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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor, ein Verfahren zum Herstellen des Elektromotors sowie die Verwendung eines Verbindungselements als Verbindungselement des Elektromotors.
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Um Wickeldrähte von bürstenlosen Gleichstrommotor(stator)en zu bestromen, werden nach betriebsinterner Praxis elektrisch leitfähige Stanzbiegeteile, sogenannte Leadframes, verwendet.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Elektromotor bzw. dessen Herstellung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ansprüche 7, 8 stellen die Verwendung eines Verbindungselements als Verbindungselement eines hier beschriebenen Elektromotors bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines hier beschriebenen Elektromotors unter Schutz. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen.
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Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist ein Elektromotor einen Stator mit einem oder mehreren Wickeldrähten auf. In einer Ausführung bewirkt ein (Elektro)Magnetfeld, das durch Bestromen dieses Wickeldrahts bzw. dieser Wickeldrähte erzeugt wird, eine Rotation eines Rotors des Elektromotors bzw. ist der Elektromotor hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet bzw. wird hierzu verwendet. Der Wickeldraht bzw. einer oder mehrere der Wickeldrähte bilden in einer Ausführung eine Spule bzw. eine oder mehrere Spulenwicklungen des Elektromotors aus, in einer Ausführung ist bzw. wird er bzw. sind bzw. werden sie um einen oder mehrere Polzähne gewickelt.
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In einer Ausführung ist der Stator ein einteiliger Stator und/oder der Elektromotor ein bürstenloser Gleichstrommotor. Hierfür kann die vorliegende Erfindung, insbesondere aufgrund seiner Bauart und/oder Funktionsweise, mit besonderem Vorteil verwendet werden.
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Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist der Elektromotor ein oder mehrere, insbesondere (jeweils) separate(s) und/oder ein- oder mehrteilige(s), Verbindungselement(e) auf, das bzw. die (jeweils) mit dem Wickeldraht bzw. einem oder mehreren der Wickeldrähte, insbesondere elektrisch leitend, verbunden, insbesondere daran befestigt, ist/sind bzw. wird/werden, insbesondere (jeweils) mit einem oder mehreren, in einer Ausführung nebeneinander angeordneten, insbesondere aneinander anliegenden oder voneinander beabstandeten, Wickeldrahtenden, und das bzw. die (jeweils) einen Außenanschluss aufweist/aufweisen, über den der mit diesem Verbindungselement verbundene Wickeldraht bzw. die mit diesem Verbindungselement verbundenen Wickeldrähte bestrombar sind bzw. bestromt werden bzw. der hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet ist bzw. verwendet wird. In einer Ausführung ist ein erstes solches Verbindungselement mit einer ersten Wicklung des Elektromotor(stator)s verbunden und wenigstens ein weiteres solches Verbindungselement mit einer weiteren Wicklung des Elektromotor(stator)s.
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Hierdurch können in einer Ausführung vorteilhaft gewünschte Außenanschlüsse zur Verfügung gestellt und/oder Wickeldraht(enden)toleranzen kompensiert werden.
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Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist/sind bzw. wird/werden das bzw. eines oder mehrere der Verbindungselement(e jeweils) aus einem, insbesondere metallischen und/oder elektrisch leitenden, Draht hergestellt, in einer Ausführung umgeformt, insbesondere mittels Biegen und/oder Pressen, der zur Unterscheidung von dem Wickeldraht bzw. den Wickeldrähten als weiterer Draht bezeichnet wird. Der weitere Draht liegt in einer Ausführung als Halbzeug vor. Nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein solcherart hergestelltes Verbindungselement als hier beschriebenes Verbindungselement bzw. Verbindungselement eines hier beschriebenen Elektromotors verwendet bzw. ist hierzu vorgesehen, insbesondere eingerichtet.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Herstellung des Elektromotors, insbesondere im Vergleich zu den eingangs genannten Leadframes, verbessert, insbesondere Herstellungskosten gesenkt und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit erhöht, werden. Zusätzlich oder alternativ kann hierdurch der Elektromotor verbessert, insbesondere sein Baumraum und/oder Gewicht reduziert und/oder seine Performance und/oder Zuverlässigkeit erhöht werden.
