DE102017109662B4

DE102017109662B4 - Stator in einem Elektromotor und Verfahren zur Herstellung eines Stators

Info

Publication number: DE102017109662B4
Application number: DE102017109662.0A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Brettschneider; Richard Guttenberger
Original assignee: Buehler Motor GmbH
Current assignee: Buehler Motor GmbH
Priority date: 2017-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2019-09-26
Anticipated expiration: 2037-05-06
Also published as: US11114906B2; DE102017109662A1; US20180323661A1

Abstract

Stator (1) in einem Elektromotor, insbesondere in einem Dosierpumpenmotor für Medikamentenabgabesysteme, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung (9, 10) versehenen Statorpolkernen (3) gewickelten Einzelspulen (4), wobei die Isolierung (9, 10) Anschlusskontakte (5) zur Kontaktierung der Einzelspulen (4) mit einer Leiterplatte (6) trägt, wobei die Anschlusskontakte (5) in der Leiterplatte (6) eingepresst sind, die Längentoleranz zwischen einem ersten axialen Ende eines Statorpolkerns (3) (Basis) und einem Ende des zugeordneten Anschlusskontakts (5) am zweiten axialen Ende des Statorpolkerns (3) wesentlich geringer ist als die Längentoleranz des Statorpolkerns (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (5) mit der Isolierung (9, 10), insbesondere mit ersten Isolierkappen (9) form- oder kraftschlüssig verbunden sind, wobei die Anschlusskontakte im Fügebereich gelocht, gezahnt oder mit zumindest einer Ausklinkung versehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) in einem Elektromotor und ein Verfahren zur Herstellung eines Stators, insbesondere in einem Dosierpumpenmotor für Medikamentenabgabesysteme, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung (9, 10) versehenen Statorpolkernen (3) gewickelten Einzelspulen (4), wobei die Isolierung (9, 10) Anschlusskontakte (5) zur Kontaktierung der Einzelspulen (4) mit einer Leiterplatte (6) trägt, wobei die Anschlusskontakte (5) in der Leiterplatte (6) eingepresst sind. Als Leiterplatte kann dabei eine Platine, eine gedruckte Schaltung (PCB) oder auch ein Leitblech, insbesondere ein umspritztes Leitblech dienen.
Bei der Herstellung von aus Einzelblechen bestehenden bewickelten Statoren entsteht eine Vielzahl von Ungenauigkeiten, die sich aus Fertigungstoleranzen beim Walzen der Bleche, beim Paketieren und beim Fügen aufsummieren. Insbesondere Blechstapel weisen sehr große Toleranzen auf, welche bewirken, dass die Anschlusskontakte bei jedem Statorpolkern eine andere axiale Erstreckung aufweist. Um diese ungleichen Positionen auszugleichen muss insbesondere beim Einpressen der Anschlusskontakte eine entsprechend dickere Leiterplatte verwendet werden oder bei Verwendung einer dünneren Leiterplatte ein Lötprozess vorgesehen werden. Beide Möglichkeiten erhöhen die Kosten und die Taktzeiten bei der Herstellung des Stators. Darüber hinaus wird mehr Bauraum benötigt.
Die nächstliegende DE 10 2016 206 397 A1 offenbart einen Stator in einem Elektromotor, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung versehenen Statorpolkernen gewickelten Einzelspulen, wobei die Isolierung Anschlusskontakte zur Kontaktierung der Einzelspulen mit einer Leiterplatte trägt und wobei die Anschlusskontakte in der Leiterplatte eingepresst sind, wobei die Längentoleranz zwischen einem ersten axialen Ende eines Statorpolkerns (Basis) und einem Ende des zugeordneten Anschlusskontakts (5) am zweiten axialen Ende des Statorpolkerns wesentlich geringer ist als die Längentoleranz des Statorpolkerns.
Aus der DE 10 2015 211 786 A1 ist ein Herstellungsverfahren eines Stators in einem Elektromotor bekannt, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung versehenen Statorpolkernen gewickelten Einzelspulen, wobei die Isolierung Anschlusskontakte zur Kontaktierung der Einzelspulen mit einer Leiterplatte trägt und die Anschlusskontakte in der Leiterplatte eingepresst sind.
Die DE 10 2014 220 201 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren eines Stators in einem Elektromotor mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung versehenen Statorpolkernen gewickelten Einzelspulen, wobei die Isolierung Anschlusskontakte zur Kontaktierung der Einzelspulen mit einer Leiterplatte trägt und die Anschlusskontakte in der Leiterplatte eingepresst sind.
