EP4331082A1 - Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor - Google Patents

Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor

Info

Publication number
EP4331082A1
EP4331082A1 EP22730718.8A EP22730718A EP4331082A1 EP 4331082 A1 EP4331082 A1 EP 4331082A1 EP 22730718 A EP22730718 A EP 22730718A EP 4331082 A1 EP4331082 A1 EP 4331082A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
loop
winding wire
electric motor
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22730718.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Strauss
Alexander Volkamer
Jürgen KÖSTNER
Rudolph HART
Daniel BREHL
Frank SEBERT
Selin PFARR
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile SE and Co KG filed Critical Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Publication of EP4331082A1 publication Critical patent/EP4331082A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/0056—Manufacturing winding connections
    • H02K15/0068—Connecting winding sections; Forming leads; Connecting leads to terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
    • H02K15/095—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors around salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18—Windings for salient poles
    • H02K3/20—Windings for salient poles for auxiliary purposes, e.g. damping or commutating
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/06—Machines characterised by the wiring leads, i.e. conducting wires for connecting the winding terminations

Definitions

  • a full sheet metal stator (also: “full sheet metal section stator”) is usually a stator that is formed from a laminated core whose individual sheets are closed in a ring shape. So-called (stator) teeth, which are spaced apart from each other by a slot in the laminated core and, when used as intended, carry a coil wound from a coil wire to generate a magnetic field, protrude radially inward in an internally slotted sheet metal stator.
  • stators are also known which are formed from so-called inverted tooth chains. The laminated core is folded open between the individual teeth, wound when open and then joined together to form the stator ring.
  • the coils formed on the individual teeth are, for example, alternately connected to two or three phases of an electrical network.
  • the connection usually takes place—usually indirectly via motor electronics—via an end face of the stator, on which the motor electronics are also arranged accordingly.
  • different types of insulation are known.
  • a so-called insulating end disk is arranged on the end faces independently of the insulation along the slots in the laminated core - at least in the case of a solid sheet stator. This can be plugged on, injection-moulded or also injection-moulded together with an insulation of the slots and teeth as a body around the laminated stator core.
  • the insulating disc on the connection side ie the one on the side where the coils are contacted and where the motor electronics are arranged, has so-called terminating domes, i. H. axially projecting projections on which the coil wire can be fixed for so-called termination. Termination is understood to mean laying the coil wire to the contact point and/or between at least two coils assigned to the same phase.
  • contacting devices for example receptacles for so-called insulation displacement contacts, are also arranged on the insulating end disk, in which the coil wire is fastened for contacting the motor electronics. The smaller the electric motor and thus also the stator are designed, the less installation space remains on the insulating disk for the terminating domes and/or the contacting devices, so that these must be designed to be smaller and therefore less mechanically resilient.
  • the invention is based on the object of making an improved stator possible.
  • the method according to the invention is used to form a stator winding of a solid sheet metal stator for an electric motor.
  • a laminated stator core of the solid laminated stator is provided—in particular on the end face—with an insulating end disk.
  • Stator teeth (“teeth” for short) of the laminated stator core protruding in the radial direction, in particular inwards, are wound with a winding wire (or “coil wire”; in particular for forming an associated coil in each case).
  • the winding wire moves away from the stator laminated core, forming at least a U-shaped loop and led back again.
  • This loop is then used for contacting, in particular, the corresponding number of coils with motor electronics.
  • a loose wire loop is laid, whereby “José” is understood here and in the following in particular to mean that the loop initially (i.e. in an intermediate production step) “hangs” freely in space, and therefore not over a significant (i.e. more than at least 50 percent, in particular of the loop length) share on the insulating end plate.
  • the loop used for contacting Since the loop used for contacting is initially laid freely or loosely, it does not have to be attached to the insulating end plate (in particular for electrical contacting with mechanical means such as e.g.
  • the respective loop is preferably laid, preferably at least roughly radially, to the outside of the laminated core of the stator. This simplifies handling of the loops in subsequent steps, since the loop on the outside of the laminated core of the stator is relatively easy to access.
  • termination domes are expediently formed on the insulating end disk. These are columnar projections that preferably protrude in the axial direction.
  • the or each loop is arranged in the circumferential direction of the laminated stator core next to one of the terminating domes.
  • an auxiliary loop for fixing the respective loop in the laying direction of the winding wire is placed before and/or after the respective loop around the corresponding terminating dome.
  • the terminating domes are required anyway for laying ("terminating") the coil wire between the associated teeth along the insulating end disk.
  • only one auxiliary loop is laid for each loop in order to save coil wire and to keep the electrical resistance as low as possible over the length of the coil wire. That's it shown that only one auxiliary loop is sufficient to fix the loop for out-reaching manageability.
  • “Circumferential direction” is understood here and in the following in particular as the direction tangential to the preferably approximately circular stator lamination stack (and to the axis of rotation arranged centrally in the stator of a rotatably arranged rotor in the intended final production state). Accordingly, the radial direction is understood to mean, in particular, a direction perpendicular to the axis of rotation. The axial direction thus designates in particular the direction running along the axis of rotation.
  • the or each loop is formed in a gamma-like manner - or as an "eye" (in the sense of a meaning familiar from knotwork).
