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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Antriebsmotor, der einen ringförmigen Außenstator und einen zumindest abschnittsweise drehbeweglich darin angeordneten Innenrotor aufweist, wobei der Außenstator einen Statorkern mit einem elektrisch isolierenden Wicklungsträger zur Aufnahme einer zugeordneten Motorwicklung aufweist, und wobei an dem Wicklungsträger mindestens ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement zum elektrischen Anschluss der Motorwicklung angeordnet ist.
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Aus dem Stand der Technik sind derartige elektronisch kommutierte Antriebsmotoren bekannten, die z. B. Statoren mit einer nadelgewickelten Motorwicklung aufweisen. Hierbei müssen entsprechende Drahtenden einzelner Spulen der Motorwicklung zur internen Verschaltung sowie zur Anschlusskontaktierung für eine externe Stromzufuhr jeweils in geeigneter Weise mittels elektrischer Verbindungsstellen miteinander kontaktiert werden. Wenn die Anschlusskontaktierung und die Verschaltung auf einer gemeinsamen Stirnseite des Stators erfolgt, kann die Anschlusskontaktierung so ausgeführt sein, dass sie gleichzeitig die Doppelfunktion der Stromzufuhr und der internen Verschaltung übernimmt.
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Nachteilig am Stand der Technik ist, dass im Fall spezieller funktionaler Anforderungen und/oder besonderer Bauraumerfordernisse eine Anschlusskontaktierung abseitig von den Verschaltungsstellen der Motorwicklung an der Stirnseite des Stators notwendig ist, so dass zusätzliche stromführende Bauteile und Verbindungsstellen vorzusehen sind, um die Anschlusskontaktierung z. B. im radial peripheren Bereich des Stators zu ermöglichen. Hierdurch erhöhen sich die Materialkosten und der Fertigungsaufwand für die Herstellung des Motors.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen neuen elektronisch kommutierten Antriebsmotor bereitzustellen, bei dem eine Anschlusskontaktierung für eine externe Stromzufuhr zum Stator an dessen radial peripherem Bereich erfolgen kann.
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Dieses Problem wird gelöst durch einen elektronisch kommutierten Antriebsmotor, der einen ringförmigen Außenstator und einen zumindest abschnittsweise drehbeweglich darin angeordneten Innenrotor aufweist. Der Außenstator weist einen Statorkern mit einem elektrisch isolierenden Wicklungsträger zur Aufnahme einer zugeordneten Motorwicklung auf, wobei an dem Wicklungsträger mindestens ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement zum elektrischen Anschluss der Motorwicklung angeordnet ist. Der Wicklungsträger weist mindestens eine Aufnahme zur Aufnahme des mindestens einen Anschlusselements auf, wobei die mindestens eine Aufnahme dazu ausgebildet ist, eine elektrische Kontaktierung des mindestens einen Anschlusselements im radial peripheren Bereich des Außenstators zu ermöglichen.
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Die Erfindung ermöglicht somit mittels des mindestens einen Anschlusselements einen elektrischen Anschluss der Motorwicklung und zugleich eine elektrische Verschaltung der Einzelspulen der Motorwicklung miteinander weitgehend unabhängig von einer räumlichen Position des Anschlusselements in Bezug zur äußeren Umfangsfläche bzw. zum radial peripheren Bereich des Außenstators und anderen funktional bedingten Bauraumanforderungen. Hierdurch ist ein kostengünstiger Fertigungsprozess gegeben. Die mindestens eine bevorzugt taschenförmige Aufnahme weist eine näherungsweise rechteckförmige Querschnittsgeometrie zur Aufnahme des mindestens einen Anschlusselements auf und ist bevorzugt einstückig zum Wicklungsträger ausgebildet und aus einem elektrisch möglichst gut isolierenden Kunststoffmaterial hergestellt.
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Bevorzugt weist das mindestens eine Anschlusselement ein Verschaltungsende sowie ein hiervon weggerichtetes Stromzuführungsende auf, die beidseitig an einen Mittelabschnitt anschließen.
