WO2023274932A1 - Insulating mask for a stator, stator, electric machine and method for producing a stator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an insulating mask for a stator according to the species of the independent claim.
- the invention also relates to a stator and an electrical machine with such an insulating mask and a manufacturing method for a stator with such an insulating mask.
- the present invention describes an insulating mask for a stator, having a plurality of individual masks which are designed for use on stator segments of the stator.
- the plurality of individual masks is arranged around an imaginary center point of the stator, in particular in a largely circular manner.
- a largely circular arrangement is to be understood in particular as an arrangement which deviates from a circular arrangement by less than 20%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5%.
- such an insulating mask can have the advantage that in this way all the stator segments can be arranged around an imaginary stator center by means of at least one insulating mask at a predetermined distance from one another—the first distance or second distance. In this way, it is possible to wind the stator segments without an additional tool for positioning or arranging—as is customary in the prior art.
- An individual mask should be understood to mean an insulating mask for a stator segment, which is provided at least for the electrical insulation of at least one axial end face of the stator segment from at least one coil winding.
- a stator segment typically has a stator tooth in each case.
- An individual mask should advantageously be understood to mean a preferably one-piece component, in particular a component having an insulator.
- the individual masks are typically components which are predominantly, preferably largely completely, made of plastic. Those are advantageous Individual masks designed to be placed or pushed onto a stator segment, in particular onto one of the axial end faces of the stator segment.
- the number of individual masks in an insulating mask advantageously corresponds to the number of stator teeth or stator segments.
- Two individual masks are preferably provided for each stator segment, which are placed in opposite axial directions from above and below on the stator segment or on the stator tooth, or in other words from above and below on the two axial end faces of the stator segment or stator tooth be put on.
- an insulating mask it is also conceivable for an insulating mask to be arranged on a stator only on one axial end face, preferably on the end face facing the electronics
- the individual masks are connected to one another by at least one connecting element to form an insulating mask.
- the fact that the individual masks are connected to one another by means of a connecting element is to be understood in particular to mean that the individual masks are connected to one another at least in the first state of the connecting element.
- the number of connecting elements corresponds to the number of individual masks or to a multiple of the number of individual masks, so that, for example, two adjacent individual masks are connected with one or two connecting elements which only connect precisely these two individual masks.
- a connecting element to connect more than two individual masks to one another, for example it is conceivable for a fork-shaped connecting element to have three extensions which are connected to three individual masks.
- a connecting element connects all the individual masks of the insulating mask with one another, for example it is possible for the connecting element to run around the imaginary center point of the stator, in a somewhat circular manner, and to be arranged inside or outside of the individual masks and each of the individual masks on a radially inner or is contacted or connected radially outer point.
- Adjacent individual masks are advantageously formed in one piece with the connecting elements connecting them.
- one-piece is to be connected, in particular, in a materially bonded manner, such as by a welding process and/or a gluing process etc. and particularly advantageously molded, such as by being produced from a single cast and/or by being produced in a one-component or multi-component injection molding process.
- the insulating mask prefferably be formed in several pieces or from a plurality of sections, in particular for the individual masks and the connecting elements to be formed as sections. It is also conceivable that a number of individual masks are formed in one piece with one or two connecting elements. For example, it is conceivable that two individual masks are connected with a connecting piece in a positive or non-positive manner.
- connecting elements have a first state in which two adjacent individual masks have a predetermined tangential first distance from one another and can be converted into a second state has the advantage that the insulating mask can serve as a holding element over several process steps during production, further simplifying the process.
- the first distance is large, so that the stator teeth can easily be wound, in particular for needle winding.
- the second distance it is possible for the second distance to be reduced to such an extent that the stator segments directly abut or contact one another, so that they assume their final position in the stator and can be fixed in this position relative to one another in a further process step
- the connecting element is designed in such a way that the distance between the individual masks can be changed in that the connecting element is designed to be movable and/or deformable, in particular plastically or elastically deformable.
- the connecting element can be designed as a flap mechanism or as an elastic spring element.
- Such connecting elements can preferably switch between the first state and the second state several times.
- the connecting element is designed in such a way that the distance between the individual masks can be changed by the connecting element is severed and / or removed, for example by a cutting tool or a punching tool.
- An advantageous embodiment is when the connecting element connects two adjacent individual masks to each other at the tangential first distance and has a separation point, so that the second state can be produced with any tangential second distance by separating the two individual masks at the separation point.
- This makes it possible to provide a rigid connecting element which ensures the first distance in a particularly reliable manner, for example for winding the coils.
- the point of separation enables a particularly simple and therefore reliable separation of the two individual masks.
- the separation point can in particular be designed as a predetermined breaking point, for example by a notch or constriction on the connecting element. It is also conceivable that the predetermined breaking point or separation point is formed by a narrowing on or along the connecting element.
- the individual masks each have a yoke section arranged radially on the outside, which is designed to cover a yoke area of the stator segment, and that one connecting element is connected to tangential sides of the respective yoke sections that are directed toward one another on two adjacent individual masks.
- a tangential side is to be understood as meaning the side which is arranged adjacent to the tangential intermediate area between two adjacent individual masks. This enables a compact construction of the insulating mask, which is easy to handle in the manufacturing process.
- the yoke section is advantageously formed in one piece with the individual mask. It is conceivable that the individual mask has a tooth section arranged radially on the inside, which is designed to cover the stator tooth or a stator tooth end face. The tooth section is advantageously formed in one piece with the individual mask.
- the insulating mask is further improved if the at least one connecting element is arranged largely completely outside of an imaginary first radius and largely completely within an imaginary second radius, with the first radius defining the smallest distance between the yoke sections and the imaginary stator center and the second radius defining the largest Defined distance of the yoke sections to the imaginary center of the stator.
- the at least one connecting element can be separated particularly easily and reliably during manufacture of the stator, particularly in the case of a pre-cut stator, when separating the stator segments, for example when separating the stator segments using wedges.
- separation points or predetermined breaking points of the at least one connecting element or connecting elements can be arranged outside of the imaginary first radius and inside of the imaginary second radius.
- an element is arranged largely completely outside or inside an area should be understood in particular to mean that the element is at least 80%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95% of its volume, its mass or its surface outside or inside from the area is located.
- the at least one connecting element has at least one protruding section which is arranged outside the second radius or inside the first radius.
- the connecting element is separated when it is placed in a tool carrier for the stator or the stator segments.
- a separation point or predetermined breaking point is advantageously arranged on the protruding section.
- the connecting element is arranged largely completely outside the second radius or within the first radius, for example the connecting element can be connected on each side of the individual masks that runs along the second radius or first radius.
- An insulating mask in which the at least one connecting element is connected to the yoke sections radially on the outside enables a particularly good winding process. Because the at least one connecting element or the connecting elements is or are connected on the outside, a winding nozzle, for example, can be guided much more easily in an area between two individual masks. In particular, the connecting element can be arranged largely completely outside the second radius in this way.
- a further advantage of the at least one connecting element or the connecting elements being connected to the yoke sections radially on the outside is that a separation point or predetermined breaking point of the connecting element can be arranged directly on the yoke section. This enables the connecting element to be completely separated from the individual masks.
- connecting element is connected to the yoke sections radially on the outside should be understood in particular to mean that the connecting element is connected to the individual mask on an outside of the individual mask, which is arranged on the second radius or runs along the second radius.
- a variant that can be produced particularly cheaply is when the at least one connecting element is designed as a gating element, preferably having a gating frame and/or a gating spider.
- the insulating mask is advantageously designed entirely as an injection molded part.
- the insulating mask particularly advantageously has exactly one connecting element which connects all the individual masks to one another. This has the additional advantage that an optimal injection molding process can be guaranteed. Better quality can be guaranteed in the individual masks because the connecting element, which is separated off during the manufacturing process of the stator, serves as a sprue element.
- an optimal injection position can be selected, for example from a mold flow simulation.
- an optimal position at which the connecting element is connected to the respective individual masks can be selected so that the individual masks have an optimized structure, for example wall thickness changes due to unfavorably positioned connecting elements can be avoided in this way.
- this makes it possible to provide a high-quality, robust and therefore reliable insulating mask.
- the at least one connecting element is designed as a film hinge, with two adjacent individual masks having a tangential end distance when the film hinge is in a first, folded-up state, and two adjacent individual masks having a tangential winding distance in a second, opened-up state of the film hinge. which is greater than the end distance.
- the stator segments inserted into the insulating mask can be brought into the winding spacing for winding by opening the film hinge and then brought together again by folding them shut.
- the step of severing the at least one connecting element or connecting elements is no longer necessary, which simplifies the manufacturing process.
- the insulating mask has a contacting element for electrical contacting on at least one individual mask, in particular a pocket for an insulation displacement connection.
- This has the advantage that only as many contacting elements as are necessary can be arranged on the insulating mask.
- the seven pockets for insulation displacement connections (IDC) of a 12/10 pre-cut stator with delta 2-fold parallel connection can be distributed arbitrarily over the twelve individual masks, so that five of the individual masks do not have an IDC pocket.
- IDC insulation displacement connections
- contacting elements other than pockets for SKV are also conceivable, for example hot-stacking hooks, which open upwards to accommodate the connecting wires, or two pins, which allow the connecting wires to be clamped so that a connecting board can be contacted,
- the insulating mask is further improved if the individual masks have a tooth section which is designed to cover a stator tooth of the stator segment extending out of the yoke region, with grooves running around the tooth section around an imaginary radial axis of tooth extension being formed, which are provided for laying a winding wire .
- the grooves can be arranged on the axial end faces of the tooth section. This enables a more reliable winding process.
- the tooth sections each have one or two areas extending in the axial direction, which insulate for at least partial covering and electrical insulation of the stator teeth along the axial direction or intended axis of rotation.
- the axially extending areas of the tooth cuts are designed to at least partially cover the stator teeth in the spaces between the stator teeth or in the stator slots and to insulate them electrically from the winding wire.
- the tooth section only essentially covers the axial end face of the stator teeth and the stator teeth are insulated in the stator slots, for example with insulating paper.
- areas of the tooth sections extending in the axial direction have at least partially a smooth surface without grooves, which are used to guide separating wedges, in particular for the Production of pre-cut stators are provided.
- This enables a more reliable separation of pre-cut stators, since the grooves cannot be damaged by separating wedges or the separating wedges cannot be misguided.
- the axially extending areas of the tooth sections have two or more smooth surfaces, each of which is separated by at least one axially extending groove for the winding wire.
- a method for manufacturing a stator from a plurality of separate stator segments, which have a yoke area from which a stator tooth extends radially inwards characterized by the following steps:
- an insulating mask in particular an insulating mask according to the present invention, having a plurality of individual masks which are arranged around an imaginary center point of the stator, preferably arranged in a largely circular manner and individual masks which are adjacent to one another are connected to one another with at least one connecting element,
- stator segments in a single mask
- stator segments with the stator teeth aligned radially towards the stator center, and with a tangential winding distance between adjacent yoke areas
- the method offers the advantage that the process chain for a segmented stator does not differ from the process chain for manufacturing a full-cut stator, apart from cutting into individual teeth in the case of pre-cut stators. This means that existing and tried-and-tested production systems can continue to be used.
- stator segments in one process step are wound with an uninterrupted, fully wound winding wire like a full-cut stator by means of needle winding can be.
- the connecting wires between the single-tooth coils can advantageously be pressed radially inwards simultaneously with the radial compression of the stator segments in the same tool, so that an additional assembly step for the final positioning of the connecting wires is advantageously eliminated.
- Exactly one individual mask is advantageously assigned to each stator segment or each stator tooth. It is conceivable that the stator segments that have already been separated are arranged in the insulating mask or in the individual masks. It is also conceivable that the stator segments which are still connected or at least partially connected to one another in a basic stator body are arranged in the insulating mask or in the individual masks. These are separated before the winding, preferably in one step together with the separation of the individual masks or when the connecting element is transferred into the second state.
- stator segments in an individual mask should be understood to mean that either individual or isolated stator segments are already arranged in the insulating mask or contiguous individual masks, but it should also be understood that the stator segments are arranged in an interconnected arrangement in the insulating mask are, for example, as a stator base body, in particular pre-cut stator base body, which are separated at a later process step, for example before winding.
- stator segments When the stator segments are radially compressed in variants with a connecting element designed as a film hinge, the film hinges are folded together so that the individual masks that are adjacent to one another have the tangential end distance from one another.
- the stator it is possible for the stator to be produced with one or two insulating masks. In the case of methods with two insulating masks, these can be arranged on the stator segments or on the stator base body in directly consecutive (partial) process steps. Alternatively, the stator segments or the stator base body can first be arranged in the first insulating mask, then further process steps can be carried out, for example the isolation of a pre-cut stator base body, and then the second insulating mask can be arranged.
- a manufacturing process is particularly advantageous in which a stator base body that is closed all the way around and is produced using pre-cut technology and has the stator segments, which is arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in an individual mask, and when the stator base body is separated to individual stator segments, in particular by means of separating wedges, the insulating mask is separated by separating the at least one connecting element into individual individual masks, which are each arranged on the stator segments, and that the individual stator teeth are then wound.
- the separation of the stator base body into individual stator segments is carried out with the same process step as the separation of the insulating mask into individual masks, in particular with the same tool.
- the separating wedges have a correspondingly arranged cutting element, which separates the connecting elements when the separating wedge is inserted between the stator segments.
- stator segments are made up of individual layers of laminations.
- individual stator segments are punched out of a circumferentially closed layer of laminations using pre-cut technology, so that the adjacent stator segments of each lamina layer remain connected to one another by means of a predetermined breaking point.
- the stator segments of each laminated layer are first only partially punched through, and then pushed back into their original axial position in a further step, so that the individual stator segments remain connected to one another only through small plastic deformations.
- several layers of lamellae are put together axially to form a basic stator body, in particular by means of stamped stacking.
- the basic stator body is separated into individual stator segments, in particular by separating wedges.
- the stator base body can be inserted into the insulating mask before it is separated, so that the insulating mask is also separated during separation, so that the individual stator segments are provided with the individual masks.
- these stator segments can be fixed with a segment carrier for winding, and after they have been wound, they can be reassembled radially to form the stator, exactly in the way in which the stator segments were previously connected to one another via the predetermined breaking points.
- a production method is advantageous in which a circumferentially closed stator base body produced using pre-cut technology and having the stator segments, which are connected to one another with connecting elements, is arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in an individual mask and then the stator base body is separated into individual stator segments, in particular by means of separating wedges. The individual stator teeth are then wound and the insulating mask is separated into individual masks by separating the connecting elements.
- the connecting elements are preferably separated in a sub-process step during winding, in particular in the winding machine, or directly after winding.
- a manufacturing method is also advantageous in which individual or isolated stator segments are arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in an individual mask, the stator teeth are then wound and the individual masks are then separated by separating the at least one connecting element.
- This has the advantage that the insulating mask fixes the stator segments when winding.
- the insulating mask functions as a segment carrier.
- a winding distance between the individual masks and thus the stator segments is preferably produced via the at least one connecting element or the connecting elements.
- the stator segments can be compressed radially in the individual masks. This variant is conceivable for conventional stator segments or pre-cut stator segments, with the pre-cut stator base body being isolated before the stator segments are arranged in the insulating mask.
- the pre-cut stator segments can be radially compressed in the individual masks so that the stator segments are joined together exactly as they were previously connected to one another via the predetermined breaking points.
- the at least one, preferably a plurality of connecting elements is designed as film hinges.
- two adjacent individual masks have a tangential end distance when the film hinge is in a first folded state.
- two adjacent individual masks In a second, opened state of the film hinge, two adjacent individual masks have a tangential winding distance that is greater than the final distance.
- the stator segments are each arranged in individual masks and the stator teeth in the insulating mask are wound with the film hinge or film hinges in the second, unfolded state and after the winding the film hinge or film hinges are folded back into the first state.
- This variant also has the advantage that the insulating mask fixes the stator segments during winding and, in particular, acts as a segment carrier.
- the use of the film hinge or film hinges as connecting elements has the advantage that no cutting or separating tools are required in the manufacturing process.
- a particularly advantageous production method is when a circumferentially closed stator base body produced using pre-cut technology and having the stator segments, which are connected to one another with predetermined breaking points, is arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in a single mask.
- the film hinges are in the first, folded state.
- the film hinges are Insulating mask at least partially opened, and the film hinges then, if necessary, fully opened to the winding of the stator teeth in the second state. After winding, the film hinges can be folded into the first, folded state, so that the pre-cut stator segments are radially compressed in the individual masks, so that the stator segments are joined together exactly as they were previously connected to one another via the predetermined breaking points.
- stator segments are mechanically connected to one another after being radially compressed by means of gluing or welding—in particular laser welding—or clamping—and in particular are inserted axially into a stator housing.
- the stator segments are firmly fixed to one another.
- Two adjacent stator segments are advantageously connected to one another on the outer circumference, for example by means of laser welding.
- the stator segments can also be connected to one another by a form fit, for example by means of a connecting lug on one stator segment with a corresponding recess on the adjacent stator segment, which are correspondingly clamped together. Because the stator segments are inserted into a stator housing, the stator segments are permanently held in an exact position relative to one another.
- the stator segments can advantageously be pressed into a stator housing. This can be done, for example, by means of thermal shrink presses.
- a stator manufactured with an insulating mask according to the present invention and/or with a method according to the present invention is also advantageous.
- Such a stator enables better copper fill factors and smaller overall lengths - and thus a higher power density - than full-section stators, but can be produced almost as easily as a full-section stator.
- a stator in which the outer circumference of the yoke areas has sections in the shape of a circular arc and/or is formed with a flat surface, and in particular the stator segments are composed of individual, axially stacked laminations, has the advantage that in this way the outer diameter of the stator base body can be reduced.
- flattened areas and approximately circular areas can also alternate in the circumferential direction in order to ensure the exact assembly of the stator segments in a stator base body produced using pre-cut technology.
- the stator has exactly six or nine or twelve or eighteen stator segments or stator teeth, with all individual tooth coils of the stator segments being connected to one another via a single wound winding wire.
- a stator with a high power density can be made available in a small installation space.
- radially exactly two opposing stator segments are wound directly one after the other, so that the winding wire between the opposing stator segments extends approximately over half the outer circumference of the stator base body.
- the stator is advantageously used for an electrical machine in which the rotor has integrated permanent magnets.
- These permanent magnets can be arranged, for example, like spokes (longitudinal direction of the magnets in the radial direction) or tangentially (longitudinal direction in the circumferential direction).
- the stator of the electric motor can, for example, be glued inexpensively into a housing part.
- the stator can preferably be electronically commutated by means of an electronics unit.
- the present invention is particularly advantageous for motor topologies of permanent magnet synchronous motors with small stator diameters, in particular less than 35 mm, in particular for example 3/2, 6/4, 9/6, 12/8, 12/10, 12/14, 15/ 10, 18/12, 18/14, 18/16 of the 18/20 topologies.
- FIG. 1 shows an electrical machine with a stator with an insulating mask according to the invention
- FIGS. 2 and 3 detailed views of the insulating mask
- FIGS. 10 to 14 a variant of the insulating mask in different stages of the manufacturing process
- FIGS. 15 to 18 another variant of the insulating mask in different stages of the manufacturing process
- FIG. 19 detailed views of an individual mask
- FIGS. 20 to 23 different embodiments of contacting elements.
- FIG. 1 shows an insulating mask 10 according to the present invention in an electrical machine 12 in an exploded view.
- the insulating mask 10 is arranged on a stator 14 .
- the electrical machine 12 has a stator housing 16 for accommodating the stator 14 .
- the electrical machine 10 is designed as an internal rotor machine, in which a rotor (not shown) is arranged inside the external stator 14 .
- the electrical machine 10 has an electronics box 18 .
- Electronics box 18 has electronics, in particular power electronics, which are provided for controlling stator coils of stator 14 .
- the insulating mask 10 is arranged, for example, on the electronics side, ie on the end face of the stator 14 facing the electronics box 18 .
- Pockets 22 for the insulation displacement connections (SKV pockets) are formed as contacting elements 21 on the insulating mask 10, into which the winding wire is inserted.
- the corresponding SKV elements 20 can be inserted into these SKV pockets 22, by means of which the electrical windings of the stator 14 are contacted.
- the insulating mask 10 has, for example, four contacting elements 21, see Figure 2.
- the electrical machine 12 is designed as an EC machine with a 6/4 motor topology, which is why the stator 14 has six stator teeth 24 which are each arranged on a stator segment 26 .
- the rotor not shown, has four poles.
- FIG. 2 shows a detailed view of the insulating mask 10 of the exemplary embodiment illustrated in FIG.
- the insulating mask 10 has, for example, six individual masks 28 which are connected to one another with connecting elements 30 .
- FIG. 3 shows the insulating mask 10 in an axial plan view and mounted on the stator 14.
- the connecting elements 30 are in a first state and hold the individual masks 28 at a first tangential distance 36.
- the first tangential distance 36 is, for example, from a tangential extension 38 of the individual mask 28 or of the yoke section.
- the stator 14 has a plurality of stator segments 26 , for example six, which each have a stator tooth 24 .
- the stator segments 26 form a stator base body 34.
- the outer diameter of the stator base body is for example less than 35 mm.
- the stator segments 26 are T-shaped, for example, and have a yoke area radially on the outside, from which the stator tooth 24 with a toothed shaft extends radially inward. Tooth bases are formed at the radially inner end of the tooth shafts, which then form the magnetic poles for the rotor mounted radially inside the stator 14 .
- the individual masks 28 are arranged on the stator segments 26 in FIG.
- the individual masks 28 have a yoke section 40 radially on the outside, which largely covers the axial end face of the yoke area of the stator segment 26 .
- an element largely covers an area is to be understood in particular to mean that the element covers the area by at least 80%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95%.
- a tooth section 42 extends radially inward from the yoke section 40 and largely covers the axial end face of the stator tooth 24 .
- the tooth section 42 also has two areas each, which extend along an axial direction on both sides of the stator tooth 24, see Figure 2.
