DE102016004903A1

DE102016004903A1 - Stator mit Lackzufuhrdurchgang und Motor

Info

Publication number: DE102016004903A1
Application number: DE102016004903.0A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kinoshita
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2016-11-03
Also published as: JP2016213928A; CN205725191U; CN106100159A; US20160322879A1

Abstract

Eine Mehrzahl von Stator-Zähnen ist in einem inneren Umfangsbereich eines Stators ausgeformt. Ausnehmungen sind so ausgeformt, dass sie sich von den Spitzen der Stator-Zähne zu deren Basisabschnitten erstrecken. Spulen liegen in den Ausnehmungen frei.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Stator, bei dem um Zähne des Stators gewickelte Windungen mit Lack imprägniert sind, sowie einen Motor mit einem solchen Stator.
2. Zum Stand der Technik
Im Allgemeinen ist ein Drehmotor mit einem Rotor versehen, der um eine Mittelachse dreht, und mit einem zylindrischen Stator, welcher mit einer drehenden Magnetkraft auf den Rotor wirkt. Der Stator ist auf seiner inneren Umfangsfläche mit einer Mehrzahl von Zähnen versehen, welche in Richtung auf die Mittelachse vorstehen und welche in Umfangsrichtung des Stators aufeinanderfolgend angeordnet sind. Jeder der Zähne erstreckt sich längs der Axialrichtung des Stators. Draht (ein Leiter) ist um jeden Zahn gewickelt. Ein solcher Zahn bzw. Zahnbereich wird als ”Stator-Zahnabschnitt” oder als ”Statorkern” bezeichnet. Alle um die Zähne gewickelten Drähte werden als ”Spule” bezeichnet und ein gewundener Draht wird als ”Windung” bezeichnet.
Um bei einem solchen Drehmotor die Isolationseigenschaften, die Hitzebeständigkeit und die Festigkeit des Stators zu verbessern, wird herkömmlicherweise ein Lack auf die um die Stator-Zähne gewickelten Spulen aufgebracht, um die Bereiche zwischen den Windungen mit dem Lack zu imprägnieren.
Beispielsweise beschreibt die offengelegte japanische Patentanmeldung 2006-6054 ein Verfahren zum Verteilen von Lack über die Spulen durch Aufbringen des Lackes auf die Spulenenden im Bereich beider Enden der Stator-Zähne in Längsrichtung (was der Einfachheit halber als ”beide Enden der Stator-Zähne” bezeichnet werden soll).
Die offengelegte japanische Patentanmeldung H06-327203 beschreibt ein Verfahren zum Imprägnieren der Spulenenden im Bereich beider Enden der Stator-Zähne und auch in zentralen Abschnitten der Stator-Zähne mit Lack, wobei der Lack auf die Spulen aufgebracht wird.
Angemerkt sei, dass der Begriff ”Spulenenden” diejenigen Abschnitte der um die Stator-Zähne gewickelten Spulen meint, welche an beiden Enden der Stator-Zähne vorstehen. Beim Lack-Aufbringungsverfahren gemäß der japanischen Patentveröffentlichung 2006-6054 vermindert sich mit größerer Gesamtlänge des Stators die Lackverteilung über diejenigen Spulenbereiche, die zwischen den beiden Enden der Stator-Zähne liegen. Im Ergebnis können sich deshalb Probleme dahingehend ergeben, dass Statoren erzeugt werden, deren Spulen nicht hinreichend mit Lack imprägniert sind.
Solche Probleme sollen nachfolgend mit Blick auf die Figuren näher erläutert werden. 5A zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Stator gemäß dem obigen Stand der Technik, bei dem die Spulen mit aufgebrachtem Lack imprägniert sind. 5B ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in 5A.
Wie aus den Figuren zu erkennen ist, ist der zylindrische Stator 100 auf seiner inneren Umfangsfläche mit einer Vielzahl von Stator-Zähnen 101 versehen, welche aufeinanderfolgend in Umfangsrichtung des Stators 10 ausgeformt sind. Jeder der Stator-Zähne 101 bildet einen Vorsprung, welcher von der inneren Umfangsfläche des Stators 100 in Richtung auf einen Hohlraum 100a vorsteht und sich entlang der Axialrichtung des Stators 100 erstreckt. Eine Spule 102 ist um jeden der Stator-Zähne 101 gewickelt.
Gemäß 5A sind Gehäuse 103 und 104 an beiden Enden des Stators 100 in Richtung der Mittelachse X angebracht. Wird Lack auf die Spulen 102 aufgebracht, wird der Stator 100 so angeordnet, das sich die Mittelachse X in horizontaler Richtung erstreckt und der Stator 100 wird so abgestützt, dass er um die Mittelachse X dreht. Wie 5A zeigt, werden zwei Düsen 105 in den Hohlraum 100a des Stators 100 durch Öffnungen in den Gehäusen 103 und 104 eingeführt und danach wird Lack aus den Düsen 105 auf die Spulen 102 aufgetropft. Beim Auftropfen des Lackes wird der Stator 100 um die Mittelachse X gedreht. Der Lack wird auf die Spulenenden 102a aufgetropft, welche an beiden Enden der Stator-Zähne 101 angeordnet sind. Damit wird es für den Lack schwierig, die Spulenabschnitte zu erreichen, welche zwischen den Enden des Stators 100 in Axialrichtung von den Spulenenden 102a beabstandet liegen (in 5A mit ”P” gekennzeichnet), wenn die Gesamtlänge des Stators 100 in Richtung seiner Mittelachse X größer wird.
