DE3629049C2 - Stator für einen Außenläufermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für einen Elektro-Außenläufermotor, bestehend aus einem Statorblechpaket, Statorwicklungen sowie einem auf einer Stirnseite angeord­ neten Motorflansch, wobei das Statorblechpaket Nuten zur Aufnahme der Statorwicklungen sowie eine zentrische, axiale Durchgangsöffnung aufweist, in die von beiden Seiten her hohlzylinderförmige Führungsansätze von Lagerbuchsen zur Aufnahme von Wellenlagern einer Rotorwelle eingesetzt sind, wobei auf beiden Stirnseiten unmittelbar auf dem Stator­ blechpaket jeweils eine Isolier-Endscheibe angeordnet ist, die einen hohlzylinderförmigen, das Statorblechpaket wickelkopfseitig axial überragenden und die Lagerbuchse umschließenden Stirnisolationsschaft aufweist, wobei die auf der dem Motorflansch gegenüberliegenden Stirnseite angeordnete Isolier-Endscheibe mit der Lagerbuchse, deren Führungsansatz sowie dem Stirnisolationsschaft eine einstückig aus Kunststoff bestehende Endscheiben-Lagerbuch­ seneinheit bildet.

Ein derartiger Stator ist aus der DE 34 04 466 C2 bekannt. Hier wird die dem Motorflansch gegenüberliegende, ein­ stückig aus Kunststoff bestehende Endscheiben-Lagerbuchsen­ einheit mit einem auf der gegenüberliegenden, motorflansch­ seitigen Stirnseite angeordneten Aufnahmeteil in einem Arbeitsgang durch Umspritzen des Statorblechpaketes hergestellt. Dabei sind die Endscheiben dieser Aufnahmetei­ le miteinander verbunden, und zwar über eine Kunststoff­ schicht innerhalb der Statornuten, die zur Isolierung der Wicklung gegenüber dem Statorblechpaket dient. Allerdings kann eine solche Herstellungsweise, d. h. Kunststoff-Umspritzen des Statorblechpaketes, nur bei Statoren geringerer Baugröße angewandt werden. Bei größeren Statoren ist dies so technisch nicht mehr möglich.

Die DE-AS 15 38 923 beschreibt einen Elektro-Außenläufermo­ tor, bei dem eine gummielastische Zwischenlage vorgesehen ist, die axial und radial zwischen dem Statorblechpaket und einem aus Metall bestehenden, an der dem Motorflansch abgekehrten Seite liegenden Lagertragrohr angeordnet ist. Die gummielastische Zwischenlage dient hier der Schwin­ gungsdämpfung. Auf der gegenüberliegenden Motorflanschseite befindet sich ebenfalls ein aus Metall bestehendes Lagertragrohr.

Das DE-GM 75 23 919.9 beschreibt einen Elektro-Außen­ läufermotor, der eine Isolierhülse besitzt , welche auf das mit dem Motorflansch verbundene Lagerrohr geschoben wird, und zur Kriechstrecken-Isolation sowie zur Ölrückführung des Lagersystems dient.

