DE20314135U1

DE20314135U1 - Stator for an electric motor, has wound pole with recesses on the outside of the pole surface between boundaries for the windings

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Publication number: DE20314135U1
Application number: DE20314135U
Authority: DE
Original assignee: Kress Elektrik GmbH and Co Elektromotorenfabrik
Current assignee: Kress Elektrik GmbH and Co Elektromotorenfabrik
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2013-09-11

Abstract

A stator for an electric motor comprises an inner section (10) with a radial pole (11) for windings joined by inner straps (13a) and with winding boundaries (15) on the outside, between which are openings (16a). The outside of the pole(14) has at least one recess (17). An independent claim is also included for a stator as above in which the ratio between the winding space (FW) and the pole surface (FD) exceeds unity.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Stator für einen Elektromotor nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on one Stator for one Electric motor according to the genus of the independent claims.

Elektromotoren kleiner Leistung werden in großer Zahl beispielsweise in Handwerkzeugmaschinen, in Haushaltsgeräten und in Stellantrieben, insbesondere in Stellantrieben von Kraftfahrzeugen eingesetzt, die in Bezug auf technische und wirtschaftliche Anforderungen möglichst optimal ausgelegt sein sollen.Electric motors of low power in large Number for example in hand machine tools, in household appliances and in actuators, especially in actuators of motor vehicles used in relation to technical and economic requirements preferably should be optimally designed.

Eine hohe Leistungsdichte und hohe Drehzahlen werden mit elektronisch kommutierten Synchronmotoren erreicht. Solche Motoren können mittels einer elektronischen Baugruppe an einer Gleichspannungsquelle betrieben werden, die eine Spannung von beispielsweise 6 – 42 Volt bereitstellt.A high power density and high Speeds are controlled by electronically commutated synchronous motors reached. Such engines can by means of an electronic assembly on a DC voltage source be operated, the voltage of for example 6 - 42 volts provides.

Der Stator hat einen wesentlichen Einfluß auf die Eigenschaften des Motors und die Wirtschaftlichkeit seiner Herstellung. Aus dem DE-Patent 967 387 aus dem Jahr 1957 ist bereits ein aus zwei konzentrischen Teilen zusammengesetzter Stator für einen Elektromotor bekannt geworden, dessen Pole maschinell bewickelt werden können. Das äußere Statorteil bildet das magnetische Joch, während das innere Statorteil nach außen offene Nuten aufweist. Auf diese Weise wird es möglich, das innere Statorteil vor der Montage zu bewickeln.The stator has one essential Influence on the Characteristics of the engine and the economy of its manufacture. From DE patent 967 387 from 1957 one is already out two concentric parts assembled stator for an electric motor become known whose poles can be wound by machine. The outer stator part forms the magnetic yoke while the inner stator part to the outside has open grooves. In this way it becomes possible to use the inner stator part before assembly.

Aus der EP 1 209 797 A1 ist ein Stator für einen Elektromotor bekannt geworden, der ebenfalls zweiteilig ausgebildet ist. Das innere Statorteil weist radial nach außen abstehende Pole auf, welche die Wicklungen tragen. An den Außenseiten der Pole sind wicklungsbegrenzende Stege angeordnet, zwischen denen jeweils Einwickelöffnungen vorhanden sind. Zwischen den Polen sind Polschäfte angeordnet, welche die Wicklungen in Umfangsrichtung begrenzen.From the EP 1 209 797 A1 has become known a stator for an electric motor, which is also formed in two parts. The inner stator part has radially outwardly projecting poles which carry the windings. On the outer sides of the poles, winding-limiting webs are arranged, between which there are wrapping openings. Pole shafts are arranged between the poles and limit the windings in the circumferential direction.

Aus der DE 102 09 762 A1 ist ebenfalls ein zweiteiliger Stator bekannt geworden, dessen inneres Statorteil sowohl Pole als auch Polschäfte aufweist, die in Umfangsrichtung jeweils abwechselnd angeordnet sind. Die Polschäfte begrenzen auch bei diesem inneren Statorteil die um die Pole angeordneten Wicklungen in Umfangsrichtung. Aufgrund der Polschäfte wird bei derartigen Elektromotoren das Wicklungsvolumen auf nachteilige Weise verringert. Dieses verringerte Wicklungsvolumen ermöglicht insbesondere nicht Wicklungen mit Drähten großen Querschnitts, die für Motoren, welche mit hoher Drehzahl betrieben werden sollen, verwendet werden.From the DE 102 09 762 A1 a two-part stator has also become known, the inner stator part of which has both poles and pole shafts which are alternately arranged in the circumferential direction. The pole shafts also limit the windings arranged around the poles in the circumferential direction in this inner stator part. Due to the pole shafts, the winding volume is disadvantageously reduced in such electric motors. This reduced winding volume in particular does not enable windings with wires of large cross-section, which are used for motors which are to be operated at high speed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator für einen Elektromotor anzugeben, der einfach hergestellt werden kann. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit einem möglichst hohen Wicklungsvolumen bereitzustellen.The invention is based on the object a stator for specify an electric motor that can be easily manufactured. The invention is also based on the object of an electric motor with one if possible to provide high winding volume.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale gelöst.The task is carried out in the independent claims specified features solved.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Stator für einen Elektromotor enthält ein inneres Statorteil, das in radialer Richtung angeordnete Pole zur Wicklungsaufnahme aufweist. Die Pole sind auf der Innenseite über Verbindungsstege miteinander verbunden. Die Pole weisen an ihren Außenseiten Wicklungsbegrenzer auf, zwischen denen Einwickelöffnungen vorhanden sind. Auf der Außenseite der Pole ist wenigstens eine Aussparung vorgesehen.The stator according to the invention for an electric motor contains an inner one Stator part, which has arranged in the radial direction poles for winding reception. The poles are on the inside with connecting bridges connected. The poles have winding limiters on their outer sides on, between which wrapping openings available. On the outside the pole is provided at least one recess.