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In einer Ausführung weist das Verbindungselement bzw. weisen eines oder mehrere der Verbindungselemente (jeweils) wenigstens einen Haken mit zwei gegenläufigen Schenkeln auf, zwischen denen der mit diesem Verbindungselement verbundene Wickeldraht bzw. einer oder mehrere der mit diesem Verbindungselement verbundenen Wickeldrähte, insbesondere Wickeldrahtende(n), angeordnet ist/sind bzw. wird/werden. In einer Ausführung kontaktiert dieser Wickeldraht bzw. kontaktieren einer oder mehrere dieser Wickeldrähte den Haken, insbesondere einen oder beide der gegenläufigen Schenkel, ist/sind bzw. wird/werden in einer Ausführung hiermit verbunden bzw. hieran befestigt, in einer Ausführung elektrisch leitend und/oder stoffschlüssig, insbesondere mittels Schweißen, in einer Ausführung Widerstandsschweißen oder Hotstaking.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Verbindung, insbesondere ihre Zuverlässigkeit und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, verbessert werden, insbesondere ein Widerstandsschweißen oder Hotstaking.
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In einer Weiterbildung ist/sind bzw. wird/werden der Wickeldraht bzw. einer oder mehrere Wickeldrähte (jeweils) unter Zugspannung, insbesondere unter Beibehaltung eines Wickelzuges, zwischen den Schenkeln des entsprechenden Haken angeordnet bzw. hiermit verbunden. Zusätzlich oder alternativ ist/sind bzw. wird/werden der Wickeldraht bzw. einer oder mehrere Wickeldrähte (jeweils) unter Umformen, insbesondere Biegen, zwischen den Schenkeln des entsprechenden Haken angeordnet, insbesondere in den Haken hineingebogen.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Verbindung, insbesondere ihre Zuverlässigkeit und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, (weiter) verbessert werden, insbesondere ein Widerstandsschweißen oder Hotstaking.
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In einer Ausführung weist das Verbindungselement bzw. weisen eines oder mehrere der Verbindungselemente (jeweils) wenigstens einen Schenkel, der mit einer Rotationsachse des Elektromotors einen Winkel von höchstens 30° bildet, insbesondere also parallel zur Rotationsachse ist, und/oder wenigstens einen Schenkel auf, der mit einer bzw. der Rotationsachse des Elektromotors einen Winkel von wenigstens 60° bildet, insbesondere also quer zur Rotationsachse (orientiert) ist.
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Hierdurch können in einer Ausführung vorteilhaft gewünschte Außenanschlüsse zur Verfügung gestellt und/oder Toleranzen der Wickeldrähte kompensiert werden.
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In einer Ausführung werden bzw. sind die zwei Schenkel des Hakens gegeneinander abgewinkelt, insbesondere um wenigstens 120°. Zusätzlich oder alternativ werden bzw. sind in einer Ausführung der Schenkel, der mit der Rotationsachse einen Winkel von höchstens 30° bildet, und der Schenkel, der mit der Rotationsachse einen Winkel von wenigstens 60° bildet, gegeneinander abgewinkelt, insbesondere um wenigstens 60°.
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Hierdurch können in einer Ausführung vorteilhaft gewünschte Außenanschlüsse zur Verfügung gestellt und/oder Toleranzen der Wickeldrähte kompensiert werden und/oder die Verbindung, insbesondere ihre Zuverlässigkeit und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, verbessert werden.