Bei den bekannten Ausführungsformen treten Probleme in der Art auf, daß nachträgliche Bearbeitungen der Lagerbuchse bzw. der Lagersitzfläche aufgrund einer unzureichenden Verdrehsicherheit der Buchse nicht durchführbar sind. Derartige Bearbeitungen sind jedoch z. B. aufgrund von Fluchtungsfehlern sehr häufig notwendig. Weiterhin ist bei den bekannten Ausführungsformen von Nachteil, daß die durch die Statorwicklung erzeugte und auf das Statorblechpaket abgegebene Wärme über die Metall-Lagerbuchsen auch in die Lager gelangen kann. Dies kann zu einem Wärmestau im Lager führen, was zu einem erhöhten Lagerverschleiß führt. Des weiteren ist das Aufbringen der Wicklungen auf das Stator­ blechpaket schwierig, da die Endscheiben bzw. Hülsen manuell fixiert werden müssen. Dies macht die Herstellung des bekannten Stators zeitaufwendig und teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator der beschriebenen Art anzugeben, der auch in größerer Bauform einfach und kostengünstig herzustellen ist, der lange Lagerstandzeiten ermöglicht und der eine nachträgliche Bearbeitung der Lagerbuchsen zur Beseitigung von Fluchtungsfehlern und dergleichen gestattet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die einstückig aus Kunststoff bestehende Endscheiben-Lagerbuch­ seneinheit als zunächst gesondert, unabhängig vom Stator­ blechpaket hergestelltes Bauteil ausgebildet und zumindest durch Einstecken des Führungsansatzes in die Durchgangsöff­ nung des Statorblechpaketes an diesem verrutschfrei fixiert ist sowie andererseits nach Aufbringen der Statorwicklungen dadurch verdrehsicher fixiert ist, daß die Statorwicklungen durch radiale Ausnehmungen der Endscheibe hindurch in die Nuten des Statorblechpaketes verlaufen. Durch diese vorteilhafte Ausbildung kann die Endscheibe durch einfaches Einstecken des Führungsansatzes in die Durchgangsöffnung des Statorblechpaketes so fixiert werden, daß das Auf­ bringen der Statorwicklungen ohne zusätzlich manuelle Fixierung der Endscheibe problemlos möglich ist. Nach Aufbringen der Statorwicklungen ist die Endscheibe, und damit auch die Lagerbuchse, verdrehsicher fixiert, da die Wicklungsdrähte durch die radialen, randoffenen Ausnehmun­ gen der Endscheibe hindurch in die Nuten des Statorblechpa­ ketes verlaufen. Daher sind nachträgliche Bearbeitungen der Lagerbuchse leicht möglich, was durch die geringe Härte des verwendeten Kunststoffmaterials noch begünstigt wird. Der verwendete Kunststoff verhindert aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit einen Wärmeübertritt in das Lager, wodurch der Lagerverschleiß reduziert wird. Der erfindungs­ gemäße Stator zeichnet sich aufgrund der z. B. als Spritz­ gußteil preiswert herzustellenden Endscheiben-Lagerbuchsen­ einheit sowie aufgrund einer einfachen und problemlosen Montage durch geringe Kosten aus.

Vorteilhafterweise kann die Endscheiben-Lagerbuchseneinheit zusätzlich stoffschlüssig mit dem Statorblechpaket ver­ bunden sein. Dabei hat die Endscheibe insbesondere in ihrem an die Außenfläche des Stirnisolationsschaftes angrenzenden Bereich auf ihren Umfang verteilt angeordnete Durchgangs­ öffnungen, durch die ein eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Endscheibe und dem Statorblechpaket bewirkendes Mittel, insbesondere Träufelharz, eingebracht ist. Zum besonderen Vorteil hat die Endscheibe auf ihrer dem Statorblechpaket zugekehrten Unterseite von den Durchgangs­ öffnungen ausgehende, radial nach innen verlaufende Nuten, die in auf der Außenfläche des Führungsansatzes ausgebilde­ te, axial verlaufende Nuten übergehen, so daß das die stoffschlüssige Verbindung bewirkende Mittel auch in den Spalt zwischen dem Führungsansatz und der Durchgangsöffnung des Statorblechpaketes gelangt. Weitere vorteilhafte Ausge­ staltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Außenläufermotors mit einem erfindungsgemäßen Stator,

Fig. 2 eine Aufsicht einer Endscheibe des erfindungs­ gemäßen Stators,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein Elektro-Außenläufermotor 1 dargestellt, der aus einem Stator 3, einem an einer Stirnseite des Stators 3 befestigten Motorflansch 5 und einem den Stator 3 auf der dem Motorflansch 5 gegenüberliegenden Seite glockenartig umschließenden Rotor 7 mit einer Rotorwelle 8 besteht. Der erfindungsgemäße Stator 3 besteht aus einem Statorblechpaket 9 mit Statorwicklungen 11, die auf bei­ den Stirnseiten des Statorblechpaketes 9 jeweils einen Wickelkopf bilden und deren Wicklungsdrähte durch nicht dargestellte Nuten des Statorblechpaketes 9 geführt sind. Das Statorblechpaket 9 weist eine axiale, zentrische Durchgangsöffnung 13 auf, in der die Rotorwelle 8 in zwei Lagern 15, 16 geführt ist, die im dargestellten Beispiel als Wälzlager ausgebildet sind. Es können jedoch auch Gleitlager verwendet werden. Zur Aufnahme der Lager 15, 16 sind in die Durchgangsöffnung 13 von beiden Seiten her hohlzylinderförmige Führungsansätze von Lagerbuchsen ein­ gesetzt. Wie dargestellt, ist der Motorflansch 5 ein­ stückig mit einem als Führungsansatz in die Durchgangs­ öffnung 13 eingepreßten Lagertragrohr 17 ausgebildet, dessen außerhalb der Durchgangsöffnung 13 angeordneter Bereich eine Lagerbuchse 19 mit einem innenseitigen Lagersitz 20 zur Aufnahme des Lagers 15 bildet.