Auch tritt beim Lack-Auftropfverfahren entsprechend der japanischen Patentveröffentlichung H06-327203 das folgende Problem auf: Bei diesem Verfahren wird Lack auf die Endspitzen 101a der Stator-Zähne 101 aufgetropft, welche entsprechend 5A dem Hohlraum 100a des Stators 100 zugekehrt sind. Dabei erstreckt sich der Weg, auf dem der aufgetropfte Lack die Spulen 102 erreicht, nur von den Endspitzen 101a der Stator-Zähne 101 zu den Lücken S zwischen benachbarten Stator-Zähnen 101. Die Lücken S zwischen benachbarten Stator-Zähnen 101 sind aber sehr eng, wie in 5B zu erkennen ist, und der Lack neigt dann dazu, nicht in die Lücken S einzudringen. Auch ist die Lackmenge, welche in die Lücken S zwischen benachbarten Stator-Zähnen 101 eindringt, klein und es ist unwahrscheinlich, dass Lack diejenigen Spulenabschnitte erreicht, welche tief im Inneren der Lücken zwischen benachbarten Stator-Zähnen 101 liegen. Deshalb besteht beim Lack-Aufbringverfahren gemäß der japanischen Patentveröffentlichung H06-327203 ein Problem, dass Statoren erzeugt werden können, deren Spulen nicht hinreichend mit Lack imprägniert sind.
Wenn zur Überwindung der Probleme beim Lack-Aufbringen gemäß der japanischen Patentveröffentlichung 2006-6054 und der japanischen Patentveröffentlichung H06-327203 größere Lackmengen aufgebracht werden, können zusätzliche Nachteile dahingehend entstehen, dass die erforderliche Zeit zum Imprägnieren der Spulen mit Lack anwächst und der Lackverbrauch ansteigt. Überschüssiger Lack fließt aus dem Stator nach außen ab und damit können umgebende Abschnitte des Stators mit dem Lack verunreinigt werden.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht einen Stator, der so eingerichtet ist, dass die Spulen hinreichend mit Lack imprägniert sind, sowie einen Motor mit einem solchen Stator.
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung wird ein Stator für einen Motor bereitgestellt mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, wobei der Stator eine Mehrzahl von Zähnen aufweist, die auf der ersten Seite angeordnet sind, und um die Zähne gewickelte Spulen, wobei der Stator mit zu einem Lackzufuhrdurchgang darin versehen ist zur Zufuhr von Lack zu den Spulen durch die Innenseite der Zähne.
Gemäß einer zweiten Variante der Erfindung ist bei einem Stator gemäß der ersten Variante der Lackzufuhrdurchgang durch Ausnehmungen geformt, die sich von den Spitzen der Zähne zu deren Basis erstrecken, so dass die Spulen in den Ausnehmungen freiliegen.
Gemäß einer dritten Variante der Erfindung ist bei einem Stator gemäß der ersten Variante der Lackzufuhrdurchgang durch eine Ausnehmung in der zweiten Seite so geformt, dass die Spulen in der Ausnehmung freiliegen.
Entsprechend einer vierten Variante der Erfindung sind bei einem Stator gemäß insbesondere der zweiten oder dritten Variante Ausnehmungen in einem mittleren Abschnitt zwischen beiden Enden der Zähne in Längsrichtung angeordnet.
Gemäß einer fünften Variante der Erfindung hat bei einem Stator insbesondere gemäß der ersten Variante der Lackzufuhrdurchgang eine Ausnehmung auf entweder der ersten oder der zweiten Seite und Kommunikationslöcher, durch welche der Lack strömt und die an die Ausnehmung angeschlossen sind und sich durch die Zähne erstrecken, wobei beide Enden der Kommunikationslöcher nahe den Spulen angeordnet sind.
Gemäß einer sechsten Variante der Erfindung sind bei einem Stator insbesondere gemäß der fünften Variante die Ausnehmung und die Kommunikationslöcher in mittleren Abschnitten in Längsrichtung zwischen beiden Enden der Zähne angeordnet.
Gemäß einer siebten Variante der Erfindung ist der Stator gemäß insbesondere einer der ersten bis sechsten Varianten zylinderförmig, wobei die erste Seite durch den inneren Umfang oder den äußeren Umfang des zylinderförmigen Stators definiert ist, und die Mehrzahl von Zähnen aufeinanderfolgend in Umfangsrichtung des zylinderförmigen Stators angeordnet sind.
Gemäß einer achten Variante der Erfindung wird ein Motor bereitgestellt mit einem Stator gemäß einer der ersten bis siebten Varianten.
Die obigen Ziele, Merkmale und Vorteile sowie weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung repräsentativer Ausführungsbeispiele mit Darstellung in den Figuren.
Kurzbeschreibung der Figuren
1A ist ein schematischer Schnitt durch einen Stator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Lack auf eine Spule aufgebracht, insbesondere aufgetropft, wird, um diese mit dem Lack zu imprägnieren.