- the individual masks 28 are, for example, T-shaped, matching the geometry of the end face of the stator segments 26 , see Figure 3.
- the yoke sections 40 define an imaginary first radius 44 around the imaginary stator center 32 , the first radius 44 defining the smallest distance between the yoke sections 40 and the stator center 32 . Furthermore, the yoke sections 40 also define an imaginary second radius 46 around the imaginary stator center 32 , the second radius 46 defining the greatest distance between the yoke sections 40 and the stator center 32 .
- the connecting elements 30 are largely outside of the second radius 46.
- the connecting elements 30 are U-shaped or designed in the manner of a loop.
- Connection element 30 is an example arranged largely completely outside of the second radius 46 and thus represents a protruding section 48 of the connecting element 30.
- the connecting elements 30 each make contact with two individual masks 28 on the radially outer edge of the yoke sections 40.
- the connecting elements 30 each contact, for example, directly on two adjacent individual masks 28 mutually directed tangential sides of the respective yoke sections 40.
- the connecting element 30 shown in Figure 3 initially extends radially outwards and then has a semicircular course over the first tangential distance 36 in the direction of the adjacent individual mask 28 and then extends counter to the radial direction onto the yoke section 40 of the adjacent individual mask 28 and connects to it.
- the loop-like connecting elements 30 shown in FIGS. 2 and 3 with a section 48 projecting radially outwards can be easily cut off or punched off or detached.
- the insulating mask 10 shown in Figures 2 and 3 is particularly suitable for a method for manufacturing a stator 14, in which the insulating mask 10 in a sub-process step when winding the stator teeth 24 in a needle winding machine or needle winding system or directly after winding to be separated.
- the method for manufacturing the stator 14 could be as follows: inserting the pre-cut stator body 34 in the split state into a cutting tool and separating the pre-cut stator segments 26, for example by double wedges per winding space between the stator teeth 24.
- the next step is the first lower insulating mask 10 or the one opposite the electronics side is placed in the needle winding tool without contacting elements 21 and then the separate stator segments 26 are inserted into this lower insulating mask 10 .
- stator segments 26 the second, upper electronics-side insulating mask 10 with contacting elements 21 is placed on the stator segments 26 .
- stator teeth 24 are wound with needle windings and the individual masks 28 are separated by, for example, the connecting elements 30 being severed or severed using a cutting or stamping tool.
- This wound segments can now be assembled and fixed in a stator assembly system to form the stator.
- FIG 4 shows a variant of the embodiment of the insulating mask 10 shown in Figures 2 and 3.
- the insulating mask 10 shown in Figure 4 has essentially the same properties and features as the insulating mask from Figure 3, the main difference being the shape of the connecting element 30.
- the connecting element 30 is arranged largely completely outside of the second radius 46 and thus represents a protruding section 48 of the connecting element 30.
- the connecting elements 30 each make contact with two individual masks 28 on the radially outer edge of the yoke sections 40.
- the connecting elements 30 each make contact directly on von two adjacent individual masks 28 mutually tangential sides of the respective yoke sections 40.
- the connecting element 30 shown in FIG. 4 scurved course, which merges into a straight section, which extends essentially in the tangential direction. This is followed by a course of the connecting element 30 in the shape of a quarter circle, which leads into a section which then extends counter to the radial direction towards the yoke section 40 of the adjacent individual mask 28 and contacts or connects with it.
- the connecting elements 30 shown in FIG. 4 have a comparable extent in the radial direction to the connecting elements in FIG. 3, but have a significantly greater tangential extent.
- a greater tangential distance 36 of the individual masks 28 from one another can thus also be provided.
- the tangential distance 36 in the variant shown in Figure 4 is 70% of the tangential extension 38 of the individual mask 28 or of the yoke section 40.
- the loop-like or bow-like connecting elements 30 shown in Figure 4 with a radially outwardly projecting section 48 can be easily cut off or punched off or separated.
- the larger tangential distance 36 compared to the variant in FIG. 3 enables simpler needle winding since the winding tool or the winding nozzle has more tangential space between the stator teeth 24 available.
- the first tangential distance 36 produced by the connecting elements 30 is advantageously chosen such that it corresponds to the necessary distance in the needle winding process.
- the first tangential distance 36 is advantageously large enough that the needle winding nozzle can pass through the tangential gap between the stator teeth 24 and wind around the stator tooth 24 with the maximum number of turns and even then there is still enough space for the nozzle to pass between the wound teeth .
- FIG. 5 shows the insulating mask 10 from FIG. 4 mounted on the stator segments 26 and with the connecting elements 30 already separated or removed .
- the connecting elements 30 are thus in a second state, in which the individual masks 26 have a tangential second distance 52 from one another, which differs from the tangential first distance 36 in the first state.
- the stator segments 26 with the individual masks 28 are arranged directly next to one another, the tangential second distance 52 is 22% of the tangential extent 38 of the individual mask 28 or of the yoke section 40.
- Figures 6 shows another variant of the insulating mask 10 from Figure 3.
- the insulating mask 10 shown in Figure 6 has essentially the same properties and features as the insulating mask from Figure 3, the main difference being the shape and type of the connecting element 30.
- the insulating mask 10 is manufactured using an injection molding process and the sprue or injection frame forms a connecting element 30 which connects all the individual masks 28 to one another.
- the connecting element 30 or the injection frame is designed, for example, as a radially outer injection frame.
- the connecting element 30a has a base frame 30a which runs around the imaginary stator center point 32 and is arranged outside the second radius 46 .
- the base frame 30a has a hexagonal design, with each of the six sides of the base frame being assigned to one of the six individual masks 28 .
- the base frame 30a is in the form of an n-gon.
- other geometries are also conceivable, for example a circular or largely circular base frame 30a.
- the sides of the base frame 30a run along the longitudinal direction or circumferential direction of the respectively assigned individual mask 28 or the assigned yoke section 40.
- the connecting element 30 has webs 30b. Two webs 30b extend radially inwards from each side of the base frame 30a, for example. In the first state, both webs 30b are connected to the individual mask 28 assigned to them. The webs 30b contact the individual mask 28 assigned to them at the radially outer edge of the yoke sections 40. The entire connecting element 30 is thus arranged largely completely outside of the second radius 46 and thus represents a completely protruding section 48 of the connecting element 30.
- the webs 30b have constrictions 54 at the point of contact with the individual mask 28, at which the webs 30b are constricted or taper to a point on the individual mask 28.
- the webs 30b have a round cross section.
- the constrictions 28 are designed, for example, as truncated cones, which are connected to an individual mask 28 at their tip.
- the webs 30b can have predetermined breaking points 56 at the connection points to the base frame 30a. The webs 30b can thus be easily broken out in the manufacturing process, so that the second state of the connecting element 30, in which the individual masks are freely movable, can be easily produced.
- FIG. 6 shows an insulating mask 10 in which two individual masks 28 each have a web 30b cut out. Can be clearly seen at the point of detached web 30b, the respective severed predetermined breaking point 56 on the base frame 30a and a separation point 50 on the individual mask 28.
- FIG. 7 shows an alternative variant of the insulating mask 10 from FIG. 6.
- the connecting element 30 is produced using an injection molding process, with the sprue forming a connecting element 30 which connects all the individual masks 28 to one another.
- the embodiment in FIG. 7 differs from the embodiment in FIG. 6 in that the connecting element 30 is not designed as a radially outer injection frame, but as a radially inner injection spider.
- the connecting element 30 has a basic axis 30c, which runs along an imaginary axis of symmetry or axis of rotation of the insulating mask 10. In other words, the basic axis 30c runs in the axial direction through the imaginary stator center 32.
- each web 30b extends radially outwards from the basic axis 30c at the stator center point 32 .
- a web 30b is assigned to each individual mask 28, for example.
- the webs 30b are each connected to the individual mask 28 assigned to them.
- the webs 30b make contact with the individual mask 28 assigned to them at the radially inner edge of the tooth cuts 42 of the insulating masks.
- the entire connecting element 30 is thus arranged largely completely within the first radius 44 and thus represents a completely protruding section 48 of the connecting element 30.
- connecting elements 30 shown in FIGS. 6 and 7 as a casting element from an injection molding process with a section 48 projecting radially outwards or inwards can be easily cut off or punched off or separated.
- FIGS. 8 and 9 show an alternative embodiment of insulating mask 10 according to the invention.
- Such an insulating mask 10 is for a stator 14 with twelve Stator segments 26 or provided with twelve stator teeth 24.
- a stator is suitable for a machine with a 12/8, 12/10 or 12/14 topology, ie in particular with a rotor which has eight, ten or 14 poles.
- FIG. 8 shows an axial top view of a section of the insulating mask 10 with four visible individual masks 28.
- the connecting elements 30 each have a taper or constriction 54 in the axial plan view.
- the upper connecting element 30 arranged closer to the axial end face has a tapering or constriction 54 .
- a free space behind the respective connecting element 30 is advantageously provided at least in one axial direction, particularly advantageously in both axial directions, so that a complete breakdown or sectioning is possible.
- the individual masks 28 are T-shaped in the axial plan view.
- the individual masks 28 have a yoke section 40 radially on the outside and a tooth section 42 extending radially inward.
- the yoke sections 40 define the imaginary first radius 44 and the imaginary second radius 46 around the imaginary stator center point 32, which is not shown in Figures 8 and 9.
- the two connecting elements 30 are arranged inside the second radius 46 and outside the first radius 44 .
- the connecting members 30 are between the mutually facing tangential sides of the respective yoke portions 40 of two mutually adjacent individual masks 28 are arranged.
- the connecting elements 30 extend in the tangential direction or in the circumferential direction.
- the connecting elements 30 contact or connect, for example, directly on the mutually directed tangential sides of the respective yoke sections 40 of the two adjacent individual masks 28.
- the connecting elements 30 form bridges between the individual masks 28, in the exemplary embodiment shown advantageously two bridges each.
- the advantage of such a double or multiple number of connecting elements 30 between two adjacent individual masks 28 is the increase in stability and torsional rigidity of the entire insulating mask 10.
- the tangential first distance 36 in the variant shown in Figure 9 is 16% of the tangential extension 38 of the individual mask 28 or of the yoke section 40.
- the second state of the connecting elements 30 can be produced by separating or cutting up the connecting elements 30 .
- the embodiment of the insulation mask 10 shown in FIGS. 8 and 9 is particularly well suited for use with a pre-cut stator base body 34.
- the connecting elements 30 can also be separated into individual stator segments 34 when the pre-cut stator base body 34 is separated, so that stator segments 34 insulated on one or both sides are present and can be wound on.
- the method for producing the stator 14 with the insulating mask 10 according to FIGS. 8 and 9 could be as follows: inserting the first lower insulating mask 10 or the opposite side of the electronics side into a separating tool, inserting the pre-cut stator base body 34 in the separated state .
- the second, upper electronic-side insulating mask 10 with contacting elements 21 is placed on the unseparated pre-cut stator base body or its connected stator segments 26 .
- the pre-cut Stator segments 26 isolated, for example by inserting double wedges per winding space between the stator teeth 24, the individual masks 28 being separated by separating the connecting elements 30, for example by a stamping die or a cutting die.
- the individual masks 28 are preferably separated in the same process step as the separating of the pre-cut stator segments 26 or in a sub-process step of separating the pre-cut stator segments 26.
- the separated and insulated stator segments 26 are then inserted into the needle winding tool and stator teeth 24 are also wound , preferably in the through-winding process depending on the desired interconnection principle or winding scheme.
- These wound stator segments 26 ⁇ can now be assembled and fixed in a stator assembly plant to form the stator.
- FIG. 10 shows a variant of the insulating mask 10 from FIGS. 8 and 9.
- This variant is characterized in that two individual masks 28 that are adjacent to one another are connected to one another with precisely one connecting element 30 .
- the connecting element 30 is arranged between the first radius 44 and the second radius 46, for example directly at the second radius 46.
- the connecting element 30 extends in the tangential direction or in the circumferential direction.
- the connecting element 30 makes contact or connects, for example, directly on the mutually directed tangential sides of the respective yoke sections 40 of the two adjacent individual masks 28. In this way, the connecting element 30 forms a bridge between the individual masks 28.
- the connecting element is designed in the form of a strip, it has an axial extension 58 in the axial direction.
- this axial extension 58 is about 40% of the first tangential distance 36 of the individual masks 28.
- the first tangential distance 36 of the individual masks 28 corresponds in particular to a tangential extension of the connecting element 30 or an extension of the connecting element 30 in the circumferential direction.
- the advantage of a connecting element 30 with a sufficient extension 58 in the axial direction is that in this way the stability and torsional rigidity of the entire insulating mask 10 can be increased.
- the insulating mask 10 has twelve individual masks 28, which are provided for use with twelve stator segments 26 and twelve stator teeth 24, respectively.
- the insulating mask 10 on the electronics side is shown.
- the insulating mask 10 has, in particular, seven contacting elements 21 which are arranged on the respective yoke sections 40 of seven individual masks 28 .
- the contacting elements 21 are designed as insulation displacement connection (IDC) pockets.
- IDC pockets are special SKV pockets 22, which ensure a gas-tight connection between enameled wire and an insulation displacement terminal and thus a particularly reliable electrical connection.
- the insulating mask 10 shown in FIG. 10 can advantageously be produced using an injection molding process, in which the insulating mask 10 is sprayed on from the inside.
- FIGS. 11 to 13 show the insulating mask 10 from FIG. 10 together with the stator base body 34 in different phases of the method.
- stator base body 34 is already present in the form of individual or isolated stator segments 26, on which the electronics-side insulating mask 10a is arranged on one axial end face and the electronics-facing insulating mask 10b on the other axial end face.
- the electronics-side insulating mask 10a corresponds to the insulating mask 10 shown in FIG.
- the insulating mask 10b facing away from the electronics is constructed largely like the insulating mask 10a on the electronics side, but without the contacting elements 21.
- Both insulating masks 10a, 10b have individual masks 28a, 28b, which are each connected to connecting elements 30a, 30b.
- two adjacent stator segments 26 are connected in total with two connecting elements 30, one on the electronics side Connecting element 30a from the electronics-side insulating mask 10a and to a connecting element 30b facing away from the electronics from the insulating mask 10b facing away from the electronics.
- the connecting elements 30 are in a first state in which the insulating masks 10 and thus the stator segments 26 are at a first tangential distance 36 from one another. In this state, the insulating masks 10 and stator segments 26 are present in the winding tool, for example.
- the first clearance 36 allows the stator teeth 24 to be wound by needle winding.
- the tangential first distance 36 is a tangential winding distance 60.
- FIG. 12 shows the stator segments 26 after the winding and severing of the connecting elements 30.
- the winding wire is not shown to illustrate the distances.
- the connecting elements 30 were punched out in the winding tool, for example. After the connecting elements 39 have been severed, they are in a second state in which the distance between the individual masks can be changed.
- the wound stator segments 26 with the individual masks 28 are still in the tangential first state 36 to one another, but this can now be changed.
- FIG. 13 shows the wound stator segments 26 after the step of radially compressing the stator segments 26.
- the winding wire is not shown in FIG. 13 either.
- the stator segments 26 are close together, the tangential second distance 52 is largely zero.
- the tangential second distance 52 is in particular an end distance 62.
- the stator segments 26 could be mechanically connected or fixed.
- FIG. 14 shows the stator segments 26 with the two insulating masks 10 from the variant in FIG. 11 in a state after the winding and before the connection elements 30 have been separated single tooth winding.
- the winding wire 63 has a wire diameter of about 1 mm.
- the wire routing shown in FIG. 14 corresponds, for example, to a delta 2-fold parallel connection.
- the windings of the different stator teeth 24 are connected to a connecting wire 64 which extends at least in sections in the tangential direction or circumferential direction. After winding, the stator segments 26 are compressed radially until a final condition with a final spacing 62 as shown in FIG. 13, for example, is reached.
- the winding tool has, for example, bending fingers 65 which are arranged radially on the outside between the stator segments 26 .
- the bending fingers 65 move radially inward towards the imaginary stator center 32 and thereby bend the connecting wires 64 radially inward. In this way, the connecting wires 64 do not protrude to the outside.
- FIG. 15 shows a further embodiment of the insulating mask 10 according to the invention.
- This is structurally very similar to the insulating mask 10 from FIGS. 10 to 14 and also has twelve individual masks 28 by way of example.
- the essential difference is that the connecting elements 30 between the individual masks are designed as film hinges 66 .
- the film hinges 66 are in the folded first state, in which the individual masks 28 are at the tangential first distance 36 from one another.
- the tangential first distance 36 here corresponds to the final distance 62.
- FIG. 15 shows a variation of the insulating mask 10 from FIG. 15, which by way of example has only six individual masks 28 for a stator 14 with six stator segments 26, but has largely the same film hinges 66 as connecting elements 30.
- FIG. 16 shows the stator segments 26 after winding.
- the Film hinges 66 are opened in the second state with a tangential second distance 52, which corresponds to the winding distance 60 and is greater than the closed first distance 36.
- the windings of the various stator teeth 24 are connected to connecting wires 64, which in the opened second state of the film hinges 66 is stretched and the tangential distance between the stator segments 26 is bridged.
- FIG. 17 shows the wound stator segments 26 of the embodiment from FIG. 16 after the stator segments 36 have been radially compressed.
- the tangential first distance 36 corresponds to the final distance 66 at which the stator segments 26 can be mechanically connected.
- the film hinges 66 remain in the finished, wound stator 14.
- the film hinge 66 as a connecting element 30 enables a waste-free process chain for the production of the stator 14.
- Figure 18 is a detailed view of Figure 17 and shows a film hinge 66.
- the connecting wires 64 in figure 17 bent radially inwards. This can be done, for example, with the help of bending fingers 65 of the winding tool, as shown in FIG. 14 by way of example.
- Figure 19 shows detailed views of two variants of individual masks 28.
- FIG. 19A shows an individual mask 28 in which the tooth section 42 has grooves 70 running around an imaginary radial axis 68 of tooth extension.
- the grooves 70 are provided for guiding or laying the winding wire 63 .
- the grooves 70 are continuous around the tooth portion 42.
- FIGS. 19B and C show a variant of individual masks 28 in different perspectives, in which grooves 70 are formed on tooth section 42, which are interrupted by smooth surfaces 72 without grooves 70.
- Two smooth surfaces 72 are arranged on each of the two areas of a tooth section 42 extending in the axial direction.
- An axially extending portion of a tooth portion 42 is the portion of the tooth section, which in the assembled stator 14 will be arranged in or on a stator slot, i.e. in a tangential gap between two adjacent stator teeth 24.
- the two smooth surfaces 72 on an axially extending region of a tooth section 42 are separated by two grooves 70 Cut. It is also conceivable that the two smooth surfaces 72 are separated from one another by a groove 70 .
- One or more grooves 70 between the smooth surfaces 72 have the advantage that they stiffen the individual mask 28 .
- the other grooves 70 which are formed on the axial end face of the tooth section 42, i.e. the area of the tooth section 42 which is intended to cover the axial end face of the stator tooth 24, end at the transition area to the areas of a tooth section 42 extending in the axial direction.
- the wedges for separating them in particular double wedges, can be applied to these smooth surfaces 72 .
- FIG. 20 shows an alternative embodiment of the insulating mask 10 in which the contacting elements 21 are in the form of pins 74 for receiving hot-stacking hooks 76 .
- Figures 20A and B show two views of the contacting elements 21.
- Two pins 74 extending in the axial direction are formed on the yoke section 40 of the individual mask 28, on which a winding wire 63 or laying wire is tensioned, which is used for contacting with a hot-stacking hook 76 a wiring board is provided.
- the wiring board has a hot-stacking hook 76 which is open downwards or in the direction of the contacting element 21 and is provided for gripping the winding wire 63 tensioned between the pins 74 .
- the hot-stacking hook 76 must be pressed or bent around the winding wire 63 between the two pins 74 during assembly to establish the contact.
- FIGS. 21A and B show two views of an alternative variant of an insulating mask, in which the contacting elements 21 are designed as hot-stacking forks 78.
- the contacting elements 21 are designed as hot-stacking forks 78.
- Exemplary are the hot-stacking forks 78 up and in Axial direction away from the stator 14.
- the connecting wires can be inserted into the hot-stacking forks 78 for contacting.
- Figure 22 shows a detailed view of contacting elements 21 of an insulating mask 10.
- the insulating mask 10 shown is largely designed like the variant shown in Figure 2, the main difference lies in the design of the contacting elements 21.
- the insulating mask 10 is already on the Stator elements 26 and the stator body 34 are arranged, the stator teeth 24 are wound and the stator elements 26 are compressed radially, the connecting elements 30 are severed.
- the winding wire 63 is hidden for a better view of the contacting elements 21.
- FIG. In Figure 22B the connecting wires 64 are shown.
- the contacting elements 21 are designed as SKV pockets 22 .
- the SKV pockets 22 have a slot extending in the axial direction, through which a connecting wire 64 is passed radially in each case.
- the SKV pockets 22 have guide grooves 80 which are provided for guiding connecting wires 64 in the circumferential direction or tangential direction.
- the guide grooves 80 are arranged on the radially outer edge of the SKV pockets or on the second radius 46.
- the guide grooves 80 extend in the circumferential direction or in the tangential direction.
- the connecting wires 64 can be stretched between two windings of two different stator teeth 24 .
- a clean routing of connecting wires 64 is possible in this way, so that the connecting wires do not protrude radially outwards from the stator 14 .
- FIG. 23 shows a view of the SKV pockets 22 of the variant shown in FIG. 22 from a different angle.
- FIG. 23A shows the connecting wires 64, in FIG. 23B the connecting wires 64 are hidden for the sake of clarity.
- a crash barrier 82 can also be clearly seen in FIG. 23A, which extends from the yoke section 40 of an individual mask 28 in the axial direction.
- the crash barrier 82 has a similar geometry to the SKV pockets 22 but does not have a pocket for receiving an SKV clamp.
