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Bewertungskonzept für die Beanspruchbarkeit von geschweißten Reinkupferverbindungen in elektrischen Maschinen

Durch den Wandel der Antriebsstrangtechnologie hin zu elektrischen Antrieben geraten neue Bauteile und Werkstoffe in den Fokus der Betriebsfestigkeit. Ein wichtiger Bestandteil eines Stators einer modernen elektrischen Maschine ist der Wickelkopf, der aus lasergeschweißten Reinkupfer-Flachstäben besteht. Zur Sicherung der Zuverlässigkeit der Hairpins wird in diesem Beitrag ein Konzept vorgestellt, mit dem es möglich ist, die geschweißten Wicklungen hinsichtlich ihrer Festigkeit zu bewerten. Hierzu wird das elastische Kerbspannungskonzept mit einem Ersatzradius von 0,05 mm eingesetzt und eine Modellierungsvariante zur Ableitung der mechanischen Spannungen vorgestellt. Die erzielten Ergebnisse zeigen eine kleine Streuspanne in Spannungsrichtung und weißen auf eine gute…

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Durch den Wandel der Antriebsstrangtechnologie hin zu elektrischen Antrieben geraten neue Bauteile und Werkstoffe in den Fokus der Betriebsfestigkeit. Ein wichtiger Bestandteil eines Stators einer modernen elektrischen Maschine ist der Wickelkopf, der aus lasergeschweißten Reinkupfer-Flachstäben besteht. Zur Sicherung der Zuverlässigkeit der Hairpins wird in diesem Beitrag ein Konzept vorgestellt, mit dem es möglich ist, die geschweißten Wicklungen hinsichtlich ihrer Festigkeit zu bewerten. Hierzu wird das elastische Kerbspannungskonzept mit einem Ersatzradius von 0,05 mm eingesetzt und eine Modellierungsvariante zur Ableitung der mechanischen Spannungen vorgestellt. Die erzielten Ergebnisse zeigen eine kleine Streuspanne in Spannungsrichtung und weißen auf eine gute Übertragbarkeit des Konzepts hin. Zur einfachen Anwendung des Konzepts wird eine vereinfachte Modellierungsvariante der Schweißnaht abgeleitet und hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit bewertet.

Reference
BF-2024-394

Title
Bewertungskonzept für die Beanspruchbarkeit von geschweißten Reinkupferverbindungen in elektrischen Maschinen
Author(s)
J. Ceruso, J. Mischko, A. Esderts
DOI
10.48447/BF-2024-394
Event
50. Tagung DVM-Arbeitskreis Betriebsfestigkeit – Tagung 2024
Year of publication
2024
Publication type
conference paper (PDF)
Language
German
Keywords
Reinkupfer,laserschweißen,Kerbspannungskonzept,Hairpins