  • the loop is thus laid closed in a ring, the coil wire as wound through at least 360 degrees and crossing itself.
  • "open" i.e. loops that do not cross themselves (i.e. in particular U-shaped or arc-shaped loops fen) relocated.
  • the auxiliary loop described above is preferably laid (in particular only) after the corresponding loop, in particular laid as an eye. A "holding down” of the entire loop is made possible, for example, by crossing the coil wire when laying the loop. Because when the eye is laid, the “end” of the eye crosses the beginning and is therefore (seen in the axial direction) above it. If the auxiliary loop is now placed at this point, this advantageously also holds down the beginning of the eye.
  • the auxiliary loop is placed around the termination dome by at least 360 degrees. This enables the loop to be fixed sufficiently securely.
  • the winding wire is clamped before and/or after the respective loop in a fixing slot of the insulating end disk.
  • the or each loop is preferably fixed to an additional component in a subsequent production step, in particular for subsequent contacting.
  • a contacting ring is placed on the wound insulating end disk (i.e. after the coils have been wound and the loops and, if necessary, auxiliary loops have been laid) as the additional component.
  • This contacting ring is in particular a ring made of synthetic material.
  • This has a number of receiving windows (also: contact windows) corresponding to the number of loops.
  • the loops are preferably placed radially inward after positioning over the contacting ring. In each case one loop is placed in a correspondingly assigned slot in the receiving window and is preferably also clamped in it.
  • the contact windows are also designed to accommodate an insulation displacement contact.
  • the respective loop is contacted expediently by means of such an insulation displacement contact that is inserted into the contacting ring (preferably into the contacting window).
  • the insulation displacement contacts are preferably used for the electrical connection of the aforementioned motor electronics.
  • the sheet metal stator according to the invention is used in an electric motor.
  • the sheet metal stator has the stator laminated core with the insulating end disk.
  • the solid sheet stator has the teeth protruding in the radial direction, which are wound with the winding wire to form a coil in each case.
  • the winding wire is preferably coarse after a predetermined number of teeth, forming the above-described at least U-shaped loop away from the laminated core and back again radially to the outside of the stator core.
  • the or each loop is used for making contact with engine electronics.
  • the solid sheet stator according to the invention is formed by means of the method described above.
  • the electric motor according to the invention comprises the full sheet metal stator described above.
  • the sheet metal stator as well as the electric motor therefore also have the other physical features resulting from the above description of the method, e.g. B. the or the respective auxiliary loop and / or the contact ring. This means that the full sheet metal stator and the electric motor also have the same advantages.
  • An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it:
  • FIG. 1 shows a schematic view of one end face of a solid sheet metal stator in a partial production step
  • FIG. 2 shows a schematic side view of the solid sheet metal stator in a further production step.
  • a (solid sheet) stator 1 of an electric motor is shown schematically in a view of one end face.
  • This stator 1 is used in the usual, intended state of use in a housing of the electric motor, usually pressed.
  • the stator 1 is formed from a stack of stator laminations 2 which has stator laminations stacked on top of one another along an axis A.
  • a multiplicity of grooves 4 are cut radially on the inside in relation to the axis A.
  • stator teeth Projections of the stator core 2, between the slots 4 of one in one Circumferentially U closed ring protrude radially inward are referred to here and below as stator teeth, abbreviated: "teeth 6".
  • pole shoes 8 or Polschuhkap pen
  • pole shoes 8 are formed radially on the inside. These have aligned with the axis A towards an edge forming a circular ring section, which in the intended state of use is arranged with a slight air gap relative to a rotor accommodated in the stator 1 so as to be rotatable about the axis A.
  • 1 represents an intermediate production step of the stator 1.
  • the teeth 6 are wound with a winding or coil wire 10, so that each tooth 6 carries an associated coil 12 .
  • This is also referred to as concentrated winding.
  • the individual wire windings In order to develop the electrical performance as high as possible, the individual wire windings must be arranged as closely as possible to one another.
  • the stator 1 has twelve teeth 6 and thus also twelve poles.
  • several coils 12 are contacted with one another by laying the winding wire 10 between the corresponding teeth 6 along a so-called insulating end disk 14 , which in the present exemplary embodiment is attached as a separate component to the stator core 2 .
  • the insulating end disk 14 carries several "termination domes 16", i. H. axially extending columns or projections around which the winding wire 10 is laid to maintain its tension and prevent the coils 12 from loosening.
  • the stator 1 is so small that in the area of the ring of the laminated core 2 of the stator there is not enough space for contact points into which the winding wire 10 could be inserted. For this reason, after the coils 12 have been formed and thus also after the winding wire 10 has been terminated along the insulating end disk 14, another component, referred to here as a contacting ring 18 (see FIG. 2), is attached to the stator core 2.
  • a contacting ring 18 In this contacting ring 18 are contact windows 20 (or: Recording window) formed, in which later contacting of the winding wire 10 by means of insulation displacement contacts 22 takes place.
  • a Jose loop 24 is placed over the insulating disc 14 on the outside of the stator core 2 (see Fig. 2).
  • the respective loop 24 is laid between two terminating domes 16 .
