DE102017208150A1

DE102017208150A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE102017208150A1
Application number: DE102017208150.3A
Authority: DE
Inventors: Victor Ludwig; Wolfgang Glueck
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (10), insbesondere Lüftermotor oder Pumpenmotor, mit einem Stator (12) und einem Rotor (14), wobei der Stator (12) und/oder der Rotor (14) eine Anzahl an Trägerzähnen (28) umfasst, welche mit einem Wicklungsdraht (30) umwickelt sind und wobei zumindest ein Trägerzahn (28) an seinem jeweiligen Drahtauflagebereich (52) Wicklungsführungselemente (54) zur Führung des Wicklungsdrahtes (30) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass der Drahtauflagebereich (52) wenigstens zwischen zwei Wicklungsführungselementen (54) ein Abstandshaltersteg (56) aufweist.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2007 032 223 A1 ist ein Elektromotor, insbesondere ein Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen mit Nuten, welche zur Führung des Drahtes in den Trägerzahn eingebracht sind, bekannt. Es wird vorgeschlagen, gewindeförmige Wicklungsnuten, in welche der Spulendraht zur Herstellung der Wicklung eingelegt wird, in den Trägerzahn einzubringen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor, insbesondere einem Lüftermotor oder Pumpenmotor, mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator und/oder der Rotor eine Anzahl an Trägerzähnen umfasst, welche mit einem Wicklungsdraht umwickelt sind und wobei zumindest ein Trägerzahn an seinem jeweiligen Drahtauflagebereich Wicklungsführungselemente zur Führung des Wicklungsdrahtes aufweist. Der Elektromotor nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Drahtauflagebereich wenigstens zwischen zwei Wicklungsführungselementen ein Abstandshaltersteg aufweist.
Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass bei der Fertigung eine verbesserte Bewicklung möglich ist, da der freie Raum zwischen zwei Trägerzähnen in Abhängigkeit der Wicklungsführung variiert. Dies kommt insbesondere bei der Verwendung der sogenannten Nadelwickeltechnik zum Tragen, da hier zur Drahtzuführung zwischen zwei benachbarten Trägerzähnen ein Freiraum bleiben muss, der mindestens der Breite der Wickelnadel entspricht.
Wicklungsführungselemente sind Elemente oder Bereiche, die in einen Trägerzahn eingebracht sind und den Draht insbesondere beim Bewickeln führen. Erfindungsgemäß sind die Wicklungsführungselemente so ausgebildet, dass sie den Wicklungsdraht auf dem Drahtauflagebereich des Trägerzahns in einer bestimmten Spur führen. Der Abstandshaltersteg ist erfindungsgemäß so ausgebildet, dass er dazu geeignet ist, den Wicklungsdraht auf dem Trägerzahn in einer Spur zu führen, die von der Spur abweicht, die der Wicklungsdraht auf dem Drahtauflagebereich bei einer Führung in Wicklungsführungselementen ohne zusätzlichen Abstandshaltersteg einnehmen würde.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Elektromotors nach dem Hauptanspruch.
Als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es anzusehen, dass die Wicklungsführungselemente als Nuten mit Zügen und Feldern ausgebildet sind und die Breite des Abstandshalterstegs an wenigstens einer Stelle auf den Drahtauflagebereich größer ist als die Breite der Felder der Wicklungsführungselemente.
Eine Weiterbildung, bei welcher die Wicklungsführungselemente als Nuten ausgebildet sind, führt zu einer definierten Drahtwicklung. Unter dem Begriff Nut ist in diesem Zusammenhang eine meist langgezogene Vertiefung zu verstehen. Häufig ist es häufig wünschenswert, dass die Nut zur Querschnittsform des Drahtes ähnlich, das heißt in Form einer Sicke, beziehungsweise einer rillenförmigen Vertiefung ausgebildet ist. Die Nut beschränkt sich jedoch nicht auf einen rillenförmigen Querschnitt. So sind auch andere Querschnittsformen, welche dafür geeignet sind den Wicklungsdraht in einer bestimmten Spur zu führen, denkbar.
