WO2010066493A2

WO2010066493A2 - Stator in an electric motor

Info

Publication number: WO2010066493A2
Application number: PCT/EP2009/063542
Authority: WO
Inventors: Johannes Duerr; Stefan Keil; Wolfgang Hilgers; Adolf Dillmann
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2010-06-17
Also published as: WO2010066493A3; DE102008054520A1

Abstract

The invention relates to a stator in an electric motor having a plurality of individual stator elements which form support teeth, are arranged around the periphery of said stator and each of which is provided with a coil. The electric connection between the coils is achieved by means of a contact ring that supports electric contact elements.

Description

Beschreibung description

Titeltitle

[STATOR IN EINEM E LEKT ROMOTO Rl[STATOR IN AN E LEOT ROMOTO Rl

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator in einem Elektromotor, insbesondere in einem Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen.The invention relates to a stator in an electric motor, in particular in a control or drive motor in motor vehicles.

Stand der TechnikState of the art

In der US 2006/0091759 wird ein permanenterregter Innenläufer-In US 2006/0091759, a permanent-magnet internal rotor

Gleichstrommotor beschrieben, dessen Stator in einem Gehäuse ein fest angeordnetes Statorpaket umfasst, welches aus einer Mehrzahl einzelner Lamellen aufgebaut ist. Die Lamellen sind axial hintereinander liegend angeordnet und sind Träger einer Statorwicklung, über die ein Magnetfeld zu erzeugen ist, wel- ches mit Permanentmagneten auf der Rotorwelle zusammenwirkt. Die Lamellen bilden ein zusammenhängendes Paket und werden über geeignete Spannmittel axial zusammengehalten.Described DC motor whose stator comprises a fixed stator in a housing, which is composed of a plurality of individual lamellae. The lamellae are arranged axially one behind the other and are carriers of a stator winding, via which a magnetic field is to be generated, which interacts with permanent magnets on the rotor shaft. The lamellae form a coherent package and are held together axially by suitable clamping means.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Elektromotor mit einfachen konstruktiven Maßnahmen betriebssicher auszubilden.The invention is based on the object to form an electric motor with simple design measures reliable.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 ge- löst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved according to the invention with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.

Der erfindungsgemäße Stator wird in einem Elektromotor eingesetzt, beispielsweise in einem Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen. In Betracht kommen Anwendungen als Startermotor, als Lenkmotor oder zur Betätigung eines Hilfs- aggregates wie beispielsweise eines Scheibenwischers, eines Fensterhebers oder eines Sitzverstellmotors. Der Elektromotor umfasst den erfindungsgemäßen Stator sowie eine Rotorwelle, die im Stator drehbar gelagert ist.The stator according to the invention is used in an electric motor, for example in a control or drive motor in motor vehicles. Applications are considered as a starter motor, steering motor or for operating an auxiliary unit such as a windshield wiper, a window regulator or a seat adjustment motor. The electric motor comprises the stator according to the invention and a rotor shaft which is rotatably mounted in the stator.

Der Stator weist eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Ein- zelstatorelementen auf, die jeweils Trägerzähne bilden, wobei jeder TrägerzahnThe stator has a plurality of individual stator elements distributed over the circumference, which each form carrier teeth, each carrier tooth

Träger einer gewickelten Spule ist. Die verschiedenen Spulen auf den Trägerzähnen sind zumindest teilweise miteinander elektrisch verbunden und werden zur Erzeugung eines Magnetfeldes bestromt. Die elektrische Verbindung zwischen den Spulen erfolgt mithilfe eines Kontaktrings, der Träger von elektrischen Kontaktelementen ist, über die der Spulendraht einer Spule mit dem Spulendraht einer weiteren Spule im Stator elektrisch verbunden wird.Carrier of a wound coil is. The various coils on the carrier teeth are at least partially electrically connected to each other and are energized to generate a magnetic field. The electrical connection between the coils is effected by means of a contact ring, which is a carrier of electrical contact elements, via which the coil wire of one coil is electrically connected to the coil wire of another coil in the stator.

Diese Ausführung weist verschiedene Vorteile auf. Mithilfe des Kontaktrings und den auf dem Kontaktring angeordneten Kontaktelementen kann auf einfache Weise der elektrische Kontakt zwischen den verschiedenen Spulen hergestellt werden, wobei der Kontakt vorzugsweise ausschließlich auf mechanische Weise erfolgt, indem die Kontaktelemente an die Spulendrähte mechanisch angeheftet werden. Auf diese Weise kann auf eine elektrische Verbindung mittels Schweißoder Löttechnik verzichtet werden, bei der grundsätzlich eine erhöhte Kurz- schlussgefahr besteht. Dagegen ist die Kurzschlussgefahr bei der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindung mithilfe des Kontaktringes deutlich reduziert. Des Weiteren lässt sich der elektrische Kontakt mithilfe des Kontaktringes schnell und ohne zusätzlichen Energieeintrag allein auf die mechanische Weise realisieren, wodurch die Montagezeit verkürzt und die Montage erheblich vereinfacht ist.This embodiment has several advantages. By means of the contact ring and arranged on the contact ring contact elements can be easily made the electrical contact between the various coils, wherein the contact is preferably carried out exclusively in a mechanical manner by the contact elements are mechanically attached to the coil wires. In this way, can be dispensed with an electrical connection by means of welding or soldering, in principle there is an increased risk of short circuit. In contrast, the risk of short circuit in the inventive electrical connection using the contact ring is significantly reduced. Furthermore, the electrical contact using the contact ring can be realized quickly and without additional energy input only in the mechanical way, whereby the assembly time is shortened and the assembly is considerably simplified.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass auf Grund der mechanischen Verbindung und des nicht erforderlichen Energieeintrages die Spulendrahtenden nicht abisoliert und auch nicht verzinnt werden müssen. Hieraus ergibt sich ein erheblicher Kostenvorteil.Another advantage is the fact that due to the mechanical connection and the unnecessary energy input, the coil wire ends do not have to be stripped and not tinned. This results in a significant cost advantage.

