DE2822831A1

DE2822831A1 - Staender fuer einen elektromotor

Info

Publication number: DE2822831A1
Application number: DE19782822831
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: INTERMADOX AG
Current assignee: INTERMADOX AG
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1979-11-29

Description

Ständer für einen Elektromotor
Ständer für einen Elektromotor Die Erfindung betrifft einen Ständer für einen Elektromotor, insbesondere Schrittmotor, mit in Richtung der Motorachse zu einem Paket geschichteten Blechen, die durch eine in Richtung der Motorachse über wenigstens die axiale Länge des Blechpakets sich erstreckende Halterung zusammengespannt sind, wobei die Halterung vor die axialen Stirnseiten des Blechpakets greifende Stirnflansche aufweist. Bei bekannten Ständern dieser Bauart sind die in Richtung der Motorachse geschichteten Bleche durch Schrauben oder Nieten zusammengespannt. Die Schrauben oder Nieten greifen mit ihren Köpfen. vor die Stirnseiten des Blechpakets. Diese Bauweise bedingt jedoch relativ hohen Montageaufwand, da die Schrauben bzw. Nieten einzeln an dem Blechpaket angebracht werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Weg zu zeigen, wie der Montageaufwand beim Z~usammenbau der Bleche des Ständers eines Elektromotors verringert werden kann, ohne daß die mechanische Festigkeit des Blechpakets darunter leidet.
Ausgehend von dem eingangs näher erläuterten Ständer wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung als in einer Form einstückig an das durch Druckorgane der Form in Richtung der Motorachse zusammengedrückte Blechpaket angegossener oder angespritzter Kunststoffkäfig ausgebildet ist.
Die Erfindung löst sich damit von der bisherigen Konstruktionsweise von Ständern. Die Halterung des Blechpakets eines herkömmlichen Ständers war stets so ausgebildet, daß die Spannkräfte zum axialen Spannen des Blechpakets durch das nachträgliche Anbringen der Stirnflansche an den sich in axialer Richtung des Blechpakets erstreckenden Teil der Halterung hervorgerufen wurden. Bei Verwendung von Schrauben wurden die Spannkräfte durch das Aufschrauben einer Mutter hervorgerufen, während bei Verwendung von Nieten das Prägen des Nietenkopfs mit zum Spannen des Blechpakets beitrug. Im Gegensatz hierzu übernehmen die Druckorgane der Form vollständig das Spannen des Blechpakets, während der Kunststoffkäfig lediglich die Bleche des gespannten Blechpakets fixiert. Durch einen Kunststoffkäfig zusammengehaltene Blechpakete lassen sich auch in großen Stückzahlen relativ einfach herstellen, ohne daß die mechanische Festigkeit des Blechpakets gegenüber einer herkömmlichen Halterung durch Schrauben oder Nieten vermindert wäre.
Bevorzugt weist der Käfig zwei vor die axialen Stirnseiten des Blechpakets greifende Ringflansche auf, die durch axiale Stege miteinander verbunden sind. Die Ringflansche belasten die Stirnflächen des Blechpakets gleichmäßig und haben darüberhinaus den Vorteil, daß sie problemlos mit Zentrieransätzen für die Lager der Motorwelle bzw. für Stirndeckel des Motorgehäuses versehen sein können. Die Ringflansche halten die Stege in Umfangsrichtung des Ständers zusammen.
Soweit die mechanische Festigkeit des Kunststoffkäfigs in Umfangsrichtung des Ständers anderweitig erreicht wird, beispielsweise indem der Außenmantel des Blechpakets zur Bildung eines Gehäuserohrs umspritzt ist, können die Stirnflansche auch durch in Umfangsrichtung verteilte Lappen oder dergleichen gebildet sein. Gegebenenfalls können die Stege und das Gehäuserohr gemeinsam vorhanden sein.
Von wesentlicher Bedeutung für einen Ständer, welcher zur Aufnahme von Ständerwicklungen in Richtung der Motorachse sich erstreckende Wicklungsnuten aufweist, ist eine Ausführungsform, bei der die Stege als Wandverkleidung der Wicklungsnuten ausgebildet sind. Die Wandverkleidungen verfestigen nicht nur das Blechpaket in Richtung der Motorachse, sondern isolieren auch die in die Wicklungsnuten eingelegten Ständerwicklungen elektrisch gegen das Blechpaket. Während bei herkömmlichen Ständern Streifen aus Isolationsmaterial in die Wicklungsnuten von Hand eingelegt werden müssen, entfällt in der vorliegenden Ausführungsform dieser Montageschritt.
Das Blechpaket des Ständers umfaßt ein ring- oder rohrförmiges Joch, von dem radial Pole zum Läufer hin abstehen. Der Ringflansch des Kunststoffkäfigs trägt bevorzugt radiale Ansätze, die an den axialen Stirnflächen dieser Pole anliegen. Hierdurch wird einerseits in Verbindung mit den Wandverkleidungen der Wicklungsnuten eine vollständige elektrische Isolierung der in den Wicklungsinnenraum der Ständerwicklungen greifenden Pole erreicht und andererseits pressen die radialen Ansätze der Ringflansche die Pol bleche gegeneinander. Diese Maßnahme mindert nicht zuletzt die Geräuschentwicklung bei Betrieb des Motors. Zweckmäßigerweise bedecken die Ansätze der Ringflansche volls'tändig die Stirnflächen der Pole.
An den freien Enden der Ansätze können von dem Blechpaket axial wegweisende Nasen vorgesehen sein. Derartige Nasen verhindern das Abrutschen der Ständerwicklungen von den Polen.
Ständer für Schrittmotoren können gezahnte Hauptpole aufweisen. Im Betrieb können die Zähne nach Art einer Lochsirene Pfeifgeräusche erzeugen, was sich vermeiden läßt, wenn die Zwischenräume zwischen den Zähnen mit Kunststoff ausgefüllt sind.
