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WO2017009052A1 - Stator und verfahren zur herstellung eines stators - Google Patents

Stator und verfahren zur herstellung eines stators Download PDF

Info

Publication number
WO2017009052A1
WO2017009052A1 PCT/EP2016/065259 EP2016065259W WO2017009052A1 WO 2017009052 A1 WO2017009052 A1 WO 2017009052A1 EP 2016065259 W EP2016065259 W EP 2016065259W WO 2017009052 A1 WO2017009052 A1 WO 2017009052A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
angle
windings
phase windings
phase
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/065259
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Maurad Berkouk
Dirk Joachimsmeyer
Uwe Paur
Franz HEINRICH
Eugen Hermann
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg filed Critical Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
Publication of WO2017009052A1 publication Critical patent/WO2017009052A1/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
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/095—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors around salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles

Definitions

  • the invention relates to a stator of an electrical machine, with a switching ring.
  • Electric machine is understood to be a generator, but in particular also an electric motor.
  • the electric machine is preferably a component of a motor vehicle.
  • the invention further relates to a circuit ring and a method for creating a stator.
  • the fan heater includes a fan, which is driven by an electric motor.
  • the fan is connected to a shaft of the electric motor, which is fixed against rotation on a rotor.
  • the rotor itself is driven in operation by means of a stator which, if the electric motor is designed as a brushless DC motor, comprises a number of electromagnets, which are suitably interconnected.
  • the electromagnets are formed by means of electrical coils which are placed on teeth of a laminated core of the stator. Each coil has a coil winding, wherein the coil winding is interconnected to at least three phase windings. In operation, all the coil windings of each of the phase windings are always energized, and in this way a rotating magnetic field is created.
  • the coil windings are usually wound separately and then placed on the teeth and contacted with each other electrically.
  • An alternative method provides that each coil winding is wound directly on the respective tooth, which leads to an improved space utilization and consequently to an increased efficiency of the electric motor.
  • the creation of the coil windings takes place by means of a so-called Windeldü- be winding needle.
  • the three phase windings are created in succession, which leads to an increased production time and to increased production costs.
  • a further development of this so-called single-needle winding method is the multi-needle winding method in which a number of mutually offset winding nozzles moves synchronously and a number of winding nozzles corresponding number of coil windings is created simultaneously.
  • winding nozzles are used. Due to the space available, the winding nozzles are rotationally symmetrical to each other, in the three-needle winding process, therefore, by 120 °. It is practically unavoidable that at the end of the winding procedure with three evenly offset by 120 ° winding needles with corresponding winding nozzles for guiding the winding wire, the coil or coil ends to each other by this offset (120 °) - ie in the example mentioned by 120 ° offset from each other - are arranged. The terminals or terminal connections or phase terminals are usually arranged at these 120 ° offset positions. This is disadvantageous for contacting the terminals with electronics, which consequently has to have a comparatively large areal extent.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable stator of an electric machine, with a Verschaltungsring and a particularly suitable Verschaltungsring and a particularly suitable method for creating a stator, in particular manufacturing costs are reduced, and wherein preferably improves efficiency, and wherein Suitably a size is reduced.
  • the stator is part of an electrical machine, which is for example a generator, but particularly preferably an electric motor.
  • the electric motor is preferably a component of a motor vehicle and expediently a component of an accessory of the motor vehicle. In other words, the electric motor does not serve the propulsion of the motor vehicle.
  • the electric motor is suitably suitable, in particular provided and set up.
  • the electric motor is in particular a DC motor and preferably a brushless DC motor.
  • the stator has a stator body with a first number of teeth
  • stator teeth The stator body is designed in particular substantially hollow cylindrical.
  • the teeth expediently extend in the radial direction, ie perpendicular to a stator axis, and are in particular connected to a yoke.
  • the yoke is circumferentially closed and expediently, the teeth are integrally formed on the yoke.
  • the stator teeth are in particular directed radially inwards compared to the yoke.
  • a star-shaped structure is provided by means of the teeth, wherein a respective groove is formed between adjacent teeth, which in particular runs parallel to the stator axis.
  • the stator axis corresponds in particular to the axis, preferably the rotor axis, of the electric machine.
  • the interconnection ring also referred to as a connection, interconnection, laying and / or winding (ends) guiding ring, is fastened in particular to the stator body.
  • the Verschaltungsring is in direct mechanical contact with the stator. Under end face is understood in particular the limitation of the stator body in a direction parallel to the stator axis. In other words, the Verschaltungsring limits the stator body in the axial direction.
  • the Verschaltungsring has three electrical connections, wherein between adjacent terminals with respect to the stator axis, a second angle is formed.
  • adjacent is meant in particular that between two outer terminals, a further terminal is arranged, which is adjacent to each of the outer terminals.
  • the two outer connections are particular not adjacent to each other.
  • the outer terminals have only a single adjacent terminal.
  • the three terminals are not arranged rotationally symmetrical with respect to the stator axis.
  • the second angle is constant.
  • the angle formed between the two outer terminals with respect to the stator axis is twice the second angle formed between each of the outer terminals and each terminal disposed therebetween.
  • the angle formed with respect to the stator axis is understood to mean that the vertex of the angle is located on the stator axis.
  • the stator also has three phase windings, which in particular form the stator winding, preferably the motor winding.
  • Each of the phase windings has a coil winding, in particular a third number of coil windings.
  • the number of coil windings per phase winding is the same.
  • the third number is equal to one third of the first number.
  • each of the teeth is wound with one of the coil windings, with a single coil winding applied to each of the teeth.
  • each tooth is assigned to one of the phase windings.
  • the coil windings of the respective phase windings are in particular electrically connected in series. Between each tooth and the respectively associated coil windings, a play or press fit is preferably created.
  • each of the coil windings is wound directly on the respective tooth.
  • Corresponding coil windings of the phase windings are created simultaneously, in particular by means of a three-needle winding method.
  • three of the coil windings are always created simultaneously, wherein the coil windings are each assigned to different phase windings.
  • corresponding coil windings are in this case understood in particular those coil windings of the respective phase windings, which have the same function during operation. In particular, this is understood to mean that the coil windings have the same position within the phase winding, that is to say in particular at the same distance from any starting point. but have the end of the respective phase winding.
  • a first angle is formed with respect to the stator axis, which deviates from the second angle. Conveniently, the first angle is constant.
  • the respective coil windings produced at the same time have the same manufacturing tolerances or any irregularities.
  • Each phase winding further has an end portion, which serves in particular the electrical contacting of the respective phase winding.
  • the end portions are not part of any of the coil windings of the respective phase winding.
  • Each of these end portions is connected to one of the terminals of the Verschaltungsnngs, each one of the terminals is associated with one of the end portions.
  • the coil ends of the phase windings are connected to the terminals and in particular attached thereto.
  • the connection is a phase connection and is expediently used for contacting with electronics of the electrical machine.
  • the connection is expediently suitable, and in particular provided and furnished.
  • phase windings are electrically contacted with each other in a star or in a delta connection.
  • the coil windings each point an associated coil axis, which is in particular perpendicular to the stator axis and in particular radially.
  • the stator has more than three phase windings, but in particular an integer multiple of three. In this case, either three of the coil windings or a number of coil windings corresponding to the number of phase windings are always created simultaneously.
  • each phase winding is integral, reducing manufacturing costs and increasing reliability.
  • the coil windings created simultaneously are arranged rotationally symmetrically with respect to the stator axis.
  • the first angle is substantially equal to 120 °, which allows a comparatively simple creation of a rotating magnetic field by means of the stator, provided that the stator is a component of an electric motor.
  • the second angle is smaller than the first angle.
  • the second angle is substantially equal to 30 °. Consequently, all three terminals are arranged in a circle segment of 60 °, which facilitates contacting of an electronics with the terminals. In the case of the respective angle specification, a deviation of 5 °, 3 °, 2 ° or 1 ° is included, in particular due to manufacturing tolerances.
  • each phase winding comprises a starting portion which is in particular at the end of the opposite end portion of the phase winding.
  • Each start section is not part of any of the coil windings of the respective phase winding.
  • Each initial section is in particular connected to a retaining element of the Verschaltungsrings, for example attached thereto.
  • the holding element is formed by means of an axial slot, which consequently runs parallel to the stator axis.
  • one of the end sections of the phase winding is also connected to each of the holding elements, wherein each holding element is assigned in each case two of the phase windings.
  • one of the end portions of one of the phase windings and an initial portion of another one of Connected to phase windings are connected to the stator axis. Due to the holding element, unintentional dislodgement due to any forces exerted on the material used to create the phase windings is essentially precluded when creating the coil windings.
  • the end portion is connected to the respective holding element and guided from there to the respective connection, so that when a force is applied to the connection, for example, due to a mounting of electronics, a force is exerted on the coil windings due to the holding element.
  • the Verschaltungsring is designed in one piece.
  • the Verschaltungsring is made of a plastic and / or an electrically non-conductive material.
  • each of the phase windings is made of an enameled wire.
  • each phase winding consists of a metal provided with a paint.
  • the paint is in particular electrically non-conductive, so that in a direct mechanical contact of individual portions of the enameled wire, an electrical short circuit is excluded.
  • each of the phase windings is made of an aluminum enameled wire, or more preferably of a copper enameled wire, which increases the efficiency of the electric machine.
  • the stator body has a laminated core, for example, the stator body consists thereof.
  • the laminated core itself has a number of in the axial direction, ie in a direction parallel to the stator, stacked and against each other electrically insulated sheets, which are made in particular of a soft magnetic material, such as iron.
  • the sheets are created similar to each other.
  • the teeth are provided or at least a part of the teeth.
  • a plastic body is placed as a coil carrier after the preparation of the laminated core on the means of the laminated core for creating the teeth projecting tooth sections.
  • each tooth is made by means of a portion of the laminated core and a coil support placed thereon, on which the respective coil winding is wound.
  • the stator body comprises the laminated core and a the first number corresponding number of plastic bodies, and is in particular formed thereof. Due to the plastic body (coil carrier) is excluded when creating the coil winding damage due to any sharp edges of the laminated core.
  • each connection comprises a connection pocket, within each of which one of the end sections is at least partially arranged.
  • each connection pocket extends in the axial direction.
  • the winding end of each of the phase windings is inside the terminal pocket. Due to the terminal pocket stabilization of the end portion is possible, resulting in a relatively robust stator.
  • the connection pocket is at least partially made of a plastic and formed on other components of a Verschaltungsrings.
  • the terminal pocket is designed as a hollow cylinder, wherein the pocket is expediently closed on one side.
  • each connection pocket has an axial slot, preferably two axial slots. In particular, the opening of the slot is located on the side opposite the stator body side of the terminal pocket.
  • the respective end portion is at least partially positioned.
  • the respective end portion is held by means of the slot, so that there is a frictional connection between them, which stabilizes the phase windings.
  • the end section is expediently inserted into both slots.
  • the inserted into the two slots part of each end portion is substantially radially aligned.
  • each end portion is expediently stabilized by means of a component of the Verschaltungsrings, or the end portion is at least partially wrapped around components of Verschaltungsrings, which further stabilizes this.
  • connection pocket has a radially projecting notch in the axial direction below the axial slot, in particular radially outward.
  • the respective notch is expediently arranged between the slot bottom and the stator body and is preferably formed on further components of the connection pocket, such as a wall of the connection pocket.
  • none of the phase windings is located between the slot bottom and the notch in the axial direction. Due to the notch a support surface is created after inserting the respective end portion in the slot. When the end section is cut to length, the notch serves as an anvil for a possible cutting tool. In this case, damage to components of the stator is essentially excluded.
  • each terminal contact is inserted into each terminal pocket, which is preferably made of a metal.
  • the connection contacts of the Verschaltungsring is advantageously made in one piece and made of a plastic.
  • the Verschaltungsring is formed from a one-piece made of a plastic Verschaltungsringoasa and made of a metal connection contacts.
  • Each terminal contact is electrically contacted with the respective end portion.
  • each terminal contact is designed in the manner of a blade contact and consequently has a slot at one end thereof. In particular, within the slot, the respective end portion is positioned, which is conveniently held by means of the axial slots of the respective terminal pocket.
  • the terminal contact is designed in the manner of an insulation displacement contact, so that upon insertion of the terminal contact in the terminal pocket by means of the cutting any paint coating of the phase winding is separated, if this is created from a paint wire.
  • an electrical contact is made possible, with no further tools or other steps are required.
  • the Verschaltungsring on the end remote from the stator a number of radial projections, which are directed, for example, radially outward.
  • the projections act like a hook and serve as a stop for the phase windings.
  • the projections are mechanical stop elements, by means of which the phase windings in the axial direction stabilized or maintained. As a result, movement of the phase windings is substantially precluded in the event of stator shock, which could otherwise scrap off any coating (varnish) of the phase windings due to reverse movement, which would result in malfunction of the stator.
  • the invention further relates to an electrical machine with such a stator.
  • the electric machine is for example a generator.
  • the electric machine is an electric motor, such as a synchronous motor.
