用于制造电机的绕组支架的绕组的方法和装置、绕组支架和电机与流程

文档序号:13766053阅读:157来源:国知局
用于制造电机的绕组支架的绕组的方法和装置、绕组支架和电机与流程

本发明涉及用于制造电机的绕组支架、也就是定子或者转子的绕组的方法和装置。此外,本发明涉及电机的绕组支架以及具有至少一个所提到的绕组支架的电机。



背景技术:

电机具有绕组支架,所述绕组支架具有叠片组连同在所述叠片组中所插入的绕组并且构造为电机的定子或者转子。能够由这样的电机调用的功率在此按照比例取决于所述绕组支架的叠片组的有效长度。在此,绕组支架的叠片组的有效长度意味着叠片组的由板片组成的区域的轴向长度,励磁场由所述区域构成或者励磁场作用于所述区域上。

在许多应用领域中,尽可能节省位置空间地设计电机的尺寸的要求很高,以便这些电机一方面要求尽可能少的结构空间并且另一方面具有尽可能小的重量。这一点尤其在汽车的应用领域中很重要,因为由于车内的受限制的安装空间以及在保持相同的功率密度或者甚至更高的功率密度的情况下为了降低车辆的重量的要求,必须将电机制造得尽可能地小而轻。



技术实现要素:

由此,本发明的任务在于,提供一种在轴向长度保持相同的情况下制造具有更高的功率密度的电机的可行方案。

该任务通过独立权利要求的主题得到解决。有利的设计方案是从属权利要求的主题。

按照本发明的第一方面,提供一种用于制造电机的绕组支架、也就是定子或者转子的绕组的方法。

相应地要提供一种叠片组,该叠片组具有一根轴线和至少一条沿着所述轴线的方向延伸的、用于接纳至少一个用来制造所述绕组的第一绕组分段的第一缝隙。在此所述至少一条第一缝隙沿着所述轴线的方向来看布置在第一个圆上,所述叠片组的轴线穿过第一个圆的圆心来伸展。将所述至少一个第一绕组分段布置在所述至少一条第一缝隙中。在此将所述至少一个第一绕组分段如此布置在所述至少一条第一缝隙中,使得所述至少一个绕组分段的至少一个第一区域从所述叠片组中伸出来。随后通过将沿着所述轴线的方向起作用的第一力和切向于所述第一个圆起作用的第一力施加到所述第一区域上这种方式使所述第一区域朝切向于所述第一个圆的第一方向弯曲。

为了使所述第一区域弯曲,要将力施加到所述第一区域上,所述力作为力矢量在三维坐标系中——在所述三维坐标系中坐标轴平行于所述叠片组的轴线来伸展——表示的情况下基本上可以合成或者分解为仅仅沿着与所述叠片组的轴线平行的方向指向的力分量和与所述第一个圆相切的方向指向的力分量。换句话说,被施加到所述第一区域上的力一起基本上仅仅沿着与所述叠片组的轴线平行的方向并且沿着与所述第一个圆相切的方向起作用。

通过施加这两种前面所提到的优选同时起作用力,所述第一绕组分段的、用于形成绕组的绕组头部的第一区域在其整个长度的范围内弯曲。由此,所述第一区域在所述弯曲过程之后没有伸出的端部区段,所述端部区段在轴向上看导致更长的绕组头部。由此可以在总结构长度保持相同的情况下并且由此以更高的功率密度来制造具有相对较短的绕组头部并且由此具有相对较长的叠片组的绕组支架。

在此,所述绕组分段例如是发夹状的绕组插脚(Wicklungspin)的支臂或者棒形地成形的笔直的由金属或者金属合金、尤其是铜或者铜合金构成的金属丝,所述支臂或者所述金属丝为了形成所述绕组而被插入到了所提到的缝隙中。

如果所述绕组分段构造为发夹状的绕组插脚的支臂,那么就在事先交叉并且折弯的情况下将所述绕组插脚除了裸露的区域之外插入到相应的缝隙中。

而如果所述绕组分段构造为棒形的笔直的金属丝,则将其首先除了两个裸露的端部区域之外插入到相应的缝隙中,并且随后使其在所述两个端部区域上交叉。

按照一种优选的设计方案,借助于朝所述叠片组运动并且同时围绕所述叠片组的轴线转动的第一接触面使所述第一区域弯曲。在运动和转动的过程中,使所述第一接触面与所述第一区域或者与所述第一区域的裸露的端面物理接触,其中所述第一接触面向所述第一区域或者所述第一区域的裸露的端面施加沿着所述轴线的方向起作用的第一力和切向于第一个圆起作用的第一力。在此,沿着轴线的方向起作用的第一力优选是压力,并且切向于第一个圆起作用的第一力优选是所述第一接触面与所述第一区域的裸露的端面之间的摩擦力。

