that the insulating device 30a does not come loose, the shape of the insulating device 30a is fixed around the coil 26a by means of a fixing element 58a formed as an adhesive tape. For assembly, the coil 26a, which is partially enclosed by two insulating device 30a, inserted into two winding grooves 56a of a stator half 54a (see Figure 5c).

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  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

The invention relates to an insulating device for the electrical insulation of a coil in an electrical machine, wherein the insulating device comprises at least one assembly aid feature, at which the insulating device is bent during assembly. According to the invention, the at least one assembly aid feature is produced by means of laser irradiation.

Description

Isoliervorrichtung  insulating
Stand der Technik State of the art
In Elektromotoren werden Spulen als Aktuatoren für Statoren oder Rotoren eingesetzt. Die Spulen sind dabei in der Regel in Nuten des Stators oder des Rotors angeordnet. Um sicherzustellen, dass die verbauten Spulen über den Stator oder über den Rotor nicht kurzgeschlossen werden, werden die Spulen gegenüber dem Stator oder dem Rotor isoliert. In electric motors coils are used as actuators for stators or rotors. The coils are usually arranged in grooves of the stator or the rotor. To ensure that the built-in coils are not short-circuited via the stator or via the rotor, the coils are insulated from the stator or the rotor.
Es sind dabei unterschiedliche Arten der Isolation bekannt, beispielsweise mittels eines Isolationspapiers, dass in den Nuten eingesetzt ist. Vor dem Einsetzen in die Nuten wird das Isolationspapier mittels Rollenprägewerkzeuge und Stanzwerkzeuge bearbeitet, um das Isolationspapier in die richtige Form zu bringen und Biegekanten herzustellen, an denen das Isolationspapier bei der Montage gebogen wird. Alternativ kann die Isolation mittels an Kunststoffendscheiben angespritzte Schächte realisiert werden. Eine weitere bekannte Maßnahme ist es, mittels Spritzgusstechnik die Nuten mit einem isolierenden Material anzuspritzen. There are different types of insulation known, for example by means of an insulating paper that is inserted in the grooves. Prior to insertion into the grooves, the insulation paper is processed by means of roller embossing tools and punching tools in order to bring the insulation paper into the correct shape and to produce bending edges at which the insulation paper is bent during assembly. Alternatively, the isolation can be realized by means of molded plastic end shafts manholes. Another known measure is to inject the grooves with an insulating material by means of injection molding technology.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die Erfindung betrifft eine Isoliervorrichtung zur elektrischen Isolation einer Spule einer elektrischen Maschine, wobei die Isoliervorrichtung zumindest eine Montagehilfe umfasst, an der die Isoliervorrichtung bei einer Montage gebogen wird. Es wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Montagehilfe mittels einer Laserbestrahlung hergestellt ist. Vorteilhaft kann dadurch die Herstellung der Montagehilfe verbessert werden, indem der Einsatz mehrerer Rollenprägewerkzeuge durch den Einsatz eines Lasers, insbesondere eines einzelnen Lasers, ersetzt wird. The invention relates to an insulating device for electrical insulation of a coil of an electrical machine, wherein the insulating device comprises at least one mounting aid on which the insulating device is bent during assembly. It is proposed that the at least one mounting aid is produced by means of a laser irradiation. Advantageously, the manufacture of the assembly aid can thereby be improved by replacing the use of a plurality of roller embossing tools by the use of a laser, in particular a single laser.
Unter einer Isoliervorrichtung soll insbesondere ein Mittel oder ein Bauteil ver- standen werden, dass dazu ausgebildet ist, einen Stator oder einen Rotor des Elektromotors von der Spule im Hochspannungsbereich elektrisch zu isolieren. Zusätzlich oder alternativ ist auch denkbar, dass die Isoliervorrichtung dazu ausgebildet ist, zwei Spulen voneinander zu isolieren. Vorzugsweise ist die Isoliervorrichtung zudem dazu ausgebildet, die Spule in einer Form zu halten. Vorzugsweise sind der Stator und/oder der Rotor jeweils aus einem Blechpaket ausgebildet, wodurch vorteilhaft gegenüber einer Vollmaterialbauweise Wirbelströme verhindert und der Wirkungsgrad erhöht werden kann. An insulating device should be understood as meaning, in particular, a means or a component which is designed to be a stator or a rotor of the Electric motor from the coil in the high voltage range to electrically isolate. Additionally or alternatively, it is also conceivable that the insulating device is designed to insulate two coils from each other. Preferably, the insulating device is further configured to hold the coil in a mold. Preferably, the stator and / or the rotor are each formed from a laminated core, which advantageously prevents eddy currents from a solid material construction and the efficiency can be increased.
Die Spule ist insbesondere aus einem elektrischen Leiter, insbesondere aus einem metallischen Draht, bevorzugt aus einem Kupferdraht, ausgebildet, der mittels eines Aufwickelverfahrens zu einer Spule gewickelt ist. Der metallische Leiter weist vorzugsweise eine Isolierschicht auf, um die im aufgewickelten Zustand aufeinander aufliegenden Bereiche des elektrischen Leiters voneinander zu isolieren. Die Isolierschicht ist vorzugsweise aus einer isolierenden Lackschicht ausgebildet. Zusätzlich ist denkbar, dass der elektrische Leiter eine Gleitschicht aufweist, die das Aufwickeln erleichtert. The coil is in particular made of an electrical conductor, in particular of a metallic wire, preferably of a copper wire, which is wound into a coil by means of a winding method. The metallic conductor preferably has an insulating layer in order to isolate the regions of the electrical conductor resting on one another in the wound state. The insulating layer is preferably formed from an insulating lacquer layer. In addition, it is conceivable that the electrical conductor has a sliding layer, which facilitates the winding.