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Hierdurch kann das Anschlusselement in großserientauglicher Weise durch kombinierte Stanz- und Biegeverfahren z. B. einstückig aus einem endlosen Metallstreifen hergestellt werden. Der Metallstreifen mit einer bevorzugt zumindest näherungsweise rechteckförmigen Querschnittsgeometrie kann beispielsweise aus einer verzinnten Messinglegierung oder einem vergleichsweise gut lötund/oder schweißbaren Material bestehen.
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Bevorzugt ist das Stromzuführungsende nach Art einer Flachsteckzunge ausgebildet.
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Hierdurch kann die Stromzuführung mit Hilfe von standardisierten und lösbaren Steckverbindungen, insbesondere in der Form von Flachsteckhülsen oder dergleichen, erfolgen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen der Flachsteckzunge und einer Drehachse des Statorkerns ein Winkel α zwischen etwa 0° und 90° ausgebildet.
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Hierdurch können unterschiedliche Bauraumerfordernisse bei der Integration des Antriebsmotors in eine Handwerkzeugmaschine leichter berücksichtigt werden. Darüber hinaus wird das Aufstecken von Steckverbindungen auf die Flachsteckzunge erleichtert.
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Vorzugsweise weist das Verschaltungsende des mindestens einen Anschlusselements mindestens eine hakenförmige Lasche zur elektrischen Kontaktierung mindestens eines Verschaltungsabschnitts der Motorwicklung auf.
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Somit können die Enden von Spulendrähten verschiedener Einzelspulen der Motorwicklung auf einfache Art und Weise durch thermische Fügeverfahren, wie z. B. Warmstauchen, Ultraschallschweißen, Laserschweißen, Löten oder dergleichen, elektrisch leitend mit einem jeweiligen Anschlusselement verbunden werden. Die Lasche wird bevorzugt durch eine vorzugsweise rechteckförmige Ausstanzung im Bereich des Verschaltungsendes des Anschlusselements einstückig zu diesem hergestellt. Alternativ kann das Verschaltungsende z. B. als Schneidklemme ausgeführt sein, um eine elektrisch leitende Verbindung durch Einstecken ohne eine thermische Belastung der Bauteile zu ermöglichen.
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Bevorzugt weist der Mittelabschnitt des mindestens einen Anschlusselements einen Längsabschnitt und einen sich hieran rechtwinklig anschließenden Querabschnitt auf.
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Hierdurch ist ein mechanisch zuverlässiger Sitz der Anschlusselemente in den betreffenden Aufnahmen des Wicklungsträgers gewährleistet, dem insbesondere beim Einsatz des Antriebsmotors in stark vibrierenden Umgebungen eine herausgehobene Bedeutung zukommt. Infolge des abgewinkelten Querabschnitts ergibt sich insbesondere eine axiale Lagesicherung des Anschlusselements gegenüber Lasten, die aus der Richtung des Verschaltungsendes angreifen.
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Nach Maßgabe einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Längsabschnitt zumindest bereichsweise formschlüssig in der mindestens einen Aufnahme zur Lagesicherung des mindestens einen Anschlusselements aufgenommen und der Querabschnitt liegt an einer radial nach außen gerichteten Anschlagfläche der Aufnahme an.
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Hierdurch ist eine zuverlässige Lagesicherung des Anschlusselements in radialer und zumindest einseitig in axialer Richtung innerhalb des Wicklungsträgers gegeben. Gegebenenfalls können die Aufnahmen derart ausgebildet sein, dass die Anschlusselemente beim Einstecken in eine jeweils zugeordnete Aufnahme des Wicklungsträgers bevorzugt selbsttätig mit dieser verrasten.
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Gemäß einer Ausführungsform ist im Bereich des Querabschnitts und/oder des Verschaltungsendes des mindestens einen Anschlusselements eine Öffnung vorgesehen, in die ein Vorsprung der mindestens einen Aufnahme zumindest bereichsweise formschlüssig einbringbar ist.