Die Aussparung ermöglicht im Rahmen einer automatischen Bewicklung der Pole einen formschlüssigen Eingriff einer Fixierungseinrichtung. Die Fixierungseinrichtung hält mit der erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahme die zu bewickelnden Pole während des Bewicklungsvorgangs zuverlässig in einer stabilen Position. Die mechanische Belastung der Verbindungsstege wird dadurch reduziert. Dies ist insbesondere für die Herstellung von Wicklungen mit einem Draht großen Querschnitts von großem Vorteil, der beispielsweise bei Elektromotoren, die mit sehr hohen Drehzahlen im Bereich um 20.000 Umdrehungen/min betrieben werden. Durch die Fixierungseinrichtung wird eine solche Wicklung überhaupt erst möglich, da bei Drähten großen Querschnitts ohne die Möglichkeit einer Fixierung der Pole die Gefahr des Verbiegens der Pole besteht.The recess enables in As part of an automatic winding of the poles a positive engagement a fixation device. The fixation device holds with the provided according to the invention measure the poles to be wound during of the winding process reliably in a stable position. The mechanical load on the connecting webs is reduced. This is especially true for the manufacture of windings a wire big Cross-section of great advantage, for example in the case of electric motors with very high speeds be operated in the range around 20,000 revolutions / min. Through the Fixing device such a winding is only possible because with wires huge Cross-section without the possibility a fixation of the poles there is a risk of bending the poles.

Die Materialstärke der Verbindungsstege kann auf ein minimales Maß festgelegt werden. Dadurch reduziert sich der in den Verbindungsstegen auftretende magnetische Streufluß, der den magnetischen Fluß auf der Innenseite der Pole vermindert, auf einen geringen Wert. Der geringere Materialbedarf für die Verbindungsstege aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahme führt weiterhin zu einem Kostenvorteil in der Serienfertigung des Stators.The material thickness of the connecting webs can set to a minimum become. This reduces the amount that occurs in the connecting webs stray magnetic flux, which the magnetic flux on the inside of the poles decreased to a low value. The lower material requirements for the connecting webs due to the measure provided according to the invention continue to perform at a cost advantage in the series production of the stator.

Eine weitere erfindungsgemäße Lösung sieht bei einem Stator eines Elektromotors der eingangs beschriebenen Art ein Verhältnis des jeweils einem Pol zugeordneten hälftigen Wickelraums zur Polfläche größer als 1 vor. Dieses Größenverhältnis erlaubt einen sehr großen Wickelraum, der nicht nur die Möglichkeit eröffnet, Wicklungen mit Drähten großen Querschnitts vorzunehmen, sondern der auch im Hinblick auf Drähte kleinen Querschnitts vorteilhaft ist. Beim Wickeln von Drähten kleinen Querschnitts kann dabei rein prinzipiell auf den vorstehend beschriebenen Fixierungseingriff verzichtet werden, da Drähte kleinen Querschnitts beim Wickeln wesentlich kleinere Kräfte auf die Pole ausüben als Drähte großen Querschnitts.Another solution according to the invention provides in the case of a stator of an electric motor as described at the beginning Kind of a relationship of the half-winding space assigned to one pole to the pole area is greater than 1 before. This size ratio allows a very big one Baby changing room that is not just the possibility opened, Windings with wires huge Cross-section, but also small in terms of wires Cross-section is advantageous. When winding wires small In principle, cross-section can be based on those described above Fixation intervention can be dispensed with, since wires with a small cross-section at Wind significantly smaller forces exercise on the poles as wires huge Section.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Ausbildungen reduzieren die Anzahl der Pole auf ein minimales Maß. Durch Vorgabe einer minimalen Anzahl von Polen kann eine hohe Drehzahl des Elektromotors erreicht werden. Der Wegfall der Polschäfte ermöglicht einen hohen Füllfaktor, sodaß ein Elektromotor, der mit dem erfindungsgemäßen Stator ausgestattet ist, eine hohe Leistungsdichte aufweist. Gleichzeitig kann ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden. Durch den hohen Füllfaktor ist darüber hinaus die vorstehend erläuterte Bewicklung mit Drähten großen Querschnitts möglich, die insbesondere bei den aus dem Stand der Technik bekannten Elektromotoren, bei denen zwischen den Polen Polschäfte vorgesehen sind, nicht möglich ist.The designs provided according to the invention reduce the number of poles to a minimum. By specifying a minimum number from Poland a high speed of the electric motor can be achieved. The elimination of the pole shafts enables a high filling factor, so that an electric motor which is equipped with the stator according to the invention has a high power density. At the same time, high efficiency can be achieved. Due to the high filling factor, the above-described winding with wires of large cross section is also possible, which is not possible in particular in the case of the electric motors known from the prior art, in which pole shafts are provided between the poles.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Stators ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.Advantageous further training and Refinements of the stator according to the invention result from dependent Claims.