Unter einer elektrischen Maschine soll insbesondere ein elektromechanischer Wandler verstanden werden, der dazu ausgebildet ist, als Elektromotor elektrische Leistung in mechanische Leistung umzuwandeln oder als Generator mechanische Leistung in elektrische Leistung umzuwandeln. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein bürstenloser Gleichstrommotor, kurz BLDC, oder als ein Wechselstrommotor ausgebildet. Der Elektromotor kann als ein Synchronmotor oder als ein Asynchronmotor ausgebildet sein. Der Elektromotor kann über eine Kabelverbindung direkt oder indirekt über eine Elektronik mit einer Energieversorgung verbunden werden. Die Energieversorgung kann beispielsweise über einen Netzanschluss oder über einen wiederaufladbaren Akkupack realisiert werden. An electric machine should in particular be understood to mean an electromechanical converter which is designed to convert electrical power into mechanical power as an electric motor or to convert mechanical power into electrical power as a generator. The electric motor is preferably designed as a brushless DC motor, BLDC for short, or as an AC motor. The electric motor may be designed as a synchronous motor or as an asynchronous motor. The electric motor can be connected via a cable connection directly or indirectly via an electronic system with a power supply. The power supply can be realized for example via a mains connection or via a rechargeable battery pack.
Unter einer Montagehilfe soll im Kontext dieser Anmeldung insbesondere eine strukturelle Modifikation der Isoliervorrichtung verstanden, welche die Montage des Elektromotors, bevorzugt die Montage beziehungsweise den Einbau der Spule im Stator, erleichtert. Bei der strukturellen Modifikation der Isoliervorrichtung kann es sich beispielsweise um eine lokale Schwächung der Isoliervorrichtung bzw. des Materials der Isoliervorrichtung handeln, die durch eine Schädi- gung des Materials hervorgerufen wird. Es ist ebenfalls denkbar, dass die lokale Schwächung durch einen lokalen Abtrag des Materials der Isoliervorrichtung realisiert wird. Alternativ oder zusätzlich ist ebenfalls denkbar, dass die strukturelle Modifikation als eine lokale Stärkung der Isoliervorrichtung ausgebildet ist, wodurch vorteilhaft an bei der Montage kritischen Stellen eine Beschädigung derAn assembly aid is to be understood in the context of this application in particular a structural modification of the insulating device, which facilitates the assembly of the electric motor, preferably the assembly or the installation of the coil in the stator. The structural modification of the insulating device may, for example, be a local weakening of the insulating device or of the material of the insulating device caused by a damage. tion of the material is caused. It is also conceivable that the local weakening is realized by a local removal of the material of the insulating device. Alternatively or additionally, it is also conceivable that the structural modification is designed as a local strengthening of the insulating device, whereby advantageously at critical points during assembly damage to the
Isoliervorrichtung vermieden werden kann. Die strukturelle Modifikation kann auch als eine Veränderung des Materials, insbesondere der chemischen Zusammensetzung des Materials, der Isoliervorrichtung ausgebildet sein. Im montierten Zustand ist die Isoliervorrichtung vorzugsweise zwischen dem Stator und der Spule angeordnet. Die Isoliervorrichtung ist insbesondere in zumindest einer Wicklungsnut des Stators angeordnet. Eine Form der Isoliervorrichtung ist insbesondere an eine Form der Wicklungsnut angepasst. Die Wicklungsnut weist eine Querschnittsfläche auf, die zumindest eine Ecke aufweist, vor- zugsweise mehreckig, wie beispielsweise rechteckig oder fünfeckig, ausgebildet ist. Die Ecken bilden entlang einer Längserstreckung des Stators jeweils eine Kante aus. Vorzugsweise weisen die Montagehilfen der Isoliervorrichtung dieselben Abstände auf, wie die Ecken beziehungsweise die Kanten der Wicklungsnut. Die Ecken beziehungsweise die Kanten weisen insbesondere einen Öffnungs- winkel von zumindest 30°, vorzugsweise zumindest 60°, auf. Bevorzugt liegt derInsulating device can be avoided. The structural modification may also be embodied as a change in the material, in particular the chemical composition of the material, of the insulating device. In the assembled state, the insulating device is preferably arranged between the stator and the coil. The insulating device is arranged in particular in at least one winding groove of the stator. A shape of the insulating device is particularly adapted to a shape of the winding groove. The winding groove has a cross-sectional area which has at least one corner, preferably a polygonal shape, such as, for example, rectangular or pentagonal. The corners each form an edge along a longitudinal extension of the stator. The mounting aids of the insulating device preferably have the same spacings as the corners or the edges of the winding groove. The corners or the edges in particular have an opening angle of at least 30 °, preferably at least 60 °. Preferably, the
Öffnungswinkel der Ecken beziehungsweise der Kanten in einem Bereich von 90° +/- 20°. Opening angle of the corners or the edges in a range of 90 ° +/- 20 °.