1B ist ein Schnitt durch den Stator entlang der Linie B-B in 1A.
1C ist eine Teilansicht des inneren Umfangs des Stators gemäß 1B.
2 ist ein schematischer Schnitt eines Motors, bei dem die Erfindung beispielhaft eingesetzt ist.
3A ist ein schematischer Schnitt eines Stators gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Lack auf eine Spule aufgebracht wird, um diese mit dem Lack zu imprägnieren.
3B ist ein Schnitt durch den Stator entlang der Linie C-C in 3A.
3C ist eine Teilansicht der inneren Umfangsfläche des Stators gemäß 3B.
4A ist ein schematischer Schnitt durch einen Stator gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Lack auf eine Spule aufgebracht wird, um diese mit dem Lack zu imprägnieren.
4B ist ein Schnitt durch den Stator entlang der Linie D-D in 4A.
4C ist eine Teilansicht der inneren Umfangsfläche des Stators gemäß 4B.
5A ist ein schematischer Schnitt durch einen herkömmlichen Stator, bei dem Lack auf eine Spule aufgebracht wird, um diese mit dem Lack zu imprägnieren.
5B ist ein Schnitt durch den Stator gemäß 5A entlang der Linie A-A.
Beschreibung der Erfindung mit Einzelheiten
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben. In den Figuren sind gleichen oder einander entsprechenden Komponenten die gleichen Bezugszeichen zugeordnet. Zur Erleichterung des Verständnisses sind die Skalierungen der Figuren passend abgeändert. Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Stator für einen Drehmotor und sind insoweit beispielhaft, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
1A zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Stator gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Erläuterung eines Verfahrens für die Imprägnierung der Spule mit Lack, welcher auf die Spule getröpfelt wird. 1B ist ein Schnitt durch den Stator entlang der Linie B-B in 1A. 1C zeigt schematisch einen Abschnitt der inneren Umfangsfläche des Stators gemäß 1B.
Entsprechend den 1A bis 1C hat der Stator 1 beim ersten Ausführungsbeispiel Stator-Zähne 2 und Spulen 3, die um die Stator-Zähne 2 gewickelt sind. Der Stator 1 ist an in Richtung der Mittelachse X gegenüberliegenden Enden mit Gehäusen 4 und 5 versehen, die entsprechend 1A an den Enden angebracht sind. Der Stator 1 ist aus einer Vielzahl elektromagnetischer Stahlplatten hergestellt, welche in Richtung der Mittelachse X geschichtet sind.
Insbesondere ist entsprechend 1A der zylinderförmige Stator 1 auf seiner inneren Umfangsfläche mit einer Vielzahl von Stator-Zähnen 2 versehen. Jeder der langgestreckten Stator-Zähne 2 hat die Form eines Vorsprunges, welcher sich von der inneren Umfangsfläche des Stators 1 in Richtung auf einen Hohlraum 1a erstreckt. Jeder Stator-Zahn 2 ist langgestreckt in Richtung der Mittelachse X des Stators 1. Entsprechend 1B sind die Vielzahl von Stator-Zähnen 2 aufeinanderfolgend gemäß einem vorgegebenen Abstand in Umfangsrichtung des Stators 1 angeordnet. Eine Spule 3 ist entsprechend 1C um jeden der Stator-Zähne 2 gewickelt. Die Spulen 3 sind mit Lack imprägniert zur Verbesserung ihrer Isolationseigenschaften, der Hitzebeständigkeit und der Festigkeit des Stators 1, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
Bei der vorliegenden Erfindung sind, wie aus den 1A bis 1C ersichtlich ist, die Spitzen 2a der Stator-Zähne 2 jeweils mit einer Ausnehmung (Vertiefung) 2b versehen. Die ”Spitzen 2a der Stator-Zähne 2” betreffen die vorderen Stirnflächen der Stator-Zähne 2, welche dem Hohlraum 1a des Stators 1 zugekehrt sind.
Die Ausnehmungen 2b sind, in Richtung der Mittelachse X gesehen, in einem mittleren Bereich zwischen beiden Enden der Stator-Zähne 2 angeordnet. Die Ausnehmungen 2b sind radial auswärts vom Innenumfang des Stators 1 ausgehend ausgeformt, wie 1B zeigt. Die Ausnehmungen 2b sind also in Richtung auf die Basis 2c der Stator-Zähne 2, von den Spitzen 2a der Stator-Zähne 2 ausgehend, vertieft. Insbesondere sind die Ausnehmungen 2b so geformt, dass die Spulen 3 in den Ausnehmungen 2b freiliegen, wie in 1C zu erkennen ist. Wenn somit Lack in die Ausnehmungen 2b an den Spitzen 2a der Stator-Zähne 2 entsprechend 3A eingeträufelt bzw. eingebracht wird, wird der Lack direkt den Spulen 3 durch die Innenseite der Stator-Zähne 2 zugeführt. Somit bilden die Ausnehmungen 2b Lackzufuhrdurchgänge.
Das Verfahren zum Imprägnieren der Spulen 3 des Stators 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nunmehr näher beschrieben.