Erfindungsgemäß ist unter Zügen eine Einkerbung beziehungsweise Ausnehmung der Nut mit einer gewissen Tiefe zu verstehen. Die Felder bilden die Wandungen der Nuten. Diese Wandungen weisen in radialer Richtung eine bestimmte Größe, die Breite der Felder auf. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Breite des Abstandshalterstegs, das heißt seine Stärke in radialer Richtung, an wenigstens einer Stelle auf dem Drahtauflagebereich größer als die Breite der Felder. In diesem Zusammenhang ist unter dem Begriff Stelle ein Bereich zu verstehen, der zumindest so groß ist, dass er dazu geeignet ist, den Wicklungsdraht in eine Spur zu legen, die von der Spur abweicht, die der Wicklungsdraht auf dem Drahtauflagebereich bei einer Führung in Wicklungsführungselementen ohne zusätzlichen Abstandshaltersteg einnehmen würde.
Als vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist es anzusehen, dass der Wicklungsdraht bei seiner Führung in den jeweils an den Abstandshaltersteg angrenzenden Wicklungsführungselementen zwischen den sich so ausbildenden, benachbarten Wicklungsschlaufen, einen Spalt einschließt. Die benachbarten Wicklungsschlaufen, welche in den jeweils an den Abstandshaltersteg angrenzenden Wicklungsführungselementen geführt werden, sind demnach beabstandet zueinander angeordnet und schließt zwischen sich eine lange, schmale Öffnung ein. Erfindungsgemäß bilden seitlich die Außenflächen des Wicklungsdrahtes der jeweiligen Wicklungsschlaufen die Begrenzenden des Spaltes.
Die Breite des Abstandshalterstegs kann erfindungsgemäß so groß bemessen sein, dass sich die, dem Abstandshaltersteg zugewandten Außenflächen des Wicklungsdrahtes bei ihrer Führung in den jeweils an den Abstandshaltersteg angrenzenden Wicklungsführungselementen nicht berühren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Spalt dazu ausgebildet, den Wicklungsdraht im bewickelten Zustand in einer zweiten Wicklungslage aufzunehmen. Erfindungsgemäß ist unter dem Begriff aufnehmen in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Querschnittsmittelpunkte des Wicklungsdrahtes in der ersten und in der zweiten Wicklungslage einen Abstand zueinander aufweisen, der zumindest kleiner ist als der Abstand bei einer entsprechenden orthozyklischen Wicklung.
Nach seiner Führung in diesem Spalt in der zweiten Wicklungslage, kann der Wicklungsdraht gemäß einer Ausführungsform in radialer Richtung zurückgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Abstandshaltersteg in Umfangsrichtung des Trägerzahns zulaufend ausgebildet. Ein solcher zulaufender Abstandshaltersteg kann erfindungsgemäß dadurch gebildet werden, dass die an den Abstandshaltersteg angrenzenden Wicklungsführungselemente eine unterschiedliche Steigung aufweisen. In diesem Zusammenhang ist unter der Steigung der Weg des Wicklungsdrahtes zu verstehen der in radialer Richtung auf dem Trägerzahn bei einer vollständigen Umwicklung, also einem vollen Umlauf um den Trägerzahn, zurückgelegt wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist der Drahtauflagebereich aus einem isolierenden Material, insbesondere einer Isolierlamelle aufgebaut. Dies hat den Vorteil, dass der Wicklungsdraht gegenüber dem Blechpaket elektrisch isoliert wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Elektromotors mit einem Stator gemäß einer Ausführungsform,
2 eine schematische Ansicht des Stators in Draufsicht,
3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Stators,
4 eine perspektivische Teilansicht des erfindungsgemäßen Stators aus 3 im unbewickelten Zustand,
5 eine perspektivische Teilansicht des erfindungsgemäßen Stators aus 3 im bewickelten Zustand
6 eine perspektivische Teilansicht des erfindungsgemäßen Stators aus 3 im bewickelten Zustand mit einer ersten und einer zweiten Wickellage.
7 eine schematische Teilansicht des erfindungsgemäßen Stators aus 2 im bewickelten Zustand.

