DE102019112726A1

DE102019112726A1 - Stator mit Phasenkontakt

Info

Publication number: DE102019112726A1
Application number: DE102019112726.2A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schäfer; Helmut Schneider
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2019-05-15
Filing date: 2019-05-15
Publication date: 2020-11-19

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, welche eine Steuerschaltung (29) zum Steuern oder Regeln der elektrischen Maschine umfasst, mit einem Statorkörper (21) und mit einem Phasenkontakt (33), der elektrisch mit wenigstens einer auf dem Statorkörper (21) aufgebrachten Phasenwicklung verbunden ist. An dem Phasenkontakt ist (33) eine erste Befestigungseinrichtung (33c) ausgeformt, wobei der Wickeldraht der Phasenwicklung zur Zugentlastung an der ersten Befestigungseinrichtung (33c) befestigt ist, und wobei an einem ersten distalen Ende des Phasenkontakts (33) eine zweite Befestigungseinrichtung (33d) ausgeformt ist, an welcher der Wickeldraht der Phasenwicklung materialschlüssig befestigt, und wobei der Wickeldraht von der ersten Befestigungseinrichtung (33c) zur der zweiten Befestigungseinrichtung (33d) im Wesentlichen spannungsfrei geführt angeordnet ist.

Description

GEBIET
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, welche eine Steuerschaltung zum Steuern oder Regeln der elektrischen Maschine umfasst, mit einem Statorkörper und mit einem Phasenkontakt, der elektrisch mit wenigstens einer auf dem Statorkörper aufgebrachten Phasenwicklung verbunden ist. Dafür ist an einem ersten distalen Ende des Phasenkontakts eine erste Befestigungseinrichtung ausgeformt, an welcher der Wickeldraht der Phasenwicklung materialschlüssig befestigt ist. Ferner ist an dem Phasenkontakt ferner eine zweite Befestigungseinrichtung ausgeformt. Bevorzugt wird der Wickeldraht der Phasenwicklung zur Zugentlastung an der zweiten Befestigungseinrichtung befestigt und von dort aus im Wesentlichen zugspannungsfrei zu der ersten Befestigungseinrichtung geführt angeordnet ist.
HINTERGRUND
In vielen Anwendungen von Gleichstrommaschinen sind Phasenkontakte, beispielsweise in Form eines Kontaktstiftes, an einer Nutisolation eines Statorkörpers angeordnet. Beispielsweise sind bei dreiphasigen bürstenlosen Gleichstrommotoren drei Phasenkontakte zum Ansteuern einer jeweiligen Phasenwicklung vorgesehen. Entsprechend umfasst die Statorwicklung in solchen Anwendungen insgesamt drei Phasenwicklungen, welche jeweils eine oder mehrere Statorspulen umfassen. Dabei wird während es Wickelprozesses zum Wickeln der Phasenwicklungen der Wickeldraht nach dem Wickeln einer Spule einer Phasenwicklung von der Spule zu einem Phasenkontakt geführt und an mit diesem elektrisch und mechanisch Verbunden.
Es ist dabei bekannt, die Phasenkontakte vor dem Wickeln beispielsweise in eine aus Kunststoff bestehende Nutisolation des Stators zu pressen. Dabei treten jedoch vergleichsweise große Toleranzen in der Positionierung der Phasenkontakte auf, was zu Problemen bei einem maschinellen Wickelprozess führen kann. Desweiteren kommt es dabei häufig vor, dass beim Einpressen des Phasenkontaktes kleine Partikel, insbesondere Metallspäne, entstehen. Insbesondere kann es dann vorkommen, dass diese Partikel in ein Getriebe eines Stellantriebes oder auf eine Leiterplatte der Gleichstrommaschine gelangen. Dies kann zu einem Kurzschluss auf der Leiterplatte oder zu einer mechanischen Störung, wie einer Blockade oder einer erhöhten Geräuschentwicklung des Getriebes führen.
ÜBERBLICK
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Stator für eine elektrische Gleichstrommaschine, insbesondere für einen Elektromotor, bereitzustellen. Der Stator soll dabei einfach und kostengünstig herzustellen sein, sowie Phasenkontakte bereitstellen, welche einfach zu montieren sind und eine zuverlässige mechanische und elektrische Verbindung zwischen einer Steuerschaltung und den Phasenwicklungen der Gleichstrommaschine bereitstellt. Ferner soll bei der Montage der Phasenkontakte eine Kontamination durch kleine Partikel, wie Sie bei einem Einpressvorgang entstehen, verhindert werden. In einem weiteren Aspekt soll die Erfindung einen schnellen Wickelprozess durch das Verringern von Toleranzen in der Positionierung der Bauteile ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stator nach Anspruch 1 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung, insbesondere auch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Stators, sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine, welche eine Steuerschaltung zum Steuern oder Regeln der elektrischen Maschine umfasst, mit einem Statorkörper und mit wenigstens einem Phasenkontakt, der elektrisch mit wenigstens einer auf dem Statorkörper aufgebrachten Phasenwicklung verbunden ist. An dem Phasenkontakt ist eine erste Befestigungseinrichtung ausgeformt, wobei der Wickeldraht der Phasenwicklung zur Zugentlastung an der ersten Befestigungseinrichtung befestigt wird.
Ferner ist an einem ersten distalen Ende des Phasenkontakts vorzugsweise eine zweite Befestigungseinrichtung ausgeformt ist, an welcher der Wickeldraht der Phasenwicklung materialschlüssig befestigt ist.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Wickeldraht von der ersten Befestigungseinrichtung aus im Wesentlichen zugspannungsfrei zu der ersten Befestigungseinrichtung geführt wird und im Wesentlichen zugspannungsfrei zwischen den beiden Befestigungseinrichtungen angeordnet ist.
Die Phasenkontakte können über die Federelemente mit der Leiterplatte elektrisch und mechanisch verbunden sein. Ebenso kann der Erdungskontakt über sein zweites Federelement mit einem Massepotential der Leiterplatte elektrisch verbunden sein. Die Leiterplatte kann ihrerseits, beispielsweise über einen Steckkontakt, mit einer externen Stromquelle zum Bereitstellen der Phasenspannungen verbunden sein. Über den Steckkontakt können ferner ein Masseanschluss und eine Steuerleitung mit der Steuerschaltung gekoppelt sein. Bei Anwendungen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise bei einem Ventilsteller oder Klappensteller für ein Automobil, kann die Stromversorgung über das Bordnetz erfolgen. Die Steuerleitung kann beispielsweise einem Feldbus, insbesondere einem LIN(Local Interconnect Network)-Bus oder einem CAN(Controller Area Network)-Bus zugeordnet sein. Alternativ sind jedoch auch andere Protokolle, beispielweise auf einem Pulsweiten modulierten Signal basierend, möglich.
Das externe Massepotential kann über das Bordnetz bereitgestellt werden. Insbesondere kann das externe Massepotential das elektrische Potential der Autokarosserie sein. Der Masseanschluss der Leiterplatte, beziehungsweise des Stellantriebs, kann dabei direkt oder über ein automobiles Bordnetz elektrisch mit der Karosserie verbunden sein.
Vorzugsweise ist auf dem Statorkörper eine Nutisolation aufgebracht. Besonders bevorzugt ist die Nutisolation an den Statorkörper durch Umspritzen des Statorkörpers aufgebracht. Dann kann der wenigstens eine Phasenkontakt beim Spritzgussvorgang in die Nutisolation eingebettet werden. Insbesondere ist dabei eine vergleichsweise genaue Positionierung des Phasenkontaktes möglich, so dass die Herstellungstoleranzen minimiert werden. Ferner entfällt ein Prozessschritt des Einpressens in die Nutisolation, wobei störende Partikel entstehen können, welche beispielsweise den Innenraum eines Stellmotors kontaminieren können. Auf den Statorzähnen ist über der Nutisolation eine Statorwicklung angeordnet.
In alternativen Ausgestaltungen kann auch eine andere Ausgestaltung der Nutisolation, beispielsweise eine aufgesteckte Variante, vorgesehen sein.
Die Statorwicklung kann beispielsweise ein, zwei oder drei Phasenwicklungen U, V, W umfassen. Beispielsweise können insgesamt drei Kontaktstifte an der Nutisolation zum Ansteuern von einer drei Phasenwicklungen umfassenden Statorwicklung angeordnet sein. Die Kontaktstifte weisen vorzugsweise ein Federelement zum elektrischen Kontaktieren der Leiterplatte auf.
Vorzugsweise ist der Wickeldraht der Phasenwicklung materialschlüssig, insbesondere mittels einer Löt- oder Schweißverbindung, an der zweiten Befestigungseinrichtung befestigt ist. Der Wickeldraht kann nun zur Zugentlastung von einer Spule der Phasenwicklung zu der ersten Befestigungseinrichtung geführt angeordnet, an der ersten Befestigungseinrichtung befestigt und von dort aus im Wesentlichen spannungsfrei zu der zweiten Befestigungseinrichtung geführt angeordnet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass der Wickeldraht in seinem weiteren Verlauf von der zweiten Befestigungseinrichtung aus wieder zu der ersten Befestigungseinrichtung geführt angeordnet ist, und von der ersten Befestigungseinrichtung schließlich in Richtung einer nächsten Spule der Statorwicklung geführt angeordnet ist.
Vorzugsweise umfasst die erste Befestigungseinrichtung einen senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden Befestigungsvorsprung, welcher ein Abrutschen des Wickeldrahtes verhindert. Der Befestigungsvorsprung kann beispielsweise die Form einer Schulter aufweisen oder T-förmig ausgebildet sein. Der Wickeldraht der Statorwicklung kann dann von dem Statorkörper zu dem Erdungskontakt geführt werden und an einem Wickelbereich der zweiten Befestigungsvorrichtung um den Erdungskontakt geführt werden. Dadurch kann eine Zugentlastung des Wickeldrahtes erreicht werden. Der Wickelbereich kann insbesondere dem Befestigungsvorsprung, in axialer Richtung in Richtung der Körpermitte des Phasenkontaktes hin, benachbart ausgeformt sein. Insbesondere kann der Phasenkontakt am Wickelbereich eine Breite BK2 aufweisen, welche kleiner als eine Breite BK1 des Befestigungsvorsprungs ist.
Die zweite Befestigungseinrichtung umfasst vorzugsweise ein V-förmig, U-förmig, gabelförmig oder in ähnlicher Art und Weise ausgestaltetes Befestigungselement. Der Wickeldraht kann nun von dem Befestigungsvorsprung des Erdungskontaktes zu dem Befestigungselement geführt werden und an diesem befestigt werden. Beispielsweise kann der Wickeldraht durch die Gabelung einer U-förmigen oder V-förmigen Ausgestaltung des Befestigungselements geführt werden und dort materialschlüssig mit dieser verbunden werden. Das Befestigungselement kann daher in manchen Ausgestaltungen eine Öffnung zum Anordnen des Wickeldrahtes aufweisen. Ferner kann die Öffnung eine Schräge aufweisen, welche ein positionieren des Wickeldrahtes erleichtert. In manchen Ausgestaltungen weist das Befestigungselement im Wesentlichen eine U-Form auf, wobei das distale Ende der U-Form eine Schräge, beispielsweise eine V-förmige Schräge zum einfachen Anordnen des Wickeldrahtes umfasst. Insbesondere ist es in manchen Ausgestaltungen vorgesehen, dass der Wickeldraht an dem Befestigungselement mittels einer materialschlüssigen Verbindung, beispielsweise einer Löt- oder Schweißverbindung, befestigt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Wickeldraht ohne nennenswerte Zugkraft an der Schweißverbindung anliegt. Dies kann durch eine Zugentlastung an der ersten Befestigungseinrichtung, insbesondere mittels der Befestigung des Wickeldrahtes an dem Wickelbereich und dem Befestigungsvorsprung, und dem anschließenden Führen des Wickeldrahtes zu dem gabelförmigen Befestigungselement, erreicht werden.