通过仅仅利用一个向所述第一区域仅仅施加压力和摩擦力的接触面来使所述第一区域弯曲这种方式,所述第一区域或者所述第一绕组分段在上面所提到的弯曲过程中经受比在另一种弯曲过程中相对小得多的机械应力,在所述另一种弯曲过程中所述第一区域被抓具元件抓住并且弯曲,所述抓具元件在弯曲过程中在至少两个彼此对置的侧面上抓住所述第一区域。

按照另一种优选的设计方案,此外规定,提供一种叠片组,该叠片组具有前面所提到的至少一条第一缝隙,还具有至少一条沿着所述轴线的方向延伸的、用于接纳至少一个用来制造所述绕组的第二绕组分段的第二缝隙。所述至少一条第二缝隙沿着所述轴线的方向来看布置在第二个圆上,所述叠片组的轴线穿过所述第二个圆的圆心来伸展。在所述至少一条第二缝隙中布置了所述至少一个第二绕组分段,其中所述至少一个第二绕组分段的第二区域从所述叠片组中伸出来。通过将沿着所述轴线的方向起作用的第二力和切向于所述第二个圆起作用的第二力施加到所述第二区域上这种方式,使所述第二区域朝基本上面向所述至少第一绕组分段的并且与所述第二个圆相切的第二方向弯曲。

通过施加这两种最后提到的力可以使所述第二绕组分段的、同样用于构成所述绕组的绕组头部的第二区域与所述第一绕组分段的第一区域相类似在其整个长度范围内弯曲。由此,所述第二区域在所述弯曲过程之后像在所述第一区域上一样没有伸出的端部区段,所述端部区段在轴向上看导致更长的绕组头部。由此,此外可以用相对较短的绕组头部并且由此用相对较长的叠片组在总结构长度保持相同的情况下并且由此以更高的功率密度来制造绕组支架。

按照另一种优选的设计方案,与所述第一区域相类似地借助于第二接触面使所述第二区域弯曲,所述第二接触面与所述第一接触面相类似地朝所述叠片组运动并且在此围绕所述叠片组的轴线转动。在所述运动和转动的过程中,所述第二接触面与所述第二区域或者与所述第二区域的裸露的端面物理接触,其中所述第二接触面向所述第二区域或者向所述第二区域的裸露的端面施加沿着所述轴线的方向起作用的第二力和切向于第二个圆起作用的第二力。

仅仅用所述第二接触面来使所述第二区域弯曲,这具有与在用所述第一接触面使所述第一区域弯曲时相同的优点。

按照另一种优选的设计方案,基本上同时使所述第一和第二区域弯曲。也就是说,不是在时间上先后地而是基本上在同一个时间间隔里使所述两个区域弯曲。在此优选相对于彼此以预先给定的时间间隔在时间上错开地使所述两个区域弯曲。也就是说,所述第一区域的弯曲过程和所述第二区域的弯曲过程不是一个接一个地进行,而是主要在同一个时间间隔里进行,其中,但是其中一个弯曲过程在另一个弯曲过程开始之后不久开始。优选首先使从所述轴线沿着径向看更加远离所述轴线的区域弯曲。

最后提到的优选的设计方案具有以下优点:所述绕组支架在弯曲过程中经受在总体上相对更小的外部的力作用,因为在切向上起作用的力朝彼此面对的方向在所述绕组支架上起作用并且由此在与所述绕组支架在总体上相关的情况下相互补偿。

按照另一种优选的设计方案,使已经弯曲的第一区域的裸露的第一端部区段与同样已经弯曲的第二区域的裸露的第二端部区段电连接。为此,优选使例如形式为导电的金属丝或者导电的汇流排的导电的连接元件定位在所述裸露的第一与第二端部区段之间,并且随后例如在钎焊或者熔焊过程中与所述第一和第二端部区段导电地连接并且物理连接。

按照本发明的另一个方面,提供一种用于制造电机的绕组支架、也就是定子或者转子的绕组的装置。

所述装置在此包括保持机构(Halteanordnung),该保持机构被构造用于抓住叠片组,以便这个叠片组既不能在轴向上也不能在径向上也不能在切向上相对于所述保持机构进行运动。所述叠片组具有一根轴线以及至少一条沿着所述轴线的方向延伸的、用于接纳至少一个用来制造所述绕组的第一绕组分段的第一缝隙。在此,所述至少一条第一缝隙沿着所述轴线的方向来看布置到第一个圆上,所述叠片组的轴线穿过所述第一个圆的圆心来伸展。在所述至少一条第一缝隙中布置了所述至少一个第一绕组分段,其中所述至少一个第一绕组分段的第一区域从所述叠片组中伸出来。