1 zeigt einen beispielhaft als Außenläufermotor ausgebildeten Elektromotor 10 in Schnittansicht. Der Elektromotor 10 weist ein feststehendes Teil, den Stator 12 und ein umlaufendes Teil, den Rotor 14 auf. Am Stator 12 ist eine Mehrzahl an Wicklungen 16 angeordnet. Der Rotor 14 weist Magnete 18 auf. Werden die Wicklungen 16 von Strom durchflossen, so wird dadurch ein magnetisches Feld im Elektromotors 10 erzeugt. Der Stator 12 des erfindungsgemäßen Elektromotors 10 weist dabei ein Lamellenpaket 20 auf, welches aus einer Mehrzahl an aufeinandergeschichteten Lamellen 22 besteht. In Abhängigkeit der Art des Elektromotors 10 können die Wicklungen 16 auch am Rotor 14 angebracht sein.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 10 lediglich beispielhaft und nicht zur Einschränkung der Erfindung als Außenläufermotor dargestellt ist, da die Erfindung auch bei einem Innenläufermotor Anwendung finden kann.
2 zeigt einen Stator 12 analog zur 1 in Draufsicht, bei dem ausgehend von einem innen liegenden Trägerring 24 sich sternförmig nach außen in radialer Richtung 26 Trägerzähne 28 zur Aufnahme der Wicklungen 16 (dargestellt in den 5 bis 7) mit dem Wicklungsdraht 30 erstrecken.
Die außen liegenden Enden der Trägerzähne 28 weisen jeweils einen Polschuh 32 auf. Dabei stehen die Polschuhe 32 in Umfangsrichtung über die Kontur des, die Wicklung 16 aufnehmenden Teils des Trägerzahns 28 hinaus. Diese überstehenden Enden 34 der Polschuhe 32 bilden zwischen zwei benachbarten Trägerzähnen 28 jeweils eine Polschuhöffnung 36. Durch diese Polschuhöffnung 36 wird der Wicklungsdraht 30 beim Bewickeln zugeführt. Hierbei wird in der Regel ein Flyer- bzw. Nadelwickelverfahren verwendet.
Beim Bewickeln der Trägerzähne 28 unter Anwendung des Flyer- bzw. Nadelwickelverfahrens, wird der Wicklungsdraht 30 mit Hilfe eines Nadelkopfes durch die Polschuhöffnung 36 hindurch eingebracht und auf dem Trägerzahn 28 gerichtet abgelegt.
Neben der Polschuhöffnung 36 schließen zwei benachbarte Trägerzähne 28 zwischen sich eine Wicklungsöffnung 38 ein. Die Wicklungsöffnungen 38 sind jeweils die, von zwei benachbarten Trägerzähnen 28 sowie dem innenliegenden Trägerring 24 und den jeweils angrenzenden Trägerzähnen 28 zugeordneten, außenliegenden Polschuhen 32, begrenzten Öffnungen. Verändern die Trägerzähne 28, wie in der in 2 dargestellten Ausführungsform, ihre Breite 40 entlang ihrer radialen Erstreckungsrichtung 26 nicht wesentlich, so ergibt sich eine trapezförmige Wicklungsöffnung 38, deren Breite 41 in Richtung des Trägerrings 24 abnimmt.
3 zeigt den Stator 12 aus 2 in einer perspektivischen Darstellung mit sich nach außen in radialer Richtung 26 erstreckenden Trägerzähnen 28 zur Aufnahme der Wicklungen 16. Die Trägerzähne 28 schließen zwischen sich und der entsprechenden Polschuhöffnung 36 jeweils die Wicklungsöffnung 38 ein.
Bei dem Elektromotor 10 handelt es sich um einen Elektromotor 10 mit drei Phasen U, V und W, wobei die Phasen durchgängig gewickelt sind. Der Elektromotor 10 umfasst somit mindestens drei Wicklungsdrähte 30U, 30V, 30W welche in Wicklungsschlaufen 42 um die Trägerzähne 28 gewickelt sind und die jeweiligen Wicklungen 16 bilden. Die Wicklungen 16 eines Wicklungsdrahtes 30 bilden entsprechend eine Phase U, V, W des Elektromotors 10.