- the crash barrier 82 has guide grooves 80 and is provided for guiding connecting wires 64 .
- Crash barriers 82 with guide grooves 80 can also be clearly seen in the variant shown in FIG.
- the advantage of the insulating mask 10 according to the invention is that it can have fewer contacting elements 21 than individual masks 28 .
- the individual masks 28 without a contacting element 21 advantageously have a crash barrier 82 with guide grooves 80 .
- the variants shown in Figures 2 and 4 each have, for example, six individual masks 21 and four SKV pockets 21 and two crash barriers 82.
- the variant shown in Figure 10 has, for example, twelve individual masks 21 and seven SKV pockets 21 and five crash barriers 82.
Landscapes
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Abstract
Description
Beschreibung description
Titel title
Isoliermaske für einen Stator, Stator, elektrische Maschine und Herstellungsverfahren für einen Stator Insulating mask for a stator, stator, electric machine and manufacturing method for a stator
Die Erfindung betrifft eine Isoliermaske für einen Stator nach Gattung des unabhängigen Anspruchs. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Stator und eine elektrische Maschine mit einer solchen Isoliermaske sowie ein Herstellungsverfahren für einen Stator mit einer solchen Isoliermaske. The invention relates to an insulating mask for a stator according to the species of the independent claim. The invention also relates to a stator and an electrical machine with such an insulating mask and a manufacturing method for a stator with such an insulating mask.
Stand der Technik State of the art
Die zunehmende Elektrifizierung vor allem in mobilen Anwendungen führt zu einem Bedarf von elektrischen Maschinen mit erhöhter Leistungsdichte. Solche Maschinen nutzen meist segmentierte Statoren, da auf diese Weise gegenüber Vollschnitt- Statoren kleinere Baulängen und höhere Kupferfüllfaktoren möglich sind. Segmentierte Statoren haben den Nachteil, dass ihre Fertigung signifikant aufwändiger und damit fehleranfälliger ist, da wesentlich mehr Einzelteile zusammengeführt und zusammengebaut werden. Beispielsweise müssen gemäß dem Stand der Technik für jedes Segment des Stators jeweils zwei Isoliermasken bereitgestellt werden, während ein Vollschnitt- Stator in der Regel nur insgesamt zwei Isoliermasken benötigt, jeweils einen für jede der beiden axialen Stirnseiten. The increasing electrification, especially in mobile applications, leads to a need for electrical machines with increased power density. Such machines usually use segmented stators, as this allows shorter overall lengths and higher copper fill factors compared to full-section stators. Segmented stators have the disadvantage that their production is significantly more complex and therefore more error-prone, since significantly more individual parts are brought together and assembled. For example, according to the prior art, two insulating masks must be provided for each segment of the stator, while a full-section stator generally only requires a total of two insulating masks, one for each of the two axial end faces.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of Invention
Vorteile advantages
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Isoliermaske für einen Stator, aufweisend eine Mehrzahl von Einzelmasken, welche für die Verwendung auf Statorsegmenten des Stators ausgebildet sind. Die Mehrzahl von Einzelmasken ist um einen gedachten Statormittelpunkt angeordnet, insbesondere weitgehend kreisförmig. Erfindungsgemäß sind jeweils zueinander benachbarte Einzelmasken mit wenigstens einem Verbindungselement miteinander verbunden, wobei das Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass in einem ersten Zustand des Verbindungselements die jeweils beiden Einzelmasken einen vorgegebenen tangentialen ersten Abstand zueinander aufweisen und dass in einem zweiten Zustand des Verbindungselements der Abstand zwischen den beiden Einzelmasken veränderbar ist auf einen tangentialen zweiten Abstand welcher größer oder kleiner ist als der erste Abstand. The present invention describes an insulating mask for a stator, having a plurality of individual masks which are designed for use on stator segments of the stator. The plurality of individual masks is arranged around an imaginary center point of the stator, in particular in a largely circular manner. According to the invention, mutually adjacent individual masks with at least one Connecting element connected to one another, the connecting element being designed in such a way that in a first state of the connecting element the two individual masks in each case have a predetermined tangential first distance from one another and that in a second state of the connecting element the distance between the two individual masks can be changed to a tangential second distance which is greater or less than the first distance.
Das hat den Vorteil, dass mit einer solchen Isoliermaske die Fertigung des Stators vereinfacht werden kann. Dadurch, dass die jeweils einem Statorsegment zugeordnete Einzelmasken mittels der Verbindungselemente zu einer einzelnen Isoliermaske miteinander verbunden sind, kann auf für einen segmentierten Stator für jeweils eine Stirnseite nur eine einzelne Isoliermaske verwendet werden. This has the advantage that the manufacture of the stator can be simplified with such an insulating mask. Due to the fact that the individual masks assigned to a stator segment are connected to one another by means of the connecting elements to form a single insulating mask, only a single insulating mask can be used for a segmented stator for each end face.
Dabei soll unter einer weitgehend kreisförmigen Anordnung insbesondere eine solche Anordnung verstanden werden, welche um weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10%, besonders bevorzugt weniger als 5% von einer kreisförmigen Anordnung abweicht. A largely circular arrangement is to be understood in particular as an arrangement which deviates from a circular arrangement by less than 20%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5%.
Weiterhin kann eine solche Isoliermaske den Vorteil aufweisen, dass auf diese Weise alle Statorsegmente mittels wenigstens einer Isoliermaske in einem zueinander vorgebbaren Abstand - dem ersten Abstand oder zweiten Abstand - um einem gedachten Statormittelpunkt anordenbar sind. Auf diese Weise ist es möglich, die Statorsegmente ohne zusätzliches Werkzeug zum Positionieren bzw. Anordnen - wie es im Stand der Technik üblich ist - zu bewickeln. Furthermore, such an insulating mask can have the advantage that in this way all the stator segments can be arranged around an imaginary stator center by means of at least one insulating mask at a predetermined distance from one another—the first distance or second distance. In this way, it is possible to wind the stator segments without an additional tool for positioning or arranging—as is customary in the prior art.
Dabei soll unter einer Einzelmaske eine Isoliermaske für ein Statorsegment verstanden werden verstanden werden, welche zumindest für die elektrische Isolierung von wenigstens einer axialen Stirnseite des Statorsegments gegenüber wenigstens einer Spulenwicklung vorgesehen ist. Typischerweise weist ein Statorsegment jeweils einen Statorzahn auf. Vorteilhaft soll unter einer Einzelmaske ein bevorzugt einstückiges Bauteil verstanden werden, insbesondere ein Bauteil aufweisend einen Isolator. Typischerweise sind die Einzelmasken Bauteile, welche überwiegend, bevorzugt weitgehend vollständig aus Kunststoff ausgebildet sind. Vorteilhaft sind die Einzelmasken dazu ausgebildet, auf ein Statorsegment aufgesetzt bzw. aufgeschoben zu werden, insbesondere auf eine der axialen Stirnseiten des Statorsegments. An individual mask should be understood to mean an insulating mask for a stator segment, which is provided at least for the electrical insulation of at least one axial end face of the stator segment from at least one coil winding. A stator segment typically has a stator tooth in each case. An individual mask should advantageously be understood to mean a preferably one-piece component, in particular a component having an insulator. The individual masks are typically components which are predominantly, preferably largely completely, made of plastic. Those are advantageous Individual masks designed to be placed or pushed onto a stator segment, in particular onto one of the axial end faces of the stator segment.
Vorteilhaft entspricht die Zahl der Einzelmasken einer Isoliermaske der Anzahl der Statorzähne bzw. der Statorsegmente. Bevorzugt sind für jedes Statorsegment jeweils zwei Einzelmasken vorgesehen, die in entgegengesetzter Axialrichtung von oben und unten auf das Statorsegment bzw. auf den Statorzahn aufgesetzt werden, bzw. in anderen Worten jeweils von oben und unten auf die beiden axialen Stirnseiten des Statorsegments bzw. des Statorzahns aufgesetzt werden. Es ist aber auch denkbar, dass auf einem Stator nur auf einer axialen Stirnseite eine Isoliermaske angeordnet wird, bevorzugt auf der der Elektronik zugewandten Stirnseite The number of individual masks in an insulating mask advantageously corresponds to the number of stator teeth or stator segments. Two individual masks are preferably provided for each stator segment, which are placed in opposite axial directions from above and below on the stator segment or on the stator tooth, or in other words from above and below on the two axial end faces of the stator segment or stator tooth be put on. However, it is also conceivable for an insulating mask to be arranged on a stator only on one axial end face, preferably on the end face facing the electronics
Die Einzelmasken sind durch wenigstens ein Verbindungselement zu einer Isoliermaske miteinander verbunden. Darunter, dass die Einzelmasken mittels eines Verbindungselement miteinander verbunden sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die Einzelmasken zumindest in dem ersten Zustand des Verbindungselements miteinander verbunden sind. Es ist denkbar, dass die Anzahl der Verbindungselemente der Anzahl der Einzelmasken oder einem Vielfachen der Anzahl der Einzelmasken entspricht, so dass beispielsweise zwei benachbarte Einzelmasken mit einem oder zwei Verbindungselementen verbunden sind, welche jeweils nur genau diese beiden Einzelmasken verbinden. Es ist aber auch denkbar, dass ein Verbindungselement mehr als zwei Einzelmasken miteinander verbindet, beispielsweise ist es denkbar, dass ein gabelförmiges Verbindungselement drei Ausläufer hat, welche mit drei Einzelmasken verbunden sind. Es ist insbesondere denkbar, dass ein Verbindungselement alle Einzelmasken der Isoliermaske miteinander verbindet, beispielsweise ist es möglich, dass das Verbindungselement um den gedachten Statormittelpunkt verläuft, etwas kreisförmig, und innerhalb oder außerhalb von den Einzelmasken angeordnet ist und jede der Einzelmasken an einem radial inneren oder radial äußeren Punkt kontaktiert bzw. verbunden ist. The individual masks are connected to one another by at least one connecting element to form an insulating mask. The fact that the individual masks are connected to one another by means of a connecting element is to be understood in particular to mean that the individual masks are connected to one another at least in the first state of the connecting element. It is conceivable that the number of connecting elements corresponds to the number of individual masks or to a multiple of the number of individual masks, so that, for example, two adjacent individual masks are connected with one or two connecting elements which only connect precisely these two individual masks. However, it is also conceivable for a connecting element to connect more than two individual masks to one another, for example it is conceivable for a fork-shaped connecting element to have three extensions which are connected to three individual masks. In particular, it is conceivable that a connecting element connects all the individual masks of the insulating mask with one another, for example it is possible for the connecting element to run around the imaginary center point of the stator, in a somewhat circular manner, and to be arranged inside or outside of the individual masks and each of the individual masks on a radially inner or is contacted or connected radially outer point.
Vorteilhaft sind benachbarte Einzelmasken mit dem sie verbindenden Verbindungselemente einstückig ausgebildet. Unter einstückig soll in diesem Zusammenhang insbesondere stoffschlüssig verbunden, wie beispielsweise durch einen Schweißprozess und/oder einen Klebeprozess usw. und besonders vorteilhaft angeformt verstanden werden, wie durch die Herstellung aus einem Guss und/oder durch die Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren. Adjacent individual masks are advantageously formed in one piece with the connecting elements connecting them. In this context, one-piece is to be connected, in particular, in a materially bonded manner, such as by a welding process and/or a gluing process etc. and particularly advantageously molded, such as by being produced from a single cast and/or by being produced in a one-component or multi-component injection molding process.
Es ist auch möglich, dass die Isoliermaske mehrstückig bzw. aus mehreren Teilstücken ausgebildet ist, insbesondere jeweils die Einzelmasken und die Verbindungselemente als Teilstücke ausgebildet sind. Es ist auch denkbar, dass jeweils eine Anzahl an Einzelmasken einstückig mit einem oder zwei Verbindungselementen ausgebildet sind. Beispielsweise ist es denkbar, dass je zwei Einzelmasken mit einem Verbindungsstück formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden ist. It is also possible for the insulating mask to be formed in several pieces or from a plurality of sections, in particular for the individual masks and the connecting elements to be formed as sections. It is also conceivable that a number of individual masks are formed in one piece with one or two connecting elements. For example, it is conceivable that two individual masks are connected with a connecting piece in a positive or non-positive manner.
Dadurch, dass die Verbindungselemente einen ersten Zustand aufweisen, in welchem jeweils zwei benachbarte Einzelmasken einen vorgegebenen tangentialen ersten Abstand zueinander haben, und in einen zweiten Zustand überführbar sind, hat den Vorteil, dass die Isoliermaske über mehrere Prozessschritte bei der Herstellung als Halteelement dienen kann, wodurch der Prozess weiter vereinfacht wird. The fact that the connecting elements have a first state in which two adjacent individual masks have a predetermined tangential first distance from one another and can be converted into a second state has the advantage that the insulating mask can serve as a holding element over several process steps during production, further simplifying the process.
Beispielsweise ist es denkbar, dass in einem ersten Zustand der erste Abstand groß ist, so dass die Statorzähne einfach bewickelbar sind, insbesondere zum Nadelwickeln. Im zweiten Zustand ist es möglich, dass der zweite Abstand so weit verkleinert ist, dass die Statorsegmente unmittelbar aneinander anliegen oder sich kontaktieren, so dass diese ihre finale Position im Stator annehmen und mit einem weiteren Prozessschritt in dieser Position zueinander fixierbar sind For example, it is conceivable that in a first state the first distance is large, so that the stator teeth can easily be wound, in particular for needle winding. In the second state, it is possible for the second distance to be reduced to such an extent that the stator segments directly abut or contact one another, so that they assume their final position in the stator and can be fixed in this position relative to one another in a further process step
Es ist grundsätzlich denkbar, dass das Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass der Abstand zwischen den Einzelmasken veränderbar ist, indem das Verbindungselement beweglich und/oder verformbar, insbesondere plastisch oder elastisch verformbar, ausgebildet ist. Beispielsweise kann das Verbindungselement als ein Klappenmechanismus oder als ein elastisches Federelement ausgebildet sein. Derartige Verbindungselement können bevorzugt mehrfach zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand wechseln. In principle, it is conceivable that the connecting element is designed in such a way that the distance between the individual masks can be changed in that the connecting element is designed to be movable and/or deformable, in particular plastically or elastically deformable. For example, the connecting element can be designed as a flap mechanism or as an elastic spring element. Such connecting elements can preferably switch between the first state and the second state several times.
Es ist auch denkbar, dass das Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass der Abstand zwischen den Einzelmasken veränderbar ist, indem das Verbindungselement durchtrennt und/oder entfernt wird, beispielsweise durch ein Scheidwerkzeug oder ein Stanzwerkzeug. In diesem Fall liegt ein erster Zustand mit einem definierten ersten tangentialen Abstand vor, wenn das Verbindungselement wenigstens zwei Einzelmasken verbindet. Nach dem Durchtrennen bzw. Entfernen des Verbindungselements sind die vorher verbundenen Einzelmasken frei beweglich, so dass ein zweiter Zustand vorliegt, in welchem ein zweiter tangentialer Abstand durch entsprechendes Anordnen der Einzelmasken einstellbar ist. It is also conceivable that the connecting element is designed in such a way that the distance between the individual masks can be changed by the connecting element is severed and / or removed, for example by a cutting tool or a punching tool. In this case, there is a first state with a defined first tangential distance when the connecting element connects at least two individual masks. After the connecting element has been severed or removed, the previously connected individual masks can move freely, so that a second state is present in which a second tangential distance can be set by appropriately arranging the individual masks.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen der Isoliermaske möglich. Advantageous developments of the insulating mask are possible as a result of the features listed in the dependent claims.
Eine vorteilhafte Ausführungsform liegt vor, wenn das Verbindungselement jeweils zwei benachbarte Einzelmasken in dem tangentialen ersten Abstand miteinander verbindet und eine Trennstelle aufweist, so dass durch das Trennen der beiden Einzelmasken an der Trennstelle der zweite Zustand mit einem beliebigen tangentialen zweiten Abstand herstellbar ist. Das ermöglicht das Bereitstellen eines starren Verbindungselements, welches den ersten Abstand besonders zuverlässig sicherstellt, beispielsweise für das Wickeln der Spulen. Weiterhin ermöglicht die Trennstelle eine besonders einfache und damit zuverlässige Abtrennung der beiden Einzelmasken. Die Trennstelle kann insbesondere als eine Sollbruchstelle ausgebildet sein, beispielsweise durch eine Einkerbung oder Einschnürung am Verbindungselement. Es ist auch denkbar, dass die Sollbruchstelle bzw. Trennstelle durch eine Verjüngung am bzw. entlang des Verbindungselements ausgebildet ist. An advantageous embodiment is when the connecting element connects two adjacent individual masks to each other at the tangential first distance and has a separation point, so that the second state can be produced with any tangential second distance by separating the two individual masks at the separation point. This makes it possible to provide a rigid connecting element which ensures the first distance in a particularly reliable manner, for example for winding the coils. Furthermore, the point of separation enables a particularly simple and therefore reliable separation of the two individual masks. The separation point can in particular be designed as a predetermined breaking point, for example by a notch or constriction on the connecting element. It is also conceivable that the predetermined breaking point or separation point is formed by a narrowing on or along the connecting element.
Weiterhin von Vorteil ist es, wenn die Einzelmasken jeweils einen radial außen angeordneten Jochabschnitt aufweisen, welcher zum Abdeckend eines Jochbereichs des Statorsegments ausgebildet ist, und dass jeweils ein Verbindungselement mit jeweils an von zwei zueinander benachbarten Einzelmasken zueinander gerichteten tangentialen Seiten der jeweiligen Jochabschnitte verbunden ist. Dabei ist unter einer tangentialen Seite die Seite zu verstehen, welche angrenzend an dem tangentialen Zwischenbereich zwischen zwei benachbarten Einzelmasken angeordnet ist. Das ermöglicht eine kompakte Bauweise der Isoliermaske, welche im Herstellungsprozess einfach handhabbar ist. Vorteilhaft ist der Jochabschnitt einstückig mit der Einzelmaske ausgebildet. Es ist denkbar, dass die Einzelmaske einen radial innen angeordneten Zahnabschnitt aufweist, welcher zum Abdecken des Statorzahns bzw. einer Statorzahnstirnfläche ausgebildet ist. Vorteilhaft ist der Zahnabschnitt einstückig mit der Einzelmaske ausgebildet. It is also advantageous if the individual masks each have a yoke section arranged radially on the outside, which is designed to cover a yoke area of the stator segment, and that one connecting element is connected to tangential sides of the respective yoke sections that are directed toward one another on two adjacent individual masks. A tangential side is to be understood as meaning the side which is arranged adjacent to the tangential intermediate area between two adjacent individual masks. This enables a compact construction of the insulating mask, which is easy to handle in the manufacturing process. The yoke section is advantageously formed in one piece with the individual mask. It is conceivable that the individual mask has a tooth section arranged radially on the inside, which is designed to cover the stator tooth or a stator tooth end face. The tooth section is advantageously formed in one piece with the individual mask.
Die Isoliermaske wird weiter verbessert, wenn das wenigstens eine Verbindungselement weitgehend vollständig außerhalb von einem gedachten ersten Radius und weitgehend vollständig innerhalb von einem gedachten zweiten Radius angeordnet ist, wobei der erste Radius den kleinsten Abstand der Jochabschnitte zum gedachten Statormittelpunkt definiert und der zweite Radius den größten Abstand der Jochabschnitte zum gedachten Statormittelpunkt definiert. Anders formuliert liegt eine vorteilhafte Isoliermaske vor, wenn das wenigstens eine Verbindungselement weitgehend vollständig zwischen dem ersten Radius und dem zweiten Radius angeordnet ist. Auf diese Weise kann bei der Herstellung des Stators, insbesondere bei einem Pre-Cut Stator, beim Vereinzeln der Statorsegmente das wenigstens eine Verbindungselement besonders einfach und zuverlässig mit getrennt werden, beispielsweise beim Vereinzeln der Statorsegmente mit Hilfe von Keilen. Insbesondere können Trennstellen bzw. Sollbruchstellen des wenigstens einen Verbindungslements bzw. der Verbindungselemente außerhalb von dem gedachten ersten Radius und innerhalb von dem gedachten zweiten Radius angeordnet sein. The insulating mask is further improved if the at least one connecting element is arranged largely completely outside of an imaginary first radius and largely completely within an imaginary second radius, with the first radius defining the smallest distance between the yoke sections and the imaginary stator center and the second radius defining the largest Defined distance of the yoke sections to the imaginary center of the stator. In other words, there is an advantageous insulating mask when the at least one connecting element is arranged largely completely between the first radius and the second radius. In this way, the at least one connecting element can be separated particularly easily and reliably during manufacture of the stator, particularly in the case of a pre-cut stator, when separating the stator segments, for example when separating the stator segments using wedges. In particular, separation points or predetermined breaking points of the at least one connecting element or connecting elements can be arranged outside of the imaginary first radius and inside of the imaginary second radius.
Darunter, dass ein Element weitgehend vollständig außerhalb oder innerhalb von einem Bereich angeordnet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Element zu wenigstens 80%, bevorzugt wenigstens 90%, besonders bevorzugt wenigstens 95% seines Volumens, seiner Masse oder seiner Oberfläche außerhalb oder innerhalb von dem Bereich angeordnet ist. The fact that an element is arranged largely completely outside or inside an area should be understood in particular to mean that the element is at least 80%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95% of its volume, its mass or its surface outside or inside from the area is located.