Entsprechend 1A wird der Stator 1 so angeordnet, dass die Mittelachse X des Stators 1 sich in horizontaler Richtung erstreckt und der Stator 1 wird so abgestützt, dass er um die Mittelachse X dreht. Zwei Düsen 6 werden in den Hohlraum 1a des Stators 1 durch Öffnungen in den Gehäusen 4 und 5 eingeführt, um so Lack auf die Spulenenden 3a aufzubringen, insbesondere aufzutropfen, welche an beiden Enden der Stator-Zähne 2 angeordnet sind. Um Lack in die Ausnehmungen 2b an den Spitzen 2a der Stator-Zähne 2 einzubringen, insbesondere einzutröpfeln, ist eine weitere Düse 7 im Hohlraum 1a des Stators 1 platziert. Lack wird aus den beiden Düsen 6 und der zusätzlichen Düse 7 aufgebracht, insbesondere aufgesprüht oder aufgetröpfelt. Während der Lack auf diese Weise zum Beispiel aufgetröpfelt wird, wird der Stator 1 um die Achse X gedreht.
Der auf die Spulenenden 3a aufgebrachte Lack bewegt sich in auch mehr mittig liegende Bereiche zwischen den gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2 aufgrund der Kapillarkräfte zwischen benachbarten Windungen der Spule 3. In die Ausnehmungen 2b eingebrachter Lack wird dort gehalten, so dass Spulenabschnitte, welche in den Ausnehmungen 2b freiliegen, direkt mit dem Lack imprägniert werden. Es wird also Lack Spulenabschnitten direkt zugeführt, die nicht die Spulenenden 3a sind, ohne Behinderung durch die Spitzen 2a der Stator-Zähne 2. Somit ist es auch dann, wenn die Gesamtlänge des Stators 1 in Richtung der Mittelachse X groß ist, möglich, die gesamten Spulen 3 mit Lack zu imprägnieren. Entsprechend 1A sind die Ausnehmungen 2b insbesondere in Zwischenbereichen zwischen gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2 in Axialrichtung angeordnet. Damit ist es durch Aufbringen von Lack auf die Spulenenden 3a und in die Ausnehmungen 2b möglich, die Spulen 3 in Richtung der Mittelachse X des Stators gleichförmig und effektiv mit dem Lack zu imprägnieren.
Die Ausnehmungen 2b vertiefen sich in Richtung auf die Basisbereiche 2c der Stator-Zähne 2, ausgehend von den Spitzen 2a der Stator-Zähne 2. Damit kann der Lack in den Ausnehmungen 2b ungehindert die Bereiche der Spulen erreichen, welche an den Basisabschnitten 2c der Stator-Zähne 2 liegen.
Wie sich aus dem Obigen ergibt, kann beim ersten Ausführungsbeispiel die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Stators 1 mit unzureichend mit Lack imprägnierten Spulen 3 im Vergleich zum Stand der Technik nach den 5A und 5B reduziert werden. Die für die Imprägnierung der Spulen 3 mit Lack erforderliche Zeit kann reduziert werden und auch die Menge an eingesetztem Lack. Somit wird die Produktivität bei der Motorherstellung verbessert.
Die Ausnehmungen 2b können auch in Bereichen ausgeformt sein, die verschieden sind von mittleren Bereichen zwischen gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2. Insbesondere kann eine Mehrzahl von Ausnehmungen 2b an den äußeren Enden 2a der Stator-Zähne 2 ausgeformt sein.
Beim ersten Ausführungsbeispiel sind gemäß 1B die mehreren Ausnehmungen 2b nacheinander über den gesamten inneren Umfang des Stators 1 verteilt und jeweils an der gleichen Stelle in Richtung der Mittelachse des Stators 1 positioniert. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann zumindest eine Ausnehmung 2b in Bezug auf die anderen Ausnehmungen 2b in Richtung der Mittelachse versetzt sein und dies kann bei einem Teil oder einer Mehrzahl von Bereichen am inneren Umfang des Stators 1 der Fall sein.
Die Tiefe der Ausnehmung 2b muss nicht notwendigerweise bei allen Stator-Zähnen 2 gleich sein. Auch kann die innere Abmessung der Ausnehmung 2b passend modifiziert sein.
Nunmehr wird ein Motor mit einem Stator 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
2 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Motor, bei dem die Erfindung beispielhaft eingesetzt ist. Insbesondere zeigt 2 einen Schnitt eines Motors entsprechend 1A entlang der Linie B-B.
Der Motor 10 ist ein Drehmotor mit einem Rotor 11, der um die Mittelachse rotiert, und mit einem zylindrischen Stator 1, welcher eine magnetische drehende Kraft auf den Rotor 11 ausübt. Bei dem Motor 10 nach 2 sind die Spulen 3 um die Stator-Zähne 2 mit Lack imprägniert, der in die Ausnehmungen 2b eingeführt wurde.
