DE102018114897A1

DE102018114897A1 - Integriertes Statormodul für einen elektrischen Motor

Info

Publication number: DE102018114897A1
Application number: DE102018114897.6A
Authority: DE
Inventors: Tobias Moser; Frank Haase
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2018-12-27
Also published as: US20180375410A1; CN109120112A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Statormoduls (10) für einen elektrischen Motor. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Kerns (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130), einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem ringförmigen Joch (110) radial nach außen erstrecken; Anordnen eines Lagers (200) in der Lageraufnahme (130); Anordnen einer Anschlussbaugruppe (300) auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110); und Überspritzen des Kerns (100) und der Anschlussbaugruppe (300) mit einem Isoliermaterial (400), so dass die Anschlussbaugruppe (300) an dem Kern (100) fixiert wird, wobei das Isoliermaterial (400) nach dem Überspritzen eine axiale Position des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) festlegt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Statormodul für einen elektrischen Motor und ein Verfahren zur Herstellung eines Statormoduls für einen elektrischen Motor.
Hintergrund der Erfindung
Um den Temperaturhaushalt moderner Kraftfahrzeuge zu regeln kommen Lüfter zum Kühlen des Verbrennungsmotors oder anderer Komponenten des Antriebsstrangs zum Einsatz. Derartige Lüfter sind zum Beispiel aus der DE 10 2010 039 219 A1 bekannt.
Die Lüfter können zum Beispiel über einen elektrischen Motor angetrieben werden, der bestimmte Anforderungen an Robustheit und Strapazierfähigkeit erfüllen muss, da er Erschütterungen, Schmutz und Nässe ausgesetzt ist. Der elektrische Motor kann zum Beispiel ein Außenläufermotor sein, der im Bereich der Nabe des Lüfterrads des Lüfters integriert ist. Derartige elektrische Motoren weisen einen Stator und einen Rotor auf. Statormodule bekannter Elektromotoren sind zum Teil aufwändig in der Herstellung, weisen eine schlechte Isolierung auf und/oder sind unzureichend vor Schmutz und Nässe geschützt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren bereitzustellen, das eine effizientere Fertigung eines Statormoduls mit Isolierung für einen elektrischen Motor ermöglicht. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines effizient herstellbaren Statormoduls mit Isolierung.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Statormoduls gemäß Anspruch 1, ein Statormodul gemäß Anspruch 9 und gemäß Anspruch 10 und einen Elektromotor gemäß Anspruch 15.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Statormoduls für einen elektrischen Motor umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines Kerns mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme, einem ringförmigen Joch und einer Vielzahl an Zähnen, die sich von dem ringförmigen Joch radial nach außen erstrecken; Anordnen eines Lagers in der Lageraufnahme; Anordnen einer Anschlussbaugruppe auf einer radialen Seitenfläche des Jochs; und Überspritzen des Kerns und der Anschlussbaugruppe mit einem Isoliermaterial, so dass die Anschlussbaugruppe an dem Kern fixiert wird, wobei das Isoliermaterial nach dem Überspritzen eine axiale Position des Lagers in der Lageraufnahme festlegt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Statormoduls können im Vergleich zu bekannten Herstellungsverfahren mehrere Montageschritte eingespart werden und somit auch mögliche Fehler bei der Montage vermieden werden. Außerdem können beim Überspritzen weitere strukturelle Merkmale, wie zum Beispiel Führungen für die Wicklungen, direkt an den Kern des Statormoduls angespritzt und somit in ein Bauteil integriert werden.
In Ausgestaltungen des Verfahrens kann die Anschlussbaugruppe mindestens zwei Sammelschienen mit jeweils einem Phasenkontakt und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten aufweisen, wobei die Phasenkontakte und die Wicklungskontakte nach dem Überspritzen in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial hervorragen. Die Sammelschienen können in einer vorgeformten Halterung der Anschlussbaugruppe auf dem Joch angeordnet werden.
Das Verfahren kann außerdem Wickeln der Zähne umfassen, so dass die entstehenden Wicklungen mit entsprechenden der Wicklungskontakte in Kontakt sind.
In Ausgestaltungen des Verfahrens, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann der Schritt des Anordnens des Lagers in der Lageraufnahme Einpressen des Lagers in der Lageraufnahme umfassen.