Vorzugsweise umfasst die Nutisolation Ausformungen oder Vorsprünge zum Führen des Wickeldrahtes der Statorwicklung. Besonders bevorzugt sind die Ausformungen oder Vorsprünge an einem axialen Ende der Nutisolation angeordnet und erstrecken sich in radialer Richtung über den Außenumfang des Statorkörpers hinaus. Folglich kann die Drahtführung an einem Außenumfang des Stators erfolgen. Dies ermöglicht einen einfachen und schnellen Wickelprozess, da die Führung des Wickeldrahtes von einer Spule zu einer nächsten Spule nicht entlang des Innenumfangs und insbesondere nicht entlang der oder um die Statorzähne erfolgen muss.
In einigen Ausgestaltungen umfasst die Steuereinrichtung eine Leiterplatte, welche in axialer Richtung über dem Stator liegend angeordnet ist. Die Leiterplatte kann dann insbesondere zum elektrischen Kontaktieren des Federelements des Phasenkontaktes ausgebildet sein. Beispielsweise kann die Leiterplatte eine passende Ausnehmungen aufweisen, an deren Randbereich eine leitende Beschichtung aufgebracht ist, so dass das Federelement des jeweiligen Phasenkontaktes eine elektrisch leitende Verbindung mit der leitenden Beschichtung eingehen kann. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Federelement materialschlüssig, beispielsweise mittels löten, mit der Leiterplatte mechanisch und elektrische leitend verbunden ist. Somit kann die Steuerschaltung der Leiterplatte, insbesondere eine darauf angeordnete Schaltung, zum Kommutieren der Phasenwicklungen elektrisch leitend mit den Phasenwicklungen verbunden werden.
Insbesondere kann die Leiterplatte eine elektrische Schaltung mit einer B6-Brückenschaltung zum Kommutieren eines dreiphasigen BLDC-Motors umfassen. Solch eine B6-Brückenschaltung kann beispielweise in einem auf der Leiterplatte angeordneten Mikrocontroller (µC) integriert sein. Die drei Phasen des BLDC-Motors können beispielsweise in einer Dreieckschaltung oder in einer Sternschaltung miteinander verschaltet sein.
Der Erdungskontakt weist in manchen Ausgestaltungen ein erstes Federelement zum elektrischen Kontaktieren des Stator, und analog zu dem Phasenkontakt, ein zweites Federelement zum elektrischen Kontaktieren einer Steuerschaltung auf. Das erste Federelement und das zweite Federelement können jeweils beispielsweise O-förmig oder oval ausgebildet sein. Das erste Federelement kann sich in einer axialen Richtung über die Ausnehmung und gegebenenfalls über den Stator hinaus erstrecken.
Die Leiterplatte kann wiederum zum elektrischen Kontaktieren des zweiten Federelementes des Erdungskontaktes ausgebildet sein. Dazu kann die Leiterplatte wie zuvor eine Ausnehmungen aufweisen. Wiederum kann im Bereich der Ausnehmung eine leitende Beschichtung vorgesehen sein, so dass das zweite Federelement des Erdungskontaktes eine elektrisch leitende Verbindung mit der leitenden Beschichtung eingehen kann. Zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das zweite Federelement des Erdungskontaktes materialschlüssig, beispielsweise mittels löten, mit der Leiterplatte mechanisch und elektrische leitend verbunden sind. Das zweite Federelement kann dazu den Stator an einem axialen Ende überragen.
In manchen Ausgestaltungen kann es vorgesehen sein, dass das erste Federelement des Erdungskontaktes auf einer der Leiterplatte gegenüberliegenden Seite über den Stator hinausragt und dabei eine metallische Abschirmstruktur elektrische leitend kontaktiert wird. Solch eine metallische Abschirmstruktur kann zum Beispiel zum Abschirmen des elektromagnetischen Feldes des Stators vorgesehen sein, so dass dessen elektromagnetische Verträglichkeit verbessert wird.
Der Erdungspin kann desweiteren einen zwischen dem ersten Federelement und dem zweiten Federelement angeordneten Positioniervorsprung zur Positionierung und/oder Lagerung des Erdungspins am Statorkern aufweisen. Durch das Vorsehen des Positioniervorsprungs kann der Erdungspin einfach und präzise montiert, positioniert oder ausgerichtet werden. Somit kann eine mechanisch stabile elektrische Kontaktierung sichergestellt werden.
Desweiteren kann es vorgesehen sein, dass der Erdungskontakt an seinem unteren Ende einen Positionierungsabschnitt aufweist, welcher dazu geeignet ist, den Erdungskontakt in einer Ausnehmung des Stators vorzupositionieren. Insbesondere weist der Erdungskontakt im Bereich des Positionierungsabschnittes eine kleinere Breite BP als die die maximale Breite BE des ersten Federelementes auf. Beispielsweise liegt die maximale Breite BP des Positionierungsabschnitts im Bereich von 0,5 * BE ≤ BP ≤ 0,9 * BE. Ferner umfasst der Positionierungsabschnitt in manchen Ausgestaltungen einen flach ausgebildet Einführbereich, wobei die Begrenzungen der Seitenflächen des Einführbereichs im Abstand BP parallel zueinander verlaufen und sich in axialer Richtung erstrecken. An einem distalen Ende des Erdungskontaktes umfasst der Positionierungsabschnitt besonders bevorzugt auch eine Einführschräge, wobei die Begrenzungen der Seitenflächen der Einführschräge derart ausgebildet sind, dass sich der Erdungskontakt zu seinem distalen Ende hin in seiner Breite verjüngt. Am distalen Ende des Erdungskontakt kann dieser dann beispielsweise eine minimale Breite BDE des Phasenbereich aufweisen, welche im Bereich von 0,2 * BP ≤ BDE ≤ 0,8 * BP liegt.
In manchen Ausgestaltungen ist die Breite des ersten Federelements des Erdungskontaktes circa 1% bis 10% größer als die Breite der Ausnehmung des Stators, in welcher der Erdungskontakt angeordnet wird. Beispielsweise beträgt die maximale Breite BE des ersten Federelementes circa. 2,3 mm, während die Breite BL oder ein Durchmesser der Ausnehmung des Stators circa 2,2 mm beträgt. Die von dem ersten Federelement auf die Wände der Ausnehmung ausgeübte Federkraft kann in manchen Ausgestaltungen im Bereich von 1 N bis 50 N, insbesondere im Bereich von 2 N bis 30 N liegen. Insbesondere ist die Federkraft des ersten Federelements derart gewählt, dass bei der Montage des Erdungskontaktes in der Ausnehmung des Statorkörpers lediglich eine elastische Verformung des ersten Federelementes erfolgt.
Der Positioniervorsprung kann beispielswese T-förmig ausgebildet sein. Die Breite BS des Erdungskontaktes im Bereich des Positioniervorsprungs kann in manchen Ausgestaltungen einen Wert im Bereich von dem 1,1-fachen bis 1,5-fachen der maximalen Breite des Federelementes BE annehmen. Beispielsweise beträgt die Breite BS eines T-förmigen Positioniervorsprungs circa 2,8 mm, bei einer maximalen Breite des ersten Federelementes von circa 2,3 mm.
In manchen Ausgestaltungen der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Erdungspin in einer sich in axialer Richtung des Statorkörpers erstreckenden Ausnehmung angeordnet ist, wobei das erste Federelement den Statorkörper elektrisch leitend kontaktiert.
Das Federelement des Phasenkontaktes und/oder das erste Federelement und/oder das zweite Federelement des Erdungskontaktes, können insbesondere aus einem Material bestehen, das einen Federstahl, oder Kupfer, oder eine Bronze umfasst. Ferner können die Federelemente wenigstens teilweise mit einem Material zur Verbesserung der Leitfähigkeit und/oder Korrosionsbeständigkeit beschichtet sein. Insbesondere können der Erdungskontakt/und oder der Phasenkontakt wenigstens teilweise verzinnt sein. In manchen Ausgestaltungen sind der Phasenkontakt und/oder der Erdungskontakt aus einer Kupfer (Cu) und Zinn (Sn) umfassenden Bronze gefertigt. Beispielsweise kann der Zinn Gehalt der Legierung im Bereich von 2% bis 10% Masseanteil liegen. Beispielsweis ist die Bronze CuSn6, mit 6% Zinnanteil. Derartige Bronzen zeichnen sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit, eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit, sowie durch hohe Festigkeits- und Federeigenschaften aus. Desweiteren sind Kupfer-Zinn-basierte Bronzen gut kaltverformbar und können somit gut als Stanzteil gefertigt werden.
Ebenso kann das Werkstoffmaterial zur Herstellung des Phasenkontakts und/oder des Erdungskontakts/und beispielsweise aus einer Verbindung umfassend Kupfer (Cu) und Zink (Zn), Kuper und Zinn (Sn), Kupfer (Cu) und Chrom (Cr) oder Kupfer (Cu), Nickel (Ni) und Silizium (Si) bestehen.
Ferner können der Phasenkontakt und/oder der Erdungskontakt eine Beschichtung zur Erhöhung der Leitfähigkeit, insbesondere des Grenzflächenleitwertes, und/oder eine Beschichtung zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Beispielsweise kann ein aus einer Bronze gefertigter Phasenkontakt (Erdungskontakt) wenigstens im Bereich des Federelements (des ersten Federelementes oder des zweiten Federelementes) mit einer Zinn (Sn) umfassenden Beschichtung versehen sein.
Ferner ist es in einigen Ausgestaltungen des Stators vorgesehen, dass die Nutisolation eine Ausnehmung zum Anordnen des ersten Federelementes des Erdungskontaktes in der Ausnehmung des Statorkörpers aufweist. Insbesondere kann der Querschnitt der Ausnehmung der Nutisolation dem Querschnitt der Ausnehmung zum Anordnen des ersten Federelementes im Stator entsprechen, so dass das erste Federelement des Erdungskontakts durch die Ausnehmung der Nutisolation durchgeführt und in den Stator geführt werden kann. Die Nutisolation kann ferner eine Ausnehmung zum Lagern einer Achse aufweisen. Insbesondere kann die Ausnehmung zum Lagern einer Achse eines Zahnrades einer Getriebestufe vorgesehen sein.
Um ein möglichst starke Kopplung der elektromagnetischen Felder des Stators und der Rotormagneten zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Nutisolation den Statorkörper an dessen Innenumfang nicht oder nur teilweise bedeckt, so dass der Kern des Statorkörpers einen möglichst geringen Abstand von dem Rotormagneten aufweisen kann.
Der Kern des Statorkörpers ist beispielsweise aus einem stanzpaketierten Blechstapel gefertigt. Die einzelnen Bleche können zum Unterdrücken von Wirbelströmen wenigstens teilweise gegeneinander isoliert sein und beispielsweise eine isolierende Beschichtung aufweisen. Ferner können die einzelnen Bleche auf einer Oberseite Noppen und auf einer Unterseite eine entsprechende Vertiefung aufweisen. Dadurch ist eine exakte Ausrichtung und Anordnung der einzelnen Bleche leicht umzusetzen. Beim paketieren entsteht dann im Bereich der Noppen eine elektrisch leitende Verbindung. Somit kann sichergestellt werden, dass auch bei einem auf einem laminierten Blechstapel basierten Statorkörper eine Verbindung aller Bleche mit einem Erdungsanschluss über den Erdungskontakt gewährleistet ist.
Die Blechdicke der Statorbleche kann beispielsweise im Bereich von 0,15 mm bis 1 mm liegen, insbesondere im Bereich von 0,2 mm bis 0,7mm. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Ausnehmung des Stators zum Anordnen des ersten Federelementes durch Ausstanzen der einzelnen Bleche eines stanzpaketierten Statorkerns bereitgestellt wird. Die Ausnehmung zur Anordnung des Erdungskontaktes kann sich über die vollständige axiale Länge des Statorkerns erstrecken oder in der Form eines Sackloches ausgebildet sein.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen als Schrittmotor oder bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildeten Elektromotor mit einem Stator gemäß der Erfindung, sowie einen Stellantrieb mit solch einem Elektromotor. Der Stellantrieb kann beispielsweise ein Klappensteller oder ein Ventilsteller sein.
Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Stators bereit. Das Verfahren kennzeichnet sich dadurch, dass es die folgenden Schritte umfasst:

- Bewickeln wenigstens einer Spule einer Phasenwicklung,
- Führen des Wickeldrahts von der Spule zu der zweiten Befestigungseinrichtung eines Phasenkontaktes,
- Befestigen des Wickeldrahtes an der zweiten Befestigungseinrichtung zur Zugentlastung,
- Führen des Wickeldrahtes von der der zweiten Befestigungseinrichtung zu der ersten Befestigungseinrichtung,
- Materialschlüssiges Verbinden des Wickeldrahtes mit dem Phasenkontakt an der zweiten Befestigungseinrichtung.

Besonders bevorzugt wird der Wickeldraht an der ersten Befestigungseinrichtung mittels wenigstens einer Windung des Wickeldrahtes um einen Wickelbereich der ersten Befestigungseinrichtung befestigt. Die wenigstens eine Windung muss dabei nicht vollständig ausgeführt sein. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Windung um wenigstens 240° um den Wickelbereich der ersten Befestigungseinrichtung des Phasenkontakts gewunden ist. Vorzugsweise erstrecken sich die Windungen zur Zugentlastung um wenigstens 240° und um maximal 3 Windungen um den Wickelbereich. Insbesondere aufgrund des Befestigungsvorsprungs der ersten Befestigungseinrichtung kann der Wickeldraht besonders zuverlässig geführt und angeordnet werden. Die erste Befestigungseinrichtung kann dazu insbesondere einen T-förmigen oder ähnlich ausgeformten Befestigungsvorsprung umfassen. Der Wickeldraht kann dann relativ zuverlässig von der zuvor bewickelten Spule zu der zweiten Befestigungsvorrichtung geführt und dort mittels einer Windung zur Zugentlastung befestigt werden. Der T-Förmige Vorsprung verhindert dabei insbesondere auch ein Abrutschen des Wickeldrahtes. Dadurch kann eine Wickelmaschine mit deutlich höherer Geschwindigkeit arbeiten, als bei typischen bekannten Ausgestaltungen eines Stators mit Phasenkontakten. Durch die Zugentlastung kann der Wickeldraht dann weiter zu der zweiten Befestigungseinrichtung geführt und zugspannungsfrei angeordnet werden. Die materialschlüssige Verbindung des Wickeldrahtes mit dem Phasenkontakt an der zweiten Befestigungseinrichtung kann insbesondere mittels einer Schweißstelle hergestellt werden. Somit kann die Schweißstelle frei von einer Zugspannung sein, wodurch ein Reißen des Wickeldrahtes an der Schweißstelle wirksam verhindert werden kann.
Ferner umfasst das Verfahren in manchen Ausgestaltungen die folgenden Schritte:

- Führen des Wickeldrahtes von der ersten Befestigungseinrichtung zu der zweiten Befestigungseinrichtung und erneutes Befestigen des Wickeldrahtes an der zweiten Befestigungseinrichtung,
- Führen des Wickeldrahtes von der zweiten Befestigungseinrichtung zum Bewickeln einer zweiten Spule der Phasenwicklung.