  • a “fixed” auxiliary loop 26 (or auxiliary winding) is laid around the terminating dome 16 arranged at the end of the loop 24—i.e. H. the loop 24 is arranged between the last coil 12 wound with this winding wire 10 and the corresponding auxiliary loop 26 .
  • This auxiliary loop 26 allows the slack loop 24 to remain in its laying position and orientation at least within manageable limits.
  • the contacting ring 18 is placed on the insulating end disk 14 and connected to it, in the present exemplary embodiment by means of snap connections 28, for example. H. bent over the contacting ring 18.
  • the contact windows 20 are arranged at the locations of the loops 24, so that the inwardly bent loops 24 now rest in the contact windows 20 and are preferably clamped there.
  • At closing the insulation displacement contacts 22 are in the contact window 20 is set, whereby the winding wire 10 of the loops 24 is contacted.
  • the motor electronics are put on (not shown in detail), which are also electrically connected to the insulation displacement contacts 22, in particular with further insulation displacement contacts, which are formed on the same sheet metal part that carries the insulation displacement contacts for the winding wire 10 and forms the insulation displacement contact 22 .
  • the winding wire 10 of the coils 12 is laid outside of the terminating dome 16 . But in order to prevent, for example, a crossing of winding wire 10
  • the winding wire 10 in an optional embodiment shown here is also partially laid radially inside the terminating dome 16 .
  • the winding wire 10 meanders for this purpose—among other things for fixing and tensioning itself, alternatively or in addition to the auxiliary loops 26 described above—partially around the terminating domes 16.
  • the winding wire 10 is radially inside the terminating domes 16 at some points between ( at least) two or three termination domes 16 "opened".
  • the winding wire 10 forms a chord 30 that runs between the ends of two terminating domes 16 that face away from one another in the circumferential direction U.
  • the meandering of the winding wire 10 around the terminating domes 16 adjacent to the chord 30 is also sufficient for tensioning the chord 30 .
  • This partially radial wire routing inside the terminating dome 16 also saves installation space in the area of the insulating end disk 14.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Zur Ausbildung einer Statorwicklung eines Vollblechstators (1) für einen Elektromotor, wird verfahrensgemäß ein Statorblechpaket (2) des Vollblechstators (1) mit einer Isolierendscheibe (14) ausgestattet. In Radialrichtung vorstehende Statorzähne (6) werden mit einem Wickeldraht (10) bewickelt. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Statorzähnen (6) wird der Wickeldraht (10) unter Bildung einer wenigstens U-artigen Schlaufe (24) von dem Statorblechpaket (2) weg und wieder zurück geführt. Die Schlaufe (24) wird anschließend zur Kontaktierung mit einer Motorelektronik herangezogen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ausbildung einer Statorwicklung, Vollblechstator und Elektromotor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer Statorwicklung eines Voll blechstators für einen Elektromotor. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen sol chen Vollblechstator sowie einen Elektromotor. Bei einem Vollblechstator (auch: „Vollblechschnittstator“) handelt es sich üblicher weise um einen Stator, der aus einem Blechpaket gebildet ist, dessen Einzelble che ringförmig geschlossen sind. Sogenannte (Stator-) Zähne, die durch jeweils eine Nut im Blechpaket voneinander beabstandet sind und im bestimmungsgemä ßen Einsatzzustand eine aus einem Spulendraht gewickelte Spule zur Erzeugung eines Magnetfelds tragen, ragen bei einem innengenuteten Vollblechstator radial nach innen. Im Gegensatz dazu sind auch Statoren bekannt, die aus sogenannten Zahnketten gebildet werden. Das Blechpaket wird dabei zwischen den einzelnen Zähnen aufgeklappt, im offenen Zustand bewickelt und anschließend zum Stator ring zusammengefügt.