In Ausgestaltungen des Verfahrens, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, können die Zähne jeweils bis auf eine radial nach außen zeigende und sich axial erstreckende Seitenfläche nach dem Überspritzen vollständig von dem Isoliermaterial umgeben sein.
In Ausgestaltungen des Verfahrens, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, können im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne in das Isoliermaterial Rillen eingespritzt werden.
In Ausgestaltungen des Verfahrens, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, können im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs während des Überspritzens Führungen aufgespritzt werden.
In Ausgestaltungen des Verfahrens, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, können sich von der Lageraufnahme nach radial außen zum ringförmigen Joch mindestens zwei Stege erstrecken, die das Joch mit der Lageraufnahme verbinden, wobei in jedem Steg mindestens ein den jeweiligen Steg komplett durchdringender Durchgang vorgesehen sein kann, wobei die Durchgänge beim Überspritzen vollständig mit Isoliermaterial ausgekleidet oder aufgefüllt werden können. Dadurch wird das Isoliermaterial noch besser an dem Kern befestigt. Jeder der Stege kann eine Befestigungsaufnahme aufweisen, wobei die Befestigungsaufnahmen beim Überspritzen nicht mit Isoliermaterial ausgekleidet werden.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Statormodul für einen elektrischen Motor mit einem Kern mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme in der ein Lager angeordnet ist, einem ringförmigen Joch und einer Vielzahl an Zähnen, die sich von dem Joch radial nach außen erstrecken. Das Statormodul umfasst außerdem eine Anschlussbaugruppe, die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs angeordnet ist, wobei der Kern und die Anschlussbaugruppe im Wesentlichen in ein Isoliermaterial eingekapselt sind. Das Statormodul ist in einem Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausgestaltungen hergestellt.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Statormodul für einen elektrischen Motor mit einem Kern mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme in der ein Lager angeordnet ist, einem ringförmigen Joch und einer Vielzahl an Zähnen, die sich von dem Joch radial nach außen erstrecken. Das Statormodul umfasst außerdem eine Anschlussbaugruppe, die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs angeordnet ist. Der Kern und die Anschlussbaugruppe sind im Wesentlichen in ein Isoliermaterial eingekapselt, so dass die Anschlussbaugruppe an dem Kern von dem Isoliermaterial fixiert wird und das Isoliermaterial eine axiale Position des Lagers in der Lageraufnahme festlegt. Der Überzug aus Isoliermaterial dient er elektrischen Isolierung und schützt außerdem das gesamte Statormodul inklusive Anschlussbaugruppe sowie den Lagersitz vor Schmutz und Wasser.
In Ausgestaltungen der vorangehend beschriebenen Statormodule kann die Anschlussbaugruppe mindestens zwei Sammelschienen mit jeweils einem Phasenkontakt und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten aufweisen, wobei die Phasenkontakte und die Wicklungskontakte in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial hervorragen. Die Phasenkontakte und die Wicklungskontakte können sich in axialer Richtung von einer ringförmigen Basis der Sammelschienen erstrecken. Freie Enden der Wicklungskontakte können gabelförmig ausgestaltet sein.
In Ausgestaltungen des Statormoduls, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, können die Zähne bis auf eine radial nach außen zeigende Seitenfläche vollständig von dem Isoliermaterial umgeben sein.
In Ausgestaltungen des Statormoduls, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann das Isoliermaterial im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne Rillen aufweisen. Die Rillen dienen zur einfacheren Anordnung und Positionierung der Wicklungen um die Zähne.
In Ausgestaltungen des Statormoduls, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, kann im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs Führungen vorgesehen sein. Die Anzahl der Führungen kann der Anzahl der Zähne entsprechen und die Führungen können über dem Umfang gleichmäßig beabstandet und mittig bezüglich jeweils eines Zahns angeordnet sein.
In Ausgestaltungen des Statormoduls, die mit allen bisher beschriebenen Ausgestaltungen kombinierbar sind, können sich von der Lageraufnahme nach radial außen zum ringförmigen Joch mindestens zwei Stege erstrecken, die das Joch mit der Lageraufnahme verbinden. In jedem Steg kann mindestens ein den jeweiligen Steg komplett durchdringender Durchgang vorgesehen sein, wobei die Durchgänge vollständig mit Isoliermaterial ausgekleidet oder aufgefüllt sein können. Dadurch wird das Isoliermaterial noch besser an dem Kern befestigt. Jeder der Stege kann eine Befestigungsaufnahme aufweisen, wobei Wände der Befestigungsaufnahmen nicht mit Isoliermaterial ausgekleidet sind.
