用于电机的定子、电动机和用于内燃机的增压装置的制作方法

本发明涉及一种用于电机的定子以及一种用于制造用于电机的定子的系统。

背景技术：

1、由一般的现有技术已知，用于电机、例如电动机的定子设有塑料包套。此外，已知不同的缠绕技术，其中，将定子绕组缠绕到占位器上并且随后传递到在定子中的预测的位置上被称为拉入缠绕技术。在这种在定子中产生自由绕组的缠绕技术中，目前规定，塑料包套通过浇注(在英语的语言应用中被称为“嵌铸”)无压力地制造。在现有技术中已经确立了浇注定子，但需要数小时的处理时间，处理时间由大量的处理步骤组成，由此大提高了制造成本。制造开始于定子在浇注模具中成形、预热、搅拌、浇注和抽真空。在将构件引入到炉中并且凝胶化之后，将构件再次从炉中取出并且紧接着进行硬化、脱模和去毛刺。

2、由de102011108042a1已知一种用于电机的定子以及一种用于其制造的方法，其中，多个单个齿形部段组装成定子环、相互拉紧并且利用浇注材料至少局部地这样包封，使得构造成定子支架。

3、由de102010064051a1已知一种用于构造绕组支架的绕组支架部件，该绕组支架用于安装到电机的齿结构体上，所述绕组支架部件包括基础部分，其横截面尤其是u形的；绕组支架凸缘，其布置在所述基础部分的端部上；在绕组支架凸缘处布置的定位结构，其用于保持绕组线的接头区段；导向元件，其用于引导绕组线的接头区段中的至少一个接头区段。

4、由ep2256901a2已知一种模制电机，该电机具有柱状的定子和设置在定子的端侧上的电机壳体。所述定子包括：多个磁轭部段，这些磁轭部段沿定子的周向方向；以及模制区段，该区段将多个磁轭部段浇铸。所述电机壳体具有沿着多个磁轭部段的外周边设置的外壁。所述外壁在定子的轴向方向上的高度低于模制件的高度。

5、us7,453,179b2描述了一种无刷直流电机。该电机的定子芯包括环形的后芯和多个t形件，这些t形件与后芯分开制造并且固定在后芯的内周边上。在每个t形件上，定子线圈通过分布式或集中式缠绕方法来缠绕。定子芯和定子线圈由所述t形件构成。

6、由jp4076837b2已知一种绝缘体，在该绝缘体上缠绕有绕组，该绕组在具有旋转磁场的电动机中使用。

技术实现思路

1、从所述现有技术出发，发明人现在已经提出的任务是，提供一种用于电机的定子或者说给出一种用于制造用于电机的定子的方法，所述定子克服了上述问题，从而减少了制造时间并且同时改进了定子包套的热特性。

2、本文包含的各个主题可以在技术上合理的方式相互结合。说明书、尤其是结合附图附加地表征并且详细说明了本发明。

3、根据本发明，提供一种用于电机的定子，

4、该定子围绕轴向方向具有定子叠片组，该定子叠片组在第一轴向端部与第二轴向端部之间的第一注塑包封体中由具有多个槽的第一塑料材料包围，具有第一绕组头和第二绕组头的定子绕组被导入到所述槽中，所述第一绕组头和所述第二绕组头与多个连接触点连接，其中，在第二注塑包封体中第二塑料材料填充围绕定子绕组的槽并且至少遮盖在第一轴向端部处第一绕组头之外的区域和在第二轴向端部处第二绕组头之外的区域。

5、因此，代替迄今为止常见的浇注，定子借助第一注塑包封体和第二注塑包封体来构成。为此，首先利用第一注塑包封体构成由定子叠片组和第一塑料材料组成的一件式组成部分，在该组成部分中布置有用于定子绕组的槽。通过在第一注塑包封体的第一塑料材料中的槽的位置能够产生紧凑的结构，该结构由于将定子绕组引入到槽中而能够实现在轴向方向上更短的结构。更紧凑的结构通过在定子叠片组的端侧上的第一注塑包封体实现。与之相反，在根据现有技术用环氧树脂浇注时为了绝缘必须保持绕组头与定子叠片组之间的距离。