In einer zweckmäßigen Ausführung sind die Kontaktelemente, welche am Kontaktring gehalten sind, als Klemmelemente ausgebildet, insbesondere als Schneidklemmen. Über die Schneidklemmen ist eine dauerhafte mechanische, elektrisch leitende Verbindung zu den Spulendrahtenden in einfacher Weise her- zustellen. Hierbei werden die Schneidklemmen mit einem U- oder V-förmigenIn an expedient embodiment, the contact elements, which are held on the contact ring, designed as clamping elements, in particular as insulation displacement terminals. About the insulation displacement terminals is a durable mechanical, electrically conductive connection to the coil wire ends in a simple manner. Here are the insulation displacement terminals with a U- or V-shaped

Ausschnitt auf die Spulendrahtenden aufgeschoben. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass an den Trägerzähnen jeweils mindestens eine Aufnahmetasche gebildet ist, in die das Kontaktelement einsteckbar ist. Es kann zweckmäßig sein, den beiden Spulen- drahtenden pro Trägerzahn jeweils eine Aufnahmetasche zuzuordnen, wobei es ggf. auch ausreicht, eine gemeinsame Aufnahmetasche für beide Spulendrahtenden vorzusehen. Die Aufnahmetasche dient zum einen dazu, dass das Kontaktelement in der Montageposition zumindest teilweise in die Aufnahmetasche einragt, wodurch eine Raum sparende Ausführung realisiert wird. Des Weiteren dient die Aufnahmetasche zur Aufnahme eines eventuell bei der Verbindung zwischen den Spulendrahtenden und den Kontaktelementen entstehenden Spans (Flitter), welcher von den Spulendrahtenden abgeschert wird. Dieser Span wird in der Aufnahmetasche aufgenommen und kann daher nicht zu einem Kurzschluss führen.Cut out pushed onto the coil wire ends. According to a further expedient embodiment, it is provided that at least one receiving pocket is formed on the carrier teeth, into which the contact element can be inserted. It may be expedient to assign a receiving pocket to the two coil wire ends per carrier tooth, wherein it may also be sufficient to provide a common receiving pocket for both coil wire ends. The receiving pocket serves, on the one hand, for the contact element to protrude at least partially into the receiving pocket in the assembly position, thereby realizing a space-saving design. Furthermore, the receiving pocket serves to receive a possibly resulting in the connection between the coil wire ends and the contact elements spans (tinsel), which is sheared off from the coil wire ends. This chip is received in the receiving pocket and therefore can not lead to a short circuit.

Zweckmäßigerweise sind die Drahtenden des Spulendrahts über die Aufnahmetasche gelegt und werden in dieser Position von dem Kontaktelement beaufschlagt, was den Vorteil aufweist, dass ein eventuell abgescherter Span in die unmittelbar darunter liegende Aufnahmetasche herabfällt und außerdem ein Ab- schnitt des Kontaktelementes direkt in die Aufnahmetasche eingeschoben wird.Conveniently, the wire ends of the coil wire are placed over the receiving pocket and are acted upon in this position by the contact element, which has the advantage that a possibly sheared chip falls into the receiving pocket immediately below and also a portion of the contact element inserted directly into the receiving pocket becomes.

Der Kontaktring wird vorzugsweise axial auf die Trägerzähne, welche Träger der Spule sind, aufgeschoben. Dementsprechend sind auch die Aufnahmetaschen in die axiale Stirnseite der Trägerzähne eingebracht. Die axiale Verbindung erfolgt vorzugsweise ohne zusätzliche Verdrehung des Kontaktringes, wobei ggf. aber eine zusätzliche Verdrehung im Sinne eines Bajonett-Verschlusses möglich ist.The contact ring is preferably pushed axially onto the carrier teeth, which are carriers of the coil. Accordingly, the receiving pockets are introduced into the axial end face of the carrier teeth. The axial connection is preferably carried out without additional rotation of the contact ring, but if necessary, an additional rotation in the sense of a bayonet closure is possible.