Eine alternative Verbesserung der Isoliermaske ist möglich, wenn das wenigstens eine Verbindungselement zumindest einen herausragenden Abschnitt aufweist, welcher außerhalb des zweiten Radius oder innerhalb des ersten Radius angeordnet ist. Damit wird ein Trennen des wenigstens einen Verbindungselements bzw. der Verbindungselemente vereinfacht, weil das Trennwerkzeug dazu nur außerhalb der Statorgrundfläche zu dem herausragenden Abschnitt angeführt werden muss. Beispielsweise ist es denkbar, dass das Verbindungselement beim Einlegen in einen Werkzeugträger für den Stator bzw. die Statorsegmente aufgetrennt wird. Vorteilhaft ist eine Trennstelle bzw. Sollbruchstelle am herausragenden Abschnitt angeordnet. Es ist denkbar, dass das Verbindungselement weitgehend vollständig außerhalb des zweiten Radius oder innerhalb des ersten Radius angeordnet ist, beispielsweise kann das Verbindungselement an jeweils einer Seite der Einzelmasken verbunden sein, welche entlang des zweiten Radius oder ersten Radius verläuft. An alternative improvement of the insulating mask is possible if the at least one connecting element has at least one protruding section which is arranged outside the second radius or inside the first radius. This is a separation of at least one connecting element or the Connection elements simplified because the cutting tool only has to be guided to the protruding section outside of the stator base area. For example, it is conceivable that the connecting element is separated when it is placed in a tool carrier for the stator or the stator segments. A separation point or predetermined breaking point is advantageously arranged on the protruding section. It is conceivable that the connecting element is arranged largely completely outside the second radius or within the first radius, for example the connecting element can be connected on each side of the individual masks that runs along the second radius or first radius.
Eine Isoliermaske, bei welcher das wenigstens eine Verbindungselement mit den Jochabschnitten radial außen verbunden ist, ermöglicht einen besonders guten Wickelprozess. Dadurch, dass das wenigstens eine Verbindungselement bzw. die Verbindungselemente außen verbunden ist bzw. sind, kann beispielsweise eine Wickeldüse viel einfacher in einem Bereich zwischen zwei Einzelmasken geführt werden. Insbesondere kann auf diese Weise das Verbindungselement weitgehend vollständig außerhalb des zweiten Radius angeordnet sein. Ein weiterer Vorteil davon, dass das wenigstens eine Verbindungselement bzw. die Verbindungselemente mit den Jochabschnitten radial außen verbunden sind ist, dass eine Trennstelle bzw. Sollbruchstelle des Verbindungselements unmittelbar am Jochabschnitt angeordnet sein kann. Das ermöglicht ein restloses Abtrennen des Verbindungselements von den Einzelmasken. An insulating mask in which the at least one connecting element is connected to the yoke sections radially on the outside enables a particularly good winding process. Because the at least one connecting element or the connecting elements is or are connected on the outside, a winding nozzle, for example, can be guided much more easily in an area between two individual masks. In particular, the connecting element can be arranged largely completely outside the second radius in this way. A further advantage of the at least one connecting element or the connecting elements being connected to the yoke sections radially on the outside is that a separation point or predetermined breaking point of the connecting element can be arranged directly on the yoke section. This enables the connecting element to be completely separated from the individual masks.
Darunter, dass das Verbindungselement mit den Jochabschnitten radial außen verbunden ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Verbindungselement an einer Außenseite der Einzelmaske, welche am zweiten Radius angeordnet ist bzw. entlang des zweiten Radius verläuft, mit der Einzelmaske verbunden ist. The fact that the connecting element is connected to the yoke sections radially on the outside should be understood in particular to mean that the connecting element is connected to the individual mask on an outside of the individual mask, which is arranged on the second radius or runs along the second radius.
Eine besonders günstig herstellbare Variante liegt vor, wenn das wenigstens eine Verbindungselement als Angusselement ausgebildet ist, bevorzugt aufweisend einen Anspritzrahmen und/oder eine Anspritzspinne. Vorteilhaft ist die Isoliermaske vollständig als Spritzgussteil ausgebildet. Besonders vorteilhaft weist die Isoliermaske genau ein Verbindungselement auf, welche alle Einzelmasken miteinander verbindet. Das hat den zusätzlichen Vorteil, dass optimaler Spritzguss- Prozess gewährleistet werden kann. Dadurch, dass das Verbindungselement, welches im Herstellungsprozess des Stators abgetrennt wird, als Angusselement dient, kann in den Einzelmasken eine bessere Qualität gewährleistet werden. Insbesondere kann eine optimale Anspritzposition ausgewählt werden, beispielsweise aus einer Mold- Flow-Simulation. Zusätzlich kann eine optimale Position, an welcher das Verbindungselement mit den jeweiligen Einzelmasken verbunden ist, gewählt werden, so dass die Einzelmasken eine optimierte Struktur aufweisen, beispielsweise können auf diese Weise Wandstärkeänderungen durch ungünstig positionierte Verbindungselemente vermieden werden. Insgesamt ist damit die Bereitstellung einer hochwertigen, robusten und damit zuverlässigen Isoliermaske möglich. A variant that can be produced particularly cheaply is when the at least one connecting element is designed as a gating element, preferably having a gating frame and/or a gating spider. The insulating mask is advantageously designed entirely as an injection molded part. The insulating mask particularly advantageously has exactly one connecting element which connects all the individual masks to one another. This has the additional advantage that an optimal injection molding process can be guaranteed. Better quality can be guaranteed in the individual masks because the connecting element, which is separated off during the manufacturing process of the stator, serves as a sprue element. In particular, an optimal injection position can be selected, for example from a mold flow simulation. In addition, an optimal position at which the connecting element is connected to the respective individual masks can be selected so that the individual masks have an optimized structure, for example wall thickness changes due to unfavorably positioned connecting elements can be avoided in this way. Overall, this makes it possible to provide a high-quality, robust and therefore reliable insulating mask.
In vorteilhaften Ausbildungen ist das wenigstens eine Verbindungselement als Filmscharnier ausgebildet, wobei zwei benachbarte Einzelmasken in einem ersten, zusammengeklappten Zustand des Filmscharniers einen tangentialen End-Abstand aufweisen und wobei zwei benachbarte Einzelmasken in einem zweiten, aufgeklappten Zustand des Filmscharniers einen tangentialen Wickel-Abstand aufweisen, welcher größer ist als der End-Abstand. Damit können die in die Isoliermaske eingelegten Statorsegmente zum Wickeln durch Aufklappen des Filmscharniers in den Wickel- Abstand gebracht werden und anschließend durch Zuklappen wieder zusammengeführt werden. Dadurch wird der Schritt des Durchtrennens des wenigstens einen Verbindungselements bzw. der Verbindungselemente nicht mehr notwendig, was den Herstellungsprozess vereinfacht. In advantageous embodiments, the at least one connecting element is designed as a film hinge, with two adjacent individual masks having a tangential end distance when the film hinge is in a first, folded-up state, and two adjacent individual masks having a tangential winding distance in a second, opened-up state of the film hinge. which is greater than the end distance. In this way, the stator segments inserted into the insulating mask can be brought into the winding spacing for winding by opening the film hinge and then brought together again by folding them shut. As a result, the step of severing the at least one connecting element or connecting elements is no longer necessary, which simplifies the manufacturing process.
Eine weitere Verbesserung ist möglich, wenn die Isoliermaske an wenigstens einer Einzelmaske ein Kontaktierelement zur elektrischen Kontaktierung aufweist, insbesondere eine Tasche für eine Schneid-Klemm-Verbindung. Das hat den Vorteil, dass auf der Isoliermaske nur so viele Kontaktierelemente angeordnet werden können, wie notwendig sind. Beispielsweise können die sieben Taschen für Schneid-Klemm- Verbindungen (SKV) eines 12/10 Pre-Cut Stators mit Delta 2-fach Parallelverschaltung beliebig auf die zwölf Einzelmasken verteilt werden, so dass fünf der Einzelmasken keine SKV-Tasche aufweisen. Würde man wie im Stand der Technik für jedes Statorsegment eine einzelne Isoliermaske verwenden, bräuchte man für Isoliermasken mit und ohne SKV-Taschen jeweils ein anderes Werkzeug und damit nahezu die doppelten Werkzeugkosten und einen deutlich komplexeren Fertigungsprozess. Daher werden im Stand der Technik üblicherweise stets Isoliermasken mit SKV-Taschen verwendet, obwohl nicht alle gebraucht werden. Damit lässt sich mit der vorliegenden Erfindung gegenüber den Stand der Technik Material einsparen. A further improvement is possible if the insulating mask has a contacting element for electrical contacting on at least one individual mask, in particular a pocket for an insulation displacement connection. This has the advantage that only as many contacting elements as are necessary can be arranged on the insulating mask. For example, the seven pockets for insulation displacement connections (IDC) of a 12/10 pre-cut stator with delta 2-fold parallel connection can be distributed arbitrarily over the twelve individual masks, so that five of the individual masks do not have an IDC pocket. If one were to use an individual insulating mask for each stator segment, as in the prior art, then insulating masks would be needed with and without SKV pockets, each requires a different tool and thus almost twice the tool costs and a significantly more complex manufacturing process. Therefore, insulating masks with SKV pockets are usually always used in the prior art, although not all of them are needed. With the present invention, material can thus be saved compared to the prior art.
In alternativen Ausführungsformen sind auch andere Kontaktierelemente als Taschen für SKV denkbar, beispielsweise Hot-Stacking-Haken, welche nach oben öffnend die Verbindungsdrähte aufnehmen, oder zwei Pins, welche ein Abspannen von Verlägedrähten ermöglichen, so dass eine Verschalteplatte kontaktierbar sind, In alternative embodiments, contacting elements other than pockets for SKV are also conceivable, for example hot-stacking hooks, which open upwards to accommodate the connecting wires, or two pins, which allow the connecting wires to be clamped so that a connecting board can be contacted,
Die Isoliermaske wird weiter verbessert, wenn die Einzelmasken einen Zahnabschnitt aufweisen, welcher zum Abdecken eines sich aus dem Jochbereich erstreckenden Statorzahns des Statorsegments ausgebildet sind, wobei um den Zahnabschnitt um eine gedachte, radiale Zahnerstreckungsachse verlaufende Rillen angeformt sind, welche zum Verlegen eines Wickeldrahts vorgesehen sind. Insbesondere können die Rillen an den axialen Stirnseiten des Zahnabschnitts angeordnet sein. Das ermöglicht einen zuverlässigeren Wickelprozess. Es ist auch denkbar, dass die Zahnabschnitte jeweils einen oder zwei sich in Axialrichtung erstreckende Bereiche aufweisen, welche zur zumindest teilweisen Abdeckung und elektrischen Isolierung der Statorzähne entlang der Axialrichtung bzw. vorgesehenen Rotationsachse isolieren. Anders formuliert sind die sich axiale erstreckenden Bereiche der Zahnanschnitte dazu ausgebildet, die Statorzähne in den Statorzahnzwischenräumen bzw. in den Statornuten zumindest teilweise abzudecken und elektrische vor dem Wickeldraht zu isolieren. The insulating mask is further improved if the individual masks have a tooth section which is designed to cover a stator tooth of the stator segment extending out of the yoke region, with grooves running around the tooth section around an imaginary radial axis of tooth extension being formed, which are provided for laying a winding wire . In particular, the grooves can be arranged on the axial end faces of the tooth section. This enables a more reliable winding process. It is also conceivable that the tooth sections each have one or two areas extending in the axial direction, which insulate for at least partial covering and electrical insulation of the stator teeth along the axial direction or intended axis of rotation. In other words, the axially extending areas of the tooth cuts are designed to at least partially cover the stator teeth in the spaces between the stator teeth or in the stator slots and to insulate them electrically from the winding wire.
Es ist alternativ auch denkbar, dass der Zahnabschnitt nur im Wesentlichen die axiale Stirnseite der Statorzähne überdeckt und die Statorzähne in den Statornuten beispielsweise mit einem Isolierpapier isoliert werden. Alternatively, it is also conceivable that the tooth section only essentially covers the axial end face of the stator teeth and the stator teeth are insulated in the stator slots, for example with insulating paper.
Eine weitere Verbesserung ist möglich, wenn sich in Axialrichtung erstreckenden Bereichen der Zahnabschnitte wenigstens abschnittsweise eine glatte Fläche ohne Rillen aufweisen, welche zum Führen von Trennkeilen, insbesondere für die Herstellung von Pre-Cut- Statoren vorgesehen sind. Das ermöglicht eine zuverlässigere Auftrennung von Pre-Cut Statoren, da so die Rillen nicht durch Trennkeile beschädigt werden können oder nicht die Trennkeile falsch führen können. Es ist denkbar, dass die sich in Axialrichtung erstreckenden Bereichen der Zahnabschnitte zwei oder mehrere glatte Fläche aufweisen, welche jeweils durch wenigstens eine sich in Axialrichtung erstreckende Rille für den Wickeldraht getrennt sind. A further improvement is possible if areas of the tooth sections extending in the axial direction have at least partially a smooth surface without grooves, which are used to guide separating wedges, in particular for the Production of pre-cut stators are provided. This enables a more reliable separation of pre-cut stators, since the grooves cannot be damaged by separating wedges or the separating wedges cannot be misguided. It is conceivable that the axially extending areas of the tooth sections have two or more smooth surfaces, each of which is separated by at least one axially extending groove for the winding wire.
Vorteilhaft ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Stators aus mehreren separaten Statorsegmenten, die einen Jochbereich aufweisen, von denen sich jeweils ein Statorzahn radial nach innen erstreckt, gekennzeichnet durch folgende Schritte:Also advantageous is a method for manufacturing a stator from a plurality of separate stator segments, which have a yoke area from which a stator tooth extends radially inwards, characterized by the following steps:
- Bereitstellen einer Isoliermaske, insbesondere einer Isoliermaske gemäß der vorliegenden Erfindung, aufweisend eine Mehrzahl von Einzelmasken, welche um einen gedachten Statormittelpunkt angeordnet, bevorzugt weitgehend kreisförmig angeordnet sind und jeweils zueinander benachbarte Einzelmasken mit wenigstens einem Verbindungselement miteinander verbunden sind, - providing an insulating mask, in particular an insulating mask according to the present invention, having a plurality of individual masks which are arranged around an imaginary center point of the stator, preferably arranged in a largely circular manner and individual masks which are adjacent to one another are connected to one another with at least one connecting element,
- Anordnen der Statorsegmente in jeweils eine Einzelmaske, - arranging the stator segments in a single mask,
- Anordnen der Statorsegmente mit den Statorzähnen radial zum Statormittelpunkt hin ausgerichtet, und mit einem tangentialen Wickel-Abstand zwischen benachbarten Jochbereichen, - arranging the stator segments with the stator teeth aligned radially towards the stator center, and with a tangential winding distance between adjacent yoke areas,
- Bewickeln der Statorzähne mittels Nadelwickeln, insbesondere mit Einzelzahnspulen,- winding of the stator teeth using needle windings, in particular with single-tooth coils,
- Radiales Zusammendrücken der Statorsegmente in einen End-Abstand, insbesondere bis sich die Jochbereiche der Statorsegmente tangential berühren,- Radial compression of the stator segments to a final distance, in particular until the yoke areas of the stator segments touch tangentially,
- Mechanisches Verbinden der einzelnen Statorsegmente. - Mechanical connection of the individual stator segments.
Das Verfahren bietet den Vorteil, dass sich die Prozesskette für einen segmentierten Stator sich nicht von der Prozesskette zur Fertigung eines Vollschnitt- Stators unterscheidet, abgesehen vom Trennen in Einzelzähne bei Pre-Cut Statoren. Damit lassen sich weitgehend schon bestehende und erprobte Fertigungsanlagen weiter nutzen. The method offers the advantage that the process chain for a segmented stator does not differ from the process chain for manufacturing a full-cut stator, apart from cutting into individual teeth in the case of pre-cut stators. This means that existing and tried-and-tested production systems can continue to be used.
Insbesondere ist es auch möglich, dass durch die Anordnung der separaten Statorsegmente um einen gedachten Statormittelpunkt, bevorzugt kreisförmig, alle Statorsegmente in einem Prozess-Schritt mit einem ununterbrochenen durchgewickelten Wickeldraht wie ein Vollschnitt- Stator mittels Nadelwickeln bewickelt werden kann. Dabei entfällt die elektrische Kontaktierung der einzeln bewickelter Statorsegmente und durch den tangentialen Wickel-Abstand zwischen den Statorsegmenten ist es möglich, trotzdem einen hohen Kupferfüllfaktor - wie beim Bewickeln von Einzelzahnsegmenten - zu erzielen. Die Verbindungsdrähte zwischen den Einzelzahnspulen können vorteilhaft im gleichen Werkzeug mit dem radialen Zusammendrücken der Statorsegmente gleichzeitig radial nach innen gedrückt werden, so dass vorteilhaft ein zusätzlicher Montageschritt für die endgültige Positionierung der Verbindungsdrähte entfällt. In particular, it is also possible that by arranging the separate stator segments around an imaginary stator center point, preferably circular, all the stator segments in one process step are wound with an uninterrupted, fully wound winding wire like a full-cut stator by means of needle winding can be. There is no electrical contact between the individually wound stator segments and the tangential winding distance between the stator segments makes it possible to still achieve a high copper fill factor - as with the winding of individual tooth segments. The connecting wires between the single-tooth coils can advantageously be pressed radially inwards simultaneously with the radial compression of the stator segments in the same tool, so that an additional assembly step for the final positioning of the connecting wires is advantageously eliminated.
Vorteilhaft ist jedem Statorsegment bzw. jedem Statorzahn genau eine Einzelmaske zugeordnet. Es ist denkbar, dass die bereits vereinzelten Statorsegmente in der Isoliermaske bzw. in den Einzelmasken angeordnet werden. Es ist auch denkbar, dass die noch in einem Statorgrundkörper zusammenhängenden bzw. zumindest teilweise miteinander verbundenen Statorsegmente in die Isoliermaske bzw. in die Einzelmasken angeordnet werden. Diese werden vor dem Bewickeln getrennt, bevorzugt in einem Schritt zusammen mit dem Trennen der Einzelmasken bzw. beim Überführen des Verbindungselements in den zweiten Zustand. Exactly one individual mask is advantageously assigned to each stator segment or each stator tooth. It is conceivable that the stator segments that have already been separated are arranged in the insulating mask or in the individual masks. It is also conceivable that the stator segments which are still connected or at least partially connected to one another in a basic stator body are arranged in the insulating mask or in the individual masks. These are separated before the winding, preferably in one step together with the separation of the individual masks or when the connecting element is transferred into the second state.
Insbesondere soll unter dem Anordnen der Statorsegmente in jeweils einer Einzelmaske verstanden werden, dass entweder bereits einzelne oder vereinzelte Statorsegmente in der Isoliermaske bzw. zusammenhängenden Einzelmasken angeordnet werden, es soll jedoch auch verstanden werden, dass die Statorsegmente in einer untereinander verbundenen Anordnung in der Isoliermaske angeordnet werden, beispielsweise als Statorgrundkörper, insbesondere Pre-Cut Statorgrundkörper, welche zu einem späteren Prozessschritt, beispielsweise vor dem Bewickeln, vereinzelt werden. In particular, the arrangement of the stator segments in an individual mask should be understood to mean that either individual or isolated stator segments are already arranged in the insulating mask or contiguous individual masks, but it should also be understood that the stator segments are arranged in an interconnected arrangement in the insulating mask are, for example, as a stator base body, in particular pre-cut stator base body, which are separated at a later process step, for example before winding.
Bei dem radialen Zusammendrücken der Statorsegmente in Varianten mit einem als Filmscharnier ausgebildeten Verbindungselement werden die Filmscharniere zusammengeklappt, so dass die zueinander benachbarten Einzelmasken den tangentialen End-Abstand zueinander aufweisen. Es ist grundsätzlich möglich, dass der Stator mit einer oder zwei Isoliermasken hergestellt wird. Bei Verfahren mit zwei Isoliermasken können diese in unmittelbar aufeinanderfolgenden (Teil-)Prozessschritten an den Statorsegmenten bzw. am Statorgrundkörper angeordnet werden. Alternativ können erst die Statorsegmente bzw. der Statorgrundkörper in der ersten Isoliermaske angeordnet werden, anschließend weitere Prozessschritte durchgeführt werden, beispielsweise das Vereinzeln eines Pre- Cut- Statorgrundkörpers, und danach die zweite Isoliermaske angeordnet werden. When the stator segments are radially compressed in variants with a connecting element designed as a film hinge, the film hinges are folded together so that the individual masks that are adjacent to one another have the tangential end distance from one another. In principle, it is possible for the stator to be produced with one or two insulating masks. In the case of methods with two insulating masks, these can be arranged on the stator segments or on the stator base body in directly consecutive (partial) process steps. Alternatively, the stator segments or the stator base body can first be arranged in the first insulating mask, then further process steps can be carried out, for example the isolation of a pre-cut stator base body, and then the second insulating mask can be arranged.
Besonders vorteilhaft ist ein Herstellungs-Verfahren bei welchem ein umlaufend geschlossener, mittels Pre-Cut-Technik hergestellter Statorgrundkörper, aufweisend die Statorsegmente, welcher in der Isoliermaske derart angeordnet wird, dass die Statorsegmente jeweils in eine Einzelmaske angeordnet werden, und beim Vereinzeln des Statorgrund körpers zu einzelnen Statorsegmenten, insbesondere mittels Trennkeilen, die Isoliermaske durch Trennen des wenigstens einen Verbindungselements in einzelne Einzelmasken aufgetrennt wird, welche jeweils an den Statorsegmenten angeordnet sind, und dass anschließend die vereinzelten Statorzähne bewickelt werden. Vorteilhaft wird dabei das Vereinzeln des Statorgrundkörpers zu einzelnen Statorsegmenten mit dem gleichen Prozessschritt wie das auftrennen der Isoliermaske in Einzelmasken durchgeführt, insbesondere mit dem gleichen Werkzeug. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Trennkeile ein entsprechend angeordnetes Schneidelement aufweisen, welches beim Einführen des Trennkeils zwischen die Statorsegmente die Verbindungselemente auftrennt. A manufacturing process is particularly advantageous in which a stator base body that is closed all the way around and is produced using pre-cut technology and has the stator segments, which is arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in an individual mask, and when the stator base body is separated to individual stator segments, in particular by means of separating wedges, the insulating mask is separated by separating the at least one connecting element into individual individual masks, which are each arranged on the stator segments, and that the individual stator teeth are then wound. Advantageously, the separation of the stator base body into individual stator segments is carried out with the same process step as the separation of the insulating mask into individual masks, in particular with the same tool. For example, it is conceivable that the separating wedges have a correspondingly arranged cutting element, which separates the connecting elements when the separating wedge is inserted between the stator segments.