Der Wicklungsdraht 30U, welcher die U-Phase bildet, ist um jeden dritten Trägerzahn 28 des Stators 12 gewickelt und bildet, bei einer Anzahl von 18 Trägerzähnen, entsprechend sechs Wicklungen 16. Hierzu wird der Wicklungsdraht 30, wie in 6 dargestellt, in Wicklungsschlaufen 42 auf dem Trägerzahn 28 in einer ersten Wickellage 44 ausgehend vom Trägerring 24 nach außen gewickelt und in einer zweiten Wickellage 46 von dem entsprechenden Polschuh 32 zum Trägerring 24 zurück gewickelt. Nach seiner Rückwicklung in der zweiten Wickellage 46 wird der Wicklungsdraht 30 innen am Trägerring 28 zu dem entsprechenden nächsten Trägerzahn 28 der U-Phase weitergeführt. Auch die, die V-, beziehungsweise W-Phasen bildenden Wicklungsdrähte 30V, beziehungsweise 30W sind zweckmäßigerweise auf jedem dritten Trägerzahn 28 gewickelt, sodass sich im bewickelten Zustand eine Abfolge von U-, V-, und W-Wicklungen wiederholt.
Entsprechend der Führung der Wicklungsdrähte 30U, 30V, 30W der U,- V-, und W-Phase, weist jeder der drei Wicklungsdrähte 30 jeweils Drahtwicklungsabschnitte 48 und Drahtführungsabschnitte 50 auf, wobei die Drahtwicklungsabschnitte 48 diejenigen Abschnitte eines Phasen-bildenden Wicklungsdrahtes 30 sind, die in Wicklungsschlaufen 42 auf dem Trägerzahn 28 gewickelt sind und in der ersten und zweiten Wickellage 44, 46 die Wicklung 16 bilden. Die Drahtführungsabschnitte 50 sind diejenigen Bereiche des entsprechenden Wicklungsdrahtes 30, in welchen der Wicklungsdrahte 30 von einem Trägerzahn 28 zum jeweiligen nächsten Trägerzahn der gleichen Phase U, V oder W überführt wird.
Die folgenden 4 bis 7 zeigen jeweils nur Elektromotoren mit den drei Phasen U, V und W, obgleich die Erfindung auch bei Elektromotoren 10 mit einer anderen Anzahl von Phasen verwendbar ist.
In 3 und 4 sind jeweils nur die Drahtführungsabschnitte 50 der U-, V-, und W- Phasen bildenden Wicklungsdrähte 30 dargestellt. Die entsprechenden Drahtwicklungsabschnitte 48 der Wicklungsdrähte 30 sind aus Gründen der verbesserten Darstellung vollständig herausgeschnitten.
In 4 ist der markierte Bereich aus 2 herausgegriffen und vergrößert dargestellt. Analog zur 3, erstrecken sich von einem innen liegenden Trägerring 24 die Trägerzähne 28 in radialer Richtung 26 nach außen. Zur Unterstützung der gezielten Führung des Wicklungsdrahtes 30 auf dem Trägerzahn 28, sind in den Drahtauflagebereich 52 Wicklungsführungselemente 54 eingebracht. Der Drahtauflagebereich 52 ist hierbei diejenige Oberfläche des Trägerzahns 28, an welcher der Wicklungsdraht 30 im bewickelten Zustand anliegt.
Das Einbringen von Wicklungsführungselementen 54 in den Drahtauflagebereich 52 unterstützt dabei die lagegenaue Position des Wickeldrahtes 30 in der ersten Wickellage 44 und gewährleistet somit einen definierten Füllfaktor.
Wie in 4 dargestellt ist, wird der Wicklungsdraht 30 in dem Drahtauflagebereich 52 durch Wicklungsführungselemente 54 geführt. Neben den Wicklungsführungselementen 54 weist der Drahtauflagebereich 52 des Trägerzahns 28 wenigstens zwischen zwei Wicklungsführungselementen 54 einen Abstandshaltersteg 56 auf. Dieser Abstandshaltersteg 56 legt den Wicklungsdraht 30 im bewickelten Zustand in eine Spur auf dem Drahtauflagebereich 52 des Trägerzahns 28, die von der Spur abweicht, wenn zwischen den Wicklungsführungselementen 54 kein Abstandshaltersteg 56 angeordnet wäre.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform des Stators 12 sind die Wicklungsführungselemente 54 in die jeweiligen oberen und/oder unteren Stirnflächen 58 der Trägerzähne 28 eingebracht. Alternativ zu einer solchen Ausführungsform können die Wicklungsführungselemente 54 auch umlaufend am Trägerzahn 28 ausgebildet sein. Ferner müssen die Wicklungsführungselemente 54 nicht die gesamte radiale Länge 60 des Trägerzahns 28 abdecken. Eine Weiterbildung, in welcher der Trägerzahn 28 nur abschnittsweise Wicklungsführungselemente 54 aufweist, ist auch denkbar und zur Drahtführung und Positionierung auf dem Trägerzahn 28 gegebenenfalls ausreichend.
