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 Terminierung festgelegt werden kann. Unter Terminierung wird dabei das Verle gen des Spulendrahts zur Kontaktstelle und/oder zwischen wenigstens zwei der gleichen Phase zugeordneten Spulen verstanden. Üblicherweise sind an der Iso lierendscheibe 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 6. Außerdem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des An- spruchs 7. 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 (kurz: Stators) für einen Elektromotor. Verfahrensgemäß wird dazu ein Statorblechpaket des Vollblechstators mit einer Isolierendscheibe ausge stattet, an der mehrere in Axialrichtung vorstehende Terminierdome ausgebildet sind. In Radialrichtung (insbesondere in Form von Vorsprüngen des Statorblech pakets) vorstehende Statorzähne werden mit einem Wickeldraht unter Ausbildung jeweils einer Spule bewickelt. Der Wickeldraht zwischen zwei der gleichen Phase zugeordneten Spulen und/oder zur Kontaktierung der oder jeder entsprechend zu geordneten Spule mit einer Motorelektronik wird an die Isolierendscheibe verlegt. Anders ausgedrückt verläuft der Wickeldraht zwischen solchen Spulen oder von einer Spule zu einer Kontaktierungsstelle mit der Motorelektronik an, bspw. ent lang, der Isolierendscheibe. Der Wickeldraht wird dabei neben einer Anzahl von zur Fixierung des Wickeldrahts um jeweils einen Terminierdom gelegten Fixie rungsschlaufen radial außerhalb und auch radial innerhalb der Terminierdome ver- legt. D. h. zusätzlich zu diesen Fixierungsschlaufen, die über wenigstens 360 Grad um einen Terminierdom gelegt werden und somit ebenfalls einen radial innerhalb des Terminierdoms angeordneten Schlaufenabschnitt aufweisen, verläuft der Wi ckeldraht zumindest mancher Spulen (insbesondere zwischen zwei Spulen oder von einer Spule zu einer Kontaktierungsstelle) außerhalb und/oder innerhalb der Terminierdome. Somit kann der Wickeldraht einer Spule (oder Spulengruppe) ent weder nur radial außerhalb oder radial innerhalb verlegt werden. Vorzugsweise wechselt der Wickeldraht aber zwischen diesen Verlegearten, umläuft also meh rere Terminierdome außenseitig und „überspringt“ andere - insbesondere auch mehrere - innenseitig.

Es wird also ein Bauraum radial innerhalb der Terminierdome genutzt. Dadurch können unerwünschte Drahtüberkreuzungen vermieden werden. Außerdem kann insbesondere bei einer vergleichsweise schmalen Isolierendscheibe auch Bau raum außerhalb der Terminierdome eingespart oder anderweitig genutzt, bspw. in- dem gegebenenfalls die Terminierdome massiver gestaltet werden.

Der erfindungsgemäße Vollblechstator (kurz: Stator) ist vorzugsweise durch den mittels des hier und im Folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt sowie zum Einsatz in einem Elektromotor eingerichtet und vorgesehen. Dazu weist der Stator das Statorblechpaket sowie die Isolierendscheibe auf, an der die Terminierdome ausgebildet sind und die stirnseitig auf das Statorblechpa ket aufgesetzt ist. Außerdem weist der Stator eine Mehrzahl der oben genannten Spulen auf, die mittels des Wickeldrahts an den in Radialrichtung vorstehenden Statorzähnen gewickelt sind. Der Wickeldraht zwischen zwei der gleichen Phase zugeordneten Spulen und/oder zur Kontaktierung der oder jeder entsprechend zu geordneten Spule mit einer Motorelektronik ist an die Isolierendscheibe verlegt.

Der Wickeldraht ist neben der Anzahl von zur Fixierung des Wickeldrahts um jeweils einen Terminierdom gelegten Fixierungsschlaufen radial außerhalb und auch radial innerhalb der Terminierdome verlegt.

Der erfindungsgemäße Elektromotor weist den hier und im Folgenden beschriebe- nen Stator auf.

Der Stator und der Elektromotor weisen somit die hier und im Folgenden im Rah men des Verfahrens beschriebenen und insbesondere sich daraus ergebenden körperlichen Merkmale und Vorteile gleichermaßen auf.