Die Erfindung umfasst außerdem einen Elektromotor, insbesondere einen Elektromotor für einen Lüfter, mit einem Rotor und einem Statormodul gemäß irgendeinem der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen. In Ausgestaltungen kann der Elektromotor ein Außenläufermotor sein.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden im Folgenden anhand der Figuren beschrieben.
Figurenliste

1 zeigt eine geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Statormoduls ohne Isoliermaterial;
2 zeigt eine geschnittene Ansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Statormoduls aus 1 mit Isoliermaterial;
3 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Statormoduls.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden anhand der Figuren Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Statormodul 10 sowie ein Verfahren zur Herstellung des Erfindungsgemäßen Statormoduls 10 beschrieben. Im Rahmen dieser Anmeldung bezieht sich der Begriff „axial“ auf Richtungen/Orientierungen, die im Wesentlichen parallel zur Mittelachse/Drehachse 500 verlaufen. Der Begriff „radial“ bezieht sich auf Richtungen/Orientierungen, die im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse/Drehachse 500 verlaufen. Radiale Flächen sind dementsprechend Flächen, die in Ebenen liegen, die sich senkrecht zur Mittelachse/Drehachse 500 erstrecken.
Anhand der 1 bis 3 werden im Folgenden zunächst Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Statormoduls 10 beschrieben. Anschließend wird anhand der 1 und der 2 das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Statormoduls 10 beschreiben.
Bezugnehmend auf 1 und 2 umfasst das Statormodul 10 für einen elektrischen Motor einen Kern 100 mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme 130, einem ringförmigen Joch 110 und einer Vielzahl an Zähnen 120, die sich von dem Joch 110 radial nach außen erstrecken. In der Lageraufnahme 130 ist ein Lager 200 angeordnet. Der Kern 100 kann zum Beispiel aus zusammengelegten Elektrostahl-Blechen aufgebaut sein. Die Elektrostahl-Bleche können zum Beispiel zusammengebacken oder „stanz-paketiert“ sein. Das Lager 200 kann zum Beispiel ein Schrägkugellager sein. Insbesondere kann ein zweireihiges Schrägkugellager vorgesehen sein. Das Statormodul 10 umfasst außerdem eine Anschlussbaugruppe 300, die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs 110 angeordnet ist. Der Kern 100 und die Anschlussbaugruppe 300 sind im Wesentlichen in ein Isoliermaterial 400 eingekapselt. 1 zeigt den Kern 100 und die Anschlussbaugruppe 300 ohne das Isoliermaterial 400, während 2 das Statormodul 10 samt Isoliermaterial 400 darstellt. Das Isoliermaterial 400 ist derart angebracht, dass die Anschlussbaugruppe 300 an dem Kern 100 von dem Isoliermaterial 400 fixiert wird und das Isoliermaterial 400 eine axiale Position des Lagers 200 in der Lageraufnahme 130 festlegt. Der Überzug aus Isoliermaterial 400 dient einerseits der elektrischen Isolierung und schützt andererseits das gesamte Statormodul 10 inklusive Anschlussbaugruppe 300 sowie die Lageraufnahme 130 vor Schmutz und Wasser. Das Isoliermaterial 400 kann zum Beispiel ein thermoplastisches Spritzgussmaterial sein. Insbesondere kann das Isoliermaterial ein Polyamid sein, bevorzugt ein Polyamid 6. Beispielsweise kann PA6-GF30 verwendet werden, ein Polyamid 6 verstärkt mit 30 Gewichtsprozent Glasfasern. Alternativ kann das Isoliermaterial auch ein Duroplast sein. Die in 1 und 2 eingezeichnete Mittelachse 500 des Statormoduls 10 ist gleichzeitig die Drehachse eines Rotors eines elektrischen Außenläufermotors, der um das Statormodul 10 angeordnet werden kann. Ein derartiger Rotor kann zum Beispiel in dem Lager 200 drehbar gelagert sein.