Der Einsatz der Erfindung bei einem Drehmotor ist nicht auf das in den 1A bis 1C gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise kann der Drehmotor einen ringförmigen Rotor aufweisen und einen Stator, der in einem Hohlraum des Rotors angeordnet ist, wobei der Stator an seinem äußeren Umfang mit einer Vielzahl von Zähnen versehen ist, welche in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
Zwar zeigt 2 einen beispielhaften Drehmotor, jedoch ist der Typ des Motors, bei dem ein Stator gemäß der Erfindung einsetzbar ist, nicht darauf beschränkt. Der Stator gemäß der Erfindung kann auch bei einem Linearmotor eingesetzt werden. Sind beispielsweise Spulen um Stator-Zähne eines Linearmotors gewickelt, sind die Ausnehmungen 2b vorzugsweise in den Spitzen 2a der Stator-Zähne 2 so angeordnet, dass die Spulen 3 entsprechend 1C freiliegen.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Ein zweites Ausführungsbeispiel soll nunmehr beschrieben werden. Dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen und insoweit erübrigt sich eine wiederholte Beschreibung. Hauptsächlich der Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel soll näher beschrieben werden.
3A zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Stator gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel um zu veranschaulichen, wie Spulen mit aufgetröpfeltem Lack imprägniert werden. 3B ist ein Schnitt durch den Stator entlang der Linie C-C in 3A und 3C ist eine schematische Ansicht eines Teils des äußeren Umfangs des Stators gemäß 3B.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist eine kerbenartige Ausnehmung 1b im äußeren Umfang des Stators 1 ausgeformt, wie in den 3A bis 3C zu erkennen ist. Die Ausnehmung 1b ist in einem Zwischenbereich zwischen den Enden der Stator-Zähne 2 in Richtung der Mittelachse X entsprechend 3A angeordnet. Die Ausnehmung 1b erstreckt sich im äußeren Umfang des Stators 1 in radialer Richtung, wie in 3B dargestellt ist. Insbesondere ist die Ausnehmung 1b so gestaltet, dass die Spulenabschnitte auf der äußeren Umfangsseite des Stators 1 in der Ausnehmung 1b freiliegen, wie aus 3C ersichtlich ist. Dementsprechend ist es möglich, gemäß 3A die Spulen 3 mit Lack durch die Innenseite der Stator-Zähne 2 durch direkte Aufbringung des Lackes in die Ausnehmung 1b im Außenumfang des Stators 1 zu imprägnieren. Somit bildet die Ausnehmung 1b einen Lackzufuhrdurchgang. Ansonsten entspricht der Aufbau dem des ersten Ausführungsbeispiels.
Nunmehr wird das Verfahren zum Imprägnieren der Spulen 3 des Stators 1 beim zweiten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Entsprechend 3A wird der Stator 1 so angeordnet, dass seine Mittelachse X sich in horizontaler Richtung erstreckt und der Stator 1 wird so abgestützt, dass er um die Mittelachse X dreht. Zwei Düsen 6 werden in den Hohlraum 1a des Stators 1 über Öffnungen in den Gehäusen 4 und 5 eingeführt, um Lack auf die Spulenenden 3a an beiden Enden der Stator-Zähne 2 aufzubringen. Weiterhin ist eine zusätzliche Düse 7 außerhalb des Stators 1 so angeordnet, dass Lack in die Ausnehmung 1b im Außenumfang des Stators 1 eingebracht wird. Lack wird über die zwei Düsen 6 und die zusätzliche Düse 7 zugeführt. Bei Aufbringung des Lackes wird der Stator 1 um die Mittelachse X gedreht.
Der auf jedes Spulenende 3a aufgebrachte Lack bewegt sich von dort zu Spulenabschnitten, die weiter innen in Bezug auf die gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2 liegen, wobei Kapillarkräfte zwischen benachbarten Windungen der Spulen 3 unterstützend wirken.
In die Ausnehmung 1b eingebrachter Lack bleibt dort, so dass Spulenabschnitte, welche in der Ausnehmung 1b freiliegen, direkt mit dem Lack imprägniert werden. Das heißt, Lack kann direkt Spulenabschnitten zugeführt werden, die verschieden sind von den Spulenenden 3a. Deshalb ist es auch bei großer Gesamtlänge des Stators 1 in Richtung seiner Mittelachse X möglich, die Spulen 3 in ihrer Gesamtheit hinreichend mit Lack zu imprägnieren. Wie in 3A gezeigt ist, ist die Ausnehmung 1b in einem Zwischenbereich zwischen gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2, in Richtung der Mittelachse X gesehen, angeordnet. Damit ist es möglich, durch Aufbringung von Lack auf die Spulenenden 3a und in die Ausnehmung 1b, die Spulen 3 in Richtung der Mittelachse X des Stators 1 gleichförmig und zuverlässig mit dem Lack zu imprägnieren.
Aus Vorstehendem ergibt sich, dass auch mit dem zweiten Ausführungsbeispiel die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Statoren 1, deren Spulen 3 nicht hinreichend mit Lack imprägniert sind, im Vergleich zum Stand der Technik nach den 5A und 5B reduziert werden kann. Weiterhin ist die zum Imprägnieren der Spulen 3 mit Lack erforderliche Zeit und auch die Lackmenge im Vergleich zum Stand der Technik reduziert. Dementsprechend kann die Produktivität bei der Motorherstellung verbessert werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt sich durch die Ausformung der Ausnehmung 1b im äußeren Umfang des Stators 1 ein weiterer Vorteil dahingehend, dass es nicht erforderlich ist, die zwei Düsen 6 und die zusätzliche Düse 7 zum Aufbringen von Lack in dem Hohlraum 1a des Stators 1 unterzubringen, im Vergleich zum ersten Ausführungsbeispiel. Damit kann die Erfindung auch bei kleinen Statoren 1 eingesetzt werden.