所述装置此外包括第一弯曲机构(Biegeanordnung),所述第一弯曲机构又包括第一驱动单元和第一接触面。在此,所述第一驱动单元被构造用于使所述第一接触面朝所述叠片组的方向运动并且同时围绕所述叠片组的轴线转动。所述第一接触面被构造用于:在通过所述第一驱动单元而进行运动和转动的过程中与所述第一区域或者与所述第一区域的端面物理接触并且使所述第一区域朝与所述第一个圆相切的第一方向弯曲。在此,所述第一接触面向所述第一区域施加朝所述叠片组的轴线的方向起作用的第一力和切向于所述第一个圆起作用的第一力并且就这样使所述第一区域朝与第一个圆相切的第一方向弯曲。

因而所述装置包括保持机构,该保持机构用于围绕叠片组的轴线抓住所述叠片组,使得所述叠片组不能转动。所述第一弯曲机构包括第一驱动单元,所述第一驱动单元用于使第一接触面朝所述叠片组的方向运动并且用于使所述第一接触面围绕所述轴线沿着第一旋转方向相对于所述叠片组转动。所述第一弯曲机构此外包括所述第一接触面,所述第一接触面用于通过施加沿着所述轴线的方向作用于所述第一区域的压力和切向于所述第一旋转方向作用于所述第一区域的摩擦力这种方式来使至少一个布置在所述叠片组中的第一绕组分段的第一区域弯曲。

按照所述装置的一种优选的设计方案,所述保持机构此外被构造用于抓住叠片组,所述叠片组除了所述至少一条第一缝隙之外还具有至少一条沿着所述轴线的方向延伸的、用于接纳至少一个用来制造所述绕组的第二绕组分段的第二缝隙,其中所述至少一条第二缝隙沿着所述轴线的方向来看布置在第二个圆上,所述叠片组的轴线穿过所述第二个圆的圆心来伸展。

在这种优选的设计方案中,所述装置此外包括第二弯曲机构,该第二弯曲机构具有第二驱动单元和第二接触面。所述第二驱动单元被构造用于使所述第二接触面朝所述叠片组的方向运动并且同时围绕所述叠片组的轴线转动。所述第二接触面被构造用于:在通过所述第二驱动单元来运动和转动的过程中与所述第二区域或者与所述第二区域的端面物理接触并且使所述第二区域朝基本上面向所述至少一个第一绕组分段的并且与所述第二个圆相切的第二方向弯曲。在此,所述第二接触面向所述第二区域施加朝所述叠片组的轴线的方向起作用的第二力和切向于所述第二个圆起作用的第二力并且就这样使所述第二区域朝与第二个圆相切的第二方向弯曲。

因此,所述装置此外包括第二弯曲机构,所述第二弯曲机构用于使至少一个布置在所述叠片组中的第二绕组分段的第二区域弯曲。所述第二弯曲机构包括第二驱动单元,所述第二驱动单元用于使第二接触面朝所述第二区域的方向运动并且用于使所述第二接触面围绕所述轴线沿着与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向转动。此外,所述第二弯曲机构包括所述第二接触面,所述第二接触面用于施加沿着所述轴线的方向作用于所述第二区域的压力和切向于所述第二旋转方向作用于所述第二区域的摩擦力。

按照另一种优选的设计方案,所述第一接触面具有粗糙的第一表面,该粗糙的第一表面用于将所述第一区域朝与第一个圆相切的方向挤压。类似地,所述第二接触面优选具有粗糙的第二表面,该粗糙的第二表面用于将所述第二区域朝基本上面向至少一个第一绕组分段的并且与所述第二个圆相切的方向挤压。优选所述第一和第二表面具有k≥0.0015mm、≥0.01mm或者≥0.05mm、尤其是≥0.1mm、优选是≥0.2mm的粗糙度。

按照另一种作为替代方案的设计方案,所述第一接触面具有一定数目的第一成形元件例如槽、筋条或者齿,所述第一成形元件沿着所述轴线的方向来看在径向上远离所述轴线而延伸。这些第一成形元件用于在所述第一区域的弯曲过程中将所述第一区域朝所述与第一个圆相切的方向挤压。类似地,所述第二接触面具有一定数目的第二成形元件、例如槽、筋条或者齿,所述第二成形元件沿着所述轴线的方向来看在径向上远离所述轴线而延伸。与所述第一成形元件相类似,所述第二成形元件用于将所述第二区域朝基本上面向所述至少一个第一绕组分段的并且与所述第二个圆相切的方向挤压。