Bei einer Ausgestaltung ist vorgesehen, die erste Aussparung als einfach herstellbare Nut auszubilden, die in axialer Richtung des inneren Statorteils angeordnet ist.In one embodiment, to form the first recess as an easy to produce groove, the is arranged in the axial direction of the inner stator part.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht auf der Innenseite der Pole wenigstens eine zweite Aussparung vor. Die zweite Aussparung, die gemäß einer Ausgestaltung ebenfalls als Nut ausgebildet sein kann, ermöglicht ebenfalls den formschlüssigen Eingriff einer Fixierungseinrichtung während des Bewicklungsvorgangs der Pole. Diese Fixierungseinrichtung kann beispielsweise als Keilwelle realisiert sein, die anstelle des Rotors des Elektromotors in das innere Statorteil während des Bewicklungsvorgangs eingebracht werden kann. Gleichzeitig kann die zweite Aussparung zur Beeinflussung des Rastmoments des Elektromotors, das auch als Polfühligkeit bezeichnet wird, entsprechend ausgestaltet werden.See an advantageous embodiment at least one second recess on the inside of the poles. The second recess, which according to one embodiment can also be designed as a groove, also enables positive engagement a fixation device during the winding process of the poles. This fixation device can for example, be implemented as a spline shaft instead of the rotor of the electric motor in the inner stator part during the winding process can be introduced. At the same time, the second recess to influence the cogging torque of the electric motor, which is also called pole sensitivity is designated to be designed accordingly.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß der Stator ein äußeres Statorteil enthält, das Anformungen aufweist, die nach dem Verbinden des inneren und äußeren Statorteils in die ersten Aussparungen und/oder die Einwickelöffnungen eingreifen.A further development provides that the stator is an outer stator part contains which has formations after connecting the inner and outer stator part into the first recesses and / or the wrapping openings intervention.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß das äußere Statorteil Anpreßflächen aufweist, die wenigstens näherungsweise den Außenseiten der Pole gegenüberliegen. Mit dieser Maßnahme wird eine stabile Verbindung zwischen dem inneren und äußeren Statorteil nach der erfolgten Verbindung beider Teile erreicht.One embodiment provides that the outer stator part Has contact surfaces, the at least approximately the outsides facing the pole. With this measure becomes a stable connection between the inner and outer stator part achieved after connecting both parts.

Gemäß einer Weiterbildung ist ein Isolierteil vorgesehen, das auf wenigstens einer Stirnseite des inneren Statorteils angeordnet ist und die Stirnseite wenigstens teilweise überdeckt. Das Isolierteil kann Stegsegmente enthalten, welche die Pole ebenfalls wenigstens teilweise überdecken. Weiterhin kann das Isolierteil Wicklungsauflagen enthalten, auf denen sich die Wicklungen abstützen. Diese Ausgestaltungen stellen eine elektrische Isolierung der Wicklungen gegenüber dem inneren Statorteil sicher.According to a further training, a Insulating part provided on at least one end face of the inner Stator part is arranged and the end face at least partially covered. The insulating part can contain web segments, which also have at least the poles partially cover. Furthermore, the insulating part can contain winding pads which the windings are supported on. These configurations provide electrical insulation for the windings across from the inner stator part safely.

Gemäß einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Isolierteil Kontakthalterungen enthält. Die Kontakthalterungen nehmen elektrische Kontaktelemente auf, an denen sowohl die Wicklungen als auch die zu einer elektronischen Baugruppe führenden Anschlußleitungen angeschlossen werden können.According to another training it is envisaged that Insulating part contains contact holders. The contact holders take up electrical contact elements on which both the windings as well as the connecting lines leading to an electronic assembly can be connected.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Stators für einen Elektromotor ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.Further advantageous configurations and developments of the stator according to the invention for one Electric motor result from the following description.

Zeichnungdrawing

1 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines inneren Statorteils, 1 shows a plan view of an end face of an inner stator part,

2 zeigt eine perspektivische Darstellung des inneren Statorteils, 2 shows a perspective view of the inner stator part,

3 zeigt das innere Statorteil während des Bewicklungsvorgangs, 3 shows the inner stator part during the winding process,

3.1 zeigt das innere Statorteil während des Bewicklungsvorgangs mit eingefügter Keilwelle, 3.1 shows the inner stator part during the winding process with inserted spline shaft,

4 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines äußeren Statorteils, 4 shows a plan view of an end face of an outer stator part,

5 zeigt eine perspektivische Darstellung des äußeren Statorteils, 5 shows a perspective view of the outer stator part,

6 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite des inneren und äußeren Statorteils nach der Zusammenfügung, 6 shows a plan view of an end face of the inner and outer stator part after the assembly,

7 zeigt eine perspektivische Darstellung mit Blick auf eine Stirnseite des mit Wicklungen und Isolierteilen versehenen inneren Statorteils, 7 shows a perspective view with a view of an end face of the inner stator part provided with windings and insulating parts,

8 zeigt eine Kontakthalterung in einer Ausschnittvergrößerung von 7, 8th shows a contact holder in an enlarged section of 7 .

9 zeigt eine perspektivische Darstellung mit Blick auf die andere Stirnseite des mit Wicklungen und Isolierteilen versehenen inneren Statorteils und 9 shows a perspective view with a view of the other end face of the inner stator part and provided with windings and insulating parts

10 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Stators. 10 shows a perspective view of a stator.

1 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines inneren Statorteils 10, das in radialer Richtung angeordnete Pole 11 zur Wicklungsaufnahme enthält. Die Pole 11 sind auf ihrer Innenseite 12 über Verbindungsstege 13a, 13b miteinander verbunden. Die Pole 11 weisen auf ihrer Außenseite 14 jeweils Wicklungsbegrenzer 15 auf. Zwischen den Wicklungsbegrenzern 15 sind jeweils Einwickelöffnungen 16a, 16b vorhanden. Auf der Außenseite 14 der Pole 11 ist eine erste Aussparung 17 und auf der Innenseite 12 der Pole 11 eine zweite Aussparung 18 angeordnet. Etwa in der Mitte der Pole 11 ist eine Stanzpaketierungsöffnung 19 vorhanden. 1 shows a plan view of an end face of an inner stator part 10 , the pole arranged in the radial direction 11 contains for winding reception. The poles 11 are on the inside 12 via connecting bridges 13a . 13b connected with each other. The poles 11 point on their outside 14 each winding limiter 15 on. Between the winding limiters 15 are each wrapping openings 16a . 16b available. On the outside 14 the Pole 11 is a first recess 17 and on the inside 12 the Pole 11 a second recess 18 arranged. About in the middle of the poles 11 is a punch package opening 19 available.