Aufgabe der Erfindung ist es daher bei einem gattungsgemäßen Stator für eine kompakte Baugröße zu sorgen und für einfache und wirtschaftliche Fügeprozesse.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 und die Merkmale der Verfahrensansprüche 10 und 11 gelöst. Die vorliegende Erfindung beruht darauf, dass die Längentoleranz zwischen einem ersten axialen Ende eines Statorpolkerns (Basis) und einem Ende des zugeordneten Anschlusskontakts (5) am zweiten axialen Ende des Statorpolkerns (3) wesentlich geringer ist als die Längentoleranz des Statorpolkerns. Die Längentoleranz eines Blechpakets kann bei einer üblichen Anzahl von gestapelten Blechen bis zu einer Blechdicke betragen. Die Toleranz an der Kontaktstelle zwischen den Anschlusskontakten (5) und der Leiterplatte (6) darf aber aus Gründen der Kontaktsicherheit nur einen Bruchteil dieser Toleranz betragen. Es ist vorgesehen, dass die Anschlusskontakte (5) mit der Isolierung (9, 10), insbesondere mit ersten Isolierkappen (9) kraft- oder formschlüssig verbunden sind, wobei die Anschlusskontakte im Fügebereich gelocht, gezahnt oder mit zumindest einer Ausklinkung versehen sind. Die Lochung, die Verzahnung oder die Ausklinkung erlaubt es, dass Isoliermaterial der Isolierkappen den freien Raum ausfüllt und bewirkt einen Formschluss in axialer Richtung, wodurch ein Lösen der Anschlusskontakte aus den Isolierkappen verhindert wird. Dadurch ergibt sich eine sehr feste Verbindung, die es erlaubt, die Anschlusskontakte in einer Rohform auch als Haltemittel im Fertigungsprozess zu nutzen. Alternativ dazu können die Anschlusskontakte auch kraftschlüssig montiert sein. Hierzu eignen sich insbesondere Anschlusskontakte mit Verzahnungskonturen (pfeilförmig, sägezahnartig).
Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Die Vorteile des Anspruchs 1 gelten auch, wenn eine Bezugsebene definiert von welcher ausgehend sich alle Statorpolkerne (3) axial erstrecken.
Ergänzt wird diese Ausbildung dadurch, dass zweite Isolierkappen (10) Halteausnehmungen, insbesondere Halteschlitze, zur Aufnahme eines Haltemittels aufweisen. Auch diese Maßnahme dient dazu den Herstellungsprozess, insbesondere die Handhabung und Halterung einer Statorbaugruppe, zu ermöglichen oder zumindest zu vereinfachen. In die genannten Halteausnehmungen können Haltemittel lösbar aufgenommen werden. Die Halteausnehmungen sind hier radial ausgerichtet, so dass sie einen Formschluss in axialer Richtung bilden.
Sowohl die ersten Isolierkappen (9) als auch die zweiten Isolierkappen (10) sind untereinander nicht identisch geformt, insbesondere weisen sie unterschiedliche Drahtführungsgeometrien und in zumindest einem Fall eine Codiernase (35) auf.
Die beiden Isolierkappen (9, 10) sind so geformt, dass sie Endbereiche der Statorpolkerne (3) in einem Aufnahmebereich für die Einzelspulen bedecken. Im montierten Zustand bilden die Statorpolkerne Nuten und die Isolierkappen (9, 10) bilden Teil-Nutauskleidungen. Es hat sich gezeigt, dass eine vollständige Nutauskleidung über die Gesamtlänge der Statorpolkerne nicht erforderlich ist. Die Isolierkappen (9, 10) bilden mit den Statorpolkernen formschlüssige Verbindungen i9 radialer Richtung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Sternpunkt-Leitblech (12) vorgesehen, das mit mehreren ersten Isolierkappen (9) formschlüssig verbunden ist, wobei das Sternpunkt-Leitblech im Fügebereich gelocht, gezahnt oder mit zumindest einer Ausklinkung versehen ist. Auch hier entsteht der Formschluss durch Ausfüllen der Lochung, der Verzahnung oder der Ausklinkung mit dem Kunststoffmaterial der Isolierkappen. Alternativ kann das Sternpunkt-Leitblech auch kraftschlüssig montiert sein, hierzu eignen sich insbesondere Sternpunkt-Leitbleche mit Verzahnungskonturen (pfeilförmig, sägezahnartig). Auch das Sternpunkt-Leitblech dient in einer Rohform als Haltemittel. Elektrisch bildet das Sternpunkt-Leitblech einen Kontaktpunkt für mehrere Einzelspulen (4). Eine Kontaktierung der Leiterplatte (6) ist grundsätzlich möglich, aber nicht vorgesehen. Dadurch ist die Anzahl der Leiterplattenkontakte minimiert und eine einfachere Leiterplatte verwendbar. Weiter ist dadurch die Montage der Leiterplatte (6) einfacher.