Auf der dem Motorflansch 5 abgekehrten Stator-Stirnseite ist unmittelbar auf dem Statorblechpaket 9 eine Isolier- Endscheibe 21 (siehe auch Fig. 2 bis 4) angeordnet, die eine zentrische Durchgangsöffnung 22 aufweist und er­ findungsgemäß einstückig mit einer Lagerbuchse 23, einem hohlzylinderformigen, das Statorblechpaket 9 wickelkopf­ seitig axial überragenden, die Lagerbuchse 23 umschließen­ den Stirnisolationsschaft 25 und einem in die Durchgangs­ öffnung 13 ragenden hohlzylinderförmigen Führungsansatz 27 ausgebildet ist. Die Innenfläche 29 der Lagerbuchse 23 bildet einen Lagersitz für das Lager 16. Aufgrund der einstückigen Ausbildung bilden die Lagerbuchse 23 und der Stirnisolationsschaft 25 einen einzelnen, hohlzylinder­ förmigen Ansatz 31 der Endscheibe 21, der auf der dem Führungsansatz 27 gegenüberliegenden Scheibenfläche ange­ ordnet ist. Der Ansatz 31 weist an seiner inneren Öffnungs­ kante eine Anfasung 33 auf, die das Einsetzen des Lagers 16 erleichtert. Der Ansatz 31 weist einen größeren Außen­ durchmesser auf als der Führungsansatz 27. Innenseitig ist im Übergangsbereich zwischen dem Führungsansatz 27 und dem Ansatz 31 eine Stufe 34 gebildet, in deren Bereich eine Nut 35 ausgebildet ist. Auf den Ansatz 31 wird außenseitig eine Isolierscheibe 37 (Fig. 1) zum Schutz des Wickelkopfes aufgesteckt.

Auf der dem Motorflansch 5 zugekehrten Statorseite ist ebenfalls eine Isolier-Endscheibe 39 unmittelbar auf dem Statorblechpaket aufliegend angeordnet. Auch die Endscheibe 39 weist einen hohlzylinderförmigen, das Statorblechpaket 9 wickelkopfseitig axial überragenden und die Lagerbuchse 19 umschließenden Stirnisolationsschaft 41 auf, auf den in bekannter Weise eine Schaltscheibe 42 zum Anschluß eines Kabels 43 an die Enden der Statorwicklungen 11 aufgesteckt ist.

Gemäß Fig. 2 weist die Endscheibe 21 an ihrem Außenumfang randoffene Ausnehmungen 45 auf, die mit den Nuten des Statorblechpaketes 9 fluchten und so ein Einlegen der Wicklungsdrähte der Statorwicklungen 11 in die Nuten ge­ statten. Hierdurch wird die Endscheibe 21, und damit vor­ teilhafterweise auch die Lagerbuchse 23 sowie der Führungs­ ansatz 27 sicher gegen Verdrehen um die Motorachse 47 fixiert. Die Fixierung kann noch verbessert werden, wenn - wie in Fig. 4 dargestellt - die Endscheibe 21 erfindungs­ gemäß in ihrem an die Außenfläche 49 des Ansatzes 31 an­ grenzenden Bereich auf ihren Umfang verteilt angeordnete Durchgangsöffnungen 51 aufweist. In diese Öffnungen 51 kann Träufelharz oder dergleichen eingeträufelt werden, das für eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der End­ scheibe 21 und dem Statorblechpaket 9 sorgt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Endscheibe 21 auf ihrer dem Statorblechpaket 9 zugekehrten Unterseite 53 von den Durchgangsöffnungen 51 ausgehende, radial nach innen ver­ laufende Nuten 55 aufweist, die in auf der Außenfläche 56 des Führungsansatzes 27 ausgebildete, axial verlaufen­ de Nuten 57 übergehen. Durch die Öffnungen 51 und die Nuten 55, 57 gelangt das Träufelharz sowohl in den Spalt zwischen der Endscheibe 21 und dem Statorblechpaket 9, als auch in den Ringspalt zwischen dem Führungsansatz 27 und der Durchgangsöffnung 13 des Statorblechpaketes 9, so daß eine derartig verdrehsichere Fixierung der Endscheibe 21 gewährleistet ist, daß der Lagersitz 29 auch nachträg­ lich bearbeitet, z. B. ausgedreht werden kann. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind acht Durchgangsöffnungen 51 mit entsprechenden Nuten 55, 57 vorgesehen, wobei sich die Anzahl jedoch variieren läßt, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (4)