Bei der Pre-Cut-Technik sind die Statorsegmente aus einzelnen Lamellenschichten zusammengesetzt. Dabei sind einzelne Statorsegmente aus einer umlaufend geschlossenen Lamellenschicht mittels Pre-Cut-Technik ausgestanzt, so dass die zueinander benachbarten Statorsegmente jeder Lamellenschicht mittels einer Sollbruchstelle miteinander verbunden bleiben. Dazu werden die Statorsegmente jeder Lamellenschicht zuerst nur teilweise durchgestanzt, und in einem weiteren Schritt wieder in die ursprüngliche axiale Position zurückgedrückt werden, sodass die einzelnen Statorsegmente nur durch kleine plastische Verformungen miteinander verbunden bleiben. Danach werden mehrere Lamellenschichten zu einem Statorgrundkörper - insbesondere mittels Stanzpaketieren - axial zusammengesetzt. Der Statorgrundkörper wird zu einzelnen Statorsegmenten vereinzelt, insbesondere durch Trennkeile. Dabei kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Statorgrundkörper vor dem Vereinzeln in die Isoliermaske eingelegte werden, so dass beim Vereinzeln die Isoliermaske mit aufgetrennt wird, so dass die einzelnen Statorsegmente mit den Einzelmasken versehen sind. Danach können diese Statorsegmente zum Bewickeln mit einem Segmententräger fixiert werden, und nach deren Bewickeln radial wieder zum Stator zusammengefügt werden, genau in der Weise, wie die Statorsegmente zuvor über die Sollbruchstellen miteinander verbunden waren. With the pre-cut technology, the stator segments are made up of individual layers of laminations. In this case, individual stator segments are punched out of a circumferentially closed layer of laminations using pre-cut technology, so that the adjacent stator segments of each lamina layer remain connected to one another by means of a predetermined breaking point. To do this, the stator segments of each laminated layer are first only partially punched through, and then pushed back into their original axial position in a further step, so that the individual stator segments remain connected to one another only through small plastic deformations. After that, several layers of lamellae are put together axially to form a basic stator body, in particular by means of stamped stacking. The basic stator body is separated into individual stator segments, in particular by separating wedges. According to a preferred embodiment, the stator base body can be inserted into the insulating mask before it is separated, so that the insulating mask is also separated during separation, so that the individual stator segments are provided with the individual masks. After that, these stator segments can be fixed with a segment carrier for winding, and after they have been wound, they can be reassembled radially to form the stator, exactly in the way in which the stator segments were previously connected to one another via the predetermined breaking points.
Alternativ ist ein Herstellungsverfahren vorteilhaft, bei welchem ein umlaufend geschlossener, mittels Pre-Cut-Technik hergestellter Statorgrundkörper, aufweisend die Statorsegmente, welche mit Verbindungselementen miteinander verbunden sind, in der Isoliermaske derart angeordnet wird, dass die Statorsegmente jeweils in eine Einzelmaske angeordnet werden und anschließend der Statorgrundkörpers zu einzelnen Statorsegmenten vereinzelt wird, insbesondere mittels Trennkeilen. Anschließend werden die vereinzelten Statorzähne bewickelt und die Isoliermaske durch Trennen der Verbindungselemente in einzelne Einzelmasken aufgetrennt wird. Dabei werden die Verbindungselemente bevorzugt in einem Unterprozessschritt beim Bewickeln, insbesondere in der Wickelmaschine getrennt oder direkt nach dem Bewickeln. Alternatively, a production method is advantageous in which a circumferentially closed stator base body produced using pre-cut technology and having the stator segments, which are connected to one another with connecting elements, is arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in an individual mask and then the stator base body is separated into individual stator segments, in particular by means of separating wedges. The individual stator teeth are then wound and the insulating mask is separated into individual masks by separating the connecting elements. The connecting elements are preferably separated in a sub-process step during winding, in particular in the winding machine, or directly after winding.
Vorteilhaft ist auch ein Herstellungsverfahren bei welchem einzelne bzw. vereinzelte Statorsegmente in der Isoliermaske derart angeordnet werden, dass die Statorsegmente jeweils in eine Einzelmaske angeordnet werden, anschließend die Statorzähne bewickelt werden und anschließend die Einzelmasken durch Trennen des wenigstens einen Verbindungselements aufgetrennt werden. Das hat den Vorteil, dass die Isoliermaske beim Bewickeln die Statorsegmente fixiert. Insbesondere fungiert die Isoliermaske als Segmententräger. A manufacturing method is also advantageous in which individual or isolated stator segments are arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in an individual mask, the stator teeth are then wound and the individual masks are then separated by separating the at least one connecting element. This has the advantage that the insulating mask fixes the stator segments when winding. In particular, the insulating mask functions as a segment carrier.
Vorzugsweise wird über das wenigstens eine Verbindungselement bzw. die Verbindungselemente ein Wickel-Abstand zwischen den Einzelmasken und somit den Statorsegmenten herstellt. Nach dem Wickeln und Trennen des wenigstens einen Verbindungselements bzw. der Verbindungselemente können die Statorsegmente in den Einzelmasken radial zusammengedrückt werden. Diese Variante ist denkbar für herkömmliche Statorsegmente oder Pre-Cut Statorsegmente, wobei der Pre-Cut Statorgrund körper vor dem Anordnen der Statorsegmente in die Isoliermaske vereinzelt wird. Nach dem Wickeln und Trennen des wenigstens einen Verbindungselements bzw. der Verbindungselemente können die Pre-Cut Statorsegmente in den Einzelmasken radial zusammengedrückt werden so dass die Statorsegmente genau in der Weise zusammengefügt werden, wie sie zuvor über die Sollbruchstellen miteinander verbunden waren. A winding distance between the individual masks and thus the stator segments is preferably produced via the at least one connecting element or the connecting elements. After winding and separating the at least one Connecting element or the connecting elements, the stator segments can be compressed radially in the individual masks. This variant is conceivable for conventional stator segments or pre-cut stator segments, with the pre-cut stator base body being isolated before the stator segments are arranged in the insulating mask. After winding and separating the at least one connecting element or connecting elements, the pre-cut stator segments can be radially compressed in the individual masks so that the stator segments are joined together exactly as they were previously connected to one another via the predetermined breaking points.
In einer weiteren vorteilhaften Variante des Verfahrens ist das wenigstens eine, bevorzugt eine Mehrzahl von Verbindungselementen als Filmscharniere ausgebildet. Dabei weisen zwei benachbarte Einzelmasken in einem ersten, zusammengeklappten Zustand des Filmscharniers einen tangentialen End-Abstand auf. In einem zweiten, aufgeklappten Zustand des Filmscharniers weisen zwei benachbarte Einzelmasken einen tangentialen Wickel-Abstand auf, welcher größer ist als der End-Abstand. Die Statorsegmente werden jeweils in Einzelmasken angeordnet und die Statorzähne in der Isoliermaske mit dem Filmscharnier bzw. den Filmscharnieren in zweiten, aufgeklappten Zustand bewickelt und nach dem Bewickeln das Filmscharnier bzw. die Filmscharniere wieder in den ersten Zustand zusammengeklappt. Auch diese Variante hat den Vorteil, dass die Isoliermaske beim Bewickeln die Statorsegmente fixiert und insbesondere als Segmententräger fungiert. Zusätzlich hat die Verwendung des Filmscharniers bzw. der Filmscharniere als Verbindungselemente den Vorteil, dass keine Schneide- oder Trennwerkzeuge im Herstellungsprozess notwendig sind. In a further advantageous variant of the method, the at least one, preferably a plurality of connecting elements is designed as film hinges. In this case, two adjacent individual masks have a tangential end distance when the film hinge is in a first folded state. In a second, opened state of the film hinge, two adjacent individual masks have a tangential winding distance that is greater than the final distance. The stator segments are each arranged in individual masks and the stator teeth in the insulating mask are wound with the film hinge or film hinges in the second, unfolded state and after the winding the film hinge or film hinges are folded back into the first state. This variant also has the advantage that the insulating mask fixes the stator segments during winding and, in particular, acts as a segment carrier. In addition, the use of the film hinge or film hinges as connecting elements has the advantage that no cutting or separating tools are required in the manufacturing process.
Ein besonders vorteilhaftes Herstellungsverfahren liegt vor, wenn ein umlaufend geschlossener, mittels Pre-Cut-Technik hergestellter Statorgrund körper, aufweisend die Statorsegmente, welche mit Sollbruchstellen miteinander verbunden sind, in der Isoliermaske derart angeordnet wird, dass die Statorsegmente jeweils in eine Einzelmaske angeordnet werden. Beim Anordnen des Statorgrundkörpers in der Isoliermaske liegen die Filmscharniere in ersten, zusammengeklappten Zustand vor. Beim anschließenden Vereinzeln des Statorgrund körpers zu einzelnen Statorsegmenten, insbesondere mittels Trennkeilen, werden die Filmscharniere der Isoliermaske zumindest teilweise aufgeklappt, und die Filmscharniere anschließend, falls notwendig, zum Bewickeln der Statorzähne in den zweiten Zustand vollständig aufgeklappt. Nach dem Wickeln können die Filmscharniere in den ersten, zusammengeklappten Zustand geklappt werden, so dass die Pre-Cut Statorsegmente in den Einzelmasken radial zusammengedrückt werden, so dass die Statorsegmente genau in der Weise zusammengefügt werden, wie sie zuvor über die Sollbruchstellen miteinander verbunden waren. A particularly advantageous production method is when a circumferentially closed stator base body produced using pre-cut technology and having the stator segments, which are connected to one another with predetermined breaking points, is arranged in the insulating mask in such a way that the stator segments are each arranged in a single mask. When the stator base body is arranged in the insulating mask, the film hinges are in the first, folded state. During the subsequent separation of the stator body into individual stator segments, in particular by means of separating wedges, the film hinges are Insulating mask at least partially opened, and the film hinges then, if necessary, fully opened to the winding of the stator teeth in the second state. After winding, the film hinges can be folded into the first, folded state, so that the pre-cut stator segments are radially compressed in the individual masks, so that the stator segments are joined together exactly as they were previously connected to one another via the predetermined breaking points.
Das Herstellungsverfahren wird weiter verbessert, wenn die Statorsegmente nach dem radialen Zusammendrücken mittels Kleben oder Schweißen - insbesondere Laserschweißen - oder Verklemmen miteinander mechanisch verbunden werden - und insbesondere axial in ein Statorgehäuse eingefügt werden. Auf diese Weise werden die Statorsegmente fest zueinander fixiert. Vorteilhaft werden zwei benachbarte Statorsegmente am äußeren Umfang miteinander verbunden, beispielsweise mittels Laserschweißen. Alternativ können die Statorsegmente auch miteinander durch einen Formschluss verbunden werden, beispielsweise mittels einer Verbindungsnase auf einem Statorsegment mit einer entsprechenden Ausnehmung am benachbarten Statorsegment, welche entsprechend miteinander verklemmt werden. Dadurch, dass die die Statorsegmente in ein Statorgehäuse eingefügt werden, werden die Statorsegmente dauerhaft in einer exakten Position zueinander gehalten. Vorteilhaft können die Statorsegmente in ein Statorgehäuse eingepresst werden. Dies kann beispielsweise mittels thermischen Schrumpfpressen ausgeführt werden. The production method is further improved if the stator segments are mechanically connected to one another after being radially compressed by means of gluing or welding—in particular laser welding—or clamping—and in particular are inserted axially into a stator housing. In this way, the stator segments are firmly fixed to one another. Two adjacent stator segments are advantageously connected to one another on the outer circumference, for example by means of laser welding. Alternatively, the stator segments can also be connected to one another by a form fit, for example by means of a connecting lug on one stator segment with a corresponding recess on the adjacent stator segment, which are correspondingly clamped together. Because the stator segments are inserted into a stator housing, the stator segments are permanently held in an exact position relative to one another. The stator segments can advantageously be pressed into a stator housing. This can be done, for example, by means of thermal shrink presses.
Von Vorteil ist auch ein Stator, hergestellt mit einer Isoliermaske gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder mit einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein solcher Stator ermöglicht bessere Kupferfüllfaktoren und kleinere Baulängen - und damit eine höhere Leistungsdichte - als Vollschnitt- Statoren, kann aber nahezu genauso einfach hergestellt werden wie ein Vollschnitt- Stator. A stator manufactured with an insulating mask according to the present invention and/or with a method according to the present invention is also advantageous. Such a stator enables better copper fill factors and smaller overall lengths - and thus a higher power density - than full-section stators, but can be produced almost as easily as a full-section stator.
Ein Stator, bei welchem die Jochbereiche an ihrem Außenumfang kreisbogenförmige Abschnitte und/oder mit einer ebenen Fläche ausgebildet sind, und insbesondere die Statorsegmente aus einzelnen axial gestapelten Blechlamellen zusammengesetzt sind, hat den Vorteil, dass auf diese Weise der Außendurchmesser des Statorgrundkörpers reduziert werden kann. In einer weiteren Variante können sich auch abgeflachte Bereiche und näherungsweise kreisrunde Bereiche in Umfangsrichtung abwechseln, um bei einem mittels Pre-Cut-Technik hergestellten Statorgrund körpers das exakte Zusammenfügen der Statorsegmente zu gewährleisten. A stator in which the outer circumference of the yoke areas has sections in the shape of a circular arc and/or is formed with a flat surface, and in particular the stator segments are composed of individual, axially stacked laminations, has the advantage that in this way the outer diameter of the stator base body can be reduced. In a further variant, flattened areas and approximately circular areas can also alternate in the circumferential direction in order to ensure the exact assembly of the stator segments in a stator base body produced using pre-cut technology.
In vorteilhaften Varianten weist der Stator genau sechs oder neun oder zwölf oder achtzehn Statorsegmente bzw. Statorzähne auf, wobei insbesondere alle Einzelzahnspulen der Statorsegmente über einen einzigen durchgewickelten Wickeldraht miteinander verbunden sind. Auf diese Weise kann eine kann ein Stator mit großer Leistungsdichte bei kleinem Bauraum zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise sind jeweils radial genau zwei gegenüberliegende Statorsegmente unmittelbar nacheinander bewickelt, so dass sich der Wickeldraht zwischen den gegenüberliegenden Statorsegmenten näherungsweise über den halben Außenumfang des Statorgrund körpers erstreckt. In advantageous variants, the stator has exactly six or nine or twelve or eighteen stator segments or stator teeth, with all individual tooth coils of the stator segments being connected to one another via a single wound winding wire. In this way, a stator with a high power density can be made available in a small installation space. For example, radially exactly two opposing stator segments are wound directly one after the other, so that the winding wire between the opposing stator segments extends approximately over half the outer circumference of the stator base body.
Vorteilhaft wird der Stator für eine elektrische Maschine verwendet, bei der der Rotor integrierte Permanentmagnete aufweist. Diese Permanentmagnete können beispielsweise speichenartig (Längsrichtung der Magnete in Radialrichtung) oder Tangential (Längsrichtung in Umfangsrichtung) angeordnet werden. Der Stator des Elektromotors kann beispielsweise kostengünstig in ein Gehäuseteil eingeklebt werden. Vorzugsweise ist der Stator mittels einer Elektronikeinheit elektronisch kommutierbar. The stator is advantageously used for an electrical machine in which the rotor has integrated permanent magnets. These permanent magnets can be arranged, for example, like spokes (longitudinal direction of the magnets in the radial direction) or tangentially (longitudinal direction in the circumferential direction). The stator of the electric motor can, for example, be glued inexpensively into a housing part. The stator can preferably be electronically commutated by means of an electronics unit.
Besonders vorteilhaft ist die vorliegende Erfindung für Motortopologien von Permanenterregten Synchronmotoren mit kleinen Stator-Durchmessern, insbesondere unter 35 mm, insbesondere beispielsweise 3/2, 6/4, 9/6, 12/8, 12/10, 12/14, 15/10, 18/12, 18/14, 18/16 der 18/20-Topologien. The present invention is particularly advantageous for motor topologies of permanent magnet synchronous motors with small stator diameters, in particular less than 35 mm, in particular for example 3/2, 6/4, 9/6, 12/8, 12/10, 12/14, 15/ 10, 18/12, 18/14, 18/16 of the 18/20 topologies.
Zeichnungen drawings
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Isoliermaske, des Stators un der elektrischen Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine elektrische Maschine mit einem Stator mit einer erfindungsgemäßen Isoliermaske, The drawings show exemplary embodiments of the insulating mask, the stator and the electrical machine according to the present invention and are explained in more detail in the following description. Show it FIG. 1 shows an electrical machine with a stator with an insulating mask according to the invention,
Figuren 2 und 3 Detailansichten der Isoliermaske, Figures 2 and 3 detailed views of the insulating mask,
Figuren 4 bis 9 verscheiden Varianten der Isoliermaske, Figures 4 to 9 different variants of the insulating mask,
Figuren 10 bis 14 eine Variante der Isoliermaske in verschiedenen Stadien des Herstellungsverfahrens, FIGS. 10 to 14 a variant of the insulating mask in different stages of the manufacturing process,
Figuren 15 bis 18 eine weitere Variante der Isoliermaske in verschiedenen Stadien des Herstellungsverfahrens, FIGS. 15 to 18 another variant of the insulating mask in different stages of the manufacturing process,
Figur 19 Detailansichten einer Einzelmaske und FIG. 19 detailed views of an individual mask and
Figuren 20 bis 23 verschiedene Ausführungsformen von Kontaktierelementen. FIGS. 20 to 23 different embodiments of contacting elements.
Beschreibung description
In den verschiedenen Ausführungsvarianten erhalten gleiche Teile die gleichen Bezugszahlen. The same parts are given the same reference numbers in the different design variants.
Figur 1 zeigt eine Isoliermaske 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer elektrische Maschine 12 in einer Explosionsdarstellung. Die Isoliermaske 10 ist an einem Stator 14 angeordnet. Die elektrische Maschine 12 weist ein Statorgehäuse 16 zur Aufnahme des Stators 14 auf. Die elektrische Maschine 10 ist als Innenläufer-Maschine ausgebildet, in welcher ein nicht abgebildeter Rotor innerhalb vom Außenstator 14 angeordnet ist. FIG. 1 shows an insulating mask 10 according to the present invention in an electrical machine 12 in an exploded view. The insulating mask 10 is arranged on a stator 14 . The electrical machine 12 has a stator housing 16 for accommodating the stator 14 . The electrical machine 10 is designed as an internal rotor machine, in which a rotor (not shown) is arranged inside the external stator 14 .
Weiterhin weist die elektrische Maschine 10 einen Elektronikkasten 18 auf. Der Elektronikkasten 18 weist eine Elektronik, insbesondere Leistungselektronik auf, welche zur Ansteuerung von Statorspulen des Stators 14 vorgesehen ist. Die Isoliermaske 10 ist beispielhaft an der Elektronik-Seite angeordnet, also an der dem Elektronikkasten 18 zugewandten Stirnseite des Stators 14. Der Elektronikkasten 18 weist Schneid-Klemm-Verbindungs-Elemente (SKV- Elemente) 20 zur elektrischen Kontaktierung des Stators 14 auf. Auf der Isoliermaske 10 sind als Kontaktierelemente 21 Taschen 22 für die Schneid- Klemm-Verbindungen (SKV-Taschen) ausgebildet, in welche der Wickeldraht eingelegt wird. In diese SKV-Taschen 22 können die korrespondierenden SKV- Elemente 20 eingesteckt werden, mittels denen die elektrischen Wicklungen des Stators 14 kontaktiert werden. Die Isoliermaske 10 weist beispielhaft vier Kontaktierelemente 21 auf, siehe Figur 2. Furthermore, the electrical machine 10 has an electronics box 18 . Electronics box 18 has electronics, in particular power electronics, which are provided for controlling stator coils of stator 14 . The insulating mask 10 is arranged, for example, on the electronics side, ie on the end face of the stator 14 facing the electronics box 18 . Pockets 22 for the insulation displacement connections (SKV pockets) are formed as contacting elements 21 on the insulating mask 10, into which the winding wire is inserted. The corresponding SKV elements 20 can be inserted into these SKV pockets 22, by means of which the electrical windings of the stator 14 are contacted. The insulating mask 10 has, for example, four contacting elements 21, see Figure 2.
Beispielhaft ist die elektrische Maschine 12 als eine EC-Maschine mit 6/4 Motortopologie ausgebildet, daher weist der Stator 14 sechs Statorzähne 24, welche jeweils an einem Statorsegment 26 angeordnet sind. Der nicht abgebildete Rotor weist vier Pole auf. By way of example, the electrical machine 12 is designed as an EC machine with a 6/4 motor topology, which is why the stator 14 has six stator teeth 24 which are each arranged on a stator segment 26 . The rotor, not shown, has four poles.
Figur 2 zeigte eine Detailansicht der Isoliermaske 10 des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels. Die Isoliermaske 10 weist beispielhaft sechs Einzelmasken 28 auf, welche mit Verbindungselementen 30 miteinander verbunden sind. Figur 3 zeigt die Isoliermaske 10 in einer axialen Draufsicht und auf den Stator 14 montiert. Wie deutlich zu erkennen ist, sind die Einzelmasken 28 um einen gedachten Statormittelpunkt 32 angeordnet. FIG. 2 shows a detailed view of the insulating mask 10 of the exemplary embodiment illustrated in FIG. The insulating mask 10 has, for example, six individual masks 28 which are connected to one another with connecting elements 30 . FIG. 3 shows the insulating mask 10 in an axial plan view and mounted on the stator 14. FIG. As can be seen clearly, the individual masks 28 are arranged around an imaginary center point 32 of the stator.