Die Trägerzähne mit den Spulen erstrecken sich vorzugsweise unter einem Winkel zur Statorlängsachse, dergestalt, dass die Zahnlängsachse eines jeden Trä- gerzahns mit der Statorlängsachse einen Winkel einschließt. Dieser Winkel beträgt vorzugsweise maximal 30°, insbesondere nicht mehr als 10°. Grundsätzlich möglich ist aber auch eine achsparallele Ausrichtung der Trägerzähne zur Statorlängsachse, wobei jedoch die winklige Ausrichtung den Vorteil aufweist, dass eine Vergleichmäßigung des Drehmomentverlaufes pro Umlauf der Rotorwelle er- zielt wird, was auf Grund der Schrägverzahnung durch eine Überlappung bzw. Überlagerung zwischen den pro Trägerzahn auftretenden Antriebsmomenten erreicht wird.The carrier teeth with the coils preferably extend at an angle to the stator longitudinal axis, such that the tooth longitudinal axis of each carrier tooth forms an angle with the stator longitudinal axis. This angle is preferably at most 30 °, in particular not more than 10 °. Basically, however, is also an axially parallel alignment of the carrier teeth to the stator longitudinal axis, but the angular orientation has the advantage that a homogenization of the torque curve per revolution of the rotor shaft is achieved, which due to the helical gearing by an overlap or Overlapping between the drive torques occurring per carrier tooth is achieved.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass der Kon- taktring in mindestens zwei Einzelringe aufgeteilt ist, die jeweils Träger von Kontaktelementen sind. Jeder Einzelring mit den dazugehörenden Kontaktelementen verbindet bestimmte Spulen elektrisch miteinander. Im zusammengesetzten Zustand wird auf diese Weise eine gewünschte Verschaltung zwischen den Spulen erreicht.According to a further expedient embodiment, it is provided that the contact ring is divided into at least two individual rings, which are each carriers of contact elements. Each individual ring with the associated contact elements electrically connects certain coils. In the assembled state, a desired interconnection between the coils is achieved in this way.

Gegebenenfalls ist es auch möglich, Ringsegmente vorzusehen, die sich nur ü- ber einen begrenzten Winkelbereich erstrecken und Träger von Kontaktelementen sind. In dieser Ausführung können ggf. zwei oder mehr derartige Ringsegmente pro Ebene vorgesehen sein, wohingegen bei mehreren Einzelringen diese axial hintereinander liegend angeordnet sind.Optionally, it is also possible to provide ring segments which extend only Ü over a limited angular range and are carriers of contact elements. In this embodiment, if necessary, two or more such ring segments per level may be provided, whereas in the case of several individual rings these are arranged axially one behind the other.

Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, in die Wandung des Trägerzahns, der Träger der Spule ist, eine Nut einzubringen, in der der Spulendraht geführt ist. Diese Nut stellt eine exakte Führung des Spulendrahts am Trägerzahn sicher und hilft dadurch ebenfalls, einen unerwünschten Kurzschluss zu vermeiden.Furthermore, it may be expedient to introduce into the wall of the carrier tooth, the support of the coil, a groove in which the coil wire is guided. This groove ensures precise guidance of the coil wire to the carrier tooth and thus also helps to avoid an undesirable short circuit.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:

Fig. 1 in Explosionsdarstellung die Bauelemente eines Elektromotors, wobei der Stator aus einzelnen Trägerzähnen mit jeweils einer Spule zusammengesetzt ist, die mithilfe eine Kontaktringes und daran angeordneten Schneidklemmen elektrisch miteinander verbunden werden, sowie mit an einer Stirnseite angeordneten, abtriebsseitigen Lagerplatte, die un- mittelbar mit dem Motorgehäuse des Elektromotors verbunden wird,1 in an exploded view, the components of an electric motor, wherein the stator is composed of individual carrier teeth, each with a coil which are electrically connected to each other using a contact ring and disposed thereon insulation displacement terminals, as well as arranged on a front side, output side bearing plate, the immediacy is connected to the motor housing of the electric motor,

Fig. 2 in Einzeldarstellung eine Elektronikbaueinheit, die auf einer weiteren Lagerplatte aufsitzt, welche an der gegenüberliegenden Stirnseite des E- lektromotors angeordnet ist, Fig. 3 in Seitenansicht der Stator des Elektromotors, der aus einer Mehrzahl über den Umfang verteilter Trägerzähne besteht, die bezogen auf die Statorlängsachse winklig angeordnet sind,2 shows a detail of an electronic assembly which is seated on a further bearing plate, which is arranged on the opposite end face of the electric motor, 3 is a side view of the stator of the electric motor, which consists of a plurality of circumferentially distributed carrier teeth, which are arranged at an angle relative to the stator longitudinal axis,

Fig. 4a in perspektivischer Einzeldarstellung ein Trägerzahn mit einer Spule,4a is a perspective detail view of a carrier tooth with a coil,

Fig. 4b eine Seitenansicht eines Trägerzahns mit Spule,4b is a side view of a carrier tooth with coil,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Trägerzahn mit Spule,5 shows a section through a carrier tooth with coil,

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Trägerzahn mit Spule, wobei die Drahtenden der Spulenwicklung jeweils über eine in die Stirnseite des Trägerzahns eingebrachte Aufnahmetasche geführt sind,6 is a plan view of a carrier tooth with coil, wherein the wire ends of the coil winding are each guided over an introduced into the front side of the carrier tooth receiving pocket,

Fig. 7 in perspektivischer Ansicht die über Klipse realisierte mechanische Verbindung zwischen benachbarten Trägerzähnen,7 is a perspective view of the realized via clips mechanical connection between adjacent support teeth,

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der über eine Klipsverbindung realisiertenFig. 8 is an enlarged view of realized via a clip connection