  • the electric motor is a collector motor, and thus has a number, but at least one, brushes that stroke in operation on slats of a commutator.
  • the electric motor is brushless (brushless electric motor).
  • the electric motor is in particular a brushless, for example multi-phase, preferably three-phase, DC motor (BLDC).
  • the electric motor has a rated power between 0.2 W and 500 W, in particular between 0.5 W and 200 W, preferably between 1 W and 100 W and, for example, between 5 W and 50 W.
  • the electric motor is suitably a component of a motor vehicle and preferably a component of an accessory of the motor vehicle. In other words, the electric motor does not serve the drive of the motor vehicle train as such.
  • the electric motor is in particular a component of a heater blower, which is also used, for example, for cooling an interior. Under fan heater is in particular a fan for heating an interior of the motor vehicle, but also understood a cooling fan.
  • the electric motor is moreover provided and adapted in particular to be received in a motor mount (outer housing), that is to say arranged, fastened or integrated therein.
  • the engine mount is expediently used as a mechanical interface between the electric motor and a vehicle part, for example in the region of a center console or the like in the motor vehicle.
  • the electric motor is suitably seated in the engine mount, which in particular has a (mechanical) interface between the electric motor and a vehicle structure. represents, for example, one or in a center console of the vehicle, or serves (provided and / or is set up).
  • the stator is designed in particular substantially hollow cylindrical.
  • the stator has three phase windings and a stator body with a number of teeth as well as a front side mounted on the stator body wiring ring with three electrical connections.
  • Each tooth is wrapped with a coil winding of one of the phase windings, each tooth being associated with only a single one of the phase windings. In other words, each tooth is wound with only one of the coil windings.
  • Corresponding coil windings of the phase windings are created simultaneously, in particular in a multi-needle winding method. Between simultaneously created coil windings, a first angle is formed with respect to the stator axis.
  • Each phase winding has an end portion and in particular a starting portion, expediently each exactly one. The end portion of each phase winding is connected to one of the terminals, and between adjacent terminals, a second angle is formed with respect to the stator axis, which deviates from the first angle.
  • the stator is disposed within a housing.
  • the stator is expediently frictionally peripherally on the housing by means of a first region.
  • the stator has a second area on the circumference, which is spaced from the housing.
  • the second region is between two adjacent stator teeth.
  • the length of the first and / or second region in the axial direction (axial direction) is equal to the length of the stator in the axial direction.
  • the second region is formed by means of a plane parallel to the axial direction.
  • the stator comprises a number of first and second regions which are alternately arranged in the tangential direction.
  • the stator has as an outer cross-section perpendicular to the axial direction substantially one, in particular regular, polygon, wherein the first regions are formed by means of the corners.
  • the housing is circumferentially closed, and / or the housing has a substantially round transverse cut perpendicular to the axial direction.
  • the housing has a cup-shaped bearing plate, in particular A-side end plate, on which the stator is applied, and which is closed by means of a further bearing plate, and preferably consists thereof.
  • the housing has a groove extending in the axial direction, within which a spring of the stator is arranged.
  • the Verschaltungsring is part of an electrical machine and suitable, conveniently provided and furnished, the front side on a
  • the Verschaltungsring has three electrical connections, wherein between adjacent terminals with respect to the stator axis, a second angle is formed.
  • the Verschaltungsring is preferably made of a plastic.
  • the method is used to create a stator of an electrical machine.
  • the method is used to create an electric motor, which is in particular part of a motor vehicle.
  • the method is used to create an electric motor of a drive of a motor vehicle.
  • a stator body with a first number of teeth is provided.
  • the stator is manufactured.
  • a laminated core is advantageously created by means of layers of individual sheets, which are stacked in a direction parallel to the stator axis to each other, preferably flush.
  • the stator body has a first number of teeth, which are in particular directed radially.
  • the teeth are created by means of the laminated core, or on projections of the laminated core plastic body are placed to create the teeth.
  • a second number corresponding number of teeth, each with a coil winding is simultaneously wound to create a second number of phase windings.
  • the phase winding is expediently created from an enameled wire, in particular an aluminum or enameled copper wire.
  • the individual coil windings are also made from the enameled wire.
  • the coil windings created in a multi-needle winding process are formed between the coil windings created at the same time.
  • a first angle is formed with respect to the stator axis, the apex of which lies on the stator axis.
  • the first angle between the adjacent, simultaneously created coil windings is the same size. In other words, the first angle is constant.
  • two coil windings are created that have only a single neighbor. These are the outermost coil windings, between which the remaining coil windings are arranged, if they are present.
  • the end sections of the phase windings are led to terminals of the stator, wherein a terminal is assigned to each end section.
  • the stator has a second number of terminals. Between adjacent terminals, a second angle is formed with respect to the stator axis, which deviates from the first angle.
  • the stator has two terminals, which are adjacent only to a single further terminal. These two connections form the outer connections.
  • an electronic unit is electrically contacted with the terminals.
  • the terminals serve as phase terminals of the stator.
  • the phase windings are made of a single material and are in particular one-piece.
  • the axes of the individual coil windings are perpendicular to the stator axis and preferably substantially radial.
  • the coil windings are wound directly onto the teeth, with the respective coil axes already running essentially radially in the winding.
  • the end sections are guided to the connections, at least one of the end sections is looped around one of the connections, wherein the bending takes place about an axis which is in particular parallel to the stator axis. se is.
  • the end portions are held by means of a hook or a snap-in connection, which is created in particular before guiding the end portions to the terminals.
  • the method of arrangement, positioning and orientation of the phase windings on the stator serves.
  • a multi-needle winder is used to perform the method.
  • a multi-needle winder is operated according to this method.
  • an integer multiple of the second number is selected as the first number.
  • the stator has an integer multiple of the second number of teeth.
  • the second number is 3 (three).
  • the number of teeth of the stator is preferably an integer multiple of three, for example 6, 9, 12, 15 or 18.
  • the second number is an integer multiple of 3 or at least greater than or equal to 3.
  • the first angle selected is 360 ° divided by the second number.
  • the second number is 3
  • the first angle is 120 °.
  • the coil windings created simultaneously are arranged rotationally symmetrically with respect to the stator axis. In this way, a comparatively large space for the preparation of the individual coil windings is provided, which is why a comparatively inexpensive and robust tool for producing the coil windings can be used.
  • the second angle is smaller than the first angle selected. In this way, a contacting of an electronics with the terminals is facilitated.
  • 30 ° is selected as the second angle, which is why an angle of 60 ° is selected between the two outermost ports.
  • the end portions are attached to the respective terminal.
  • a connection contact is placed on the respective end section, by means of which preferably also an electrical contact with the end section takes place.
  • the stator put on the front side a Verschaltungsring, which in particular has the connections.
  • the Verschaltungsring is attached to the stator body. After placing the Verschaltungsrings on the stator body, the creation of the phase winding is advantageously started.
  • the Verschaltungsring serves in particular as a connection, Verschaltungs-, laying and / or winding (end) -Fmulungsring.
  • At least one of the end sections is looped around one of the connections or else components of the connection ring, if present.
  • at least one of the end portions is laid along a projection or a hook of the connection ring, by means of which the position of the end portion is stabilized.
  • one end of the end portion projecting beyond the terminal is cut to length.
  • all end sections are cut to length, which is why they are substantially flush with the respective connection. In this way, a detachment of the end portions of the terminals is prevented due to a supernatant. Also, damage to other components or unwanted electrical contact with other components is prevented.
  • a third number of coil windings is created to create each of the phase windings.
  • each phase winding has a third number of coil windings.
  • the third number is the first number divided by the second number.
  • the first number is an integer multiple of the second number, for which reason the third number is equal to the multiple.
  • the phase windings are electrically contacted with one another in a star connection or a delta connection.
  • an initial portion of one of the phase windings is electrically contacted with the end portion of one of the other phase windings.
  • each end portion is electrically contacted with a start portion of one of the other phase windings.
  • the sections are soldered or welded together.
  • the electrical contacting takes place in the region of the respective terminal.
  • each of the terminal portions that is, all the start portions and all the end portions, is led to one of the terminals.
  • the electrical contacting by means of the connection contact, if this is present, and which is designed in particular in the manner of an insulation displacement contact.
  • each starting section is fastened to a holding element of the stator.
  • each phase winding is fastened by means of its initial section to the stator by means of the respective holding element, for example detachably or preferably by means of a clamping connection.
  • the first angle is expediently formed with respect to the stator axis, which is in particular constant. In this way, a creation of the coil windings is facilitated.
  • the end section of each phase winding is likewise fastened by means of one of these retaining elements and subsequently led to the respective connection.
  • the two each one of the holding elements associated terminal portions led to the same connection. In this way, damage to the coil windings due to a force applied to the beginning or end portion of the respective phase winding is substantially eliminated.
  • the invention further relates to a method for producing an electrical machine, which comprises the method for producing the stator.
  • Fig. 1 in perspective a heater fan of a motor vehicle, with a
  • Fig. 2, 3 each in an exploded view of the electric motor with a
  • a fan 2 of a heating or air conditioning system of a motor vehicle is shown in perspective.
  • the blower 2 comprises a fan 4, which is designed as a radial fan.
  • the fan 4 is connected to a motor shaft 6 of an electric motor 8, which is peripherally surrounded by an outer housing 10.
  • On the outer housing (engine mount) 10 is further a electronics compartment cover 12 having electronics 14 is attached. Electrical or electronic components of the electronics 14 are surrounded by the electronics compartment cover 12 and the outer housing 10.
  • the electronics 14 is positioned on the opposite side of the fan wheel 4 of the outer housing 10. In other words, the outer housing 10 is disposed between the fan 14 and the electronics 18.
  • the electronics compartment cover 12 is held by means of a clip connection 16 on the outer housing 10.
  • the electronics 14 further includes a terminal 18 for electrical contact with an electrical line or a cable.
  • the outer housing 10, the electronics 14 and the electric motor 8 are components of a drive 20 of the blower 12.
  • Figures 2 and 3 each show an exploded view of the electric motor 8 with or without outer housing 10.
  • the outer housing 10 is substantially annular and / or cylindrical and takes the electric motor 8 suitably practically completely.
  • the outer housing 10 has in the exemplary embodiment three circumferentially evenly distributed arranged (perforated) mounting brackets 22 for mounting or attachment of the electric motor 8 and the outer housing 10 in the motor vehicle.
  • the outer housing 10 thus forms the mechanical quasi Interface between the electric motor 8 and a mounting structure, for example in the region of the center console of a motor vehicle.
  • the electric motor 8 has a housing 24 with a first housing part forming A-side end plate 26 and a second housing part forming B-side end plate 28.
  • the A-side end plate 26 is pot-shaped made of a housing sheet in the deep-drawing process.
  • the B-side end plate 28 is like a lid and / or also at least slightly pot-like.
  • the B-side end shield 28 faces the electronics 14.
  • the two bearing plates 26, 28 expediently have flange-like projections 30, via which the bearing plates 26, 28 are connected to one another, for example screwed, punched or joined together in another way.
  • the housing 24 is circumferentially closed. In other words, no wall of the end plates 26, 28 has an opening or other recess.
  • the electric motor 8 comprises a rotor 32, which is positioned within the housing 24, which is formed in particular by means of the two end shields 26, 28.
  • the rotor comprises a laminated core 34, which is constructed of circular sector-like punched individual sheets. Recesses formed between the circular sectors (circular cut-outs) form pocket-like receptacles 36 in the laminated core stack, ie magnetic pockets extending in the axial direction (axial direction) A and radial (radial direction) R for receiving permanent magnets 38 of the rotor 32.
  • side and a B-side bearing 40 and 42 serves to support the motor shaft 6 and fixed thereto, the shaft-fixed rotor 32 within the housing 24.
  • the A-side bearing 40 is on the A-side end plate 26 and the B-side bearing 42nd attached to the B-side end plate 26.
  • the electric motor 8 has a stator 44 which is arranged with gap formation from the rotor 32 in the radial direction R together with this in the housing 24.
  • the stator 44 includes a closed annular laminated core 46, the partially forms a first number of radially inwardly facing teeth (stator teeth) 48 and stator slots 50 formed therebetween. The first number is twelve, and the stator teeth 48 (pole pieces of the stator 44) are connected to each other via a ring-like yoke (magnetic yoke) 52.
  • the stator 44 further comprises a B-side connecting, laying, guiding and / or interconnecting ring 54.
  • the Verschaltungsring 54 has three terminals 56 which are provided and arranged in a manner not shown thereto, with the Electronics 14 for energizing the electric motor 8 to be contacted or contacted.
  • phase winding 58 comprises a number of electrical coil windings 60 connected in series with each other, each of which is wound on a respective associated coil support 62 made of a plastic.
  • Each bobbin 62 is attached to the laminated core 46 to form the stator teeth 48.
  • Each electrical coil winding 60 and the respectively associated stator tooth 48 form part of an electromagnet 64.
  • the stator 44 suitably further has an A-side (end-side) stator ring 66.
  • the laminated core 46, the coil support 62 and the possible stator ring 66 together form a stator body 67.