Durch das erneute Befestigen des Wickeldrahtes an der zweiten Befestigungseinrichtung, kann wiederum eine Zugentlastung hinsichtlich des Teils des Wickeldrahtes hergestellt werden, welcher von der materialschlüssigen Verbindung zu der nächsten zu bewickelnden Spule führt. Insbesondere kann der Wickeldraht auch hier mittels wenigstens einer Windung um den Wickelbereich der zweiten Befestigungseinrichtung erfolgen. Beispielsweise können eine bis vier Windungen vorgesehen sein, wobei sich bei einer Windung, diese um wenigstens 240° um den Wickelbereich erstreckt. Vorzugsweise sind für jede Zugentlastung wenigstens 0,75 und maximal 3 vollständige Windungen vorgesehen.
Ferner kann ein Prozessschritt vorgesehen sein, in dem der um die erste Befestigungseinrichtung gewickelte Draht abgerissen wird. Zum Abreisen des Drahtes ist es vorteilhaft, wenn die Bruchstelle beim Abreisen des Drahtes an einer Kante des Phasenkontaktes liegt. Daher ist es vorteilhaft, die maximale Anzahl der Windungen an dem Wickelbereich zu begrenzen. Der Wickeldraht kann dann direkt an dem Phasenkontakt anliegen, so dass beim Abreißen des Drahtes eine maximale Kraft im Bereich einer Kante des Phasenkontaktes auf den Draht wirkt und dieser dort abreißt.
In manchen Ausgestaltungen umfasst das Verfahren ferner den Schritt, dass der Phasenkontakt an dem Statorkörper positioniert und ausgerichtet gehalten wird, wobei der Statorkörper zum Aufbringen der Nutisolation mit einer Spritzgussmasse umspritzt und der Phasenkontakt dabei in der Nutisolation teilweise eingebettet und dadurch am Stator befestigt wird. Die Positionierung und Befestigung im Rahmen des Spritzgussvorgang ermöglicht eine sehr genaue Positionierung und folglich einen vergleichsweise schnellen Wickelvorgang. Die Phasenkontakte können jeweils einen oder mehrere Vorsprünge oder Bereiche mit geringerer Breite aufweisen. Durch das Vorsehen von Bereichen mit größerer und kleinerer Breite, welche von der Spritzgussmasse beim Umspritzen bedeckt werden, können die Phasenkontakte jeweils sicher befestigt und gegen ein Herausrutschen gesichert werden.
Vorzugsweise umfasst das Verfahren zum Herstellen des Stators den Schritt, dass beim Umspritzen des Stators eine Ausnehmung des Stators von der Spritzgussmasse mittels einer Abdeckung freigehalten wird, so dass die Nutisolation eine entsprechende Ausnehmung aufweist und der Erdungskontakt anschließend in die Ausnehmung des Statorkörpers eingeführt oder eingepresst wird. Somit wird auf einfache und zuverlässige Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Federelement des Erdungskontaktes und dem Statorkörper hergestellt.
Ferner kann das Verfahren umfassen, dass die Ausnehmung des Statorkörpers zur Anordnung des Erdungskontaktes mittels Stanzen ausgeformt wird. Das Ausstanzen der Ausnehmung kann insbesondere durch ein Ausstanzen einzelner Bleche erfolgen, welche zum Bilden des Statorkörpers gestapelt angeordnet werden, wobei die Ausstanzungen in axialer Richtung des Stators übereinander angeordnet werden. Dadurch wird eine sich in axialer Richtung erstreckende Ausnehmung/Öffnung zum Anordnen des Erdungskontaktes geschafften. In einem weiteren Verfahrensschritt wird nun der Erdungskontakt in der Ausnehmung mittels seines ersten Federelementes elektrisch leitend befestigt.
Figurenliste
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigen in schematischer Darstellung

1: eine Draufsicht auf einen Stellantrieb, mit einem Elektromotor, der einen Stator mit drei Phasenkontakten aufweist, gemäß einem Beispiel;
2: eine perspektivische Ansicht des Stellantriebes aus 1;
3a bis 3d: Verschiedene Ansichten des Stators aus 1;
4: eine Schnittansicht des Stators aus 1;
5: eine perspektivische Ansicht des Stators aus den 1 bis 4, inklusive der Statorwicklung;
6 : eine weitere perspektivische Ansicht des Stators aus den 1 bis 5, inklusive der Statorwicklung;
7: eine Detailansicht eines Phasenkontaktes des Stators aus den 1 bis 6; und
7a bis 7c: jeweils eine Detailansicht des zweiten Befestigungselementes des Phasenkontaktes für jede der drei Phasen U, V, W des Stators aus den 1 bis 7.

BESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 zeigt einen Stellantrieb 1, mit einem in einem Gehäuse 3 angeordneten Elektromotor. Der Elektromotor ist als dreiphasiger bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet, mit einem Rotor 7 und einem Stator 9 mit einer Statorwicklung 10. Der Rotor treibt ein auf einer Rotorwelle angeordnetes Antriebsrad 11 an, welches über Zwischenräder 13 eines Untersetzungsgetriebes ein Abtriebsrad 15 antreibt. Das Abtriebsrad 15 ist einteilig mit einer Hohlwelle 17 ausgebildet, welche zum übertragen einer Antriebskraft auf eine externe Last ausgebildet ist. Der Rotor 7 umfasst ferner einen Rotormagneten 19, welcher über ein sich zeitlich änderndes elektromagnetisches Feld des Stators 9 drehend angetrieben wird. Der Stator 9 umfasst einen Statorkörper 21, welcher beispielsweise aus einem stanzpaketierten Blechstapel gebildet wird.
Auf dem Statorkörper ist eine Nutisolation 25 aufgebracht, welche ihrerseits im Bereich der Statorzähne die Statorwicklung 10 trägt. Die Nutisolation 25 kann beispielsweise aufgesteckt sein und in manchen Ausgestaltungen zweiteilig ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist die Nutisolation 25 auf den Statorkörper 21 aufgespritzt, wobei der Innenumfang des Statorkörpers 21 nicht von der Nutisolation 25 bedeckt ist. An der Nutisolation 25 sind ferner vier Befestigungsvorsprünge 27 ausgebildet, welche in gabelförmig ausgebildete Vorsprünge 28 des Gehäuses 3 eingepresst werden, wodurch der Stator 9 in dem Gehäuse 3 befestigt und ausgerichtet wird. Die Befestigungsvorsprünge 27 erstrecken sich dabei in radialer Richtung. Ferner sind sie asymmetrisch entlang des Umfangs angeordnet, wodurch Fehler in der Ausrichtung des Stator während dessen Montage im Gehäuse unterbunden werden.
In einer Ausnehmung des Stators 9 ist ein Erdungskontakt 31 angeordnet. Der Erdungskontakt 31 stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem Statorkörper und einer Steuerschaltung, insbesondere einer Leiterplatte her, so dass der Statorkörper 21 geerdet werden kann.
Ferner sind zum Ansteuern der drei Phasenwicklungen drei Phasenkontakte 33 an der Nutisolation 25 angeordnet.
In der 2 ist der Stellantrieb 1 der 1 in einer Schrägansicht dargestellt. In dieser Darstellung ist der Stator durch eine in der 1 nicht gezeigte Leiterplatte 35 verdeckt. In einer Ausnehmung der Leiterplatte 35 ist ein Ende des Erdungskontaktes 31 zum Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Erdungskontakt 31 und einem Massepotential der Leiterplatte 35 angeordnet. Ebenso sind die drei Kontaktstifte 33 in Ausnehmungen der Leiterplatte 35 angeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden. Die elektrische Verbindung der Phasenkontakte 33 mit der Leiterplatte 35 erfolgt im Beispiel jeweils mittels eines Federelements 33a. Die Leitplatte 35 kann ferner über Anschlusskontakte 37 mit einem Stecker zur Stromversorgung und zum Senden von Daten und/oder Empfangen von Daten verbunden werden.
Ferner umfasst die Steuerschaltung 39 einen Mikrocontroller 41. Insbesondere umfasst der Mikrocontroller 41 eine integrierte B6-Brückenschaltung zum Kommutieren der Phasenwicklungen des Elektromotors.
Die 3a bis 3d zeigen verschiedene Ansichten des Stators aus 1. In der 3a ist der Erdungskontakt 31 in einem nicht montierten Zustand dargestellt. In dieser Ansicht ist außerdem eine am des Stators 9 Innenumfang liegende freie Fläche 45 des Statorkerns 21 zu erkennen, an der keine Nutisolation 25 aufgespritzt wurde. Somit kann der effektive Luftspalt zwischen dem Statorkern 21 und dem Rotormagneten des Rotors 7 klein gehalten und folglich ein möglichst hoher Wirkungsgrad des Elektromotors 5 erreicht werden.
Die gezeigten Ausgestaltung des Erdungskontakts 31 umfasst ein erstes Federelement 31a und ein zweites Federelement 31b, sowie einen Positioniervorsprung 31c. Das erste Federelement 31a und das zweite Federelement 31b sind jeweils näherungsweise O-förmig/oval ausgebildet. Das erste Federelement 31a wird nun durch eine Ausnehmung/Öffnung der Nutisolation 25 in eine Ausnehmung/Öffnung 51 des Stators 9 gedrückt. Aufgrund der Federwirkung des ersten Federelementes 31a wird sich eine mit einer Federkraft beaufschlagte Passung zu dem Statorkörper einstellen, welche eine sichere elektrische Verbindung gewährleistet. Zusätzlich kann der Erdungskontakt 31 mittels einer materialschlüssigen Verbindung, beispielsweise mittels kleben, löten oder schweißen, mit dem Statorkörper 21 oder der Nutisolation 25 im Bereich der Öffnung 51 mechanisch verbunden werden.
Ferner sind die drei in der Nutisolation 25 eingebetteten Phasenkontakte 33 zu erkennen. Die Phasenkontakte 33 können insbesondere in der Nutisolation durch umgießen positioniert und befestigt werden. Ferner sind die an der Nutisolation 25 angeordneten Vorsprünge 29 zum Führen der Statorwicklung 10 gezeigt. Diese Vorsprünge 29 erstrecken sich über den Außenumfang der Nutisolation 25 hinaus. Insbesondere kann der Wickeldraht einer mehrere Spulen 60 umfassenden Phasenwicklung zwischen den Spulen 60 entlang der Vorsprünge geführt werden. Dadurch kann der Wickelprozess weiter vereinfacht werden, da ein Führen des Wickeldrahtes am Innenumfang des Statorkörpers, entlang dessen Zähne, weitgehend oder vollständig vermieden werden kann. Desweiteren sind die Vorsprünge 29 in der gezeigten Darstellung am unteren axialen Ende der Nutisolation 25 einteilig mit dieser ausgeformt. Im Beispiel ragen die Vorsprünge 29 ferner in axialer Richtung über die Nutisolation 25 hinaus. Durch diese Anordnung kann der Wickeldraht einfach von den Spulen der jeweiligen Phasenwicklung oder von dem jeweiligen Phasenkontakt zu und entlang der Vorsprünge 29 geführt werden.
Die Vorsprünge 29 sind auch gut in der Draufsicht der 3b zu erkennen, während in der 3c gut zu erkennen ist, dass sich der Erdungskontakt 31 und die Phasenkontakte 33 in axialer Richtung durch den Stator 9 hindurch erstrecken. Wobei die im Bild der 3c links liegenden Federelemente 31b, 33a mit der Leiterplatte 35 elektrisch leitend verbunden werden.
Schließlich zeigt die 3d eine Draufsicht auf das den Vorsprüngen 29 gegenüberliegende axiale Ende des Stators. Das zweite Federelement 31b des Erdungskontaktes 31 und die Federelemente 33a der Phasenkontakte 33 ragen in dieser Darstellung in Richtung des Betrachters aus dem Stator 9 hinaus.
Die 4 zeigt eine Schnittansicht des Stators 9 aus den 1 bis 3d, wobei die Schnittebene so gewählt wurde, dass die Anordnung des Erdungskontakts 31 in der Ausnehmung/Öffnung 51 des Stators 9 zu sehen ist. In der 4 ist dabei gut zu erkennen, wie der Erdungskontakt 31 an dem Statorkörper mittels des Positioniervorsprungs 31c positioniert ist. Das erste Federelement 31a ist vollständig in die Öffnung 51 eingeschoben, wobei der Positioniervorsprung 31c am axialen Ende des Statorkörpers 21 anliegt. Der Positioniervorsprung 31c ist in einer senkrecht zur axialen Richtung des Phasenkontakts 33 abstehend ausgebildet, wobei er zwei sich einander gegenüberliegende Vorsprünge umfasst. Der Positioniervorsprung 31c kommt bei der Montage am Statorkörper oder auf der Nutisolation 25 zum Liegen und definiert somit die Montageposition des Erdungskontaktes 31 in axialer Richtung.