Verbindung zwischen zwei unmittelbar benachbarten Trägerzähnen,Connection between two immediately adjacent support teeth,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktringes, bestehend aus mehreren Einzelringen mit jeweils einer Mehrzahl von Schneidklemmen, die Kontaktelemente bilden,9 is a perspective view of a contact ring, consisting of a plurality of individual rings, each having a plurality of insulation displacement terminals, which form contact elements,

Fig. 10 der Kontaktring mit den Einzelringen in Explosionsdarstellung,10 shows the contact ring with the individual rings in exploded view,

Fig. 1 1 eine perspektivische Ansicht von oben auf den montierten Elektromotor,1 1 is a perspective view from above of the mounted electric motor,

Fig. 12 einen Schnitt durch den Elektromotor mit einem in die Stirnseite der Ro- torwelle eingesetzten Magneten als Bestandteil einer Rotorlagesensorik.12 shows a section through the electric motor with a magnet inserted into the front side of the rotor shaft as part of a rotor position sensor system.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same components are provided with the same reference numerals.

In Fig. 1 sind die Bauelemente eines Elektromotors 1 in Explosionsdarstellung gezeigt. Der Elektromotor 1 ist als Innenläufermotor ausgebildet und umfasst eine Rotorwelle 2, die Träger eines Rotorpaketes 3 ist. Die Rotorwelle 2 ein- schließlich Rotorpaket 3 befindet sich im montieren Zustand in einem Stator 4, der Träger von mehreren, über den Umfang verteilter Spulen ist, welche über einen axial am Stator angeordneten Kontaktring 5 und daran angeordnete Schneidklemmen 6 elektrisch kontaktiert und mit Strom versorgt werden. An der Abtriebsseite des Elektromotors befindet sich eine erste Lagerplatte 7 (A-In Fig. 1, the components of an electric motor 1 are shown in exploded view. The electric motor 1 is designed as an internal rotor motor and comprises a rotor shaft 2, which is the carrier of a rotor stack 3. The rotor shaft 2 a Finally, the rotor core 3 is in the assembled state in a stator 4, which is the carrier of several distributed over the circumference coils, which are electrically contacted and supplied with power via an axially arranged on the stator contact ring 5 and disposed thereon insulation displacement terminals 6. On the output side of the electric motor is a first bearing plate 7 (A-

Lagerplatte), die ein Lagerteil 8 für die Rotorwelle 2 aufnimmt. Die A-Lagerplatte 7 wird fest mit einem Motorgehäuse 10 verbunden, das den Stator 4 einschließlich der Rotorwelle 2 aufnimmt.Bearing plate) which receives a bearing part 8 for the rotor shaft 2. The A-bearing plate 7 is fixedly connected to a motor housing 10 which receives the stator 4 including the rotor shaft 2.

Auf der der A-Lagerplatte 7 axial gegenüberliegenden Stirnseite befindet sich ein weiteres Lagerteil 9 zur Lagerung der Rotorwelle 2. Das Lagerteil 9 ist im montierten Zustand in einer weiteren Lagerplatte 11 (B-Lagerplatte, dargestellt in Fig. 2) aufgenommen. Die Lagerplatte 11 ist zugleich Träger von Elektronik-Bauteilen 12, über die die Steuerung bzw. Regelung des Elektromotors 1 erfolgt.On the A-bearing plate 7 axially opposite end face is another bearing part 9 for supporting the rotor shaft 2. The bearing part 9 is in the assembled state in a further bearing plate 11 (B-bearing plate, shown in Fig. 2) added. The bearing plate 11 is at the same time a carrier of electronic components 12, via which the control or regulation of the electric motor 1 takes place.

Die A-Lagerplatte 7 und die B-Lagerplatte 1 1 fassen das Motorgehäuse 10 an gegenüberliegenden axialen Stirnseiten ein und sind unmittelbar bzw. direkt mit dem Motorgehäuse 10 verbunden. Zweckmäßigerweise handelt es sich um eine ausschließliche Verbindung jeder Lagerplatte 7, 1 1 mit dem Motorgehäuse 10, so dass über diese Verbindung hinaus keine weiteren Verbindungsmaßnahmen wie beispielsweise Zuganker zwischen den Lagerplatten oder dergleichen erforderlich sind. Die Verbindung erfolgt durch Aufschweißen zwischen der Stirnseite des Motorgehäuses 10 und den Lagerplatten 7 bzw. 1 1 oder durch Aufschrumpfen. In jedem Fall wird eine dichte Verbindung erreicht, so dass auf den Einsatz zusätz- licher Dichtelemente zwischen den Lagerplatten und dem Motorgehäuse verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt in der verbesserten Steifigkeit, die auf Grund der unmittelbaren Verbindung von Lagerplatten und Motorgehäuse erhöht ist. Die verbesserte Steifigkeit hat außerdem einen positiven Einfluss auf den Drehmomentverlauf. Des Weiteren ist die Wärmeableitung verbessert. Darüber hinaus ist auf diese Weise ein modulares System realisiert, bei dem je nach gefordertem Einsatzzweck unterschiedlich lang ausgebildete Stator- bzw. Motorgehäuse 10 ohne sonstige Änderung in den Bauteilen des Elektromotors eingesetzt werden können. Da die Verbindung zwischen jeder Lagerplatte und dem Motorgehäuse über Aufschweißen oder Aufschrumpfen oder dergleichen erfolgt und nicht über Zuganker, sind auch bei unterschiedlichen langen Motorgehäusen keine weitergehenden Anpassungsmaßnahmen erforderlich. Der Kontaktring 5 mit den als Schneidklemmen 6 ausgeführten Kontaktelementen ist zweckmäßigerweise ebenso wie das Lagerteil 9 von der B-Lagerplatte 1 1 gehalten.The A-bearing plate 7 and the B-bearing plate 1 1 grasp the motor housing 10 at opposite axial end faces and are directly or directly connected to the motor housing 10. Appropriately, it is an exclusive connection of each bearing plate 7, 1 1 with the motor housing 10, so that beyond this connection, no further connection measures such as tie rods between the bearing plates or the like are required. The connection is made by welding between the end face of the motor housing 10 and the bearing plates 7 and 1 1 or by shrinking. In any case, a tight connection is achieved, so that can be dispensed with the use of additional sealing elements between the bearing plates and the motor housing. Another advantage is the improved stiffness, which is increased due to the direct connection of bearing plates and motor housing. The improved stiffness also has a positive influence on the torque curve. Furthermore, the heat dissipation is improved. In addition, a modular system is realized in this way, in which depending on the required application of differently long-trained stator or motor housing 10 can be used without any other change in the components of the electric motor. Since the connection between each bearing plate and the motor housing via welding or shrinking or the like, and not via tie rods, no further adaptation measures are required even with different long motor housings. The contact ring 5 with the cutting elements 6 designed as contact elements is suitably held as well as the bearing part 9 of the B-bearing plate 1 1.