Unter einer Laserbestrahlung soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbe- sondere eine Anwendung eines Lasers zur strukturellen Modifikation der Isoliervorrichtung verstanden werden. Der Laser kann als ein Dauerstrichlaser oder als ein gepulster Laser ausgebildet sein. Vorzugsweise wird der Laser über eine Optik auf eine Oberfläche der Isoliervorrichtung fokussiert. Insbesondere wird der Laser derart auf die Isoliervorrichtung fokussiert, dass die Spotgröße des Lasers auf der Isoliervorrichtung kleiner als 2 mm, vorzugsweise kleiner als 1 mm, bevorzugt kleiner als 0,1 mm, ist. In the context of this application, a laser irradiation is to be understood as meaning, in particular, an application of a laser for the structural modification of the insulating device. The laser can be designed as a continuous wave laser or as a pulsed laser. Preferably, the laser is focused via optics on a surface of the insulating device. In particular, the laser is focused on the insulating device such that the spot size of the laser on the insulating device is less than 2 mm, preferably less than 1 mm, preferably less than 0.1 mm.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe als eine Nut ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Isoliervorrichtung im Bereich der Nut derart geschwächt werden, dass ein Falten beziehungsweise Biegen der Isoliervorrich- tung vereinfacht wird. Die Nut kann parallel oder schräg zu einer Längserstreckung des Elektromotors oder zu der Längserstreckung des Stators ausgebildet sein. Die Nut weist insbesondere eine Breite von unter 1 mm, vorzugsweise eine Breite von unter 0,5 mm, bevorzugt eine Breite im Bereich von 0,1 mm bis 0,5 mm auf. Furthermore, it is proposed that the mounting aid is designed as a groove. Advantageously, this can weaken the insulating device in the region of the groove in such a way that folding or bending of the insulating device is prevented. simplified. The groove may be formed parallel or obliquely to a longitudinal extent of the electric motor or to the longitudinal extension of the stator. The groove has in particular a width of less than 1 mm, preferably a width of less than 0.5 mm, preferably a width in the range of 0.1 mm to 0.5 mm.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Isoliervorrichtung mehrschichtig ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine Isoliervorrichtung mit einer hohen Festigkeit und mit einer guten Isoliereigenschaft realisiert werden. Die Isoliervorrichtung ist bevorzugt aus zumindest zwei unterschiedlichen Schichten ausgebildet. Die Isoliervorrichtung kann zwei im Wesentlichen gleiche Schichten aufweisen, die voneinander durch zumindest eine weitere Schicht beabstandet sind. Unter einer im Wesentlichen gleichen Schicht soll dabei insbesondere eine Schicht aus demselben Material, vorzugsweise aus demselben Material und mit denselben Schichtdicken, verstanden werden. Furthermore, it is proposed that the insulating device is designed to be multi-layered. Advantageously, an insulating device with a high strength and a good insulating property can be realized thereby. The insulating device is preferably formed from at least two different layers. The insulating device may comprise two substantially equal layers which are spaced from each other by at least one further layer. In this context, a substantially identical layer is to be understood in particular as meaning a layer of the same material, preferably of the same material and having the same layer thicknesses.
Zudem wird vorgeschlagen, dass eine erste Schicht im montierten Zustand spu- lenseitig montiert ist. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die erste Schicht der Isoliervorrichtung als eine Verbindungsschicht ausgebildet ist, die zur stoffschlüssigen Verbindung der Isoliervorrichtung mit der Spule vorgesehen ist. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die erste Schicht aus einem Backlack ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Verbindung zwischen der Isoliervorrichtung und der Spule gewährleistet werden. In addition, it is proposed that a first layer is mounted on the side of the coil in the mounted state. Furthermore, it is proposed that the first layer of the insulating device is formed as a connecting layer, which is provided for the material connection of the insulating device with the coil. Furthermore, it is proposed that the first layer is formed from a baked enamel. Advantageously, thereby an optimal connection between the insulating device and the coil can be ensured.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe in der ersten Schicht angeordnet ist, insbesondere in der ersten und der zweiten Schicht angeordnet ist, bevorzugt in der ersten, in der zweiten und in der dritten Schicht angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Montage weiter vereinfacht werden. Die Montagehilfe kann vollständig oder teilweise in der jeweiligen Schicht angeordnet sein. Furthermore, it is proposed that the mounting aid is arranged in the first layer, in particular in the first and the second layer, preferably in the first, in the second and in the third layer. Advantageously, thereby the assembly can be further simplified. The mounting aid can be arranged completely or partially in the respective layer.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe beabstandet zu einer letzten Schicht angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass die Isoliervorrichtung auch im Bereich der Montagehilfe eine ausreichende mechanische Stabilität und elektrische Isoliereigenschaft aufweist. Insbesondere weist die Montagehilfe zumindest eine Schicht auf, in der die Montagehilfe nicht angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Montagehilfe beabstandet zu zumindest einer aus einem Polymerfilm bestehenden Schicht angeordnet. Zudem wird vorgeschlagen, dass die letzte Schicht aus einem Polymerfilm ausgebildet ist. Der Polymerfilm kann beispielsweise als eine aramid oder polyaramid haltige Folie ausgebildet sein. Alternativ kann der Polymerfilm auch als eine polyesterhaltige Folie ausgebildet sein. Als eine weitere Alternative kann der Polymerfilm auch als eine polyimidhaltige Folie ausgebildet sein. Furthermore, it is proposed that the mounting aid is arranged at a distance from a last layer. Advantageously, this ensures that the insulating device also has a sufficient mechanical stability and electrical insulating property in the area of the mounting aid. In particular, the mounting aid has at least one layer in which the mounting aid is not is arranged. The mounting aid is preferably arranged at a distance from at least one layer consisting of a polymer film. In addition, it is proposed that the last layer is formed from a polymer film. The polymer film may be formed, for example, as an aramid or polyaramid-containing film. Alternatively, the polymer film may also be formed as a polyester-containing film. As a further alternative, the polymer film may also be formed as a polyimide-containing film.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Isoliervorrichtung zumindest eine faserhaltige Schicht aufweist. Die faserhaltige Schicht kann pflanzliche Fasern umfassen, beziehungsweise aus ihnen bestehen. Insbesondere weist die faserhaltige Schicht Zellulose auf. Es ist ebenfalls denkbar, dass die faserhaltige Schicht tierische oder Mineralfasern aufweist oder aus Ihnen besteht. Es ist zudem denkbar, dass die faserhaltige Schicht Chemiefasern umfasst oder aus Ihnen besteht. Die Chemiefasern können dabei aus natürlichen oder synthetischen oder Polymeren oder aus anorganischen Stoffen ausgebildet sein. In addition, it is proposed that the insulating device has at least one fiber-containing layer. The fibrous layer may comprise or consist of vegetable fibers. In particular, the fibrous layer comprises cellulose. It is also conceivable that the fiber-containing layer comprises or consists of animal or mineral fibers. It is also conceivable that the fibrous layer comprises or consists of man-made fibers. The chemical fibers may be formed from natural or synthetic or polymers or inorganic materials.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Montagehilfe in zumindest einer faserhaltige Schicht angeordnet ist, wobei eine Schichtdicke der faserhaltigen Schicht stets größer ist als eine Erstreckung der Montagehilfe entlang der Schichtdicke. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass die Isoliervorrichtung im Bereich der Montagehilfe nicht reißt. Vorzugsweise ist die Montagehilfe beabstandet zu zumindest einer faserhaltigen Schicht. Furthermore, it is proposed that the mounting aid is arranged in at least one fiber-containing layer, wherein a layer thickness of the fiber-containing layer is always greater than an extension of the mounting aid along the layer thickness. Advantageously, this ensures that the insulating device does not tear in the area of the assembly aid. Preferably, the mounting aid is spaced from at least one fibrous layer.
Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Montagehilfe einer Isoliervorrichtung wie zuvor beschrieben. In addition, the invention relates to a method for producing a mounting aid of an insulating device as described above.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass mittels der Laserbestrahlung zusätzlich die Seitenränder der Isoliervorrichtung hergestellt werden. Vorteilhaft kann dadurch mittels der Laserbestrahlung sowohl die Form der Isoliervorrichtung zu- rechtgeschnitten, als auch die Montagehilfe hergestellt werden. Es ist denkbar, dass derselbe Laser zum Schneiden der Isoliervorrichtung und zur Herstellung der Montagehilfe eingesetzt wird. Insbesondere ist die Intensität der Laserbestrahlung auf der Isoliervorrichtung beim Schneiden größer als bei der Herstellung der Montagehilfe. Alternativ oder zusätzlich ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Laserstrahl relativ zu der Isoliervorrichtung während der Laserbestrahlung bewegt, beim Schneiden geringer als bei der Herstellung der Montagehilfe. Alternativ ist auch denkbar, dass die Isoliervorrichtung mittels einer Laserbestrahlung eines ersten Lasers geschnitten wird und mittels einer Laserbestrahlung eines zweiten Lasers die Montagehilfen hergestellt werden. Furthermore, it is proposed that the side edges of the insulating device are additionally produced by means of the laser irradiation. Advantageously, both the shape of the insulating device can be cut to size by means of the laser irradiation, and the assembly aid can also be produced. It is conceivable that the same laser is used for cutting the insulating device and for producing the mounting aid. In particular, the intensity of the laser irradiation on the insulating device during cutting is greater than in the production of the assembly aid. Alternatively or additionally, the speed with which the laser beam moves relative to the insulating device during the laser irradiation, when cutting less than in the manufacture of the mounting aid. Alternatively, it is also conceivable that the insulating device is cut by means of a laser irradiation of a first laser and the mounting aids are produced by means of a laser irradiation of a second laser.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Elektromotor, insbesondere einen BLDC- oder Wechselstrommotor, mit einer Isoliervorrichtung, wie zuvor beschrieben, wobei die Isoliervorrichtung um zumindest eine Statorspule gelegt ist. Furthermore, the invention relates to an electric motor, in particular a BLDC or AC motor, with an insulating device, as described above, wherein the insulating device is placed around at least one stator coil.
Zeichnungen drawings
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen. Further advantages emerge from the following description of the drawing. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations. Reference numerals of features of different embodiments of the invention which substantially correspond to each other are given the same number and a letter characterizing the embodiment.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Elektromotors; 1 shows a longitudinal section of an electric motor.
Fig. 2a eine erfindungsgemäße Isoliervorrichtung; Fig. 2a an insulating device according to the invention;
Fig. 2b ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung vor einer 2b shows a section through the insulating device according to the invention in front of a
Laserbestrahlung;  Laser irradiation;
Fig. 2c ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung nach der Fig. 2c is a section through the insulating device according to the invention according to the
Laserbestrahlung;  Laser irradiation;
Fig. 3a eine perspektivische Ansicht eines Stators mit eingesetzter Isoliervorrichtung; Fig. 3b eine perspektivische Ansicht eines montierten Stators; 3a shows a perspective view of a stator with inserted insulating device; 3b is a perspective view of a mounted stator;
Fig. 4a eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isoliervorrichtung; 4a shows a further embodiment of the insulating device according to the invention;
Fig. 4b ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung gemäß 4b shows a section through the insulating device according to the invention
Fig. 4a vor einer Laserbestrahlung;  FIG. 4a before a laser irradiation; FIG.
Fig. 4c ein Schnitt durch die erfindungsgemäße Isoliervorrichtung gemäß Fig. 4c is a section through the insulating device according to the invention according to
Fig. 4a nach der Laserbestrahlung;  Fig. 4a after the laser irradiation;
Fig. 5a eine weitere Ausführungsform des Stators; Fig. 5a shows another embodiment of the stator;
Fig. 5b eine Spule mit der Isoliervorrichtung gemäß Fig. 4a; FIG. 5b shows a coil with the insulating device according to FIG. 4a; FIG.