Zweckmäßigerweise sind Drahtenden (13) der Einzelspulen (4) mit den Anschlusskontakten (5) elektrisch verbunden. Hierzu verfügen die Anschlusskontakte über einen Drahtverbindungsbereich (14). Daneben weisen die Anschlusskontakte jeweils zumindest einen Einpressbereich (15) auf, der sehr exakt ausgebildet sein muss, um stets eine sichere Kontaktierung mit der Leiterplatte zu gewährleisten. Aus diesem Grund ist es auch nicht zulässig die Lage dieser Kontakte von der Toleranz der Blechpaketlänge abhängig zu machen.
Um eine möglichst sichere Verbindung der Drahtenden mit den Anschlusskontakten zu generieren, sind diese miteinander verschweißt oder gebondet. Ab Drahtdurchmessern von ca. 0,5 mm sind Schweißverbindungen, aber auch Crimpverbindungen prozesssicher herstellbar. Bonden eignet sich insbesondere bei sehr kleinen Drahtdurchmessern von kleiner 0,2 mm.
Weiter ist vorgesehen, dass das Sternpunkt-Leitblech (12) Ausgleichsbrücken (21) mit Toleranzausgleichskonturen aufweist, wobei die Länge der Ausgleichsbrücken (21) entlang dieser Toleranzausgleichskonturen größer ist als der überbrückte geradlinige Abstand zwischen benachbarten Kontaktstellen der Wicklungsdrahtenden am Sternpunkt-Leitblech (12). Dadurch kann das Sternpunkt-Leitblech große Form- und/oder Längenänderungen, die bei einem Biegevorgang auftreten ausgleichen. Insbesondere kann das Sternpunkt-Leitblech die Einzelspulen (4) kontaktieren, während sie in einer Ebene angeordnet sind und diese Kontaktierung beibehalten wenn der Stator gerundet wird.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch verfahrenstechnisch gelöst, in dem folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Statorpolkernen (3); b) Bereitstellen von ersten durch ein Leitblech (25) formschlüssig verbundener Isolierkappen (9), Bereitstellen von zweiten durch ein Halteelement (26) miteinander verbundener Isolierkappen (10); c) Fügen der ersten und zweiten Isolierkappen (9, 10) mit den Statorpolkernen (3) zu einer Montagebaugruppe (20); d) Bewickeln der isolierten Statorpolkerne (3) mit Einzelpolwicklungen und Kontaktieren der Drahtenden (13) mit dem Leitblech (25); e) Abtrennen von Haltebereichen des Leitblechs (25) und Scherschneiden von Einpressbereichen (15); f) Trennen des Halteelements (26) von der Montagebaugruppe (20); g) Runden des bewickelten Stators; h) Einpressen des Stators (1) in ein Gehäuse (16); i) Fügen der Leiterplatte (6) in das Gehäuse (16) und Pressen der Leiterplatte (6) über die Anschlusskontakte (5).
Das Leitblech (25) weist einen Halteabschnitt (22) mit mehreren gelochten Aufnahmen (24), aber auch die Konturen der Anschlusskontakte und des Sternpunkt-Leitblechs (12) auf. Der Halteabschnitt (22), sowie die Halteelemente (26) sind lediglich Hilfsmittel für den Montageprozess, einschließlich der Bewicklung der isolierten Einzelpolkerne. Das Leitblech (25) ist so dimensioniert, dass die spätere Lage der Anschlusskontakte (5), insbesondere der Einpressbereiche (15) auf dem Leitblech (25) erst durch einen Trennvorgang endgültig festgelegt wird. Die Trennung erfolgt durch Scherschneiden mit Hilfe eines Schneidwerkzeugs, das sehr genau toleriert ist und die Lage der Einpresskontakte damit entsprechend genau bestimmt. Der Trennvorgang erfolgt in drei Schritten: zunächst werden die Einpresskontakte gelocht, anschließend die Außenkontur geschnitten und schließlich der Befestigungsbereich abgetrennt. Der Formschluss zwischen den Anschlusskontakten (5) und den Isolierkappen (9) bleibt auch nach dem Trennen der Hilfskonturen bestehen. Das Halteelement (26) besteht aus einem Blechstreifen, der in der Blechebene nicht gebogen werden kann, deshalb wird es vor dem Runden von den zweiten Isolierkappen (10) getrennt. Das Trennen erfolgt durch Herausziehen aus den Halteausnehmungen.