Ferner weisen die Kontaktstifte 33 im Beispiel an einem axialen Ende jeweils eine Befestigungsanordnung 33b zum Führen und/oder Befestigen des Wickeldrahtes der Statorwicklung 10 auf. Die Befestigungsvorrichtung 33b weist einen senkrecht zur axialen Richtung verlaufenden ersten Befestigungsvorsprung 33c1 auf, welcher ein Abrutschen des Wickeldrahtes verhindert. Ferner umfasst die Befestigungsvorrichtung 33b eine Klemmvorrichtung 33d, die im Beispiel im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet ist. Eine Öffnung 33d1 der U-förmigen Klemmvorrichtung umfasst an ihrem Ende ein V-förmig ausgebildete Schräge 33d2. Mittels der Schräge 33d2 kann der Wickeldraht leicht in die Öffnung 33d1 geführt und dort materialschlüssig mit dem Phasenkontakt 33 verbunden werden.
Die 5 und 6 zeigen jeweils eine Schrägansicht des Stators 9 aus den 1 bis 4 in bewickeltem Zustand. In der 5 sind auf der Oberseite die Befestigungseinrichtungen der drei Phasenkontakte 33 zu sehen. Der Wickeldraht wird für jede Phasenwicklung von einer Spule 60 der Phasenwicklung zu einem jeweiligen Phasenkontakt 33 geführt und an der Befestigungsanordnung 33b befestigt. Ein Drahtabschnitt 60a, der die Spule 60 und den Wickelbereich 33c2 der ersten Befestigungseinrichtung 33c der Befestigungsanordnung 33b verbindet, wird insbesondere so angeordnet, dass dieser auf der Spule 60 und/oder der Nutisolation 35 aufliegt. Dadurch wird ein Schwingen des Drahtes unterbunden. Zur Befestigung und Zugentlastung ist der Wickeldraht nun mit einer Windung 60b um den Wickelbereich 33c2 gewunden. Ein Drahtabschnitt 60c verbindet nun den Wickelbereich 33c2 mit der zweiten Befestigungseinrichtung 33d und ist dort mittels einer materialschlüssigen Verbindung 60d mit diesem verbunden. Ein Drahtabschnitt 60e verbindet nun erneut die zweite Befestigungseinrichtung 33d mit dem Wickelbereich 33c2 der ersten Befestigungseinrichtung 33c, wo der Draht zur Zugentlastung wieder in einer Windung 60f gewunden um den Wickelbereich 33c2 angeordnet ist. Schließlich führt ein Drahtabschnitt 60g zu einer weiteren Spule 60 der Phasenwicklung, wobei der Wickeldraht wieder auf der Nutisolation 35 und/oder der Spule 60 aufliegt. Die Wickelbereiche 33c2 sind in axialer Richtung jeweils zwischen dem T-förmigen Befestigungsvorsprung 33c1 der Phasenkontakte 33 und der Nutisolation 25 angeordnet. Somit kann der Wickeldraht in axialer Richtung nicht verrutschen. Ebenso kann der Wickeldraht während des Wickelprozesses sicher an dem jeweiligen Phasenkontakt 33 befestigt werden.
Die 6 zeigt eine Schrägansicht mit nun im Bild nach unten zeigenden Befestigungselementen 33b der Phasenkontakte 33. Insbesondere ist hier gut zu erkennen, dass auf der den Befestigungselementen 33b entgegenliegenden Seite des Stators 9 kein Wickeldraht geführt ist. Dadurch kann der Wickelprozess und die Herstellung des Stators 9 weiter vereinfacht werden. Ferner sind die Federelemente 33a der Phasenkontakte 33 und das zweite Federelement 31b des Erdungskontaktes 31 zu erkennen. Ebenso ist die Führung des Wickeldrahtes entlang der Vorsprünge 29 am Außenumfang der Nutisolation 25 zu sehen.
Die 7 zeigt eine Detailansicht eines Phasenkontaktes 33. Dabei ist der Phasenkontakt 33 so orientiert, dass das Federelement 33a im Bild unten und die Befestigungsanordnung 33b im Bild oben angeordnet sind. Am oberen distalen Ende umfasst die Befestigungsanordnung 33b die zweite Befestigungseinrichtung 33d, welche gabelförmig ausgebildet ist und eine U-förmig geöffnete Öffnung 33d1 aufweist, die nach außen hin in einen V-förmigen Abschnitt 33d2 übergeht. In Richtung Körpermitte schließt sich die erste Befestigungseinrichtung 33c für die Zugentlastung an. Die erste Befestigungseinrichtung 33c umfasst den Befestigungsvorsprung 31c1, sowie den Wickelbereich 31c2. Die Breite BK2 des Wickelbereichs 31c2 ist dabei kleiner als die Breite BK1 des Befestigungsvorsprungs 33c1, so dass ein an dem Wickelbereich 31c2 angeordneter Wickeldraht daran gehindert wird, in axialer Richtung abzurutschen.
Desweiteren sind gut ein Vorsprung 33f und ein Vorsprung 33g zu erkennen- Die beiden Vorsprünge 33f und 33g werden beim Spritzgussvorgang zum Ausformen der Nutisolation 35 in diese eingebettet und mittels der Vorsprünge 33f, 33g in axialer Richtung fixiert. Dem Federelement 33a benachbart angeordnet ist ein breiter Bereich 33h zu sehen. Dieser breite Bereich 33h ist nicht von der Nutisolation 25 umspritzt. Die breite Ausgestaltung hat den Vorteil, dass diese von Werkzeugen gut greifbar ist und ferner dem Phasenkontakt 33 eine hohe Stabilität verleiht.
Die 7a bis 7c zeigen schematisch die Anordnung der Wicklung an den drei Phasenkontakten 33 für drei Phasen U (7a), V (7b) und W (7c).
In den 7 a und 7b ist jeweils ein Drahtabschnitt 60a von einer Spule her kommend zu dem Wickelbereich 33c2 geführt und um diesen gewunden (drahtabschnitt 60b). Von dort aus ist der Wickeldraht zu der zweiten Befestigungseinrichtung 33d geführt (Drahtabschnitt 60c), an welcher an der Schweißstelle 60d eine materialschlüssige Verbindung hergestellt wird. Von dort wird der Wickeldraht zurück zu dem Wickelbereich 33c2 geführt (Drahtabschnitt 60e) und wieder um diesen gewunden (Drahtabschnitt 60f). Schließlich wird der Draht zu einer weiteren Spule 60 der Statorwicklung geführt (Drahtabschnitt 60g). Die Zugentlastung am Wickelbereich sorgt nun dafür, dass der Wickeldraht an der Schweißstelle 60 unter möglichst kleiner Spannung angeordnet und befestigt werden kann. Insbesondere kann die Zugkraft an den Drahtabschnitten 60c und 60e reduziert werden. Der Schweißvorgang kann insbesondere nach Beendigung des Wickelvorgangs, wenn der Statorwicklung vollständig aufgebracht ist, erfolgen.
Die 7c zeigt nun denjenigen Phasenkontakt 33, an welchem ein Wickeldrahtanfang 62 und ein Wickeldrahtende 64 des Wickeldrahtes zusammengeführt und jeweils am Phasenkontakt 33 befestigt sind. Der Anfang 62 des Wickeldrahtes kann insbesondere zuerst um den Wickelbereich 31c2 gewunden werden, dann zu dem Befestigungselement 60c geführt werden, wieder um den Wickelbereich 31c2 gewunden und schließlich zu einer Spule 60 der Statorwicklung geführt werden. Ebenso kann das Ende 64 des Wickeldrahtes von einer Spule 60 der Statorwicklung kommend um den Wickelbereich 31c2 gewunden, zu dem Befestigungselement 31d geführt, und letztlich wieder zu dem Wickelbereich 31c2 geführt und um den Wickelbereich 31c2 gewunden werden. Die Drahtenden am Wickeldrahtanfang 62 und am Wickeldrahtende 64 können nun abgerissen werden, wodurch ein schneller Wickelprozess ermöglicht wird.
Der Wickeldraht kann insbesondere so abgerissen werden, dass er an einer Kante des Phasenkontaktes 33 bricht. Dafür ist es vorteilhaft, wenn der Wickeldraht in direktem Kontakt mit dem Phasenkontakt 33 ist, und nicht auf einer anderen Windung des Drahtes aufliegt. An dem Befestigungselement 31d wird der Wickeldraht jeweils materialschlüssig, beispielsweise durch Schweißen an der Schweißstelle 60d, mit dem Befestigungselement 31d verbunden. Die materialschlüssige Befestigung des Wickeldrahtes an dem Befestigungselement 31d, beziehungsweise den Befestigungselementen 31d, erfolgt beispielsweise nachdem der Stator vollständig bewickelt wurde.
Die beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsformen und die Figuren dienen nur zur rein beispielhaften Illustration. Die Erfindung kann in ihrer Gestalt variieren, ohne dass sich das zugrundeliegende Funktionsprinzip ändert. Die beschriebenen Verfahrensschritte können in ihrer Abfolge, sofern technisch möglich, variiert werden. Der Schutzumfang des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich allein aus den folgenden Ansprüchen.
Bezugszeichenliste

