用于连接带状导线端部以及如此制造的定子的方法与流程

本发明涉及一种用于连接电机定子的带状导线端部以及电机的如此制造的定子的方法。

背景技术：

具有不同的设计方案的电机由现有技术已知。为了提供尽可能小结构的电机，尝试提高电机的功率密度。在此已知的是，具有四个扁平面(即两个宽面和两个窄面)的带状导线被使用在定子处，以提高在定子的槽中的填充系数(füllfaktor)。由此，电机可例如以更高的电流来运行，由此可提高驱动功率。在槽之间的线连接以已知的方式布置在绕组头(wickelkopf)中，其中，绕组头沿定子的轴向长度应尽可能短地构造，以确保电机的电磁有效区域占据轴向结构空间的尽可能大的部分。在制造这样的定子时，在卷绕过程(wickelvorgang)或者装配过程之后，自由的带状导线端部必须彼此电连接。这通常如此实现，即，在定子处的带状导线端部首先被去除绝缘，然后借助于激光相互连接。通过沿轴向方向减小绕组头高度，现在产生如下问题：在激光焊接期间，热输入更靠近下述位置，带状导线在该处具有绝缘材料。在此，绝缘材料仅可经受住某一确定的最大温度而不被损坏。因此，迄今去除绝缘材料的带状导线端部必须尽可能长，以减少对带状导线的剩余绝缘材料的热影响。然而这可能导致，对于在完成的定子处的空气隙(luftstrecke)和电气间隙(kriechstrecke)的必要规定不再能够被遵循。因此存在如下必要性：提供电机定子的一种绕组头，其具有尽可能小的轴向结构高度，并且尽管如此可遵循所有必要的电气规定。此外，由de102013006361a1已知一种用于去除圆柱形电导线的绝缘的方法，其中在去除绝缘之后进行机械打毛。

技术实现要素：

带有权利要求1的特征的、用于连接自由的带状导线端部的、根据本发明的方法具有如下优点，即，在带状导线端部去除绝缘的过程中可显著地节省时间。此外得到与相邻线的经改善的绝缘。带状导线端部具有四个侧面，并且每个带状导线端部具有大致矩形的横截面。尤其地，在带状导线的棱角区域处可设置有相对于相邻侧面的经倒圆的过渡。带状导线端部在电机定子处被设置为绕组的部分。在此，根据本发明的方法如此地包括去除设有电气绝缘材料的第一带状导线端部的绝缘的步骤，即，进行带状导线的三个侧面的至少部分去除绝缘。在带状导线的第四侧面处，绝缘材料然而完全保留。因此，在四面的带状导线端部的情形中，一个侧面直至带状导线端部的自由端部完全保持设有绝缘材料。在下一步骤中，然后部分去除绝缘的第一带状导线端部与第二带状导线端部电连接。此外，带状导线具有如下优点，即，在电机定子处的槽的填充系数可被增大，因为由于大致矩形的带状导线，在槽中的空气比例可非常小。

从属权利要求指出了本发明的优选的改进方案。

优选地，带状导线端部的第一侧面和第二侧面直至高度h(由带状导线端部的自由端部出发)仅部分去除绝缘，并且带状导线端部的第三侧面直至高度h被完全去除绝缘。由此，用于去除绝缘的时间需求可被更进一步降低，因为两个侧面仅部分被去除绝缘。备选地，带状导线端部的三个侧面直至高度h被完全去除绝缘。

特别优选地，在其中带状导线端部的两个侧面仅部分被去除绝缘的情形中，在第一和第二侧面处的去除绝缘的面相同大小。进一步优选地，在此在第一和第二侧面处的去除绝缘的面与绝缘的面之间的界线呈弧形地构造，尤其呈圆弧形或呈抛物线形。

特别优选地，第二带状导线端部如第一带状导线端部那样同样在三个侧面处至少部分被去除绝缘。优选地，应彼此连接的第一和第二带状导线端部在此以相同的方式被去除绝缘。

带状导线端部的连接优选在不使用附加材料的情况下进行。该连接特别优选地借助于热接合工艺、尤其是激光来实现。例如co2激光和/或yag（钇铝石榴石）激光可被用作激光。

优选地，激光在此在连接过程期间被往复移动，特别优选地沿带状导线端部的、宽的扁平侧的方向。激光特别优选地为了进行连接而垂直于带状导线端部的自由端部面、也就是说端面来放置。