Wie in 1 gut zu erkennen weist die Anschlussbaugruppe 300 drei Sammelschienen 310 mit jeweils einem Phasenkontakt 312 und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten 314 auf. Die Anschlussbaugruppe 300 kann aber auch nur zwei Sammelschienen 310 oder mehr als drei Sammelschienen 310 aufweisen. Die Sammelschienen 310 sind in einer vorgeformten Halterung 320 der Anschlussbaugruppe 300 auf dem Joch 110 angeordnet (siehe 1). Die Halterung 320 ist entsprechend des ringförmigen Jochs ebenfalls ringförmig ausgestaltet und weist an ihrer Oberseite ebenfalls ringförmige und konzentrisch zur Mittelachse 500 angeordnete Aufnahmeschlitze entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Sammelschienen 310 auf. Die Sammelschienen 310 sind in den Aufnahmeschlitzen angeordnet.
Die Phasenkontakte 312 und die Wicklungskontakte 314 erstrecken sich in axialer Richtung von einer ringförmigen Basis 316 der Sammelschienen 310 (siehe 1). Dadurch ragen die Phasenkontakte 312 und die Wicklungskontakte 314 in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial 400 hervor (siehe 2). Die Phasenkontakte 312 dienen zum Anschluss des Statormoduls 10 bzw. der Anschlussbaugruppe 300 an eine Stromversorgungs- und Steuereinheit des elektrischen Motors. Die Wicklungskontakte 314 dienen der Kontaktierung mit den Wicklungen (nicht dargestellt) des Stators, um diesen mit Strom zu versorgen. Die Wicklungen können zum Beispiel mit den Wicklungskontakten 314 verschweißt werden. Freie Enden der Wicklungskontakte 314 können zum Beispiel gabelförmig ausgestaltet sein (siehe auch 3).
Die Zähne 120 des Kerns 100 sind bis auf eine radial nach außen zeigende Seitenfläche 122 vollständig von dem Isoliermaterial 400 umgeben.
Vier Stege 140 (von denen in 1 und 2 einer vollständig und zwei im Schnitt dargestellt sind) erstrecken sich von der mittig angeordneten Lageraufnahme 130 nach radial außen zum ringförmigen Joch 110. Es können aber auch nur zwei Stege, drei Stege oder mehr als vier Stege vorgesehen sein. Die Stege 140 verbinden das Joch 110 mit der Lageraufnahme 130. Wie in 1 und 2 gut zu erkennen ist, sind in jedem Steg 140 zwei den jeweiligen Steg 140 komplett durchdringender Durchgänge 142 vorgesehen. Alternativ kann auch nur ein Durchgang 142 oder mehr als zwei Durchgänge 142 pro Steg 140 vorgesehen sein. Es muss auch nicht in jedem Steg 140 ein Durchgang 142 angeordnet sein, zum Beispiel können nur in jedem zweiten Steg 140 ein oder mehrere Durchgänge 142 angeordnet sein. Die Durchgänge 142 sind entweder vollständig mit Isoliermaterial 400 ausgekleidet (wie die radial inneren Durchgänge 142 in den in 1 und 2 dargestellten Beispielen) oder vollständig mit Isoliermaterial aufgefüllt (wie die radial äußeren Durchgänge 142 in den in 1 und 2 dargestellten Beispielen). Durch diese Art von Durchgängen 142 wird die Schicht aus Isoliermaterial 400 noch besser an dem Kern 100 befestigt. Jeder der Stege 140 weist außerdem eine Befestigungsaufnahme 144 auf, wobei Wände der Befestigungsaufnahmen 144 nicht mit Isoliermaterial 400 ausgekleidet sind (siehe 2). Die Befestigungsaufnahmen 144 können zum Beispiel zum Verbinden des Statormoduls 10 mit anderen Komponenten eines elektrischen Motors oder zum Befestigen eines elektrischen Motors, in dem ein erfindungsgemäßes Statormodul 10 vorgesehen ist, dienen. Es muss nicht jeder Steg 140 eine Befestigungsaufnahme 144 aufweisen. Zum Beispiel kann auch nur jeder zweite Steg 140 eine Befestigungsaufnahme 144 aufweisen, entsprechend oder alternierend mit den Durchgängen 142.
Bezugnehmend auf 3 wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Statormoduls 10 beschrieben. Im Vergleich zu dem Statormodul aus 2, weist das Statormodul 10 aus 3 zusätzlich Rillen 420 in dem Isoliermaterial 400 im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne 120 auf. Die Rillen 420 dienen zur einfacheren Anordnung und Positionierung der Wicklungen um die Zähne 120.