Wie Fig. 3 zu entnehmen, besteht der Stator 4 aus einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten, einzelnen Trägerzähnen 13, die jeweils Träger eine Spule 17 sind. Die Trägerzähne 13 schließen mit der Statorlängsachse 14, die zugleich die Längsachse des Elektromotors bildet, (Fig. 1 ), einen Winkel α ein. In Fig. 3 ist eine Zahnlängsachse 15 durch einen Trägerzahn 13 eingetragen, wobei die Seitenkanten jedes Trägerzahns 13 parallel zur Zahnlängsachse 15 verlaufen. Der Winkel α, unter dem jeder Trägerzahn 13 gegenüber der Statorlängsachse 14 winklig ausgerichtet ist, liegt im Ausführungsbeispiel in einem Winkelbereich von unter 10°, insbesondere etwa 8°. Der Winkel α kann vorteilhafterwei- se auch Wertebereiche größer als 10° einnehmen, beispielsweise bis zu 30°, o- der auch deutlich kleinere Werte als 10°. Grundsätzlich sollen Wertebereiche in beliebigen Abstufungen zwischen etwa 1 ° und etwa 30° oder ggf. auch darüber hinaus möglich sein.As can be seen from FIG. 3, the stator 4 consists of a multiplicity of individual support teeth 13, which are distributed over the circumference and which each support a coil 17. The carrier teeth 13 close with the stator longitudinal axis 14, which also forms the longitudinal axis of the electric motor, (FIG. 1), an angle α. In Fig. 3 a tooth longitudinal axis 15 is entered through a support tooth 13, wherein the side edges of each support tooth 13 extend parallel to the tooth longitudinal axis 15. The angle α, under which each support tooth 13 is aligned at an angle relative to the stator longitudinal axis 14, in the exemplary embodiment in an angular range of less than 10 °, in particular about 8 °. The angle α can advantageously also assume value ranges greater than 10 °, for example up to 30 °, or even significantly smaller values than 10 °. Basically, ranges of values in arbitrary gradations between approximately 1 ° and approximately 30 ° or possibly even beyond should be possible.

Die winklige Anordnung der Trägerzähne 13 gegenüber der Statorlängsachse 14 hat den Vorteil, dass hierdurch eine Glättung bzw. Vergleichmäßigung des Drehmomentverlaufes erzielt werden kann. Da in jeder einzelnen Spule ein Magnetfeld erzeugt wird, leistet jede Spule einen Beitrag zur Erzeugung des Drehmomentes, wobei auf Grund der diskreten Anzahl und Positionierung der Spulen 17 über den Umfang des Stators 4 gesehen sich grundsätzlich bei einer geradlinig ausgerichteten Positionierung von Trägerzähnen und Spulen ein unrunder Drehmomentverlauf einstellt. Durch die vorgeschlagene Schrägstellung der Trägerzähne wird der unrunde Drehmomentverlauf geglättet.The angular arrangement of the carrier teeth 13 with respect to the stator longitudinal axis 14 has the advantage that a smoothing or equalization of the torque curve can be achieved thereby. Since a magnetic field is generated in each individual coil, each coil makes a contribution to the generation of torque, wherein seen due to the discrete number and positioning of the coils 17 over the circumference of the stator 4 in principle in a rectilinear positioning of carrier teeth and coils sets unround torque curve. By the proposed inclination of the carrier teeth of the non-round torque curve is smoothed.