根据本发明的另一优选的设计方案，大量带状导线端部被彼此串联连接，其中，一列中的第一个和最后的带状导线端部被如此去除绝缘，即，绝缘材料在带状导线端部的三个侧面处至少部分被去除绝缘，而在第四侧面处保留绝缘。在一列中的第一个与最后的带状导线端部之间布置的带状导线端部在四个侧面处被去除绝缘。因此，该列的所有带状导线端部不再必须被完全去除绝缘，而是在该列的第一个和最后的带状导线端部处保留一个带有绝缘的侧面。

此外，本发明涉及一种按照根据本发明的方法制造的电机定子，其包括带状导线连接。该定子特别优选地设有绕组头，并且带状导线连接设置在绕组头的自由的带状导线端部处。在此，自由的带状导线端部优选以两列的形式相对于定子的中轴线同心地布置。

特别优选地，在根据本发明的定子中，相邻的带状导线在此借助于熔化部如此地彼此连接，即，在带状导线端部的绝缘区域至去除绝缘区域的过渡处的每个边界点的距离具有垂直于在该点处的切线被确定的、至熔化部的边界点的距离，其对于所有边界点而言大小相同。由此得出对于连接带状导线的熔化部而言的、椭圆形的边界曲线。

附图说明

下面，在参照附图的情形下对本发明的优选的实施例进行详细描述。其中：

图1示出了电机定子的透视视图，在其中可应用根据本发明的方法，

图2至5示出了定子的、应被彼此连接的带状导线端部的侧视图，

图6示出了两个彼此待连接的带状导线端部的放大的侧视图，

图7示出了在相互连接的状态中的、图6的两个带状导线端部的放大的侧视图，

图8示出了根据本发明的第二个实施例的、在非连接的状态中的两个带状导线端部的示意性的侧视图，且

图9示出了根据本发明的第三个实施例的、在非连接的状态中的一列带状导线端部的示意性的侧视图。

具体实施方式

下面，在参照图1至7的情形下详细描述了定子1和用于连接带状导线端部的根据本发明的方法。

图1示意性地示出了电机的电子1，其具有带有定子槽3的定子铁芯(statorblechpaket)2。在定子槽3中分别布置有电绕组的带状导线导体元件。图1示意性地示出了在完成绕组元件的缠绕或者接合绕组元件之后的状态，其中，一列各两个带状导线端部在尚未连接的状态中布置在定子的轴向端部侧处。

如由图1可见的那样，在此大量第一带状导线端部4和大量第二带状导线端部5分别如此同心地布置，即，包括第一带状导线端部4和第二带状导线端部5的带状导线对并排地布置。为了完成电绕组，现在两个分别彼此相邻布置的带状导线端部必须材料锁合地相互连接。

为了实现该材料锁合的连接，在绕组元件的卷绕过程或者接合过程之前，带状导线在带状导线端部处被去除绝缘。在图2至6中现在示出大量带状导线端部4,5中的每个如何被去除绝缘。图2示意性地以正视图示出了第一带状导线端部4和第二带状导线端部5，其彼此相邻地布置并且应当相互连接。两个带状导线端部4,5被同样地去除绝缘，并且在图2中呈镜像地彼此对置地布置。

带状导线端部4,5中的每个具有四个侧面，即两个宽的扁平侧面41,42和两个窄的扁平侧面43,44。

如由图2和5可见的那样，构成宽的扁平侧面的第一扁平侧面41和第二扁平侧面42被相同地去除绝缘。在图2至6中，去除绝缘的区域以附图标记6来标明，而绝缘的区域以附图标记7来标明。

如由图2和6显而易见的那样，去除绝缘的区域如此地构造，即，去除绝缘的区域6直至高度h(由带状导线端部在宽的扁平侧面处的自由端部出发)仅被部分去除绝缘。第三侧面43直至高度h被完全去除绝缘，而第四侧面44完全不被去除绝缘。在第四侧面44处因此还存在绝缘。

如在图2和5中所示出的那样，在第一扁平侧面41和第二扁平侧面42处绝缘材料被如此地去除，即，在去除绝缘的区域6与绝缘的区域7之间的界线8呈弧形地构造。

因此，根据本发明，带状导线端部的仅一个侧面直至高度h被完全去除绝缘，即第三扁平侧面43；并且带状导线端部的两个侧面仅被部分去除绝缘，即如在图2,5和6中示出的那样，带有呈弧形的界线8。带状导线端部的第四扁平侧面44不被去除绝缘。

