DE102012006018A1

DE102012006018A1 - Stator mit Erdung

Info

Publication number: DE102012006018A1
Application number: DE201210006018
Authority: DE
Inventors: Ullrich Kreiensen; Helmut Schneider; Jürgen SCHILL
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2012-03-24
Filing date: 2012-03-24
Publication date: 2013-09-26

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Stator (2, 102) für einen Elektromotor (1, 101) mit einem Statorkörper (6, 106) und einem mit dem Statorkörper (6, 106) elektrisch verbundenen Erdungskontakt (14, 114). Der Stator (2, 102) weist wenigstens einen Kontaktflansch (10, 110) auf, der an einer Stirnseite des Statorkörpers (6, 106) angeordnet ist und Teil einer Nutisolation (8, 108) ist. Der Kontaktflansch (10, 110) hat eine radial über den Umfang des Statorkörpers (6, 106) hervorstehende Öffnung (13, 113), in der ein Erdungskontaktstift (14, 114) eingesetzt ist. Dieser Erdungskontaktstift (14, 114) ist mit dem Statorkörper (6, 106) verschweißt und ist von außen kontaktierbar.

Description

Die Erfindung beschreibt einen Stator für eine elektrische Maschine mit einem Statorkörper und einem Erdungskontakt, der elektrisch mit dem Statorkörper verbunden ist.
Elektromotoren, die in schwierigen Umgebungsbedingungen betrieben oder eingesetzt werden, haben in der Regel ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse. In vielen Fällen ist es zusätzlich vorgeschrieben, dass alle metallischen Teile, insbesondere der Statorkörper, geerdet sind oder geerdet werden können.
Es ist daher bekannt, den Statorkörper beispielsweise durch ein Erdungskabel mit einer Leiterplatte oder einem anderen Leitermedium im Motorgehäuse zu verbinden. von der Leiterplatte sind Kontaktstifte zur Kontaktierung der Motorwicklungen nach Außen geführt. Dabei wird ein zusätzlicher Kontaktstift für die Erdung vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Erdung für den Statorkörper eines Motors zu schaffen bei dem keine Leiterplatte oder dergleichen Zwischenmedium vorhanden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Statorkörper mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen gelöst.
Der erfindungsgemäße Stator hat einen Statorkörper mit mehreren Statorpolen. Zwischen den Statorpolen ist eine Nutisolation angeordnet, auf der die Statorwicklungen geführt sind. Die Nutisolation erstreckt sich vorzugsweise zumindest einseitig axial über den Statorkörper hinaus. In diesem Bereich der Nutisolation sind Kontaktstifte angeordnet, an denen die Statorwicklungen angeschlossen sind. Diese Kontaktstifte ragen später aus einem Motorgehäuse heraus und dienen der direkten Kontaktierung der Statorwicklungen der einzelnen Motorphasen.
Analog dazu ist nun erfindungsgemäß ein Erdungskontaktstift ebenfalls in diesem Bereich der Nutisolation angeordnet, so dass er genauso aus einem Motorgehäuse herausragt und von außen mittels einem Steckverbinder kontaktierbar ist. Dazu weist die Nutisolation eine Öffnung auf, die radial über den Außenumfang des Statorkörpers hervorsteht und in die der Erdungskontaktstift eingepresst oder eingesetzt ist. Der Erdungskontaktstift ist elektrisch mit dem Statorkörper, vorzugsweise mit dessen Außenumfang, verbunden. Dazu überdeckt zweckmäßigerweise der Erdungskontaktstift den Statorkörper zumindest teilweise in axialer Richtung.
Vorzugsweise ist der Erdungskontaktstift durch eine Schweißverbindung mit dem Statorkörper verbunden, insbesondere mittels Widerstandsschweißen. Da der Statorkörper üblicherweise mittels Stanzpaketierung hergestellt wird, kann durch das Eingreifen der Paketierlaschen in die entsprechenden Ausnehmungen einer benachbarten Paketierungsebene eine elektrische Verbindung zwischen den Statorblechen erreicht werden. Da diese Kontaktierung aber nicht immer gewährleistet werden kann, muss der Erdungskontaktstift entweder direkt mit allen Statorblechen verbunden werden oder aber die Statorbleche sind untereinander verbunden, beispielsweise mittels einer Schweißnaht am Außenumfang der Stanzpaketierung.
Um eine einfache Montage zu ermöglichen ist die Öffnung vorzugsweise so angeordnet, dass der Erdungskontaktstift parallel zum Statorkörper ausgerichtet ist und am Außenumfang des Statorkörpers anliegt.
Die Form des Erdungskontaktstiftes spielt für die Erfindung dagegen keine Rolle. So kann der Erdungskontaktstift völlig beliebig an den Anwendungszweck angepasst sein, beispielsweise für verschiedene Steckerformen. Der Querschnitt ist dabei vorzugsweise rechteckig oder rund, ist aber in keiner Weise darauf beschränkt.
Der Erdungskontaktstift ist zweckmäßigerweise gerade ausgebildet. Er kann jedoch auch einfach oder mehrfach geknickt oder gebogen sein.