Eine zusätzliche Ausnehmung oder zusätzliche Ausnehmungen 1b können in Abschnitten, die vom Mittelabschnitt zwischen gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2 verschieden sind, ausgeformt werden. Insbesondere können mehrere Ausnehmungen 1b in dem äußeren Umfangsbereich des Stators 1 ausgeformt werden.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 3B erstreckt sich die kerbenförmige Ausnehmung 1b über den gesamten äußeren Umfang des Stators 1 an gleicher Stelle in Bezug auf die Mittelachsenrichtung des Stators 1. Die Erfindung ist jedoch auf diese Ausführungsform nicht beschränkt. Beispielsweise kann die kerbenförmige Ausnehmung 1b in Ausnehmungen unterteilt werden, die in Zentralachsenrichtung in mehreren Abschnitten über den gesamten Umfang des Stators 1 wechselseitig versetzt sind.
Die Tiefe der Ausnehmungen 1b muss nicht notwendigerweise in allen Stator-Zahn-Abschnitten identisch sein. Beim Ausführungsbeispiel nach 3B liegt die Bodenfläche der Ausnehmung 1b in einem konstanten Abstand zu den Basisabschnitten 2c der Stator-Zähne 2, jedoch können die Abstände variieren.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Nunmehr wird ein drittes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechende Komponenten tragen die gleichen Bezugszeichen und insoweit wird die Beschreibung nicht wiederholt. Das Augenmerk liegt auf Unterschieden zum ersten Ausführungsbeispiel.
4A zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Stator gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zur Erläuterung, wie Spulen mit Lack imprägniert werden, welcher auf die Spulen aufgebracht, insbesondere getröpfelt wird. 4B zeigt einen Schnitt durch den Stator entlang der Linie D-D in 4A und 4C zeigt schematisch eine Ansicht auf einen Abschnitt im inneren Umfangsbereich des Stators gemäß 4B.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist in jedem der Stator-Zähne 2 entsprechend den 4A bis 4C ein Verbindungsloch 2d ausgeformt, durch welches Lack zugeführt wird. Weiterhin ist zumindest eine Ausnehmung 1c in dem äußeren Umfangsabschnitt des Stators 1 ausgeformt und an eines oder mehrere der Verbindungslöcher 2d wahlweise zu bestimmender Stator-Zähne 2 angeschlossen. Mit dieser Anordnung kann Lack über die Ausnehmung 1c in die Verbindungslöcher 2d zugeführt werden.
Die Verbindungslöcher 2d sind in mittleren Abschnitten zwischen beiden Enden der Stator-Zähne 2 in Richtung der Mittelachse X angeordnet, wie in 4A zu erkennen ist. 4B zeigt, dass die Vielzahl von Verbindungslöchern 2d sich durch die jeweiligen Stator-Zähne 2 so erstrecken, dass die Verbindungslöcher 2d nacheinander in Umfangsrichtung des Stators fluchtend angeordnet sind. Gegenüberliegende Enden eines jeden Verbindungsloches 2d sind nahe den Spulen 3 angeordnet, wie 4C zeigt. Wenn deshalb Lack in die Ausnehmung 1c im äußeren Umfang des Stators 1 eingebracht wird, wird der Lack direkt über die Verbindungslöcher 2d in den Stator-Zähnen 2 den Spulen 3 zugeführt, wie 4A zeigt. Somit bilden die Verbindungslöcher 2d und die Ausnehmung 1c einen Lackzufuhrdurchgang. Ansonsten entspricht der Aufbau dem des ersten Ausführungsbeispieles.
Nunmehr wird das Verfahren zum Imprägnieren der Spulen 3 des Stators 1 beim dritten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Entsprechend 4A wird der Stator 1 so angeordnet, dass sich seine Mittelachse X in horizontaler Richtung erstreckt und der Stator 1 wird so abgestützt, dass er um die Mittelachse X dreht. Zwei Düsen 6 werden in den Hohlraum 1a des Stators 1 über Öffnungen in den Gehäusen 4 und 5 eingeführt, um Lack auf die Spulenenden 3a an beiden Enden der Stator-Zähne 2 aufzubringen, insbesondere aufzutröpfeln. Eine zusätzliche Düse 7 ist außerhalb des Stators 1 so angeordnet, dass Lack in die Ausnehmung 1c im äußeren Umfang des Stators 1 eingebracht, insbesondere eingetröpfelt wird. Lack wird aus den beiden Düsen 6 und der zusätzlichen Düse 7 aufgebracht, insbesondere ausgetröpfelt. Beim Aufbringen des Lackes wird der Stator 1 um seine Mittelachse X gedreht.