Fig. 5c eine Statorhälfte des Stators gemäß Fig. 5a mit der Isoliervorrichtung gemäß Fig. 4a im montierten Zustand. 5c shows a stator half of the stator according to FIG. 5a with the insulating device according to FIG. 4a in the assembled state.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Description of the embodiments
In Figur 1 ist eine als ein Elektromotor 12 ausgebildete elektrische Maschine 10 in einem Längsschnitt gezeigt. Der Elektromotor 12 ist beispielhaft als ein bürstenloser Direktstrommotor ausgebildet. Da derartige Elektromotoren im Stand der Technik hinlänglich bekannt sind, wird für eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise des Elektromotors auf diesen verwiesen. Der Elektromotor 12 ist beispielhaft als ein Innenläufer ausgebildet, wobei es auch denkbar ist, dass der Elektromotor 12 als ein Außenläufer ausgebildet ist. Der Elektromotor 12 weist einen zylindrischen Rotor 14, der drehfest mit einer Antriebswelle 16 verbunden ist, auf. Der Elektromotor 12 wird über zwei Lageranordnungen 18, die als Kugellager ausgebildet sind, in einem nicht dargestellten Gehäuse drehbar gelagert. Der Rotor 14 ist koaxial innerhalb eines im Wesentlichen hohlzylindrischen Stators 20 angeordnet. Der Stator 20 ist aus einem Blechpaket ausgebildet. Insbesondere ist der Stator 20 als ein magnetisch leitfähiges, lamel- liertes oder gesintertes Blechpaket ausgebildet. Der Stator 20 weist Wicklungsnuten 22 auf, die sich entlang einer Längserstreckung 24 des Elektromotors 12 erstrecken. Die Längserstreckung 24 entspricht der Rotationsachse der Antriebswelle 16. In den Wicklungsnuten 22 ist jeweils zumindest eine Spule 26 angeordnet. Die Spule 26 ist aus einem elektrischen Leiter 28 ausgebildet, der bei der Montage des Elektromotors 12 zu einer Spule 26 gewickelt wird. Der elektrische Leiter 28 ist aus einem Kupferdraht ausgebildet, der mit einer isolierenden Lackschicht umhüllt ist. Je nach Anforderung und nach Aufbau des Elektromotors 12 sind unterschiedliche Arten und Methoden der Spulenwickeltechnik denkbar. Beispielhaft kann dies eine wilde Wicklung, eine orthozyklische Wicklung, eine schraubenförmige Wicklung, oder dergleichen sein. Die Spulen 26 sind über eine nicht dargestellte Verbindung mit einer Energieversorgung verbindbar. Im bestromten Zustand kann durch die Spulen 26 ein Magnetfeld zu einer Magnetisierung des Stators 20 und somit zum Antrieb des Elektromotors 12 induziert werden. Der Elektromotor 12 ist insbesondere als ein Hochspannungsmotor ausgebildet. Um sicherzustellen, dass bei derartigen Spannungen keine Durchschlagspannungen gebildet werden, ist zwischen dem Stator 20 und der Spule 26 eine Isoliervorrichtung 30 angeordnet. Die Isoliervorrichtung 30 ist insbesondere radial zu der Längserstreckung 24 des Elektromotors 12 zwischen dem Stator 20 und der Spule 26 angeordnet. An den axialen Enden des Stators 20 ist je- weils eine Endplatte 32 angeordnet, die aus einem isolierenden Material ausgebildet ist. Die Endplatte 32 kann beispielsweise aus einem keramischen Material oder einer Hartplastik ausgebildet sein. Über die Endplatte 32 wird die Spule 26 insbesondere axial von dem Stator 20 elektrisch isoliert. In Figure 1, designed as an electric motor 12 electrical machine 10 is shown in a longitudinal section. The electric motor 12 is exemplified as a brushless direct current motor. Since such electric motors are well known in the art, reference is made to this for a detailed description of the structure and operation of the electric motor. By way of example, the electric motor 12 is designed as an internal rotor, wherein it is also conceivable for the electric motor 12 to be designed as an external rotor. The electric motor 12 has a cylindrical rotor 14, which is non-rotatably connected to a drive shaft 16, on. The electric motor 12 is rotatably mounted in a housing, not shown, via two bearing assemblies 18, which are designed as ball bearings. The rotor 14 is coaxially disposed within a substantially hollow cylindrical stator 20. The stator 20 is formed of a laminated core. In particular, the stator 20 is designed as a magnetically conductive, laminated or sintered laminated core. The stator 20 has winding grooves 22, which extend along a longitudinal extent 24 of the electric motor 12. The longitudinal extension 24 corresponds to the axis of rotation of the drive shaft 16. In the winding grooves 22 at least one coil 26 is arranged in each case. The coil 26 is formed of an electrical conductor 28, which is wound during the assembly of the electric motor 12 to a coil 26. The electrical conductor 28 is formed from a copper wire, which is coated with an insulating lacquer layer. Depending on the requirements and structure of the electric motor 12 different types and methods of coil winding technology are conceivable. By way of example, this may be a wild winding, an orthocyclic winding, a helical winding, or the like. The coils 26 can be connected via a connection, not shown, to a power supply. In the energized state can be induced by the coils 26, a magnetic field to a magnetization of the stator 20 and thus to drive the electric motor 12. The electric motor 12 is designed in particular as a high voltage motor. In order to ensure that no breakdown voltages are formed at such voltages, an insulating device 30 is arranged between the stator 20 and the coil 26. The insulating device 30 is arranged in particular radially to the longitudinal extent 24 of the electric motor 12 between the stator 20 and the coil 26. At the axial ends of the stator 20, because an end plate 32 is arranged, which is formed of an insulating material. The end plate 32 may be formed, for example, of a ceramic material or a hard plastic. Via the end plate 32, the coil 26 is in particular electrically insulated axially from the stator 20.