Zur Erzeugung eines großen Füllfaktors ist ein Verhältnis des jeweils einem Pol 11 zugeordneten hälftigen Wickelraums F_W zu der Polfläche F_P größer als 1 vorgesehen: F_W/F_P > 1. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ist dieses Verhältnis beispielsweise 1,12. Ein derartiges Verhältnis größer als 1 ermöglicht einen optimalen Füllfaktor und damit die Wicklung mit Drähten großen Querschnitts, die insbesondere für Elektromotoren, die mit hohen Drehzahlen betrieben werden, verwendet werden.To generate a large fill factor is a ratio of one pole 11 assigned half-changing room F _W to the pole face F _P provided greater than 1: F _W / F _P > 1. With the in 1 In the example shown, this ratio is, for example, 1.12. Such a ratio greater than 1 enables an optimal fill factor and thus the winding with wires of large cross-section, which are used in particular for electric motors which are operated at high speeds.

2 zeigt eine perspektivische Darstellung des inneren Statorteils 10 mit Blick auf eine Stirnseite. 2 shows a perspective view of the inner stator part 10 facing a forehead egg te.

3 zeigt das innere Statorteil während eines Bewicklungsvorgangs. Eine Fixierungseinrichtung 30 greift in die erste Aussparung 17 auf der Außenseite 14 des Pols ein und umgreift gleichzeitig den Wicklungsbegrenzer 15. Eine Drahtzuführungseinrichtung 31a, 31b führt einen Wicklungsdraht 32 durch die Einwickelöffnung 16a, 16b. In die zweiten Aussparungen 18 greift während des Bewicklungsvorgangs eine in 3.1 im Schnitt dargestellte Keilwelle 35 ein. 3 shows the inner stator part during a winding process. A fixation device 30 reaches into the first recess 17 on the outside 14 of the pole and at the same time encompasses the winding limiter 15 , A wire feeder 31a . 31b carries a winding wire 32 through the wrapping opening 16a . 16b , In the second recesses 18 engages one during the wrapping process 3.1 spline shown in section 35 on.

4 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnseite eines äußeren Statorteils 40. Das äußere Statorteil 40 enthält auf der Innenseite 41 erste Anformungen 42 und zweite Anformungen 43. Die Anformungen 42, 43 sind in Umfangsrichtung abwechselnd vorhanden. Das äußere Statorteil 40 weist ebenfalls eine Stanzpaketierungsöffnung 44 auf. Auf der Innenseite 41 sind zwischen den ersten und zweiten Anformungen 42, 43 jeweils Anpreßflächen 45 ausgebildet. 4 shows a plan view of an end face of an outer stator part 40 , The outer stator part 40 contains on the inside 41 first formations 42 and second formations 43 , The formations 42 . 43 are alternately present in the circumferential direction. The outer stator part 40 also has a punch package opening 44 on. On the inside 41 are between the first and second formations 42 . 43 each contact surface 45 educated.

5 zeigt eine perspektivische Darstellung des äußeren Statorteils 40 mit Blick auf eine Stirnseite. 5 shows a perspective view of the outer stator part 40 with a view of an end face.

6 zeigt einen Stator 60, der durch das Zusammenfügen des inneren und äußeren Statorteils 10, 40 entsteht. Die ersten Anformungen 42 des äußeren Statorteils 40 greifen in die Einwickelöffnungen 16a bzw. 16b des inneren Statorteils 10 ein. Die zweiten Anformungen 43 des äußeren Statorteils 40 greifen in die Aussparungen 17 der Pole 11 ein. 6 shows a stator 60 by joining the inner and outer stator parts 10 . 40 arises. The first moldings 42 of the outer stator part 40 reach into the wrapping openings 16a respectively. 16b of the inner stator part 10 on. The second formations 43 of the outer stator part 40 reach into the recesses 17 the Pole 11 on.

7 zeigt eine perspektivische Darstellung des inneren Statorteils 10 mit Blick auf eine Stirnseite. An der gezeigten Stirnseite ist ein erstes Isolierteil 71 und an der nicht sichtbaren hinteren Stirnseite ein zweites Isolierteil 72 angebracht. Die Isolierteile 71, 72 enthalten Stegsegmente 73, welche die Pole 11 in axialer Richtung wenigstens teilweise überdecken. Die Isolierteile 71, 72 enthalten weiterhin Wicklungsauflagen 74, auf denen die Wicklungen 75 abgestützt sind, welche die Pole 11 umgeben. Das auf der hinteren, nicht sichtbaren Stirnseite angeordnete zweite Isolierteil 72 enthält Kontakthalterungen 76 zur Aufnahme von Kontaktelementen 77. 7 shows a perspective view of the inner stator part 10 with a view of an end face. On the front side shown is a first insulating part 71 and a second insulating part on the invisible rear end 72 appropriate. The insulating parts 71 . 72 contain web segments 73 which the poles 11 Cover at least partially in the axial direction. The insulating parts 71 . 72 still contain winding pads 74 on which the windings 75 are supported, which are the poles 11 surround. The second insulating part arranged on the rear, not visible end face 72 contains contact holders 76 for holding contact elements 77 ,

8 zeigt eine Kontakthalterung 76 in einer Ausschnittsvergrößerung. Die Kontakthalterung 76 grenzt wenigstens näherungsweise an die erste Aussparung 17 des inneren Statorteils 10 an. 8th shows a contact holder 76 in an enlargement. The contact holder 76 borders at least approximately on the first recess 17 of the inner stator part 10 on.

9 zeigt eine perspektivische Darstellung des mit den Wicklungen 75 und Isolierteilen 71, 72 versehenen inneren Statorteils 10 mit Blick auf die andere Stirnseite. An dieser Stirnseite ist das zweite Isolierteil 72 vorgesehen, an dem die Kontakthalterungen 76 angeordnet sind. In dieser Darstellung ist erkennbar, daß das zweite Isolierteil 72 ebenfalls Stegsegmente 73 und Wicklungsauflagen 74 enthalten kann. 9 shows a perspective view of the with the windings 75 and insulating parts 71 . 72 provided inner stator part 10 with a view of the other end. The second insulating part is on this end face 72 provided on which the contact holders 76 are arranged. In this illustration it can be seen that the second insulating part 72 also web segments 73 and winding pads 74 may contain.

