Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Stator- und Rotorblechpaket eines Elektromotors.

Im Kraftfahrzeugbereich spielen Elektromotoren, die als Kleinmotoren ausgebildet sind, aufgrund des begrenzten Bauraums eine bedeutende Rolle. Kleinmotoren sind Elektromotoren mit geringen Ausmaßen und haben in der Regel eine Leistung bis zu 1 kW.

Elektromotoren der gattungsgemäßen Art, sind allgemein bekannt. Elektronisch kommutierte Motoren können als Innenläufermotoren oder als Außenläufermotoren ausgebildet sein. Innenläufermotoren weisen einen feststehenden Stator und einen inneren drehenden Rotor auf. Der Rotor ist koaxial, konzentrisch in den Stator eingefügt. Bei einem Außenläufermotor umgibt der Rotor den Stator konzentrisch. Ferner weisen Elektromotoren typischerweise ein Gehäuse auf, das den Motor vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Schmutz oder Feuchtigkeit, schützt.

Es ist Aufgabe der Erfindung mehrere, besondere mechanische Stabilisierungen der Polzähne des Stator- und Rotorblechpakets aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 11 gelöst.

Das Stator-, Rotorblechpaket ist aus einer Vielzahl von Blechen als übereinander gestapeltes Blechpaket ausgebildet. Die Bleche sind derart geformt, dass sie Pole bzw. Polzähne aufweisen, wobei die Aussparungen zwischen den Polzähnen für die Wicklungen des Stators/Rotors vorgesehen sind. Hierbei werden die einzelnen Blechlamellen derart gestanzt, dass beim Übereinandersetzen der Nutschlitz

entsteht, welcher über die Höhe des Blechpakets gesehen in einem Winkel zur Mittelachse verläuft.

Als weitere Ausgestaltung der Erfindung werden je Blechschicht jeweils zwei benachbarte Polzähne, beispielsweise mittels eines Steges, verbunden. Nun können beispielsweise die erste oder auch mehrere Schichten der Bleche ohne Versatz angeordnet werden. Nach einer beliebigen Anzahl von Schichten werden die jeweils verbundenen Polzähne versetzt angeordnet. Dies kann beispielsweise durch „Weiterdrehung" der verbunden Bleche je Schicht um einen bestimmten Winkel erfolgen. Dieser bestimmte Winkel errechnet sich beispielsweise durch den Quotienten von 360° und der Anzahl der Polzähne. Nach dem ersten Versatz der verbunden Bleche können wieder die erste oder auch mehrere Schichten der Bleche ohne Versatz angeordnet werden. Auf diese Weise entsteht eine feste und kompakte mechanische Verbindung zwischen den Polzähnen.

Vorzugsweise werden die Bleche aneinander, insbesondere übereinander, mit einem Klebstoff, wie beispielsweise Backlack, verbunden. Dabei werden zunächst die Bleche ein- oder zweiseitig mit dem Klebstoff beschichtet, zu einem Blechpaket zusammengefügt und anschließend wärmebehandelt.

Eine weitere mögliche Verbindungsmethode ist das Stanzpaketieren.

Mit dem erfindungsgemäßen Stator kann, auf Grund der großen Nutöffnung ein hoher Kupferfüllgrad erreicht werden, womit eine große Leistung erreicht werden kann. Schließlich ist der Stator aufgrund der Konstruktion der Blechstapel kostengünstig herstellbar.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Nutschlitze des RotorVStatorblechpaketes linear, d.h. mit geraden Längsseiten und mit einer gleich bleibenden Breite ausgebildet. Um die Anzahl von Stegen so gering wie möglich zu halten und um eine möglichst hohe Leistung zu erreichen,

ist vorzugsweise das Statorpaket und der Rückschlussring mittels einer formschlüssigen Verbindung miteinander verbunden. Weiterhin gewährleistet der Formschluss, dass möglichst kleine Luftspalte entstehen, um die Leistungseinbußen so klein wie möglich zu halten. Vorzugsweise ist die formschlüssige Verbindung dabei an den Endbereichen der Pole ausgebildet, welche vom Stator nach außen vorstehen.