Auf jedes der Spulenenden 3a aufgebrachter Lack bewegt sich von dort in weiter in der Mitte gelegene Abschnitte zwischen den gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2, insbesondere aufgrund von Kapillarkräften zwischen benachbarten Windungen der Spulen 3. In die Ausnehmung 1c eingebrachter Lack wird über die Verbindungslöcher 2d direkt den Spulen 3 zugeführt, um diese zu imprägnieren. Damit kann der Lack direkt den von den Spulenenden 3a verschiedenen Spulenabschnitten zugeführt werden. Auch wenn die Gesamtlänge des Stators 1 in Richtung der Mittelachse X lang ist, ist es möglich, die Spulen 3 über ihre gesamte Länge zuverlässig mit Lack zu imprägnieren. Wie 4A zeigt, sind die Ausnehmung 1c und die Verbindungslöcher 2d in Abschnitten zwischen gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne 2, in Richtung der Mittelachse X gesehen, angeordnet. Wenn mit dieser Anordnung lack auf die Spulenenden 3a und in die Ausnehmung 1c eingebracht wird, ist es möglich, die Spulen 3 in Richtung der Mittelachse X des Stators 1 gleichmäßig und wirksam mit dem Lack zu imprägnieren.
Wie sich aus Vorstehendem ergibt, kann mit dem dritten Ausführungsbeispiel auch die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass Statoren 1 erzeugt werden, deren Spulen 3 nicht hinreichend mit Lack imprägniert sind, im Vergleich mit dem Stand der Technik gemäß 5A und 5B. Auch sind die Zeit zum Imprägnieren der Spulen 3 und die Lackmenge im Vergleich zum Stand der Technik reduziert. Damit kann auch mit dem dritten Ausführungsbeispiel die Produktivität bei der Motorherstellung verbessert werden.
Beim dritten Ausführungsbeispiel sind die Verbindungslöcher 2d, in denen Lack strömt, in den Stator-Zähnen 2 ausgeformt und die Ausnehmung 1c ist im äußeren Umfang des Stators 1 ausgeformt, wobei die Verbindungslöcher 2d mit der Ausnehmung 1c kommunizieren. Mit dieser Anordnung hat das dritten Ausführungsbeispiel einen Vorteil dahingehend, dass es nicht erforderlich ist, eine Ausnehmung auszuformen, die sich über den gesamten Innen- oder Außenumfang des Stators 1 erstreckt, im Vergleich zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel.
Andererseits können eine oder mehrere zusätzliche Ausnehmungen 1c und Kommunikationslöcher 2d in Bereichen ausgeformt sein, die verschieden sind von mittleren Abschnitten des Stators 1. Es ist erforderlich, dass eine Ausnehmung 1c für zumindest eines der Verbindungslöcher 2d vorgesehen ist, jedoch können auch mehrere Ausnehmungen 1c im äußeren Umfang des Stators 1 ausgeformt sein.
Beim dritten Ausführungsbeispiel ist entsprechend 4B die Ausnehmung 1c im äußeren Umfangsbereich des Stators 1 ausgeformt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Ausnehmung 1c, in welche Lack eingeführt wird, im inneren Umfangsbereich des Stators 1 ausgeformt sein und vorzugsweise in den Spitzen der Stator-Zähne 2 mit Verbindung zu den Verbindungslöchern 2d.
Weiterhin sind beim dritten Ausführungsbeispiel nach 4B die mehreren Verbindungslöcher 2d aufeinanderfolgend so geformt, dass sie sich über den gesamten Umfang des Stators 1 erstrecken, und sie sind an der gleichen Stelle in Bezug auf die Axialrichtung des Stators 1 positioniert. Jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann zumindest eines der Verbindungslöcher 2d in Bezug auf die anderen Verbindungslöcher in Richtung der Mittelachse in einem Teil oder mehreren Abschnitten des Umfanges des Stators 1 versetzt sein.
Im Beispiel gemäß 4B sind die Mittelpunkte der Verbindungslöcher 2d unter jeweils einem konstanten Abstand zum Basisbereich 2c der Stator-Zähne 2 in Richtung auf deren Spitzen 2a angeordnet, jedoch kann der Abstand unter den Stator-Zähnen variieren. Auch kann der Innendurchmesser der einzelnen Verbindungslöcher 2d variieren.
Die obige Beschreibung betrifft Ausführungsbeispiele, in denen die Erfindung bei einem Stator für einen Drehmotor beispielhaft eingesetzt wird, jedoch ist ein erfindungsgemäßer Stator nicht nur bei einem Drehmotor einsetzbar, sondern kann auch bei einem Linearmotor beispielsweise verwendet werden.
Wirkungen der Erfindung
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung wird ein Lackzufuhrdurchgang eingesetzt beim Einbringen von Lack zum Imprägnieren der Spule, wobei der Lack durch das Innere der Stator-Zähne 2 direkt den Spulen zugeführt wird. Durch Einsatz eines solchen Lackzufuhrdurchganges und Aufbringung des Lackes auf jedes Spulenende wird die gesamte Spule hinreichend mit dem Lack imprägniert, auch wenn sie relativ lang ist. Im Ergebnis wird deshalb die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Statoren mit unzureichend imprägnierten Spulen im Vergleich zum Stand der Technik reduziert. Auch werden die für die Imprägnierung der Spulen erforderliche Zeit und die Lackmenge im Vergleich zum Stand der Technik reduziert. Somit kann die Produktivität bei der Motorherstellung verbessert werden.