前面所提到的粗糙的表面或者成形元件保证,也在相应的弯曲过程中使所述相应的绕组分段的区域朝所期望的弯曲方向弯曲。

按照本发明的另一个方面,提供电机的绕组支架、也就是转子或者定子,该绕组支架包括叠片组,该叠片组又具有一根轴线、至少一条第一缝隙和至少一条第二缝隙。在此,所述至少一条第一缝隙和所述至少一条第二缝隙从所述轴线看沿着径向彼此错开并且由此以不同的径向间距与所述轴线隔开地布置。由此所述至少一条缝隙相对于所述轴线同心地布置在第一个圆上,并且所述至少一条第二缝隙相对于所述轴线同心地布置在第二个圆上。此外,所述绕组支架包括至少一个第一绕组分段,所述第一绕组分段布置在所述至少一条第一缝隙中并且具有第一区域,该第一区域从所述叠片组中伸出来并且朝与所述第一个圆相切的第一方向弯曲。此外,所述绕组支架包括至少一个第二绕组分段,所述第二绕组分段布置在所述至少一条第二缝隙中并且具有第二区域,所述第二区域从所述叠片组中伸出来并且朝基本上面向所述至少一个第一绕组分段的并且与所述第二个圆相切的第二方向弯曲。

按照一种优选的设计方案,所述绕组支架包括例如形式为导电的金属丝或者导电的汇流排的导电的连接元件,所述导电的连接元件与所述第一区域的裸露的第一端部区段以及所述第二区域的裸露的第二端部区段导电地连接并且物理连接。由此所述导电的连接元件与所述第一和第二绕组分段形成所述电机的绕组支架的绕组。

按照本发明的另一个方面,提供一种具有至少一个前面所描述的绕组支架的电机,其中所述绕组支架构造为所述电机的定子或者转子。

上面所描述的方法的有利的设计方案,只要在其它方面能够套用到上面所提到的装置、前面所提到的绕组支架或者前面所提到的电机上,那也可以视为所述装置、绕组支架或者电机的有利的设计方案。

附图说明

下面参照附图对本发明的示范性的实施方式进行详细解释。其中:

图1A、1B和1C在相应的示意图中示出了定子的俯视图(图1A)和倾斜的侧视图(图1B)以及所述定子的区段的俯视图(图1C);

图2A和2B在相应的示意图中示出了用于制造在图1A到1C中示出的定子的装置的侧视图(图2A)以及所述装置的接触面的俯视图(图2B);

图3在示意性的流程图中示出了用于制造在图1A到1C中示出的定子的方法;

图4A到4C在相应的示意图中示出了作为在图3所示出的方法的每个方法步骤之后的中间产品的定子连同在图2A和2B中示出的装置;并且

图5在示意图中示出了用于与在图1A到1C中示出的定子进行比较的、用传统的方法来制造的定子。

具体实施方式

首先参照图1A、1B和1C,在这些附图中示意性地分别以俯视图(图1-A)并且以倾斜的侧视图(图1-B)示出了电机的定子ST并且以俯视图(图1-C)示出了所述定子的区段。

所述定子ST包括叠片组BP。在此所述叠片组BP构造为环绕轴线AS的空心圆筒状的结构并且具有一组槽NT。所述槽NT从所述轴线AS看作为径向的凹部均匀分布地布置在所述叠片组BP的、面向所述轴线AS的内壁上,并且沿着所述轴线AS的方向从所述叠片BP的第一端部延伸到所述叠片组BP的另一个与所述第一端部相对置的端部。

在此每条槽NT都分别具有一个第一区域和一个第二区域,这两个区域分别从所述叠片组BP的第一端部朝向其第二端部延伸地构造。从所述轴线AS看,相应的槽NT的第一和第二区域在径向上先后相随。由于窄小的和较长地延伸的形状,相应的槽NT的第一区域下面被称为第一缝隙SL1并且所述相应的槽NT的第二区域被称为第二缝隙SL2。

在此,所述第一缝隙SL1或者其重心沿着所述轴线AS的方向来看布置在具有第一圆心KM1的“虚拟的”第一个圆KS1上。类似地,所述第二缝隙SL2或者其重心沿着所述轴线AS的方向来看布置在具有第二个圆心KM2的“虚拟的”第二个圆KS2上。所述第一个KS1和第二个圆KS2在此形成两个相对于彼此并且相对于所述轴线AS同心的圆。由此所述圆心KM1、KM2沿着所述轴线AS的方向来看重叠并且与所述轴线AS重叠。

在所述相应的缝隙SL1和SL2中布置了由铜合金制成的绕组插脚WP-也被称为绕组杆,所述绕组插脚被预弯曲成发夹形或者U形并且各具有两条支臂。为了形成绕组,以被本领域技术人员所熟知的方式用撑开步骤使所述绕组插脚在所述叠片组BP的极距范围内交叉和折弯,从而可以根据所述叠片组BP的极距将每根单个的绕组插脚WP的两条相对于彼此折弯的支臂插入到所述相应的缝隙SL1、SL2中。因为每根单个的绕组插脚WP的两条支臂分别形成所述绕组WL的一个区段,所以下面将这些支臂相应地称为绕组分段。