Der erfindungsgemäße Stator ist vorzugsweise für einen Elektromotor geeignet, insbesondere einen Stellantrieb.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es Zeigt:
1: einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elektromotor,
2: einen erfindungsgemäßen Stator,
3: einen Querschnitt durch die Nutisolation des Stators der 2 und
4: eine Draufsicht der Nutisolation der 3.
In 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor 1 gezeigt, der als Innenläufer ausgebildet ist. Der Motor 1 hat einen Stator 2 und einen Rotor 3, der auf einer Welle 4 drehbar innerhalb des Stators 2 gelagert ist. Zur Lagerung können Gleit-, Wälz- oder andere Lager verwendet werden.
Der Stator 2 weist einen aus einzelnen Statorblechen 5 gestapelten Statorkörper 6 mit mehreren Statorpolen 7 auf. Zwischen den Statorpolen 7 ist eine Nutisolation 8 aus Kunststoff angeordnet. Diese Nutisolation 8 ist im Beispiel durch zwei Nutisolationsflansche 9 gebildet, die jeweils an einer Stirnseite des Statorkörpers 6 angeordnet sind und zwischen die Statorpole 7 eingreifen. Die Nutisolationsflansche 9 sind vorzugsweise in einem Spritzgussprozess vorgefertigte Teile, die einfach auf den Statorkörper 6 aufgesetzt werden können. Die Nutisolationsflansche 9 haben zweckmäßigerweise den gleichen Außendurchmesser wie der Statorkörper 6 und können an ihrem Außenumfang Führungsnuten 17 aufweisen, in denen die Drähte der Statorwicklungen 12 geführt werden.
Einer der Nutisolationsflansche, der Kontaktflansch 10, weist drei Kontaktstifte 11 auf, die jeweils mit den Statorwicklungen 12 einer Motorphase verbunden sind (2). Diese Kontaktstifte 11 sind so ausgebildet, dass sie aus einem um den Stator 2 herum angeordneten, hermetisch abgedichteten Motorgehäuse (nicht gezeigt) herausragen.
Erfindungsgemäß weist der Kontaktflansch 10 eine Öffnung 13 auf, die radial über den Umfang des Statorkörpers 6 hervorsteht. In diese Öffnung 13 ist ein Erdungskontaktstift 14 eingepresst, eingesetzt oder anderweitig daran befestigt. Der Erdungskontaktstift 14 ist im Beispiel gerade ausgebildet und so lange, dass er wie die anderen Kontaktstifte 11 aus einem Motorgehäuse herausragt und dort elektrisch kontaktierbar ist.
Nach Innen weist der Erdungskontaktstift 14 eine teilweise Überdeckung mit dem Statorkörper 6 auf. Im Beispiel ist der Erdungskontaktstift 14 axial parallel zum Statorkörper 6 ausgerichtet. Die Öffnung 13 ist weiterhin so angeordnet, dass der Erdungskontaktstift 14 am Umfang des Statorkörpers 6 anliegt. Um eine sichere elektrische Verbindung zu gewährleisten, ist der Erdungskontaktstift 14 mit dem Statorkörper 6 verschweißt, beispielsweise durch Widerstandsschweißen. Wenn, wie dargestellt, der Erdungskontaktstift 14 nicht alle Statorbleche 5 kontaktiert, so müssen diese untereinander elektrisch verbunden sein, beispielsweise durch eine am Statorkörper 6 in axialer Richtung verlaufende Schweißnaht. Der Erdungskontaktstift 14 kann radial auch entlang einer Führungsnut im Statorkörper 6 geführt werden, so dass der Erdungskontaktstift 14 nicht radial übersteht und zusätzlich formschlüssig fixiert wird. Ansonsten kann das Gehäuse in einer Aufnahme für den Statorkörper 6 eine Tasche aufweisen, wodurch Platz zur Aufnahme des Erdungskontaktstiftes 14 geschaffen wird.
In 3 ist eine alternative Ausgestaltung des Elektromotors 101 gezeigt. Der Elektromotor 101 ist auch als Innenläufer ausgebildet und hat einen Stator 102 und einen Rotor 103, der auf einer Welle 104 drehbar innerhalb des Stators 102 gelagert ist.
Der Stator 102 weist ebenfalls einen aus einzelnen Statorblechen 105 gestapelten Statorkörper 106 mit mehreren Statorpolen 107 auf. Zwischen den Statorpolen 107 ist eine Nutisolation 108 aus Kunststoff angeordnet. Diese Nutisolation 108 ist wieder durch zwei Nutisolationsflansche 109 gebildet, die jeweils an einer Stirnseite des Statorkörpers 106 angeordnet sind und zwischen die Statorpole 107 eingreifen. Einer der Nutisolationsflansche 109 ist als Kontaktflansch 110 ausgebildet und wird in 3 und 4 näher erläutert, wobei der Kontaktflansch 110 im Wesentlichen mit dem in 2 gezeigten Kontaktflansch 10 übereinstimmt. Die Öffnung 113 ist im Beispiel in einem Vorsprung am Kontaktflansch 110 ausgeführt. In diese Öffnung 113 ist der Erdungskontaktstift 114 einsetzbar. Weiterhin weist der Kontaktflansch 110 Befestigungslaschen 116 auf, mit denen der Kontaktflansch 110 mit einem Motorgehäuse verbunden werden kann. Der Kontaktflansch 110 hat weiterhin Führungsnuten 117 zur Führung der in 5 gezeigten Statorwicklungen 112, wobei die Statorwicklungen 112 an den Kontaktstiften 111 zum Beispiel mittels Schweißen oder Löten befestigt werden können. Im Unterschied zur 1 ist im Beispiel der 5 der Erdungskontaktstift 114 auf dem größten Teil der axialen Länge mit dem Statorkörper 106 verschweißt.
Bezugszeichenliste