Ebenfalls in 3 dargestellt sind optionale Führungen 410, die im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe 300 und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs 110 vorgesehen sein können. Wie in 3 zu sehen, können die Führungen 410 zum Beispiel als sich axial erstreckende zylindrische oder leicht konische Vorsprünge ausgestaltet sein und als Führung für die (nicht dargestellten) Wicklungen dienen. Die Anzahl der Führungen 410 kann der Anzahl der Zähne 120 entsprechen und die Führungen 410 können entlang des Umfangs gleichmäßig beabstandet und mittig bezüglich jeweils eines Zahns 120 angeordnet sein (siehe 3).
Obwohl in dem Ausführungsbeispiel der 3 sowohl die Führungen 410 als auch die Rillen 420 dargestellt sind, so können auch nur die Rillen 410 oder nur die Führungen 410 vorgesehen sein.
Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zum Herstellen eines Statormoduls 10 für einen elektrischen Motor. Im Folgenden werden die Schritte des erfindungsgemäße Verfahren beschrieben. Zunächst wird der Kern 100 mit der mittig angeordneten Lageraufnahme 130, dem ringförmigen Joch 110 und der Vielzahl an Zähnen 120, die sich von dem ringförmigen Joch 110 radial nach außen erstrecken, bereitgestellt. In der Lageraufnahme wird dann das Lager 200 angeordnet. Das Lager 200 kann zum Beispiel in die Lageraufnahme 130 eingepresst werden. Auf einer radialen Seitenfläche des Jochs 110 wird die Anschlussbaugruppe 300 angeordnet. Der Kern 100 mit dem in der Lageraufnahme 130 des Kerns 100 angeordneten Lager 200 und der auf dem Joch 110 des Kerns 130 angeordneten Anschlussbaugruppe 300 ist in 1 dargestellt. Dann erfolgt das Überspritzen des Kerns 100 und der Anschlussbaugruppe 300 mit dem Isoliermaterial 400, so dass die Anschlussbaugruppe 300 an dem Kern 100 fixiert wird und das Isoliermaterial 400 nach dem Überspritzen eine axiale Position des Lagers 200 in der Lageraufnahme 130 festlegt. Das fertig überspritzte Statormodul 10 ist in 2 dargestellt. Das Überspritzen kann zum Beispiel in einer dafür vorgesehenen Spritzgussanlage erfolgen, wobei der Kern 100 mit dem Lager 200 und der auf dem Kern 100 platzierten Anschlussbaugruppe 300 in einer Form der Spritzgussanlage positioniert wird und dann mit dem Isoliermaterial 400 überspritzt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Statormoduls 10 können im Vergleich zu bekannten Herstellungsverfahren mehrere Montageschritte eingespart werden und somit auch mögliche Fehler bei der Montage vermieden werden, da Kern 100, Lager 200 und Anschlussbaugruppe 300 in einem Prozessschritt mit dem Isoliermaterial 400 überspritzt werden und dabei gleichzeitig die Anschlussbaugruppe 300 an dem Kern 100 befestigt wird und die axiale Position des Lagers 200 in der Lageraufnahem 130 festgelegt wird. Außerdem können beim Überspritzen weitere strukturelle Merkmale, wie zum Beispiel die oben beschriebenen Führungen 410 oder die Rillen 420 im Bereich der Zähne 120, direkt an den Kern 100 des Statormoduls 10 angespritzt und somit in ein Bauteil integriert werden.
Das Überspritzen erfolgt dabei derart, dass die Phasenkontakte 312 und die Wicklungskontakte 314 nach dem Überspritzen in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial 400 hervorragen (siehe 2), so dass über die Phasenkontakte 312 das Statormodul 10 bzw. die Anschlussbaugruppe 300 an eine Stromversorgungs- und Steuereinheit des elektrischen Motors angeschlossen werden kann und die Wicklungskontakte 314 mit den Wicklungen des Stators in Kontakt treten können, um diesen mit Strom zu versorgen. Die Wicklungen können zum Beispiel mit den Wicklungskontakten 314 verschweißt werden. Für eine einfache Montage werden die Sammelschienen 310 in der vorgeformten Halterung 320 der Anschlussbaugruppe 300 auf dem Joch 110 angeordnet (siehe 1). Wie bereits weiter oben erwähnt, ist die Halterung 320 entsprechend des ringförmigen Jochs ebenfalls ringförmig ausgestaltet und weist an ihrer Oberseite ebenfalls ringförmige und konzentrisch zur Mittelachse 500 angeordnete Aufnahmeschlitze entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Sammelschienen 310 auf. Die Sammelschienen 310 werden vorab in den Aufnahmeschlitzen angeordnet. Die Halterung 320 kann zum Beispiel im Spritzgussverfahren hergestellt werden und ebenfalls ein isolierendes Material umfassen.