Der Stator ist, wie bereits ausgeführt, aus einer Vielzahl von Blechen als übereinander gestapeltes Blechpaket ausgebildet. Bei jeder der Blechschichten ist zumindest zwischen zwei Polzähnen ein Verbindungsbereich vorhanden. Je Blechschicht werden zwei Polzähne, beispielsweise mittels eines Steges, verbunden. Die zwei verbunden Polzähne werden je Schicht versetzt angeordnet. Dies kann beispielsweise durch „Weiterdrehung" der verbunden Bleche je Schicht um einen bestimmten Winkel erfolgen. Dieser bestimmte Winkel errechnet sich durch den Quotienten von 360° und der Anzahl der Polzähne.

In einer weiteren vorzugsweise Ausgestaltung der Erfindung sind die Bleche, welche den Stator bilden, kunststoffisoliert. Diese zu Schichten übereinander gestapelten Bleche, bilden den Stator.

Dabei ist der erfindungsgemäße Stator auch wegen der Vielzahl übereinander gestapelter Bleche sehr kostengünstig herstellbar, welche z.B. mittels Stanzen hergestellt werden können. Das Stator-Paket kann von einem Rückschlussring (Joch) umgeben sein, über welchen der Fluss fließt. Um einen besonders kostengünstigen Stator herzustellen, sind die Nutschlitze des Stator-Pakets stufenförmig ausgebildet. Die Höhe einer Stufe entspricht hierbei jeweils der Dicke eines Bleches.

Um das Stator-Paket mit Wicklungen versehen zu können, müssen das Stator- Paket, insbesondere die Polzähne des Stator-Pakets, elektrisch isoliert werden. Das Stator-Paket wird z.B. mit einem Kunststoff umspritzt. Die Kunststoffumspritzung dient neben der elektrischen Isolation auch zur mechanischen Verbindung der Polzähne untereinander. Die mechanische Verbindung der Polzähne durch die Kunststoffumspritzung ist durch die

Beanspruchungen des Stators meist nicht ausreichend, so dass weitere mechanische Verbindungen zwischen den Polzähnen notwendig sind.

In einer ersten Variante der Erfindung sind pro Schicht Blechpakete nur zwei Polzähne mit einem dünnen „Steg" verbunden. Alle weiteren Polzähne dieser Schicht sind nicht verbunden. Für jede weitere Schicht dreht man die Zähne um einen bestimmten Winkel z.B. 360° / Anzahl der Polzähne, vielfache sind ebenfalls möglich. Für das gesamte Paket entsteht dadurch eine Verbindung zwischen den einzelnen Zähnen und den Blechpaketen, die sich spiralförmig um das Stator- Paket windet.

In einer anderen Variante der Erfindung sind die Polzähne paarweise mit einem Steg verbunden, wobei der Steg vorzugsweise sehr dünn gestaltet ist. Die Bleche, welche den Stator später bilden, werden ohne Verdrehung aufeinander gestapelt, erst nach einer vorgegebenen Anzahl von aufeinander geschichteten Blechpaketen, z.B. nach jeder 15-ten Schicht (Blech), um 360° / Anzahl der Polzähne gedreht paketiert. Diese so genannte „14/1 - Paketierung" kann beliebig variabel sein (z.B. 10/1 ; 16/1 usw.). So entsteht für das gesamte Paket eine starre Verbindung zwischen einzelnen Zähnen und somit auch zwischen den Blechpaketen, welche den Stator bilden.

In einer weiteren Variante der Erfindung sind stets zwei Polzähne mit einem dünnen Steg verbunden. Jede zweite Blechschicht wird um 360° / (Anzahl der Polzähne) beim Paktieren gedreht. Für das gesamte Paket entsteht eine starre Verbindung zwischen den einzelnen Polzähnen.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand drei beispielhaften Varianten unter Zuhilfenahme der Figuren 1 bis 7 näher erläutert. Im Folgenden können funktional gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffem bezeichnet sein. Die Ausgestaltung der Erfindung anhand dieser Ausführungsbeispiele ist rein

beispielhaft und stellt keine Limitierung der Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele dar.