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In einer Ausführung weist das Verbindungselement bzw. weisen eines oder mehrere der Verbindungselemente (jeweils) wenigstens abschnittsweise einen kreisartigen Querschnitt, insbesondere Kreisquerschnitt, auf. Zusätzlich oder alternativ weist in einer Ausführung das Verbindungselement bzw. weisen eines oder mehrere der Verbindungselemente (jeweils) wenigstens abschnittsweise einen abgeflachten Querschnitt, insbesondere einen Querschnitt mit wenigstens einer flachen bzw. ebenen Seite, auf, insbesondere der Haken und/oder Außenanschluss.
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Hierdurch können in einer Ausführung vorteilhaft gewünschte Außenanschlüsse zur Verfügung gestellt und/oder die Verbindung, insbesondere ihre Zuverlässigkeit und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, (weiter) verbessert werden, insbesondere ein Widerstandsschweißen oder Hotstaking.
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In einer Ausführung wird, insbesondere hierzu, wenigstens ein Abschnitt des weiteren Drahtes mit einem kreisartigen Querschnitt zu einem abgeflachten Querschnitt umgeformt, insbesondere mittels Pressen. Hierdurch können in einer Ausführung besonders kostengünstige Runddrähte als Halbzeuge verwendet werden. In einer anderen Ausführung weist der weitere Draht durchgehend einen abgeflachten Querschnitt auf. Hierdurch können in einer Ausführung Flach-, insbesondere Vierkantdrähte als Halbzeuge verwendet und dadurch eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, (weiter) verbessert werden.
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In einer Ausführung ist bzw. wird das Verbindungselement bzw. sind bzw. werden eines oder mehrere der Verbindungselemente (jeweils) mit dem Wickeldraht bzw. einem oder mehreren der Wickeldrähte stoffschlüssig verbunden, in einer Weiterbildung verschweißt, in einer Ausführung mittels Widerstandsschweißen oder sogenanntem Hotstaking bzw. Isolier- bzw. Lackdrahtschweißen, bei dem in einem Arbeitsgang eine (elektrische) Isolierung, insbesondere eine Kunststoffisolierung, des Wickeldrahtes lokal abgebrannt und dieser dabei oder anschließend mit dem Verbindungselement verschweißt wird. Der weitere Draht, aus dem das bzw. die Verbindungselement(e) hergestellt ist/wird bzw. sind/werden, weist in einer Ausführung eine (elektrische) Isolierung, insbesondere eine Kunststoffisolierung, auf, wodurch in einer Ausführung die Verlegung des Verbindungselements vereinfacht werden kann, in einer anderen Ausführung ist der weitere Draht blank bzw. weist das Verbindungselement eine elektrisch leitende Außenseite auf, wodurch in einer Ausführung die Verbindung mit dem Wickeldraht bzw. den Wickeldrähten verbessert werden kann.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Verbindung, insbesondere ihre Zuverlässigkeit und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, (weiter) verbessert werden.
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In einer Ausführung weist der Elektromotor eine Halterung, insbesondere eine Halterung an dem Stator oder einem ein- oder mehrteiligen Deckel, insbesondere Gehäusedeckel, auf, an der das bzw. eines oder mehrere der Verbindungselement(e jeweils) form- und/oder reibschlüssig, in einer Ausführung durch (Ein)Klemmen, und/oder stoffschlüssig, in einer Ausführung durch Einformen, insbesondere Ein- bzw. Umspritzen, befestigt ist/sind bzw. wird/werden, in einer Ausführung ein bzw. der Schenkel des Verbindungselements, der mit der Rotationsachse des Elektromotors einen Winkel von wenigstens 60° bildet und/oder wenigstens einen in der Halterung angeordneten Knick aufweist.
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Hierdurch kann in einer Ausführung die Verbindung, insbesondere ihre Zuverlässigkeit und/oder eine Prozesssicherheit und/oder -geschwindigkeit, (weiter) verbessert werden.