Als besonders geeignetes Material für den Kunststoffkäfig hat sich glasfaserverstärkter Kunststoff erwiesen.
Zur Herstellung werden die Bleche in eine der Gestalt des Kunststoffkäfigs angepaßte Form eingelegt. Die Form ist so ausgebildet, daß sie in geschlossenem Zustand die Bleche in Richtung der Motorachse zusammenspannt. Sie wird bei zusammengespanntem Blechpaket mit Kunststoff beschickt. Die Form weist im Bereich der axial gegenüberliegenden Stirnflächen des Blechpakets Stifte auf, von denen zumindest die auf einer der beiden Seiten liegenden Stifte in Achsrichtung des Motors verschiebbar gehalten sind. Die verschiebbaren Stifte sind mittels Federn gegen die axial gegenüberliegenden Stife vorgespannt, womit das in die Form eingelegte Blechpaket beim Schließen der Form durch die Federn zusammengepreßt wird.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt Fig. 1 eine teilweise achsnormal geschnittene Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Ständers für einen Schrittmotor, gesehen in Richtung der Motorachse; Fig. 2 einen Axiallängsschnitt durch den Ständer nach Fig. 1 entlang der Linie II-II; Fig. 3 einen Axiallängsschnitt durch den Ständer nach Fig. 1 entlang der Linie III-III; und Fig. 4 eine schematische Darstellung einer zum Umspritzen eines Blechpakets geeigneten Form.
Das Blechpaket des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ständers besteht aus ringförmigen Blechen 1, die in Achsrichtung des Motors fluchtend gestapelt sind. Vom Innenumfang der Bleche 1 stehen zur Bildung von gezahnten Hauptpolen 3 Ansätze radial nach innen ab. Die Hauptpole 3 sind in Umfangsrichtung der Bleche verteilt und im Abstand angeordnet, so daß zwischen den Hauptpolen 3 Wicklungsnuten 5 entstehen. Die Wicklungsnuten 5 nehmen die achsparallelen Leiterteile von Ständerwicklungen auf, von denen eine bei 7 dargestellt ist.
Die Bleche 1 des Blechpakets werden durch einen Kunststoffkäfig zusammengehalten, der aus zwei an den axial gegenüberliegenden Stirnflächen des Blechpakets anliegenden Ringflanschen 9 und zwischen den Ringflanschen 9 in Achsrichtung des Motors sich erstreckenden Stegen 11 und Wandverkleidungen 13 der Wicklungsnuten 5 besteht. Die Ringflansche 9, die Stege 11 und die Wandverkleidungen 13 sind einstückig zu dem Käfig geformt und pressen die Bleche 1 in Achsrichtung gegeneinander.
Die Stege 11 füllen axiale Nuten am Außenmantel des Blechpakets aus. Die Wandverkleidungen 13 erstrecken sich entlang dem Innenmantel der Wicklungsnuten 5 und entlang der vom Innenmantel radial nach innen führenden Hälse 15 der Hauptpole 3. Die Polschuhe der Hauptpole 3 sind im dargestellten. Ausführungsbeispiel nicht mit Kunststoff beschichtet, können es aber sein.
Insbesondere können die Zwischenräume der Zähne der Hauptpole mit Kunststoff ausgefüllt sein, um eine lochsirenenartige Geräuschentwicklung zu vermeiden. Die Ringflansche 9 bedecken die Stirnflächen des Blechpakets vollständig, tragen also Ansätze 17, die an den Stirnflächen der Hauptpole 3 anliegen.
Im Bereich der Ständerwicklungen 7 sind die Hauptpole vollständig mit Kunststoff umkleidet und gegen die Ständerwicklungen 7 elektrisch isoliert. An den radial innen gelegenen freien Enden der Ansätze 17 sind nach axial außen weisende Nasen 19 angeformt, die das Abrutschen der Ständerwicklungen 7 von den Hauptpolen 3 verhindern.
Von den Ringflanschen 9 stehen Zentrierringe 21 axial ab, die der Zentrierung von Lagerflanschen für die Läuferwelle dienen.
Am Außenumfang des Blechpakets vorgesehene axiale Längsnuten 23 nehmen Spannbolzen der Lagerdeckel oder Befestigungsbolzen für das Gehäuse auf.
In den Fig. 1 bis 3 liegen die Bleche 1 zum Außenmantel des Blechpakets hin frei. Der Außenmantel kann aber ebenso mit Kunststoff ummantelt sein, was den Vorteil hätte, daß Unebenheiten, die durch den Blechschnitt hervorgerufen werden, ausgeglichen werden könnten. Die Ummantelung kann als Motorgehäuse ausgenutzt sein. Darüberhinaus können anstelle der Zentrieransätze 21 bereits Lagerdeckel oder dergleichen angeformt sein.
Soweit es die mechanische Festigkeit des Kunststoffmaterials des Käfigs erlaubt, können die Stege 11 entfallen. Der Kunststoffkäfig besteht bevorzugt aus glasfaserverstärktem Kunststoff.
Die Bleche 1 müssen vor dem Anformen des Kunststoffkäfigs in Achsrichtung des Motors gegeneinander gedrückt werden. Dies erfolgt in der Kunststofform durch Dorne, die an den axial gegenüberliegenden stirnseitigen Flächen 1 anliegen und in den Ringflanschen 9 Durchbrüche 25 hinterlassen.
Eine zum Anformen des Kunststoffkäfigs geeignete Form ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Sie ist, um den Ständer entformen zu können, achsnormal in wenigstens zwei Teile 27, 29 geteilt. Abhängig vom Teilungsort enthält einer oder beide Teile 27 bzw. 29 einen dem Blechquerschnitt angepaßten Ringraum 31, in welchen in axialer Richtung Dorne 33, 35 hineinragen.
Die Dorne 35 sind durch Federn 37 zum Ringraum der Form hin vorgespannt. Beim Schließen der Teile 27, 29 wird das in den Ringraum 31 eingelegte Blechpaket 39 von den Federn 37 zwischen gegenüberliegenden Dornen 33, 35 zusammengedrückt. Die Form wird bei zusammengedrücktem Blechpaket 39 mit Kunststoff beschickt und erst nach Erstarren des Kunststoffs zum Entnehmen des Ständers9eöffnet.
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Claims