下面借助于在图1c中示出的第一和第二绕组分段P1、P2来示范性地对如何制造所述定子ST的绕组WL的方式和方法进行描述。

在所述相应的槽NT的相应的第一缝隙SL1中,分别以插入的方式布置了所述相应的绕组插脚WP的第一绕组分段P1,其中在图1C中示范性地仅仅示出了一个绕组分段。类似地,在所述相应的槽NT的相应的第二缝隙SL2中,分别布置了相应的-如本领域技术人员所知道的那样-根据所述极矩错开地布置的绕组插脚WP的第二绕组分段P2,其中在图1C中示范性地仅仅示出了一个绕组分段。为了制造所述绕组WL,所述第一绕组分段P1和所述第二绕组分段P2必须电连接。为此,以下面有待描述的方式使所述两个绕组分段P1、P2相对于彼此弯曲并且彼此电连接。

所述第一和第二绕组分段P1和P2如其余的在附图中未示出的绕组分段那样借助于绝缘纸IS以被本领域技术人员所熟知的方式彼此电绝缘并且与所述叠片组BP电绝缘。

所述第一绕组分段P1具有第一区域B1,该第一区域如在图1C中所示出的那样从所述叠片组BP中伸出来。类似地,所述第二绕组分段P2具有第二区域B2,该第二区域同样从所述叠片组BP中伸出来。

所述第一绕组分段P1的第一区域B1朝与所述第一个圆KS1相切的方向TR1弯曲。类似地,所述第二绕组分段P2的第二区域B2朝与所述第二个圆KS2相切的方向TR2弯曲并且基本上朝所述第一区域B1的方向弯曲。

所述第一绕组分段P1的第一区域B1具有裸露的第一端部区段E1。类似地,所述第二绕组分段P1的第二区域B2具有裸露的第二端部区段E2。所述第一绕组分段P1的第一端部区段E1与所述第二绕组分段P2的第二端部区段E2电连接。为了在所述第一端部区段E1与第二端部区段E2之间形成电连接,设置了形式为销钉的导电的连接元件LE,该连接元件与所述裸露的第一端部区段E1和第二端部区段E2导电地连接并且物理连接。由此所述第一区域B1和第二区域B2和所述连接元件LE与其余的绕组分段的其它区域一起形成所述定子ST的绕组头部。

在所述第一与第二绕组插脚WP之间在相应的第一和第二端部区段E1、E2上并且借助于连接元件LE建立的这样的成对的电连接在所述叠片组BP的整个圆周范围内一直延续到一些用于形成绕组WL用的电流接头的端部区段上,直至形成完整的、穿过所述整个叠片组BP的绕组WL。

因为所述绕组分段P1、P2的没有被叠片组BP包围的第一和第二区域B1、B2连同相应的无伸出的凸起的端部区段E1、E2完全地并且沿着与所述第一个或第二个圆KS1和KS2相切的方向TR1和TR2弯曲,所以所述相应的端部区段E1、E2在所述区域B1、B2的弯曲角相同时具有相对较小的结构高度。由此,与传统的定子相比,可以在轴向长度保持相同的情况下用更长的叠片组并且由此用更高的能够调用的功率来制造所述定子ST。还要借助于图5来详细地对上面所描述的定子ST与传统地制造的定子之间的比较进行描述。

在借助于图1详细地对电机的定子ST进行描述之后,下面要借助于图2A和2B详细地对用于制造所述定子ST的绕组WL的装置V进行描述。在此,附图以示意性的侧视图(图2A)并且以示意性的仰视图(图2B)示出了所述装置V。

所述装置V包括保持机构HA、第一弯曲机构BA1和第二弯曲机构BA2。

所述保持机构HA优选构造为空心圆筒状并且具有在一定数目的在附图中未示出的夹持元件,借助于这些夹持元件所述保持机构HA围绕所述保持机构HA的轴线同心地抓住所述叠片组BP,其中所述保持机构HA的轴线同时也是所述叠片组BP的轴线AS。

所述第一弯曲机构BA1本身包括第一驱动单元AE1和具有第一接触面KF1的第一压力单元DE1。

所述第一驱动单元AE1包括合适的在附图中未示出的驱动装置,用该驱动装置所述第一驱动单元AE1使所述第一压力单元DE1连同所述第一接触面KF1朝所述保持机构HA的方向运动并且同时围绕所述轴线AS并且相对于所述保持机构HA转动。

所述第一压力单元DE1被构造用于:在通过所述第一驱动单元AE1而进行运动和转动的过程中用所述第一接触面KF1以下面要描述的方式使所述第一绕组分段P1的第一区域B1弯曲。

所述第一接触面KF1构造为相对于所述保持机构HA同心的圆环面(Ringkreisfläche)并且处于所述第一压力单元DE1的面向所述保持机构HA的一侧上。所述第一接触面KF1具有粗糙的线条结构(Linienstruktur)LS1,所述粗糙的线条结构反向于所述第一压力单元DE1的旋转方向DRI弯曲地形成并且从所述轴线AS在径向上延伸开来。在一种作为替代方案的实施方式中,所述第一接触面KF1可以具有非结构化的粗糙的表面。