10 zeigt, aufbauend auf 9, den komplettierten Stator 60, bei dem das äußere Statorteil 40 auf das innere Statorteil 10 aufgeschoben ist. 10 shows building on 9 , the completed stator 60 , in which the outer stator part 40 on the inner stator part 10 is postponed.

Bei dem in 1 gezeigten inneren Statorteil 10 sind lediglich im Bereich eines Pols 11 Bezugszeichen eingetragen, da sämtliche Pole 11 vorzugsweise identisch aufgebaut sind. Die Pole 11 sind vorzugsweise paarweise vorhanden und stehen sich zumindest näherungsweise diametral gegenüber. Die einzelnen Pole 11 sind über die Verbindungsstege 13a, 13b miteinander verbunden. Die Verbindungsstege 13a, 13b haben die Aufgabe, die einzelnen Pole 11 des inneren Statorteils 10 zusammenzuhalten. Die Verbindungsstege 13a, 13b dürfen daher einerseits eine gewisse Materialstärke nicht unterschreiten, um die Stabilität nicht zu gefährden, die insbesondere bei dem nachfolgend beschriebenen Bewicklungsvorgang der Pole 11 eine Rolle spielt. Die Verbindungsstege 13a, 13b sind andererseits so dünn wie möglich zu halten, weil die Verbindungsstege 13a, 13b den magnetischen Fluß, der an der Innenseite 12 der Pole 11 auftreten soll, zum Teil unmittelbar zum jeweils benachbarten Pol 11 ableiten und somit zu einem Verlust des magnetischen Flusses auf der Innenseite 12 der Pole 11 beitragen.At the in 1 shown inner stator part 10 are only in the area of a pole 11 Reference number registered because all poles 11 are preferably constructed identically. The poles 11 are preferably present in pairs and are at least approximately diametrically opposed. The individual poles 11 are over the connecting bars 13a . 13b connected with each other. The connecting bars 13a . 13b have the task of the individual poles 11 of the inner stator part 10 together. The connecting bars 13a . 13b Therefore, on the one hand, they must not fall below a certain material thickness in order not to endanger the stability, in particular in the winding process of the poles described below 11 matters. The connecting bars 13a . 13b on the other hand are to be kept as thin as possible because of the connecting webs 13a . 13b the magnetic flux that is on the inside 12 the Pole 11 should occur, sometimes directly to the neighboring pole 11 lead to a loss of magnetic flux on the inside 12 the Pole 11 contribute.

Die in den Polen 11 jeweils vorhandenen Stanzpaketierungsöffnungen 19 ermöglichen eine einfache Handhabung des inneren Statorteils 10 bei der Herstellung, die durch Stanzen erfolgt. Dieses Herstellungsverfahren bietet wesentliche Vorteile bei der Herstellung des inneren Statorteils 10 und des weiter unten detailliert beschriebenen äußeren Statorteils 40. Zu berücksichtigen ist hierbei, daß sowohl das innere Statorteil 10 als auch das äußere Statorteil 40 aus Lamellen zusammengesetzt ist, zwischen denen vorzugsweise (nicht gezeigte) Isolierschichten angeordnet sind. Die abwechselnde Anordnung von elektrisch leitfähigen Statorteilen 10, 40 und Isolierschichten verhindert weitgehend das unerwünschte Auftreten von verlustbringenden Wirbelströmen.The one in Poland 11 each of the punched packaging openings 19 allow easy handling of the inner stator part 10 in the manufacture, which is done by stamping. This manufacturing process offers significant advantages in the manufacture of the inner stator part 10 and the outer stator part described in detail below 40 , It should be noted that both the inner stator part 10 as well as the outer stator part 40 is composed of lamellae, between which insulating layers (not shown) are preferably arranged. The alternating arrangement of electrically conductive stator parts 10 . 40 and insulating layers largely prevent the undesirable occurrence of loss-making eddy currents.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den 2, 5, 7, 8, 9 und 10 das innere und äußere Statorteil 10, 40 jeweils einstückig ohne Lamellierung dargestellt.For reasons of clarity, the 2 . 5 . 7 . 8th . 9 and 10 the inner and outer stator part 10 . 40 each shown in one piece without lamination.

Die wenigstens eine erste Aussparung 17 auf der Außenseite 14 der Pole 11 ist gemäß 2 vorzugsweise als durchgehende Nut realisiert. Weiterhin ist es möglich, anstelle der in den Figuren gezeigten einen ersten Aussparung 17 weitere Aussparungen 17 an den einzelnen Polen 11 vorzusehen. Ebenso ist die wenigstens eine zweite Aussparung 18 auf der Innenseite 12 der Pole 11 gemäß 2 vorzugsweise als durchgehende Nut realisiert.The at least one first recess 17 on the outside 14 the Pole 11 is according to 2 preferably implemented as a continuous groove. Furthermore, it is possible to use a first recess instead of the one shown in the figures 17 further recesses 17 at the individual poles 11 provided. Likewise, the at least one second recess 18 on the inside 12 the Pole 11 according to 2 preferably implemented as a continuous groove.

Nach der Herstellung des inneren Statorteils 10 werden das erste und/oder zweite Isolierteil 71, 72 jeweils an den Stirnseiten des inneren Statorteils 10 formschlüssig angebracht. Die Isolierteile 71, 72 können beispielsweise durch Anspritzen realisiert werden. Es ist auch möglich, die Isolierteile 71, 72 separat herzustellen und anschließend mit dem inneren Statorteil 10 zu verklemmen oder zu verrasten.After making the inner stator part 10 become the first and / or second insulating part 71 . 72 in each case on the end faces of the inner stator part 10 positively attached. The insulating parts 71 . 72 can be realized for example by injection molding. It is also possible to use the insulating parts 71 . 72 to be manufactured separately and then with the inner stator part 10 to jam or latch.