Ebenso wie die Wicklungsführungselemente 54 kann auch der Abstandshaltersteg 56 in die jeweiligen oberen und/oder unteren Stirnflächen 58 der Trägerzähne 28, oder in einer alternativen Ausführungsform, umlaufend in die Trägerzähne 28 eingebracht sein. Es ist auch denkbar, dass sich der Abstandshaltersteg 56 nicht über die gesamte Breite 62 des Trägerzahns 28 erstreckt, sondern nur abschnittsweise ausgebildet ist.
Wie in der Ausführungsform aus 4 deutlich zu erkennen ist, sind die Wicklungsführungselemente 54 als Nuten 64 ausgebildet. In der Praxis hat sich dabei insbesondere eine Ausführungsform, in welcher die Nuten 64 an den Querschnitt des Wicklungsdrahtes 30 angepasst sind, als besonders geeignet erwiesen. Da der Wicklungsdraht 30 bei seiner Bewicklung auf den Trägerzahn 28, insbesondere unter der Verwendung der sogenannten Nadelwickeltechnik, auf Zug beansprucht wird, verjüngt sich der Wicklungsdrahtquerschnitt 30 bei der Bewicklung, wodurch es möglich ist auch Wicklungsdrähte 30, deren Querschnitt etwas größer ist als der Querschnitt der Wicklungsführungselemente 54, einzulegen.
Ferner sind nutförmigen Wicklungsführungselemente 54 nicht auf rillenförmige Nuten 64 begrenzt. So können unter anderem auch winklige Querschnittsformen, bei welchen die in radialer Richtung 26 jeweilig außen liegende Nutwand senkrecht in Form eines Anschlags ausgebildet ist, vorgesehen sein.
Zwischen den jeweiligen Nuten 64 mit ihrem entsprechenden Nutgrund, den sogenannten Zügen 66, bleibt jeweils ein dünner Steg stehen. Diese dünnwandigen Stege werden als Felder 68 der Nuten 64 bezeichnet. Der Abstandshaltersteg 56 unterscheidet sich insofern von den Feldern 68 der Nuten 64, dass seine Breite 70 in radialer Richtung 26 an wenigstens einer Stelle auf dem Drahtauflagebereich 52 größer ist als die Breite 72 der Felder 68 der Wicklungsführungselemente 54. Die Breitendifferenz zwischen den Feldern 68 und den Abstandhalterstegen 56 ist so dimensioniert, dass der Wicklungsdraht 30 im bewickelten Zustand bei der Führung in den an den Abstandshaltersteg 56 angrenzenden Wicklungsführungselementen 54 auf einer anderen Spur auf dem Trägerzahn 28 abgelegt wird, als bei der Führung des Wicklungsdrahtes 30 in Wicklungsführungselementen 54 mit Feldern 68.
In Übereinstimmung mit 4, zeigt auch 5 den markierten Bereich des Stators 12 aus 3 in einer vergrößerten Darstellung. In 5 ist neben der Drahtführungsabschnitte 50 der die Phasen U, V, W bildenden Wicklungsdrähte 30U, 30V, 30W auch die erste Wickellage 44 der Drahtwicklungsabschnitte 48 dargestellt. Die zweite Wickellage 46 der entsprechenden Drahtwicklungsabschnitte 48 ist zur besseren Darstellung des erfindungsgemäßen Abstandshalterstegs 56 herausgeschnitten.