类似地,所述第二弯曲结构BA2具有第二驱动单元AE2和带有第二接触面KF2的第二压力单元DE2。

所述第二驱动单元AE2像所述第一驱动单元AE1一样包括合适的在附图中未示出的驱动装置,用该驱动装置所述第二驱动单元AE2使所述第二压力单元DE2连同所述第二接触面KF2朝所述保持机构HA的方向运动并且同时围绕所述轴线AS并且相对于所述保持机构HA转动。在此,所述第二驱动单元AE2如此构成,使得该第二驱动单元使所述第二压力单元DE2沿着旋转方向DR2转动,所述旋转方向始终与所述第一压力单元DE1的通过所述第一驱动单元AE1引起的旋转方向DR1相反。

所述第二压力单元DE2被构造用于:在通过所述第二驱动单元AE2而进行运动和转动的过程中用所述二接触面KF2以下面要描述的方式使所述第二绕组分段P2的第二区域B2弯曲。

所述第二接触面KF2构造为相对于所述保持机构HA同心的圆面,并且处于所述第二压力单元DE2的面向所述保持机构HA的一侧上。与所述第一接触面KF1相类似,所述第二接触面KF2同样具有粗糙的线条结构LS2,所述粗糙的线条结构反向于所述第二压力单元DE2的旋转方向DR2弯曲地形成并且从所述轴线AS在径向上延伸开来。在一种作为替代方案的实施方式中,所述第二接触面KF2可以具有非结构化的粗糙的表面。

在详细地对用于制造定子ST的绕组WL的装置V进行描述之后,下面借助于图3和4A到4C详细地对用于制造所述绕组WL的方法进行描述。在此,图3以示意性的流程图示出了所述方法的流程,并且图4A到4C示出了所述装置V连同所述定子ST在相应的方法步骤之前、过程中或者之后的情况。

为了制造定子ST的绕组WL,按照第一方法步骤S100来提供叠片组BP。在此,所述叠片组BP由一定数目的由板片轨冲制而成的板片以被本领域技术人员所熟知的方式组成。在此,所述板片如此冲制而成,使得所组成的叠片组BP具有与所述定子ST的极距相对应的数目的、沿着所述叠片组BP的轴线AS的方向延伸的槽NT。在此,所述槽NT又可以相应地划分为第一缝隙SL1和第二缝隙SL2。这些第一和第二缝隙SL1、SL2相应地从所述叠片组BP的第一端部延伸到其第二端部,并且从所述轴线AS看沿着径向先后相随。

在这两条缝隙SL1和SL2中,按照其他方法步骤S200和S210插入所述相应的绕组插脚WP的第一和第二绕组分段P1和P2。在此,所述绕组插脚WP根据所述定子ST的极距以被本领域技术人员所熟知的方式用撑开步骤在所述叠片组BP的极距的范围内交叉并且折弯并且相应地以所述极距为幅度彼此错开地被插入。

在此,所述第一和第二绕组分段P1、P2借助于绝缘纸IS来相对于彼此并且相对于所述叠片组BP电绝缘,它们布置在所述相应的第一与第二绕组分段P1、P2与所述缝隙SL1、SL2的内壁之间。

为了易懂地描述所述方法,下面示范性地仅仅借助于一根绕组插脚WP的第一绕组分段P1和另一根根据所述定子ST的极距而错开的绕组插脚WP的第二绕组分段P2对所述方法进行详细描述,其中这个第一绕组分段P1和这个第二绕组分段P2为了形成所述绕组WL而必须彼此电连接。

所述第一绕组分段P1和第二绕组分段P2如此被插入在所述相应的第一和第二缝隙SL1、SL2中,使得相应地所述第一绕组分段P1的第一区域B1和所述第二绕组分段P2的第二区域B2从所述叠片组BP中伸出来。

为了形成所述绕组WL,首先按照下面的方法步骤S300和S310使所述第一和第二区域B1、B2相对于彼此弯曲。为此,所述叠片组BP连同所述绕组插脚WP在布置到所述装置V中的情况下由所述保持机构HA保持不可运动(bewegungsfest)的状态。

随后将所述第一弯曲机构BA1的第一驱动单元AE1和第一压力单元DE1放在所述叠片组BP上面并且使其与所述叠片组BP对齐,以便所述第一压力单元DE1相对于所述叠片组BP或者相对于所述轴线AS同心。

所述第一驱动单元AE1而后按照所述方法步骤S300将所述第一压力单元DE1朝所述叠片组BP并且由此朝所述第一绕组分段P1的方向SR推移并且在此沿着第一旋转方向DR1转动所述第一压力单元DE1。