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Hierdurch wird ein besonders zuverlässiger Sitz der Anschlusselemente in den Aufnahmen des Wicklungsträgers erreicht. Hierbei kann der Vorsprung insbesondere rechteck- bzw. quaderförmig ausgebildet sein, um den Sitz noch weiter zu verbessern. Abgesehen hiervon entsteht die hierzu notwendige Öffnung zumindest teilweise durch das Ausstanzen und Hochbiegen der hakenförmigen Lasche des Anschlusselements bereits während deren Herstellung.
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Bevorzugt ist die mindestens eine Aufnahme des Wicklungsträgers zumindest bereichsweise im Bereich einer Stirnseite des Statorkerns an dessen Umfangsfläche ausgebildet und weist mindestens ein Fixierglied zur Lagefixierung von mindestens einem Verschaltungsdraht zur elektrischen Verschaltung von Einzelspulen der Motorwicklung auf.
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Hierdurch ist eine Lagesicherung der Verschaltungsdrähte, insbesondere in axialer Richtung sowie in radialer Richtung nach innen gegeben.
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Gemäß einer Ausführungsform greift der Vorsprung derart durch die Öffnung durch, dass der Vorsprung mit einer vorgegebenen Höhe über das Anschlusselement übersteht.
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Hierdurch wird ein elektrischer Kontakt zwischen den Anschlussdrähten und dem mindestens einen Anschlusselement zuverlässig verhindert. Hierbei kann der Vorsprung dem Fixierglied zur Lagefixierung von mindestens einem Verschaltungsdraht zur elektrischen Verschaltung von Einzelspulen der Motorwicklung zugeordnet sein.
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Bevorzugt ist der Statorkern mit einem Material mit einem möglichst kleinen magnetischen Widerstand, insbesondere mit einem lamellierten Blechpaket oder mit einem Weicheisenkern, gebildet.
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Hierdurch wird der von der Motorwicklung aufgebaute magnetische Fluss mit geringem Widerstand durch den Statorkern geleitet. Zugleich sollte die elektrische Leitfähigkeit des Statorkerns möglichst klein sein, um magnetische Wirbelstromverluste zu minimieren.
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Nach Maßgabe einer weiteren Ausgestaltung ist der Wicklungsträger mit aufsteckbaren Kunststoffteilen gebildet und/oder zumindest bereichsweise integral an den Statorkern angespritzt.
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Hierdurch kann der Statorkern auf einfache Art und Weise zumindest bereichsweise mit dem Wicklungsträger eingekapselt werden, um die elektrische Isolierung des Statorkerns gegenüber der Motorwicklung zu gewährleisten. Darüber hinaus werden hierdurch eine vibrationsbedingte Beschädigung der elektrischen Lackisolation der Motorwicklung und damit einhergehende Kurzschlüsse vermieden.
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Darüber hinaus wird das eingangs genannte Problem durch eine Elektrowerkzeugmaschine, insbesondere handgeführte Elektrowerkzeugmaschine, mit einem elektronisch kommutierten Antriebsmotor gelöst, der einen ringförmigen Außenstator und einen zumindest abschnittsweise drehbeweglich darin angeordneten Innenrotor aufweist, wobei der Außenstator einen Statorkern mit einem elektrisch isolierenden Wicklungsträger zur Aufnahme einer zugeordneten Motorwicklung aufweist, und wobei an dem Wicklungsträger mindestens ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement zum elektrischen Anschluss der Motorwicklung angeordnet ist. Der Wicklungsträger weist mindestens eine Aufnahme zur Aufnahme des mindestens einen Anschlusselements auf, wobei die mindestens eine Aufnahme dazu ausgebildet ist, eine elektrische Kontaktierung des mindestens einen Anschlusselements im radial peripheren Bereich des Außenstators zu ermöglichen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Ansicht einer handgeführten Elektrowerkzeugmaschine mit einem elektronisch kommutierten Antriebsmotor und einem Außenstator sowie einem Innenrotor gemäß einer Ausführungsform,
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2 den mit einer Motorwicklung versehenen Außenstator des elektronisch kommutierten Antriebsmotors der handgeführten Elektrowerkzeugmaschine von 1,
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3 eine Explosionsansicht eines Teils des Außenstators von 2 ohne die Motorwicklung, und
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4 einen Teillängsschnitt durch den Außenstator von 2 entlang einer Schnittlinie IV-IV.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine beispielhafte, handgeführte Elektrowerkzeugmaschine 10 mit einer Werkzeugaufnahme 12 sowie einem Gehäuse 14 und einem daran ausgebildeten Handgriff 16. Die Elektrowerkzeugmaschine 10 ist hier lediglich illustrativ zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 18 verbindbar und nach Art eines Akku-Drehschlagschraubers ausgebildet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Drehschlagschrauber beschränkt zu sehen ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Elektrowerkzeugmaschinen Anwendung finden kann, z. B. bei einem Schrauber, einem Bohrschrauber, einer Schlagbohrmaschine, einer Säge, einer Schleifmaschine, einer Fräsmaschine etc., jeweils unabhängig davon, ob die Elektrowerkzeugmaschine 10 netzunabhängig mit dem Akkupack 18 und/oder netzabhängig betreibbar ist.