  • the electric motor 8 further comprises a damping concept 68 for vibration decoupling and / or deceleration-decoupled mounting in the outer housing 10.
  • the damping concept 68 comprises damping elements 70, which consist of a flexible, elastic plastic material and / or rubber, and which are preferably designed like a cap.
  • the laminated core 46 of the stator 44 has three radially outwardly projecting and extending in the axial direction A supporting or joining contours 72, wherein each of the supporting or joining contours 18 72 one of the damping elements 70 is placed.
  • the damping elements 70 are arranged in the assembled state in each case an associated joining pocket 74, which are realized by means of a shell-side, local bulges of the A-side end plate 26.
  • the laminated core 46 of the stator 44 also has a radially outwardly projecting in the radial direction R and extending in the axial direction A spring 76, which extends at least over part of the axial height of the stator 44.
  • a groove 78 is introduced, within which the spring 76 of the stator 44 rests.
  • the stator and housing-side structures 76, 78 serve to code the stator 44 within the housing 24 and the A-side end shield 26, in particular in the course of assembly or assembly of the electric motor 8.
  • the pockets 74 and the Groove 78 is the cross section of the bearing plates 26, 28 perpendicular to the axial direction A round. In other words, the cross section is circular and is offset only radially due to the pockets 74 and the groove 78 at defined areas to the outside.
  • the circumference of the laminated core 46 is formed by means of a number of first regions 80 and a number of second regions 82, which are arranged alternately in the tangential direction T.
  • the first regions 80 are offset radially outward in comparison to the stator teeth 48
  • the second regions 82 are offset radially outward in comparison to the stator grooves 50.
  • the second regions 82 are located between two adjacent stator teeth 48, that is to say in the region of the stator slots 50, and are offset from them only radially outward.
  • the second regions 82 are each formed by means of a plane which is parallel to the axial direction A. As a result, the boundary edges of the second regions 82 are parallel to the axial direction A.
  • the first regions 80 are curved and shaped according to the inner contour of the A-side end shield 26.
  • the mutually adjacent regions 80, 82 abut each other by means of the edges running in the axial direction A. Consequently, the cross section of the laminated core 46 substantially corresponds to the cross section of the A-side end shield 26, wherein the second regions 82 are formed by means of radially inwardly offset secants (abrasions).
  • the length of the first and second regions 80, 82 in the axial direction A is equal to the length of the stator 44 in the axial direction A. In other words, the circumference of the stator 44 over its entire length in the axial direction A divided into either the first or the second area 80, 82.
  • Each second of the second regions 82 has either one of the springs 76 or one of the supporting or joining contours 72.
  • stator 44 In the assembled state, the stator 44 is frictionally against the housing 24 by means of the first regions 80, so that a press fit is created between them.
  • the radially inwardly offset second regions 82 are spaced apart from the housing 24, for which reason an air gap is formed between the second region 82 and the housing 24.
  • FIG. 4 schematically shows a method 84 for producing the stator 44.
  • a first operation 86 the stator body 67 is provided.
  • the individual sheets of the laminated core 46 of the stator 44 stacked on each other and the bobbin 62 is attached to the laminated core 46. If the stator ring 66 is present, this is placed on the front side of the laminated core 46 of the stator 44 and secured thereto.
  • a subsequent second operation 88 of the made of a plastic Verschaltungsring 54 is frontally placed on the stator body 67, on the opposite side of the stator core 66 of the laminated core 46th
  • the stator 44 which does not yet have any of the phase windings 58, is seated on a rotatably mounted plate 90 shown in FIG. 5, which can be rotated in a first direction 92.
  • the plate 90 is part of a schematically shown three-needle winder 94 having a head 96 with three staggered needles or nozzles 98.
  • Each nozzle 98 is a copper enamel wire 1 10 supplied to the preparation of the phase windings 58 in a manner not shown. Further, each nozzle 98 is associated with a cutting tool 1 12.
  • the head 96 is movable in a second direction 1 14, whereby the distance of the head 96 to the plate 90 can be reduced or increased.
  • a third step 1 16 is used to create the phase windings 58 of the enameled wire 1 10, for which by means of each of the nozzles 98 initially each an initial portion 1 18 of the phase windings 58 is attached to a support member 120 of the stator.
  • each of the three initial sections 1 18 inserted into the respective notch / slot, which forms the respective holding element 120.
  • a first angle ⁇ is formed, which is 120 °.
  • a subsequent fourth step 122 three of the coil windings 60 are always created simultaneously by means of the three-needle winder 94, wherein the enameled copper wire 120 is wound around the respective bobbin 62.
  • the head 96 is moved appropriately and / or the plate 90 is suitably rotated.
  • the first angle ⁇ is likewise formed between the coil windings 60 produced at the same time, which is why the coil windings 60 produced at the same time are rotationally symmetrical with respect to a stator axis 124 which, in the assembled state, corresponds to the axis of the electric motor.
  • the second number of stator teeth 48 for generating the phase windings 58 is provided with one of the coil windings 60 at a time, that is, wound, with the second number equal to three. Thereafter, the plate 90 is pivoted about the first direction 92 and in turn provided a second number corresponding number of stator teeth 48, each having one of the coil windings 60, so the individual coil windings 60 of each of the phase windings 58 are electrically connected in series.
  • each of the teeth 48 is wound by means of one of the coil windings 60.
  • each of the phase windings 58 has a third number of coil windings 60, the third number being equal to four.
  • each one end portion 128 of the phase windings is inserted into one of the holding elements 120 of the Verschaltungs 54 and held by this, as shown in Fig. 6 in perspective.
  • each of the holding elements 120 is assigned in each case one of the end sections 128 and one of the initial sections 1 18, wherein these are each a component of differing phase windings 58.
  • the starting portions 1 18 and end portions 128 denote the ends of each of the one-piece phase windings 58, and between these respective portions (terminal portions) are the coil windings 60.
  • a subsequent sixth step 130 the end sections 128 and the associated by the respective holding element 120 initial sections 1 18 are guided to one of the terminals 56, which takes place by means of the nozzles 98 and suitable control of the plate 90.
  • a second angle ⁇ formed, which is 30 °.
  • the terminals 56 are arranged such that between two of the terminals 56 a middle terminal 56 is positioned, the angle between the middle and one of the outer terminals 56 being equal to 30 °, the apex of the angles respectively on the stator axis 24 is located. Between the two outer terminals 56 an angle of 60 ° is formed in this way.
  • At least one of the pairs of sections 1 18, 128 formed in this way is at least partially looped around one of the terminals 56 or guided between the laminated core 46 and radial projections 132 of the circuit ring 54, thus providing an axial stop for the phase windings 58 is provided.
  • a displacement of the starting or end portions 1 18,128 in a direction parallel to the stator axis 124 is limited.
  • the respective terminal pair 1 18,126 is inserted into two axially extending slots 134 of the respective terminal 56, which are introduced into each one made of a plastic, also axially aligned terminal pocket 136.
  • the two axial slots 134 of the respective connection pocket 136 are aligned in the radial direction R. In other words, the two axial slots 134 overlap, so that the pair of terminals 1 18, 128 inserted into the respective slots 134 are in this area also runs radially. By means of the axial slots 134, the respective sections 1 18, 128 are held at least in the tangential direction T.
  • a terminal contact 140 is inserted into each of the terminal pockets 136, which has a cutting slot 142 at its end located in the respective pocket 136, as shown in FIGS. 7 and 8.
  • the cutting slots 142 is an insulation displacement contact of the respective terminals 1 18,128, which are associated with the respective terminal 56.
  • the lacquer of the copper enamel wire 1 used to create the phase windings 58 is cut open and the connection contact 140 made of a metal is electrically contacted with the copper of the enameled copper wire 1 10.
  • connection contacts 140 the electronics, not shown, 14 is electrically contacted.
  • the respective notches 144 are located in the axial direction A at the bottom of the respective radially outer axial slot 134 of each of the terminal pockets 136 and. Due to the notches 144, damage to parts of the respective phase windings 58 located below the notches 144 is excluded.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (44) einer elektrischen Maschine (8), insbesondere Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, mit drei Phasenwicklungen (58), der einen Statorkörper (67) mit einer ersten Anzahl an Zähnen (48) und einen stirnseitig auf den Statorkörper (67) aufgesetzten Verschaltungsring (54) mit drei elektrischen Anschlüssen (56)umfasst. Jeder Zahn (48) ist mit einer Spulenwicklung (60) einer der Phasenwicklungen (58) umwickelt, wobei einander entsprechende Spulenwicklungen (60) der Phasenwicklungen (58) gleichzeitig erstellt sind. Zwischen gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen (60) ist bezüglich der Statorachse (124) ein erster Winkel (α) gebildet. Ein Endabschnitt (128) jeder Phasenwicklung (58) ist an einem der Anschlüsse (56) angebunden, wobei zwischen benachbarten Anschlüssen (56) bezüglich der Statorachse (124) ein zweiter Winkel (β) gebildet ist, der von dem ersten Winkel (α) abweicht. Die Erfindung betrifft ferner einen Verschaltungsring (58) einer elektrischen Maschine (8) sowie ein Verfahren (84) zur Erstellung eines Stators (44) einer elektrischen Maschine (8).

Description

Beschreibung
STATOR UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES STATORS
Die Erfindung betrifft einen Stator einer elektrischen Maschine, mit einem Ver- schaltungsring. Unter elektrischer Maschine wird ein Generator, insbesondere jedoch auch ein Elektromotor verstanden. Die elektrische Maschine ist vorzugsweise ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner einen Ver- schaltungsring und ein Verfahren zur Erstellung eines Stators.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise ein Heizgebläse auf, mittels dessen erwärmte oder abgekühlte Luft in einen Innenbereich des Kraftfahrzeugs befördert wird. Hierfür umfasst das Heizgebläse ein Lüfterrad, das mittels eines Elektromotors angetrieben wird. Das Lüfterrad ist an einer Welle des Elektromotors angebunden, welche rotationsfest an einem Rotor befestigt ist. Der Rotor selbst wird bei Betrieb mittels eines Stators angetrieben, der, sofern der Elektromotor als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet ist, eine Anzahl von Elektromagneten umfasst, die geeignet miteinander verschaltet sind. Die Elektromagneten sind mittels elektrischer Spulen gebildet, die auf Zähnen eines Blechpakets des Stators aufgesetzt sind. Jede Spule weist eine Spulenwicklung auf, wobei die Spulenwicklung zu zumindest drei Phasenwicklungen zusammengeschaltet ist. Bei Betrieb werden stets sämtliche Spulenwicklungen jeder der Phasenwicklung bestromt, und auf diese Weise wird ein rotierendes Magnetfeld geschaffen.
Zur Erstellung der Phasenwicklung werden die Spulenwicklungen meist separat gewickelt und anschließend auf die Zähne aufgesetzt sowie miteinander elektrisch kontaktiert. Ein alternatives Verfahren sieht vor, dass jede Spulenwicklungen direkt auf dem jeweiligen Zahn gewickelt wird, was zu einer verbesserten Raumausnutzung und folglich zu einem erhöhten Wirkungsgrad des Elektromotors führt. Die Erstellung der Spulenwicklungen erfolgt mittels einer sogenannten Wickeldü- sei Wickelnadel. Hierbei werden die drei Phasenwicklungen zeitlich hintereinander erstellt, was zu einer erhöhten Herstellungsdauer und zu erhöhten Herstellungskosten führt. Eine Weiterentwicklung diese sogenannten Einzel-Nadel- Wicklungsverfahren stellt das Mehr-Nadel-Wicklungsverfahren dar, bei der eine Anzahl von zueinander versetzten Wickeldüsen synchron bewegt und eine zur Anzahl der Wickeldüsen korrespondierende Anzahl an Spulenwicklungen zeitgleich erstellt wird.
Üblicherweise werden drei Wicklerdüsen (Wickeldüsen) verwendet. Aufgrund der Platzverhältnisse sind die Wickeldüsen drehsymmetrisch zueinander versetzt, bei dem Drei-Nadel-Wicklungsverfahren folglich um 120°. Es ist dabei praktisch unvermeidbar, dass am Ende der Wicklungsprozedur mit drei zueinander gleichmäßig um 120° versetzten Wickelnadeln mit entsprechenden Wickeldüsen zum Führen des Wickeldrahtes, die Spulen- bzw. Wicklungsenden zueinander um diesen Versatz (120°) - also im genannten Beispiel um 120° zueinander versetzt - angeordnet sind. Die Anschlüsse oder Anschlusselemente oder Phasenanschlüsse werden üblicherweise an diesen, um 120° versetzten Positionen angeordnet. Dies ist nachteilig für eine Kontaktierung der Anschlüsse mit einer Elektronik, die folglich eine vergleichsweise große flächige Ausdehnung aufweisen muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeignete Stator einer elektrischen Maschine, mit einem Verschaltungsring sowie einen besonders geeigneten Verschaltungsring als auch ein besonders geeignetes Verfahren zur Erstellung eins Stators anzugeben, wobei insbesondere Herstellungskosten reduziert sind, und wobei vorzugsweise ein Wirkungsgrad verbessert, und wobei geeigneterweise eine Baugröße reduziert ist.