在此,所述第一接触面KF1与所述第一绕组分段P1的第一区域B1的裸露的端部区段E1或者其裸露的端面相接触。通过所述第一接触面KF1的粗糙的表面与所述裸露的端部区段E1的端面之间的摩擦产生第一摩擦力KT1。这个第一摩擦力KT1沿着与所述第一个圆KS1相切的方向TR1作用于所述裸露的端部区段E1。通过所述第一接触面KF1的转动,所述第一摩擦力KT1由此沿着与所述第一个圆KS1相切的方向TR1拉动所述裸露的端部区段E1。

通过朝所述叠片组BP的方向推移所述第一压力单元DE1这种方式,所述第一压力单元向所述裸露的第一区域B1的端部区段E1施加沿着所述轴线AS的方向起作用的第一压力KA1并且由此沿着所述轴线AS的方向挤压所述端部区段E1。这种第一压力KA1和所述第一摩擦力KT1同时作用于所述端部区段E1,通过所述第一压力和所述第一摩擦力所述裸露的第一区域B1朝与所述第一个圆KS1相切的方向TR1弯曲。在此,如在图4A中所示出的那样,使所述第一区域B1一直弯曲到预先给定的所期望的第一弯曲角w1。

类似地,将所述第二弯曲机构BA2的第二驱动单元AE2和第二压力单元DE2放在所述叠片组BP上面并且使其与所述叠片组BP对齐,使得所述第二压力单元DE2与所述叠片组BP或者与所述轴线AS同心。

所述第二驱动单元AE2而后按照方法步骤S310将所述第二压力单元DE2朝所述叠片组BP并且由此朝所述第二绕组分段P2的方向SR推移,并且在此沿着与所述第一旋转方向DR1相反的第二旋转方向DR2转动所述第二压力单元DE2。

在此,所述第二接触面KF2与所述第二绕组分段P2的第二区域B1的裸露的端部区段E2或者其裸露的端面相接触。通过所述第二接触面KF2的粗糙的表面与所述裸露的端部区段E2的端面之间的摩擦产生第二摩擦力KT2。这种第二摩擦力KT2沿着与所述第二个圆KS2相切的方向TR2作用于所述裸露的端部区段E2。通过所述第二接触面KF2的转动,这种第二摩擦力KT2由此沿着与所述第二个圆KS1相切的方向TR2拉动所述第二区域B1的裸露的端部区段E2。

通过朝所述叠片组BP的方向推移所述第二压力单元DE2这种方式,该第二压力单元向所述裸露的第二区域B2的端部区段E2施加沿着所述轴线AS的方向起作用的第二压力KA2,并且由此沿着所述轴线AS的方向挤压所述端部区段E2。这种第二压力KA2和所述第二摩擦力KT2同时作用于所述裸露的第二区域B2的端部区段E2,通过所述第二压力和所述第二摩擦力所述裸露的第二区域B2朝与所述第二个圆KS2相切的方向TR2弯曲。在此,如在图4B中所示出的那样,所述第二区域B2与所述第一区域B1相类似地一直弯曲到预先给定的所期望的第二弯曲角w2。

在第一个圆KS1上相对于所述轴线AS同心地并且在所述叠片组BP的整个圆周范围内均匀分布地布置的第一绕组分段的其余的在附图中未示出的第一区域与所述第一绕组分段P1的前面示范性地描述的第一区域B1相类似地全部以所述第一区域B1一直弯曲到所述第一弯曲角w1。类似地,在第二个圆KS2上相对于所述轴线AS同心地并且在所述叠片组BP的整个圆周范围内均匀分布地布置的第二绕组分段的其余的在附图中同样未示出的第二区域与所述第二绕组分段P2的前面示范性地描述的第二区域B2相类似地全部以所述第二区域B2一直弯曲到所述第一弯曲角w1。

按照所述方法步骤S300和S310的弯曲过程在此并行地基本上同时进行。优选地,所述第一绕组分段P1的第一区域B1的弯曲过程按照所述方法步骤S300在时间上在所述第二绕组分段P1的第二区域B2的弯曲过程之前不久按照方法步骤S310来进行,使得所述第二绕组分段P2的部分弯曲的裸露的端部区段E2没有挡住所述第一绕组分段P1的裸露的端部区段E1并且阻碍所述第一绕组分段P1的第一区域B1的进一步的弯曲过程。

如此选择所述两个弯曲角w1和w2,使得两根根据所述极距彼此隔开地布置的绕组插脚WP的裸露的端部区段E1、E2在相应的弯曲过程之后从所述轴线AS沿着径向的方向来看先后相随,使得这两个端部区段E1和E2在接下来的方法步骤S400中为了形成所述绕组WL可以彼此电连接。