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In dem Gehäuse 14 sind ein von dem Akkupack 18 mit Strom versorgter, elektrischer Antriebsmotor 20, ein Getriebe 22 und ein optionales Schlagwerk 24 untergebracht. Der Antriebsmotor 20 ist z. B. über einen Handschalter 26 betätigbar, d. h. ein- und ausschaltbar, und vorzugsweise derart elektronisch steuer- bzw. regelbar, dass sowohl ein Reversierbetrieb, als auch Benutzervorgaben hinsichtlich einer gewünschten Drehgeschwindigkeit realisierbar sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Antriebsmotor 20 ein elektronisch kommutierter Antriebsmotor 28, vorzugsweise ein Gleichstrommotor und insbesondere ein Kleinmotor, der illustrativ Stator- und Rotorkomponenten 30 bzw. 32 aufweist. Die Statorkomponenten 30 umfassen einen Außenstator 34 und werden unten stehend bei den 2 bis 4 eingehender beschrieben, während auf eine weitere Beschreibung der einen Innenrotor 36 bildenden Rotorkomponenten 32 zwecks Knappheit und Einfachheit der Beschreibung verzichtet wird. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Beschreibung eines Antriebsmotors mit Außenstator und Innenrotor lediglich beispielhaften Charakter hat und nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Demzufolge kann die Erfindung auch bei einem Antriebsmotor mit einem Innenstator und einem Außenrotor Anwendung finden. Darüber hinaus wird auch auf eine Beschreibung der Funktionalität des elektronisch kommutierten Antriebsmotors 28 zwecks Knappheit und Einfachheit der Beschreibung verzichtet, da diese dem Fachmann hinreichend geläufig ist.
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Der elektronisch kommutierte Antriebsmotor 28 ist über eine zugeordnete Motorwelle 40 mit dem Getriebe 22 verbunden, das eine Drehung der Motorwelle 40 in eine Drehung eines zwischen dem Getriebe 22 und einem Schlagwerk 24 vorgesehenen Antriebsglieds 44, z. B. in Form einer Abtriebswelle, umwandelt. Diese Umwandlung erfolgt bevorzugt derart, dass das Antriebsglied 44 sich relativ zur Motorwelle 40 mit einem vergrößerten Drehmoment, jedoch reduzierter Drehgeschwindigkeit dreht. Der elektronisch kommutierte Antriebsmotor 28 ist illustrativ in einem Motorgehäuse 46 angeordnet und das Getriebe 22 ist in ein Getriebegehäuse 48 integriert, wobei das Getriebegehäuse 48 und das Motorgehäuse 46 z. B. in das Gehäuse 14 der Elektrowerkzeugmaschine 10 integriert sind.
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Das mit dem Antriebsglied
44 verbundene, optionale Schlagwerk
24 ist beispielhaft ein Dreh- bzw. Rotationsschlagwerk, das schlagartige Drehimpulse mit hoher Intensität erzeugt und auf eine Abtriebswelle
50, z. B. eine Abtriebsspindel, überträgt. Ein beispielhaftes Schlagwerk, mit dem das Schlagwerk
24 realisiert werden kann, ist in der
DE 20 2006 014 850 U1 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird und deren Lehren als Teil der vorliegenden Beschreibung zu verstehen sind, sodass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung des Schlagwerks
24 verzichtet wird.