6、在根据本发明的利用塑料的第一注塑包封中，所述端侧上的塑料层形成必要的绝缘部，因此绕组头可以直接成形在端侧上的塑料上，由此定子变得更紧凑。此外，通过第一注塑包封体和第二注塑包封体可以实现在制造时相应较短的循环时间，并且此外通过合适地选择第一或第二塑料材料实现改进的导热性。此外，实现了接触套位置的改善以及污染程度的保持的改善，因为在线材与接触套之间的区域中的绝缘漆被塑料包围。由于线缆引导装置的位置，第一轴向端部或第一绕组头也可以称为电缆侧端部或电缆侧绕组头，并且第二轴向端部或第二绕组头也可以称为非电缆侧端部或非电缆侧绕组头。然而，加些来保留如上给出的名称。

7、根据本发明的一个实施方式，所述槽在轴向方向上布置并且在内侧上敞开地构造，其中，在所述槽中所述定子绕组利用拉入缠绕技术构造为自由绕组。

8、接着这种操作方式，定子的注塑包封与拉入缠绕的技术相组合，从而定子绕组作为自由绕组靠置在连接触点中。这种缠绕技术可以简单且成本有利地制造，因为定子绕组例如可以在相应的占位器上准备，从而使得其接下来可被放置到相应的连接槽中。所述槽在轴向方向上的布置以及以向内敞开的形状能够实现将定子绕组插入到槽中。

9、根据本发明的一个实施方式，所述第二绕组头在第二轴向端部上设有保护罩，该保护罩由第二塑料材料覆盖。

10、虽然可以借助于作为保护覆层的塑料材料覆盖第二轴向端部处的第二绕组头，但形成为单独的插入构件的保护罩在此在机械的或由过程决定的负荷的情况下导致附加的保护。

11、根据本发明的一个实施方式，所述连接触点布置在第一轴向端部上并且固定在定位盘中，该定位盘在第一轴向端部上遮盖定子绕组的第一绕组头。

12、此外，由于连接触点在定位盘中的固定，可以改善连接触点彼此间的以及外部构件的位置精度，这附加地使其它装配步骤变得容易并且导致更少的废品。根据本发明可实现的优点整体上导致在将根据本发明的定子用于电机时成本降低，该电机例如可以是无刷电动机，如其尤其是在汽车技术中例如在电驱动的压缩机或涡轮增压器的领域中经常使用的那样。

13、根据本发明的另一个实施方式，第一塑料材料作为第一注塑包封体并且第二塑料材料作为第二注塑包封体分别以注塑方法来实施。

14、因此，可以在注塑方法中施加所述两种塑料材料，从而在提供相应的注塑模具之后，不仅对于第一注塑包封体而且对于第二注塑包封体，可以以短的循环时间制造根据本发明的定子。

15、根据本发明的另一个实施方式，所述第一塑料材料这样构成，使得定子叠片组在轴向方向上与定子绕组电绝缘，优选通过由第一塑料材料形成的间隔保持件在两个轴向端部处的端面上电绝缘。

16、根据本发明的另一个实施方式，所述定子叠片组通过由所述第一塑料材料形成的间隔保持件在第一轴向端部和第二轴向端部处的端面上电绝缘。

17、通过在两个轴向端部上的端面上的塑料材料实现在轴向方向上的尺寸的减小。通过所述附加的间隔保持件，可以放弃使用在定子叠片组与定子绕组之间的纸带形式的在其它情况下常见的槽绝缘纸。

18、根据本发明的另一个实施方式，所述第一塑料材料或所述第二塑料材料的特性在其流动特性和其导热能力方面相互协调。

19、与浇注相反，注塑不是无压的加工，从而所使用的塑料材料必须具有确定的流动特性，以便可以完全填充在注塑模具的内部中的空腔。在此，导热能力应该尽可能高，从而在电机运行时定子内部的温度不会过于剧烈地升高。因此，需要针对两种塑料材料中的每一种相应地选择材料特性，使得能够实现最优。

20、根据本发明的另一个实施方式，所述第一轴向端部和所述第二轴向端部与由所述第二塑料材料制成的临时通道连接，以便在制造时将第二塑料材料以液体的形式从定位盘的区域转移至保护罩的区域。