Das Verfahren kann außerdem Wickeln der Zähne 120 umfassen, so dass die entstehenden Wicklungen mit entsprechenden der Wicklungskontakte 314 in Kontakt sind.
Beim Überspritzen sollte darauf geachtete werden, dass die Zähne 120 jeweils bis auf eine radial nach außen zeigende und sich axial erstreckende Seitenfläche 122 nach dem Überspritzen vollständig von dem Isoliermaterial 400 umgeben sind. Optional können im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne 120 in das Isoliermaterial 400 Rillen eingespritzt 420 werden. Alternativ oder zusätzlich können im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe 300 und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs 110 während des Überspritzens Führungen 410 aufgespritzt werden.
Beim Überspritzen ist außerdem darauf zu achten, dass die Durchgänge 142 vollständig mit Isoliermaterial 400 ausgekleidet oder aufgefüllt werden (Vergleich 1 mit 2). Dadurch wird das Isoliermaterial noch besser an dem Kern befestigt. Die Befestigungsaufnahme 144 sollten beim Überspritzen nicht mit Isoliermaterial 400 ausgekleidet werden.
Die Erfindung umfasst außerdem einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Statormodul 10 gemäß irgendeinem der vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen. In Ausgestaltungen kann der Elektromotor ein Außenläufermotor sein. Der Elektromotor kann zum Beispiel ein bürstenloser DC-Motor sein. Der Elektromotor kann zum Beispiel angepasst sein, um in einem elektrisch angetriebenen Lüfter zum Einsatz kommen. Die Erfindung umfasst somit auch einen elektrisch Angetriebenen Lüfter mit einem Elektromotor mit einem vorangehend beschriebenen Statormodul.
Obwohl die vorliegende Erfindung oben beschrieben wurde und in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, sollte verstanden werden, dass die Erfindung alternativ auch entsprechend der folgenden Ausführungsformen definiert werden kann:

1. Verfahren zum Herstellen eines Statormoduls (10) für einen elektrischen Motor mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Kerns (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130), einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem ringförmigen Joch (110) radial nach außen erstrecken;
- Anordnen eines Lagers (200) in der Lageraufnahme (130);
- Anordnen einer Anschlussbaugruppe (300) auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110); und
- Überspritzen des Kerns (100) und der Anschlussbaugruppe (300) mit einem Isoliermaterial (400), so dass die Anschlussbaugruppe (300) an dem Kern (100) fixiert wird, wobei das Isoliermaterial (400) nach dem Überspritzen eine axiale Position des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) festlegt.
2. Verfahren gemäß Ausführungsform 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe (300) mindestens zwei Sammelschienen (310) mit jeweils einem Phasenkontakt (312) und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten (314) aufweist, wobei die Phasenkontakte (312) und die Wicklungskontakte (314) nach dem Überspritzen in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial (400) hervorragen.
3. Verfahren gemäß Ausführungsform 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienen (310) in einer vorgeformten Halterung (320) der Anschlussbaugruppe (300) auf dem Joch (110) angeordnet werden.
4. Verfahren gemäß Ausführungsform 2 oder Ausführungsform 3, außerdem umfassend Wickeln der Zähne (120), so dass die entstehenden Wicklungen mit entsprechenden der Wicklungskontakte (314) in Kontakt sind.
5. Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Anordnens des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) Einpressen des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) umfasst.
6. Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (120) jeweils bis auf eine radial nach außen zeigende und sich axial erstreckende Seitenfläche (122) nach dem Überspritzen vollständig von dem Isoliermaterial (400) umgeben sind.
7. Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne (120) in das Isoliermaterial (400) Rillen eingespritzt (420) werden.
8. Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe (300) und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs (110) während des Überspritzens Führungen (410) aufgespritzt werden.
9. Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Lageraufnahme (130) nach radial außen zum ringförmigen Joch (110) mindestens zwei Stege (140) erstrecken, die das Joch (110) mit der Lageraufnahme (130) verbinden, wobei in jedem Steg (140) mindestens ein den jeweiligen Steg (140) komplett durchdringender Durchgang (142) vorgesehen ist, wobei die Durchgänge (142) beim Überspritzen vollständig mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet oder aufgefüllt werden.