Gemäß einer Variante bleibt das Halteelement (26) beim Runden in den Halteausnehmungen gefügt. Um das Runden zu ermöglichen wird das Halteelement (26) in eine Mehrzahl von Halteelementabschnitten (27) getrennt. Deren Anzahl entspricht der Anzahl der Statorpolkerne (3).
Vor der eigentlichen Montage wird das Leitblech (25) in einem Spritzgussprozess als Einlegeteil in einer Spritzgussmaschine mit Kunststoffmaterial umspritzt, wodurch die ersten Isolierkappen (9) urgeformt werden, wobei sie mit dem Leitblech (25) zu einer Baugruppe gebunden werden. Um eine formschlüssige Verbindung herzustellen weisen die später vom Kunststoffmaterial umschlossenen Bereiche jeweils Lochungen, Verzahnungen oder zumindest eine Ausklinkung auf, welche vom Kunststoffmaterial gefüllt werden/wird.
Das Halteelement (26) wird vor der Montage in einem Spritzgussprozess als Einlegeteil in einer Spritzgussmaschine mit Kunststoffmaterial umspritzt, wodurch die zweiten Isolierkappen (10) urgeformt werden, wobei sie mit dem Halteelement (26) temporär zu einer Baugruppe gebunden werden. Im Gegensatz zum Leitblech (25) wird das Halteelement (26) in den vom Kunststoffmaterial umgebenen Bereichen nicht gelocht, verzahnt oder mit Ausklinkungen oder sonstigen unlösbaren Formschlusskonturen versehen, um eine spätere Trennung von den zweiten Isolierkappen (27) zu erleichtern. Möglich ist jedoch die Nutzung von Kerben oder leichten Hinterschnitten (z. B. Schwalbenschwanz), durch welche eine erhöhte Haltekraft während der Montage erzielt wird. Diese Geometrien sind aber so dimensioniert, dass sie eine Demontage zulassen.
Besonders wichtig ist es, dass die axiale Lage der Statorpolkerne (3), in einer Scherschneidestation festgelegt ist und beim Runden festgelegt bleibt. Dadurch wird kein Ausrichtvorgang benötigt und die sehr genaue Lage der Anschlusskontakte bleibt auch beim Runden erhalten.
Ebenso wichtig ist es, dass die festgelegte axiale Lage der Statorpolkerne (3) auch beim Einpressvorgang im Gehäuse (16) nicht verändert wird. Auf diese Weise bleibt die lagerichtige Anordnung der Einpresskontakte vom Scherschneidvorgang bis zur Montage der Leiterplatte und dem Endmontagezustand erhalten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erste Schnittansicht des Stators mit montierter Leiterplatte,
2 eine Seitenansicht des Stators,
3 eine Teilschnittansicht eines Gehäuses,
4 eine zweite Schnittansicht des Stators ohne Leiterplatte,
5 eine erste Ansicht einer Montagebaugruppe des Stators,
6 eine zweite Ansicht der Montagebaugruppe nach einem Trennschritt,
7 eine Rückansicht der Montagebaugruppe,
8 eine zweite Rückansicht nach dem Trennschritt,
9 eine Teilansicht eines Anschlusskontakts
10 eine erste Seitenansicht der Montagebaugruppe mit Halteelement,
11 eine zweite Seitenansicht der Montagebaugruppe nach dem Trennschritt,
12 einen gerundeten Stator,
13 eine Seitenansicht des gerundeten Stators,
14 eine zweite Seitenansicht des gerundeten Stators,
15 eine Explosionsdarstellung der Montagebaugruppe,
16 eine räumliche Darstellung der Montagebaugruppe nach dem Trennschritt

1 zeigt eine erste Teilschnittansicht A - A eines Stators 1 mit montierter Leiterplatte 6. Der Stator 1 weist ein Gehäuse 16 mit einem damit einstückigen Flansch 17 auf, aus welchem Aufnahmezapfen 19 für die Aufnahme und radiale Ausrichtung der Leiterplatte 6, sowie eine Gleitlagerhülse 8 zur Aufnahme einer Welle (nicht dargestellt) vorspringen. Der Stator 1 umfasst weiter eine Mehrzahl von Statorpolkernen 3, eine Mehrzahl von ersten Isolierkappen 9 und eine Mehrzahl von zweiten Isolierkappen 10. Ein Teil der ersten Isolierkappen 9 ist mit Anschlusskontakten 5 versehen, ein weiterer Teil ist mit einem Sternpunkt-Leitblech 12 versehen und durch dieses miteinander elektrisch und mechanisch verbunden. Die Statorpolkerne 3 sind im Gehäuse 16 eingepresst. Zusätzlich können sie über die Isolierkappen 9, 10 auch mit dem Gehäuse 16 verschweißt sein. Das Gehäuse 16 weist an seinem Innenumfang keine Anschlagskonturen für den Stator 1 auf. Die Axialposition des Stators 1 wird über die Einzugstiefe einer Bezugsebene „auf Maß“ eingestellt.