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An der Abtriebswelle 50 ist die Werkzeugaufnahme 12 ausgebildet, die illustrativ zur Aufnahme von Einsatzwerkzeugen mit Außenmehrkant-Kupplungen vorgesehen ist und die beispielhaft eine Verriegelungshülse 52 zur Verriegelung dieser Einsatzwerkzeuge in einer Innenaufnahme der Werkzeugaufnahme 12 aufweist. Dabei ist die Werkzeugaufnahme 12 exemplarisch zur Aufnahme eines nach Art eines Schrauberbits ausgebildeten Einsatzwerkzeugs 54 ausgebildet, das einen Schaft 56 mit einer in einem axialen Endbereich 58 ausgebildeten Kupplungskontur 60 aufweist, die von einem Mehrkant-, insbesondere Sechskant-Querschnitt des Schafts 56 und einer an diesem z. B. gemäß DIN 3126-E6.3 vorgesehenen, äußeren Ringnut 62 gebildet wird. Ein derartiges Schrauberbit, das illustrativ vom sogenannten HEX-Typ ist, ist hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt, so dass hier zwecks Knappheit der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung verzichtet wird. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine Verwendung von HEX-Schrauberbits beschränkt zu sehen ist, sondern auch weitere Einsatzwerkzeuge in Abhängigkeit von einer jeweils gewählten Ausgestaltung der Werkzeugaufnahme 12, z. B. HEX-Bohrer oder sogenannte SDS-Quick-Einsatzwerkzeuge, Anwendung finden können.
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2 zeigt den illustrativ mit einer Motorwicklung 74 versehenen Außenstator 34 des elektronisch kommutierten Antriebsmotors 28 der handgeführten Elektro werkzeugmaschine 10 von 1. Der Außenstator 34 verfügt über einen Statorkern 70 mit einem Wicklungsträger 72 zur elektrisch isolierenden Aufnahme von Einzelspulen der Motorwicklung 74, die bevorzugt mit einem lackierten und elektrisch isolierenden Kupferdraht gebildet ist. Diese ist z. B. durch ein geeignetes Wickelverfahren auf den mit dem Wicklungsträger 72 versehenen Statorkern 70 aufgewickelt und kann eine Mehrzahl von miteinander verschalteten Einzelspulen aufweisen. Beispielhaft sind zwecks Einfachheit und Übersichtlichkeit der Zeichnung lediglich zwei Einzelspulen repräsentativ für die Übrigen mit den Bezugszeichen 76, 78 gekennzeichnet, die auf jeweils einem vom Wicklungsträger 72 zumindest teilweise bedeckten Polsegment 80, 82 des Statorkerns 70 des Außenstators 34 aufgenommen sind.
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Der Wicklungsträger 72 ist mit zwei oder mehreren, auf den Statorkern 70 aufsteckbaren und der besseren zeichnerischen Übersicht halber nicht mit Bezugsziffern versehenen Kunststoffteilen aufgebaut, die über ein möglichst hohes elektrisches Isoliervermögen verfügen. Alternativ kann der elektrisch isolierend ausgebildete Wicklungsträger 72 zumindest teilweise integral auf den Statorkern 70 aufgespritzt sein. Der Statorkern 70 selbst kann beispielsweise mit einem lamellierten Blechpaket und/oder mit einem Weicheisenkern gebildet sein, woraus ein geringer magnetischer Widerstand und eine geringe Schwächung des vom Statorkern 70 geführten magnetischen Flusses resultieren.