Gemäß der zweiten Variante der Erfindung definieren Ausnehmungen, welche sich von den Spitzen der Stator-Zähne in Richtung zu deren Basisabschnitten erstrecken, den Lackzufuhrdurchgang und dementsprechend erreicht in diese Ausnehmungen eingebrachter Lack ungehindert die Spulenabschnitte, die in der Nähe der Basisbereiche der Stator-Zähne angeordnet sind.
Gemäß der dritten Variante der Erfindung wird der gleiche Effekt wie bei der vorstehend erläuterten zweiten Variante erreicht. Wenn weiterhin der Stator die Form eines Zylinders hat, dessen innere Umfangsfläche die erste Seite darstellt, auf welcher die Zähne ausgeformt sind, ist die Ausnehmung bei der dritten Variante auf der äußeren Umfangsseite des Stators ausgeformt. Dabei sind die Düsen, aus denen Lack aufgebracht wird, außerhalb des Stators angeordnet. Deshalb hat im Vergleich zur zweiten Variante die dritte Variante einen Vorteil dahingehend, dass es nicht erforderlich ist, die mehreren Düsen zum Einbringen des Lackes in die Ausnehmung im Hohlraum des Stators unterzubringen.
Gemäß einer vierten Variante der Erfindung sind die Ausnehmungen in mittleren Bereichen zwischen gegenüberliegenden Enden der Stator-Zähne, in Längsrichtung gesehen, angeordnet und wenn Lack auf jedes Spulenende und in die Ausnehmungen eingebracht wird, kann die Spule gleichförmig und wirksam mit dem Lack in Längsrichtung der Zähne imprägniert werden.
Gemäß der fünften Variante der Erfindung ist der Lackzufuhrdurchgang, durch welchen Lack strömt, in den Zähnen ausgeformt und die Ausnehmung ist entweder im ersten Seitenbereich oder im zweiten Seitenbereich des Stators ausgeformt, wobei die Verbindungslöcher an die Ausnehmung angeschlossen sind. Deshalb hat im Vergleich zur zweiten oder dritten Variante die fünfte Variante einen Vorteil dahingehend, dass es nicht erforderlich ist, eine große Ausnehmung in der Oberfläche des Stators auszuformen.
Gemäß der sechsten Variante der Erfindung sind Verbindungslöcher in Zwischenabschnitten zwischen gegenüberliegenden Enden der Zähne, in Längsrichtung gesehen, angeordnet und es kann der gleiche Effekt wie bei der oben erläuterten vierten Variante erreicht werden.
Die Erfindung wurde mit Blick auf Ausführungsbeispiele näher beschrieben, jedoch ist sie nicht auf solche Beispiele beschränkt und kann vielfach variiert werden hinsichtlich Form, Aufbau oder Material etc., ohne vom Umfang und Gedanken der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006-6054 [0004, 0006, 0011]
JP 06-327203 [0005, 0010, 0010, 0011]

Claims

Stator (1) für einen Motor mit einer ersten Seite und einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite, wobei der Stator aufweist: eine Mehrzahl von Zähnen (2), die auf der ersten Seite angeordnet sind, und Spulen (3), welche um die Zähne (2) gewickelt sind, wobei der Stator (1) mit zumindest einem Lackzufuhrdurchgang darin versehen ist zur Zufuhr von Lack durch das Innere der Zähne (2) zu den Spulen (3).
Stator gemäß Anspruch 1, wobei der Lackzufuhrdurchgang gebildet ist durch Ausnehmungen (2b), welche so geformt sind, dass sie sich von Spitzen (2a) der Zähne (2) in Richtung auf deren Basisbereiche (2c) so erstrecken, dass die Spulen (3) in den Ausnehmungen (2b) freiliegen.
Stator gemäß Anspruch 1, wobei der Lackzufuhrdurchgang durch eine Ausnehmung (1b) gebildet ist, welche in der zweiten Seite so ausgeformt ist, dass die Spulen (3) in der Ausnehmung (1b) freiliegen.
Stator gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Ausnehmungen (2b, 1b) in Längsrichtung in Zwischenbereichen zwischen den Enden der Zähne (2) angeordnet sind.
Stator gemäß Anspruch 1, wobei der Lackzufuhrdurchgang eine Ausnehmung (1c) aufweist, die auf der ersten Seite oder der zweiten Seite ausgeformt ist, und wobei Verbindungslöcher (2d), durch welche der Lack strömt, mit der Ausnehmung (1c) verbunden sind und sich durch die Zähne (2) erstrecken, wobei beide Enden der Kommunikationslöcher (2d) benachbart den Spulen (3) angeordnet sind.
Stator gemäß Anspruch 5, wobei die Ausnehmung (1c) und die Verbindungslöcher (2d) in Zwischenbereichen zwischen den Enden der Zähne (2) in Längsrichtung angeordnet sind.
Stator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Stator (1) zylindrisch ist, die erste Seite durch den inneren Umfangsbereich oder den äußeren Umfangsbereich des zylindrischen Stators (1) gegeben ist, und die Mehrzahl von Zähnen (2) aufeinanderfolgend in Umfangsrichtung des zylinderförmigen Stators (1) vorgesehen sind.
Motor mit einem Stator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.