1: Stellantrieb
3: Gehäuse
5: Elektromotor
7: Rotor
9: Stator
10: Statorwicklung
11: Antriebsrad
13: Zwischenräder
15: Abtriebsrad
17: Hohlwelle
21: Statorkörper
25: Nutisolation
27: Befestigungsvorsprung
28: Klemmvorrichtung
29: Vorsprünge zur Drahtführung
31: Erdungskontakt
31a: erstes Federelement (des Erdungskontakts)
31b: zweites Federelement (des Erdungskontakts)
31c: Positioniervorsprung
31d: Positionierungsabschnitt
31e: Einführschräge
33: Phasenkontakt
33a: Federelement (des Phasenkontakts)
33b: Befestigungsanordnung
33c: erste Befestigungseinrichtung
33c1: Befestigungsvorsprung
33c2: Wickelbereich
33d: zweite Befestigungseinrichtung
33d1: Öffnung der zweiten Befestigungseinrichtung
33d2: Schräge
33f: Vorsprung
33g: Vorsprung
33h: breiter Bereich
35: Leiterplatte
37: Anschlusskontakte
39: Steuerschaltung
41: Mikrocontroller
43: Stecker
45: Freie Fläche (ohne Nutisolation)
51: Ausnehmung/Öffnung
60: Spule
60a, 60b, 60c: Drahtabschnitt
60d: Schweißstelle
60e, 60f, 60g: Drahtabschnitt
62: Wickeldrahtanfang
64: Wickeldrahtende
BE: Maximale Breite des ersten Federelementes 31a
BL: Maximale Breite des Befestigungselements 31c
BP: Maximale Breite des Positionierungsabschnitts 31d
BS: Breite der Ausnehmung 51
BK1: Breite
BK2: Breite