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Gemäß einer Ausführungsform sind in einem radial peripheren Bereich 84 des Außenstators 34 drei bevorzugt taschenförmige, elektrisch isolierende Aufnahmen 86, 88, 90 ausgebildet, in denen jeweils ein elektrisch leitfähiges Anschlusselement 92, 94, 96 zumindest bereichsweise form- und/oder kraftschlüssig aufgenommen ist. Der radial periphere Bereich 84 befindet sich im Bereich einer Stirnseite 98 des Statorkerns 70 an dessen Umfangsfläche 100. Die Anschlusselemente 92, 94, 96 sind bevorzugt jeweils nach Art einer s. g. Flachsteckzunge bzw. eines Flachsteckers ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Anschlusselemente 92, 94, 96 jeweils mit Metallstreifen aus einer elektrisch gut leitfähigen sowie leicht schweiß- und/oder lötbaren Metalllegierung gebildet und können zum Beispiel durch kombinierte Biege- und Stanzverfahren aus endlosen Metallstreifen mit einer z. B. rechteckförmigen Querschnittsgeometrie geeigneter Breite und Materialstärke schnell, maßhaltig sowie sehr kostengünstig gefertigt werden.
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Die elektrische Verschaltung der Einzelspulen der Motorwicklung 74 erfolgt hier beispielhaft mit Hilfe von jeweils zwei Verschaltungsdrähten 102, 104, die bevorzugt aus einem lackierten und elektrisch isolierenden Kupferdraht ausgebildet sind und umfangsseitig im Bereich der Stirnseite 98 des Statorkerns 70 bzw. des Wicklungsträgers 72 angeordnet sind. Diese Verschaltungsdrähte 102, 104 verlaufen in 2 lediglich illustrativ zwecks Vereinfachung der Zeichnung vollständig ringförmig, es wird jedoch darauf hingewiesen, dass dem Fachmann eine geeignete Verschaltung hinreichend bekannt ist, so dass hier zwecks Vereinfachung der Beschreibung auf eine eingehende Beschreibung hiervon verzichtet wird. Zur Lagefixierung der Verschaltungsdrähte 102, 104 in axialer und in radialer Richtung sowie zur Vermeidung von elektrischen Kurzschlüssen sind jeweils zwei Fixierglieder und ein quaderförmiger Vorsprung integral an den drei Aufnahmen 86 bis 90 ausgebildet, von denen der besseren zeichnerischen Übersicht halber lediglich ein Vorsprung 106 sowie zwei hakenförmige bzw. L-förmige Fixierglieder 108, 109 an der – in 2 – mittleren Aufnahme 88 mit einer Bezugsziffer versehen sind. Die Verschaltungsdrähte 102, 104 lassen sich zur verlässlichen Lagefixierung vorzugsweise unter einem Form- und/oder Pressschluss in jeweils rechteckförmige Ausnehmungen der Fixierglieder 108, 109 an den Aufnahmen 86 bis 90 hineindrücken.
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Die Vorsprünge 106 greifen durch jeweils rechteckförmige Öffnungen in den Anschlusselementen 92 bis 96 hindurch, von denen eine Öffnung am Anschlusselement 94 stellvertretend für alle Weiteren die Bezugsziffer 112 trägt. Hierbei ragen die Vorsprünge 106 jeweils um eine Höhe, von denen lediglich eine Höhe mit einer Bezugsziffer 114 bezeichnet ist, über die Aufnahmen 86 bis 90 hinaus. Hierdurch ist eine zuverlässige, vibrationsfeste elektrische Isolierung der Verschaltungsdrähte 102, 104 z. B. gegenüber dem – in 2 – mittleren Anschlusselement 94 auch für den Fall gegeben, dass die Lackisolierung der Verschaltungsdrähte 102, 104 abschnittsweise unvollständig ist. Dasselbe gilt für die beiden äußeren Anschlusselemente 92, 96.
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Darüber hinaus verfügen die drei bevorzugt jeweils nach Art einer Flachsteckzunge ausgebildeten Anschlusselemente 92 bis 96 jeweils über eine hakenförmige Lasche, von denen lediglich eine Lasche 116 des – in 2 – mittleren Anschlusselements 94 eine Bezugsziffer trägt. Die Laschen 116 dienen vorrangig zur elektrischen Kontaktierung bzw. Verschaltung mindestens eines Verschaltungsabschnitts 118 der Motorwicklung 74.