Im in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungselemente 30 in einem ersten Zustand und halten die Einzelmasken 28 auf einem ersten tangentialen Abstand 36. Der erste tangentiale Abstand 36 beträgt beispielhaft von einer tangentialen Erstreckung 38 der Einzelmaske 28 bzw. des Jochabschnitts. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the connecting elements 30 are in a first state and hold the individual masks 28 at a first tangential distance 36. The first tangential distance 36 is, for example, from a tangential extension 38 of the individual mask 28 or of the yoke section.
Der Stator 14 weist mehrere Statorsegmente 26 auf, beispielsweise sechs, welche jeweils einen Statorzahn 24 aufweisen. Die Statorsegmente 26 bilden einen Statorgrund körper 34. Der Außendurchmesser des Statorgrund körpers ist beispielsweise kleiner als 35 mm. Im in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Statorsegmente 26 beispielhaft T-förmig ausgebildet und weisen radial außen einen Jochbereich aufweisen, von dem sich radial nach innen der Statorzahn 24 mit einem Zahnschaft erstreckt. Am radial inneren Ende der Zahnschäfte sind Zahnfüße ausgebildet, die dann die Magnetpole für den radial innerhalb des Stators 14 gelagerten Rotor ausbilden.The stator 14 has a plurality of stator segments 26 , for example six, which each have a stator tooth 24 . The stator segments 26 form a stator base body 34. The outer diameter of the stator base body is for example less than 35 mm. In the exemplary embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the stator segments 26 are T-shaped, for example, and have a yoke area radially on the outside, from which the stator tooth 24 with a toothed shaft extends radially inward. Tooth bases are formed at the radially inner end of the tooth shafts, which then form the magnetic poles for the rotor mounted radially inside the stator 14 .
In Figur 2 sind die Einzelmasken 28 auf den Statorsegmenten 26 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Einzelmasken 28 radial außen einen Jochabschnitt 40 auf, welcher weitgehend die axiale Stirnseite des Jochbereichs des Statorsegments 26 überdeckt. The individual masks 28 are arranged on the stator segments 26 in FIG. In the exemplary embodiment shown, the individual masks 28 have a yoke section 40 radially on the outside, which largely covers the axial end face of the yoke area of the stator segment 26 .
Darunter, dass ein Element eine Fläche weitgehend überdeckt, soll insbesondere verstanden werden, dass das Element die Fläche zu wenigstens 80%, bevorzugt wenigstens 90%, besonders bevorzugt wenigstens 95% überdeckt. The fact that an element largely covers an area is to be understood in particular to mean that the element covers the area by at least 80%, preferably at least 90%, particularly preferably at least 95%.
Vom Jochabschnitt 40 aus erstreckt sich radial nach innen ein Zahnabschnitt 42, welcher weitgehend die axiale Stirnseite des Statorzahns 24 abdeckt. A tooth section 42 extends radially inward from the yoke section 40 and largely covers the axial end face of the stator tooth 24 .
Beispielhaft weist der Zahnabschnitt 42 auch jeweils zwei Bereiche auf, welche sich entlang einer Axialrichtung auf beiden Seiten des Statorzahns 24 erstrecken, siehe Figur 2. In der axialen Draufsicht sind die Einzelmasken 28 beispielhaft T- förmig ausgebildet, passend zur Geometrie der Stirnseite der Statorsegmente 26, siehe Figur 3. For example, the tooth section 42 also has two areas each, which extend along an axial direction on both sides of the stator tooth 24, see Figure 2. In the axial plan view, the individual masks 28 are, for example, T-shaped, matching the geometry of the end face of the stator segments 26 , see Figure 3.
Die Jochabschnitte 40 definieren einen gedachten ersten Radius 44 um den gedachten Statormittelpunkt 32, wobei der erste Radius 44 den kleinsten Abstand der Jochabschnitte 40 zum Statormittelpunkt 32 definiert. Weiterhin definieren die Jochabschnitte 40 auch einen gedachten zweiten Radius 46 um den gedachten Statormittelpunkt 32, wobei der zweite Radius 46 den größten Abstand der Jochabschnitte 40 zum Statormittelpunkt 32 definiert. The yoke sections 40 define an imaginary first radius 44 around the imaginary stator center 32 , the first radius 44 defining the smallest distance between the yoke sections 40 and the stator center 32 . Furthermore, the yoke sections 40 also define an imaginary second radius 46 around the imaginary stator center 32 , the second radius 46 defining the greatest distance between the yoke sections 40 and the stator center 32 .
Die Verbindungselemente 30 sind weitgehend außerhalb vom zweiten Radius 46. Beispielhaft sind die Verbindungselemente 30 U-förmig bzw. nach Art einer Schlaufe ausgebildet. Beispielhaft ist das Verbindungselement 30 weitgehend vollständig außerhalb des zweiten Radius 46 angeordnet und stellt damit einen herausragenden Abschnitt 48 des Verbindungselements 30 dar. Die Verbindungselemente 30 kontaktieren jeweils zwei Einzelmaske 28 am radial äußeren Rand der Jochabschnitte 40. Dabei kontaktieren die Verbindungselemente 30 jeweils beispielhaft unmittelbar an von zwei zueinander benachbarten Einzelmasken 28 zueinander gerichteten tangentialen Seiten der jeweiligen Jochabschnitte 40. Von einem Jochabschnitt 40 einer Einzelmaske ausgehend erstreckt sich das in Figur 3 gezeigte Verbindungselement 30 zunächst radial nach außen und weist dann über den ersten tangentialen Abstand 36 einen halbkreisbogenförmigen Verlauf in Richtung der benachbarten Einzelmaske 28 auf und erstreckt sich dann entgegen der Radialrichtung auf den Jochabschnitt 40 der benachbarten Einzelmaske 28 und verbindet sich mit dieser. Die in den Figuren 2 und 3 gezeigten schlaufenartigen Verbindungselemente 30 mit nach radial außen herausragenden Abschnitt 48 sind einfach abschneidbar bzw. abstanzbar bzw. abtrennbar. The connecting elements 30 are largely outside of the second radius 46. For example, the connecting elements 30 are U-shaped or designed in the manner of a loop. Connection element 30 is an example arranged largely completely outside of the second radius 46 and thus represents a protruding section 48 of the connecting element 30. The connecting elements 30 each make contact with two individual masks 28 on the radially outer edge of the yoke sections 40. The connecting elements 30 each contact, for example, directly on two adjacent individual masks 28 mutually directed tangential sides of the respective yoke sections 40. Starting from a yoke section 40 of an individual mask, the connecting element 30 shown in Figure 3 initially extends radially outwards and then has a semicircular course over the first tangential distance 36 in the direction of the adjacent individual mask 28 and then extends counter to the radial direction onto the yoke section 40 of the adjacent individual mask 28 and connects to it. The loop-like connecting elements 30 shown in FIGS. 2 and 3 with a section 48 projecting radially outwards can be easily cut off or punched off or detached.
Die in den Figuren 2 und 3 gezeigte Isoliermaske 10 ist insbesondere für ein Verfahren zur Herstellung eines Stators 14 geeignet, bei welchem die Isoliermaske 10 in einem Unterprozessschritt beim Bewickeln der Statorzähne 24 in einer Nadelwickel-Maschine bzw. Nadelwickel-Anlage oder direkt nach dem Bewickeln getrennt werden. Beispielsweise könnte das Verfahren zur Herstellung des Stators 14 wie folgt aussehen: Einsetzten der Pre-Cut Statorgrund körpers 34 im umgetrennten Zustand in ein Trennwerkzeug und Vereinzeln der Pre-Cut Statorsegmente 26, beispielsweise durch Doppelkeile pro Wickelraum zwischen den Statorzähnen 24. Im nächsten Schritt wird die erste untere bzw. der Elektronik-Seite gegenüberliegende Isoliermaske 10 ohne Kontaktierelemente 21 ins Nadel-Wickelwerkzeug gesetzt und anschließend die getrennten Statorsegmente 26 in diese untere Isoliermaske 10 eingesetzt. Im nächsten Schritt wird die zweite, obere elektronikseitige Isoliermaske 10 mit Kontaktierelementen 21 auf die Statorsegmente 26 aufgesetzt. Anschließend werden die Statorzähne 24 mit Nadelwickel bewickelt und die Einzelmasken 28 aufgetrennt, indem beispielsweise die Verbindungselemente 30 durch ein Schneid- oder Stanzwerkzeug durchtrennt bzw. abgetrennt werden. Diese bewickelten Segmente können nun in einer Stator-Zusammenbau-Anlage zum Stator zusammengefügt und fixiert werden. The insulating mask 10 shown in Figures 2 and 3 is particularly suitable for a method for manufacturing a stator 14, in which the insulating mask 10 in a sub-process step when winding the stator teeth 24 in a needle winding machine or needle winding system or directly after winding to be separated. For example, the method for manufacturing the stator 14 could be as follows: inserting the pre-cut stator body 34 in the split state into a cutting tool and separating the pre-cut stator segments 26, for example by double wedges per winding space between the stator teeth 24. The next step is the first lower insulating mask 10 or the one opposite the electronics side is placed in the needle winding tool without contacting elements 21 and then the separate stator segments 26 are inserted into this lower insulating mask 10 . In the next step, the second, upper electronics-side insulating mask 10 with contacting elements 21 is placed on the stator segments 26 . Subsequently, the stator teeth 24 are wound with needle windings and the individual masks 28 are separated by, for example, the connecting elements 30 being severed or severed using a cutting or stamping tool. This wound segments can now be assembled and fixed in a stator assembly system to form the stator.
Figur 4 zeigt eine Variante der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsform der Isoliermaske 10. Die in Figur 4 gezeigte Isoliermaske 10 hat im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften und Merkmale wie die Isoliermaske aus Figur 3, der Hauptunterschied ist die Form des Verbindungselements 30. Beispielhaft ist das Verbindungselement 30 weitgehend vollständig außerhalb des zweiten Radius 46 angeordnet und stellt damit einen herausragenden Abschnitt 48 des Verbindungselements 30 dar. Die Verbindungselemente 30 kontaktieren jeweils zwei Einzelmaske 28 am radial äußeren Rand der Jochabschnitte 40. Dabei kontaktieren die Verbindungselemente 30 jeweils beispielhaft unmittelbar an von zwei zueinander benachbarten Einzelmasken 28 zueinander gerichteten tangentialen Seiten der jeweiligen Jochabschnitte 40. Von einem Jochabschnitt 40 einer Einzelmaske 28 ausgehend erstreckt sich das in Figur 4 gezeigte Verbindungselement 30 zunächst radial nach außen und weist dann zunächst einen viertel kreisbogenförmigen Verlauf auf, welcher in einen geraden Abschnitt übergeht, welche sich im Wesentlichen in tangentialer Richtung erstreckt. Anschließend folgt ein viertelkreisbogenförmiger Verlauf des Verbindungselements 30, welcher in einen Abschnitt führt, welcher sich dann entgegen der Radialrichtung auf den Jochabschnitt 40 der benachbarten Einzelmaske 28 hin erstreckt und mit sich dieser kontaktiert bzw. verbindet. Auf diese Weise haben die in Figur 4 gezeigten Verbindungselemente 30 eine vergleichbare Erstreckung in Radialrichtung wie die Verbindungselemente in Figur 3, haben jedoch eine deutlich größere tangentiale Erstreckung. Damit kann auch ein größerer tangentialer Abstand 36 der Einzelmasken 28 zueinander bereitgestellt werden. Beispielhaft beträgt im ersten Zustand der Verbindungselemente 30 der tangentiale Abstand 36 in der in Figur 4 gezeigten Variante 70% der tangentialen Erstreckung 38 der Einzelmaske 28 bzw. des Jochabschnitts 40. Figure 4 shows a variant of the embodiment of the insulating mask 10 shown in Figures 2 and 3. The insulating mask 10 shown in Figure 4 has essentially the same properties and features as the insulating mask from Figure 3, the main difference being the shape of the connecting element 30. By way of example the connecting element 30 is arranged largely completely outside of the second radius 46 and thus represents a protruding section 48 of the connecting element 30. The connecting elements 30 each make contact with two individual masks 28 on the radially outer edge of the yoke sections 40. The connecting elements 30 each make contact directly on von two adjacent individual masks 28 mutually tangential sides of the respective yoke sections 40. Starting from a yoke section 40 of an individual mask 28, the connecting element 30 shown in FIG scurved course, which merges into a straight section, which extends essentially in the tangential direction. This is followed by a course of the connecting element 30 in the shape of a quarter circle, which leads into a section which then extends counter to the radial direction towards the yoke section 40 of the adjacent individual mask 28 and contacts or connects with it. In this way, the connecting elements 30 shown in FIG. 4 have a comparable extent in the radial direction to the connecting elements in FIG. 3, but have a significantly greater tangential extent. A greater tangential distance 36 of the individual masks 28 from one another can thus also be provided. For example, in the first state of the connecting elements 30, the tangential distance 36 in the variant shown in Figure 4 is 70% of the tangential extension 38 of the individual mask 28 or of the yoke section 40.
Die in Figur 4 gezeigten schlaufenartigen bzw. bügelartigen Verbindungselemente 30 mit nach radial außen herausragenden Abschnitt 48 können sind einfach abschneidbar bzw. abstanzbar bzw. abtrennbar. Der gegenüber der Variante in Figur 3 größere tangentiale Abstand 36 ermöglicht ein einfacheres Nadelwickeln, da das Wickelwerkzeug bzw. die Wickeldüse mehr tangentialen Raum zwischen den Statorzähnen 24 zur Verfügung hat. Vorteilhaft ist in solchen Varianten der durch die Verbindungselemente 30 hergestellte erste tangentiale Abstand 36 so gewählt, dass er dem notwendigen Abstand im Nadelwickelprozess entspricht. Vorteilhaft ist der erste tangentiale Abstand 36 so groß, dass die Nadelwickeldüse den tangentialen Zwischenraum zwischen den Statorzähnen 24 durchfahren kann und um den Statorzahn 24 mit der maximalen Windungszahl bewickeln kann und auch danach noch genug Raum ist, dass die Düse zwischen den bewickelten Zähnen durchfahren kann. The loop-like or bow-like connecting elements 30 shown in Figure 4 with a radially outwardly projecting section 48 can be easily cut off or punched off or separated. The larger tangential distance 36 compared to the variant in FIG. 3 enables simpler needle winding since the winding tool or the winding nozzle has more tangential space between the stator teeth 24 available. In such variants, the first tangential distance 36 produced by the connecting elements 30 is advantageously chosen such that it corresponds to the necessary distance in the needle winding process. The first tangential distance 36 is advantageously large enough that the needle winding nozzle can pass through the tangential gap between the stator teeth 24 and wind around the stator tooth 24 with the maximum number of turns and even then there is still enough space for the nozzle to pass between the wound teeth .
Figur 5 zeigt die Isoliermaske 10 aus Figur 4 montiert auf die Statorsegmente 26 und mit bereits getrennten bzw. entfernten Verbindungselementen 30. Es sind deutlich die Abtrennstellen 50 zu erkennen, welche unmittelbar am radial äußeren Rand der Einzelmasken 28 bzw. am zweiten Radius 46 angeordnet sind. Damit sind die Verbindungselemente 30 in einem zweiten Zustand, in welchem die Einzelmasken 26 einen tangentialen zweiten Abstand 52 zueinander aufweisen, welcher anders ist als der tangentiale erste Abstand 36 im ersten Zustand. Beispielhaft sind die Statorsegmente 26 mit dem Einzelmasken 28 unmittelbar aneinander angeordnet, der tangentiale zweiten Abstand 52 beträgt 22% der tangentialen Erstreckung 38 der Einzelmaske 28 bzw. des Jochabschnitts 40. FIG. 5 shows the insulating mask 10 from FIG. 4 mounted on the stator segments 26 and with the connecting elements 30 already separated or removed . The connecting elements 30 are thus in a second state, in which the individual masks 26 have a tangential second distance 52 from one another, which differs from the tangential first distance 36 in the first state. For example, the stator segments 26 with the individual masks 28 are arranged directly next to one another, the tangential second distance 52 is 22% of the tangential extent 38 of the individual mask 28 or of the yoke section 40.
Figuren 6 zeigt eine weitere Variante der Isoliermaske 10 aus Figur 3. Die in Figur 6 gezeigte Isoliermaske 10 hat im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften und Merkmale wie die Isoliermaske aus Figur 3, der Hauptunterschied ist die Form und Art des Verbindungselements 30. Die Isoliermaske 10 ist mit einem Spritzgussverfahren hergestellt und der Anguss bzw. Anspritzrahmen bildet ein Verbindungselement 30 aus, welches alle Einzelmasken 28 miteinander verbindet. In Figur 6 ist das Verbindungselement 30 bzw. der Anspritzrahmen beispielsweise als radial äußerer Anspritzrahmen ausgebildet. Wie in Figur 6 deutlich zu erkennen ist, weist das Verbindungselement 30a einen Grundrahmen 30a auf, welcher um den gedachten Statormittelpunkt 32 herum verläuft uns außerhalb des zweiten Radius 46 angeordnet. Beispielhaft ist der Grundrahmen 30a hexagonal ausgebildet, wobei jede der sechs Seiten des Grundrahmens einem der sechs Einzelmasken 28 zugeordnet ist. In Varianten mit n Einzelmasken 28 ist es denkbar, dass der Grundrahmen 30a in der Form eines n-Ecks ausgebildet ist. Es sind aber auch andere Geometrien denkbar, beispielsweise ein kreisrund oder weitgehend kreisrund ausgebildeter Grundrahmen 30a. Beispielhaft verlaufen die Seiten des Grundrahmens 30a entlang der Längserstreckungsrichtung bzw. Umfangserstreckungsrichtung der jeweils zugeordneten Einzelmaske 28 bzw. dem zugeordneten Jochabschnitt 40. Figures 6 shows another variant of the insulating mask 10 from Figure 3. The insulating mask 10 shown in Figure 6 has essentially the same properties and features as the insulating mask from Figure 3, the main difference being the shape and type of the connecting element 30. The insulating mask 10 is manufactured using an injection molding process and the sprue or injection frame forms a connecting element 30 which connects all the individual masks 28 to one another. In FIG. 6, the connecting element 30 or the injection frame is designed, for example, as a radially outer injection frame. As can be clearly seen in FIG. 6, the connecting element 30a has a base frame 30a which runs around the imaginary stator center point 32 and is arranged outside the second radius 46 . For example, the base frame 30a has a hexagonal design, with each of the six sides of the base frame being assigned to one of the six individual masks 28 . In variants with n individual masks 28, it is conceivable that the base frame 30a is in the form of an n-gon. However, other geometries are also conceivable, for example a circular or largely circular base frame 30a. For example, the sides of the base frame 30a run along the longitudinal direction or circumferential direction of the respectively assigned individual mask 28 or the assigned yoke section 40.
Das Verbindungselement 30 weist Stege 30b auf. Von jeder Seite des Grundrahmens 30a erstrecken sich beispielhaft jeweils zwei Stege 30b radial nach innen. Beide Stege 30b sind im ersten Zustand mit der ihnen zugeordneten Einzelmaske 28 verbunden. Die Stege 30b kontaktieren die ihnen zugeordnete Einzelmaske 28 am radial äußeren Rand der Jochabschnitte 40. Damit ist das gesamte Verbindungselement 30 weitgehend vollständig außerhalb des zweiten Radius 46 angeordnet und stellt damit einen vollständig herausragenden Abschnitt 48 des Verbindungselements 30 dar. The connecting element 30 has webs 30b. Two webs 30b extend radially inwards from each side of the base frame 30a, for example. In the first state, both webs 30b are connected to the individual mask 28 assigned to them. The webs 30b contact the individual mask 28 assigned to them at the radially outer edge of the yoke sections 40. The entire connecting element 30 is thus arranged largely completely outside of the second radius 46 and thus represents a completely protruding section 48 of the connecting element 30.
Beispielhaft weisen die Stege 30b an der Kontaktstelle zu der Einzelmaske 28 Einschnürungen 54 auf, an welchen die Stege 30b eingeschnürt sind bzw. spitz auf die Einzelmaske 28 zulaufen. Beispielhaft haben die Stege 30b einen runden Querschnitt. Die Einschnürungen 28 sind beispielhaft als Kegelstümpfe ausgebildet, welche mit ihrer Spitze mit einer Einzelmaske 28 verbunden sind. Zusätzlich können die Stege 30b an den Verbindungsstellen zu dem Grundrahmen 30a Sollbruchstellen 56 aufweisen. Damit können die Stege 30b im Fertigungsprozess einfach herausgebrochen werden, so dass der zweite Zustand des Verbindungselement 30, in welchem die Einzelmasken frei bewegbar sind, einfach hergestellt werden kann. In Figur 6 ist eine Isoliermaske 10 abgebildet, in welcher bei zwei Einzelmasken 28 jeweils ein Steg 30b herausgetrennt worden ist. Deutlich zu erkennen sind an der Stelle der herausgelösten Stegs 30b die jeweilige abgetrennte Sollbruchstelle 56 am Grundrahmen 30a sowie eine Abtrennstelle 50 an der Einzelmaske 28. For example, the webs 30b have constrictions 54 at the point of contact with the individual mask 28, at which the webs 30b are constricted or taper to a point on the individual mask 28. By way of example, the webs 30b have a round cross section. The constrictions 28 are designed, for example, as truncated cones, which are connected to an individual mask 28 at their tip. In addition, the webs 30b can have predetermined breaking points 56 at the connection points to the base frame 30a. The webs 30b can thus be easily broken out in the manufacturing process, so that the second state of the connecting element 30, in which the individual masks are freely movable, can be easily produced. FIG. 6 shows an insulating mask 10 in which two individual masks 28 each have a web 30b cut out. Can be clearly seen at the point of detached web 30b, the respective severed predetermined breaking point 56 on the base frame 30a and a separation point 50 on the individual mask 28.