Die an den einzelnen Zähnen gebildeten Spulen sind - je nach Ausführung des Elektromotors - bspw. alternierend mit zwei oder auch drei Phasen eines elektri schen Netzes verschaltet. Die Verschaltung erfolgt üblicherweise - meist mittelbar über eine Motorelektronik - über eine Stirnfläche des Stators, an der entspre- chend auch die Motorelektronik angeordnet ist. Um einen elektrischen Schluss zwischen dem Spulendraht und dem Blechpaket zu verhindern, sind unterschiedli che Isolationsarten bekannt. Meist ist aber unabhängig von der Isolation entlang der Nuten im Bleckpaket - zumindest bei einem Vollblechstator - eine sogenannte Isolierendscheibe an den Stirnseiten angeordnet. Diese kann aufgesteckt, an- spritzt oder auch gemeinsam mit einer Isolation der Nuten und Zähne als Körper um das Statorblechpaket herumgespritzt sein. Die anschlussseitige Isolierend scheibe, d. h. die auf der Seite, an der die Kontaktierung der Spulen erfolgt und die Motorelektronik angeordnet ist, weist dabei sogenannte Terminierdome auf, d. h. axial vorstehende Vorsprünge, an denen der Spulendraht zur sogenannten Ter minierung festgelegt werden kann. Unter Terminierung wird dabei das Verlegen des Spulendrahts zur Kontaktstelle und/oder zwischen wenigstens zwei der glei chen Phase zugeordneten Spulen verstanden. Üblicherweise sind an der Isolie rendscheibe auch Kontaktiervorrichtungen, bspw. Aufnahmen für sogenannte Schneidklemmkontakte, angeordnet, in denen der Spulendraht zur Kontaktierung mit der Motorelektronik befestigt ist. Je kleiner der Elektromotor und damit auch der Stator ausgeführt sind, desto weniger Bauraum bleibt jedoch an der Isolierend scheibe für die Terminierdome und/oder der Kontaktiervorrichtungen, so dass diese kleiner und damit mechanisch weniger belastbar ausgeführt werden müs sen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Stator zu er möglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ausbildung einer Statorwicklung eines Vollblechstators mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Des Weiteren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Voll blechstator mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Außerdem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des An spruchs 10. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfol genden Beschreibung dargelegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Ausbildung einer Statorwicklung eines Vollblechstators für einen Elektromotor. Dabei wird verfahrensgemäß ein Statorblechpaket des Vollblechstators - insbesondere stirnseitig - mit einer Isolie rendscheibe ausgestattet. In Radialrichtung, insbesondere nach innen, vorste hende Statorzähne (kurz: „Zähne“) des Statorblechpakets werden mit einem Wi ckeldraht (oder: „Spulendraht“; insbesondere zur Ausbildung jeweils einer zuge ordneten Spule) bewickelt. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Zähnen (d. h. nach Ausbildung einer entsprechenden Anzahl von Spulen) wird der Wickeldraht unter Bildung einer wenigstens U-artigen Schlaufe von dem Statorblechpaket weg und wieder zurück geführt. Diese Schlaufe wird anschließend zur Kontaktierung insbesondere der entsprechenden Anzahl von Spulen mit einer Motorelektronik herangezogen. Anders ausgedrückt wird also eine lose Drahtschlaufe verlegt, wo bei unter Jose“ hier und im Folgenden insbesondere verstanden wird, dass die Schlaufe zunächst (d. h. in einem Zwischenfertigungsschritt) frei im Raum „hängt“, mithin nicht über einen wesentlichen (d. h. mehr als wenigstens 50 Prozent, insbe sondere der Schlaufenlänge) Anteil an der Isolierendscheibe anliegt.
Dadurch, dass die zur Kontaktierung dienende Schlaufe zunächst frei oder lose verlegt wird, braucht diese nicht an der Isolierendscheibe angebunden werden (insbesondere für eine elektrische Kontaktierung mit mechanischen Mitteln wie z.
B. Schneidklemmkontakten), so dass ein hierfür erforderliches Element entfallen kann und somit eine raumsparende Ausführung der isolierendscheibe ermöglichst wird.
Vorzugsweise wird die jeweilige Schlaufe, vorzugsweise zumindest grob radial, zur Außenseite des Statorblechpakets verlegt. Dadurch wird eine Handhabung der Schlaufen in nachfolgenden Schritten vereinfacht, da die Schlaufe an der Außen seite des Statorblechpakets vergleichsweise einfach zugänglich ist.
Üblicherweise sind an der Isolierendscheibe zweckmäßigerweise mehrere soge nannte Terminierdome ausgebildet. Dabei handelt es sich um säulenartige Vor sprünge, die vorzugsweise in Axialrichtung vorstehen. In einer zweckmäßigen Ver fahrensvariante wird die oder jede Schlaufe in Umfangsrichtung des Statorblech pakets neben einem der Terminierdome angeordnet. Zudem wird jeweils eine Hilfsschlaufe zur Festlegung der jeweiligen Schlaufe in Verlegerichtung des Wi ckeldrahts vor und/oder nach der jeweiligen Schlaufe um den entsprechenden Terminierdom gelegt. Die Terminierdome sind für die Verlegung („Terminierung“) des Spulendrahts zwischen den zugordneten Zähnen entlang der Isolierend scheibe ohnehin erforderlich. Vorzugweise wird für jede Schlaufe aber nur eine Hilfsschlaufe verlegt, um Spulendraht zu sparen und den elektrischen Widerstand über die Länge des Spulendrahts möglichst gering zu halten. Dabei hat es sich gezeigt, dass nur eine Hilfsschlaufe ausreichend ist, um die Schlaufe für eine hin reichende Handhabbarkeit zu fixieren.
Unter „Umfangsrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere die tangential zu dem bevorzugt etwa kreisringförmigen Statorblechpaket (sowie zur zentral im Stator angeordneten Drehachse eines im bestimmungsgemäßen Endfertigungszu stand in diesem rotierbar angeordneten Rotors) stehende Richtung verstanden. Unter Radialrichtung wird entsprechend insbesondere eine zur Drehachse senk recht stehende Richtung verstanden. Die Axialrichtung bezeichnet somit insbeson- dere die entlang der Drehachse verlaufende Richtung.
In einerweiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante wird die oder jede Schlaufe Gamma-artig - oder als „Auge“ (im Sinne einer aus der Knotenkunde geläufigen Bedeutung) - ausgebildet. Die Schlaufe wird also ringförmig geschlossen verlegt, der Spulendraht als um wenigstens 360 Grad gewunden und kreuzt sich selbst. Optional werden aber auch (zusätzlich oder alternativ) „offene“, also sich nicht selbst kreuzende Schlaufen (d. h. insbesondere U- oder Bogen-förmige Schlau fen) verlegt. Vorzugsweise wird die vorstehend beschriebene Hilfsschlaufe (insbesondere nur) nach der entsprechenden, insbesondere als Auge gelegten, Schlaufe verlegt. Ein „Niederhalten“ der gesamten Schlaufe wird dabei bspw. durch das Kreuzen des Spulendrahts beim Legen der Schlaufe ermöglicht. Denn beim Legen des Auges kreuzt das „Ende“ des Auges mit dessen Anfang und liegt somit (in Axialrichtung gesehen) oberhalb dessen. Wird nun an dieser Stelle die Hilfsschlaufe gelegt, hält diese vorteilhafterweise auch den Anfang des Auges nieder.
In einerweiteren zweckmäßigen Verfahrensvariante wird die Hilfsschlaufe um we nigstens 360 Grad um den Terminierdom gelegt. Dadurch wird eine hinreichend sichere Festlegung der Schlaufe ermöglicht. In einer (insbesondere zu der Hilfsschlaufe) zusätzlichen oder alternativen Verfah rensvariante wird der Wickeldraht vor und/oder nach der jeweiligen Schlaufe in ei nem Fixierungsschlitz der Isolierendscheibe geklemmt. Vorzugsweise wird die oder jede Schlaufe in einem nachfolgenden Fertigungs schritt, insbesondere zur nachgelagerten Kontaktierung, an einem zusätzlichen Bauelement festgelegt.
In einer bevorzugten Verfahrensvariante wird auf die bewickelte Isolierendscheibe (d. h. nach dem Wickeln der Spulen und Legen der Schlaufen und gegebenenfalls Hilfsschlaufen) als das zusätzliche Bauelement ein Kontaktierungsring aufgesetzt. Bei diesem Kontaktierungsring handelt es sich insbesondere um einen aus Kunst stoff gebildeten Ring. Dieser weist eine der Anzahl von Schlaufen entsprechende Anzahl von Aufnahmefenstern (auch: Kontaktfenster) auf. Die Schlaufen werden vorzugsweise nach dessen Positionierung über den Kontaktierungsring nach ra dial innen gelegt. Jeweils eine Schlaufe wird dabei in ein entsprechend zugeord netes der Aufnahmefenster eingelegt und vorzugsweise auch in diesem geklemmt.
In einer zweckmäßigen Ausführung sind die Kontaktierungsfenster auch zur Auf- nähme eines Schneidklemmkontakts ausgebildet. Die jeweilige Schlaufe wird in diesem Fall zweckmäßigerweise mittels eines solchen Schneidklemmkontakts kontaktiert wird, der in den Kontaktierungsring (vorzugsweise in das Kontaktie rungsfenster) eingesetzt wird. Vorzugsweise dienen die Schneidklemmkontakte zur elektrischen Anbindung der vorgenannten Motorelektronik.
Der erfindungsgemäße Vollblechstator dient zum Einsatz in einem Elektromotor. Der Vollblechstator weist - wie sich auch aus der vorstehenden Beschreibung ergibt - das Statorblechpaket mit der Isolierendscheibe auf. Außerdem weist der Vollblechstator die in Radialrichtung vorstehenden Zähne auf, die mit dem Wickel- draht unter Bildung jeweils einer Spule bewickelt sind. Der Wickeldraht ist dabei - zumindest in einem Zwischenfertigungsschritt - nach einer vorgegebenen Anzahl von Zähnen unter Bildung der vorstehend beschriebenen, wenigstens U-artigen, Schlaufe von dem Statorblechpaket weg und wieder zurück, vorzugsweise grob radial zur Außenseite des Statorblechpakets, geführt. Die oder jede Schlaufe dient dabei zur Kontaktierung mit einer Motorelektronik. Insbesondere ist der erfin dungsgemäß Vollblechstator mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens gebildet.
Der erfindungsgemäße Elektromotor umfasst den vorstehend beschriebenen Voll blechstator.