In Figur 2a ist die Isoliervorrichtung 30 in einer Draufsicht gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30 ist als ein Isolationspapier ausgebildet. Die Isoliervorrichtung 30 weist eine Außenkontur auf, die durch Schneiden mittels einer Laserbestrahlung hergestellt wurde. Des Weiteren weist die Isoliervorrichtung 30 eine Vielzahl an Montagehilfen 34 auf, die jeweils als eine Nut 36 ausgebildet sind. Die Montagehilfen 34 in diesem Ausführungsbeispiel wurden ebenfalls mittels einer Laserbestrahlung hergestellt, wobei die Intensität eines Lasers im Vergleich zum Schneiden verringert wurde. Die Montagehilfen 34 erstrecken sich geradlinig von einem Ende der Isoliervorrichtung 30 zu dem gegenüberliegenden Ende. In dieser Ausführungsform sind die Montagehilfen 34 parallel zueinander angeordnet. Es ist allerdings auch denkbar, dass nicht alle Montagehilfen 34 parallel zueinander angeordnet sind. Insbesondere erstrecken sich die Montagehilfen 34 im montierten Zustand entlang der Längserstreckung 24 des Elektromotors 12. Die Außenkontur der Isoliervorrichtung 30 ist in dieser Ausführungsform an die Form der Wicklungsnuten 22 des Stators 20 angepasst. Insbesondere ist in den Bereichen, in denen die Isoliervorrichtung 30 im montierten Zustand eine Spule 26 umschließt, die axiale Länge der Isoliervorrichtung 30 größer als in den Bereichen, in denen die Isoliervorrichtung 30 keine Spule 26 umschließt. In Figur 2b ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung 30 vor der Laserbestrahlung gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30 weist beispielhaft vier Schichten 38, 40, 42, 44 auf. Die Isoliervorrichtung 30 wird insbesondere auf der Seite bestrahlt auf der die erste Schicht 38 liegt. Die erste Schicht 38 ist als eine Verbindungsschicht ausgebildet. Die erste Schicht 38 besteht beispielhaft aus einem Backlack. Der Backlack besteht aus einer Harzbeschichtung. Die zweite Schicht 40 besteht aus einem Polymerfilm, insbesondere einer Polyesterfolie, beispielhaft aus Polyethylenterephthalat. Die dritte Schicht 42 ist als eine faserhaltige Schicht ausgebildet. Die dritte Schicht 42 ist aus einem Rollenpressspan, beispielsweise aus einem Sulfat- Zellstoff, ausgebildet. Die vierte Schicht 44 entspricht in ihrer Dicke und ihrem Material im Wesentlichen der zweiten Schicht 40. Die Isoliervorrichtung 30 weist eine Durschlagspannung von zumindest 10 kV, vorzugsweise zumindest 15 kV, auf. In Figur 2c ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung 30 nach der Laserbestrahlung gezeigt. Durch die Laserbestrahlung ist lokal das Material der ersten Schicht 38 und der zweiten Schicht 40 vollständig und das Material der dritten Schicht 42 teilweise abgetragen. An der dadurch entstandenen als Nut 36 ausgebildeten Montagehilfe 34 wird das Falten beziehungsweise Biegen der Isoliervorrichtung 30 erleichtert. Da die faserhaltige Schicht 40 nur teilweise durch die Laserbehandlung lokal entfernt wird, kann sichergestellt werden, dass die Zugfestigkeit und die Reißfestigkeit der Isoliervorrichtung 30 durch die Montagehilfe 34 nicht zu stark beeinflusst wird. Vorteilhaft ist die Polymerschicht 44 an jedem Punkt beabstandet zu der Montaghilfe angeordnet, sodass die elektrische Isolierwirkung dieser Schicht durch die Laserbehandlung nicht beeinflusst wird. In Figure 2a, the insulating device 30 is shown in a plan view. The insulating device 30 is formed as an insulating paper. The insulating device 30 has an outer contour which has been produced by cutting by means of a laser irradiation. Furthermore, the insulating device 30 has a plurality of mounting aids 34, which are each formed as a groove 36. The mounting aids 34 in this embodiment were also made by means of laser irradiation, whereby the intensity of a laser was reduced compared to the cutting. The mounting aids 34 extend straight from one end of the insulating device 30 to the opposite end. In this embodiment, the mounting aids 34 are arranged parallel to each other. However, it is also conceivable that not all mounting aids 34 are arranged parallel to each other. In particular, the mounting aids 34 extend in the mounted state along the longitudinal extension 24 of the electric motor 12. The outer contour of the insulating device 30 is adapted in this embodiment to the shape of the winding grooves 22 of the stator 20. In particular, in the areas in which the insulating device 30 encloses a coil 26 in the mounted state, the axial length of the insulating device 30 is greater than in the areas in which the insulating device 30 encloses no coil 26. FIG. 2b shows a section through the insulating device 30 before the laser irradiation. The insulating device 30 has, for example, four layers 38, 40, 42, 44. The insulating device 30 is irradiated in particular on the side on which the first layer 38 is located. The first layer 38 is formed as a bonding layer. The first layer 38 consists for example of a baked enamel. The baked enamel consists of a resin coating. The second layer 40 consists of a polymer film, in particular a polyester film, for example of polyethylene terephthalate. The third layer 42 is formed as a fibrous layer. The third layer 42 is formed from a roll pressboard, for example from a sulfate pulp. The fourth layer 44 essentially corresponds in its thickness and its material to the second layer 40. The insulating device 30 has a durbolt voltage of at least 10 kV, preferably at least 15 kV. In FIG. 2c shows a section through the insulating device 30 after the laser irradiation. As a result of the laser irradiation, the material of the first layer 38 and the second layer 40 is completely local and the material of the third layer 42 is partially removed. At the resulting formed as a groove 36 mounting aid 34, the folding or bending of the insulating device 30 is facilitated. Since the fibrous layer 40 is locally removed only partially by the laser treatment, it can be ensured that the tensile strength and tear strength of the insulating device 30 are not excessively affected by the mounting aid 34. The polymer layer 44 is advantageously arranged at any point at a distance from the mounting aid, so that the electrical insulation effect of this layer is not influenced by the laser treatment.
In Figur 3a ist der Stator 20 mit eingesetzter Isoliervorrichtung 30 gezeigt. Der Stator 20 ist als ein geschlossener Stator 20 aus einem einzelnen Blechpaket ausgebildet. Der Stator 20 weist zwei Wicklungsnuten 22 auf. Zur besseren Verdeutlichung der Form der Wicklungsnut 22 ist die Isoliervorrichtung 30 nur in einer der beiden Wicklungsnuten 22 eingezeichnet. Im Querschnitt weist die Kontur der Wicklungsnut 22 eine Vielzahl an ebenen und gebogenen Teilbereichen 46, 48 auf, die über scharfe oder weiche Kanten 50, 52 miteinander verbunden sind. Im Bereich der scharfen Kanten 50 geht ein ebener Teilbereich 46 in einen benachbarten ebenen Teilbereich 46 über. Im Bereich der weichen Kanten 52 geht ein gebogener Teilbereich 48 in einen benachbarten gebogenen oder ebenen Teilbereich 46, 48 über. Der Abstand der der Kanten 50, 52 voneinander entspricht im Wesentlichen dem Abstand der Montagehilfen 34 der Isoliervorrichtung 30 voneinander. Bei der Montage des Stators 20 wird zunächst die Isoliervorrichtung 30 in die Wicklungsnut 22 eingesetzt, bevor der Stator 20 direkt bewickelt wird. Im montierten Zustand ragt die Isoliervorrichtung 30 teilweise aus dem Stator 20, insbesondere aus der Wicklungsnut 22, heraus. Vorzugsweise überragt die axiale Länge der Isoliervorrichtung 30 eine Länge des