2 zeigt eine Seitenansicht des Stators 1, mit dem Flansch 17, als Bestandteil des Gehäuse 16 und der Leiterplatte 6. Die Leiterplatte 6 ist mit Ausnehmungen versehen, welche auf der Gleitlagerhülse 8 bzw. den Aufnahmezapfen 19 aufgenommen sind. Die Leiterplatte 6 wird mit Hilfe der Gleitlagerhülse 8 zentriert. Einer der Aufnahmezapfen 19 definiert die Winkellage und ein zweiter Aufnahmezapfen 19 ist in einem Langloch 2 aufgenommen, welches Ungenauigkeiten ausgleicht. Die Anschlusskontakte 5 sind in Kontaktausnehmungen der Leiterplatte 6 eingepresst.
3 zeigt eine Teilschnittansicht B - B des Gehäuses 16, im Bereich des Flanschs 17, mit den Aufnahmezapfen 19 und der Leiterplatte 6.
4 zeigt eine zweite Schnittansicht C - C (siehe 18) des Stators 1 ohne Leiterplatte 6, mit dem Gehäuse 16, dem Flansch 17, den Aufnahmezapfen 19, der Gleitlagerhülse 8, einer Mehrzahl von Statorpolkernen 3, einer Mehrzahl von ersten Isolierkappen 9, einer Mehrzahl von zweiten Isolierkappen 10, einer Mehrzahl von Einzelspulen 4 und den Anschlusskontakten 5.
5 zeigt eine erste Ansicht einer Montagebaugruppe 20 des Stators 1, mit einer Mehrzahl von in einer Ebene angeordnete und aus magnetisch leitenden Blechen geschichtete Statorpolkerne 3, einer Mehrzahl von ersten Isolierkappen 9, eine Mehrzahl von zweiten Isolierkappen 10, einem Leitblech 25 und einem Halteelement 26. Das Leitblech 25 weist Ausgleichsbrücken 21, als Bestandteil eines späteren Sternpunkt-Leitblechs, eine Mehrzahl von Halteabschnitten 22 mit gelochten Aufnahmen 24, Hilfsausgleichsbrücken 23, Verbindungsstege 31, Rohlinge 30 in Form von vergrößerten Flächen aus welchen später Einpressbereiche freigestanzt werden und in den ersten Isolierkappen 9 vergrabenen Formschluss-Abschnitten (siehe Lochung 7 in 9) auf. Das Halteelement 26 ist radial zu den zweiten Isolierkappen 10 in nicht erkennbare Halteausnehmungen aufgenommen. Diese Verbindung ist durch Umspritzen kraftschlüssig oder mit geringem Hinterschnitt (z. B. durch Kerbung) hergestellt, wobei die Halteelemente aber in jedem Fall demontierbar sind. Die gezeigte Anordnung in einer Ebene ist geeignet für einen Stanzprozess, bei welchem die Verbindungsstege 31 durchtrennt werden. Eine Isolierkappe 10 ist mit einer Codiernase 35 einstückig, welche zur lagerichtigen Montage im Gehäuse dient.
6 zeigt eine zweite Ansicht der Montagebaugruppe nach einem Trennschritt. Es sind gezeigt die Statorpolkerne 3, die ersten Isolierkappen 9, die zweiten Isolierkappen 10, ein Sternpunkt-Leitblech 12 mit Ausgleichsbrücken 21, Anschlusskontakte 5, mit Einpressbereichen 15 und Drahtverbindungsbereichen 14 und eine Mehrzahl von Einzelpolspulen 4, deren Drahtenden 13 mit den Drahtverbindungsbereichen 14 verschweißt sind. Weiter sind die Codiernase 35 und das Halteelement 26 in den Halteausnehmungen der zweiten Isolierkappen 10 dargestellt.