Hinsichtlich des Stators wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 , hinsichtlich des Verschaltungsrings durch die Merkmale des Anspruchs 9 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. Der Stator ist Bestandteil einer elektrischen Maschine, die beispielsweise ein Generator, besonders bevorzugt jedoch ein Elektromotor ist. Der Elektromotor ist bevorzugt ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und zweckmäßigerweise ein Bestandteil eines Nebenaggregats des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten dient der Elektromotor nicht dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs. Hierfür ist der Elektromotor zweckmäßigerweise geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Der Elektromotor ist insbesondere ein Gleichstrommotor und in bevorzugter Weise ein bürstenloser Gleichstrommotor.
Der Stator weist einen Statorkörper mit einer ersten Anzahl an Zähnen
(Statorzähne) auf. Der Statorkörper ist insbesondere im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet. Die Zähne verlaufen zweckmäßigerweise in radialer Richtung, also senkrecht zu einer Statorachse, und sind insbesondere an einem Joch angebunden. Insbesondere ist das Joch umfangsseitig geschlossen und zweckmäßigerweise sind die Zähne an dem Joch angeformt. Die Statorzähne sind insbesondere im Vergleich zu dem Joch radial nach innen gerichtet. Mit anderen Worten ist mittels der Zähne eine sternförmige Struktur bereitgestellt, wobei zwischen benachbarten Zähnen jeweils eine Nut gebildet ist, die insbesondere parallel zur Statorachse verläuft. Die Statorachse entspricht insbesondere der Achse, vorzugsweise der Rotorachse, der elektrischen Maschine.
Auf den Statorkörper ist stirnseitig ein Verschaltungsring aufgesetzt. Der Verschal- tungsring, auch als Anschluss-, Verschaltungs-, Verlege- und/oder Wick- Iungs(enden)-Führungsring bezeichnet, ist insbesondere an dem Statorkörper befestigt. Zweckmäßigerweise ist der Verschaltungsring in direktem mechanischen Kontakt mit dem Statorkörper. Unter Stirnseite wird insbesondere die Begrenzung des Statorkörpers in einer Richtung parallel zur Statorachse verstanden. Mit anderen Worten begrenzt der Verschaltungsring den Statorkörper in axialer Richtung. Der Verschaltungsring weist drei elektrische Anschlüsse auf, wobei zwischen benachbarten Anschlüssen bezüglich der Statorachse ein zweiter Winkel gebildet ist. Unter benachbart wird insbesondere verstanden, dass zwischen zwei äußeren Anschlüssen ein weiterer Anschluss angeordnet ist, der jeweils zu den äußeren Anschlüssen benachbart ist. Die beiden äußeren Anschlüsse sind insbesondere nicht zueinander benachbart. Insbesondere weisen die äußeren Anschlüsse lediglich einen einzigen benachbarten Anschluss auf. Beispielsweise sind die drei Anschlüsse nicht drehsymmetrisch bezüglich der Statorachse angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der zweite Winkel konstant. Mit anderen Worten ist der zwischen den beiden äußeren Anschlüssen bezüglich der Statorachse gebildete Winkel das Doppelte des zweiten Winkels, der zwischen jedem der äußeren Anschlüsse und jeweils dem dazwischen angeordneten Anschluss gebildet ist. Unter bezüglich der Statorachse gebildetem Winkel wird insbesondere verstanden, dass der Scheitelpunkt des Winkels sich auf der Statorachse befindet.
Der Stator weist ferner drei Phasenwicklungen auf, die insbesondere die Statorwicklung bilden, vorzugsweise die Motorwicklung. Jede der Phasenwicklungen weist eine Spulenwicklung auf, insbesondere eine dritte Anzahl an Spulenwicklungen. Vorzugsweise ist die Anzahl der Spulenwicklungen pro Phasenwicklung gleich. Zweckmäßigerweise ist die dritte Anzahl gleich einem Drittel der ersten Anzahl. Geeigneterweise ist jeder der Zähne ist mit einer der Spulenwicklungen bewickelt, wobei jeweils eine einzige Spulenwicklung auf jeden der Zähne aufgebracht ist. Mit anderen Worten ist jeder Zahn jeweils einer der Phasenwicklungen zugeordnet. Die Spulenwicklungen der jeweiligen Phasenwicklungen sind insbesondere elektrisch in Reihe geschaltet. Zwischen jedem Zahn und der jeweils zugeordneten Spulenwicklungen ist bevorzugt eine Spiel- oder Presspassung erstellt. Bevorzugt ist jede der Spulenwicklungen direkt auf den jeweiligen Zahn gewickelt.
Sich jeweils entsprechende Spulenwicklungen der Phasenwicklungen sind gleichzeitig erstellt, insbesondere mittels eines Drei-Nadel-Wicklungsverfahrens. Mit anderen Worten sind stets drei der Spulenwicklungen gleichzeitig erstellt, wobei die Spulenwicklungen jeweils unterschiedlichen Phasenwicklungen zugeordnet sind. Unter sich entsprechenden Spulenwicklungen werden hierbei insbesondere diejenigen Spulenwicklungen der jeweiligen Phasenwicklungen verstanden, die bei Betrieb die gleiche Funktion aufweisen. Insbesondere wird hierunter verstanden, dass die Spulenwicklungen die gleiche Position innerhalb der Phasenwicklung aufweisen, also insbesondere in gleichem Abstand zu einem etwaigen Anfang o- der aber Ende der jeweiligen Phasenwicklung aufweisen. Zwischen jeweils gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen ist bezüglich der Statorachse ein erster Winkel gebildet, der von dem zweiten Winkel abweicht. Zweckmäßigerweise ist der erste Winkel konstant. Insbesondere weisen die jeweils gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen die gleichen Fertigungstoleranzen oder etwaige Unregelmäßigkeiten auf.
Jede Phasenwicklunge weist ferner einen Endabschnitt auf, der insbesondere der elektrischen Kontaktierung der jeweiligen Phasenwicklung dient. Die Endabschnitte sind kein Bestandteil einer der Spulenwicklungen der jeweiligen Phasenwicklung. Jeder dieser Endabschnitte ist an einem der Anschlüsse des Verschaltungsnngs angebunden, wobei jeweils einem der Anschlüsse einer der Endabschnitte zugeordnet ist. Mit anderen Worten sind die Spulen- bzw. Wicklungsenden der Phasenwicklungen an den Anschlüssen angebunden und insbesondere hieran befestigt. Der Anschluss ist ein Phasenanschluss und dient zweckmäßigerweise der Kontaktierung mit einer Elektronik der elektrischen Maschine. Hierfür ist der Anschluss zweckmäßigerweise geeignet, und insbesondere vorgesehen und eingerichtet.
Aufgrund der gleichzeitigen Erstellung von drei der Spulenwicklungen ist eine Herstellungszeit und folglich auch Herstellungskosten reduziert. Aufgrund der gleichzeitigen Erstellung werden bei Betrieb, sofern die elektrische Maschine ein Elektromotor ist, etwaige aufgrund von Fertigungstoleranzen bedingte Unregelmäßigkeiten des erstellten rotierenden Magnetfelds zumindest teilweise kompensiert, was einen Wirkungsgrad erhöht. Zudem ist aufgrund des Verschaltungsrings keine vergleichsweise komplizierte Kontaktierung der einzelnen Endabschnitte der Phasenwicklung erforderlich, weswegen eine axiale Bauhöhe reduziert ist. Zudem ist es ermöglicht, die Positionierung der Anschlüsse auf eine etwaig vorhandene Elektronik anzupassen, was im Wesentlichen unabhängig von der Erstellung der Spulenwicklung erfolgen kann.
Insbesondere sind die Phasenwicklungen in einer Stern- oder in einer Dreieckschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Die Spulenwicklungen weisen jeweils eine zugehörige Spulenachse auf, die insbesondere senkrecht zur Statorachse und insbesondere radial ist. Beispielsweise weist der Stator mehr als drei Phasenwicklungen auf, insbesondere jedoch ein ganzzahliges Vielfaches von drei. Hierbei werden entweder stets drei der Spulenwicklungen oder eine zur Anzahl der Phasenwicklungen korrespondierende Anzahl an Spulenwicklungen gleichzeitig erstellt.
Vorzugsweise ist jede Phasenwicklung einstückig, was die Herstellungskosten reduziert, sowie eine Zuverlässigkeit erhöht. Insbesondere sind die gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen drehsymmetrisch bezüglich der Statorachse angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der erste Winkel im Wesentlichen gleich 120°, was eine vergleichsweise einfache Erstellung eines rotierenden Magnetfelds mittels des Stators ermöglicht, sofern der Stator ein Bestandteil eines Elektromotors ist. Ferner ist aufgrund des vergleichsweise großen ersten Winkels vergleichsweise viel Platz zur Erstellung der einzelnen Spulenwicklungen vorhanden, was die Herstellung vereinfacht. Insbesondere ist der zweite Winkel kleiner als der erste Winkel. Vorzugsweise ist der zweite Winkel im Wesentlichen gleich 30°. Folglich sind sämtliche drei Anschlüsse in einem Kreissegment von 60° angeordnet, was eine Kontaktierung einer Elektronik mit den Anschlüssen vereinfacht. Bei der jeweiligen Winkelangabe ist insbesondere aufgrund von Fertigungstoleranzen eine Abweichung von 5°, 3°, 2° oder 1 ° mit umfasst.
Vorzugsweise umfasst jede Phasenwicklung einen Anfangsabschnitt, der sich insbesondere an dem dem Endabschnitt gegenüberliegenden Ende der Phasenwicklung befindet. Jeder Anfangsabschnitt ist kein Bestandteil einer der Spulenwicklungen der jeweiligen Phasenwicklung. Jeder Anfangsabschnitt ist insbesondere an einem Halteelement des Verschaltungsrings angebunden, zum Beispiel hieran befestigt. Geeigneterweise ist das Halteelement mittels eines axialen Schlitzes gebildet, der folglich parallel zur Statorachse verläuft. Zweckmäßigerweise ist an jedem der Halteelemente ferner einer der Endabschnitte der Phasenwicklung angebunden, wobei jedem Halteelement jeweils zwei der Phasenwicklungen zugeordnet sind. Mit andren Worten sind an einem der Halteelemente einer der Endabschnitte einer der Phasenwicklungen und ein Anfangsabschnitt einer weiteren der Phasenwicklungen angebunden. Zwischen benachbarten Halteelementen ist bezüglich der Statorachse insbesondere der erste Winkel gebildet. Aufgrund des Halteelements ist bei Erstellung der Spulenwicklungen ein ungewolltes Verbringen aufgrund etwaiger ausgeübter Kräfte auf das zur Erstellung der Phasenwicklungen verwendete Material im Wesentlichen ausgeschlossen. Insbesondere wird nach Beendigung der Erstellung der Spulenwicklungen der Endabschnitt an dem jeweiligen Halteelement angebunden und von dort zu dem jeweiligen Anschluss geführt, sodass bei einer Kraftausübung auf den Anschluss, beispielsweise aufgrund einer Befestigung einer Elektronik, aufgrund des Halteelements eine Kraftausübung auf die Spulenwicklungen unterbunden ist.
Zweckmäßigerweise ist der Verschaltungsring einstückig ausgestaltet. Beispielsweise ist der Verschaltungsring aus einem Kunststoff und/oder einem elektrisch nicht leitenden Material gefertigt. Vorzugsweise ist jede der Phasenwicklungen aus einem Lackdraht erstellt. Mit andern Worten besteht jede Phasenwicklunge aus einem mit einem Lack versehen Metall. Der Lack ist insbesondere elektrisch nicht leitend, sodass bei einem direkten mechanischen Kontakt einzelner Abschnitte des Lackdrahtes ein elektrischer Kurzschluss ausgeschlossen ist. Insbesondere ist jede der Phasenwicklungen aus einem Aluminiumlackdraht oder besonders bevorzugt aus einem Kupferlackdraht erstellt, was den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine erhöht. Alternativ oder in Kombination hierzu weist der Statorkörper ein Blechpaket auf, beispielsweise besteht der Statorkörper hieraus. Das Blechpaket selbst weist eine Anzahl an in axialer Richtung, also in einer Richtung parallel zur Statorachse, aufeinander gestapelter und gegeneinander elektrische isolierter Bleche auf, die insbesondere aus einem weichmagnetischen Material, wie z.B. Eisen gefertigt sind. Insbesondere sind die Bleche gleichartig zueinander erstellt. Mittels des Blechpakets werden insbesondere die Zähne bereitgestellt oder zumindest ein Teil der Zähne. Beispielsweise ist nach Erstellung des Blechpakets auf die mittels des Blechpakets zur Erstellung der Zähne vorspringenden Zahnabschnitte ein Kunststoffkörper als Spulenträger aufgesetzt. Mit anderen Worten ist jeder Zahn mittels eines Abschnitts des Blechpakets sowie einem hierauf aufgesetzten Spulenträger gefertigt, auf den die jeweilige Spulenwicklung gewickelt ist. Insbesondere umfasst der Statorkörper das Blechpakets sowie eine der ersten Anzahl entsprechenden Anzahl an Kunststoffkörpern, und ist insbesondere hieraus gebildet. Aufgrund des Kunststoffkörpers (Spulenträger) ist bei der Erstellung der Spulenwicklung eine Beschädigung aufgrund etwaiger scharfer Kanten des Blechpakets ausgeschlossen.