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Beim bzw. durch das Widerstanddschweißen werden bzw. sind in einer Ausführung, insbesondere metallisch, blanke Teile miteinander verbunden, insbesondere indem Strom durch beide Verbindungspartner fließt. Beim bzw. durch das Hotstaking werden bzw. sind in einer Ausführung ein oder mehrere isolierte, insbesondere lackierte, Wickeldrähte ohne vorheriges Abisolieren (mit dem bzw. einem der Verbindungselement(e), insbesondere dessen Haken) verbunden, insbesondere indem Strom durch das bzw die Verbindungselement(e), insbesondere dessen Haken, fließt.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen und den Ausführungsbeispielen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
- 1: einen Elektromotor nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung; und
- 2: einen Deckel eines Elektromotors nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt einen Elektromotor nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht.
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Der Elektromotor weist einen Stator mit mehreren Polzähnen 1 auf, die mit Wickeldraht umwickelt sind.
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Wickeldrahtenden 2 stehen in Richtung einer Rotationsachse (vertikal in 1) nach oben von dem Stator ab.
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Der Elektromotor weist drei baugleiche Verbindungselemente auf, die jeweils mit zwei dieser Wickeldrahtenden 2 verbunden sind, einen Außenanschluss 31 zu deren Bestromen aufweisen, und aus einem weiteren Draht umgeformt sind, der zunächst einen Kreisquerschnitt aufweist.
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Die Verbindungselemente weisen jeweils einen Haken mit zwei gegenläufigen Schenkeln 32, 33 auf, zwischen denen die mit diesem Verbindungselement verbundenen beiden Wickeldrahtenden 2 angeordnet sind bzw. werden, in einer Ausführung unter Beibehaltung eines Wickelzugs hineingebogen sind bzw. werden. Im Bereich der Schenkel 32, 33 ist der weiteren Draht bzw. das Verbindungselement durch Pressen abgeflacht. In einer nicht dargestellten Abwandlung kann anstelle eines Rund- auch ein Flachdraht als weiterer Draht verwendet werden.
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Diese Schenkel 32, 33 bilden mit der Rotationsachse des Elektromotors einen Winkel von etwa 90°. Die Verbindungselemente weisen jeweils einen weiteren Schenkel auf, der hiergegen abgewinkelt ist bzw. wird und mit der Rotationsachse des Elektromotors einen Winkel von etwa 0° sowie den jeweiligen Außenanschluss 31 bildet.
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Die gegenläufigen Schenkel 32, 33 und die zwischen diesen angeordneten beiden Wickeldrahtenden 2 werden bzw. sind jeweils mittels Widerstandsschweißen oder Hotstaking verschweißt.
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Die Schenkel 32, die mit der Rotationsachse des Elektromotors einen Winkel von etwa 90° bilden, sind form- und/oder reibschlüssig an einer Halterung 4 des Stators befestigt, beispielsweise durch (Ein)Klemmen. Hierzu weisen sie jeweils wenigstens einen Knick auf.
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In einer in 2 gezeigten Ausführung sind sie stattdessen in analoger Weise form- und/oder reibschlüssig an einer Halterung 4 eines Deckels 5 des Elektromotors befestigt, beispielsweise durch (Ein)Klemmen. Die Ausführung der 2 entspricht im Übrigen der Ausführung der 1, so dass auf deren Beschreibung Bezug genommen wird, wobei zur Verdeutlichung in 2 nur der Deckel 5 mit den Verbindungselementen mit ihren Schenkeln 31-33 dargestellt ist.
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In einer nicht dargestellten Abwandlung der Ausführung der 1 oder 2 können Verbindungselemente, insbesondere ihre Schenkel 32, auch stoffschlüssig an der Halterung 4 bzw. dem Deckel 5 befestigt sein bzw. werden, beispielsweise durch Ein- bzw. Umspritzen.
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Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stator(polzahn)
- 2
- Wickeldrahtende
- 31
- Verbindungselementschenkel
- 32
- Verbindungselement(haken)schenkel
- 33
- Verbindungselement(haken)schenkel
- 4
- Halterung
- 5
- Deckel