Jeder Trägerzahn 13 weist einen Stirnabschnitt 16 auf, in den die Spulendrahtenden 17a und 17b in Einschnitten 18 aufgenommen sind. Über die Spulendrahtenden 17a und 17b erfolgt der elektrische Kontakt zwischen den Schneidklemmen 6 am Kontaktring 5 (Fig. 1 ).Each carrier tooth 13 has an end portion 16 into which the coil wire ends 17a and 17b are received in cuts 18. Via the coil wire ends 17a and 17b, the electrical contact between the insulation displacement terminals 6 takes place on the contact ring 5 (FIG. 1).

Die Stirnabschnitte 16 an jedem Trägerzahn 13 sind koaxial bzw. achsparallel zur Statorlängsachse 14 ausgerichtet, so dass jeder Stirnabschnitt 16 mit dem winklig ausgerichteten Zahngrundkörper 19 eines jeden Trägerzahns 13 ebenfalls einen Winkel α einschließt. Dies erleichtert das axiale Aufsetzen bzw. Einstecken der Schneidklemmen 6, welche am Kontaktring 5 gehalten sind, auf die Spulendrahtenden 17a und 17b jeder Spule 17.The end portions 16 on each support tooth 13 are aligned coaxially or axially parallel to the stator longitudinal axis 14, so that each end portion 16 with the angularly oriented tooth base body 19 of each carrier tooth 13 also includes an angle α. This facilitates the axial placement or insertion of the insulation displacement terminals 6, which are held on the contact ring 5, on the coil wire ends 17a and 17b of each coil 17th

In den Figuren 4a, 4b, 5 und 6 ist jeweils ein Trägerzahn 13, der ein Statoreinzelelement bildet, in Einzeldarstellung gezeigt. Fig. 4a und 4b ist zu entnehmen, dass die Spule 17 um den Grundkörper 19 des Trägerzahns 13 gewickelt ist und dass die freien Spulendrahtenden 17a und 17b im Bereich des Stirnabschnitts 16, welcher einteilig mit dem Grundkörper 19 ausgebildet ist, durch die Einschnitte 18 im Stirnabschnitt 16 geführt sind.FIGS. 4a, 4b, 5 and 6 each show a carrier tooth 13, which forms a single stator element, in a single representation. 4a and 4b it can be seen that the coil 17 is wound around the base body 19 of the carrier tooth 13 and that the free coil wire ends 17a and 17b in the region of the end portion 16 which is integrally formed with the base body 19, through the cuts 18 in End portion 16 are guided.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass der Zahngrundkörper 19 im Querschnitt doppel-T- förmig ausgebildet ist, so dass seitliche Begrenzungen für die Spule 17 gebildet sind und der Spulendraht sicher am Zahngrundkörper 19 gehalten ist. Im Bereich der doppel-T-förmigen Nut ist die Oberfläche des Zahngrundkörpers 19, der als Blechpaket ausgebildet ist, mit einer Kunststoffummantelung 20 umspritzt, wodurch die Spule 17 gegenüber dem Grundkörper 19 elektrisch isoliert ist. Die übrigen Bereiche des Zahngrundkörpers 19 weisen keine Kunststoffummantelung auf.From Fig. 5 it is seen that the tooth base body 19 is formed in cross-section double-T-shaped, so that lateral boundaries for the coil 17 are formed and the coil wire is securely held on the tooth base body 19. In the region of the double-T-shaped groove, the surface of the tooth base body 19, which is formed as a laminated core, is encapsulated with a plastic casing 20, whereby the coil 17 is electrically insulated from the base body 19. The remaining areas of the tooth base 19 have no plastic coating.

Es kann zweckmäßig sein, die Wandungen des Zahngrundkörpers im Bereich der Doppel-T-Nut mit Nuten für den Draht der Spule 17 zu versehen, in die der Draht eingelegt und hierdurch sicher geführt ist.It may be expedient to provide the walls of the tooth base body in the region of the double T-slot with grooves for the wire of the coil 17, in which the wire is inserted and thereby guided safely.

Wie Fig. 6 zu entnehmen, sind in die obere Stirnseite des Stirnabschnittes 16 zwei parallele, zueinander versetzt angeordnete Aufnahmetaschen 21 eingebracht, über die die Spulendrahtenden 17a und 17b geführt sind. Die Einschnitte 18, in die die Spulendrahtenden 17a, 17b eingelegt sind, sind in die die Aufnah- metaschen 21 begrenzenden Wandungen eingebracht. Die Aufnahmetaschen 21 dienen zum einen zur Aufnahme eines Spans (Flitter), welcher während des Verbindungsvorganges mit den Schneidklemmen am Kontaktring durch Abscheren entstehen kann. Zum andern dienen die Aufnahmetaschen 21 zur Aufnahme des axial überstehenden Teils der Schneidklemmen, wodurch in Achsrichtung eine kompakte Ausführung erreicht wird. In den Figuren 7 und 8 ist die Verbindung zwischen unmittelbar benachbarten Trägerzähnen 13 dargestellt. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise auf ausschließlich mechanischem Wege mithilfe von Rastelementen, die im Ausführungsbeispiel als eine Klipsverbindung 22 ausgeführt sind. Jede Klipsverbindung 22 umfasst zwei Rastelemente, die an jeweils einem Trägerzahn 13 angeordnet und komplementär zueinander ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Klipsvorsprung 23 an einem ersten Trägerzahn 13 und eine zugeordnete, komplementär ausgebildete Klipsausnehmung 24 am unmittelbar benachbarten Trägerzahn 13. Der Klipsvorsprung 23 ist kugel- bzw. teilku- gelförmig oder zylindrisch ausgeführt, dementsprechend ist die KlipsausnehmungAs shown in FIG. 6, two parallel, mutually staggered receiving pockets 21 are introduced into the upper end face of the end portion 16, over which the coil wire ends 17 a and 17 b are guided. The cuts 18, in which the coil wire ends 17 a, 17 b are inserted, are introduced into the receiving pockets 21 defining walls. The receiving pockets 21 serve on the one hand for receiving a chip (baubles), which can arise during the connection process with the insulation displacement contacts on the contact ring by shearing. On the other hand, the receiving pockets 21 serve to receive the axially projecting part of the insulation displacement terminals, whereby a compact design is achieved in the axial direction. In Figures 7 and 8, the connection between immediately adjacent carrier teeth 13 is shown. The connection is preferably made exclusively by mechanical means using latching elements, which are designed in the embodiment as a clip connection 22. Each clip connection 22 comprises two latching elements, which are each arranged on a carrier tooth 13 and designed to be complementary to each other. In the exemplary embodiment, this is a Klipsvorsprung 23 on a first carrier tooth 13 and an associated, complementarily shaped Klipsausnehmung 24 on the immediately adjacent carrier tooth 13. The Klipsvorsprung 23 is executed ball or teilku- gelförmig or cylindrical, accordingly, the Klipsausnehmung