Insbesondere umfasst jeder Anschluss eine Anschlusstasche, innerhalb derer jeweils einer der Endabschnitte zumindest teilweise angeordnet ist. Zweckmäßigerweise verläuft jede Anschlusstasche in axialer Richtung. Beispielsweise befindet sich das Wicklungsende jeder der Phasenwicklungen innerhalb der Anschlusstasche. Aufgrund der Anschlusstasche ist eine Stabilisierung des Endabschnittes ermöglicht, was zu einem vergleichsweise robusten Stator führt. Vorzugsweise ist die Anschlusstasche zumindest teilweise aus einem Kunststoff erstellt und an weitere Bestandteile eines Verschaltungsrings angeformt. Insbesondere ist die Anschlusstasche hohlzylindrisch ausgestaltet, wobei die Tasche zweckmäßigerweise einseitig verschlossen ist. Insbesondere weist jede Anschlusstasche einen Axialschlitz auf, vorzugsweise zwei axiale Schlitze. Insbesondere befindet sich die Öffnung des Schlitzes auf der dem Statorkörper gegenüberliegenden Seite der Anschlusstasche. Innerhalb des axialen Schlitzes ist der jeweilige Endabschnitt zumindest teilweise positioniert. Insbesondere wird der jeweilige Endabschnitt mittels des Schlitzes gehalten, sodass zwischen diesen ein Kraftschluss besteht, was die Phasenwicklungen stabilisiert. Sofern zwei Schlitze vorhanden sind, ist der Endabschnitt zweckmäßigerweise in beide Schlitze eingelegt. Insbesondere ist der in die beiden Schlitze eingelegte Teil jedes Endabschnitts im Wesentlichen radial ausgerichtet. Vorzugsweise wird bei Erstellung jeder Endabschnitt zunächst an dem jeweiligen Halteelements angebunden und von dort zu der jeweiligen Anschlusstasche geführt, wo der jeweilige Endabschnitt in den axialen Schlitz eingeführt wird. Hierbei wird jeder Endabschnitt zweckmäßigerweise mittels eines Bauelements des Verschaltungsrings stabilisiert, oder der Endabschnitt wird zumindest teilweise um Bestandteile des Verschaltungsrings geschlungen, was diesen weiter stabilisiert.
Zweckmäßigerweise weist die Anschlusstasche in Axialrichtung unterhalb des Axialschlitzes eine radial vorspringende Kerbe auf, insbesondere radial nach au- ßen. Mit anderen Worten ist zwischen dem Schlitzboden und dem Statorkörper zweckmäßigerweise die jeweilige Kerbe angeordnet und vorzugsweise an weitere Bestandteile der Anschlusstasche angeformt, wie eine Wand der Anschlusstasche. Vorzugsweise befindet sich zwischen dem Schlitzboden und der Kerbe in axialer Richtung keine der Phasenwicklungen. Aufgrund der Kerbe ist nach Einlegen des jeweiligen Endabschnitts in den Schlitz eine Auflagefläche geschaffen. Bei einem Ablängen des Endabschnitts dient die Kerbe als Amboss für ein etwaiges Schneidwerkzeug. Hierbei ist eine Beschädigung von Bestandteilen des Stators im Wesentlichen ausgeschlossen.
Zweckmäßigerweise ist in jede Anschlusstasche ein Anschlusskontakt eingesteckt, der vorzugsweise aus einem Metall gefertigt ist. Mit Ausnahme der Anschlusskontakte ist der Verschaltungsring zweckmäßigerweise einstückig und aus einem Kunststoff gefertigt. Mit anderen Worten ist der Verschaltungsring aus einem einstückig aus einem Kunststoff gefertigten Verschaltungsringkörper und den aus einem Metall gefertigten Anschlusskontakten gebildet. Jeder Anschlusskontakt ist mit dem jeweiligen Endabschnitt elektrisch kontaktiert. Insbesondere ist jeder Anschlusskontakt nach Art eines Messerkontaktes ausgestaltet und weist folglich an dessen einem Ende einen Schlitz auf. Insbesondere ist innerhalb des Schlitzes der jeweilige Endabschnitt positioniert, der zweckmäßigerweise mittels des oder der axialen Schlitze der jeweiligen Anschlusstasche gehalten ist. Insbesondere ist der Anschlusskontakt nach Art eines Schneidklemmkontaktes ausgestaltet, sodass bei Einführen des Anschlusskontaktes in die Anschlusstasche mittels der Schneiden eine etwaige Lackbeschichtung der Phasenwicklung aufgetrennt wird, sofern diese aus einem Lackdraht erstellt ist. Infolgedessen ist eine elektrische Kontaktierung ermöglicht, wobei keine weiteren Werkzeuge oder weitere Arbeitsschritte erforderlich sind.
Insbesondere umfasst der Verschaltungsring an dem dem Statorkörper abgewandten Ende eine Anzahl an radialen Vorsprüngen, die zum Beispiel radial nach außen gerichtet sind. Die Vorsprünge wirken nach Art eines Hakens und dienen als Anschlag für die Phasenwicklungen. Mit anderen Worten sind die Vorsprünge mechanische Stoppelemente, mittels derer die Phasenwicklungen in axialer Rieh- tung stabilisiert oder aber gehalten werden. Infolgedessen ist eine Bewegung der Phasenwicklungen bei Erschütterungen des Stators im Wesentlichen ausgeschlossen, bei der anderweitig eine etwaige Beschichtung (Lack) der Phasenwicklungen aufgrund einer gegenläufigen Bewegung abgeschabt werden könnte, was zu einer Funktionsstörung des Stators führen würde.
Die Erfindung betrifft ferner eine elektrische Maschine mit einem derartigen Stator. Die elektrische Maschine ist beispielsweise ein Generator. Bevorzugt jedoch ist die elektrische Maschine ein Elektromotor, wie ein Synchronmotor. Beispielsweise ist der Elektromotor ein Kollektormotor, und weist folglich eine Anzahl, zumindest jedoch eine, Bürsten auf, die bei Betrieb über Lamellen eines Kommutators streichen. Bevorzugt jedoch ist der Elektromotor bürstenlos (bürstenloser Elektromotor). Der Elektromotor ist insbesondere ein bürstenloser, beispielsweise mehrphasiger, vorzugsweise dreiphasiger, Gleichstrommotor (BLDC). Zweckmäßigerweise weist der Elektromotor eine Nennleistung zwischen 0,2W und 500W auf, insbesondere zwischen 0,5 W und 200W, vorzugsweise zwischen 1 W und 100W und beispielsweise zwischen 5W und 50 W.
Der Elektromotor ist geeigneterweise ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und vorzugsweise ein Bestandteil eines Nebenaggregats des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten dient der Elektromotor nicht dem Antrieb des Kraftfahrzugs als solchem. Der Elektromotor ist insbesondere ein Bestandteil eines Heizgebläses, welches beispielsweise auch zur Kühlung eines Innenraums herangezogen wird. Unter Heizgebläse wird insbesondere ein Gebläse zur Aufwärmung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs, jedoch auch ein Kühlgebläse verstanden. Der Elektromotor ist zudem insbesondere dazu vorgesehen und eingerichtet, in einen Motorträger (Außengehäuse) aufgenommen zu werden, das heißt darin angeordnet, befestigt oder integriert zu sein. Der Motorträger dient zweckmäßigerweise als mechanische Schnittstelle zwischen dem Elektromotor und einem Fahrzeugteil, beispielsweise im Bereich einer Mittelkonsole oder dergleichen im Kraftfahrzeug. Der Elektromotor sitzt geeigneterweise in dem Motorträger, der insbesondere eine (mechanische) Schnittstelle zwischen dem Elektromotor und einer Fahrzeugstruk- tur, beispielsweise einer oder in einer Mittelkonsole des Fahrzeugs, darstellt oder hierzu dient (vorgesehen und/oder eingerichtet ist).
Der Stator ist insbesondere im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet. Der Stator weist drei Phasenwicklungen sowie einen Statorkörper mit einer Anzahl an Zähnen als auch einen stirnseitig auf den Statorkörper aufgesetzten Verschal- tungsring mit drei elektrischen Anschlüssen auf. Jeder Zahn ist mit einer Spulenwicklung einer der Phasenwicklungen umwickelt, wobei jedem Zahn lediglich eine einzige der Phasenwicklungen zugeordnet ist. Mit anderen Worten ist jeder Zahn lediglich mit einer einzigen der Spulenwicklungen bewickelt. Einander entsprechende Spulenwicklungen der Phasenwicklungen sind gleichzeitig erstellt, insbesondere in einem Mehr-Nadel-Wicklungsverfahren. Zwischen gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen ist bezüglich der Statorachse ein erster Winkel gebildet. Jede Phasenwicklung weist einen Endabschnitt sowie insbesondere einen Anfangsabschnitt auf, zweckmäßigerweise jeweils genau einen einzigen. Der Endabschnitt jeder Phasenwicklung ist an einem der Anschlüsse angebunden, und zwischen benachbarten Anschlüssen ist bezüglich der Statorachse ein zweiter Winkel gebildet, der von dem ersten Winkel abweicht.
Vorzugsweise ist der Stator innerhalb eines Gehäuses angeordnet. Umfangsseitig liegt der Stator zweckmäßigerweise umfangsseitig kraftschlüssig mittels eines ersten Bereichs an dem Gehäuse an. Der Stator weist beispielsweise umfangsseitig einen zweiten Bereich auf, der von dem Gehäuse beabstandet ist. Geeigneterweise befindet sich der zweite Bereich zwischen zwei benachbarten Statorzähnen (Zähnen). Zum Beispiel ist die Länge des ersten und/oder zweiten Bereichs in axialer Richtung (Axialrichtung) gleich der Länge des Stators in axialer Richtung. Insbesondere ist der zweite Bereich mittels einer zur axialen Richtung parallelen Ebene gebildet. Vorzugsweise umfasst der Stator eine Anzahl erster und zweiter Bereiche, die in tangentialer Richtung abwechselnd angeordnet sind. Zum Beispiel weist der der Stator als Außenquerschnitt senkrecht zur axialen Richtung im Wesentlichen ein, insbesondere regelmäßiges, Polygon auf, wobei die ersten Bereiche mittels der Ecken gebildet sind. Bevorzugt ist das Gehäuse umfangsseitig geschlossen, und/oder das Gehäuse weist einen im Wesentlichen runden Quer- schnitt senkrecht zur axialen Richtung auf. Insbesondere weist das Gehäuse einen topfförmigen Lagerschild, insbesondere A-seitigen Lagerschild, auf, an dem der Stator anliegt, und das mittels eines weiteren Lagerschilds verschlossen ist, und hieraus vorzugsweise besteht. Zweckmäßigerweise weist das Gehäuse eine in axialer Richtung verlaufende Nut auf, innerhalb derer eine Feder des Stators angeordnet ist.
Der Verschaltungsring ist ein Bestandteil einer elektrischen Maschine und geeignet, zweckmäßigerweise vorgesehen und eingerichtet, stirnseitig auf einem
Statorkörper aufgesetzt zu werden. Der Verschaltungsring weist drei elektrische Anschlüsse auf, wobei zwischen benachbarten Anschlüssen bezüglich der Statorachse ein zweiter Winkel gebildet ist. Der Verschaltungsring ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt.
Das Verfahren dient der Erstellung eines Stators einer elektrischen Maschine. Insbesondere dient das Verfahren der Erstellung eines Elektromotors, der insbesondere Bestandteil eines Kraftfahrzeugs ist. Insbesondere dient das Verfahren der Erstellung eines Elektromotors eines Antriebs eines Kraftfahrzeugs. In einem ersten Arbeitsschritt wird ein Statorkörper mit einer ersten Anzahl an Zähnen bereitgestellt. Insbesondere wird der Statorkörper gefertigt. Hierfür wird zweckmäßigerweise ein Blechpaket mittels Schichten einzelner Bleche erstellt, wobei diese in einer Richtung parallel zur Statorachse aufeinander geschichtet werden, vorzugsweise bündig. Der Statorkörper weist eine erste Anzahl an Zähnen auf, die insbesondere radial gerichtet sind. Beispielsweise sind die Zähne mittels des Blechpakets erstellt, oder aber auf Vorsprünge des Blechpakets sind Kunststoffkörper zur Erstellung der Zähne aufgesetzt.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird zur Erstellung einer zweiten Anzahl an Phasenwicklungen eine der zweiten Anzahl entsprechende Anzahl an Zähnen mit jeweils einer Spulenwicklung gleichzeitig bewickelt. Die Phasenwicklung wird hierbei zweckmäßigerweise aus einem Lackdraht erstellt, insbesondere einem Aluminium- oder Kupferlackdraht. Infolgedessen sind die einzelnen Spulenwicklungen ebenfalls aus dem Lackdraht erstellt. Insbesondere werden die Spulenwicklungen in einem Mehr-Nadel-Wickelverfahren erstellt. Zwischen den gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen ist bezüglich der Statorachse ein erster Winkel gebildet, deren Scheitelpunkt jeweils auf der Statorachse liegt. Insbesondere ist der erste Winkel zwischen den benachbarten, gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen gleich groß. Mit anderen Worten ist der erste Winkel konstant. Beispielsweise werden zwei Spulenwicklungen erstellt, die lediglich einen einzigen Nachbarn aufweisen. Hierbei handelt es sich um die äußersten Spulenwicklungen, zwischen denen die verbleibenden Spulenwicklungen angeordnet sind, sofern diese vorhanden sind.