21、在注塑方法中设置临时通道被证明是有利的，因为液态塑料材料可以在不冷却或不凝固的情况下达到没有空气夹杂物的位于较远的位置。在此，所述临时通道通过注塑模具中相应的空腔产生并且可以这样构造，使得它们可以以简单的方式与完成制造的定子分开。

22、根据本发明的另一个实施方式，所述第一塑料材料形成为具有矿物填充物的液晶聚合物。在此，第一塑料材料可以具有大约9w/mk的导热能力。此外，第二塑料材料可以在其导热能力方面进行改变并且尤其是构成为热塑性塑料、优选聚苯硫醚(pps)。在此，第二塑料材料可以具有大约2w/mk的导热能力。

23、具有所列举的规格的所述塑料材料允许通过依次实施的注塑方法来实施加载压力的制造。组合的工艺步骤的周期时间在此与传统的浇注相比显著降低。

24、此外，根据本发明，提供一种用于制造电机的定子的系统，其中实施以下步骤：

25、——提供定子叠片组，

26、——实施具有多个沿轴向方向构成的、由第一塑料材料制成的槽的定子叠片组的第一注塑包封，

27、——将定子绕组插入到所述槽中，

28、——将定子绕组与多个连接触点连接，并且

29、——实施第二注塑包封以用于围绕定子绕组用第二塑料材料填充所述槽。

30、据此，首先给定子叠片组设置注塑包封体，从而产生用于容纳借助拉入缠绕技术形成的定子绕组的槽、形成绕组头并且紧接着将其与连接触点连接。整体上构成一件式的构件。因为所述注塑包封用注塑方法来实施，所以相对于在用于制造用于电机定子的情况下的传统的浇注来说得到显著地缩短了周期时间。

31、根据本发明的系统的一个实施方式，在实施所述第二注塑包封之前实施以下的另外的步骤：

32、——将所述连接触点固定在覆盖第一轴向端部的定位盘中，并且

33、——用保护罩覆盖相对置的第二轴向端部。

34、所述两个轴向端部由定位盘利用固定在其中的连接触点和保护罩覆盖，从而在第二注塑包封之后，围绕保护罩和定位盘的外部区域在同时填充围绕定子绕组的槽的情况下由第二塑料材料覆盖。

35、根据本发明的系统的一个实施方式，在注塑模具中实施第二注塑包封的步骤这样实施，使得定位盘与连接触点一起通过保持槽固定在注塑模具中。

36、以这种方式改进了连接触点相对于彼此或相对于外部构件或相对于定子的位置精度，这简化了与电机的其他部件的连接或减少了废品。

37、根据本发明的系统的一个实施方式，实施第二注塑包封的步骤这样实施，使得在第一轴向端部与第二轴向端部之间在注塑模具中构造有通道，以便将以液态形式的第二塑料材料作为暂时通道从定位盘的区域转移至保护罩的区域。

38、因此确保了液态的第二塑料材料在冷却之前能够填充所有空腔。此外，这种方法有助于稳定非线缆侧的绕组头，使得绕组头在第二注塑包封期间不会被第二塑料材料从定子叠片组推离。

39、此外，提供一种具有如上所述的定子的电动机。

40、该电动机可以是增压装置的组成部分，但也可以是其它部件的组成部分、尤其是来自汽车制造的部件。

41、最后，给出一种用于尤其是在车辆中的内燃机的增压装置，其中，该增压装置具有由电动机驱动的压缩机或可选地也能够作为发电机运行的电动机或由涡轮机驱动的压缩机，其中，该电动机实施有如上面所述的定子。

42、在具有通过电动机驱动的压缩机的增压装置中具有定子，其中，可以使用根据本发明的结构，以用于降低生产时间并且因此也降低生产成本以及机械尺寸。根据本发明的定子的使用对于这种电机是有利的，该电机例如可以是无刷电动机，有利地并且尤其是在汽车技术中例如在电驱动的压缩机领域中或者也完全在与涡轮机侧、与涡轮机壳体以及位于其中的涡轮机叶轮组合的情况下在电辅助的涡轮增压器中使用。