在定子中，现在第一和第二带状导线端部4,5如在图2,5,6和7中所示出的那样彼此相对置地布置，更确切地说在相应的窄的扁平侧面处，其直至高度h被完全去除绝缘。在下一步骤中，现在进行两个带状导线端部4,5在分别完全去除绝缘的侧面44处的电连接。相连接的带状导线端部4,5在图7中被示出。

因此根据本发明可实现的是，带状导线端部4,5在所有四个侧面处直至相同的高度的整个端部区域不再必须被去除绝缘，而是仅在三个侧面处进行去除绝缘，其中，其中仅一个侧面被完全去除绝缘而另两个带状导线侧面被部分去除绝缘。在此，优选在绕组元件的卷绕过程或者接合过程之前实现去除绝缘。这尤其还使得准确检查去除绝缘的质量成为可能。

带状导线端部的连接优选借助于激光实现，这如在图2和5中通过双箭头9所示出的那样，通过激光的线性往复移动在带状导线端部4,5的端面处实现。由此得到熔化部10，其优选在每个边界点r处具有直至在去除绝缘的区域6与绝缘的区域7之间的界线8的相同距离a。距离a分别垂直于在界线8处的切线地被测得。

该连接优选借助于激光且在不使用附加材料的情形中实现。由此可非常简单且快速地建立电连接。

为了避免在借助于激光进行连接的步骤期间过高的热输入，激光反复地如通过双箭头9所示出的那样线性地在带状导线端部的端面处被线性往复移动。

熔化部10优选呈椭圆形。

需要注意的是，在连接步骤之后，熔化部10和带状导线端部4,5另外的去除绝缘的区域额外地还可利用另一绝缘包围，以避免在不同电相的导体端部之间的火花放电(funkenüberschlag)。

高度h（带状导线端部4的第三侧面43直至该高度被完全去除绝缘的）如此来选择，从而实现两个彼此对齐的相邻的带状导线端部4,5的安全的电连接。

图8示出了根据本发明的第二个优选的实施例的第一和第二带状导线端部4,5。区别于第一个实施例，在第二个实施例的情形中，宽的扁平侧面41,42被完全去除绝缘。窄的第三扁平侧面43又被完全去除绝缘，并且第四扁平侧面44不被去除绝缘，并且因此还具有完全的绝缘。两个带状导线端部4,5的连接又通过用于制造在两个带状导线端部4,5之间的熔化部的激光或类似物的线性运动9实现，如在第一个实施例中那样。

图9示出了根据本发明的第三个实施例的定子的带状导线端部的布置。如由图9显而易见的那样，总共四个带状导线端部成排地且彼此在窄侧处对齐地布置。在此，带状导线端部的成排布置包括第一带状导线端部4、第二带状导线端部5、第三带状导线端部14和第四带状导线端部15。第一带状导线端部4和第二带状导线端部5如在第一个实施例中那样被去除绝缘。这就是说，第一和第二带状导线端部4,5具有两个至少部分去除绝缘的区域和未去除绝缘的区域44以及直至高度h被完全去除绝缘的区域43。第三带状导线端部14和第四带状导线端部15同样相同地被去除绝缘，并且在所有四个侧面处直至高度h被去除绝缘。四个被布置的带状导线端部4,5,14,15的电连接又通过例如用于制造熔化部10的、激光的如通过双箭头9所示出的线性运动实现，以便将四个带状导线端部彼此电连接。第三个实施例应说明如下，即，可能的是大量带状导线端部能够成排地依次布置，其中，第一个和最后的带状导线端部分别按照根据本发明的规定仅在三个侧面处至少部分被去除绝缘。需要注意的是，一列大量带状导线端部的第一个和最后的带状导线端部如同在图8中的第二个实施例中被示出的那样在三个侧面处可被完全去除绝缘，而在第四侧面处不可被去除绝缘。

因此，根据本发明，用于去除带状导线端部的绝缘的步骤的持续时间可被显著降低。因为在定子处大量带状导线端部被去除绝缘，所以通过在去除绝缘步骤中分别被节省的相应较小的时间间隔的总和得到总体上较大的时间节省，这反映在该批量构件的较大成本优势上。经去除绝缘的带状导线的绕组元件的卷绕过程或者接合过程于是能够以常规的方式进行，如同电连接，优选借助于激光。