Figur 7 zeigt eine alternative Variante der Isoliermaske 10 aus Figur 6. Auch hier ist das Verbindungselement 30 mit einem Spritzgussverfahren hergestellt, wobei der Anguss ein Verbindungselement 30 ausgebildet, welches alles Einzelmasken 28 miteinander verbindet. Die Ausführung in Figur 7 unterscheidet sich von der Ausführung in Figur 6 dadurch, dass das Verbindungselement 30 nicht als radial äußerer Anspritzrahmen ausgebildet ist, sondern als radial innere Anspritzspinne. Wie in Figur 7 zu erkennen ist, weist das Verbindungselement 30 eine Grundachse 30c auf, welche sich entlang einer gedachten Symmetrieachse bzw. Rotationsachse der Isoliermaske 10 verläuft. Anders formuliert verläuft die Grundachse 30c in Axialrichtung durch den gedachten Statormittelpunkt 32. FIG. 7 shows an alternative variant of the insulating mask 10 from FIG. 6. Here, too, the connecting element 30 is produced using an injection molding process, with the sprue forming a connecting element 30 which connects all the individual masks 28 to one another. The embodiment in FIG. 7 differs from the embodiment in FIG. 6 in that the connecting element 30 is not designed as a radially outer injection frame, but as a radially inner injection spider. As can be seen in FIG. 7, the connecting element 30 has a basic axis 30c, which runs along an imaginary axis of symmetry or axis of rotation of the insulating mask 10. In other words, the basic axis 30c runs in the axial direction through the imaginary stator center 32.
Von der Grundachse 30c am Statormittelpunkt 32 aus erstrecken sich beispielhaft sechs Stege 30b radial nach außen. Jeder Einzelmaske 28 ist beispielhaft ein Steg 30b zugeordnet. Die Stege 30b sind im ersten Zustand jeweils mit der ihnen zugeordneten Einzelmaske 28 verbunden. Die Stege 30b kontaktieren die ihnen zugeordnete Einzelmaske 28 am radial inneren Rand der Zahnschnitte 42 der Isoliermasken. Damit ist das gesamte Verbindungselement 30 weitgehend vollständig innerhalb des ersten Radius 44 angeordnet und stellt damit einen vollständig herausragenden Abschnitt 48 des Verbindungselements 30 dar. For example, six webs 30b extend radially outwards from the basic axis 30c at the stator center point 32 . A web 30b is assigned to each individual mask 28, for example. In the first state, the webs 30b are each connected to the individual mask 28 assigned to them. The webs 30b make contact with the individual mask 28 assigned to them at the radially inner edge of the tooth cuts 42 of the insulating masks. The entire connecting element 30 is thus arranged largely completely within the first radius 44 and thus represents a completely protruding section 48 of the connecting element 30.
Die beiden in den Figuren 6 und 7 gezeigten Varianten von Verbindungselementen 30 als Angusselement aus einem Spritzgussverfahren mit nach radial außen bzw. innen herausragenden Abschnitt 48 sind einfach abschneidbar bzw. abstanzbar bzw. abtrennbar. The two variants of connecting elements 30 shown in FIGS. 6 and 7 as a casting element from an injection molding process with a section 48 projecting radially outwards or inwards can be easily cut off or punched off or separated.
In Figuren 8 und 9 zeigen eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Isoliermaske 10. Die Isoliermaske 10 weist beispielhaft zwölf Einzelmasken 28, welche mit Verbindungselementen 30 miteinander verbunden sind. Eine solche Isoliermaske 10 ist für einen Stator 14 mit zwölf Statorsegmenten 26 bzw. mit zwölf Statorzähnen 24 vorgesehen. Beispielsweise ist ein solcher Stator geeignet für eine Maschine mit einer 12/8, 12/10 oder 12/14-Topologie, also insbesondere mit einem Rotor welcher acht, zehn oder 14 Pole aufweist. FIGS. 8 and 9 show an alternative embodiment of insulating mask 10 according to the invention. Such an insulating mask 10 is for a stator 14 with twelve Stator segments 26 or provided with twelve stator teeth 24. For example, such a stator is suitable for a machine with a 12/8, 12/10 or 12/14 topology, ie in particular with a rotor which has eight, ten or 14 poles.
Figur 8 zeigt eine axiale Draufsicht auf einen Ausschnitt der Isoliermaske 10 mit vier sichtbaren Einzelmasken 28. Figur 9 zeigt eine Detailansicht in Radialrichtung von radial außen auf zwei Einzelmasken 28. Zwei benachbarte Einzelmasken 28 sind jeweils mit zwei Verbindungselementen 30 verbunden.FIG. 8 shows an axial top view of a section of the insulating mask 10 with four visible individual masks 28. FIG.
Wie deutlich zu erkennen ist, weisen die Verbindungselemente 30 in der axialen Draufsicht jeweils eine Verjüngung bzw. Einschnürung 54 auf. In der radialen Seitenansicht weist beispielhaft das obere, näher an der axialen Stirnseite angeordnete Verbindungselement 30 eine Verjüngung bzw. Einschnürung 54 auf. Das hat den Vorteil, dass beide Verbindungselemente 30 mit einem Werkzeug mit einem Schnitt, insbesondere einem axialen Stanzschnitt zu trennen bzw. in einem Schneidwerkzeug in einem Schritt zu zerschneiden. - Vorteilhaft ist dabei zumindest in einer axialen Richtung, besonders vorteilhaft in beiden axialen Richtung ein Freiraum hinter dem jeweiligen Verbindungselement 30 vorgesehen, so dass ein kompletter Durchschlag bzw. Durchschnitt möglich ist. As can be seen clearly, the connecting elements 30 each have a taper or constriction 54 in the axial plan view. In the radial side view, for example, the upper connecting element 30 arranged closer to the axial end face has a tapering or constriction 54 . This has the advantage that both connecting elements 30 can be separated with a tool with one cut, in particular an axial punching cut, or cut in a cutting tool in one step. A free space behind the respective connecting element 30 is advantageously provided at least in one axial direction, particularly advantageously in both axial directions, so that a complete breakdown or sectioning is possible.
Die Einzelmasken 28 sind, ähnlich wie in den hervorgehenden Ausführungsformen, in der axialen Draufsicht T-förmig ausgebildet. Die Einzelmasken 28 weisen radial außen einen Jochabschnitt 40 und einen sich nach radial innen erstreckenden Zahnabschnitt 42 auf. Die Jochabschnitte 40 definieren den gedachten ersten Radius 44 sowie den gedachten zweiten Radius 46 um den gedachten, in den Figuren 8 und 9 nicht abgebildeten Statormittelpunkt 32. Similar to the previous embodiments, the individual masks 28 are T-shaped in the axial plan view. The individual masks 28 have a yoke section 40 radially on the outside and a tooth section 42 extending radially inward. The yoke sections 40 define the imaginary first radius 44 and the imaginary second radius 46 around the imaginary stator center point 32, which is not shown in Figures 8 and 9.
Wie deutlich zu erkennen ist, sind die beiden Verbindungselemente 30 innerhalb vom zweiten Radius 46 und außerhalb von ersten Radius 44 angeordnet. Anders formuliert sind die Verbindungselemente 30 zwischen den zueinander gerichteten tangentialen Seiten der jeweiligen Jochabschnitte 40 von zwei zueinander benachbarten Einzelmasken 28 angeordnet. Die Verbindungselemente 30 erstrecken sich in tangentialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung. Dabei kontaktieren bzw. verbinden die Verbindungselemente 30 jeweils beispielhaft direkt an den zueinander gerichteten tangentialen Seiten der jeweiligen Jochabschnitte 40 der zwei zueinander benachbarten Einzelmasken 28. Auf diese Weise bilden die Verbindungselemente 30 Brücken zwischen den Einzelmasken 28 aus, im gezeigten Ausführungsbeispiel vorteilhaft jeweils zwei Brücken. Der Vorteil einer solchen doppelten oder mehrfachen Zahl von Verbindungselementen 30 zwischen zwei benachbarten Einzelmasken 28 ist die Erhöhung der Stabilität und Verwindungssteifigkeit der gesamten Isoliermaske 10. As can be clearly seen, the two connecting elements 30 are arranged inside the second radius 46 and outside the first radius 44 . In other words, the connecting members 30 are between the mutually facing tangential sides of the respective yoke portions 40 of two mutually adjacent individual masks 28 are arranged. The connecting elements 30 extend in the tangential direction or in the circumferential direction. The connecting elements 30 contact or connect, for example, directly on the mutually directed tangential sides of the respective yoke sections 40 of the two adjacent individual masks 28. In this way, the connecting elements 30 form bridges between the individual masks 28, in the exemplary embodiment shown advantageously two bridges each. The advantage of such a double or multiple number of connecting elements 30 between two adjacent individual masks 28 is the increase in stability and torsional rigidity of the entire insulating mask 10.
Beispielhaft beträgt im ersten Zustand der Verbindungselemente 30 der tangentiale erste Abstand 36 in der in Figur 9 gezeigten Variante 16% der tangentialen Erstreckung 38 der Einzelmaske 28 bzw. des Jochabschnitts 40.For example, in the first state of the connecting elements 30, the tangential first distance 36 in the variant shown in Figure 9 is 16% of the tangential extension 38 of the individual mask 28 or of the yoke section 40.
Der zweite Zustand der Verbindungselemente 30 ist durch Trennen bzw. Zerschneiden der Verbindungselemente 30 hergestellbar. The second state of the connecting elements 30 can be produced by separating or cutting up the connecting elements 30 .
Die in den Figuren 8 und 9 gezeigte Ausführung der Isolationsmaske 10 ist besonders gut für die Verwendung mit einem Pre-Cut Statorgrund körper 34 geeignet. Vorteilhaft können die Verbindungselemente 30 beim Auftrennen des Pre-Cut Statorgrund körpers 34 in einzelne Statorsegmente 34 mit aufgetrennt werden, so dass einseitig oder zweiseitig isolierte Statorsegmente 34 vorliegen und bewickelt werden können. The embodiment of the insulation mask 10 shown in FIGS. 8 and 9 is particularly well suited for use with a pre-cut stator base body 34. Advantageously, the connecting elements 30 can also be separated into individual stator segments 34 when the pre-cut stator base body 34 is separated, so that stator segments 34 insulated on one or both sides are present and can be wound on.
Beispielsweise könnte das Verfahren zur Herstellung des Stators 14 mit der Isoliermaske 10 gemäß den Figuren 8 und 9 wie folgt aussehen: Einsetzten der ersten unteren bzw. der Elektronik-Seite gegenüberliegenden Isoliermaske 10 in ein Trennwerkzeug, einsetzten des Pre-Cut Statorgrundkörpers 34 im umgetrennten Zustand. Im nächsten Schritt wird die zweite, obere elektronikseitige Isoliermaske 10 mit Kontaktierelementen 21 auf den ungetrennten Pre-Cut Statorgrundkörper bzw. dessen zusammenhängenden Statorsegmente 26 aufgesetzt. Anschließend werden die Pre-Cut Statorsegmente 26 vereinzelt, beispielsweise durch das Einführen von Doppelkeile pro Wickelraum zwischen den Statorzähnen 24, wobei die Einzelmasken 28 durch Trennen der Verbindungselemente 30 getrennt werden, beispielsweise durch einen Stanzstempel oder einen Schneidstempel. Bevorzugt erfolgt das Trennen der Einzelmasken 28 im gleichen Prozessschritt wie das Vereinzeln der Pre-Cut Statorsegmente 26 bzw. in einem Unterprozessschritt des Vereinzeins der Pre-Cut Statorsegmente 26. Anschließend werden die vereinzelten und isolierten Statorsegmente 26 in das Nadelwickelwerkzeug eingesetzt und Statorzähne 24 mit bewickelt, bevorzugt im Durchwickelverfahren je nach gewünschten Verschalteprinzip bzw. Wickelschema. Diese bewickelten Statorsegmente 26< können nun in einer Stator-Zusammenbau-Anlage zum Stator zusammengefügt und fixiert werden. For example, the method for producing the stator 14 with the insulating mask 10 according to FIGS. 8 and 9 could be as follows: inserting the first lower insulating mask 10 or the opposite side of the electronics side into a separating tool, inserting the pre-cut stator base body 34 in the separated state . In the next step, the second, upper electronic-side insulating mask 10 with contacting elements 21 is placed on the unseparated pre-cut stator base body or its connected stator segments 26 . Then the pre-cut Stator segments 26 isolated, for example by inserting double wedges per winding space between the stator teeth 24, the individual masks 28 being separated by separating the connecting elements 30, for example by a stamping die or a cutting die. The individual masks 28 are preferably separated in the same process step as the separating of the pre-cut stator segments 26 or in a sub-process step of separating the pre-cut stator segments 26. The separated and insulated stator segments 26 are then inserted into the needle winding tool and stator teeth 24 are also wound , preferably in the through-winding process depending on the desired interconnection principle or winding scheme. These wound stator segments 26< can now be assembled and fixed in a stator assembly plant to form the stator.
Figur 10 zeigt eine Variante der Isoliermaske 10 aus den Figuren 8 und 9. Diese Variante zeichnet sich dadurch aus, dass zwei zueinander benachbarte Einzelmasken 28 mit genau einem Verbindungselement 30 miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement 30 ist zwischen dem ersten Radius 44 und dem zweiten Radius 46 angeordnet, beispielhaft unmittelbar am zweiten Radius 46. Das Verbindungselement 30 erstreckt sich in tangentialer Richtung bzw. in Umfangsrichtung. Dabei kontaktiert bzw. verbindet das Verbindungselement 30 jeweils beispielhaft direkt an den zueinander gerichteten tangentialen Seiten der jeweiligen Jochabschnitte 40 der zwei zueinander benachbarten Einzelmasken 28. Auf diese Weise bildet das Verbindungselemente 30 eine Brücke zwischen den Einzelmasken 28 aus. Beispielhaft ist das Verbindungselement bandförmig ausgebildet, es weist eine axiale Erstreckung 58 in Axialrichtung auf. Beispielhaft beträgt diese axiale Erstreckung 58 etwa 40% des ersten tangentialen Abstandes 36 der Einzelmasken 28. Der erste tangentiale Abstand 36 der Einzelmasken 28 entspricht insbesondere einer tangentialen Erstreckung der Verbindungselements 30 bzw. einer Erstreckung des Verbindungselements 30 in Umfangsrichtung. Der Vorteil eine Verbindungselements 30 mit einer ausreichenden Erstreckung 58 in Axialrichtung liegt darin, dass auf diese Weise die Stabilität und Verwindungssteifigkeit der gesamten Isoliermaske 10 erhöht werden kann. FIG. 10 shows a variant of the insulating mask 10 from FIGS. 8 and 9. This variant is characterized in that two individual masks 28 that are adjacent to one another are connected to one another with precisely one connecting element 30 . The connecting element 30 is arranged between the first radius 44 and the second radius 46, for example directly at the second radius 46. The connecting element 30 extends in the tangential direction or in the circumferential direction. The connecting element 30 makes contact or connects, for example, directly on the mutually directed tangential sides of the respective yoke sections 40 of the two adjacent individual masks 28. In this way, the connecting element 30 forms a bridge between the individual masks 28. By way of example, the connecting element is designed in the form of a strip, it has an axial extension 58 in the axial direction. For example, this axial extension 58 is about 40% of the first tangential distance 36 of the individual masks 28. The first tangential distance 36 of the individual masks 28 corresponds in particular to a tangential extension of the connecting element 30 or an extension of the connecting element 30 in the circumferential direction. The advantage of a connecting element 30 with a sufficient extension 58 in the axial direction is that in this way the stability and torsional rigidity of the entire insulating mask 10 can be increased.
Im in Figur 10 gezeigten Beispiel weist die Isoliermasek 10 beispielhaft zwölf Einzelmasken 28 auf, welche für die Verwendung mit zwölf Statorsegmenten 26 bzw. zwölf Statorzähnen 24 vorgesehen ist. Abgebildet ist die elektronikseitige Isoliermaske 10. Die Isoliermaske 10 weist insbesondere sieben Kontaktierelemente 21 auf, welche auf den jeweiligen Jochabschnitten 40 von sieben Einzelmasken 28 angeordnet ist. Beispielhaft sind in der Variante auf Figur 10 die Kontaktierelemente 21 als Insulation-Displacement-Connection (IDC)-Taschen ausgebildet. IDC-Taschen sind besondere SKV-Taschen 22, welche eine gasdichte Verbindung zwischen Lackdraht und einem Schneidklemmterminal sicherstellen und damit eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung. Vorteilhaft kann die in Figur 10 dargestellte Isoliermaske 10 mit einem Spritzgussverfahren hergestellt werden, bei welcher die Isoliermaske 10 von innen angespritzt wird. In the example shown in FIG. 10, the insulating mask 10 has twelve individual masks 28, which are provided for use with twelve stator segments 26 and twelve stator teeth 24, respectively. The insulating mask 10 on the electronics side is shown. The insulating mask 10 has, in particular, seven contacting elements 21 which are arranged on the respective yoke sections 40 of seven individual masks 28 . By way of example, in the variant in FIG. 10, the contacting elements 21 are designed as insulation displacement connection (IDC) pockets. IDC pockets are special SKV pockets 22, which ensure a gas-tight connection between enameled wire and an insulation displacement terminal and thus a particularly reliable electrical connection. The insulating mask 10 shown in FIG. 10 can advantageously be produced using an injection molding process, in which the insulating mask 10 is sprayed on from the inside.
Zur Veranschaulichung der Schritte eines Herstellungsverfahrens für einen Stator 14 zeigen die Figuren 11 bis 13 die Isoliermaske 10 aus Figur 10 zusammen mit dem Statorgrund körper 34 in unterschiedlichen Phasen des Verfahrens. To illustrate the steps of a manufacturing method for a stator 14, FIGS. 11 to 13 show the insulating mask 10 from FIG. 10 together with the stator base body 34 in different phases of the method.
In Figur 11 liegt der Statorgrundkörper 34 bereits in Form von einzelnen bzw. vereinzelten Statorsegmenten 26 vor, auf welchen von einer axialen Stirnseite die elektronikseitige Isoliermaske 10a angeordnet ist und auf der anderen axialen Stirnseite die elektronikabgewandte Isoliermaske 10b. Die elektronikseitige Isoliermaske 10a entspricht der in Figur 10 gezeigten Isoliermaske 10 und weist die Kontaktierelemente 21 auf. Die elektronikabgewandte Isoliermaske 10b ist weitgehend so aufgebaut wir die elektronikseitige Isoliermaske 10a, aber ohne die Kontaktierelemente 21. Beide Isoliermasken 10a, 10b weisen Einzelmasken 28a, 28b auf, welche jeweils mit Verbindungselementen 30a, 30b verbunden sind. Daher sind zwei benachbarte Statorsegmente 26 insgesamt mit zwei Verbindungselementen 30 verbunden, einem elektronikseitigen Verbindungselement 30a von der elektronikseitigen Isoliermaske 10a sowie mit einem elektronikabgewandten Verbindungselement 30b von der elektronikabgewandten Isoliermaske 10b. In FIG. 11, the stator base body 34 is already present in the form of individual or isolated stator segments 26, on which the electronics-side insulating mask 10a is arranged on one axial end face and the electronics-facing insulating mask 10b on the other axial end face. The electronics-side insulating mask 10a corresponds to the insulating mask 10 shown in FIG. The insulating mask 10b facing away from the electronics is constructed largely like the insulating mask 10a on the electronics side, but without the contacting elements 21. Both insulating masks 10a, 10b have individual masks 28a, 28b, which are each connected to connecting elements 30a, 30b. Therefore, two adjacent stator segments 26 are connected in total with two connecting elements 30, one on the electronics side Connecting element 30a from the electronics-side insulating mask 10a and to a connecting element 30b facing away from the electronics from the insulating mask 10b facing away from the electronics.
In Figur 11 sind die Verbindungselemente 30 in einem ersten Zustand in welchem die Isoliermasken 10 und damit die Statorsegmente 26 einen ersten tangentialen Abstand 36 zueinander aufweisen. In diesem Zustand liegen die Isoliermasken 10 und Statorsegmente 26 beispielhaft im Wickelwerkzeug vor.In FIG. 11, the connecting elements 30 are in a first state in which the insulating masks 10 and thus the stator segments 26 are at a first tangential distance 36 from one another. In this state, the insulating masks 10 and stator segments 26 are present in the winding tool, for example.
Der erste Abstand 36 ermöglicht ein Bewicklen der Statorzähne 24 durch Nadelwickeln. Der tangentiale erste Abstand 36 ist ein tangentialer Wickel- Abstand 60. The first clearance 36 allows the stator teeth 24 to be wound by needle winding. The tangential first distance 36 is a tangential winding distance 60.
Figur 12 zeigt die Satorsegmente 26 nach dem Bewickeln und Durchtrennen der Verbindungselemente 30. Zur Veranschaulichung der Abstände ist der Wickeldraht nicht abgebildet. Die Verbindungselemente 30 wurde beispielsweise im Wickelwerkzeug ausgestanzt. Nach dem Durchtrennen der Verbindungselemente 39 sind diese in einem zweiten Zustand in welchem der Abstand zwischen den Einzelmasken veränderbar ist. Noch haben in Figur 12 die bewickelten Statorsegmente 26 mit den Einzelmasken 28 zueinander den tangentialen ersten Zustand 36, dieser ist jedoch jetzt veränderbar. FIG. 12 shows the stator segments 26 after the winding and severing of the connecting elements 30. The winding wire is not shown to illustrate the distances. The connecting elements 30 were punched out in the winding tool, for example. After the connecting elements 39 have been severed, they are in a second state in which the distance between the individual masks can be changed. In FIG. 12, the wound stator segments 26 with the individual masks 28 are still in the tangential first state 36 to one another, but this can now be changed.