Wie bereits erläutert, wird in der Regel wird bei der sogenannten Nadelwickeltechnik bei außengenuteten Elektromotoren 10 mit der Wicklungen 16 am Trägerring 24 begonnen. Ausgehend von einem Trägerring 24 wird in einer ersten Wickellage 44 der Wicklungsdraht 30 schraubenförmig in den Wicklungsführungselementen 54 um den Trägerzahn 28 nach außen geführt und bildet dabei Wicklungsschlaufen 42. Um den Wicklungsdraht 30 nach der Wicklung der ersten Wickellage 44 erneut nach innen zur Kontaktierung zu führen, kann der Wicklungsdraht 30 alternativ um den Trägerzahn 28 in einer zweiten Wickellage 46 gewickelt werden oder ohne Bildung von Wicklungsschlaufen 52 in einer radialer Richtung 26 zurückgeführt werden. Wird der Wicklungsdraht 30 in der zweiten Wickellage 46 nicht gewickelt, sondern in einer Radialrückführung geführt, so leistet er keinen Beitrag zur Induktion.
Wie 5 zeigt, wird der die jeweilige U-, V- oder W- Phase bildende Wicklungsdraht 30 beginnend am Trägerring 24 unter Ausformung von drei ersten Wicklungsschlaufen 42 in drei ersten Wicklungsführungselementen 54 geführt. Bedingt durch den, an das dritte Wicklungsführungselement 54 angrenzenden, Abstandshaltersteg 56, wird die vierte Wicklungsschlaufe 42 so auf dem Drahtauflagebereich 52 abgelegt, dass zwischen der dritten und vierten Wicklungsschlaufe 42 ein Spalt 74 entsteht. Der Abstandshaltersteg 56 ist so ausgebildet, dass die vierte Wicklungsschlaufe 42 mit einer größeren Steigung auf dem Drahtauflagebereich 52 abgelegt wird, als die drei ersten Wicklungsschlaufen 42. Angrenzend an die vierte Wicklungsschlaufe 42, wird der Wicklungsdraht 30 in weiteren Wicklungsführungselementen 54 ohne Abstandshaltersteg 56 geführt, wobei die so gebildeten weiteren Wicklungsschlaufen 42 die gleiche Steigung auf dem Drahtauflagebereich 52 aufweisen, wie die ersten Wicklungsschlaufen 42.
Wie in 5 deutlich zu erkennen ist, liegen die in den Wicklungsführungselementen 54 ohne Abstandshaltersteg 56 liegenden Wicklungsschlaufen 42 vollständig aneinander an, das heißt die Seiten der jeweiligen Wicklungsschlaufen 42 berühren sich spaltfrei über den Umfang des Trägerzahns 28. Die aneinander anliegenden Wicklungsschlaufen 42 der ersten Wickellage 44 bilden somit, infolge ihrer kreisrunden Querschnitte, Rillen 76 aus. Bedingt durch die abweichende Steigung vierten Wicklungsführungselements 54 und die schraubenförmige Führung des Wicklungsdrahtes 30 auf dem Drahtauflagebereich 52, liegt zwischen der dritten und vierten Wicklungsschlaufe 42 ein Abstandshaltersteg 56, welcher in Umfangsrichtung an Breite 70 (3 und 4) zunimmt beziehungsweise größer wird und zwischen der vierten und fünften Wicklungsschlaufe 42 ein Abstandshaltersteg 56, welcher in Umfangsrichtung zulaufend ausgebildet ist, das heißt an Breite 70 abnimmt. In diesem Zusammenhang ist unter der Umfangsrichtung die Wickelrichtung in der ersten Wickellage 44 definiert.
Erfindungsgemäß schließen somit die dritte und vierte Wicklungsschlaufe 42 beziehungsweise die vierte und fünfte Wicklungsschlaufe 42 zwischen sich einen Spalt 74 ein. Dieser Spalt 74 ist dazu ausgebildet in der zweiten Wicklungslage 46 eine weitere Wicklungsschlaufe 42 des Wicklungsdrahtes 30 im bewickelten Zustand aufzunehmen. Die Aufnahme der entsprechenden Wicklungsschlaufe 42 in dem Spalt 74 in der zweiten Wickellage 46 ist in 6 näher dargestellt.