7 zeigt eine Rückansicht der Montagebaugruppe 20 entsprechend 5, mit den Statorpolkernen 3, den ersten Isolierkappen 9, den zweiten Isolierkappen 10 und dem Leitblech 25. Das Leitblech 25 weist Ausgleichsbrücken 21 als Bestandteil eines späteren Sternpunkt-Leitblechs, Rohlinge 30 mit Drahtverbindungsbereichen 14, Verbindungsstege 31, Halteabschnitte 22 mit Aufnahmen 24 und Hilfsausgleichsbrücken 23 auf. Die Rohlinge 30 bilden einen vergrößerten Stanzbereich für die noch frei zu stanzenden Einpressbereiche 15 (die hier gestrichelt angedeutet sind). Die zweiten Isolierkappen 10 weisen Drahtführungsrinnen 28 auf, durch welche die Verbindungsdrähte von einer Spule zur nächsten geführt werden. Zudem ist die Codiernase 35 zu erkennen.
8 zeigt eine zweite Rückansicht nach dem Trennschritt, entsprechend 6, mit den Statorpolkernen 3, den ersten Isolierkappen 9, den zweiten Isolierkappen 10, mit der Codiernase 35, dem Sternpunkt-Leitblech 12 mit den Ausgleichsbrücken 21 und den Anschlusskontakten 5 mit den Drahtverbindungsbereichen 14 und den Einpressbereichen 15.
9 zeigt eine Teilansicht eines Anschlusskontakts 5, mit einem Drahtverbindungsbereich 14, einem Einpressbereich 15, einer Lochung 7 (gestrichelt) und einem Drahtende 13, das an dem Drahtverbindungsbereich 14 verschweiß ist. Der Einpressbereich 15 weist V-förmige Seitenkanten auf, welche auf ein stumpfes Ende zulaufen. Zwischen den V-förmigen Seitenkanten ist eine Herzlochung 32 vorgesehen, welche eine geringfügige Verbiegung der Einpresskontur ermöglichen.
10 zeigt eine erste Seitenansicht der Montagebaugruppe 20 mit dem Halteelement 26, den ersten Isolierkappen 9 und dem Leitblech 25. Das Halteelement 26 ist als durchgehender Blechstreifen mit einer Mehrzahl von Durchbrüchen 33 ausgebildet. In der gezeigten Form lässt sich der Blechstreifen nicht in der Blechebene biegen. Die Durchbrüche 33 dienen als Aufnahmemittel für ein Haltewerkzeug (nicht dargestellt). Das Halteelement 26 dient als Bezugsfläche für den Freistanzvorgang der Anschlusskontakte.
11 zeigt eine zweite Seitenansicht eines Teils der Montagebaugruppe nach dem Trennschritt des Halteabschnitts vom Leitblech, wodurch die Anschlusskontakte 5 und das Sternpunkt-Leitblech 12 freigestanzt sind. Weitere Freistanzungen trennen das Halteelement in eine Mehrzahl Halteelementabschnitte 27. In dieser Form können diese beim Runden als Haltemittel dienen. Die Halteelementabschnitte 27 stellen sicher, dass die axiale Anordnung der Statorpolkerne 3 und damit die axiale Lage der Anschlusskontakte 5, insbesondere der Einpressbereiche nach dem Runden der Lage vor dem Runden entspricht.
12 zeigt einen gerundeten Stator (ohne Gehäuse und ohne Leiterplatte), mit einer Mehrzahl von Statorpolkernen 3, einer Mehrzahl von ersten Isolierkappen 9, einer Mehrzahl von zweiten Isolierkappen 10, mit der Codiernase 35, die Anschlusskontakte 5, mit ihren Einpressbereichen 15, dem Sternpunkt-Leitblech 12, mit einer Ausgleichsbrücke 21. Die Statorpolkerne 3 sind nicht starr miteinander verbunden, sondern nur ein Teil der Statorpolkerne 3 ist über die Ausgleichsbrücken 21 nachgiebig miteinander verbunden.
13 zeigt eine Seitenansicht des gerundeten Stators (ohne Gehäuse und ohne Leiterplatte), mit einer Mehrzahl von Statorpolkernen 3, einer Mehrzahl von ersten Isolierkappen 9, den Einzelpolspulen 4, den Anschlusskontakten 5 und dem Sternpunkt-Leitblech 12, mit den Ausgleichsbrücken 21.
14 zeigt eine zweite Seitenansicht des gerundeten Stators (ohne Gehäuse und ohne Leiterplatte), mit einer Mehrzahl von zweiten Isolierkappen 10, der Codiernase 35, den Drahtführungsrinnen 28 und den Einzelpolspulen 4.