1. Stator (3) für einen Elektro-Außenläufermotor (1), be­ stehend aus einem Statorblechpaket (9), Statorwicklun­ gen (11) sowie einem auf einer Stirnseite angeordneten Motorflansch (5), wobei das Statorblechpaket (9) Nuten zur Aufnahme der Statorwicklungen (11) sowie eine zen­ trische, axiale Durchgangsöffnung (13) aufweist,in die von beiden Seiten her hohlzylinderförmige Führungsan­ sätze von Lagerbuchsen (19, 25) zur Aufnahme von Wel­ lenlagern (15, 16) einer Rotorwelle (8) eingesetzt sind, wobei auf beiden Stirnseiten unmittelbar auf dem Statorblechpaket (9) jeweils eine Isolier-Endscheibe (21, 39) angeordnet ist, die einen hohlzylinderförmi­ gen, das Statorblechpaket (9) wickelkopfseitig axial überragenden und die Lagerbuchse (19, 23) umschließen­ den Stirnisolationsschaft (25, 41) aufweist, wobei die auf der dem Motorflansch (5) gegenüberliegenden Stirn­ seite angeordnete Isolier-Endscheibe (21) mit der La­ gerbuchse (23), deren Führungsansatz (27) sowie dem Stirnisolationsschaft (25) eine einstückig aus Kunst­ stoff bestehende Endscheiben-Lagerbuchseneinheit bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig aus Kunststoff bestehende Endscheiben-Lagerbuchseneinheit (21, 23, 25, 27) als zunächst geson­ dert, unabhängig vom Statorblechpaket (9) hergestell­ tes Bauteil ausgebildet und einerseits durch Ein­ stecken des Führungsansatzes (27) in die Durchgangs­ öffnung (13) des Statorblechpaketes (9) an diesem verrutschfrei fixiert ist sowie andererseits nach Auf­ bringen der Statorwicklungen (11) dadurch verdrehsi­ cher fixiert ist, daß die Statorwicklungen (11) durch radiale Ausnehmungen (45) der Endscheibe (21) hindurch in die Nuten des Statorblechpaketes (9) verlaufen.

2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheiben-Lagerbuchseneinheit (21, 23, 25, 27) zusätz­ lich stoffschlüssig mit dem Statorblechpaket (9) ver­ bunden ist.

3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (21) in ihrem an die Außenfläche (49) des Stirnisolationsschaftes (25) angrenzenden Bereich auf ihrem Umfang verteilt angeordnete Durchgangsöffnungen (51) aufweist, durch die ein eine stoffschlüssige Ver­ bindung zwischen der Endscheibe (21) und dem Stator­ blechpaket (9) bewirkendes Mittel, insbesondere Träu­ felharz, eingebracht ist.

4. Stator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (21) auf ihrer dem Statorblechpaket (9) zu­ gekehrten Unterseite (53) von den Durchgangsöffnungen (51) ausgehende, radial nach innen verlaufende Nuten (55) aufweist, die in auf der Außenfläche (56) des Führungsansatzes (27) ausgebildete, axial verlaufende Nuten (57) übergehen, so daß das die stoffschlüssige Verbindung bewirkende Mittel auch in den Spalt zwi­ schen dem Führungsansatz (27) und der Durchgangsöff­ nung (13) des Statorblechpaketes (9) gelangt.