Die wesentliche Bedeutung der ersten Aussparungen 17 wird bei dem in 3 gezeigten Bewicklungsvorgang des inneren Statorteils 10 deutlich. Der Bewicklungsvorgang stellt hohe mechanische Anforderungen an das innere Statorteil 10. Eine wirtschaftliche Herstellung der Wicklungen 75 ist nur im Rahmen einer automatisierten Einbringung des Wicklungsdrahts 32 in den zwischen den Polen 11 vorhandenen Raum durch die Einwickelöffnungen 16a, 16b möglich. Das innere Statorteil 10 ist zunächst verschiebungsfest zu lagern. Hierzu kann die in 3.1 gezeigte Keilwelle 35 vorgesehen sein, die in die Innenseite 12 des inneren Statorteils 10 eingebracht wird. Die Keilwelle 35 kann beispielsweise leicht konisch ausgeformt sein, um wenigstens näherungsweise das innere Statorteil 10 über seine gesamte axiale Ausdehnung zu fixieren. Vorzugsweise sind die zweiten Aussparungen 18 an der Innenseite 12 der Pole 11 vorgesehen. Die Keilwelle 35 weist dann entsprechende Anformungen auf, die in die zweiten Aussparungen 18 eingreifen und damit ein Verdrehen des inneren Statorteils 10 gegenüber der Keilwelle 35 während des Bewicklungsvorgangs verhindern.The essential importance of the first cutouts 17 is in the 3 shown Be winding process of the inner stator part 10 clear. The winding process places high mechanical demands on the inner stator part 10 , Economical manufacture of the windings 75 is only in the context of automated insertion of the winding wire 32 in between the poles 11 existing space through the wrapping openings 16a . 16b possible. The inner stator part 10 must be stored so that it cannot move. For this, the in 3.1 spline shown 35 be provided in the inside 12 of the inner stator part 10 is introduced. The spline 35 can for example be slightly conical to at least approximately the inner stator 10 to fix over its entire axial extent. The second recesses are preferred 18 on the inside 12 the Pole 11 intended. The spline 35 then has corresponding projections that are in the second recesses 18 intervene and thus a twisting of the inner stator part 10 opposite the spline 35 prevent during the wrapping process.

Die zweiten Aussparungen 18 des inneren Statorteils 10 tragen dazu bei, das Rastmoment, das auch Polfühligkeit genannt wird, zu beeinflussen. Mit einer geeigneten Ausgestaltung der zweiten Aussparungen 18, die experimentell gefunden werden kann, läßt sich das Rastmoment gezielt verringern.The second cutouts 18 of the inner stator part 10 contribute to influencing the cogging torque, which is also called pole sensitivity. With a suitable design of the second recesses 18 , which can be found experimentally, the cogging torque can be specifically reduced.

Anschließend wird der jeweils zu bewickelnde Pol 11 mit der Fixierungseinrichtung 30 in der Position fixiert. Die Fixierungseinrichtung 30 enthält hierzu eine Anformung, die in die erste Aussparung 17 auf der Außenseite 14 des jeweils zu bewickelnden Pols 11 eingreift. Mit dieser Maßnahme ist eine lagestabile Fixierung der Pole 11 möglich, die erforderlich ist, um die Belastungen für die Verbindungsstege 13a, 13b nicht zu groß zu werden lassen. Der Wicklungsdraht 32 wird mit der Drahtzuführungseinrichtung 31a, 31b anschließend durch die Einwickelöffnungen 16a, 16b in den Raum für die Wicklungen 75 eingebracht und die Wicklung 75 hergestellt. Durch die Fixierung der Pole 11 mittels der Fixierungseinrichtung 30 wird insbesondere ein Verbiegen des Pols 11 bei einem Wickelvorgang mit einem Draht großen Querschnitts vermieden. Wicklungen mit einem Draht großen Querschnitts sind insbesondere für Motoren, die mit hoher Drehzahl betrieben werden, erforderlich. In diesem Falle erweist sich der weiter oben bereits beschriebene hohe Füllfaktor des Stators als sehr vorteilhaft. Durch den hohen Füllfaktor und die Möglichkeit mit Drähten großen Querschnitts zu wickeln, kann die Polzahl reduziert werden, was insbesondere bei Elektromotoren, die mit hoher Drehzahl betrieben werden, erforderlich ist. Wenngleich die Fixierungseinrichtung 30 bei einem Bewickeln mit Drähten kleinen Querschnitts rein prinzipiell nicht erforderlich ist, erweist sie sich auch bei einem Wickelvorgang mit sehr dünnen Drähten, die auf den zu bewickelnden Pol 11 aufgrund ihres kleinen Querschnitts kleinere Kräfte ausüben als Drähte größeren Querschnitts, als besonders vorteilhaft.Then the respective pole to be wound 11 with the fixation device 30 fixed in position. The fixation device 30 For this purpose contains a molding that is in the first recess 17 on the outside 14 of the pole to be wound 11 intervenes. With this measure, the poles are fixed in position 11 possible, which is necessary to withstand the loads on the connecting bars 13a . 13b not to let it get too big. The winding wire 32 with the wire feeder 31a . 31b then through the wrapping openings 16a . 16b in the space for the windings 75 introduced and the winding 75 manufactured. By fixing the poles 11 by means of the fixation device 30 will especially bend the pole 11 avoided when winding with a wire of large cross-section. Windings with a large cross-section wire are particularly necessary for motors that are operated at high speed. In this case, the high fill factor of the stator, already described above, proves to be very advantageous. Due to the high filling factor and the possibility of winding with wires of large cross-section, the number of poles can be reduced, which is particularly necessary for electric motors that are operated at high speed. Although the fixation device 30 when winding with wires of small cross-section is not required in principle, it also proves to be the case with a winding process with very thin wires that are on the pole to be wound 11 Because of their small cross-section, exert smaller forces than wires with a larger cross-section, which is particularly advantageous.