24 ebenfalls mit einer kugel- bzw. teilkugelförmigen oder zylindrischen Ausnehmung versehen. Um das erforderliche Maß an Elastizität zur Realisierung der Klipsverbindung zu ermöglichen, in der die Klipselemente miteinander verrastet sind, bestehen die Elemente der Klipsverbindung aus einem Material mit ausrei- chender Elastizität und/oder sind die Klipselemente verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet bzw. über einen dünnwandigen Abschnitt mit dem jeweiligen Trägerzahn 13 verbunden. So ist es beispielsweise möglich, die Klipselemente der Klipsverbindung 22 aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen, indem die Klipselemente unmittelbar an jeden Trägerzahn angespritzt werden. Möglich ist aber auch eine Ausführung aus Metall.24 also provided with a spherical or part-spherical or cylindrical recess. In order to enable the required degree of elasticity for the realization of the clip connection, in which the clip elements are locked together, the elements of the clip connection consist of a material with sufficient elasticity and / or the clip elements have a relatively thin-walled construction or have a thin-walled section connected to the respective carrier tooth 13. It is thus possible, for example, to manufacture the clip elements of the clip connection 22 from a plastic material by molding the clip elements directly onto each carrier tooth. But it is also possible a version made of metal.

Die Figuren 9 und 10 beziehen sich auf den Kontaktring 5, welcher Träger der Schneidklemmen 6 ist, über die Spulen unterschiedlicher Trägerzähne elektrisch miteinander verbunden sowie mit Storm versorgt werden. Der Kontaktring 5 be- steht aus einer Mehrzahl von Einzelringen 25, die jeweils Träger der Schneidklemmen 6 sind und die axial aufeinandergestapelt werden. Zwischen jeweils zwei axial benachbarten Einzelringen 25 liegt ein Trennring 27. Axial zuunterst befindet sich ein Grundring 26 als Träger sämtlicher Einzelringe 25 und Trennringe 27.Figures 9 and 10 relate to the contact ring 5, which is carrier of the insulation displacement terminals 6, electrically connected to one another via the coils of different carrier teeth and supplied with current. The contact ring 5 consists of a plurality of individual rings 25, which are each carrier of the insulation displacement terminals 6 and which are axially stacked. Between each two axially adjacent individual rings 25 is a separating ring 27. Axial at the bottom is a base ring 26 as a carrier of all individual rings 25 and separating rings 27th

Durch die Kombination verschiedener Einzelringe 25, an denen jeweils Schneidklemmen 6 angeordnet sind, kann eine gewünschte Verschaltung zwischen den verschiedenen Spulen des Stators erreicht werden.By combining different individual rings 25, on each of which insulation displacement terminals 6 are arranged, a desired interconnection between the various coils of the stator can be achieved.

In Fig. 1 1 ist der Elektromotor 1 1 in Zusammenbauposition dargestellt, wobei dieIn Fig. 1 1, the electric motor 1 1 is shown in the assembled position, wherein the

Lagerplatte 1 1 , welche Träger der Elektronikbauteile 12 ist (Fig. 2), nur schema- tisch angedeutet ist. Der Kontaktring 5 mit den Schneidklemmen 6 ist stirnseitig auf den Stator aufgesetzt zur elektrischen Verbindung mit den Spulen an jedem Trägerzahn des Stators. Am Kontaktring 5 sind axial auf der den Schneidklemmen 6 gegenüberliegenden Seite axial überragende Kontaktelemente 28 zur e- lektrischen Anbindung mit der Elektronik bzw. der Stromversorgung angeordnet.Bearing plate 1 1, which is carrier of the electronic components 12 (FIG. 2), only schematically is indicated. The contact ring 5 with the insulation displacement terminals 6 is placed on the front side of the stator for electrical connection with the coils on each support tooth of the stator. On Kontaktaktring 5 axially on the opposite side of the insulation displacement terminals 6 axially superior contact elements 28 for e- lektrischen connection with the electronics or the power supply are arranged.