15 zeigt eine Explosionsdarstellung der Montagebaugruppe 20, mit den Statorpolkernen 3, den Einzelpolspulen 4, den ersten Isolierkappen 9 mit dem Leitblech 25, den zweiten Isolierkappen 10, mit der Codiernase 35 und dem Halteelement 26. Das Leitblech weist Rohlinge 30, Verbindungsstege 31, Ausgleichsbrücken 21, Halteabschnitte 22, Hilfsausgleichsbrücken 23 und Aufnahmen 24 auf.
16 zeigt eine räumliche Darstellung der Montagebaugruppe vor dem Runden und nach dem Trennschritt, mit einer Mehrzahl von Statorpolkernen 3, einer Mehrzahl von ersten Isolierkappen 9, einer Mehrzahl von zweiten Isolierkappen 10, Anschlusskontakten 5, dem Sternunkt-Leitblech 12, der Codiernase 35 und dem Halteelement 26.
Bezugszeichenliste

1: Stator
2: Langloch
3: Statorpolkern
4: Einzelspule
5: Anschlusskontakt
6: Leiterplatte
7: Lochung
8: Gleitlagerhülse
9: erste Isolierkappe
10: zweite Isolierkappe
12: Sternpunkt-Leitblech
13: Drahtende
14: Drahtverbindungsbereich
15: Einpressbereich
16: Gehäuse
17: Flansch
19: Aufnahmezapfen
20: Montagebaugruppe
21: Ausgleichsbrücke
22: Halteabschnitt
23: Hilfsausgleichsbrücke
24: Aufnahmen
25: Leitblech
26: Halteelement
27: Halteelementabschnitt
28: Drahtführungsrinne
30: Rohling
31: Verbindungsstege
32: Herzlochung
33: Durchbruch
35: Codiernase

Claims

Stator (1) in einem Elektromotor, insbesondere in einem Dosierpumpenmotor für Medikamentenabgabesysteme, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung (9, 10) versehenen Statorpolkernen (3) gewickelten Einzelspulen (4), wobei die Isolierung (9, 10) Anschlusskontakte (5) zur Kontaktierung der Einzelspulen (4) mit einer Leiterplatte (6) trägt, wobei die Anschlusskontakte (5) in der Leiterplatte (6) eingepresst sind, die Längentoleranz zwischen einem ersten axialen Ende eines Statorpolkerns (3) (Basis) und einem Ende des zugeordneten Anschlusskontakts (5) am zweiten axialen Ende des Statorpolkerns (3) wesentlich geringer ist als die Längentoleranz des Statorpolkerns (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (5) mit der Isolierung (9, 10), insbesondere mit ersten Isolierkappen (9) form- oder kraftschlüssig verbunden sind, wobei die Anschlusskontakte im Fügebereich gelocht, gezahnt oder mit zumindest einer Ausklinkung versehen sind.
Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längentoleranz zwischen einer Bezugsebene, welche die Lage der ersten axialen Enden der Statorpolkerne (3) definiert und einem der Leiterplatte (6) zugewandten Ende jedes Anschlusskontakts (5) wesentlich geringer ist als die Längentoleranz eines Statorpolkerns (3).
Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zweite Isolierkappen (10) Halteausnehmungen, insbesondere Halteschlitze, zur Aufnahme eines Haltemittels aufweisen.
Stator nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkappen (9, 10) die Statorpolkerne (3) formschlüssig aufnehmen.
Stator nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Isolierkappen (9) mit dem Sternpunkt-Leitblech (12) form- oder kraftschlüssig verbunden sind, wobei dieses im Fügebereich gelocht, gezahnt oder mit zumindest einer Ausklinkung versehen ist.
Stator nach Anspruch 1, 2, 3, 4, oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Drahtenden (13) der Einzelspulen (4) mit den Anschlusskontakten (5) elektrisch verbunden sind.
Stator nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (5) einen Drahtverbindungsbereich (14) und einen Einpressbereich (15) aufweisen.
Stator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtenden (13) der Einzelspulen (4) mit den Anschlusskontakten (5), insbesondere mit dem Drahtverbindungsbereich (14) verschweißt, gebondet, verlötet oder vercrimpt sind.
Stator nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Sternpunkt-Leitblech (12) Ausgleichsbrücken (21) mit Toleranzausgleichskonturen aufweist, wobei die Länge der Ausgleichsbrücken (21) entlang dieser Toleranzausgleichskonturen größer ist als der überbrückte geradlinige Abstand zwischen benachbarten Kontaktstellen der Wicklungsdrahtenden am Sternpunkt-Leitblech (12).
