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Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrodynamische Maschine, insbesondere einen Elektromotor. Der Stator enthält ein Statorpaket mit einem ersten Statorende und einem zweiten Statorende sowie einer Vielzahl miteinander verbundener Blechringe. Jeder Blechring enthält wenigstens ein Stegelement. Die einzelnen Stegelemente formen in Reihe zueinander positioniert einen Steg. Des Weiteren enthält der Stator eine Stegisolation mit zumindest einem Wickelstützelement zur Aufnahme einer Statorspule.
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Üblicherweise besteht ein Stator bzw. Ständer für einen Elektromotor unter anderem aus einem Statorpaket. Das Statorpaket wird hierzu aus einzelnen Blechringen gebildet. Dazu verfügt das Statorpaket über eine Anzahl an Statorpolen bzw. Stege, welche sich radial in das Innere des Statorpakets erstrecken. Zwischen den einzelnen Statorpolen befinden sich dabei Zwischenräume in Form von Polnuten.
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Gewöhnlich wird die Innenfläche des Statorpakets, die Statorpole sowie die Polnuten mit einem Kunststoff umspritzt bzw. ummantelt. Alternativ können die Polnuten auch mit Papier isoliert werden. Bei dem Kunststoff kann es sich beispielsweise um Polymere, wie z.B. Duroplast oder Thermoplast, handeln. Die Kunststoff-Umspritzung formt dabei jeweils um die einzelnen Statorpole die eigentlichen Wickelstützen, welche zur Aufnahme der Statorspulen dienen.
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Ein derartiger Stator ist aus der
EP-Patentschrift 2 015 426 bekannt. Dieses Dokument zum Stand der Technik offenbart einen Stator für eine Antriebsvorrichtung eines Handwerkzeugs, wie z.B. einen Akkuschrauber. Der Stator weist hierbei zwei axiale Statorenden auf, an denen jeweils ein Anschlusselement, beispielsweise ein Lagerschild oder ein Deckel, angeordnet ist. Darüber hinaus besitzt der Stator in seinem Inneren mehrere, sich radial nach innen erstreckenden Stegen, die über die gesamte Länge des Stator verlaufen und welche durch Wicklungsnuten unterteilt sind. Um die Stege herum ist eine Statorwicklung bzw. Statorspule angebracht. Zwischen den Stegen und der Statorwicklung ist eine Nutisolation vorgesehen.
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Ein Nachteil an diesen Statoren gemäss dem Stand der Technik besteht darin, dass kein ausreichender Schutz gegen den relativ hohen Drahtzug vorgesehen ist, welcher beim Wickeln der Statorspulen notwendig ist, und auf die Wickelstützen wirkt. Durch diesen Drahtzug kann es zu einer Verformung oder sogar zu einem Abbrechen der Wickelstützen an den Enden des Statorpakets kommen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Probleme zu lösen und damit einen Stator bereitzustellen, welcher auf einfache Art und Weise sowie kostengünstig den Anforderungen des Wickelprozesses, insbesondere den Anforderungen des hohen Drahtzugs, genügt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Stator für eine elektrodynamische Maschine, insbesondere einen Elektromotor. Der Stator enthält ein Statorpaket mit einem ersten Statorende und einem zweiten Statorende sowie einer Vielzahl miteinander verbundener Blechringe. Jeder Blechring enthält wenigstens ein Stegelement. Die einzelnen Stegelemente formen in Reihe zueinander positioniert einen Steg. Des Weiteren enthält der Stator eine Stegisolation mit zumindest einem Wickelstützelement zur Aufnahme einer Statorspule.
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Erfindungsgemäss ist ein Endblechelement mit wenigstens einem Abstützelement vorgesehen, wobei das Endblechelement wenigstens teilweise in dem Wickelstützelement angeordnet ist. Durch das zusätzlich vorhandene Endblechelement verfügen die Wickelstützelement an deren Enden über ausreichende Widerstandskraft gegen die relativ hohen Kräfte des Wickelprozesses, insbesondere des Drahtzuges.