Unter „Umfangsrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere die tangential zu dem bevorzugt etwa kreisringförmigen Statorblechpaket (sowie zur zentral im Stator angeordneten Drehachse oder Achse eines im bestimmungsgemäßen End fertigungszustand in diesem rotierbar angeordneten Rotors) stehende Richtung verstanden. Unter Radialrichtung wird entsprechend insbesondere eine zur Dreh achse senkrecht stehende Richtung verstanden. Die Axialrichtung bezeichnet so mit insbesondere die entlang der Drehachse verlaufende Richtung.

Bevorzugt sind die Terminierdome entlang einer Kreisringlinie an der Isolierend- scheibe angeordnet. In einer zweckmäßigen Verfahrensvariante wird dabei der Wickeldraht radial innerhalb der Terminierdome kreissehnenartig, d. h. insbeson dere geradlinig verlegt.

Vorzugsweise wird der radial innerhalb verlegte Wickeldraht von einem der Termi- nierdome zu einem anderen verlegt. Diese beiden Terminierdome dienen dabei insbesondere als Start- und Endpunkt, vorzugsweise der vorstehend genannten, durch den Wickeldraht beschriebenen Kreissehne. Optional wird der Wickeldraht an einem oder beiden dieser beiden Terminierdome mittels einer Umrundung die ses Terminierdoms festgelegt.

Beispielsweise verläuft der Wickeldraht radial innerhalb von den in Umgangsrich tung einander abgewandten Enden wenigstens zweier benachbarter Terminierdome. Optional überspringt der Wickeldraht radial innerhalb wenigstens einen Terminierdom.

Insbesondere wird der Wickeldraht frei zwischen den zwei Terminierdomen ge spannt. D. h. der Wickeldraht liegt im Bereich innerhalb der Terminierdome nicht an der Isolierendscheibe auf.

Im Gegensatz dazu wird der Wickeldraht bei der radial außerhalb der Terminier dome angeordneten Verlegung auf der von den Statorzähnen abgewandten Stirn fläche der Isolierendscheibe verlegt. Optional ist an dieser Stelle eine Art Ringnut in die Isolierendscheibe eingearbeitet und/oder die Isolierendscheibe weist zumin dest teilweise eine radial außenseitig angeordnete Begrenzungswand auf.

Insbesondere wird auch ein Mäandrieren des Wickeldrahts, d. h. ein abwechseln der Verlauf des Wickeldrahts radial innerhalb und radial außerhalb unmittelbar be nachbarter Terminierdome (also eine Art „Slalomverlauf“), als teilweise radial-in nerhalb Verlegen verstanden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die einzige Figur, Fig. 1 , in einer Ansicht auf eine Stirn seite einen Vollblechstator in einem Fertigungsteilschritt.

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 Umfangs richtung U geschlossenen Ring radial nach innen vorstehen, werden hier und im Folgenden als Statorzähne, kurz: „Zähne 6“, bezeichnet. An diesen Zähnen 6 sind radial innenseitig sogenannte Polschuhe 8 (oder auch Polschuhkappen) ausgebildet. Diese weisen zur Achse A hin ausgerichtet eine einen Kreisringab schnitt 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 auf das Statorblechpaket 2 aufgesteckt. In diesem Kontaktierungsring sind Aufnahmen für den Wickeldraht 10 sowie für Schneid klemm kontakte angeordnet. Grundsätzlich wird der Wickeldraht 10 der Spulen 12 außerhalb der Terminier dome 16 verlegt. Um aber bspw. ein Überkreuzen von Wickeldraht 10 unter schiedlicher Spulen 12 an der Isolierendescheibe 14 möglichst gering zu halten, wird der Wickeldraht 10 aber auch teilweise radial innerhalb der Terminierdome 16 verlegt. Einerseits mäandriert der Wickeldraht 10 hierzu - auch zum Fixieren und Spannen seiner selbst - 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 20, die zwischen den ei- nander in Umfangsrichtung U abgewandten Enden zweier Terminierdome 16 ver läuft. Das Mäandrieren des Wickeldrahts 10 um die zur Kreissehne 20 benachbar ten Terminierdome 16 ist auch zum Spannen der Kreissehne 20 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 das vorstehend beschriebene Ausfüh rungsbeispiel 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

20 Kreissehne

A Achse U Umfangsrichtung