Die Wicklungen 75 werden durch die Stegsegmente 73 von den vergleichsweise scharfkantigen Polen 11 beabstandet gelagert. Mit dieser Maßnahme wird eine Verletzung der Isolation des Wicklungsdrahts 32 bei den innenliegenden Wicklungen 75 mit kleinen Radien vermieden. Weiterhin werden die Wicklungen 75 durch die am ersten und/oder zweiten Isolierteil 71, 72 angeformten Wicklungsauflagen 74 abgestützt.The windings 75 are through the web segments 73 from the comparatively sharp-edged poles 11 stored at a distance. This measure violates the insulation of the winding wire 32 for the internal windings 75 avoided with small radii. The windings continue 75 by the on the first and / or second insulating part 71 . 72 molded winding supports 74 supported.

Das äußere Statorteil 40 wird in analoger Weise zum inneren Statorteil 10 durch Stanzen hergestellt. Die Stanzpaketierungsöffnungen 44 in dem äußeren Statorteil 40 ergeben auch hier dieselben Vorteile wie die Stanzpaketierungsöffnungen 19 im inneren Statorteil 10. Es wurde bereits erwähnt, daß auch das äußere Statorteil 40 aus einzelnen Lamellen zusammengesetzt ist, die durch Isolierschichten voneinander getrennt sind, um unerwünschte Wirbelströme im äußeren Statorteil 40 zu minimieren.The outer stator part 40 becomes the inner stator part in an analogous manner 10 made by punching. The die cut openings 44 in the outer stator part 40 give the same advantages as the punched package openings 19 in the inner part of the stator 10 , It has already been mentioned that the outer stator part 40 is composed of individual lamellae which are separated from one another by insulating layers in order to avoid undesirable eddy currents in the outer stator part 40 to minimize.

Aus der in 6 gezeigten Darstellung wird deutlich, daß im aufgeschobenen Zustand des äußeren Statorteils 40 auf das innere Statorteil 10 die ersten Anformungen 42 des äußeren Statorteils 40 in die Einwickelöffnungen 16a, 16b des inneren Statorteils 10 eingreifen. Dadurch wird der Luftspalt minimiert und der maximal mögliche magnetische Fluß, der von der Permeabilität des verwendeten Materials des inneren und äußeren Statorteils 10, 40 abhängt, geringstmöglich vermindert. Außerdem wird durch den Eingriff eine formstabile Verbindung zwischen dem inneren und äußeren Statorteil 10, 40 erreicht, bei der ein Verdrehen gegeneinander nicht mehr möglich ist.From the in 6 shown illustration it is clear that in the deferred state of the outer stator part 40 on the inner stator part 10 the first moldings 42 of the outer stator part 40 into the wrapping openings 16a . 16b of the inner stator part 10 intervention. This minimizes the air gap and the maximum possible magnetic flux, which depends on the permeability of the material used for the inner and outer stator parts 10 . 40 depends, reduced as little as possible. In addition, the engagement creates a dimensionally stable connection between the inner and outer stator part 10 . 40 achieved in which twisting against each other is no longer possible.

Erreicht wird die formschlüssige Verbindung weiterhin durch die auf der Innenseite 41 des äußeren Statorteils 40 liegenden Anpreßflächen 45, welche im aufgeschobenen Zustand das äußere Statorteil 40 fest mit den Wicklungsbegrenzern 15 der einzelnen Pole 11 verpressen. Die zweiten Anformungen 43 des äußeren Statorteils 40, die im aufgeschobenen Zustand in die Aussparung 17 eingreifen, minimieren ebenfalls den Luftspalt und erhöhen die Stabilität.The positive connection is still achieved by the inside 41 of the outer stator part 40 lying contact surfaces 45 which, when pushed open, the outer stator part 40 firmly with the winding limiters 15 of the individual poles 11 compress. The second formations 43 of the outer stator part 40 which, when pushed open, into the recess 17 intervene, also minimize the air gap and increase stability.

Das zweite Isolierteil 72 enthält vorzugsweise die Kontakthalterungen 76 zur Aufnahme der Kontaktelemente 77. Die Anordnung der Kontakthalterungen 76 mit den Kontaktelementen 77 unterstützt die vollautomatische Fertigung des Stators 60, bei der neben der Bewicklung der Pole 11 auch die Kontaktierung der Wicklungen 75 mit den Kontaktelementen 77 automatisiert werden kann.The second insulating part 72 preferably contains the contact holders 76 to accommodate the contact elements 77 , The arrangement of the contact holders 76 with the contact elements 77 supports the fully automatic production of the stator 60 , in addition to the winding of the poles 11 also the contacting of the windings 75 with the contact elements 77 can be automated.

Die in 8 gezeigte Ausschnittsvergrößerung eines Details von 7 verdeutlicht die vorteilhafte Maßnahme, daß die Kontakthalterungen 76 wenigstens näherungsweise an die ersten Aussparungen 17 angrenzen. Diese spezielle Anordnung führt dazu, daß das auf das innere Statorteil 10 aufgeschobene äußere Statorteil 40 mit den zweiten Anformungen 43, welche die ersten Aussparungen 17 verschließen, vergleichsweise große zusammenhängende Abstützungsflächen für die Kontakthalterungen 76 bilden. Der damit verbundene Vorteil kommt bei der späteren Kontaktierung der Kontaktelemente 77 mit Anschlußleitungen zum Tragen, die zu einer in den Figuren nicht gezeigten elektronischen Baugruppe zum Ansteuern der einzelnen Wicklungen 75 des Stators 60 führen.In the 8th shown enlargement of a detail of 7 illustrates the advantageous measure that the contact holders 76 at least approximately to the first recesses 17 adjoin. This special arrangement leads to that on the inner stator part 10 deferred outer stator part 40 with the second formations 43 making the first cutouts 17 close, comparatively large support surfaces for the contact holders 76 form. The associated advantage comes with the later contacting of the contact elements 77 with connection cables for carrying, which lead to an electronic assembly, not shown in the figures, for controlling the individual windings 75 of the stator 60 to lead.