所述绕组分段P1、P2的弯曲的裸露的区域B1、B2的端部区段E1、E2按照所述方法步骤S400根据所述定子ST的极距彼此进行了电连接。为此,按照方法子步骤S410,将以棒的形式构成的导电的连接元件LE定位在所述第一或者第二绕组分段P1、P2的裸露的第一和第二区域B1、B2的端部区段E1、E2之间 。随后在接下来的钎焊过程S420中将所述连接元件LE与所述两个端部区段E1、E2钎焊在一起,使得所述两个端部区段E1、E2连同所述连接元件LE就像在图4C中示出的那样构成所述绕组WL的一部分。

所选择的与外部的供电机构进行电接触的绕组插脚WP中的一些绕组插脚的端部区段在此不与其它的端部区段进行电连接。

在对用于制造定子ST的方法进行详细描述之后,下面借助于图5来描述,根据上面所描述的方法制造的定子相对于用传统的方法制造的定子提供了哪些优点。

在图5的左半侧上绘示了用传统的方法制造的定子STx。该定子STx具有绕组分段Px,所述绕组分段则具有弯曲的裸露的区域Bx,其中所述裸露的区域具有端部区段Ex,所述端部区段在所述裸露的区域Bx弯曲时被未在附图中未示出的保持元件抓住并且沿着所述定子STx的叠片组BPx的圆周方向被拉动。所述裸露的区域Bx的、在弯曲过程中被所述保持元件抓住的端部区段Ex没有一同被弯曲并且由此在所述弯曲过程之后作为伸出的凸起沿着所述定子STx的轴线ASx的方向耸起,并且就这样形成一个沿着所述定子ST的轴线ASx的方向延伸的、具有1x3的高度的区段。所述绕组分段Px的裸露的区域Bx的弯曲的区段具有1x2的高度。

在将所述定子STx用在用于驱动车辆的电机中时,由于车内的有限的结构空间对于所述定子STx来说有受限的轴向的结构高度L可供使用。对于传统地制造的定子STx来说,所述绕组分段Px的裸露的区域Bx的伸出的端部区段Ex像前面所描述的那样具有1x3的结构高度,并且所述区域Bx的弯曲的区段具有1x2的结构高度。由此,对所述定子STx的叠片组BPx来说,仅剩下所述定子STx的整个结构高度L的1x1的剩余结构高度。这个1x1的剩余结构高度确定了具有定子STx的电机在运行中可以有效地产生的功率。

在图5的右半侧上绘示出了根据上面借助于图3所描述的方法来制造的定子ST。因为这个定子ST不像前面所描述的传统地制造的定子STx那样包含伸出的端部区段,所以对于所述定子ST的叠片组BP来说,扣除所述绕组分段P1、P2的弯曲的区域B1、B2的结构高度12之后剩下所述定子ST的整个结构高度L的剩余高度l1。所述定子ST的叠片组BP的这个剩余结构高度l1大于所述定子STx的叠片组BPx的剩余结构高度lx1。由此,具有根据按本发明的方法来制造的定子ST的电机可以产生比具有根据传统的方法来制造的定子STx的电机大的有效功率。

所述绕组分段P1、P2的裸露的区域B1、B2根据上面借助于图3所描述的方法仅仅通过施加相应在切向上起作用的摩擦力KT1、KT2以及在轴向上起作用的压力KA1、KA2来弯曲,由此在弯曲过程中作用于所述绕组分段P1、P2上的力比在根据传统的方法进行弯曲过程时小。这降低了所述绕组插脚WP在弯曲过程中折断的危险。

可以取代发夹状的绕组插脚将棒形的笔直的、由铜合金制成的金属丝用作绕组分段。在这种情况下,将所述绕组分段首先除了相应的对置的端部上的相应两个裸露的端部区域之外插入到所述叠片组的相应的缝隙中并且随后使其在相应的两个端部区域上交叉。

在此使相应的以同一个同心的第一列布置的绕组分段的两个端部区域中的相应一个第一端部区域——该第一端部区域与所述叠片组在相同的一侧上——以一种弯曲角来弯曲,并且使其与以同心的第二列根据绕距来隔开地布置的绕组分段的、同样以一种弯曲角度被弯曲的端部区域电连接。

以结合图2所描述的方式以不同的弯曲角使相应的绕组分段的、处于所述叠片组的对置的一侧上的第二端部区域弯曲并且使其相应地与相对应的绕组分段或者外部的供电机构电连接。

结合图1所描述的装置V和结合图2所描述的方法涉及一种具有由绕组分段构成的两层的布置结构的绕组,对于该绕组来说所述绕组分段分布在两个彼此同心的圆或者列中地布置。这种装置V或者这种方法也可以用于制造具有由绕组分段构成的三层或者多层、尤其是四层的布置结构的绕组。为此,仅仅需要在所述装置或者所述方法中进行相应的对本领域技术人员来说能够容易地实施的简单的改动,例如通过额外的具有类似地构成的接触面的弯曲机构,所述接触面仅仅需要相对于所存在的弯曲机构同心地构成或者布置。

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