Claims

Stator für eine elektrische Maschine, welche eine Steuerschaltung (29) zum Steuern oder Regeln der elektrischen Maschine umfasst, mit einem Statorkörper (21) und mit einem Phasenkontakt (33), der elektrisch mit wenigstens einer auf dem Statorkörper (21) aufgebrachten Phasenwicklung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Phasenkontakt (33) eine erste Befestigungseinrichtung (33c) ausgeformt ist, wobei der Wickeldraht der Phasenwicklung zur Zugentlastung an der ersten Befestigungseinrichtung (33c) befestigt ist, und wobei an einem ersten distalen Ende des Phasenkontakts (33) eine zweite Befestigungseinrichtung (33d) ausgeformt ist, an welcher der Wickeldraht der Phasenwicklung materialschlüssig befestigt, und wobei der Wickeldraht von der ersten Befestigungseinrichtung (33c) zur der zweiten Befestigungseinrichtung (33d) im Wesentlichen spannungsfrei geführt angeordnet ist.
Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldraht von der zweiten Befestigungseinrichtung (33d) zu der ersten Befestigungseinrichtung (33c) zurückgeführt angeordnet ist, wobei der Wickeldraht der Phasenwicklung zur Zugentlastung nochmals an der ersten Befestigungseinrichtung (33c) befestigt ist
Stator nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenkontakt (33) an einem zweiten distalen Ende ein Federelement (31a) zum elektrischen Kontaktieren der Steuerschaltung (29) aufweist.
Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerschaltung (29) eine Leiterplatte mit wenigstens einer Ausnehmung zur mechanischen Befestigung und elektrischen Kontaktierung eines Phasenkontaktes (33) umfasst, wobei die Leiterplatte im Bereich der Ausnehmung elektrisch leitende Strukturen aufweist, welche von dem Federelement (33a) des Phasenkontaktes (33) elektrisch leitend kontaktiert werden.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Befestigungseinrichtung (33c) wenigstens einen Befestigungsvorsprung (33c1) aufweist, der im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung des Phasenkontakts (33) verlaufend ausgebildet ist.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Befestigungseinrichtung (31c) einen Wickelbereich (31c2) umfasst, wobei der Wickelbereich (33c2) dem Befestigungsvorsprung (33c1), in axialer Richtung zur Körpermitte des Phasenkontaktes hin, benachbart angeordnet ist, und wobei der Wickeldraht zur Zugentlastung wenigstens einmal um den Wickelbereich (33c2) gewunden angeordnet ist, wobei im Falle einer Windung sich diese um wenigstens 240° um den Wickelbereich (33c2) windet.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungseinrichtung (33d) zur Befestigung des Wickeldrahtes im Wesentlichen gabelförmig, U-förmig oder V-förmig ausgebildet ist.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Befestigungseinrichtung (33d) zur Befestigung des Wickeldrahtes einen ersten Bereich (33d1) aufweist, der eine im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Öffnung aufweist und einen an den ersten Bereich (33d1) angrenzenden zweiten Bereich (33d2) aufweist, der eine im wesentlichen V-förmig ausgebildete Öffnung aufweist, wobei sich die Öffnung des V-förmigen Bereichs (33d2) zum distalen Ende des Phasenkontaktes (33) hin weitet.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) eine Nutisolation (25) umfasst, auf welcher wenigstens eine Phasenwicklung angeordnet ist, wobei die Nutisolation (25) auf dem Statorkörper (21) durch Umspritzen angeformt und der Phasenkontakt (33) in die Nutisolation (25) eingebettet ist.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt drei Phasenkontakte (33) zum Ansteuern von drei Phasenwicklungen vorgesehen sind.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (9) einen Erdungskontakt (31) aufweist, wobei der Erdungskontakt (31) ein erstes Federelement (31a) zum elektrischen Kontaktieren der Steuerschaltung (35) und ein zweites Federelement (31b) zum elektrischen Kontaktieren des Statorkörpers (21) aufweist, wobei das zweite Federelement (33b) in einer Ausnehmung des Statorkörpers (21) angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen eines Stators (9) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: - Bewickeln wenigstens einer Spule (60) einer Phasenwicklung, - Führen des Wickeldrahts von der Spule (60) zu der ersten Befestigungseinrichtung (33c) eines Phasenkontaktes (33), - Befestigen des Wickeldrahtes an der ersten Befestigungseinrichtung (33c) zur Zugentlastung, - Führen des Wickeldrahtes von der ersten Befestigungseinrichtung (33c) zu der zweiten Befestigungseinrichtung (33d), - Materialschlüssiges Verbinden des Wickeldrahtes mit dem Phasenkontakt 33 an der zweiten Befestigungseinrichtung (33d).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickeldraht an der ersten Befestigungseinrichtung (31c) mittels einer Windung des Wickeldrahtes um den Wickelbereich (31c2) der ersten Befestigungseinrichtung (31c) befestigt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: - Führen des Wickeldrahtes von der zweiten Befestigungseinrichtung (33d) zu der ersten Befestigungseinrichtung (31c) und erneutes Befestigen des Wickeldrahtes an der zweiten Befestigungseinrichtung (31c), - Führen des Wickeldrahtes von der ersten Befestigungseinrichtung (31c) zum Bewickeln einer zweiten Spule (60) der Phasenwicklung.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erneute Befestigen des Wickeldrahtes an der ersten Befestigungseinrichtung (31c) mittels wenigstens einer Windung des Wickeldrahtes um den Wickelbereich (31c2) der ersten Befestigungseinrichtung (31c) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenkontakt (33) an dem Statorkörper (21) positioniert und ausgerichtet gehalten wird, wobei der Statorkörper (21) zum Aufbringen der Nutisolation mit einer Spritzgussmasse umspritzt und der Phasenkontakt (33) dabei in der Nutisolation (25) teilweise eingebettet und dadurch am Stator (9) befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16 zum Herstellen eines Stators (9) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umspritzen des Stators eine Ausnehmung (51) des Stators von der Spritzgussmasse mittels einer Abdeckung freigehalten wird, so dass die Nutisolation (25) eine entsprechende Ausnehmung aufweist und der Erdungskontakt (31) anschließend in der Ausnehmung (51) des Statorkörpers (21) angeordnet wird, wobei eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Federelement (31b) des Erdungskontaktes (31) und dem Statorkörper (21) hergestellt wird.