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3 zeigt den Statorkern 70 mit dem Wicklungsträger 72 und dem Anschlusselement 96 von 2 zur Verdeutlichung einer beispielhaften Montage. Hierbei wird der Wicklungsträger 72 zunächst koaxial zur Dreh- bzw. Längsachse 130 des Statorkerns 70 in Richtung eines Pfeils 132 auf den Statorkern 70 aufgeschoben. Dann wird das Anschlusselement 96 in Richtung eines Pfeils 134 in die am Wicklungsträger 72 ausgebildete Aufnahme 90 – radial in einem ausreichenden Abstand an einer äußeren Umfangsfläche 100 des Statorkerns 70 vorbei – eingeschoben und im vollständig eingeführten Zustand bevorzugt in dieser verrastet oder unter leichtem Pressschluss verklemmt bzw. eingepresst.
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Darüber hinaus verdeutlicht 3 das Polsegment 82, das ebenso wie alle weiteren Polsegmente einen in etwa quaderförmigen, radial in Richtung der Längsachse 130 weisenden Zahnabschnitt 136 aufweist, der in einen plattenförmigen Jochabschnitt 138 übergeht, wobei sich der Jochabschnitt 138 in Umfangsrichtung beiderseits des Zahnabschnitts 136 erstreckt. Der Zahnabschnitt 136 definiert zusammen mit dem Jochabschnitt 138 einen Wicklungsraum zur Aufnahme der Einzelwicklungen der hier nicht dargestellten Motorwicklung, wobei der Wicklungsraum beidseitig des Zahnabschnitt 136 jeweils eine näherungsweise quaderförmige Geometrie aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform sind an der – in 3 – mittleren Aufnahme 88 der in axialer Richtung vorstehende Vorsprung 106 sowie die zwei, jeweils hakenförmigen bzw. L-förmigen Fixierglieder 108, 109 ausgebildet. Zur Aufnahme der Verschaltungsdrähte unter einem bevorzugt leichten Pressschluss weisen die Fixierglieder 108, 109 jeweils eine Ausnehmung 110, 111 mit einer bevorzugt rechteckförmigen Querschnittsgeometrie auf. Das Anschlusselement 94 ist in der Aufnahme 88 aufgenommen und verfügt illustrativ über ein Verschaltungsende 140 sowie ein hiervon weggerichtetes Stromzuführungsende 142, die sich beidseitig an einen Mittelabschnitt 144 anschließen. Sowohl das Verschaltungsende 140 als auch das Stromzuführungsende 142 verlaufen hier näherungsweise parallel zur Längsachse 130.
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Das Verschaltungsende 140 mit seiner beispielhaft hakenförmig ausgebildeten Lasche 116 dient zur elektrischen Verschaltung der Einzelwicklungen der Motorwicklung 74 von 2 mithilfe der Verschaltungsdrähte 102, 104 von 2 und/oder entsprechender Spulendrähte, während über das Stromzuführungsende 142 die Stromversorgung ausgehend von einer externen Strom- bzw. Spannungsquelle erfolgt. Beispielsweise kann das Stromzuführungsende 142 des Anschlusselements 94 mit einer flexiblen Anschlusslitze mit einer zumindest einseitig aufgepressten Flachsteckhülse verbunden werden, indem diese zur Herstellung des elektrischen Kontaktes auf das Stromzuführungsende 142 z. B. rastend aufgesteckt wird. Entsprechend wird mit den Stromzuführungsenden der beiden anderen Anschlusselemente von 2 verfahren.
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Der Mittelabschnitt 144 unterteilt sich in einen radial nach innen, in Richtung der Längsachse 130 gerichteten Querabschnitt 146 sowie einen Längsabschnitt 148, der parallel zur Längsachse 130 verläuft. Im Bereich des Mittelabschnitts 144 bzw. im Bereich des Querabschnitts 146 sowie des Längsabschnitts 148 erstreckt sich im Anschlusselement 94 die rechteckförmige Öffnung 112, die unter anderem zur zumindest bereichsweise formschlüssigen Aufnahme des Vorsprungs 106 dient.