6 zeigt illustrativ den in den 4 und 5 dargestellten Statorausschnitt aus 3. Neben der ersten Wickellage 44 der Drahtwicklungsabschnitte 48 ist in 6 zusätzlich ein Teil der zweiten Wickellage 46 beispielhaft dargestellt.
Wie bereits erläutert schließen die dritte und vierte Wicklungsschlaufe 42 beziehungsweise die vierte und fünfte Wicklungsschlaufe 42 der ersten Wicklungslage 44 zwischen sich einen Spalt 74 ein. Dieser Spalt 74 ist dazu ausgebildet in einer zweiten Wicklungslage 46 eine weitere Wicklungsschlaufe 42 des Wicklungsdrahtes 30 im bewickelten Zustand aufzunehmen. Das heißt, der Spalt 74 führt eine Wicklungsschlaufe 42 des Wicklungsdrahts 30 nach Art eines Wicklungsführungselementes 54 in der zweiten Wickellage 46.
Wie in 6 dargestellt, wird hierzu der Wicklungsdraht 30 nach seiner letzten Umwicklung auf dem Trägerzahn 28 in der zweiten Wicklungslage 46 zurückgewickelt, wobei er auf den Rillen 76 der Wicklungsschlaufen 42 der ersten Wickellage 44 zu liegen kommt. Erreicht die Wicklung 16 bei ihrer Rückwicklung den Abstandshaltersteg 56, beziehungsweise den durch den Abstandshaltersteg 56 gebildeten Spalt 74, so wird der Wicklungsdraht 30 in seiner nächsten Wicklungsschlaufe 42 in diesen Spalt 74 gelegt. Bedingt durch die Führung einer Wicklungsschlaufe 42 des Wicklungsdrahtes 30 in der zweiten Wickellage 46 in dem durch den Abstandshaltersteg 56 gebildeten Spalt 74, rückt der Wicklungsdraht 30 näher an den Drahtauflagebereich 52 als bei seiner Führung auf den Wicklungsschlaufen 42 der ersten Wickellage 44.
Diese engere Führung am Drahtauflagebereich 52 der Wicklungsschlaufe 52, welche in den Spalt 74 fällt, hat eine Vergrößerung der lichten Breite 78 (dargestellt in 7) der Wicklungsöffnung 38 an dieser Umwicklung zur Folge. Da die lichte Breite 78 der Wicklungsöffnung 38 bei der Umwicklung den limitierenden Faktor für die Eindringtiefe des Nadelkopfes zwischen die Trägerzähne 28 darstellt, und somit auch die Anzahl an Wicklungsschlaufen 42 in der zweiten Wickellage 46 vorgibt, kann die Wicklungsschlaufe 42, welche in der zweiten Wickellage 46 in den Spalt 74 fällt, zusätzlich realisiert werden.
Grundsätzlich ist bei gleicher Anzahl an Wicklungsschlaufen 42 in den beiden Wickellagen 44, 46 der Drahtverbrauch immer dann am kleinsten ist, je kürzer die Radialrückführung ausfällt. Nach seiner Führung in dem Spalt 74 geht der Wicklungsdraht 30 von dem Drahtwicklungsabschnitt 48 in den Drahtführungsabschnitt 50 über. Ohne die Führung in dem Spalt 74 könnte der Nadelkopf bei der Bewicklung eine vollständige Wicklungsschlaufe weniger legen. Der Wicklungsdraht 30 müsste dann von einem weiter außen auf dem Trägerzahn 28 liegenden Punkt in radialer Richtung 26 zurückgeführt werden. Der Spalt 74, welcher durch den Abstandhaltersteg 56 gebildet wird, hat demnach eine Drahteinsparung zur Folge, welche sich positiv auf die Kosten des Bauteils auswirkt.
7 zeigt illustrativ den in 2 markierten Statorausschnitt im bewickelten Zustand. Wie deutlich zu erkennen ist, wird der Wicklungsdraht 30 in der zweiten Wickellage 46 in dem Spalt 74 geführt, wodurch er näher an den Drahtauflagebereich 52 des Trägerzahns 28 rückt, als die auf den Rillen 76 der Wicklungsschlaufen 42 der ersten Wickellage 44 geführten Umwicklungen.