Claims

Stator (60) eines Elektromotors, der ein inneres Statorteil (10) enthält, das in radialer Richtung angeordnete Pole (11) zur Wicklungsaufnahme enthält, die auf der Innenseite (12) über Verbindungsstege (13a, 13b) miteinander verbunden sind und die auf der Außenseite (14) Wicklungsbegrenzer (15) aufweisen, zwischen denen Einwickelöffnungen (16a, 16b) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite (14) der Pole (11) wenigstens eine erste Aussparung (17) vorgesehen ist.Stator ( 60 ) of an electric motor that has an inner stator part ( 10 ) contains the pole arranged in the radial direction ( 11 ) for the winding holder, which on the inside ( 12 ) via connecting bars ( 13a . 13b ) are connected to each other and on the outside ( 14 ) Winding limiter ( 15 ), between which wrapping openings ( 16a . 16b ) are present, characterized in that on the outside ( 14 ) the Pole ( 11 ) at least one first recess ( 17 ) is provided.

Stator (60) eines Elektromotors, der ein inneres Statorteil (10) enthält, das in radialer Richtung angeordnete Pole (11) zur Wicklungsaufnahme enthält, die auf der Innenseite (12) über Verbindungsstege (13a, 13b) miteinander verbunden sind und die auf der Außenseite (14) Wicklungsbegrenzer (15) aufweisen, zwischen denen Einwickelöffnungen (16a, 16b) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des jeweils einem Pol (11) zugeordneten hälftigen Wickelraums (F_W ) zur Polfläche (F_P ) größer als 1 ist.Stator ( 60 ) of an electric motor that has an inner stator part ( 10 ) contains the pole arranged in the radial direction ( 11 ) for the winding holder, which on the inside ( 12 ) via connecting bars ( 13a . 13b ) are connected to each other and on the outside ( 14 ) Winding limiter ( 15 ), between which wrapping openings ( 16a . 16b ) are present, characterized in that the ratio of the one pole ( 11 ) assigned half-changing room ( F _W ) to the pole face ( F _P ) is greater than 1.

Stator (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aussparung (17) als Nut in axialer Richtung des inneren Statorteils (10) ausgebildet ist.Stator ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the first recess ( 17 ) as a groove in the axial direction of the inner stator part ( 10 ) is trained.

Stator (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite (12) der Pole (11) wenigstens eine zweite Aussparung (18) vorgesehen ist.Stator ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that on the inside ( 12 ) the Pole ( 11 ) at least one second recess ( 18 ) is provided.

Stator (60) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Aussparung (18) als Nut in axialer Richtung des inneren Statorteils (10) ausgebildet ist.Stator ( 60 ) according to claim 4, characterized in that the second recess ( 18 ) as a groove in the axial direction of the inner stator part ( 10 ) is trained.

Stator (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Statorteil (40) vorgesehen ist, das wenigstens eine erste Anformung (42) aufweist, die in die Einwickelöffnungen (16a, 16b) des inneren Statorteils (10) eingreift.Stator ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that an outer stator part ( 40 ) is provided that at least one first molding ( 42 ) which extends into the wrapping openings ( 16a . 16b ) of the inner stator part ( 10 ) intervenes.

Stator (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Statorteil (40) wenigstens eine zweite Anformung (43) aufweist, die in die erste Aussparung (17) eingreift.Stator ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the outer stator part ( 40 ) at least one second molding ( 43 ), which in the first recess ( 17 ) intervenes.

Stator (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Statorteil (40) Anpreßflächen (45) aufweist, die wenigstens näherungsweise den Außenseiten (14) der Pole (11) gegenüberliegen.Stator ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the outer stator part ( 40 ) Contact surfaces ( 45 ), which at least approximately the outer sides ( 14 ) the Pole ( 11 ) face each other.

Stator (60) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierteil (71, 72) vorgesehen ist, das auf wenigstens einer Stirnseite des inneren Statorteils (10) angeordnet ist und die Stirnseite wenigstens teilweise überdeckt.Stator ( 60 ) according to claim 1 or 2, characterized in that an insulating part ( 71 . 72 ) is provided, which is on at least one end face of the inner stator part ( 10 ) is arranged and at least partially covers the end face.

Stator (60) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (71, 72) Stegsegmente (73) enthält, welche die Pole (11) wenigstens teilweise überdecken.Stator ( 60 ) according to claim 9, characterized in that the insulating part ( 71 . 72 ) Web segments ( 73 ) which contains the poles ( 11 ) cover at least partially.

Stator (60) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (71, 72) Wicklungsauflagen (74) zur Abstützung der Wicklungen (75) enthält.Stator ( 60 ) according to claim 9, characterized in that the insulating part ( 71 . 72 ) Winding supports ( 74 ) to support the windings ( 75 ) contains.

Stator (60) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil (71, 72) Kontakthalterungen (76) enthält.Stator ( 60 ) according to claim 9, characterized in that the insulating part ( 71 . 72 ) Contact holders ( 76 ) contains.

Stator (60) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthalterungen (76) wenigstens näherungsweise an die ersten Aussparungen (17) angrenzen.Stator ( 60 ) according to claim 12, characterized in that the contact holders ( 76 ) at least approximately to the first cutouts ( 17 ) border.