In einem weiteren Arbeitsschritt werden die Endabschnitte der Phasenwicklungen zu Anschlüssen des Stators geführt, wobei jedem Endabschnitt ein Anschluss zugeordnet wird. Mit anderen Worten weist der Stator eine zweite Anzahl an Anschlüssen auf. Zwischen benachbarten Anschlüssen ist bezüglich der Statorachse ein zweiter Winkel gebildet, der von dem ersten Winkel abweicht. Insbesondere weist der Stator zwei Anschlüsse auf, die lediglich zu einem einzigen weiteren Anschluss benachbart sind. Diese beiden Anschlüsse bilden die äußeren Anschlüsse. Insbesondere wird in einem weiteren Arbeitsschritt eine Elektronik mit den Anschlüssen elektrisch kontaktiert. Aufgrund der gleichzeitigen Wicklung der Spulenwicklungen ist eine Herstellungszeit reduziert, was zu verringerten Herstellungskosten führt, und wegen der Führung der Phasenwicklungen zu den Anschlüssen ist die Verwendung einer vergleichsweise kleinen Elektronik zur Kontak- tierung der Phasenwicklungen ermöglicht. Infolgedessen ist eine Baugröße reduziert.
Zweckmäßigerweise dienen die Anschlüsse als Phasenanschlüsse des Stators. Vorzugsweise werden die Phasenwicklungen aus einem einzigen Material erstellt und sind insbesondere einstückig. Geeigneterweise sind die Achsen der einzelnen Spulenwicklungen senkrecht zur Statorachse und vorzugsweise im Wesentlichen radial. Insbesondere werden die Spulenwicklungen direkt auf die Zähne gewickelt, wobei die jeweiligen Spulenachsen bei der Wicklung bereits im Wesentlichen radial verlaufen. Beispielsweise wird bei Führung der Endabschnitte zu den Anschlüssen zumindest einer der Endabschnitte um einen der Anschlüsse geschlungen, wobei die Biegung um eine Achse erfolgt, die insbesondere parallel zur Statorach- se ist. Zweckmäßigerweise werden die Endabschnitte mittels eines Hakens oder einer Rastverbindung gehalten, die insbesondere vor Führen der Endabschnitte zu den Anschlüssen erstellt wird. Zusammenfassend dient das Verfahren der Anordnung, Positionierung sowie Lageorientierung der Phasenwicklungen am Stator. Insbesondere wird ein Mehr-Nadel-Wickler zur Durchführung des Verfahrens verwendet. Zweckmäßigerweise wird ein Mehr-Nadel-Wickler gemäß diesem Verfahren betrieben.
In einer bevorzugten Ausführung wird als erste Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Anzahl gewählt. Mit anderen Worten weist der Stator ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Anzahl an Zähnen auf. Alternativ oder in Kombination hierzu wird als zweite Anzahl 3 (drei) gewählt. Infolgedessen wird ein dreiphasiger Stator erstellt. Hierbei ist vorzugsweise die Anzahl der Zähne des Stators ein ganzzahliges Vielfaches von drei, also beispielsweise 6, 9, 12, 15 oder 18. In einer Alternative hierzu ist die zweite Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches von 3 oder aber zumindest größer oder gleich 3.
Vorzugsweise wird als erster Winkel 360° geteilt durch die zweite Anzahl gewählt. Sofern die zweite Anzahl folglich 3 beträgt, beträgt der erste Winkel 120°. Mit anderen Worten sind die gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen drehsymmetrisch bezüglich der Statorachse angeordnet. Auf diese Weise ist ein vergleichsweise großer Platz zur Erstellung der einzelnen Spulenwicklungen bereitgestellt, weswegen ein vergleichsweise kostengünstiges und robustes Werkzeug zur Fertigung der Spulenwicklungen herangezogen werden kann. Alternativ oder in Kombination hierzu ist der zweite Winkel kleiner als der erste Winkel gewählt. Auf diese Weise ist eine Kontaktierung einer Elektronik mit den Anschlüssen erleichtert. Insbesondere wird als zweiter Winkel 30° gewählt, weswegen zwischen den beiden äußersten Anschlüsse ein Winkel von 60° gewählt ist.
Insbesondere werden die Endabschnitte an dem jeweiligen Anschluss befestigt. Vorzugsweise wird hierfür jeweils ein Anschlusskontakt auf den jeweiligen Endabschnitt aufgesetzt, mittels dessen auch vorzugsweise eine elektrische Kontaktierung mit dem Endabschnitt erfolgt. Besonders bevorzugt wird auf dem Statorkör- per stirnseitig ein Verschaltungsring aufgesetzt, der insbesondere die Anschlüsse aufweist. Zweckmäßigerweise wird der Verschaltungsring an dem Statorkörper befestigt. Nach Aufsetzen des Verschaltungsrings auf dem Statorkörper wird zweckmäßigerweise die Erstellung der Phasenwicklung begonnen. Der Verschaltungsring dient hierbei insbesondere als Anschluss-, Verschaltungs-, Verlege- und/oder Wicklungs(enden)-Führungsring. Insbesondere wird zumindest einer der Endabschnitte um einen der Anschlüsse geschlungen oder aber um Bestandteile des Verschaltungsrings, sofern dieser vorhanden ist. Alternativ oder in Kombination hierzu wird zumindest einer der Endabschnitte entlang eines Vorsprungs oder eines Hakens des Verschaltungsrings gelegt, mittels dessen die Position des Endabschnitts stabilisiert wird. Alternativ oder in Kombination hierzu wird ein Ende des Endabschnitts, der über den Anschluss übersteht, abgelängt. Insbesondere werden sämtliche Endabschnitte abgelängt, weswegen diese im Wesentlichen bündig mit dem jeweiligen Anschluss sind. Auf diese Weise ist ein Ablösen der Endabschnitte von den Anschlüssen aufgrund eines Überstandes unterbunden. Auch ist eine Beschädigung von weiteren Bauteilen oder aber eine ungewollte elektrische Kontaktierung von weiteren Bauteilen verhindert.
Zweckmäßigerweise wird zur Erstellung jeder der Phasenwicklungen eine dritte Anzahl an Spulenwicklungen erstellt. Mit anderen Worten weist jede Phasenwicklung eine dritte Anzahl an Spulenwicklungen auf. Geeigneterweise wird als dritte Anzahl die erste Anzahl geteilt durch die zweite Anzahl gewählt. Vorzugsweise ist die erste Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Anzahl, weswegen die dritte Anzahl gleich dem Vielfachen ist. Insbesondere werden die Phasenwicklungen in einer Stern- oder einer Dreieckschaltung miteinander elektrisch kontaktiert. Zum Beispiel wird ein Anfangsabschnitt einer der Phasenwicklungen mit dem Endabschnitte einer der weiteren Phasenwicklungen elektrisch kontaktiert. Mit anderen Worten wird jeder Endabschnitt mit einem Anfangsabschnitt einer der anderen Phasenwicklungen elektrisch kontaktiert. Beispielsweise werden die Abschnitte miteinander verlötet oder verschweißt. Zweckmäßigerweise erfolgt die elektrische Kontaktierung im Bereich des jeweiligen Anschlusses. Mit anderen Worten wird jeder der Anschlussabschnitte, also sämtlicher Anfangsabschnitte und sämtlicher Endabschnitte, zu einem der Anschlüsse geführt. Beispielsweise erfolgt die elektrische Kontaktierung mittels des Anschlusskontakts, sofern dieser vorhanden ist, und der insbesondere nach Art eines Schneid-Klemm-Kontakts ausgestaltet ist.
Vorzugsweise wird vor Erstellung der Spulenwicklungen jeder Anfangsabschnitt an einem Halteelement des Stators befestigt. Mit anderen Worten wird nach Bereitstellung des Statorkörpers jede Phasenwicklung mittels dessen Anfangsabschnitts an dem Stator mittels des jeweiligen Halteelements befestigt, beispielsweise lösbar oder vorzugsweise mittels einer Klemmverbindung. Zwischen benachbarten Halteelementen ist bezüglich der Statorachse zweckmäßigerweise der erste Winkel gebildet, der insbesondere konstant ist. Auf diese Weise ist eine Erstellung der Spulenwicklungen erleichtert. Zweckmäßigerweise wird nach Beendigung der Erstellung der Spulenwicklungen, insbesondere sofern die dritte Anzahl an Spulenwicklungen pro Phasenwicklung erstellt wird, der Endabschnitt jeder Phasenwicklung ebenfalls mittels eines dieser Halteelemente befestigt und im An- schluss hieran zu dem jeweiligen Anschluss geführt. Insbesondere weisen die beiden jeweils einem der Halteelemente zugeordneten Anschlussabschnitte (Anfangsabschnitt und Endabschnitt) zu dem gleichen Anschluss geführt. Auf diese Weise ist eine Beschädigung der Spulenwicklungen aufgrund einer Kraftausübung auf den Anfangs- oder Endabschnitt der jeweiligen Phasenwicklung im Wesentlichen ausgeschlossen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine, das das Verfahren zur Herstellung des Stators umfasst.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 perspektivisch ein Heizgebläse eines Kraftfahrzeugs, mit einem
Elektromotor,
Fig. 2, 3 jeweils in einer Explosionsdarstellung den Elektromotor mit einem
Stator,
Fig. 4 ein Verfahren zur Erstellung des Stators, ng 5 schematisch vereinfacht einen gemäß dem Verfahren betriebenen Drei-Nadel-Wickler,
ng 6 perspektivisch den teilweise erstellten Stator mit einem Verschal- tungsring,
ng 7 perspektivisch den Stator mit dem Verschaltungsring , und ng 8 perspektivisch den Verschaltungsring.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist ein Gebläse 2 einer Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs perspektivisch dargestellt. Das Gebläse 2 umfasst ein Lüfterrad 4, das als Radiallüfterrad ausgestaltet ist. Das Lüfterrad 4 ist an einer Motorwelle 6 eines Elektromotors 8 angebunden, der umfangsseitig von einem Außengehäuse 10 umgeben ist. An dem Außengehäuse (Motorträger) 10 ist ferner eine einen Elektronikfachdeckel 12 aufweisende Elektronik 14 befestigt. Elektrische bzw. elektronische Bauelemente der Elektronik 14 sind mittels des Elektronikfachdeckels 12 sowie des Außengehäuses 10 umgeben. Die Elektronik 14 ist auf der dem Lüfterrad 4 gegenüberliegenden Seite des Außengehäuses 10 positioniert. Mit anderen Worten ist das Außengehäuse 10 zwischen dem Lüfterrad 14 und der Elektronik 18 angeordnet. Der Elektronikfachdeckel 12 ist mittels einer Clipsverbindung 16 an dem Außengehäuse 10 gehalten. Die Elektronik 14 weist ferner einen Anschluss 18 zur elektrischen Kontaktierung mit einer elektrischen Leitung oder einem Kabel auf. Das Außengehäuse 10, die Elektronik 14 sowie der Elektromotor 8 sind Bestandteile eines Antriebs 20 des Gebläses 12.
Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils in einer Explosionsdarstellung den Elektromotor 8 mit bzw. ohne Außengehäuse 10. Das Außengehäuse 10 ist im Wesentlichen ring- und/oder zylinderförmig und nimmt den Elektromotor 8 geeigneterweise praktisch vollständig auf. Das Außengehäuse 10 weist im Ausführungsbeispiel drei umfangsseitig gleichmäßig verteilt angeordnete (gelochte) Montagelaschen 22 zur Halterung bzw. Befestigung des Elektromotors 8 sowie des Außengehäuses 10 in dem Kraftfahrzeug auf. Das Außengehäuse 10 bildet somit quasi die mechanische Schnittstelle zwischen dem Elektromotor 8 und einer Montagestruktur, beispielsweise im Bereich der Mittelkonsole eines Kraftfahrzeugs.