Dieses Einrücken hat zur Folge, dass sich die lichte Breite 78 der Wicklungsöffnung 38 im Bereich des Spaltes 74, beziehungsweise des Abstandshalterstegs 56 vergrößert. Da bei der Zuführung der Nadelkopf durch die Polschuhöffnung 36 in die Wicklungsöffnung 38 der Trägerzähne 28 geführt werden muss, stellt neben der lichten Breite 78 der Wicklungsöffnung 38 auch die Breite 80 der Polschuhöffnung 36 den begrenzenden Abstand bei der Zuführung dar. In einer Ausführungsform ist daher zumindest ein Abstandshaltersteg 56 an der Stelle auf dem Trägerzahn 28, beziehungsweise mit dem Abstand in radialer Richtung 26 vom Trägerring 24, angeordnet, in welchem die lichte Breite 78 der Wicklungsöffnung 38 der Breite 80 der Polschuhöffnung 36 entspricht.
Die Anzahl an Abstandhalterstegen 74 kann dabei in einer bevorzugten Ausführungsform selbstverständlich an die Motorspezifikationen und Fertigungsbedingungen, wie beispielsweise die Größe des Nadelkopfes angepasst werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung kann der Drahtauflagebereich 52 aus einem isolierenden Material, insbesondere einer Isolierlamelle 82 aufgebaut sein. Illustrativ ist in 4 an der obenliegenden Stirnfläche 58 eine solche Isolierlamelle 82 angeordnet. An der gegenüberliegen, untenliegenden Stirnfläche 58 des Stators 12 ist vorzugsweise eine weitere, zweite Ummantelung aus einem isolierenden Material angeordnet. Die Isolierlamellen 82 sind bevorzugt derart ausgebildet, dass lediglich die Stirnflächen 58 des Trägerzahns 28 bedeckt sind. Vorzugsweise dienen die Isolierlamellen 82 der elektrischen Isolation der Wicklung 16 vom Lamellenpaket 20 im Bereich der Ober- und Unterseite des Stators 12.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007032223 A1 [0002]

Claims

Elektromotor (10), insbesondere Lüftermotor oder Pumpenmotor, mit einem Stator (12) und einem Rotor (14), wobei der Stator (12) und/oder der Rotor (14) eine Anzahl an Trägerzähnen (28) umfasst, welche mit einem Wicklungsdraht (30) umwickelt sind und wobei zumindest ein Trägerzahn (28) an seinem jeweiligen Drahtauflagebereich (52) Wicklungsführungselemente (54) zur Führung des Wicklungsdrahtes (30) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtauflagebereich (52) wenigstens zwischen zwei Wicklungsführungselementen (54) einen Abstandshaltersteg (56) aufweist.
Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsführungselemente (54) als Nuten (64) mit Zügen (66) und Feldern (68) ausgebildet sind und dass die Breite (70) des Abstandshaltersteges (56) an wenigstens einer Stelle auf dem Drahtauflagebereich (52) größer ist als die Breite (72) der Felder (68) der Wicklungsführungselemente.
Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsführungselemente (54) als Nuten (64) mit Zügen (66) und Feldern (68) ausgebildet sind und dass die Breite (70) des Abstandshaltersteg (56) an wenigstens einer Stelle auf dem Drahtauflagebereich (52) größer ist als die Breite (72) der Felder (68) der Wicklungsführungselemente (54).
Elektromotor (10) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsschlaufen (42) des Wicklungsdrahtes (30) bei ihrer Führung in den jeweils an den Abstandshaltersteg (56) angrenzenden Wicklungsführungselementen (54), zwischen sich einen Spalt (74) einschließen.
Elektromotor (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (74) dazu ausgebildet ist den Wicklungsdraht (30) im bewickelten Zustand in einer zweiten Wicklungslage (46) aufzunehmen.
Elektromotor (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsdraht (30) nach seiner Führung im Spalt (74) in der zweiten Wicklungslage (46) in radialer Richtung (26) zurückgeführt wird.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandshaltersteg (56) in Umfangsrichtung des Trägerzahns (28) zulaufend und/oder größer werdend ausgebildet ist.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtauflagebereich (52) aus einem isolierenden Material, insbesondere einer Isolierlamelle (82) aufgebaut ist.