Figur 13 zeigt die bewickelten Statorsegmente 26 nach dem Schritt des radialen Zusammendrückens der Statorsegmente 26. Zur Veranschaulichung der Abstände ist auch in Figur 13 der Wickeldraht nicht abgebildet. Nun liegen die Statorsegmente 26 dicht aneinander, der tangentiale zweite Abstand 52 ist weitgehend Null. Der tangentiale zweite Abstand 52 ist insbesondere ein End- Abstand 62. In den nächsten Verfahrensschritt könnten die Statorsegmente 26 mechanisch verbunden bzw. fixiert werden. FIG. 13 shows the wound stator segments 26 after the step of radially compressing the stator segments 26. To illustrate the distances, the winding wire is not shown in FIG. 13 either. Now the stator segments 26 are close together, the tangential second distance 52 is largely zero. The tangential second distance 52 is in particular an end distance 62. In the next method step, the stator segments 26 could be mechanically connected or fixed.
Figur 14 zeigt die Statorsegmente 26 mit den beiden Isoliermasken 10 aus der Variante in Figur 11 in einem Zustand nach dem Bewickeln und vor dem Trennen der Verbindungselemente 30. Wie deutlich zu erkennen ist, sind die Statorzähne 24 mit einem Wickeldraht 63 bewickelt nach Art einer Einzelzahnwicklung. Beispielhaft hat der Wickeldraht 63 einen Drahtdurchmesser von etwa 1 mm. Die in Figur 14 gezeigte Drahtführung entspricht beispielhaft einer Delta 2-fach Parallelverschaltung. Die Wicklungen der unterschiedlichen Statorzähne 24 sind mit einem Verbindungsdraht 64 verbunden, welcher sich zumindest abschnittsweise in Tangentialrichtung bzw. Umfangsrichtung erstreckt. Nach dem Bewickeln werden die Statorsegmente 26 radial zusammengedrückt, bis ein End-Zustand mit einem End-Abstand 62 wie beispielsweise in Figur 13 gezeigt, erreicht ist. Dazu weist das Wickelwerkzeug beispielhaft Biegefinger 65 auf, welche radial außen zwischen den Statorsegmenten 26 angeordnet werden. Beim radialen Zusammendrücken der Statorsegmente 26 bewegen sich die Biegefinger 65 radial nach innen auf den gedachten Statormittelpunkt 32 zu und biegen dabei die Verbindungsdrähte 64 radial nach innen. Auf diese Weise stehen die Verbindungsdrähte 64 nicht nach außen über. FIG. 14 shows the stator segments 26 with the two insulating masks 10 from the variant in FIG. 11 in a state after the winding and before the connection elements 30 have been separated single tooth winding. For example, the winding wire 63 has a wire diameter of about 1 mm. The wire routing shown in FIG. 14 corresponds, for example, to a delta 2-fold parallel connection. The windings of the different stator teeth 24 are connected to a connecting wire 64 which extends at least in sections in the tangential direction or circumferential direction. After winding, the stator segments 26 are compressed radially until a final condition with a final spacing 62 as shown in FIG. 13, for example, is reached. For this purpose, the winding tool has, for example, bending fingers 65 which are arranged radially on the outside between the stator segments 26 . When the stator segments 26 are pressed together radially, the bending fingers 65 move radially inward towards the imaginary stator center 32 and thereby bend the connecting wires 64 radially inward. In this way, the connecting wires 64 do not protrude to the outside.
Figur 15 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Isoliermaske 10. Diese ist strukturell sehr ähnlich zu der Isoliermaske 10 aus den Figuren 10 bis 14 und weist beispielhaft auch zwölf Einzelmasken 28 auf. Der wesentliche Unterschied ist, dass die Verbindungselemente 30 zwischen den Einzelmasken als Filmscharniere 66 ausgebildet sind. In Figur 15 sind die Filmscharniere 66 im zusammengeklappten ersten Zustand, in welchem die Einzelmasken 28 der tangentialen ersten Abstand 36 zueinander aufweisen. Der tangentiale erste Abstand 36 entspricht hier dem End-Abstand 62. FIG. 15 shows a further embodiment of the insulating mask 10 according to the invention. This is structurally very similar to the insulating mask 10 from FIGS. 10 to 14 and also has twelve individual masks 28 by way of example. The essential difference is that the connecting elements 30 between the individual masks are designed as film hinges 66 . In FIG. 15, the film hinges 66 are in the folded first state, in which the individual masks 28 are at the tangential first distance 36 from one another. The tangential first distance 36 here corresponds to the final distance 62.
Diese Variante der Isoliermaske 10 ist besonders geeignet für Pre-Cut Statorgrund körper 34. In Figur 15 ist die Isoliermaske 10 auf einem Pre-Cut Statorgrundkörper 34 mit noch nicht getrennten Statorsegmenten 26 angeordnet. Beim Trennen der Statorsegmente 26 kann sich das Filmscharnier 66 zumindest teilweise öffnen. Nach dem Vereinzeln können die Filmscharniere 66 für das Wickeln vollständig geöffnet werden. Figur 16 zeigt eine Variation der Isoliermaske 10 aus Figur 15, welche beispielhaft nur sechs Einzelmasken 28 für einen Stator 14 mit sechs Statorsegmenten 26 aufweist, aber als Verbindungselemente 30 die weitgehend gleichen Filmscharniere 66 aufweist. Figur 16 zeigt die Statorsegmente 26 nach dem Bewickeln. Die Filmscharniere 66 sind aufgeklappt im zweiten Zustand mit einem tangentialen zweiten Abstand 52, welcher dem Wickel-Abstand 60 entspricht und größer ist als der zugeklappte erste Abstand 36. Die Wicklungen der verschiedenen Statorzähne 24 sind mit Verbindungsdrähten 64 verbunden, welcher im aufgeklappten zweiten Zustand der Filmscharniere 66 gespannt ist und den tangentialen Abstand zwischen den Statorsegmenten 26 überbrückt. This variant of the insulating mask 10 is particularly suitable for pre-cut stator base bodies 34. In FIG. 15, the insulating mask 10 is arranged on a pre-cut stator base body 34 with stator segments 26 that have not yet been separated. When separating the stator segments 26, the film hinge 66 can open at least partially. After the separation, the film hinges 66 can be opened completely for the winding. FIG. 16 shows a variation of the insulating mask 10 from FIG. 15, which by way of example has only six individual masks 28 for a stator 14 with six stator segments 26, but has largely the same film hinges 66 as connecting elements 30. FIG. 16 shows the stator segments 26 after winding. the Film hinges 66 are opened in the second state with a tangential second distance 52, which corresponds to the winding distance 60 and is greater than the closed first distance 36. The windings of the various stator teeth 24 are connected to connecting wires 64, which in the opened second state of the film hinges 66 is stretched and the tangential distance between the stator segments 26 is bridged.
Figur 17 zeigt die bewickelten Statorsegmente 26 der Ausführungsform aus Figur 16 nach dem radialen Zusammendrücken der Statorsegmente 36. Die Filmscharniere 66 sind im zusammengeklappten ersten Zustand, so dass die Einzelmasken 28 bzw. Statorsegmente 26 wieder den tangentialen ersten Abstand 36 zueinander aufweisen. Der tangentiale erste Abstand 36 entspricht dem End-Abstand 66. In welchem die Statorsegmente 26 mechanisch verbunden werden können. Die Filmscharniere 66 verbleiben im fertigen, bewickelten Stator 14. Das Filmscharnier 66 als Verbindungselement 30 ermöglicht eine verschnittfreie Prozesskette zur Herstellung des Stators 14. Figur 18 ist eine Detailansicht von Figur 17 und zeigt einFilmscharnier 66. Wie deutlich zu erkennen sind, sind die Verbindungsdrähte 64 in Figur 17 radial nach innen gebogen. Das kann beispielsweise mit Hilfe von Biegefingern 65 des Wickelwerkzeugt erfolgen, wie beispielhaft in Figur 14 dargestellt. FIG. 17 shows the wound stator segments 26 of the embodiment from FIG. 16 after the stator segments 36 have been radially compressed. The tangential first distance 36 corresponds to the final distance 66 at which the stator segments 26 can be mechanically connected. The film hinges 66 remain in the finished, wound stator 14. The film hinge 66 as a connecting element 30 enables a waste-free process chain for the production of the stator 14. Figure 18 is a detailed view of Figure 17 and shows a film hinge 66. As can be clearly seen, the connecting wires 64 in figure 17 bent radially inwards. This can be done, for example, with the help of bending fingers 65 of the winding tool, as shown in FIG. 14 by way of example.
Figur 19 zeigt Detailansichten von zwei Varianten von Einzelmasken 28. Figure 19 shows detailed views of two variants of individual masks 28.
Figur 19A zeigt eine Einzelmaske 28 bei welcher der Zahnabschnitt 42 um eine gedachte, radiale Zahnerstreckungsachse 68 verlaufende Rillen 70 aufweist. Die Rillen 70 sind zum Führen bzw. Verlegen des Wickeldrahts 63 vorgesehen. In Figur 19A verlaufen die Rillen 70 durchgängig um den Zahnabschnitt 42 herum. FIG. 19A shows an individual mask 28 in which the tooth section 42 has grooves 70 running around an imaginary radial axis 68 of tooth extension. The grooves 70 are provided for guiding or laying the winding wire 63 . In FIG. 19A, the grooves 70 are continuous around the tooth portion 42. In FIG.
Figuren 19B und C zeigen eine Variante von Einzelmasken 28 in unterschiedlichen Perspektiven, in welcher Rillen 70 am Zahnabschnitt 42 angeformt sind, welche durch glatte Flächen 72 ohne Rillen 70 unterbrochen sind. Es sind an jeder der beiden sich in Axialrichtung erstreckenden Bereichen eines Zahnabschnitts 42 jeweils zwei glatte Flächen 72 angeordnet. Ein sich in Axialrichtung erstreckenden Bereichen eines Zahnabschnitts 42 ist der Abschnitt des Zahnabschnitts, welcher im montierten Stator 14 in oder an einer Statornut angeordnet sein wird, also in einem tangentialen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Statorzähnen 24. Beispielhaft sind die zwei glatten Flächen 72 auf einem sich in Axialrichtung erstreckenden Bereichen eines Zahnabschnitts 42 durch zwei Rillen 70 voneinander getrennt. Es ist auch denkbar, dass die zwei glatten Flächen 72 durch eine Rille 70 voneinander getrennt sind. Durch eine oder mehrere Rillen 70 zwischen den glatten Flächen 72 haben den Vorteil, dass sie die Einzelmaske 28 versteifen. FIGS. 19B and C show a variant of individual masks 28 in different perspectives, in which grooves 70 are formed on tooth section 42, which are interrupted by smooth surfaces 72 without grooves 70. Two smooth surfaces 72 are arranged on each of the two areas of a tooth section 42 extending in the axial direction. An axially extending portion of a tooth portion 42 is the portion of the tooth section, which in the assembled stator 14 will be arranged in or on a stator slot, i.e. in a tangential gap between two adjacent stator teeth 24. By way of example, the two smooth surfaces 72 on an axially extending region of a tooth section 42 are separated by two grooves 70 Cut. It is also conceivable that the two smooth surfaces 72 are separated from one another by a groove 70 . One or more grooves 70 between the smooth surfaces 72 have the advantage that they stiffen the individual mask 28 .
Die anderen Rillen 70, welche an der axialen Stirnseite des Zahnabschnitts 42, also dem Bereich des Zahnabschnitts 42, welcher dazu vorgesehen ist, die axiale Stirnseite des Statorzahns 24 abzudecken, angeformt sind, enden am Übergangsbereich zum sich in Axialrichtung erstreckenden Bereichen eines Zahnabschnitts 42. Auf diese glatten Flächen 72 können beim Vereinzeln der Statorsegmente 26 die Keile zum Trennen an, insbesondere Doppelkeile. The other grooves 70, which are formed on the axial end face of the tooth section 42, i.e. the area of the tooth section 42 which is intended to cover the axial end face of the stator tooth 24, end at the transition area to the areas of a tooth section 42 extending in the axial direction. When the stator segments 26 are separated, the wedges for separating them, in particular double wedges, can be applied to these smooth surfaces 72 .
Figur 20 zeigt eine alternative Ausführungsform der Isoliermaske 10, in welcher die Kontaktierelemente 21 als Pins 74 für die Aufnahme von Hot-Stacking Haken 76 ausgebildet sind. Figuren 20A und B zeigen zwei Ansichten der Kontaktierelemente 21. An dem Jochabschnitt 40 der Einzelmaske 28 sind zwei sich in Axialrichtung erstreckende Pins 74 angeformt, an welchen ein Wickeldraht 63 bzw. Verlegedraht abgespannt ist, welcher zur Kontaktierung mit einem Hot-Stacking- Haken 76 einer Verschalteplatte vorgesehen ist. Dazu weist die Verschalteplatte einen Hot-Stacking- Haken 76 auf, welcher nach unten bzw. in Richtung des Kontaktierelements 21 geöffnet ist und zum Umgreifen des zwischen den Pins 74 abgespannten Wickeldraht 63 vorgesehen ist. Dazu muss bei der Montage zur Herstellung des Kontakt der Hot-Stacking- Haken 76 um den Wickeldraht 63 zwischen den beiden Pins 74 zugedrückt bzw. zugebogen werden. FIG. 20 shows an alternative embodiment of the insulating mask 10 in which the contacting elements 21 are in the form of pins 74 for receiving hot-stacking hooks 76 . Figures 20A and B show two views of the contacting elements 21. Two pins 74 extending in the axial direction are formed on the yoke section 40 of the individual mask 28, on which a winding wire 63 or laying wire is tensioned, which is used for contacting with a hot-stacking hook 76 a wiring board is provided. For this purpose, the wiring board has a hot-stacking hook 76 which is open downwards or in the direction of the contacting element 21 and is provided for gripping the winding wire 63 tensioned between the pins 74 . For this purpose, the hot-stacking hook 76 must be pressed or bent around the winding wire 63 between the two pins 74 during assembly to establish the contact.
Figuren 21A und B zeigen zwei Ansichten auf eine alternative Variante einer Isoliermaske, bei welcher die Kontaktierelemente 21 als Hot-Stacking-Gabeln 78 ausgebildet sind. Beispielhaft sind die Hot-Stacking-Gabeln 78 nach oben bzw. in Axialrichtung vom Stator 14 weggerichtet. Zur Kontaktierung können die Verbindungsdrähte in die Hot-Stacking-Gabeln 78 eingelegt werden. FIGS. 21A and B show two views of an alternative variant of an insulating mask, in which the contacting elements 21 are designed as hot-stacking forks 78. Exemplary are the hot-stacking forks 78 up and in Axial direction away from the stator 14. The connecting wires can be inserted into the hot-stacking forks 78 for contacting.
Die Figur 22 zeigt eine Detailansicht von Kontaktierelementen 21 einer Isoliermaske 10. Die gezeigte Isoliermaske 10 ist weitgehend so ausgebildet wie die in Figur 2 gezeigte Variante, der wesentliche Unterschied liegt in der Ausbildung der Kontaktierelemente 21. In Figur 22 ist die Isoliermaske 10 bereits auf den Statorelementen 26 bzw. dem Statorgrundkörper 34 angeordnet, die Statorzähne 24 bewickelt und die Statorelemente 26 radial zusammengedrückt, die Verbindungselemente 30 sind abgetrennt. In Figur 22A ist zu besseren Ansicht der Kontaktierelemente 21 der Wickeldraht 63 ausgeblendet. In Figur 22 B sind die Verbindungsdrähte 64 gezeigt. Die Kontaktierelemente 21 sind als SKV-Taschen 22 ausgebildet. Wie deutlich zu sehen ist, weisen die SKV-Taschen 22 einen sich in Axialrichtung erstreckenden Schlitz auf, durch welchen jeweils ein Verbindungsdraht 64 radial durchgeführt ist. Es ist auch zu erkennen, dass die SKV-Taschen 22 Führungsnuten 80 aufweisen, welche zum Führen von Verbindungsdrähten 64 in Umfangsrichtung bzw. Tangentialrichtung vorgesehen sind. Die Führungsnuten 80 sind am radial äußeren Rand der SKV- Taschen angeordnet bzw. am zweiten Radius 46. Insbesondere erstrecken sich die Führungsnuten 80 in Umfangsrichtung bzw. in Tangentialrichtung. Auf diese Weise können insbesondere die Verbindungsdrähte 64 zwischen zwei Wicklungen von zwei unterschiedlichen Statorzähnen 24 aufgespannt werden. Insbesondere ist so eine saubere Führung von Verbindungsdrähten 64 möglich, so dass die Verbindungsdrähte nicht radial nach außen vom Stator 14 abstehen. Figure 22 shows a detailed view of contacting elements 21 of an insulating mask 10. The insulating mask 10 shown is largely designed like the variant shown in Figure 2, the main difference lies in the design of the contacting elements 21. In Figure 22, the insulating mask 10 is already on the Stator elements 26 and the stator body 34 are arranged, the stator teeth 24 are wound and the stator elements 26 are compressed radially, the connecting elements 30 are severed. In FIG. 22A, the winding wire 63 is hidden for a better view of the contacting elements 21. FIG. In Figure 22B the connecting wires 64 are shown. The contacting elements 21 are designed as SKV pockets 22 . As can be clearly seen, the SKV pockets 22 have a slot extending in the axial direction, through which a connecting wire 64 is passed radially in each case. It can also be seen that the SKV pockets 22 have guide grooves 80 which are provided for guiding connecting wires 64 in the circumferential direction or tangential direction. The guide grooves 80 are arranged on the radially outer edge of the SKV pockets or on the second radius 46. In particular, the guide grooves 80 extend in the circumferential direction or in the tangential direction. In this way, in particular, the connecting wires 64 can be stretched between two windings of two different stator teeth 24 . In particular, a clean routing of connecting wires 64 is possible in this way, so that the connecting wires do not protrude radially outwards from the stator 14 .
Einzelne SKV-Taschen 22 weisen drei in Axialrichtung übereinander angeordnete Führungsnuten 80 auf, andere SKV-Taschen 22 weisen zwei in Axialrichtung übereinander angeordnete Führungsnuten 80 auf. Die Anzahl der Führungsnuten 80 richtet sich nach dem gewünschten Wickelschema bzw. Verschaltungsschema. Die SKV-Taschen 22 der in Figur 2 abgebildeten Varianten haben ebenfalls angeformte Führungsnuten 80. In der in Figur 2 gezeigten Varianten weisen die SKV-Taschen 22 beispielhaft vier oder fünf in Axialrichtung übereinander angeordnete Führungsnuten 80 auf. Figur 23 zeigt eine Ansicht auf die SKV-Taschen 22 der in Figur 22 gezeigten Variante unter einem anderen Winkel. Figur 23A zeigt die Verbindungsdrähte 64, in Figur 23B sind die Verbindungsdrähte 64 der Übersicht halber ausgeblendet. Die Verbindungselemente 30 zwischen den Einzelmasken 28 sind vollständig abgetrennt, jedoch sind die Abtrennstellen 50 deutlich zu erkennen. In Figur 23A ist auch deutlich eine Leitplanke 82 zu erkennen, welche sich aus dem Jochabschnitt 40 einer Einzelmaske 28 in Axialrichtung erstreckt. Die Leitplanke 82 weist eine ähnliche Geometrie wie die SKV-Taschen 22 auf, hat jedoch keine Tasche zur Aufnahme einer SKV-Klemme. Die Leitplanke 82 weist Führungsnuten 80 auf und ist zum Führen von Verbindungsdrähten 64 vorgesehen. Individual SKV pockets 22 have three guide grooves 80 arranged one above the other in the axial direction, other SKV pockets 22 have two guide grooves 80 arranged one above the other in the axial direction. The number of guide grooves 80 depends on the desired winding scheme or interconnection scheme. The SKV pockets 22 of the variants shown in FIG. 2 also have guide grooves 80 formed thereon. In the variants shown in FIG. 2, the SKV pockets 22 have, for example, four or five guide grooves 80 arranged one above the other in the axial direction. FIG. 23 shows a view of the SKV pockets 22 of the variant shown in FIG. 22 from a different angle. FIG. 23A shows the connecting wires 64, in FIG. 23B the connecting wires 64 are hidden for the sake of clarity. The connecting elements 30 between the individual masks 28 are completely separated, but the separation points 50 are clearly visible. A crash barrier 82 can also be clearly seen in FIG. 23A, which extends from the yoke section 40 of an individual mask 28 in the axial direction. The crash barrier 82 has a similar geometry to the SKV pockets 22 but does not have a pocket for receiving an SKV clamp. The crash barrier 82 has guide grooves 80 and is provided for guiding connecting wires 64 .
Auch in der in Figur 2 abgebildeten Variante sind deutlich Leitplankten 82 mit Führungsnuten 80 zu erkennen. Wie bereits erläutert, liegt der Vorteil der erfindungsgemäßen Isoliermaske 10, dass diese weniger Kontaktierelemente 21 als Einzelmasken 28 aufweisen kann. Vorteilhaft weisen die Einzelmasken 28 ohne Kontaktierelement 21 eine Leitplanke 82 mit Führungsnuten 80 auf. Die in den Figuren 2 und 4 gezeigten Varianten weisen beispielhaft jeweils sechs Einzelmasken 21 auf und jeweils vier SKV-Taschen 21 und zwei Leitplanken 82. Die in Figur lOgezeigte Variante weist beispielsweise zwölf Einzelmasken 21 auf und sieben SKV-Taschen 21 sowie fünf Leitplanken 82. Crash barriers 82 with guide grooves 80 can also be clearly seen in the variant shown in FIG. As already explained, the advantage of the insulating mask 10 according to the invention is that it can have fewer contacting elements 21 than individual masks 28 . The individual masks 28 without a contacting element 21 advantageously have a crash barrier 82 with guide grooves 80 . The variants shown in Figures 2 and 4 each have, for example, six individual masks 21 and four SKV pockets 21 and two crash barriers 82. The variant shown in Figure 10 has, for example, twelve individual masks 21 and seven SKV pockets 21 and five crash barriers 82.
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