1, 101: Elektromotor
2, 102: Stator
3, 103: Rotor
4, 104: Welle
5, 105: Statorblech
6, 106: Statorkörper
7, 107: Statorpol
8, 108: Nutisolation
9, 109: Nutisolationsflansch
10, 110: Kontaktflansch
11, 111: Kontaktstift
12, 112: Statorwicklung
13, 113: Öffnung
14, 114: Erdungskontaktstift
15, 115: Bohrung
16, 116: Befestigungslasche

Claims

Stator für eine elektrische Maschine mit einem Statorkörper (6, 106) und einem Erdungskontakt (14, 114), der elektrisch mit dem Statorkörper (6, 106) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2, 102) eine Nutisolation (10, 110) aufweist, die wenigstens an einer Stirnseite des Statorkörpers (6, 106) angeordnet ist, dass die Nutisolation (10, 110) am Umfang eine Öffnung (13, 113) aufweist, die über den Außenumfang des Statorkörpers (6, 106) herausragt und dass in diese Öffnung (13, 113) ein Erdungskontaktstift (14, 114) eingesetzt ist, der mit dem Statorkörper (6, 106) elektrisch verbunden ist.
Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontaktstift (14, 114) durch eine Schweißverbindung mit dem Statorkörper (6, 106) verbunden ist.
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontaktstift (14, 114) mittels Widerstandsschweißen mit dem Statorkörper (6, 106) verbunden ist.
Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (13, 113) so ausgestaltet ist, dass der Erdungskontaktstift (14, 114) parallel zum Statorkörper (6, 106) ausgerichtet ist und am Außenumfang des Statorkörpers (6, 106) anliegt.
Elektromotor mit einem Stator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4.