10. Verfahren gemäß Ausführungsform 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stege (140) eine Befestigungsaufnahme (144) aufweist, wobei die Befestigungsaufnahmen (144) beim Überspritzen nicht mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet werden.
11. Statormodul für einen elektrischen Motor mit einem Kern (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130) in der ein Lager (200) angeordnet ist, einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem Joch (110) radial nach außen erstrecken; und einer Anschlussbaugruppe (300), die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110) angeordnet ist; wobei der Kern (100) und die Anschlussbaugruppe (300) im Wesentlichen in ein Isoliermaterial (400) eingekapselt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Statormodul (10) in einem Verfahren gemäß irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen hergestellt ist.
12. Statormodul für einen elektrischen Motor mit einem Kern (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130) in der ein Lager (200) angeordnet ist, einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem Joch (110) radial nach außen erstrecken; und einer Anschlussbaugruppe (300), die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (100) und die Anschlussbaugruppe (300) im Wesentlichen in ein Isoliermaterial (400) eingekapselt sind, so dass die Anschlussbaugruppe (300) an dem Kern (100) von dem Isoliermaterial (400) fixiert wird und das Isoliermaterial (400) eine axiale Position des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) festlegt.
13. Statormodul gemäß Ausführungsform 11 oder Ausführungsform 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe (300) mindestens zwei Sammelschienen (310) mit jeweils einem Phasenkontakt (312) und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten (314) aufweist, wobei die Phasenkontakte (312) und die Wicklungskontakte (314) in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial (400) hervorragen.
14. Statormodul gemäß Ausführungsform 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Phasenkontakte (312) und die Wicklungskontakte (314) in axialer Richtung von einer ringförmigen Basis (316) der Sammelschienen (310) erstrecken.
15. Statormodul gemäß Ausführungsform 13 oder Ausführungsform 14, dadurch gekennzeichnet, dass freie Enden der Wicklungskontakte (314) gabelförmig ausgestaltet sind.
16. Statormodul gemäß irgendeiner der Ausführungsformen 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (120) bis auf eine radial nach außen zeigende Seitenfläche (122) vollständig von dem Isoliermaterial (400) umgeben sind.
17. Statormodul gemäß irgendeiner der Ausführungsformen 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Isoliermaterial im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne (120) Rillen (420) aufweist.
18. Statormodul gemäß irgendeiner der Ausführungsformen 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe (300) und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs (110) Führungen (410) vorgesehen sind.
19. Statormodul gemäß Ausführungsform 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Führungen (410) der Anzahl der Zähne (120) entspricht und die Führungen (410) über dem Umfang gleichmäßig beabstandet und mittig bezüglich jeweils eines Zahns (120) angeordnet sind.
20. Statormodul gemäß irgendeiner der Ausführungsformen 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Lageraufnahme (130) nach radial außen zum ringförmigen Joch (110) mindestens zwei Stege (140) erstrecken, die das Joch (110) mit der Lageraufnahme (130) verbinden, wobei in jedem Steg (140) mindestens ein den jeweiligen Steg (140) komplett durchdringender Durchgang (142) vorgesehen ist., wobei die Durchgänge (142) vollständig mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet oder aufgefüllt sind.
21. Statormodul gemäß Ausführungsform 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stege (140) eine Befestigungsaufnahme (144) aufweist, wobei Wände der Befestigungsaufnahmen (144) nicht mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet sind.
22. Elektromotor, insbesondere Elektromotor für einen Lüfter, mit einem Rotor und einem Statormodul (10) gemäß irgendeiner der Ausführungsformen 11 bis 21.