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4 zeigt den Statorkern 70 von 2 mit dem Wicklungsträger 72 und der Einzelspule 78 der nur teilweise eingezeichneten Motorwicklung 74 von 2. Der Statorkern 70 sowie der Wicklungsträger 72 mit der Motorwicklung 74 sind hierbei jeweils rotationssymmetrisch zur Längsachse 130 angeordnet.
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4 verdeutlicht das Anschlusselement 94, dessen Querabschnitt 146 an einer horizontalen Anschlagfläche 160 der Aufnahme 88 anliegt, während sein Längsabschnitt 140 form- und/oder kraftschlüssig in der Aufnahme 88 aufgenommen ist. Deren Vorsprung 106 ragt um die Höhe 114 über die Aufnahme 88 hinweg, wodurch eine zuverlässige elektrische Isolation der z. B. zwei Verschaltungsdrähte 102, 104 gegenüber dem elektrisch leitenden Anschlusselement 94 gewährleistet ist.
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Am Verschaltungsende 140 ist die illustrativ hakenförmige bzw. U-förmige Lasche 116 integral ausgeformt. Die Lasche 116 kann z. B. durch Ausstanzen derselben im Zuge des Fertigungsprozesses des Anschlusselements 94 erfolgen, wobei in vorteilhafter Weise zugleich die bevorzugt rechteckförmige Öffnung 112 zur Aufnahme des Vorsprungs 106 geschaffen wird. Da eine Länge der Öffnung 112 im Allgemeinen größer sein wird als eine Länge der Lasche 116 selbst, muss diese ggfls. entsprechend abgelängt werden. Im Zuge des Ausstanzvorgangs bleibt ein senkrechter Wandabschnitt 162 stehen, der parallel zur Längsachse 130 verläuft.
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Ein Spulendraht 164 der Einzelspule 78 ist hier exemplarisch in dem Verschaltungsabschnitt 118 der Motorwicklung 74 zwischen einem Wandabschnitt 162 und der Lasche 116 aufgenommen bzw. dazwischen eingeklemmt. Die elektrische Kontaktierung zwischen dem Spulendraht 164, dem Wandabschnitt 162 sowie der Lasche 116 des Verschaltungsendes 140 kann zum Beispiel durch Klemmen, Löten, Schweißen, Laserschweißen oder dergleichen erfolgen. Hierdurch erfolgt zugleich die mechanische Lagesicherung des Spulendrahts 164 in axialer und radialer Richtung. Alternativ kann das Verschaltungsende 140 beispielsweise auch als eine s. g. Schneidklemme ausgebildet sein, in die der Spulendraht 164 durch einfaches Hineindrücken mechanisch fixiert, abisoliert und hierdurch zugleich auch elektrisch leitend mit dem Anschlusselement 94 verbunden wird.
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Das Stromzuführungsende 142 des Anschlusselements 94 ist bevorzugt als eine Flachsteckzunge 166 bzw. als Flachstecker ausgeführt, so dass zum Beispiel eine bekannte Standard-Flachsteckhülse zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer z. B. flexiblen Anschlusslitze einer Stromquelle rastend auf das Stromzuführungsende 142 des Anschlusselements 94 aufsteckbar ist. Dasselbe gilt für die beiden anderen Anschlusselemente, von denen hier lediglich das Anschlusselement 96 dargestellt ist (vgl. insb. 2, 3). Zum rastenden Aufstecken einer Flachsteckhülse auf die Flachsteckzunge 166, ist eine kleine durchgehende Bohrung 168 in das Stromzuführungsende 142 bzw. die Flachsteckzunge 166 eingebracht. Um das Aufstecken einer Flachsteckhülse zu erleichtern und/oder speziellen Bauraumerfordernissen des Statorkerns 70 Rechnung zu tragen, ist das Stromzuführungsende 142 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel gegenüber der Längsachse 130 um einen Winkel α von etwa 25° in radialer Richtung nach außen hin abgewinkelt, wobei der Winkel α jeden Wert zwischen 0° und 90° aufweisen kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006014850 U1 [0039]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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