DE102008001127A1 - Statorwicklung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
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- H02K15/08—Forming windings by laying conductors into or around core parts
- H02K15/085—Forming windings by laying conductors into or around core parts by laying conductors into slotted stators
Abstract
Um eine Statorwicklung (10) herstellen zu können, ist es erforderlich, den Wicklungsträger (12) mit geeigneten Kontakthaken (22) zum Halten des Wickeldrahts (26) zu versehen. Diese stehen axial über den Wickelkopf (24) hinaus. Die Statorwicklung (10) kann nun dadurch verbessert werden, dass der Wicklungsträger (12) und das Lamellenpaket (14) in ihrer Dimensionierung so aufeinander abgestimmt werden, dass der Wicklungsträger (12) und das Lamellenpaket (14) nach dem Wickeln ineinander verschiebbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Statorwicklung für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung für eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor nach dem Oberbegriff von Anspruch 7.
- Bei elektrischen Maschinen, insbesondere Elektromotoren wie beispielsweise bürstenlosen Elektromotoren ist ein Statur vorgesehen der innerhalb eines Rotors angeordnet ist und eine Mehrzahl von Wicklungen aufweist, die um Polschenkel des Wicklungsträgers verlaufen. Zur Herstellung derartiger Wicklungen wird zunächst mittels einer Verbindungseinrichtung ein Drahtende mit einer Anschlussfläche wie etwa einem Kontakthaken verbunden. Anschließend wird mit Hilfe eines Wickelkopfs die Ausbildung der eigentlichen Spulenwicklung um den Wicklungsträger herum verwirklicht.
- Um das Wickeln der Staturen, der so genannten Lamellenpakete, zu ermöglichen, wird auf dem Wicklungsträger eine entsprechende Anzahl geeigneter Kontakthaken vorgesehen. Der Wickelprozess selbst ist dabei nur dann möglich, wenn die Kontakthaken axial über den Wickelkopf überstehen. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 693 04 128 T2 bekannt. Weiterhin bekannt ist beispielsweise aus derDE 10 2004 012 925 A1 , den Wickelprozess dadurch zu verbessern, dass die Polzähne vor dem Befüllen mit der Wicklung durch Krafteinwirkung in eine Befüllstellung gebogen werden. Nach dem Einbau werden die Polzähne wieder in die ursprüngliche Position gebracht. - Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, eine Statorwicklung zweiteilig auszugestalten, wobei der erste Teil durch einen Wicklungsträger und der zweite Teil durch ein Lamellenpaket realisiert werden. Der Wicklungsträger und das Lamellenpaket sind dabei in ihren geometrischen Abmessungen und in ihrer Form so aufeinander abgestimmt, dass der Wicklungsträger und das Lamellenpaket vor dem Wickeln in einer definierten Wickelposition definiert zueinander positionierbar sind. Nach dem Wickeln der Statorwicklung können der Wicklungsträger und das Lamellenpaket ineinander verschoben werden.
- Mit der vorgeschlagenen Statorwicklung kann eine kompakte Bauweise des Motors erreicht werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Lamellenpaket abgestuft ausgeführt. Korrespondierende Stufen können dabei zumindest abschnittsweise in dem Wicklungsträger vorgesehen werden.
- Um den Wicklungsträger relativ zum Lamellenpaket in einer Wickelposition halten zu können, kann der Wicklungsträger eine Mehrzahl von Verlängerungsdomen aufweisen. Für diese Ausführungsform der Erfindung können in dem Lamellenpaket Aussparungen vorgesehen werden, die so ausgeführt und angeordnet sind, dass sie zur Aufnahme der Verlängerungsdome geeignet sind. Dies gewährleistet zum einen eine definierte Position des Wicklungsträgers zum Lamellenpakt während des Wickelns und zum anderen die Möglichkeit, die Verlängerungsdome nach dem Wickeln in die Ausnehmungen einzuschieben, so dass damit eine axial kurze Bauweise ermöglicht wird.
- Zur Herstellung einer Statorwicklung geht man erfindungsgemäß von einem Wicklungsträger und einem Lamellenpaket aus, das eine Mehrzahl von Polzähnen aufweist. Der Wicklungsträger und das Lamellenpaket werden vor dem Wickeln in einer Wickelposi tion zueinander positioniert. Nach dem Wickeln wird der Wicklungsträger in der Lamellenpaket hinein geschoben.
- Mit dieser Vorgehensweise ist es möglich, den axialen Bauraum zu reduzieren. Denn die axiale Ausdehnung der über den Wickelkopf hinaus stehenden Kontakthaken kann damit durch ein verschieben des Wicklungsträgers in das Lamellenpaket hinein deutlich verringert werden. Dies resultiert in einer spürbaren Reduzierung des Bauraums des Gesamtmotors.