Wie Fig. 12 zu entnehmen, ist auf der dem Kontaktring 5 zugewandten Seite in die axiale Stirnseite der Rotorwelle 2 ein Magnetelement 29 eingesetzt. Dieses befindet sich vorzugsweise in einer Vertiefung in der Stirnseite der Rotorwelle 2. Das Magnetelement 29 ist Teil einer Rotorlagesensorik, über die die aktuelle Rotorlage der Rotorwelle 2 festgestellt werden kann. As can be seen from FIG. 12, a magnetic element 29 is inserted into the axial end face of the rotor shaft 2 on the side facing the contact ring 5. This is preferably located in a recess in the end face of the rotor shaft 2. The magnetic element 29 is part of a rotor position sensor via which the current rotor position of the rotor shaft 2 can be determined.

Claims

Ansprüche claims

1 . Stator in einem Elektromotor (1 ), insbesondere in einem Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen, wobei der Stator (2) eine Mehrzahl von über den Umfang angeordneten Einzelstatorelemente aufweist, die Trägerzähne (13) bilden, wobei jeder Trägerzahn (13) mit einer gewickelten Spule (17) versehen ist und die Spulen (17) auf den Trägerzähnen (13) miteinander e- lektrisch verbunden sind, wobei die elektrische Verbindung zwischen den Spulen (17) mittels eines Kontaktrings (5) erfolgt, der Träger von elektrischen Kontaktelementen (6) ist, über die der Spulendraht einer Spule (17) mit dem Spulendraht einer weiteren Spule (17) elektrisch zu verbinden ist.1 . Stator in an electric motor (1), in particular in a positioning or drive motor in motor vehicles, wherein the stator (2) has a plurality of circumferentially arranged Einzelstatorelemente, the carrier teeth (13) form, each carrier tooth (13) with a wound Coil (17) is provided and the coils (17) on the carrier teeth (13) are electrically connected to each other, wherein the electrical connection between the coils (17) by means of a contact ring (5), the carrier of electrical contact elements (6 ) is, via which the coil wire of a coil (17) to be electrically connected to the coil wire of another coil (17).

2. Stator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerzahn (13) mindestens eine Aufnahmetasche (21 ) gebildet ist, in die das Kontaktelement (6) einsteckbar ist.2. Stator according to claim 1, characterized in that on the carrier tooth (13) at least one receiving pocket (21) is formed, in which the contact element (6) can be inserted.

3. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtende (17a, 17a) des Spulendrahts über die Aufnahmetasche (21 ) gelegt und von dem Kontaktelement (6) beaufschlagt ist.3. Stator according to claim 2, characterized in that the wire end (17a, 17a) of the coil wire is placed over the receiving pocket (21) and acted upon by the contact element (6).

4. Stator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Trägerzahn (13) zwei benachbarte Aufnahmetaschen (21 ) vorgesehen sind, denen jeweils ein Drahtende (17a, 17b) des Spulendrahts zugeordnet ist.4. Stator according to claim 2 or 3, characterized in that per carrier tooth (13) has two adjacent receiving pockets (21) are provided, each associated with a wire end (17 a, 17 b) of the coil wire.

5. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (6) als Klemmelemente, insbesondere als Schneidklemmen (6) ausgeführt sind.5. Stator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the contact elements (6) are designed as clamping elements, in particular as insulation displacement terminals (6).

6. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (5) axial auf die Trägerzähne (13) mit den Spulen (17) aufgesetzt ist. 6. Stator according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact ring (5) is mounted axially on the carrier teeth (13) with the coils (17).

7. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägerzähnen (13) Rastelemente (23, 24) zur mechanischen Verbindung der Trägerzähne (13) untereinander angeordnet sind.7. Stator according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the support teeth (13) locking elements (23, 24) for mechanical connection of the carrier teeth (13) are arranged one below the other.

8. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der um den Trägerzahn (17) gewickelte Spulendraht in einer Nut geführt ist, die in die Trägerzahnwandung eingebracht ist.8. Stator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the wound around the carrier tooth (17) coil wire is guided in a groove which is introduced into the Trägerzahnwandung.

9. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktring (5) über den Umfang verteilt eine Mehrzahl einzelner Kontaktelemente (6) aufweist, die in mehreren Gruppen aufgeteilt sind, wobei jede Gruppe von Kontaktelementen (6) an einem Einzelring (25) oder Ringsegment angeordnet ist.9. Stator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the contact ring (5) distributed over the circumference comprises a plurality of individual contact elements (6) which are divided into several groups, each group of contact elements (6) on a Single ring (25) or ring segment is arranged.

10. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die10. Stator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the

Trägerzähne (13) bezogen auf die Statorlängsachse (14) winklig angeordnet sind, so dass die Zahnlängsachse (15) der Trägerzähne (13) mit der Statorlängsachse (14) einen Winkel (α) einschließt.Support teeth (13) relative to the stator longitudinal axis (14) are arranged at an angle, so that the tooth longitudinal axis (15) of the carrier teeth (13) with the stator longitudinal axis (14) forms an angle (α).

1 1 . Elektromotor mit einem Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 1 1. Electric motor with a stator according to one of claims 1 to 10.