Verfahren zur Herstellung eines Stators (1) in einem Elektromotor, insbesondere in einem Dosierpumpenmotor für Medikamentenabgabesysteme, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung (9, 10) versehenen Statorpolkernen (3) gewickelten Einzelspulen (4), wobei die Isolierung (9, 10) Anschlusskontakte (5) zur Kontaktierung der Einzelspulen (4) mit einer Leiterplatte (6) trägt, wobei die Anschlusskontakte (5) in der Leiterplatte (6) eingepresst sind gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Statorpolkernen (3); b) Bereitstellen von ersten durch ein Leitblech (25) formschlüssig verbundener Isolierkappen (9), Bereitstellen von zweiten durch ein Halteelement (26) miteinander verbundener Isolierkappen (10); c) Fügen der ersten und zweiten Isolierkappen (9, 10) mit den Statorpolkernen (3) zu einer Montagebaugruppe (20); d) Bewickeln der isolierten Statorpolkerne (3) mit Einzelpolwicklungen und Kontaktieren der Drahtenden (13) mit dem Leitblech (25); e) Abtrennen von Haltebereichen des Leitblechs (25) und Scherschneiden von Einpressbereichen (15); f) Trennen des Halteelements (26) von der Montagebaugruppe (20); g) Runden des bewickelten Stators; h) Einpressen des Stators (1) in ein Gehäuse (16); i) Fügen der Leiterplatte (6) in das Gehäuse (16) und Pressen der Leiterplatte (6) über die Anschlusskontakte (5).
Verfahren zur Herstellung eines Stators (1) in einem Elektromotor, insbesondere in einem Dosierpumpenmotor für Medikamentenabgabesysteme, mit einer Mehrzahl von auf geblechten und mit einer Isolierung (9, 10) versehenen Statorpolkernen (3) gewickelten Einzelspulen (4), wobei die Isolierung (9, 10) Anschlusskontakte (5) zur Kontaktierung der Einzelspulen (4) mit einer Leiterplatte (6) trägt, wobei die Anschlusskontakte (5) in der Leiterplatte (6) eingepresst sind gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen einer Mehrzahl von Statorpolkernen (3); b) Bereitstellen von ersten durch ein Leitblech (25) formschlüssig verbundener Isolierkappen (9), Bereitstellen von zweiten durch ein Halteelement (26) miteinander verbundener Isolierkappen (10); c) Fügen der ersten und zweiten Isolierkappen (9, 10) mit den Statorpolkernen (3) zu einer Montagebaugruppe (20); d) Bewickeln der isolierten Statorpolkerne (3) mit Einzelpolwicklungen und Kontaktieren der Drahtenden (13) mit dem Leitblech (25); e) Abtrennen von Haltebereichen des Leitblechs (25) und Scherschneiden von Einpressbereichen (15); f) Durchtrennen des Halteelements (26) in mehrere Halteelementabschnitte (26); g) Runden des bewickelten Stators; h) Trennen der Halteelementabschnitte (27) von der Montagebaugruppe (20); i) Einpressen des Stators (1) in ein Gehäuse; j) Fügen der Leiterplatte (6) in das Gehäuse (16) und Pressen der Leiterplatte (6) über die Anschlusskontakte (5).
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitblech (25) vor der Montage in einem Spritzgussprozess als Einlegeteil in einer Spritzgussmaschine mit Kunststoffmaterial umspritzt wird, wodurch die ersten Isolierkappen (9) urgeformt werden, wobei sie mit dem Leitblech (25) zu einer Baugruppe gebunden werden.
Verfahren nach Anspruch 10,11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (26) vor der Montage in einem Spritzgussprozess als Einlegeteil in einer Spritzgussmaschine mit Kunststoffmaterial umspritzt wird, wodurch die zweiten Isolierkappen (10) urgeformt werden, wobei sie mit dem Halteelement (26) temporär zu einer Baugruppe gebunden werden.
Verfahren nach Anspruch 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteabschnitt (22) des Leitblechs (25) während des Montageprozesses des Stators (1) durch Scherschneiden von den Anschlusskontakten (5) und dem Sternpunkt-Leitblech (12) getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (26) während des Montageprozesses des Stators (1) von den zweiten Isolierkappen (10) durch Herausziehen getrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, 11, 12, 13, 14, oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Lage der Statorpolkerne (3) in einer Scherschneidestation festgelegt ist und beim Runden festgelegt bleibt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegte axiale Lage der Statorpolkerne (3) beim Einpressvorgang im Gehäuse (16) festgelegt bleibt.