Elektromotor und Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor und ein Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors.

Aus der EP 1 322 021 B1 ist ein Stator bekannt, bei dem die Zähne des Stators axial eingeschoben werden in einen hohlzylindrischen Ringkörper. An den beiden Enden werden Kappen aufgesteckt, die elektrische Steckverbindungen umfassen. Nachteilig ist die große Masse und daher kostspielige Fertigung des Motors.

Aus der US 6 226 856 B1 ist ebenfalls ein Stator bekannt, bei dem die Zähne des Stators axial ineinander eingeschoben werden.

Aus der US 6 359 355 B1 ist ein Stator bekannt, bei dem zwar die Segmente radial zusammengeführt werden, jedoch werden sie gehalten durch ein umgebendes "circular pattern 28".

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren weiterzubilden, wobei die Herstellung eines Elektromotors und einer zugehörigen Baureihe vereinfacht werden soll und der Umweltschutz verbessert werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor sind, dass er einen Stator, der zumindest aus stanzpaketierten Zahnsegmenten zusammengesetzt ist, umfasst, wobei die Zahnsegmente beim Herstellen radial zusammenschiebbar sind und durch axial aufgeschobene Halteteile zusammenhaltbar sind.

Von Vorteil ist dabei, dass weniger Masse für das Statorpaket notwendig ist, insbesondere kein die Zahnsegmente umgebender Ring zum aufschrumpfenden Halten der

Zahnsegmente. Somit ist der Umweltschutz verbessert. Außerdem ist die Fertigung schnell und einfach möglich sowie hoch automatisiert und somit kostengünstig. Denn es werden die Segmente einfach radial zusammengeschoben und dann Halteteile axial aufgesteckt.

Weiter ist von Vorteil, dass das Statorpaket in verschiedene Gehäusesysteme als vormontierte Einheit einsetzbar ist, dadurch verbessert sich die Flexibilität und die Baukastenvielfalt. Denn es muss nur ein Statorpaket im Lager vorgehalten werden für mehrere verschiedene Gehäusearten des gesamten Elektromtors.

In der vorliegenden Schrift wird das Statorpaket auch der Einfachheit halber als Stator bezeichnet.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halteteile formschlüssig verbunden mit den Zahnsegmenten. Von Vorteil ist dabei, dass wesentliche Teile der Haltekraft von einem einfachen axial aufsteckbaren Zusatzteil erzeugbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Halteteile mit Stiften in Löcher der Zahnsegmente eingesteckt. Insbesondere sind die Stifte in axialer Richtung orientiert. Von Vorteil ist dabei, dass das Halteteil einfach herstellbar ist und mit einfachen Verbindungsmitteln genügend große Stabilität des Stators herstellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Zahnsegmente Nut und Feder auf zum gegenseitigen Formschlüssigen Verbinden in Umfangsrichtung. Von Vorteil ist dabei, dass durch einfaches Ausformen der Zahnsegmente ein Formschluss in Umfangsrichtung erzeugbar ist. Wegen der Stifte der Halteteile wären theoretisch nur Drehungen der

Zahnsegmente um die Stifte herum möglich. Da aber Nut und Feder derart ausgeführt sind, dass sie in Umfangsrichtung ineinander einführbar sind, ist eine radiale Bewegung verhindert. Denn dies wird bewirkt durch die in Umfangsrichtung beidseitige Anordnung des Nut-Feder-Formschlusses.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Halteteile elektrische Verbindungen zum Herstellen der Verschaltung der Wicklungen der einzelnen Zahnsegmente. Insbesondere weisen beispielsweise die Halteteile ein kunststoffumspritztes Stanzgitter auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Verschaltung, also das Herstellen der Reihen- oder Parallelschaltung, besonders schnell und einfach ausführbar ist. Das Halteteil kann auch mit Steckkontakten

ausgeführt werden zum elektrischen Steckverbinden mit Leitungen. Die Zungen der Steckkontakte sind dabei Teile des umgebogenen Stanzgitters, also eines Stanz-Biege- Gitters statt eines Stanzgitters.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jedes Zahnsegment eine axial aufgeschobene Endkappe auf, insbesondere umfassend Rillen zur Drahtführung. Von Vorteil ist dabei, dass die Form der Wicklung besser beeinflussbar ist und somit ein hoher Kupferfüllungsgrad erzeugt werden kann. Dadurch wird eine hohe Ausnutzung des Motors erreicht und Verluste des Motors werden minimiert.