Stators 20 in den Bereichen, in denen die Wicklungsnut 22 zur Aufnahme der Spule 26 vorgesehen ist. In Figur 3b ist der Stator 20 im mit der Spule 26 bewickelten Zustand gezeigt. Die zwei Spulen 26 sind jeweils von zwei Wicklungsnuten 22 der Stators 20 aufgenommen. In einer Wicklungsnut 22 sind somit zwei Spulen 26 angeordnet. In Figur 4a ist eine alternative Ausführungsform der Isoliervorrichtung 30a gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30a weist eine im Wesentlichen rechteckige Außenkontur auf. Des Weiteren weist die Isoliervorrichtung 30a vier Montagehilfen 34a, die analog zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform aus einer sich geradlinig erstreckenden Nut 36a ausgebildet sind. In Figur 4b ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung 30a vor der Laserbestrahlung gezeigt. Die Isoliervorrichtung 30a besteht aus drei Schichten 38a, 40a, 42a, wobei die erste Schicht 38a aus einem Pressspan, die zweite Schicht 40a aus einem Polymerfilm und die dritte Schicht 42a aus einem Pressspann ausgebildet ist. In Figur 4c ist ein Schnitt durch die Isoliervorrichtung nach der Laserbestrahlung gezeigt. Die Montagehilfe 34a ist vorzugsweise beabstandet von der zweiten 40a und beabstandet von der dritten Schicht 42a angeordnet. In Figure 3a, the stator 20 is shown with insulator 30 inserted. The stator 20 is formed as a closed stator 20 of a single laminated core. The stator 20 has two winding grooves 22. To better illustrate the shape of the winding groove 22, the insulating device 30 is located only in one of the two winding grooves 22. In cross-section, the contour of the winding groove 22 has a plurality of flat and curved portions 46, 48 which are connected by sharp or soft edges 50, 52 with each other. In the area of the sharp edges 50, a planar portion 46 merges into an adjacent planar portion 46. In the region of the soft edges 52, a bent portion 48 merges into an adjacent bent or flat portion 46, 48. The distance between the edges 50, 52 of each other substantially corresponds to the distance of the mounting aids 34 of the insulating device 30 from each other. When mounting the stator 20, the insulating device 30 is first inserted into the winding groove 22 before the stator 20 is wound directly. In the mounted state, the insulating device 30 projects partially out of the stator 20, in particular out of the winding groove 22, out. Preferably, the axial length of the insulating device 30 extends beyond a length of the stator 20 in the areas in which the winding groove 22 is provided for receiving the coil 26. In Figure 3b, the stator 20 is shown wound in the coil 26 state. The two coils 26 are each received by two winding grooves 22 of the stator 20. In a winding groove 22 thus two coils 26 are arranged. FIG. 4a shows an alternative embodiment of the insulating device 30a. The insulating device 30a has a substantially rectangular outer contour. Furthermore, the insulating device 30a has four mounting aids 34a, which are formed analogously to the previously described embodiment of a rectilinearly extending groove 36a. FIG. 4b shows a section through the insulating device 30a before the laser irradiation. The insulating device 30a is composed of three layers 38a, 40a, 42a, wherein the first layer 38a is formed of a press chip, the second layer 40a of a polymer film, and the third layer 42a of a press jig. FIG. 4c shows a section through the insulating device after the laser irradiation. The mounting aid 34a is preferably spaced from the second 40a and spaced from the third layer 42a.
In Figur 5a ist ein Querschnitt des Stators 20a gezeigt. Der Stator 20a ist als ein gesplitterter Stator 20a ausgebildet. Der Stator 20a weist zwei Statorhälften 54a auf, die formschlüssig miteinander verbindbar sind. Jede Statorhälfte 54a weist zwei Wicklungsnuten 56a auf. Im verbundenen Zustand des Stators 20a bilden jeweils zwei Wicklungsnuten 56a der Statorhälften 54a zusammen eine Wicklungsnut 22a des Stators 20a. Wie in Figur 5b gezeigt, ist die Spule 26a als eine Luftspule ausgebildet. In dieser Ausführungsform wird somit bei der Montage zunächst die Isoliervorrichtung 30a an den Positionen der Montagehilfen 34a derart gefaltet, dass die Isoliervorrichtung 30a die Spule 26a bereichsweise umschließt. Insbesondere wird die Isoliervorrichtung 30a an den vier Montagehilfen 34a derart gebogen oder gefaltet, dass die Isoliervorrichtung einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Damit sich die Isoliervorrichtung 30a nicht löst, wird die Form der Isoliervorrichtung 30a um die Spule 26a mittels eines als Klebeband ausgebildeten Fixierelements 58a fixiert. Zur Montage wird die Spule 26a, die von zwei Isoliervorrichtung 30a teilweise umschlossen ist, in zwei Wicklungsnuten 56a einer Statorhälfte 54a eingesetzt (siehe Figur 5c). FIG. 5a shows a cross section of the stator 20a. The stator 20a is formed as a split stator 20a. The stator 20a has two stator halves 54a, which are positively connected to one another. Each stator half 54a has two winding grooves 56a. In the connected state of the stator 20a, two winding grooves 56a of the stator halves 54a together form a winding groove 22a of the stator 20a. As shown in Figure 5b, the coil 26a is formed as an air-core coil. In this embodiment, the insulating device 30a is thus initially folded at the positions of the mounting aids 34a during assembly so that the insulating device 30a surrounds the coil 26a in regions. In particular, the insulating device 30a is bent or folded on the four mounting aids 34a such that the insulating device has a substantially rectangular cross-section. So that the insulating device 30a does not come loose, the shape of the insulating device 30a is fixed around the coil 26a by means of a fixing element 58a formed as an adhesive tape. For assembly, the coil 26a, which is partially enclosed by two insulating device 30a, inserted into two winding grooves 56a of a stator half 54a (see Figure 5c).

Claims

Ansprüche claims
1. Isoliervorrichtung zur elektrischen Isolation einer Spule (26) einer elektrischen Maschine (10), wobei die Isoliervorrichtung (30) zumindest eine Montagehilfe (34) um- fasst, an der die Isoliervorrichtung (30) bei einer Montage gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Montagehilfe (34) mittels einer Laserbestrahlung hergestellt ist. An insulating device for electrically insulating a coil (26) of an electric machine (10), wherein the insulating device (30) comprises at least one mounting aid (34) on which the insulating device (30) is bent during assembly, characterized in that the at least one mounting aid (34) is produced by means of a laser irradiation.
2. Isoliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (34) als eine Nut (36) ausgebildet ist. 2. Insulating device according to claim 1, characterized in that the mounting aid (34) is designed as a groove (36).
3. Isoliervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliervorrichtung (30) mehrschichtig ausgebildet ist. 3. Insulating device according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating device (30) is formed of several layers.
4. Isoliervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Schicht (38) im montierten Zustand spulenseitig montiert ist. 4. Insulating device according to claim 3, characterized in that a first layer (38) is mounted on the coil side in the mounted state.
5. Isoliervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (38) der Isoliervorrichtung (30) als eine Verbindungsschicht ausgebildet ist, die zur stoffschlüssigen Verbindung der Isoliervorrichtung (30) mit der Spule (26) vorgesehen ist. 5. Insulating device according to claim 4, characterized in that the first layer (38) of the insulating device (30) is designed as a connecting layer, which is provided for the cohesive connection of the insulating device (30) with the coil (26).
6. Isoliervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (38) aus einem Backlack ausgebildet ist. 6. Insulating device according to claim 4 or 5, characterized in that the first layer (38) is formed from a baked enamel.
7. Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (34) in der ersten Schicht (38) angeordnet ist, insbesondere in der ersten und der zweiten Schicht (38, 40) angeordnet ist, bevorzugt in der ersten, in der zweiten und in der dritten Schicht (38, 40, 42) angeordnet ist. 7. Insulating device according to one of claims 4 to 6, characterized in that the mounting aid (34) in the first layer (38) is arranged, in particular in the first and the second layer (38, 40) is arranged, preferably in the first , in the second and in the third layer (38, 40, 42) is arranged.
8. Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (34) beabstandet zu einer letzten Schicht angeordnet ist. 8. Insulating device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the mounting aid (34) is arranged spaced from a last layer.
9. Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Schicht aus einem Polymerfilm ausgebildet ist. 9. Insulating device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the last layer is formed from a polymer film.
10. Isoliervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Isoliervorrichtung (30) zumindest eine faserhaltige Schicht aufweist. 10. Insulating device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the insulating device (30) has at least one fiber-containing layer.
11. Isoliervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (34) in zumindest einer faserhaltige Schicht angeordnet ist, wobei eine Schichtdicke der faserhaltigen Schicht stets größer ist als eine Erstreckung der Montagehilfe (34) entlang der Schichtdicke. 11. An insulating device according to claim 10, characterized in that the mounting aid (34) is arranged in at least one fiber-containing layer, wherein a layer thickness of the fibrous layer is always greater than an extension of the mounting aid (34) along the layer thickness.
12. Isoliervorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehilfe (34) beabstandet zu zumindest einer faserhaltigen Schicht ist. 12. An insulating device according to claim 10 or 11, characterized in that the mounting aid (34) spaced from at least one fiber-containing layer.
13. Verfahren zur Herstellung einer Montagehilfe (34) einer Isoliervorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 13. A method for producing an assembly aid (34) of an insulating device (30) according to any one of the preceding claims.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Laserbestrahlung zusätzlich die Seitenränder der Isoliervorrichtung (30) hergestellt werden. 14. The method according to claim 11, characterized in that by means of the laser irradiation additionally the side edges of the insulating device (30) are produced.
15. Elektromotor, insbesondere BLDC- oder Wechselstrommotor, mit einer Isoliervorrichtung, die nach dem Verfahren der Ansprüche 11 bis 12 hergestellt ist, wobei die Isoliervorrichtung (30) um zumindest eine Statorspule (26) gelegt ist. 15. An electric motor, in particular BLDC or AC motor, with an insulating device which is produced by the method of claims 11 to 12, wherein the insulating device (30) is placed around at least one stator coil (26).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019205101A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-15 Audi Ag Method for manufacturing an electromechanical component

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2723583A1 (en) * 1977-05-04 1978-11-09 Bbc Brown Boveri & Cie COMPOSITE MATERIAL
JPH06275924A (en) * 1993-03-22 1994-09-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic substrate
JP2001136700A (en) * 1999-11-02 2001-05-18 Mitsubishi Electric Corp Stator and its manufacturing method
JP2013192363A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Aichi Elec Co Insulation sheet manufacturing method and insulation sheet manufacturing apparatus
DE112013004576T5 (en) * 2012-10-11 2015-06-25 Hitachi, Ltd. Insulating structure for a rotating electrical machine and method for its production
WO2015158992A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Valeo Equipements Electriques Moteur Electric machine stator comprising individual slot insulators, and corresponding stator production method
JP2016054634A (en) * 2014-08-28 2016-04-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Rotor slot liners
WO2017190943A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for producing an insulation element
JP2018093593A (en) * 2016-11-30 2018-06-14 アイチエレック株式会社 Rotary machine

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2723583A1 (en) * 1977-05-04 1978-11-09 Bbc Brown Boveri & Cie COMPOSITE MATERIAL
JPH06275924A (en) * 1993-03-22 1994-09-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Ceramic substrate
JP2001136700A (en) * 1999-11-02 2001-05-18 Mitsubishi Electric Corp Stator and its manufacturing method
JP2013192363A (en) * 2012-03-14 2013-09-26 Aichi Elec Co Insulation sheet manufacturing method and insulation sheet manufacturing apparatus
DE112013004576T5 (en) * 2012-10-11 2015-06-25 Hitachi, Ltd. Insulating structure for a rotating electrical machine and method for its production
WO2015158992A1 (en) * 2014-04-17 2015-10-22 Valeo Equipements Electriques Moteur Electric machine stator comprising individual slot insulators, and corresponding stator production method
JP2016054634A (en) * 2014-08-28 2016-04-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Rotor slot liners
WO2017190943A1 (en) * 2016-05-02 2017-11-09 Robert Bosch Gmbh Method and apparatus for producing an insulation element
JP2018093593A (en) * 2016-11-30 2018-06-14 アイチエレック株式会社 Rotary machine

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