Der Elektromotor 8 weist ein Gehäuse 24 mit einem ein erstes Gehäuseteil bildenden A-seitiges Lagerschild 26 und einem ein zweites Gehäuseteil bildenden B- seitigem Lagerschild 28 auf. Der A-seitige Lagerschild 26 ist topfartig aus einem Gehäuseblech im Tiefziehverfahren hergestellt. Im Montagezustand ragt die Motorwelle 6 durch den A-seitige Lagerschild 26, welcher dem Lüfterrad 4 zugewandt ist. Das B-seitige Lagerschild 28 ist deckelartig und/oder ebenfalls zumindest geringfügig topfartig. Der B-seitige Lagerschild 28 ist der Elektronik 14 zugewandt. Die beiden Lagerschilde 26, 28 weisen zweckmäßigerweise flanschartige Auskragungen 30 auf, über welche die Lagerschilde 26, 28 miteinander verbunden sind, beispielsweise verschraubt, verstanzt oder auf andere Art und Weise miteinander gefügt. Im montierten Zustand ist das Gehäuse 24 umfangsseitig geschlossen. Mit anderen Worten weist keine Wandung der Lagerschilde 26, 28 eine Öffnung oder sonstige Aussparung auf.
Der Elektromotor 8 umfasst einen Rotor 32, der innerhalb des Gehäuses 24 positioniert ist, das insbesondere mittels der beiden Lagerschilde 26, 28 gebildet ist. Der Rotor umfasst ein Blechpaket 34, welches aus kreissektorartig gestanzten Einzelblechen aufgebaut ist. Dabei gebildete Aussparungen zwischen den Kreissektoren (Kreisausschnitten) bilden im Blechpaketstapel taschenartige Aufnahmen 36, das heißt sich in axialer Richtung (Axialrichtung) A erstreckende und in radialer Richtung (Radialrichtung) R sternförmig verlaufende Magnettaschen zur Aufnahme von Permanentmagneten 38 des Rotors 32. Ein A-seitiges und ein B- seitiges Lager 40 bzw. 42 dient zur Lagerung der Motorwelle 6 und des hieran befestigten, wellenfesten Rotors 32 innerhalb des Gehäuses 24. Das A-seitige Lager 40 ist am A-seitigen Lagerschild 26 und das B-seitige Lager 42 am B-seitigen Lagerschild 26 befestigt.
Der Elektromotor 8 weist einen Stator 44 auf, der unter Spaltbildung vom Rotor 32 in radialer Richtung R zusammen mit diesem im Gehäuse 24 angeordnet ist. Der Stator 44 umfasst ein geschlossen ringförmig ausgeführtes Blechpaket 46, das teilweise eine erste Anzahl von radial nach innen weisende Zähnen (Statorzähne) 48 und dazwischen gebildete Statornuten 50 bildet. Die erste Anzahl beträgt zwölf, und die Statorzähne 48 (Polschuhe des Stators 44) sind über ein ringartiges Joch (magnetischer Rückschluss) 52 miteinander verbunden. Der Stator 44 umfasst weiterhin einen B-seitigen Verbindungs-, Verlege-, Führungs- und/oder Verschal- tungsring 54. Der Verschaltungsring 54 weist drei Anschlüsse 56 auf, die in nicht näher dargestellter Art und Weise dazu vorgesehen und eingerichtet sind, mit der Elektronik 14 zur Bestromung des Elektromotors 8 kontaktiert zu werden oder kontaktiert zu sein.
An jedem Anschluss 56 sind ferner jeweils zwei von insgesamt drei Phasenwicklungen 58 angebunden und mit dem jeweiligen Anschluss 56 elektrisch leitend kontaktiert. Jede Phasenwicklungen 58 umfasst eine Anzahl an miteinander in Reihe verschaltete elektrische Spulenwicklungen 60, von denen jede auf jeweils einen zugeordneten Spulenträger 62 aus einem Kunststoff gewickelt ist. Jeder Spulenträger 62 ist zur Bildung der Statorzähne 48 auf das Blechpaket 46 aufgesteckt. Jede elektrische Spulenwicklung 60 und der jeweils zugeordnete Statorzahn 48 sind Bestandteil eines Elektromagneten 64. Der Stator 44 weist geeigneterweise weiterhin einen A-seitigen (stirnseitigen) Statorring 66 auf. Das Blechpaket 46, die Spulenträger 62 sowie der etwaige Statorring 66 bilden zusammen einen Statorkörper 67.
Der Elektromotor 8 umfasst ferner ein Dämpfungskonzept 68 zur Schwingungsentkopplung und/oder zur schwindungsentkoppelten Halterung im Außengehäuse 10. Das Dämpfungskonzept 68 umfasst Dämpfungselemente 70, die aus einem flexiblen, elastischen Kunststoffmaterial und/oder aus Gummi bestehen, und die vorzugsweise kappenartig ausgebildet sind. Das Blechpaket 46 des Stators 44 weist drei radial nach außen vorspringende und in axialer Richtung A verlaufende Trag- oder Fügekonturen 72 auf, wobei auf jede der Trag- oder Fügekonturen 18 72 eines der Dämpfungselemente 70 aufgesetzt ist. Die Dämpfungselemente 70 sind im Montagezustand in jeweils einer zugeordneten Fügetasche 74 angeordnet, die mittels einer mantelseitigen, lokale Auswölbungen des A-seitigen Lagerschilds 26 realisiert sind. Das Blechpaket 46 des Stators 44 weist ferner eine in radialer Richtung R nach außen vorspringende und in axialer Richtung A verlaufende Feder 76 auf, die sich zumindest über einen Teil der axialen Höhe des Stators 44 erstreckt. In das A- seitigen Lagerschilds 26 ist eine in axialer Richtung A verlaufende Nut 78 eingebracht, innerhalb derer die Feder 76 des Stators 44 einliegt. Die Stator- und ge- häuseseitigen Strukturen 76, 78 dienen der Kodierung des Stators 44 innerhalb des Gehäuses 24 bzw. des A-seitigen Lagerschilds 26, insbesondere im Zuge der Montage bzw. des Zusammenbaus des Elektromotors 8. Mit Ausnahme der Fügetaschen 74 und der Nut 78 ist der Querschnitt der Lagerschilde 26, 28 senkrecht zur axialen Richtung A rund. Mit anderen Worten ist der Querschnitt kreisrund und ist lediglich aufgrund der Fügetaschen 74 und der Nut 78 an definierten Bereichen radial nach außen versetzt.
Der Umfang des Blechpakets 46 wird mittels einer Anzahl an ersten Bereichen 80 und einer Anzahl an zweiten Bereichen 82 gebildet, die in tangentialer Richtung T abwechselnd angeordnet sind. Hierbei befindet sich die ersten Bereiche 80 im Vergleich zu den Statorzähnen 48 radial nach außen versetzt, wohingegen die zweiten Bereiche 82 im Vergleich zu den Statornuten 50 radial nach außen versetzt sind. Mit anderen Worten befinden sich die zweiten Bereiche 82 zwischen zwei benachbarten Statorzähnen 48, also im Bereich der Statornuten 50 und sind zu diesen lediglich radial nach außen versetzt. Die zweiten Bereiche 82 sind jeweils mittels einer Ebene gebildet, die zur axialen Richtung A parallel ist. Folglich verlaufen die begrenzenden Kanten der zweiten Bereiche 82 parallel zur axialen Richtung A. Die ersten Bereiche 80 hingegen sind gewölbt und sind entsprechend der Innenkontur des A-seitigen Lagerschilds 26 geformt. Hierbei stoßen die jeweils zueinander benachbarten Bereiche 80, 82 mittels der in axialer Richtung A verlaufenden Kanten aneinander. Folglich entspricht der Querschnitt des Blechpakets 46 im Wesentlichen dem Querschnitt des A-seitigen Lagerschilds 26, wobei die zweiten Bereiche 82 mittels radial nach innen versetzter Sekanten (Abschliffe) gebildet sind. Die Länge der ersten und zweiten Bereiche 80, 82 in axialer Richtung A ist gleich der Länge des Stators 44 in axialer Richtung A. Mit anderen Worten wird der Umfang des Stators 44 über dessen kompletten Länge in axialer Richtung A entweder in die ersten oder in die zweiten Bereich 80, 82 aufgeteilt. Jeder Zweite der zweiten Bereiche 82 weist entweder eine der Federn 76 oder eine der Tragoder Fügekonturen 72 auf.
Im Montagezustand liegt der Stator 44 mittels der ersten Bereiche 80 kraftschlüssig an dem Gehäuse 24 an, sodass zwischen diesen eine Presspassung erstellt ist. Die radial nach innen versetzten zweiten Bereiche 82 hingegen sind von dem Gehäuse 24 beabstandet, weswegen zwischen dem zweiten Bereich 82 und dem Gehäuse 24 jeweils ein Luftspalt gebildet ist.
In Fig. 4 ist schematisch ein Verfahren 84 zur Erstellung des Stators 44 dargestellt. In einem ersten Arbeitsschritt 86 wird der Statorkörper 67 bereitgestellt. Hierfür werden beispielsweise die einzelnen Bleche des Blechpakets 46 des Stators 44 aufeinander geschichtet sowie die Spulenträger 62 an dem Blechpaket 46 befestigt. Sofern der Statorring 66 vorhanden ist, wird dieser stirnseitig auf das Blechpaket 46 des Stators 44 aufgesetzt und an diesem befestigt. In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 88 wird der aus einem Kunststoff gefertigte Verschaltungsring 54 stirnseitig auf den Statorkörper 67 aufgesetzt, und zwar auf der dem Statorring 66 gegenüberliegenden Seite des Blechpakets 46.
Hieran anschließend wird der Stator 44, der noch keine der Phasenwicklungen 58 aufweist, auf einen in Fig. 5 dargestellten drehbar gelagerten Teller 90 gesetzt, der in einer ersten Richtung 92 rotiert werden kann. Der Teller 90 ist Bestandteil eines schematisch vereinfacht gezeigten Drei-Nadel-Wicklers 94, der einen Kopf 96 mit drei zueinander versetzten Nadeln bzw. Düsen 98 aufweist. Jeder Düse 98 ist ein Kupferlackdraht 1 10 zur Erstellung der Phasenwicklungen 58 in nicht näher dargestellter Art und Weise zugeführt. Ferner ist jeder Düse 98 ein Schneidwerkzeug 1 12 zugeordnet. Der Kopf 96 ist in eine zweite Richtung 1 14 verfahrbar, wodurch der Abstand des Kopfes 96 zu dem Teller 90 verkleinert oder aber vergrößert werden kann. Mittels des Tellers 90 kann die Winkelposition des Stators 44 bezüglich des Kopfes 96 verändert werden. Alternativ oder in Kombination hierzu ist der Kopf 96 ebenfalls rotierbar, weswegen eine Veränderung der Winkelstellung vergleichsweise schnell erfolgen kann. In einem dritten Arbeitsschritt 1 16 wird zur Erstellung der Phasenwicklungen 58 der Kupferlackdrahtes 1 10 herangezogen, wofür mittels jeder der Düsen 98 zunächst jeweils ein Anfangsabschnitt 1 18 der Phasenwicklungen 58 an einem Halteelemente 120 des Stators befestigt wird. Hierbei wird jeder der drei Anfangsabschnitte 1 18 in die jeweilige Kerbe/Schlitz eingelegt, die das jeweilige Halteelement 120 bildet. Zwischen benachbarten Halteelementen 120 ist ein erster Winkel α gebildet, der 120° beträgt. In einem sich hieran anschließenden vierten Arbeitsschritt 122 werden stets drei der Spulenwicklungen 60 mittels des Drei-Nadel- Wicklers 94 gleichzeitig erstellt, wobei der Kupferlackdraht 120 um die jeweiligen Spulenträger 62 gewickelt wird. Hierbei wird der Kopf 96 geeignet verfahren und/oder der Teller 90 geeignet rotiert. Zwischen den gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen 60 ist ebenfalls der erste Winkel α gebildet, weswegen die gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen 60 drehsymmetrisch bezüglich einer Statorachse 124 sind, die im Montagezustand der Achse des Elektromotors entspricht.
Zusammenfassend wird die zweite Anzahl der Statorzähne 48 zur Erstellung der Phasenwicklungen 58 mit jeweils einer der Spulenwicklungen 60 gleichzeitig versehen, also bewickelt, wobei die zweite Anzahl gleich drei entspricht. Hieran anschließend wird der Teller 90 um die erste Richtung 92 verschwenkt und wiederum eine der zweiten Anzahl entsprechende Anzahl an Statorzähnen 48 mit jeweils einer der Spulenwicklungen 60 versehen, weswegen die einzelnen Spulenwicklungen 60 jeder der Phasenwicklungen 58 zueinander elektrisch in Reihe geschaltet sind. Zudem entsprechen die gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen 60 einander bezüglich der jeweiligen Phasenwicklung 58 und weisen folglich den gleichen Abstand zu dem jeweiligen Anfangsabschnitt 1 18 auf. Zeitlich sukzessive werden auf diese Weise die Spulenwicklungen 60 gefertigt, bis jede Phasenwicklung 58 jeweils vier der Spulenwicklungen 60 aufweist. Hierbei ist jeder der Zähne 48 mittels jeweils einer der Spulenwicklungen 60 bewickelt. Zusammenfassend weist jede der Phasenwicklungen 58 eine dritte Anzahl an Spulenwicklungen 60 auf, wobei die dritte Anzahl gleich vier beträgt. In einem sich anschließenden fünften Arbeitssch tt 126 wird jeweils ein Endabschnitt 128 der Phasenwicklungen in eines der Halteelemente 120 des Verschal- tungsrings 54 eingesetzt und mittels diesem gehalten, wie in Fig. 6 perspektivisch dargestellt. Jedem der Halteelemente 120 ist hierbei jeweils einer der Endabschnitte 128 und einer der Anfangsabschnitte 1 18 zugeordnet, wobei diese jeweils einen Bestandteil von sich unterscheidenden Phasenwicklungen 58 sind. Die Anfangsabschnitte 1 18 sowie Endabschnitte 128 bezeichnen hierbei die Enden jeder der einstückigen Phasenwicklungen 58, und zwischen diesen jeweiligen Abschnitten (Anschlussabschnitten) befinden sich die Spulenwicklungen 60.