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Entsprechend einer alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann das Endblechelement an dem ersten Statorende positioniert sein. Darüber hinaus ist es jedoch auch möglich, dass ein weiteres Endblechelement an dem zweiten Statorende positioniert sein kann. Das Endblechelement kann dabei durch eine Kraftschluss-, Formschluss- oder Stoffschlussverbindung mit dem Statorpaket verbunden werden.
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Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Abstützelement einen ersten Abschnitt sowie einen zweiten Abschnitt enthält, wobei sich der erste Abschnitt im Wesentlichen in einer ersten Ebene erstreckt und sich der zweite Abschnitt im Wesentlichen in einer weiteren Ebene rechtwinkelig zu der ersten Ebene sowie in Richtung eines Statorendes erstreckt. Durch die rechtwinklig zueinander stehenden Abschnitte des Abstützelements ist eine Abstützung der Wickelstützelemente sowohl in radialer als auch in axialer Ausrichtung gegen die auftretenden Kräfte des Drahtzugs der Wickelung gewährleistet.
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Der erste Abschnitt des Abstützelements kann an einer Stirnseite des Stegs positioniert sein. Hierdurch ist sichergestellt, dass der erste Abschnitt des Abstützelements nicht zwischen den einzelnen Stegen herausragt und dadurch der Statorwicklung im Wege ist.
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Des Weiteren kann ein Versteifungselement zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt vorgesehen sein, wodurch ein Verformen des ersten und zweiten Abschnitts zueinander verhindert und zusätzliche Stabilität erzeugt werden kann. Das Versteifungselement kann dabei in Form von zusätzlich aufgebrachtem Material zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt ausgestaltet sein. Darüber hinaus kann das Versteifungselement auch als entsprechende Versteifungsrippe oder -vertiefung ausgestaltet sein.
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Gemäss einer weiteren Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung kann das Abstützelement in Form einer gebogenen Kontur ausgestaltet sein, wobei sich jeweils ein freies Ende des Abstützelementes in Richtung eines Statorendes erstreckt. Durch diese besondere Ausgestaltungsform des Abstützelements kann eine Stresskonzentration in der Schnittstelle zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt effektiv vermieden werden.
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Um dem Endblechelement eine besonders hohe Widerstandskraft und eine höhere Festigkeit gegen die relativ hohen Kräfte des Wickelprozesses, insbesondere des Drahtzuges, zu geben, kann das Endblechelement aus einem höherfesten Werkstoff gebildet sein.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmässigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemässen Stators mit einem Statorpaket sowie einem Endblechelement; und
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2 eine perspektivische Ansicht eines Endblechelements samt Abstützelementen.
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Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
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1 zeigt einen Stator 1 für eine elektrodynamische Maschine, insbesondere für einen Elektromotor.
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Der Stator 1 besteht im Wesentlichen aus einem Statorpaket 10, einer (nicht gezeigten) Stegisolation und einem Endblechelement 40.
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Das Statorpaket 10 setzt sich aus mehreren einzelnen Blechringen 20 zusammen, welche miteinander fest verbunden sind, wodurch dem Stator 1 sowie dem Statorpaket 10 eine im Wesentlichen zylindrische Form gegeben wird. Des Weiteren weist das Statorpaket 10 eine Aussenfläche 12, eine Innenfläche 14 sowie ein erstes Statorende 16 und ein zweites Statorende 18 auf.
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Die einzelnen Blechringe 20 weisen eine sechseckige Form auf, wobei die jeweiligen Ecken an der Innen- und Aussenseite des Blechringes 20 abgerundet sind. Die Blechringe 20 enthalten ausserdem sechs Stegelemente 22 welche gleichmässig verteilen an der Innenseite der Blechringe 20 angeordnet sind und sich radial zu dem Inneren des Blechringes 20 erstrecken. Wenn die einzelnen Blechringe 20 zu dem Statorpaket verbunden sind, bilden die einzelnen Stegelemente zusammen sechs durchgehende Stege 24, welche sich entlang der Innenfläche 14 des Statorpakets 10 über dessen gesamte Länge des Statorpakets 10 erstrecken.