Wesentliche Merkmale beim Verfahren zum Herstellen eines Elektromotors sind, dass die Zahnsegmente beim Herstellen radial zusammengeschoben werden und danach durch Halteteile axial aufgeschoben werden, insbesondere zum Zusammenhalten der Segmente.

Von Vorteil ist dabei, dass die Fertigung sehr schnell und einfach ausführbar ist. Somit ist die Fertigung auch kostengünstig.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bezugszeichenliste

1 Zahnsegment, stanzpaketiert

2 Loch 5 3 Feder

4 Nut

5 Halteteil

6 Stift

7 Stator, komplett 10 8 Erhebung

9 Isolierpapier

10 Endkappe

11 Spulenstütze

12 Rillen

15 13 Drahtführung 14 Wicklung

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:

Der erfindungsgemäße Motor umfasst einen Stator, der aus zumindest Zahnsegmenten besteht.

In den Figuren 4 bis 11 ist die Fertigung des fertig bewickelten Zahnsegmentes der Reihenfolge nach dargestellt.

In den Figuren 1 bis 3 ist das Zusammensetzen des Stators aus den Zahnsegmenten dargestellt.

Im Folgenden werden die Figuren der Reihe nach näher beschrieben:

In der Figur 4 ist ein Zahnsegment 1 dargestellt. Es weist eine Nut 4 und eine Feder 3 auf und eine Erhebung 8, die durch das Stanzpaketieren erzeugt ist. Außerdem ist ein Loch zum Einstecken von Stiften 6 vorgesehen.

In der Figur 5 ist das Isolierpapier 9 zu sehen, welches auf das Zahnsegment aufgeschoben wird.

In der Figur 6 ist das Zahnsegment 1 mit aufgeschobenem Isolierpapier 9 gezeigt.

In der Figur 7 ist eine Endkappe 10 gezeigt, welche Rillen 12 für die Drahtführung aufweist und eine Spulenstütze 11 zum Sichern der Wicklung sowie Ausnehmungen als Drahtführungen 13.

In der Figur 8 ist ein Zahnsegment mit aufgeschobenen Endkappen 10 gezeigt.

In der Figur 9 ist ein danach mit der Wicklung 14 bewickeltes Zahnsegment gezeigt.

In der Figur 10 ist das Halteteil 5 mit den Stiften 6 gezeigt. Die Stifte 6 sind in axialer Richtung hervorragend und orientiert gezeigt. Vorzugsweise ist das Halteteil 5 aus Kunststoff.

In der Figur 11 ist ein Schnitt durch das fertig bewickelte Zahnsegment 1 zu sehen. Die Wicklung 14 ist von Isolierpapier 9 umgeben.

In der Figur 1 sind stanzpaketierten fertig bewickelten Zahnsegmente 1 gezeigt, welche bei der Herstellung des Stators radial zusammengeschoben werden. Dabei treffen jeweilige Nut 4 und Feder 3 benachbarter Zahnsegmente aufeinander und sichern somit die Verbindung der jeweiligen zwei Zahnsegmente in radialer Richtung.

In Figur 2 ist dargestellt, wie die Halteteile 5 an den axialen Endbereichen in axialer Richtung aufgeschoben werden und mit ihren Stiften 6 formschlüssig verbunden werden mit den Zahnsegmenten. Dazu werden Stifte 6 in Löcher 2 der Zahnsegmente eingeführt.

Somit geben die Halteteile 5 dem Stator die zylindrische Form und halten ihn zusammen. Einerseits begrenzen sie dabei die axiale Bewegungsfreiheit der Zahnsegmente 1 und andererseits verhindern sie ein radiales Bewegen der Zahnsegmente weg von den Stiften 6. Denn die Stifte stecken in den Löchern 2.

In der Figur 3 ist der Stator zu sehen, bei dem die Halteteile 5 aufgeschoben sind.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist statt des als Ring mit Stiften ausgeführten Halteteils 5 auch ein anders geformtes und mit weiteren Funktionen versehenes Teil verwendbar. Dabei ist das Teil beispielsweise auch als Kappe ausführbar. Weiter ist es auch mit elektrischen Verbindungen, die in dem Halteteil integriert sind ausführbar. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführung mit einem Stanzgitter, das kunststoffumspritzt wird und somit als Halteteil erzeugt wird. Dabei ist das Stanzgitter derart ausgeführt, dass durch Stanzen des Halteteils die Verschattung erzeugbar ist. Dazu werden jeweils verschiedene Bereiche aus dem Halteteil herausgestanzt und somit das restliche Stanzgitter zum Verschalten vorgesehen.