- Bevorzugt werden Verlängerungsdome, die an dem Wicklungsträger vorgesehen sind, nach dem Wickeln in entsprechende Ausnehmungen im Lamellenpaket eingeschoben. Damit kann ein Reduzierung der Ausdehnung von beispielsweise 2 bis 10 mm, insbesondere von 6 mm erreicht werden.
- Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, dass zusätzlich zur kompakten Bauweise des Motors, die erreicht werden kann, Material eingespart werden kann. So kann gleichzeitig auch eine Kostenreduzierung erreicht werden.
- Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figuren sowie deren Beschreibungsteile. Es zeigen im Einzelnen:
-
1 : das Wickeln einer Statorwicklung nach dem Stand der Technik -
2 : eine perspektivische Darstellung eines Wicklungsträgers mit Kontakthaken -
3 : perspektivisch einen erfindungsgemäßen Wickelträger (a) und ein Lamellenpaket (b) -
4 : die relative Position des Wicklungsträgers zum Lamellenpaket in Wickelposition -
5 : die relative Position des Wicklungsträgers zum Lamellenpaket nach dem Einschieben -
6 : eine perspektivische Darstellung einer gewickelten Statorwicklung -
1 zeigt in einer Skizze das Wickeln einer Statorwicklung nach dem Stand der Technik. Um das Wickeln der Statorwicklung zu ermöglichen wird ein Wicklungsträger12 mit geeigneten Kontaktblechen, beispielsweise mit Kontakthaken22 versehen. An den Kontakthaken22 wird der Wickeldraht26 befestigt. Die Kontakthaken22 müssen jedoch, um einen Wickelprozess mit dem Wickelkopf24 zu ermöglichen, axial über den Wickelkopf24 überstehen. Wie aus1 zu entnehmen ist, bedingt das Einhängen der Wickeldrähte26 einen axialen Überstand von mehreren Millimetern, über den Wickelkopf24 , der im dargestellten Beispiel 7 mm beträgt. Dies geht zu Lasten der Baulänge des Motors, so dass dieser axial länger baut. -
2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung einen erfindungsgemäßen Wicklungsträger12 mit Kontakthaken22 . An den Kontakthaken22 müssen die Wickeldrähte26 vor dem Beginn der Wicklung befestigt werden. Nachdem die Wickeldrähte26 an den Kontakthaken22 befestigt sind, kann damit begonnen werden, mit einem Wickelkopf24 (1 ) den Wickeldraht26 zu Lamellendrahtpaketen28 (5 ,6 ) zu wickeln. - Nach der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, einen Wickelträger
12 und ein Lamellenpaket14 zu verwenden, die beispielhaft in3 perspektivisch dargestellt sind. Das Lamellenpaket14 (3b ) weist eine Mehrzahl von Polzähnen20 auf, die während des Wickelns so umwickelt werden, dass Lamellendrahtpakete28 (6 ) entstehen. Das Lamellenpaket14 ist mit Vertiefungen30 versehen, in die korrespondierende Überstände32 des Wicklungsträgers12 (3a ) dann zum Liegen kommen können, wenn der Wicklungsträgers12 mit dem Lamellenpaket14 geeignet zusammengefügt wird. Weiterhin sind im Lamellenpaket14 Ausnehmungen18 vorgesehen. Die Ausnehmungen18 sind so ausgeführt und angeordnet, dass sie zur Aufnahme von Gegenstücken geeignet sind, die am Wicklungsträger12 vorgesehen sind. Damit können in die Ausnehmungen18 korrespondierende Gegenstücke des Wicklungsträgers12 eingreifen, sobald der Wicklungsträger12 mit dem Lamellenpaket14 geeignet zusammengefügt wird. Zu diesem Zweck können am Wicklungsträger12 beispielsweise Verlängerungsdome16 vorgesehen werden, die so dimensioniert sind, dass sie durch die Ausnehmungen18 gedrückt werden können. Die Verlängerungsdome16 werden dabei so ausgestaltet, dass sie den Wicklungsträger12 vor der Durchführung des Wickelvorgangs in einer Wickelposition halten können. Im Lamellenpaket können auch Öffnungen19 für Spannpratzen vorgesehen sein, die zur Befestigung des Lamellenpakets beim Wickelprozess dienen. - Anhand der
4 und5 wird das Verfahren zur Herstellung der Statorwicklung erläutert. Dabei zeigt4 die relative Position des Wicklungsträgers12 zum Lamellenpaket14 in der so genannten Wickelposition, in der Position also, in der die Lamellendrahtpakete28 (5 ) gewickelt werden. Dabei ist der Wicklungsträger12 relativ zum Lamellenpaket14 so positioniert, dass die Kontakthaken22 mit ihrer, dem Lamellenpaket14 zugewandten Fläche, überstehen. Im gezeigten Beispiel beträgt dieser Überstand 12 mm. Da das Lamellenpaket14 gestuft ausgeführt ist, können die Verlängerungsdome16 den Wicklungsträger12 in Wickelposition halten. Wird so vorgegangen, so ist dass das Wickeln mit einem Wickelkopf auf einfache Weise möglich. - Nach dem Wickeln wird der Wicklungsträger