In einem sich anschließenden sechsten Arbeitsschritt 130 werden die Endabschnitte 128 sowie die mittels des jeweiligen Halteelements 120 zugeordneten Anfangsabschnitte 1 18 zu jeweils einem der Anschlüsse 56 geführt, was mittels der Düsen 98 sowie geeigneter Ansteuerung des Tellers 90 erfolgt. Zwischen benachbarten Anschlüssen 56 ein zweiter Winkel ß gebildet, welcher 30° beträgt. Mit anderen Worten sind die Anschlüsse 56 derart angeordnet, dass zwischen zweien der Anschlüsse 56 ein mittlerer Anschluss 56 positioniert ist, wobei der Winkel zwischen dem mittleren und jeweils einem der äußeren Anschlüsse 56 gleich 30° ist, wobei der Scheitelpunkt der Winkel jeweils auf der Statorachse 24 liegt. Zwischen den beiden äußeren Anschlüssen 56 ist auf diese Weise ein Winkel von 60° gebildet. Hierbei wird zumindest einer der auf diese Weise gebildeten Paare von Abschnitten 1 18, 128 um einen der Anschlüsse 56 zumindest teilweise geschlungen oder zwischen dem Blechpaket 46 sowie radialen Vorsprüngen 132 des Ver- schaltungsrings 54 geführt, mittels derer somit ein axialer Anschlag für die Phasenwicklungen 58 bereitgestellt ist. Mit anderen Worten wird mittels der radialen Vorsprünge 132 eine Verschiebung der Anfangs- bzw. Endabschnitte 1 18,128 in einer Richtung parallel zur Statorachse 124 begrenzt. Das jeweilige Anschlusspaar 1 18,126 wird in zwei axial verlaufende Schlitze 134 des jeweiligen Anschlusses 56 eingelegt, die in jeweils eine aus einem Kunststoff gefertigte, ebenfalls axial ausgerichtete Anschlusstasche 136 eingebracht sind. Die beiden Axialschlitze 134 der jeweiligen Anschlusstasche 136 fluchten in radialer Richtung R. Mit anderen Worten überdecken sich die beiden Axialschlitze 134, sodass das in die jeweiligen Schlitze 134 eingelegte Paar an Anschlüssen 1 18,128 in diesem Bereich ebenfalls radial verläuft. Mittels der axialen Schlitze 134 werden die jeweiligen Abschnitte 1 18, 128 zumindest in tangentialer Richtung T gehalten.
In einem zeitlich nachfolgenden siebten Arbeitsschritt 138 wird in jede der Anschlusstaschen 136 jeweils ein Anschlusskontakt 140 eingesetzt, der an dessen sich in der jeweiligen Tasche 136 befindenden Ende einen Schneidschlitz 142 aufweist, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt. Mittels der Schneidschlitze 142 erfolgt eine Schneid-Klemm-Kontaktierung der jeweiligen Anschlüsse 1 18,128, die dem jeweiligen Anschluss 56 zugeordnet sind. Hierbei wird mittels jedes Schneidschlitzes 142 der Lack des zur Erstellung der Phasenwicklungen 58 verwendeten Kupferlackdrahts 1 10 aufgeschnitten und der aus einem Metall erstellte Anschlusskontakt 140 mit dem Kupfer des Kupferlackdrahtes 1 10 elektrisch kontaktiert. Hierbei werden ebenfalls die beiden dem jeweiligen Anschluss 56 zugeordneten Abschnitte 1 18,128 der Phasenwicklungen 58 miteinander elektrisch kontaktiert, weswegen die Phasenwicklungen 58 zu einer Dreiecksschaltung miteinander elektrisch verschaltet sind. Mit den Anschlusskontakten 140 wird die nicht dargestellte Elektronik 14 elektrisch kontaktiert.
Ferner wird ein über die Anschlüsse 56 in radialer Richtung R reichendes Ende der Anfangsabschnitte 1 18 und der Endabschnitte 128 mittels der als Messer ausgebildeten Schneidwerkzeuge 1 12 abgelängt, wofür die Anfangsabschnitte 1 18 und der Endabschnitte 128 in axialer Richtung A mittels Schneidwerkzeugs 1 12 gegen eine Kerbe 144 gepresst werden, die mittels eines radial nach außen gerichteten Vorsprunges gebildet. Die jeweiligen Kerben 144 befinden sich in axialer Richtung A am Boden des jeweils radial äußeren axialen Schlitzes 134 jeder der Anschlusstaschen 136. und sind. Aufgrund der Kerben 144 ist eine Beschädigung von sich unterhalb der Kerben 144 befindenden Teilen der jeweiligen Phasenwicklungen 58 ausgeschlossen.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch anderer Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Aus- führungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf anderer Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
2 Gebläse
4 Lüfte rrad
6 Motorwelle
8 Elektromotor
10 Außengehäuse
12 Elektronikfachdeckel
14 Elektronik
16 Clipsverbindung
18 Anschluss
20 Antrieb
22 Montagelasche
24 Gehäuse
26 A-seitiges Lagerschild
28 B-seitiges Lagerschild
30 Auskragung
32 Rotor
34 Blechpaket des Rotors
36 Aufnahme
38 Permanentmagnet
40 A-seitiges Lager
42 B-seitiges Lager
44 Stator
46 Blechpaket des Stators
48 Zahn
50 Statornut
52 Joch
54 Verschaltungsring
56 Anschluss
58 Phasenwicklung
60 Spulenwicklung
62 Spulenträger Elektromagnet
A-seitiger Statorring
Statorkörper
Dämpfungskonzept
Dämpfungselement
Trag- oder Fügekontur
Fügetasche
Feder
Nut
erster Bereich zweiter Bereich
Verfahren
erster Arbeitsschritt zweiter Arbeitsschritt
Teller
erste Richtung
Drei-Nadel-Wickler
Kopf
Düse
Kupferlackdraht
Schneidwerkzeug zweite Richtung dritter Arbeitsschritt
Anfangsabschnitt
Halteelement vierter Arbeitsschritt
Statorachse fünfter Arbeitsschritt
Endabschnitt sechster Arbeitsschritt
Vorsprung
axialer Schlitz
Anschlusstasche siebter Arbeitsschntt Anschlusskontakt Schneidschlitz Kerbe
Axialrichtung Radialrichtung erster Winkel zweiter Winkel

Claims

Ansprüche
1 . Stator (44) einer elektrischen Maschine (8), insbesondere Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, mit drei Phasenwicklungen (58), der einen Statorkörper (67) mit einer ersten Anzahl an Zähnen (48) und einen stirnseitig auf den Statorkörper (67) aufgesetzten Verschaltungsring (54) mit drei elektrischen Anschlüssen (56) umfasst, wobei jeder Zahn (48) mit einer Spulenwicklung (60) einer der Phasenwicklungen (58) umwickelt ist, wobei einander entsprechende Spulenwicklungen (60) der Phasenwicklungen (58) gleichzeitig erstellt sind, wobei zwischen gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen (60) bezüglich der Statorachse (124) ein erster Winkel (a) gebildet ist, wobei ein Endabschnitt (128) jeder Phasenwicklung (58) an einem der Anschlüsse (56) angebunden ist, und wobei zwischen benachbarten Anschlüssen (56) bezüglich der Statorachse (124) ein zweiter Winkel (ß) gebildet ist, der von dem ersten Winkel (a) abweicht.
2. Stator (44) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Phasenwicklung (58) einstückig ist, und/oder dass der erste Winkel (a) 120° beträgt, und/oder dass der zweite Winkel (ß) 30° beträgt, und/oder dass der Verschaltungsring (54) drei Halteelemente (120) aufweist, wobei an jedem Halteelement (120) jeweils ein Anfangsabschnitt (1 18) der Phasenwicklungen (58) angebunden ist, wobei zwischen benachbarten Halteelementen (120) bezüglich der Statorachse (124) der erster Winkel (a) gebildet ist.
3. Stator (44) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschaltungsring (56) aus einem Kunststoff und/oder die Phasenwicklungen (58) aus einem Lackdraht, insbesondere Kupferlackdraht, erstellt sind, und/oder dass der Statorkörper (67) ein Blechpaket (46) umfasst.
4. Stator (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Anschluss (56) eine Anschlusstasche (136) umfasst, innerhalb derer jeweils teilweise einer der Endabschnitte (128) angeordnet ist.
5. Stator (44) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass jede Anschlusstasche (136) einen axialen Schlitz (134) aufweist, innerhalb dessen der jeweilige Endabschnitt (128) zumindest teilweise positioniert ist.
6. Stator (44) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlusstasche (136) in Axialrichtung (A) unterhalb des axialen Schlitzes (134) eine radial vorspringende Kerbe (144) aufweist.
7. Stator (44) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in jede Anschlusstasche (136) jeweils ein Anschlusskontakt (140) eingesteckt ist, der den jeweiligen Endabschnitt (128) elektrisch kontaktiert.
8. Stator (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verschaltungsring (54) an dem dem Statorkörper (67) abgewandten Ende eine Anzahl an radialer Vorsprünge (132) aufweist, mittels derer ein axialer Anschlag für die Phasenwicklungen (58) gebildet ist.
9. Verschaltungsring (58) einer elektrischen Maschine (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Verfahren (84) zur Erstellung eines Stators (44) einer elektrischen Maschine (8), insbesondere eines Elektromotors eines Kraftfahrzeugs, bei dem - ein Statorkörper (67) mit einer ersten Anzahl an Zähnen (48) bereitgestellt wird,
- zur Erstellung einer zweiten Anzahl an Phasenwicklungen (58) eine der zweiten Anzahl entsprechende Anzahl an Zähnen (48) mit jeweils einer Spulenwicklung (60) gleichzeitig bewickelt wird, wobei zwischen benachbarten, gleichzeitig erstellten Spulenwicklungen (60) bezüglich der Statorachse (124) ein erster Winkel (a) gebildet ist, und
- jeder Endabschnitte (128) der Phasenwicklungen (58) zu einem An- schluss (56) geführt wird, wobei zwischen benachbarten Anschlüssen (56) bezüglich der Statorachse (124) ein zweiter Winkel (ß) gebildet ist, der von dem ersten Winkel (a) abweicht.
1 1. Verfahren (84) nach Anspruch 10, bei dem als erste Anzahl ein ganzzahliges Vielfaches der zweiten Anzahl gewählt wird, und/oder bei dem als zweite Anzahl drei gewählt wird.
12. Verfahren (84) nach Anspruch 10 oder 1 1 , bei dem als erster Winkel (a) 360 zweite Anzahl gewählt wird, und/oder bei dem der zweite Winkel (ß) kleiner als der erste Winkel (a) gewählt wird, und/oder bei dem der zweite Winkel (ß) gleich 30° gewählt wird.
13. Verfahren (84) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei dem stirnseitig auf den Statorkörper (67) ein Verschaltungsring (54) mit den Anschlüssen (56) aufgesetzt wird, und/oder bei dem auf die Endabschnitte (128) ein Anschlusskontakt (140) aufgesetzt wird, und/oder bei dem ein über den An- schluss (56) reichendes Ende der Endabschnitte (128) abgelängt wird.
14. Verfahren (84) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem zur Erstellung jeder Phasenwicklung (58) eine dritte Anzahl an Spulenwicklungen (60) erstellt wird, und/oder bei dem jeder Endabschnitt (128) mit einem Anfangsabschnitt (1 18) einer der anderen Phasenwicklungen (58) elektrisch kontaktiert wird, insbesondere im Bereich des jeweiligen Anschluss (56).
15. Verfahren (84) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, bei dem vor Erstellung der Spulenwicklungen (60) jeder Anfangsabschnitt (1 18) an einem Halteelement (120) des Stators (44) befestigt wird, wobei zwischen benachbarten Halteelementen (120) bezüglich der Statorachse (124) insbesondere der erster Winkel (a) gebildet ist.
16. Elektrische Maschine (8) mit einem Stator (44) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, oder der gemäß einem Verfahren (84) nach einem der Ansprüche 10 bis 15 erstellt ist.
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