Patentansprüche ( Ständer für einen Elektromotor, insbesondere Schrittmotor, iit in Richtung der Motorachse zu einem Paket geschichteten Blechen, die durch eine in Richtung der Motorachse über wenigstens die axiale Länge des Blechpakets sich erstreckende Halterung zusammengespannt sind, wobei die Halterung vor die axialen Stirnseiten des Blechpakets greifende Stirnflansche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung als in einer Form einstückig an das durch Druckorgane (33, 35) der Form in Richtung der Motorachse zusammengedrückte Blechpaket angegossener oder angespritzter Kunststoffkäfig (9, 11, 13) ausgebildet ist.
2. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig zwei vor die axialen Stirnseiten des Blechpakets greifende Ringflansche (9) aufweist, die durch axiale Stege (11, 13) miteinander verbunden sind.
3. Ständer nach Anspruch 2, welcher zur Aufnahme von Ständerwicklungen in Richtung der Motorachse sich erstreckende Wicklungsnuten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege als Wandverkleidung (13) der Wicklungsnuten (5) ausgebildet sind.
4. Ständer nach Anspruch 2, welcher von einem ringförmigen Joch radial abstehende Pole aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringflansche (9) radiale Ansätze (17) tragen, die an den axialen Stirnflächen der Pole (3) anliegen.
5. Ständer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (17) der Ringflansche (9) die Stirnflächen der Pole (3) vollständig bedecken.
6. Ständer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden der Ansätze (17) von dem Blechpaket axial wegweisende Nasen (19) abstehen.
7. Ständer nach Anspruch 4, wobei die Pole als gezahnte Hauptpole ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Zähnen mit Kunststoff ausgefüllt sind.
8. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflansche (9) von einem den Außenmantel des Blechpakets im wesentlichen umschließenden Gehäuserohr abstehen.
9. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnflanschen Zentrieransätze (21) für Lager der Motorwelle und/oder Stirndeckel angeformt sind.
1o. Ständer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffkäfig (9, 11, 13) aus glasfaserverstärktem Kunststoff besteht.
11. Verfahren zum Herstellen eines Ständers nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechpaket in einer der Gestalt des Kunststoffkäfigs angepaßten Form in Richtung der Motorachse zusammengespannt wird und daß die geschlossene Form dann bei zusammengespanntem Blechpaket mit Kunststoff gefüllt wird.