Der Vollblechstator sowie auch der Elektromotor weisen somit auch die weiteren, sich aus der vorstehenden Beschreibung des Verfahrens ergebenden körperlichen Merkmale auf, z. B. die oder die jeweilige Hilfsschlaufe und/oder den Kontaktie rungsring. Somit kommen dem Vollblechstator und dem Elektromotor auch die gleichen Vorteile zu. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in einer Ansicht auf eine Stirnseite schematisch einen Vollblechstator in einem Fertigungsteilschritt, und Fig. 2 in einer Seitenansicht schematisch den Vollblechstator in einem weiteren Fertigungsschritt.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist schematisch ein (Vollblech-) Stator 1 eines nicht näher dargestellten Elektromotors in Ansicht auf eine Stirnseite dargestellt. Dieser Stator 1 ist im übli chen, bestimmungsgemäßen Einsatzzustand in ein Gehäuse des Elektromotors eingesetzt, meist eingepresst. Der Stator 1 ist aus einem Statorblechpaket 2 gebil- det, das entlang einer Achse A aufeinander gestapelte Statorbleche aufweist. In diese Statorbleche und somit auch in das Blechpaket 2 sind in Bezug auf die Achse A radial innenseitig eine Vielzahl von Nuten 4 eingeschnitten. Vorsprünge des Statorblechpakets 2, die zwischen den Nuten 4 von einem in einer Umfangsrichtung U geschlossenen Ring radial nach innen vorstehen, werden hier und im Folgenden als Statorzähne, kurz: „Zähne 6“, bezeichnet. An diesen Zäh nen 6 sind radial innenseitig sogenannte Polschuhe 8 (oder auch Polschuhkap pen) ausgebildet. Diese weisen zur Achse A hin ausgerichtet eine einen Kreisring- abschnitt bildende Kante auf, die im bestimmungsgemäßen Einsatzzustand mit ei nem geringfügigen Luftspalt zu einem um die Achse A rotierbar in dem Stator 1 aufgenommenen Rotor angeordnet ist. Fig. 1 stellt dabei einen Zwischenferti gungsschritt des Stators 1 dar. Um ein für den Betrieb des Elektromotors erforderliches Magnetfeld aufbauen zu können, werden die Zähne 6 mit einem Wickel- oder Spulendraht 10 bewickelt, so dass jeder Zahn 6 jeweils eine zugeordnete Spule 12 trägt. Man spricht hier auch von konzentrierter Wicklung. Um die elektrische Leistungsfähigkeit möglichst hoch auszubilden, ist eine möglichst enge Anordnung der einzelnen Drahtwindungen zueinander erforderlich.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Stator 1 zwölf Zähne 6 und somit auch zwölf Pole) auf. Dabei sind mehrere Spulen 12 untereinander kontaktiert, in dem der Wickeldraht 10 entlang einer sogenannten Isolierendscheibe 14, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel als separates Bauteil auf das Statorblechpaket 2 aufgesteckt ist, zwischen den korrespondierenden Zähnen 6 verlegt wird. Die Isolierendscheibe 14 trägt dabei mehrere „Terminierdome 16“, d. h. axial er streckte Säulen oder Vorsprünge, um die herum der Wickeldraht 10 verlegt wird, um dessen Spannung aufrecht zu halten und ein Lockern der Spulen 12 zu verhin- dern.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Stator 1 derart klein, dass im Bereich des Rings des Statorblechpakets 2 nicht ausreichend Bauraum für Kontaktstellen, in die der Wickeldraht 10 eingelegt werden könnte, zur Verfügung steht. Aus die- sem Grund wird nach Ausbildung der Spulen 12 und somit auch nach der Termi nierung des Wickeldrahts 10 entlang der Isolierendscheibe 14 ein weiteres Bauteil, hier als Kontaktierungsring 18 bezeichnet (s. Fig. 2), auf das Statorblechpaket 2 aufgesteckt. In diesem Kontaktierungsring 18 sind Kontaktfenster 20 (oder auch: Aufnahmefenster) ausgebildet, in denen später eine Kontaktierung des Wickel drahts 10 mittels Schneidklemmkontakten 22 erfolgt.
Dazu wird bei der Verlegung des Wickeldrahts 10 nach einer vorgegebenen An zahl von gewickelten Spulen 12 eine Jose“ Schlaufe 24 über die Isolierende scheibe 14 zur Außenseite des Statorblechpakets 2 gelegt (s. Fig. 2). Die jeweilige Schlaufe 24 wird dabei zwischen zwei Terminierdomen 16 hindurch verlegt. In Verlegerichtung nach der Schlaufe 24 wird eine „feste“ Hilfsschlaufe 26 (oder Hilfswicklung) um den am Ende der Schlaufe 24 angeordneten Terminierdome 16 gelegt - d. h. die Schlaufe 24 ist zwischen der letzten, mit diesem Wickeldraht 10 gewickelten Spule 12 und der korrespondierenden Hilfsschlaufe 26 angeordnet. Diese Hilfsschlaufe 26 ermöglicht, dass die lose Schlaufe 24 zumindest innerhalb von handhabbaren Grenzen an ihrer Verlegeposition und in ihrer Ausrichtung ver bleibt.
Sind alle Schlaufen 24 und Hilfsschlaufen 26 gelegt, wird der Kontaktierungsring 18 auf die Isolierendscheibe 14 gesetzt und mit dieser verbunden, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft mittels Schnappverbindungen 28. Anschließend werden die Schlaufen 24 um etwa 180 Grad nach innen geklappt, d. h. über den Kontaktierungsring 18 gebogen. Die Kontaktfenster 20 sind dabei an den Stellen der Schlaufen 24 angeordnet, so dass die einwärts gebogenen Schlaufen 24 nun in den Kontaktfenstern 20 einliegen und dort vorzugsweise geklemmt werden. An schließend werden die Schneidklemmkontakte 22 in die Kontaktfenster 20 einge setzt, wodurch der Wickeldraht 10 der Schlaufen 24 kontaktiert wird.
Anschließend wird die Motorelektronik aufgesetzt (nicht näher dargestellt), die ebenfalls mit den Schneidklemmkontakten 22, insbesondere mit weiteren Schneid klemmen, die an dem gleichen, die Schneidklemmen für den Wickeldraht 10 tra genden, und den Schneidklemmkontakt 22 bildenden Blechteil ausgebildet sind, galvanisch verbunden wird.