Es zeigt:

FIG. 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Stators;

FIG. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Stator;

FIG. 3 eine Detaildarstellung zweier nebeneinander angeordneter Bleche aus FIG. 2;

FIG. 4 eine perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Stators;

FIG. 5 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Stator gemäß FIG. 4;

FlG. 6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Stators;

FIG. 7 einen Schnitt durch den erfiήdungsgemäßen Stator gemäß FIG. 6;

In FIG. 1 ist ein erfindungsgemäßer Stator 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Stator 1 besteht aus mehreren Blechpaketen 2, welche die Polzähne des Stators 1 bilden. Die Blechpakete 2 sind paketiert, d.h. der Stator 1 besteht aus dem Stapel von Einzelblechen 3. Die Geometrie der Blechpakete 2 ist zylinderförmig, ^" die Verbindung der Polschuhe erfolgt durch das kleben der

Einzelbleche 3. Im vorliegenden Fall besteht der Stator 1 aus 12 einzelnen Blechpaketen 2, welche die Polschuhe bilden. Es sind jeweils einzelne Bleche 3 (Polzähne) sich gegenüberliegender Blechpakte 2 miteinander über einen Steg 4 verbunden. Durch Übereinanderstapeln und drehen um einen Winkel = 360 / (Anzahl von Polschuhen) d.h. 30° im Uhrzeigersinn entsteht, bei Verbindung einzelner Polzähne 3 (deren Bleche) untereinander über den Steg 4 die abgebildete spiralförmige Geometrie der Stegverbindungen 4. Die Polschuhe sind T-formig ausgebildet. In die Polschuhe ist die gesamte Länge des Blechpaketes 2 eine durchgehende Kerbe 5 eingebracht.

In der FIG. 2 ist ein Schnitt durch den Stator 1 dargestellt. Der Stator-Stern besteht aus zwölf T-förmig zu einem Kreis angeordneten Statorblechen 3. In jeweils einer Lage der Statorbleche 3 sind zwei Statorbleche 3 mittels eines Stegs 4 verbunden. Der Steg 4 zur Verbindung der Statorbleche 3 ist gut zu erkennen.

In FIG. 3 ist eine in Fig. 2 mit A gekennzeichnete Detaildarstellung aufgezeigt. Hier wird der Steg 4, der zwei Bleche 3 miteinander verbindet, dargestellt.

In FIG. 4 ist eine weitere Ausgestaltung eines Stators 1 dargestellt. Es ist wiederum eine perspektivische Darstellung des Stators 1 vorgenommen. Zum Vergleich sind erneut zwölf Blechpakete 2 gewählt worden. Im Gegensatz zum Stator 1 aus FIG. 1 ist hier der Steg 4, welcher zwei Bleche 3 von nebeneinander liegenden Blechpaketen 2 bei jeder Lage von Blechpaketen 2 paarweise vorhanden. In FIG. 5 ist der Schnitt durch den Stator von FIG. 4 dargestellt, wobei hier gut zu erkennen ist, dass die Bleche 3 paarweise verbunden sind.

In FIG. 6 ist ein weiterer erfindungsgemäßer Stator 1 perspektivisch dargestellt. Der gesamte zylinderförmige Stator-Stern wird von zwölf Blechpaketen 2 gebildet, welche jeweils aus einem Blechpakt 2 von Einzelblechen 3 bestehen, welche miteinander verpresst und/oder verklebt sind. Jede zweite Blechschicht ist um 360° / (Anzahl der Polzähne), im vorliegenden Fall um 30° gedreht ist. Es sind wie in FlG. 7 - FIG. 7 zeigt einen Schnitt durch den Stator 1 aus FIG. 6 - erkennbar ist jeweils zwei T-förmige Bleche 3 mit Metallstegen 4 zu Paaren verbunden. Dadurch ergibt sich erneut eine sehr enge im Uhrzeigersinn drehende Spirale der Stegverbindungen. Es verläuft entlang der nach Außen gestülpten Aussenfläche des Stators links der Statormitte eine kreisrunde Kerbe entlang der Stapelrichtung.