23. Elektromotor gemäß Ausführungsform 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor ein Außenläufermotor ist.
24. Elektrisch angetriebener Lüfter mit einem Elektromotor gemäß Ausführungsform 22 oder Ausführungsform 23.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010039219 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Statormoduls (10) für einen elektrischen Motor mit den folgenden Schritten: Bereitstellen eines Kerns (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130), einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem ringförmigen Joch (110) radial nach außen erstrecken; Anordnen eines Lagers (200) in der Lageraufnahme (130); Anordnen einer Anschlussbaugruppe (300) auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110); und Überspritzen des Kerns (100) und der Anschlussbaugruppe (300) mit einem Isoliermaterial (400), so dass die Anschlussbaugruppe (300) an dem Kern (100) fixiert wird, wobei das Isoliermaterial (400) nach dem Überspritzen eine axiale Position des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) festlegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe (300) mindestens zwei Sammelschienen (310) mit jeweils einem Phasenkontakt (312) und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten (314) aufweist, wobei die Phasenkontakte (312) und die Wicklungskontakte (314) nach dem Überspritzen in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial (400) hervorragen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelschienen (310) in einer vorgeformten Halterung (320) der Anschlussbaugruppe (300) auf dem Joch (110) angeordnet werden.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (120) jeweils bis auf eine radial nach außen zeigende und sich axial erstreckende Seitenfläche (122) nach dem Überspritzen vollständig von dem Isoliermaterial (400) umgeben sind.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich radialer Seitenflächen der Zähne (120) in das Isoliermaterial (400) Rillen eingespritzt (420) werden.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe (300) und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs (110) während des Überspritzens Führungen (410) aufgespritzt werden.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Lageraufnahme (130) nach radial außen zum ringförmigen Joch (110) mindestens zwei Stege (140) erstrecken, die das Joch (110) mit der Lageraufnahme (130) verbinden, wobei in jedem Steg (140) mindestens ein den jeweiligen Steg (140) komplett durchdringender Durchgang (142) vorgesehen ist, wobei die Durchgänge (142) beim Überspritzen vollständig mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet oder aufgefüllt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Stege (140) eine Befestigungsaufnahme (144) aufweist, wobei die Befestigungsaufnahmen (144) beim Überspritzen nicht mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet werden.
Statormodul für einen elektrischen Motor mit einem Kern (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130) in der ein Lager (200) angeordnet ist, einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem Joch (110) radial nach außen erstrecken; und einer Anschlussbaugruppe (300), die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110) angeordnet ist; wobei der Kern (100) und die Anschlussbaugruppe (300) im Wesentlichen in ein Isoliermaterial (400) eingekapselt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Statormodul (10) in einem Verfahren gemäß irgendeinem der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist.
Statormodul für einen elektrischen Motor mit einem Kern (100) mit einer mittig angeordneten Lageraufnahme (130) in der ein Lager (200) angeordnet ist, einem ringförmigen Joch (110) und einer Vielzahl an Zähnen (120), die sich von dem Joch (110) radial nach außen erstrecken; und einer Anschlussbaugruppe (300), die auf einer radialen Seitenfläche des Jochs (110) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (100) und die Anschlussbaugruppe (300) im Wesentlichen in ein Isoliermaterial (400) eingekapselt sind, so dass die Anschlussbaugruppe (300) an dem Kern (100) von dem Isoliermaterial (400) fixiert wird und das Isoliermaterial (400) eine axiale Position des Lagers (200) in der Lageraufnahme (130) festlegt.
Statormodul gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussbaugruppe (300) mindestens zwei Sammelschienen (310) mit jeweils einem Phasenkontakt (312) und einer Mehrzahl an Wicklungskontakten (314) aufweist, wobei die Phasenkontakte (312) und die Wicklungskontakte (314) in axialer Richtung aus dem Isoliermaterial (400) hervorragen.
Statormodul gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass freie Enden der Wicklungskontakte (314) gabelförmig ausgestaltet sind.
Statormodul gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Außenkante der Anschlussbaugruppe (300) und entlang des Umfangs des ringförmigen Jochs (110) Führungen (410) vorgesehen sind; insbesondere wobei die Anzahl der Führungen (410) der Anzahl der Zähne (120) entspricht und die Führungen (410) über dem Umfang gleichmäßig beabstandet und mittig bezüglich jeweils eines Zahns (120) angeordnet sind.
Statormodul gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich von der Lageraufnahme (130) nach radial außen zum ringförmigen Joch (110) mindestens zwei Stege (140) erstrecken, die das Joch (110) mit der Lageraufnahme (130) verbinden, wobei jeder der Stege (140) eine Befestigungsaufnahme (144) aufweist, wobei Wände der Befestigungsaufnahmen (144) nicht mit Isoliermaterial (400) ausgekleidet sind.
Elektromotor, insbesondere elektrischer Außenläufermotor für einen Lüfter, mit einem Rotor und einem Statormodul (10) gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14.