Grundsätzlich wird der Wickeldraht 10 der Spulen 12 außerhalb der Terminier dome 16 verlegt. Um aber bspw. ein Überkreuzen von Wickeldraht 10 unterschiedlicher Spulen 12 an der Isolierendescheibe 14 möglichst gering zu hal ten, wird der Wickeldraht 10 in einem optionalen, hier dargestellten, Ausführungs beispiel aber auch teilweise radial innerhalb der Terminierdome 16 verlegt. Einer seits mäandriert der Wickeldraht 10 hierzu - unter anderem zum Fixieren und Spannen seiner selbst, alternativ oder zusätzlich zu den vorstehend beschriebe nen Hilfsschlaufen 26 - teilweise um die Terminierdome 16. Andererseits ist der Wickeldraht 10 radial innerhalb der Terminierdome 16 auch an manchen Stellen zwischen (zumindest) zwei oder auch drei Terminierdomen 16 „aufgespannt“. Da bei bildet der Wickeldraht 10 also jeweils eine Kreissehne 30, die zwischen den ei- nander in Umfangsrichtung U abgewandten Enden zweier Terminierdome 16 ver läuft. Das Mäandrieren des Wickeldrahts 10 um die zur Kreissehne 30 benachbar ten Terminierdome 16 ist auch zum Spannen der Kreissehne 30 ausreichend. Diese teilweise radial innerhalb der Terminierdome 16 ausgeführte Drahtverlegung spart auch Bauraum im Bereich der Isolierendscheibe 14.
Der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausfüh rungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfin dung von dem Fachmann aus der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden.
Bezugszeichenliste
1 Stator
2 Statorblechpaket 4 Nut
6 Zahn
8 Polschuh
10 Wickeldraht
12 Spule 14 Isolierendscheibe
16 Terminierdom
18 Kontaktierungsring
20 Kontaktfenster
22 Schneidklemmkontakt 24 Schlaufe
26 Hilfsschlaufe
28 Schnappverbindung
30 Kreissehne A Achse
U Umfangsrichtung

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ausbildung einer Statorwicklung eines Vollblechstators (1 ) für einen Elektromotor, wobei verfahrensgemäß - ein Statorblechpaket (2) des Vollblechstators (1 ) mit einer Isolierend scheibe (14) ausgestattet wird,
- in Radialrichtung vorstehende Statorzähne (6) mit einem Wickeldraht (10) bewickelt werden,
- nach einer vorgegebenen Anzahl von Statorzähnen (6) der Wickeldraht (10) unter Bildung einer wenigstens U-artigen Schlaufe (24) von dem
Statorblechpaket (2) weg und wieder zurück geführt wird, und
- die Schlaufe (24) zur Kontaktierung mit einer Motorelektronik herangezo gen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Schlaufe (24) grob radial zur Außenseite des Statorblechpakets (2) ausgerichtet gelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei an der Isolierendscheibe (14) mehrere Terminierdome (16) ausgebil det sind, die in Axialrichtung (A) vorstehen, wobei die oder jede Schlaufe (24) in Umfangsrichtung (U) des Statorblechpakets (2) neben einem der Termi nierdome (16) angeordnet wird und wobei jeweils eine Hilfsschlaufe (26) zur Festlegung der jeweiligen Schlaufe (24) in Verlegerichtung des Wickeldrahts (10) vor und/oder nach der jeweiligen Schlaufe (24) um den entsprechenden
Terminierdom (16) gelegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die oder jede Schlaufe (24) Gamma-artig ausgebildet ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Hilfsschlaufe (26) um wenigstens 360 Grad um den Terminierdom (16) gelegt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wickeldraht (10) vor und/oder nach der jeweiligen Schlaufe (24) in einem Fixierungsschlitz der Isolierendscheibe (14) geklemmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei auf die bewickelte Isolierendscheibe (14) ein Kontaktierungsring (18) aufgesetzt wird, der eine der Anzahl von Schlaufen (24) entsprechende An zahl von Aufnahmefenstern (20) aufweist, wobei die Schlaufen (24) über den Kontaktierungsring (18) nach radial innen gelegt werden, wobei jeweils eine Schlaufe (24) in ein entsprechend zugeordnetes der Aufnahmefenster (20) eingelegt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die jeweilige Schlaufe (24) mittels eines Schneidklemmkontakts (22) kontaktiert wird, der in den Kontaktierungsring (18) eingesetzt wird.
9. Vollblechstator (1 ) für einen Elektromotor, aufweisend
- ein Statorblechpaket (2) mit einer Isolierendscheibe (14),
- in Radialrichtung vorstehende Statorzähne (6), die mit einem Wickeldraht (10) bewickelt sind, und
- der Wickeldraht (10) nach einer vorgegebenen Anzahl von Statorzähnen (6) unter Bildung einer wenigstens U-artigen Schlaufe (24) grob radial zur Außenseite des Statorblechpakets (2) geführt ist, wobei die Schlaufe (24) zur Kontaktierung mit einer Motorelektronik dient.