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Durch die sechseckige Form der Blechringe 20 erhält das Statorpaket 10 die Form eines zylindrischen sechseckigen Rohrs mit einer zentralen Durchgangsöffnung.
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Die (nicht gezeigte) Stegisolation ist ebenfalls in Form eines zylindrischen sechseckigen Rohrs mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende, einer Innenfläche und einer Aussenfläche. An der Innenfläche weist die Stegisolation sechs gleichmässig verteilte Wickelstützelemente auf, welche sich radial zu dem Inneren der Stegisolation erstrecken. Die Wickelstützelemente umschliessen die Stege 24 des Statorpakets 10 und weisen einen länglichen Grundkörper mit einer Trägerplatte auf. Jedes Wickelstützelement wird jeweils mit einem nicht gezeigten Draht (z.B. Kupferdraht) zu einer Statorspule umwickelt. Der nicht gezeigte Draht wird dabei mehrmals um den länglichen Grundkörper und unterhalb der Trägerplatte des Wickelstützelementes gewickelt.
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Wie in 2 gezeigt, entspricht das Endblechelement 40 im Wesentlichen der Form eines Blechringes 20 mit einem durchgängigen sechseckigen Ring 42, der mit einer Innenseite 44 und einer Aussenseite 46 ausgebildet ist. Die jeweiligen Ecken 48 des Endblechelements 40 sind dabei sowohl an der Innenseite 44 als auch an der Aussenseite 46 abgerundet. Das Endblechelement 40 enthält wiederum sechs einzelne Abstützelemente 50, welche gleichmässig verteilt zwischen den Ecken 48 an der Innenseite 44 des Rings 42 angeordnet sind und sich radial zum Inneren des sechseckigen Rings 42 erstrecken. Die Abstützelemente 50 bestehen wiederum aus einem ersten Abschnitt 60 und einem zweiten Abschnitt 70. Der erste Abschnitt 60 erstreckt sich dabei in derselben Ebene wie der Ring 42. Der zweite Abschnitt 70 verläuft in einem rechten Winkel zu dem ersten Abschnitt 60 und weist dabei in Richtung eines Stirnendes 16 des Statorpakets 10.
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Das Endblechelement 40 ist teilweise integraler Bestandteil der (nicht gezeigten) Stegisolation. Wie in 1 gezeigt ist das Endblechelement 40 an der ersten Stirnseite 16 des Statorpakets 10 positioniert. Der erste Abschnitt 60 eines jeden der sechs Abstützelemente 50 ist dabei an der Stirnseite eines Stegs 24 angebracht. Der zweite Abschnitt 70 der sechs Abstützelemente 50 erstreckt sich in Richtung des ersten Statorendes 16.
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Wie bereits vorstehend beschrieben umschliesst jede der sechs (nicht gezeigten) Wickelstützelemente der (ebenfalls nicht gezeigten) Stegisolation jeweils einen der Stege 24 des Statorpakets 10. Um jede der sechs Wickelstützelemente wird jeweils ein (nicht gezeigter) Draht für eine Spulenwicklung gewickelt. Der erste Abschnitt 60 der sechs Abstützelemente 50 des Endblechelements 40 befindet sich damit zwischen der Stirnseite der Stege 24 des Statorpakets 10 und den Wickelstützelementen der Stegisolation. Hierdurch stützt der erste Abschnitt 60 der Abstützelemente 50 die Stege 24 gegen die axial wirkenden Kräfte, welche durch den Drahtzug der Wicklung erzeugt werden.
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Der zweite Abschnitt 70 der Abstützelemente 50 ist in das vordere Ende (d.h. welches sich in Richtung ersten Statorendes 16 befindet) der Trägerplatte der Wickelstützelemente integriert, um hierdurch die Enden dieser Trägerplatte gegen die radial wirkenden Kräfte des Drahtzuges der Wicklung zu stützen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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