12 , in Richtung des Lamellenpakets14 verschoben, bis die Verlängerungsdome16 durch die Ausnehmungen18 des Lamellenpakets14 getaucht sind. Die relative Position des Lamellenpakets14 Wicklungsträger12 ist in5 gezeigt. Im dargestellten Beispiel kann mit dieser Vorgehensweise eine Bauraumreduzierung um 6 mm erreicht werden, da der Abstand des Wicklungsträgers12 relativ zum Lamellenpaket14 durch das Ineinanderschieben um 6 mm verringert werden kann. Die Kontakthaken22 stehen dann mit ihrer, dem Lamellenpaket14 zugewandten Fläche über. Im gezeigten Beispiel beträgt der Überstand 6 mm. Typischerweise lassen sich allerdings mit dieser Vorgehensweise Bauraumeinsparungen im Bereich von 2 bis 10 mm realisieren. -
6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer fertig gewickelten Statorwicklung10 . Die Statorwicklung10 weist den Wicklungsträger12 und das Lamellenpaket14 auf, die nun ineinander geschoben sind. In der zusammengebauten Statorwicklung10 ragen die Verlängerungsdome16 heraus. Diese sind jedoch in ihrer Dimensionierung so gehalten, dass sie beim weiteren Einbau in den Motor auf einfache Weise in entsprechende Gegenstücke eintauchen können. - Die beschriebene Statorwicklung
10 kann insbesondere in EC-Außenläufermotoren eingesetzt werden. Beispielsweise können solche Motoren in Heiz- oder Kühlgebläsen Verwendung finden. Insbesondere bei solchen Einsatzgebieten wirken sich die erfindungsgemäßen Vorteile eines kurzen axialen Bauraums und der bereits angeführten Materialeinsparung positiv aus. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 69304128 T2 [0003]
- - DE 102004012925 A1 [0003]
Claims (10)
- Statorwicklung (
10 ) für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor mit einem Wicklungsträger (12 ) und einem Lamellenpaket (14 ) mit mehreren Polzähnen (16 ) dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (12 ) und das Lamellenpaket (14 ) in ihrer Dimensionierung so aufeinander abgestimmt sind, dass der Wicklungsträger (12 ) und das Lamellenpaket (14 ) nach dem Wickeln ineinander verschiebbar sind. - Statorwicklung (
10 ) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (14 ) gestuft ausgeführt ist. - Statorwicklung (
10 ) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (12 ) zum Lamellenpaket (14 ) zumindest bereichsweise korrespondierend abgestuft ist. - Statorwicklung (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (12 ) eine Mehrzahl von Verlängerungsdomen (16 ) aufweist. - Statorwicklung (
10 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (14 ) Aussparungen (18 ) aufweist, die so ausgeführt und angeordnet sind, dass sie zur Aufnahme der Verlängerungsdome (16 ) geeignet sind. - Statorwicklung (
10 ) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (18 ) und die Verlängerungsdo me so ausgestaltet sind, dass sie den Wicklungsträger (12 ) in einer Wickelposition halten können. - Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung (
10 ) für eine elektrische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor mit einem Wicklungsträger (12 ) und einem Lamellenpaket (14 ) mit mehreren Polzähnen (16 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (12 ) und das Lamellenpaket (14 ) vor dem Wickeln in einer Wickelposition zueinander positioniert werden und der Wicklungsträger (12 ) nach dem Wickeln in das Lamellenpaket (14 ) hinein geschoben wird. - Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung (
10 ) nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wicklungsträger (12 ) Verlängerungsdome (16 ) vorgesehen sind, die den Wicklungsträger (12 ) in der Wickelposition halten, in der die Wicklung durchgeführt wird. - Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung (
10 ) nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Lamellenpaket (14 ) Aussparungen (18 ) aufweist, in welche die Verlängerungsdome (16 ) nach dem Wickeln eingeschoben werden - Verfahren zur Herstellung einer Statorwicklung (
10 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger (12 ) nach dem Wickeln um einen Weg von 2 bis 10 mm, insbesondere 6 mm in das Lamellenpaket (14 ) hinein geschoben wird.
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