10. Elektromotor mit einem Vollblechstator (1) gemäß Anspruch 9.
EP22730718.8A 2021-05-21 2022-05-19 Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor Pending EP4331082A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021205242.8A DE102021205242A1 (de) 2021-05-21 2021-05-21 Verfahren zur Ausbildung einer Statorwicklung, Vollblechstator und Elektromotor
PCT/EP2022/063545 WO2022243422A1 (de) 2021-05-21 2022-05-19 Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4331082A1 true EP4331082A1 (de) 2024-03-06

Family

ID=82067469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22730718.8A Pending EP4331082A1 (de) 2021-05-21 2022-05-19 Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240097539A1 (de)
EP (1) EP4331082A1 (de)
CN (1) CN117426043A (de)
DE (1) DE102021205242A1 (de)
WO (1) WO2022243422A1 (de)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009139067A1 (ja) * 2008-05-16 2009-11-19 三菱電機株式会社 回転電機
DE102010014860B4 (de) 2010-04-13 2018-12-20 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Spule und Bremse
DE102011082665A1 (de) * 2011-09-14 2013-03-28 Robert Bosch Gmbh Stator für eine elektrische Maschine
DE102013208433A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Robert Bosch Gmbh Elektrowerkzeugmaschine
DE102015211836A1 (de) * 2015-06-25 2016-12-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bewickeln eines Stators, sowie ein Stator und eine elektrische Maschine beinhaltend einen solchen Stator
DE102015212821A1 (de) 2015-07-09 2017-01-12 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Statoranordnung, elektrische Drehstrommaschine und Verfahren zum Herstellen einer Statoranordnung
US11855514B2 (en) 2018-05-08 2023-12-26 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschafl, Würzburg Stator of an electrical machine, electrical machine and connecting device
DE102018215787A1 (de) 2018-09-18 2020-03-19 Robert Bosch Gmbh Stator für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine
DE102018217857B4 (de) * 2018-10-18 2022-02-03 Bühler Motor GmbH Gleichstrommotor und Verfahren zu seiner Herstellung
US11139713B2 (en) * 2019-06-03 2021-10-05 Techway Industrial Co., Ltd. Brushless motor stator wound with a single winding wire
DE102019210146B4 (de) 2019-07-10 2021-04-29 Bühler Motor GmbH Verfahren zur Herstellung eines Stator eines Elektromotors

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021205242A1 (de) 2022-11-24
WO2022243422A1 (de) 2022-11-24
US20240097539A1 (en) 2024-03-21
CN117426043A (zh) 2024-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1810388B1 (de) Elektromotor
EP1748534A2 (de) Stator eines Elektromotors mit Wicklungs-Verschaltungsanordnung
EP3243260A1 (de) Stator für eine elektrische maschine und verfahren zum herstellen eines solchen
EP3078099B1 (de) Stator für einen elektronisch kommutierten gleichstrommotor
DE102006010168A1 (de) Ankerwicklung, Verfahren zur Herstellung einer Ankerwicklung und schlitzloser Motor
DE102014201637A1 (de) Stromschiene für einen Stator, Stator, Elektromotor und Verfahren zum Herstellen eines Stators
DE102009010475A1 (de) Wicklungsfixierungsbauteil und damit ausgerüstete rotierende elektrische Maschine
EP2606557A2 (de) Stator einer elektrischen maschine
DE102009060838A1 (de) Stator einer elektrischen Maschine sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen
DE102014003055A1 (de) Elektromagnetenstruktur einer elektrischen Maschine
DE102011120985A1 (de) Elektrische Maschine mit einem Stator und Wickel- und Kontaktierungsverfahren für eine elektrische Maschine
WO2006069841A1 (de) Elektrische maschine, insbesondere ec-motor und verfahren zu seiner herstellung
EP3017527B1 (de) Elektronisch kommutierter motor
WO2023274932A1 (de) Isoliermaske für einen stator, stator, elektrische maschine und herstellungsverfahren für einen stator
WO2014095551A2 (de) Stator für eine elektrische maschine
WO2016062813A1 (de) Statorvorrichtung für einen elektromotor und verwendung einer solchen
WO2012175485A2 (de) Schaltungsträger für die verkabelung der zahnspulenwicklungen eines stators einer elektrischen maschine und bausatz, enthaltend einen solchen schaltungsträger
DE102019004591A1 (de) Elektromotor mit einer Verschaltungseinheit und Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors mit einer Verschaltungseinheit
DE102017212995A1 (de) Verfahren zum Montieren einer Schalteinheit an einer Komponente eines Elektromotors
WO2022243422A1 (de) Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor
WO2022243426A1 (de) Verfahren zur ausbildung einer statorwicklung, vollblechstator und elektromotor
DE3105318C2 (de) Anordnung zum Kurzschließen der Anfänge und Enden der Spulengruppen einer Induktionsmotor-Läuferwicklung eines elektrischen Zweimotorenantriebs
DE102016211599A1 (de) Segmentierter Stator und Verfahren zum Verschalten des Stators
EP3824529A1 (de) Elektromotor mit einer verschaltungseinheit und verfahren zur herstellung eines elektromotors mit einer verschaltungseinheit
WO2020015857A1 (de) Elektromotor mit einer verschaltungseinheit und verfahren zur herstellung eines elektromotors mit einer verschaltungseinheit

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20231130

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR