DE102018215787A1

DE102018215787A1 - Stator for an electrical machine, an electrical machine and method for producing an electrical machine

Info

Publication number: DE102018215787A1
Application number: DE102018215787.1A
Authority: DE
Inventors: Ester Ruprecht; Norbert Martin; Barbara Juengling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2020-03-19
Also published as: WO2020057898A1; CN112997384A; EP3853975A1

Abstract

Die Erfindung umfasst einen Stator (10), sowie eine elektrische Maschine (14) sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen elektrischen Maschine (12), insbesondere eines Einzelradantriebs für einen handschiebbares Transportwagen, mit einem topfförmigen Statorträger (16), an dessen radialer Außenseite (17) ein Statorgrundkörper (18) angeordnet ist, wobei der Statorgrundkörper (18) einen inneren Jochring (20) aufweist von dem einstückig mit dem Jochring (20) ausgebildete Statorzähne (22) radial nach außen ragen, wobei mit Spulen (30) bewickelte, isolierende Spulenkörper (32) radial von außen auf die Statorzähne (22) gefügt und verrastet sind, und an der radialen Außenseite (33) der Spulenkörper (32) sich in Axialrichtung (9) erstreckende Aufnahmetaschen (50) für Schneidklemm-Elemente (35) eines Verschalterings (40) einstückig an den Spulenkörper (32) angeformt sind.The invention relates to a stator (10) and an electrical machine (14) as well as a method for manufacturing such an electrical machine (12), in particular a single wheel drive for a hand-pushable transport trolley, with a pot-shaped stator carrier (16) on the radial outside (17 ) a stator base body (18) is arranged, the stator base body (18) having an inner yoke ring (20) from which stator teeth (22) formed in one piece with the yoke ring (20) protrude radially outwards, with insulators wound with coils (30) Coil bodies (32) are joined and locked radially from the outside onto the stator teeth (22), and on the radial outside (33) of the coil bodies (32) receiving pockets (50) for insulation displacement elements (35) extending in the axial direction (9) Switching rings (40) are integrally formed on the coil body (32).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator für eine elektrische Maschine, sowie auf eine elektrische Maschine und auf ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention relates to a stator for an electrical machine, and to an electrical machine and to a method for producing an electrical machine according to the type of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Mit der DE 10 2008 064 523 A1 ist ein Stator einer elektrischen Maschine bekannt geworden, der aus bewickelten Einzelzahnsegmenten zusammengesetzt ist. Die Zahnsegmente weisen eine Isoliermaske auf, in der jeweils zwei Aufnahmetaschen für die beiden Drahtenden einer Spule eingelegt sind. Die Verschalteplatte weist einen Grundring und mehrere isolierende Trennringe auf, zwischen denen axial mehrere Kontaktringe gestapelt sind. An den Kontaktringen sind mehrere Schneidklemmen angeformt, die axial in die Aufnahmetaschen in den Isoliermasken eingepresst werden. Bei solch einer axialen Stapelung der Kontaktringe ist es sehr schwierig, die Vielzahl von Schneidklemmen zuverlässig in die Aufnahmetaschen einzupressen, ohne die Schneidklemmen gegenüber den Kontaktringen zu verbiegen. Durch das Zusammenfügen der Einzelzahnsegmente entsteht oft ein hohes Rastmoment, das für bestimmte Anwendungen störend ist. Daher soll eine elektrische Maschine mit einem geringen Rastmoment und einer fertigungstechnisch günstigen Verschaltung zur Verfügung gestellt werden, bei der der Rotor als Außenläufer angeordnet werden kann. Dies soll durch die erfindungsgemäße Lösung geschaffen werden.With the DE 10 2008 064 523 A1 has become known a stator of an electrical machine, which is composed of wound single tooth segments. The toothed segments have an insulating mask, in each of which two receiving pockets for the two wire ends of a coil are inserted. The interconnection plate has a base ring and a plurality of insulating separating rings, between which a plurality of contact rings are stacked axially. Several insulation displacement clamps are formed on the contact rings, which are pressed axially into the receiving pockets in the insulating masks. With such an axial stacking of the contact rings, it is very difficult to reliably press the large number of insulation displacement clamps into the receiving pockets without bending the insulation displacement clamps with respect to the contact rings. The joining of the single tooth segments often creates a high cogging torque, which is disruptive for certain applications. An electrical machine with a low cogging torque and a connection that is favorable in terms of production technology, in which the rotor can be arranged as an external rotor, should therefore be made available. This is to be created by the solution according to the invention.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Ausbildung eines ringförmig geschlossenen Jochrings mit daran einstückig radial nach außen angeformten Statorzähnen das Rastmoment eines solchen Stators deutlich verbessert werden kann. Durch das Aufschieben der zuvor fertig bewickelten Spulenkörper kann ein hoher Kupferfüllfaktor der Wicklung erzielt werden. Außerdem kann radial innerhalb des Jochrings Bauraum für einen Statorträger zur Verfügung gestellt werden, der beispielsweise für die Anwendung eines Einzelradantriebs, insbesondere eines Kinderwagens oder Transportwagens genutzt werden kann. Bei diesem erfindungsgemäßen Motorprinzip kann die Verschaltung der einzelnen Spulen durch die Aufnahmetaschen für die Schneidklemm-Verbindung an der radialen Außenseite der Spulenkörper für eine sichere, zuverlässige Wicklung und Verschaltung genutzt werden, und gleichzeitig radial außerhalb der Statorzähne Bauraum für einen Außenläufer-Rotor zur Verfügung gestellt werden. Dadurch sind die Vorteile der radial außen angeordneten Aufnahmetaschen mit denen eines stabilen, geschlossenen ausgebildeten Jochrings für einen Außenläufermotor vereint.The device according to the invention and the method according to the invention with the features of the independent claims has the advantage that the cogging torque of such a stator can be significantly improved by the formation of an annularly closed yoke ring with stator teeth integrally molded radially outward thereon. By pushing on the previously wound bobbins, a high copper fill factor of the winding can be achieved. In addition, space can be made available radially within the yoke ring for a stator carrier, which can be used, for example, for the use of a single-wheel drive, in particular a stroller or transport carriage. In this motor principle according to the invention, the connection of the individual coils through the receiving pockets for the insulation displacement connection on the radial outside of the coil formers can be used for safe, reliable winding and connection, and at the same time space for an external rotor rotor can be made available radially outside the stator teeth become. This combines the advantages of the receiving pockets arranged radially on the outside with those of a stable, closed yoke ring for an external rotor motor.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführungen möglich. Besonders günstig ist es, das ringförmige Joch aus magnetisch leitfähigem Blech auszustanzen, wobei die Statorzähne sternförmig nach außen abstehen. Durch das Stapeln der einzelnen Blechlamellen wird das Auftreten unerwünschter Wirbelströme im Statorgrundkörper verhindert. Durch das Ausstanzen, kann die Form des Statorgrundkörpers bezüglich Gewichteinsparung und magnetischer Flussleitung optimiert werden, und gleichzeitig an den Statorzähnen Gegenrastelemente für das Befestigen der Spulenkörper ausgeschnitten werden. So ist es besonders günstig an der Innenseite des Jochrings gegenüberliegend zu den äußeren Statorzahnspitzen Einkerbungen auszustanzen, die beim Fügen auf den Statorträger eine Freisparung zu diesem hin bilden.The measures listed in the dependent claims allow advantageous developments and improvements of the designs specified in the independent claims. It is particularly favorable to punch out the annular yoke from magnetically conductive sheet metal, the stator teeth projecting outward in a star shape. The stacking of the individual laminations prevents the occurrence of undesired eddy currents in the stator body. By punching out, the shape of the stator body can be optimized with regard to weight saving and magnetic flux conduction, and at the same time counter-locking elements can be cut out on the stator teeth for fastening the coil bodies. It is particularly favorable to punch out notches on the inside of the yoke ring opposite the outer stator tooth tips, which form a recess towards the stator carrier when it is joined.

Die Spulenkörper können besonders günstig als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt werden, der so stabil ausgeführt ist, dass der Spulenkörper vor dem Fügen auf die Statorzähne zuverlässig mit den Spulen bewickelt werden kann. Der Spulenkörper weist in Axialrichtung der Spule eine Durchgangsöffnung auf, deren Innenquerschnitt dem Außenquerschnitt des Statorzahns entspricht. Bevorzugt sind diese beide Querschnitte rechteckig ausgebildet, so dass nach dem radialen Aufschieben der Spulenkörper möglichst wenig Spiel zwischen dem Statorzahn und der Durchgangsöffnung aufweist. Die Spulenkörper werden radial aufgeschoben, bis diese radial am Jochring anliegen. Dabei stehen an der radialen Außenseite die äußeren Endflächen der Statorzähne bevorzugt leicht über die äu-ßeren Stützwände der Spulenkörper über, damit ein ausreichend großer radialer Luftspalt zwischen dem Stator und dem Außenläufer-Rotor gewährleistet ist.The coil formers can be produced particularly cheaply as a plastic injection-molded part, which is so sturdy that the coil form can be reliably wound with the coils prior to joining to the stator teeth. The coil body has a through opening in the axial direction of the coil, the inner cross section of which corresponds to the outer cross section of the stator tooth. These two cross sections are preferably rectangular, so that after the radial sliding on of the coil former there is as little play as possible between the stator tooth and the through opening. The bobbins are pushed on radially until they lie radially on the yoke ring. On the radial outside, the outer end faces of the stator teeth preferably protrude slightly beyond the outer support walls of the coil formers, so that a sufficiently large radial air gap between the stator and the external rotor is ensured.

Zur Befestigung der Spulenkörper auf den Statorzähnen sind innerhalb des Spulenkörpers Rastelemente ausgebildet, die in Gegenrastelemente des Statorgrundkörpers einrasten. Besonders günstig können als Gegenrastelemente an den Statorzähnen Kerben ausgestanzt werden, in die die federnden Rastelemente aus Kunststoff des Spulenkörpers eingreifen.To fasten the bobbins on the stator teeth, latching elements are formed within the bobbin, which snap into counter-latching elements of the stator main body. Notches can be punched out particularly advantageously as counter-latching elements on the stator teeth, into which the resilient latching elements made of plastic of the coil body engage.

An dem Spulenkörper ist am radial äußeren Bereich genau eine Aufnahmetasche einstückig angeformt, deren Abmessung in Umfangsrichtung größer ist als in Radialrichtung des Stators. In diese Aufnahmetasche ist ein Schlitz derart ausgeformt, dass der Wickeldraht radial nach außen in diesen Schlitz eingelegt und einklemmt werden kann. Somit können die korrespondierenden Schneidklemm-Elemente alle auf dem gleichen Radius axial gegenüberliegend zu den Aufnahmetaschen angeordnet werden. Um die radiale Länge des Spulenkörpers optimal für die Anordnung der Spule zu nutzen, ist die Aufnahmetasche radial überstehend zu der radialen Außenfläche des Statorzahns angeordnet. Um ein möglichst geringen radialen Luftspalt zwischen den Endflächen der Statorzähnen und dem Außenläufer-Rotor zu ermöglichen, sind die Aufnahmetaschen axial oberhalb der Statorzähne und gleichzeitig oberhalb der Magnetanordnung des Rotors angeordnet.Exactly one receiving pocket is integrally formed on the coil body in the radially outer region, the dimension of which is larger in the circumferential direction than in the radial direction of the stator. In these The receiving pocket is shaped in such a way that the winding wire can be inserted and clamped radially outward into this slot. Thus, the corresponding insulation displacement elements can all be arranged on the same radius axially opposite to the receiving pockets. In order to optimally use the radial length of the coil body for the arrangement of the coil, the receiving pocket is arranged so as to protrude radially from the radial outer surface of the stator tooth. In order to allow the smallest possible radial air gap between the end faces of the stator teeth and the external rotor, the receiving pockets are arranged axially above the stator teeth and at the same time above the magnet arrangement of the rotor.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist der Stator genau 27 Statorzähne und der Rotor genau 30 Magnetpole auf. Eine solche 27/30-Motortopologie stellt ein hohes Drehmoment bei einem geringen Rastmoment zur Verfügung. Außerdem ist eine solche Maschine sowohl im aktiven als auch im passiven Betrieb sehr geräuscharm. Von den 27 Einzelspulen sind dabei bevorzugt immer drei benachbarte Spulen mit einem ununterbrochenen Wickeldraht durchgewickelt, wobei die Spulenkörper zuerst bewickelt werden, bevor die drei bewickelten Spulenkörper, die zusammen eine Spulengruppe bilden, gleichzeitig radial auf drei benachbarte Statorzähne aufgeschoben werden. Immer drei Spulengruppen werden zusammen zu einer Phase verschaltet, so dass drei Phasen U, V, W mit insgesamt 3x3 Einzelspulen ausgebildet sind. Beim Wickeln der Spulengruppen wird der Wickeldrahtanfang in die Aufnahmetasche eines ersten Spulenkörpers eingelegt und danach der ersten Spulenkörper mit der ersten Spule bewickelt. Der Wickeldraht wird dann an einem Stützdom des ersten Spulenkörpers eingeklemmt und als Schleife zum zweiten Spulenkörper geführt, und wird ebenfalls an dessen ersten Stützdom festgeklemmt. Danach wird die zweite Spule gewickelt und in einem zweiten Stützdom des zweiten Spulenkörpers festgeklemmt. Danach wird der Wickeldraht ununterbrochen als Schleife zu dem dritten Spulenkörper geführt und dort an einem ersten Stützdom eingeklemmt. Nach dem Bewickeln der dritten Spule wird das Wickeldrahtende in die Aufnahmetasche des dritten Spulenkörpers eingelegt. Bei der Ausbildung solch einer Spulengruppe mit drei benachbarten Spulen wird in den mittleren Spulenkörper kein Wickeldraht in die Aufnahmetasche eingelegt. Unmittelbar benachbarte Spulen sind über einen losen Wickeldraht (Schleife) miteinander verbunden, wobei dieser jeweils an Stützdomen, die benachbart zu den Aufnahmetaschen angeordnet sind, festgeklemmt ist. Durch die losen Verbindungsdrähte zwischen den einzelnen Spulen wird das gleichzeitige radiale Aufschieben der drei benachbarten Spulenkörper auf die Statorzähne ermöglicht.In a particularly preferred embodiment, the stator points precisely 27 Stator teeth and the rotor exactly 30th Magnetic poles. Such a 27/30 engine topology provides high torque with a low cogging torque. In addition, such a machine is very quiet in both active and passive operation. Of the 27 Individual coils are preferably always three adjacent coils wound through with an uninterrupted winding wire, the coil former being wound first before the three wound coil former, which together form a coil group, are simultaneously pushed radially onto three adjacent stator teeth. Always three coil groups are interconnected to one phase, so that three phases U , V , W with a total of 3x3 individual coils. When winding the coil groups, the start of the winding wire is placed in the receiving pocket of a first coil body and then the first coil body is wound with the first coil. The winding wire is then clamped to a support dome of the first coil former and guided as a loop to the second coil former, and is also clamped to its first support dome. The second coil is then wound and clamped in a second support dome of the second coil body. The winding wire is then continuously fed as a loop to the third coil former and clamped there on a first support dome. After the third coil has been wound, the end of the winding wire is placed in the receiving pocket of the third coil body. When forming such a coil group with three adjacent coils, no winding wire is inserted into the receiving pocket in the central coil body. Immediately adjacent coils are connected to one another via a loose winding wire (loop), which is clamped in each case to support domes which are arranged adjacent to the receiving pockets. The loose connecting wires between the individual coils enable simultaneous radial pushing of the three adjacent coil bodies onto the stator teeth.

Zur Verschaltung der einzelnen Spulengruppen wird axial auf die Spulen ein Verschaltering angeordnet, der an seiner radialen Außenseite Schneidklemm-Elemente aufweist, die axial in die Aufnahmetaschen der Spulenkörper eingreifen. Dabei sind an den Schneidklemm-Elementen vorteilhaft Montageflächen ausgebildet, an denen direkt ein Einpresswerkzeug eine axiale Einpresskraft auf die Schneidklemm-Elemente ausüben kann. Dadurch können die Schneidklemm-Elemente auch über längere radiale Stege mit den ringförmigen Leiterelementen der Verschalterplatte verbunden sein, ohne dass diese bei deren Montage deformiert werden. Die ringförmigen Leiterelemente können in einen Kunststoffkörper des Verschalterings als Einlegeteile eingespritzt werden, oder in einem vorgespritzten Kunststoffkörper axial eingesteckt und fixiert werden. Am Kunststoffkörper sind des Weiteren im axial äußeren Bereich Klemmelemente angeformt, die beim axialen Fügen des Verschalterings auf die Spulenkörper mit diesen verrasten. Dabei werden die Klemmelemente besonders günstig in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Aufnahmetaschen eingefügt, so dass auch bezüglich der Umfangsrichtung ein Formschluss entsteht.To connect the individual coil groups, a switching ring is arranged axially on the coils, which has insulation displacement elements on its radial outside, which engage axially in the receiving pockets of the coil formers. In this case, mounting surfaces are advantageously formed on the insulation displacement elements, on which a press-in tool can directly exert an axial press-in force on the insulation displacement elements. As a result, the insulation displacement elements can also be connected to the ring-shaped conductor elements of the switch plate via longer radial webs, without these being deformed when they are assembled. The ring-shaped conductor elements can be injected into a plastic body of the interconnection ring as insert parts, or can be inserted and fixed axially in a pre-injected plastic body. Clamping elements are also integrally formed on the plastic body in the axially outer region, and they engage with the coil former when the connecting ring is joined axially. In this case, the clamping elements are inserted particularly advantageously in the circumferential direction between two adjacent receiving pockets, so that a form fit also arises with respect to the circumferential direction.

In einer bevorzugten Ausführung des Verschalterings sind in diesem drei Leiterelemente mit unterschiedlichen Durchmessern angeordnet, von denen jeder drei Schneidklemm-Elemente zur Verbindung mit drei unterschiedlichen Spulengruppen aufweist. Dadurch bildet jeder dieser ringförmigen Leiterelemente die Verschaltung von drei Spulengruppen zu einer Phase. Zusätzlich ist ein weiterer Typ von Leiterelementen im Verschaltering angeordnet, der immer drei benachbarte Spulengruppen - also drei verschiedene Phase U, V, W - miteinander verbindet. Dabei sind drei solcher separaten Leiterelemente auf dem gleichen Radius angeordnet, so dass immer drei benachbarte Spulengruppen unterschiedlicher Phasen U, V, W jeweils miteinander verbunden werden. Bei dieser Verschaltung wird immer nur die Aufnahmetasche des ersten und des dritten Spulenkörpers mit einem Schneidklemm-Element belegt und die mittlere Spule der Spulengruppe wird nicht von dem Verschaltering elektrisch kontaktiert. Bei dieser Ausführung weist der Verschaltering am äußeren Umfang 18 Schneidklemm-Elemente auf, die in entsprechende Aufnahmetaschen eingreifen, wobei regelmäßig über den Umfang jede dritte Spule nicht kontaktiert wird. Zur Bestromung der Phasen U, V, W weisen die drei Leiterelemente, die jeweils nur Spulengruppen einer einzigen Phase miteinander verbinden, jeweils einen Anschluss-Pin auf, der sich bevorzugt in Axialrichtung erstreckt und mit einer Leiterplatine einer Elektronikeinheit verbunden ist.In a preferred embodiment of the interconnection ring, three conductor elements with different diameters are arranged in it, each of which has three insulation displacement elements for connection to three different coil groups. As a result, each of these ring-shaped conductor elements forms the connection of three coil groups to one phase. In addition, another type of conductor elements is arranged in the interconnection ring, which always has three adjacent coil groups - that is, three different phases U , V , W - connects with each other. In this case, three such separate conductor elements are arranged on the same radius, so that there are always three adjacent coil groups of different phases U , V , W are connected to each other. With this connection, only the receiving pocket of the first and the third coil body is covered with an insulation displacement element and the middle coil of the coil group is not electrically contacted by the switching ring. In this version, the switching ring has on the outer circumference 18th Insulation displacement elements which engage in corresponding receiving pockets, with every third coil not being contacted regularly over the circumference. For energizing the phases U , V , W the three conductor elements, which each connect only coil groups of a single phase, each have a connection pin, which preferably extends in the axial direction and is connected to a circuit board of an electronic unit.

Zur Ausbildung der elektrischen Maschine weist der Rotor eine zylindrische Gehäuseschale auf, die axial über den Stator gefügt wird, wobei ein radialer Luftspalt zwischen den Endflächen der Statorzähne und der Innenseite der Magnetanordnung gebildet wird. Die Magnetanordnung weist bevorzugt genau 30 Permanentmagnete mit abwechselnder Magnetisierungsrichtung auf, und ist drehfest an der Innenseite der zylindrischen Gehäuseschale befestigt. An der zylindrischen Gehäuseschale ist in Axialrichtung eine Seitenwand angeordnet, wodurch der Rotor den gesamten Stator als zylindrische Gehäuse-Halbschale abschließt. Die axial gegenüberliegende Halbschale wird vom Elektronikgehäuse gebildet, die den Stator von der anderen Seite axial umschließt.To form the electrical machine, the rotor has a cylindrical housing shell, which is axially joined over the stator, forming a radial air gap between the end faces of the stator teeth and the inside of the magnet assembly. The magnet arrangement preferably has exactly 30th Permanent magnet with alternating magnetization direction, and is rotatably attached to the inside of the cylindrical housing shell. A side wall is arranged on the cylindrical housing shell in the axial direction, as a result of which the rotor closes the entire stator as a cylindrical housing half shell. The axially opposite half-shell is formed by the electronics housing, which axially surrounds the stator from the other side.

In einer vorteilhaften Ausbildung sind die Permanentmagnete in einer Magnetanordnung eingefügt, bei der Magnettaschen in einem geschlossenen ringförmigen Rotorgrundkörper ausgestanzt sind. Der Rotorgrundkörper setzt sich wiederum aus einzelnen ringförmigen Lamellenblechen zusammen, die in Umfangsrichtung näherungsweise rechteckige Magnettaschen aufweisen. Besonders günstig sind die Magnettaschen in Umfangsrichtung größer ausgebildet als die Erstreckung der Permanentmagnete in Umfangsrichtung. Dadurch entstehen tangential benachbart zu den Permanentmagneten Freiräume, um einen störenden magnetischen Streufluss zu unterbinden. Die Permanentmagnete sind dabei bevorzugt quaderförmig ausgebildet und werden in die Magnettaschen axial eingepresst. Zum Stator hin sind die Magnettaschen dabei geschlossen ausgebildet, so dass die Permanentmagnete zuverlässig fixiert sind. Am radial äußeren Bereich weist der Rotorgrundkörper Freisparungen auf, die näherungsweise bezüglich der Umfangsrichtung mittig zu den Permanentmagneten angeordnet sind. In diesem mittleren Bereich der Permanentmagnete ist kein magnetischer Rückschluss notwendig, wodurch an dieser Stelle vorteilhaft Material - und damit Gewicht - eingespart werden kann. In die radialen Freisparungen greifen vorteilhaft radiale Fortsätze, die an der Innenseite der zylindrischen Gehäuseschale des Rotors angeformt sind, um den Rotorgrundkörper formschlüssig im Rotor zu fixieren.In an advantageous embodiment, the permanent magnets are inserted in a magnet arrangement in which magnet pockets are punched out in a closed, ring-shaped basic rotor body. The basic rotor body is in turn composed of individual annular lamella sheets which have approximately rectangular magnetic pockets in the circumferential direction. The magnet pockets are particularly advantageously larger in the circumferential direction than the extent of the permanent magnets in the circumferential direction. This creates free spaces tangentially adjacent to the permanent magnets in order to prevent an interfering magnetic leakage flux. The permanent magnets are preferably cuboid and are pressed axially into the magnet pockets. The magnet pockets are closed towards the stator, so that the permanent magnets are reliably fixed. In the radially outer area, the basic rotor body has cutouts which are arranged approximately centrally with respect to the circumferential direction to the permanent magnets. No magnetic yoke is necessary in this central area of the permanent magnets, which advantageously saves material - and thus weight - at this point. Radial extensions, which are integrally formed on the inside of the cylindrical housing shell of the rotor, advantageously engage in the radial cutouts in order to fix the rotor base body in a form-fitting manner in the rotor.

Der Statorgrundkörper kann besonders günstig auf einen topfförmigen Statorträger aufgepresst werden, der dann einen Hohlraum bildet, in dem die Lagerung des Rotors angeordnet werden kann. Dabei ist der Statorträger axial zum Rotor hin offen ausgebildet und weist bevorzugt einen zentralen Wellenstummel auf, auf dem der Rotor drehbar gelagert werden kann. Die Bodenfläche des Statorträgers ist dabei axial im Bereich zwischen den Spulen und dem Verschaltering angeordnet und bildet gleichzeitig einen Befestigungsflansch für ein axial dem Rotor gegenüberliegendes Elektronikgehäuse.The base body of the stator can be pressed onto a pot-shaped stator carrier, which then forms a cavity, in which the bearing of the rotor can be arranged. The stator carrier is designed to be open axially towards the rotor and preferably has a central shaft stub on which the rotor can be rotatably mounted. The bottom surface of the stator carrier is arranged axially in the area between the coils and the switching ring and at the same time forms a fastening flange for an electronics housing axially opposite the rotor.

Durch die Ausbildung eines axialen Fortsatzes am Statorträger kann dieser sehr einfach drehfest mit der Wagenachse des Kinder-/Transportwagens verbunden werden. Beispielweise ist hierzu am Ende der Wagenachse ein Adapterelement angeordnet, dass den axialen Fortsatz formschlüssig aufnimmt. Dabei ist der axiale Fortsatz bevorzugt an seiner Umfangsfläche als Mehrkant ausgebildet, der in einen entsprechenden Innenmehrkant des Adapterelements eingreift. Gegenüberliegend zum axialen Fortsatz ist an der Bodenfläche der Wellenstummel für die Lagerung des Rotors angeordnet. Fertigungstechnisch kann dieser Wellenstummel axial in den Mehrkant eingefügt, beispielsweise eingepresst oder umspritzt werden. Als Bremse für den Transportwagen ist am Statorträger ein Sperrmechanismus angeordnet, mittels dem der Rotor gegenüber dem Stator verriegelbar ist.By forming an axial extension on the stator carrier, it can be connected in a rotationally fixed manner to the carriage axis of the pushchair / transport carriage. For this purpose, an adapter element is arranged at the end of the carriage axle, for example, which receives the axial extension in a form-fitting manner. The axial extension is preferably designed on its peripheral surface as a polygon, which engages in a corresponding polygonal interior of the adapter element. Opposite to the axial extension, the stub shaft for mounting the rotor is arranged on the bottom surface. In terms of production technology, this stub shaft can be inserted axially into the polygon, for example pressed in or overmolded. A locking mechanism is arranged on the stator carrier as a brake for the transport carriage, by means of which the rotor can be locked with respect to the stator.

Das Elektronikgehäuse kann beispielweise axial an der Bodenfläche des Statorträgers mittels Verbindungselementen befestigt werden. Hierzu sind in der Bodenfläche entsprechende Bohrungen bzw. Durchgangsöffnungen ausgebildet, die beispielsweise zur Aufnahme von Schrauben oder Nieten geeignet sind. Im Elektronikgehäuse ist quer zur Statorachse die Elektronikplatine angeordnet, mittels der die Phasen des Stators angesteuert werden. Die Leiterplatine bildet ein kreisringförmiges Winkelsegment, wobei durch den Mittelpunkt des Elektronikgehäuses der axiale Fortsatz des Statorträgers bzw. das Adapterelement der Wagenachse durchgreift. Optional kann auf der dem Stator abgewandten Seite der Elektronikplatine ein Kühlblech angeordnet werden, dass die Wärme der Leiterplatine abführt.The electronics housing can, for example, be fastened axially to the bottom surface of the stator carrier by means of connecting elements. For this purpose, corresponding bores or through openings are formed in the bottom surface, which are suitable, for example, for receiving screws or rivets. The electronics board, by means of which the phases of the stator are controlled, is arranged in the electronics housing transversely to the stator axis. The printed circuit board forms an annular angular segment, the axial extension of the stator carrier or the adapter element of the carriage axis penetrating through the center of the electronics housing. Optionally, a cooling plate can be arranged on the side of the electronic board facing away from the stator, which dissipates the heat of the printed circuit board.

Der Sperrmechanismus ist an der dem Rotor abgewandten Seite an der Bodenfläche befestigt und ragt axial in das Elektronikgehäuse hinein. Um den Rotor mit dem Stator zu verriegeln, ist in der Bodenfläche eine axiale Bohrung ausgebildet, durch die axial hindurch ein Arretierbolzen axial beweglich angeordnet ist. Dieser kann durch den Sperrmechanismus axial in korrespondierende Arretierlöcher in der Seitenwand des Rotors eingeschoben werden, um eine Parkbremse für den Transportwagen zu realisieren. Ebenso greift ein Gehäuseteil des Elektronikgehäuses durch einen axialen Durchbruch in der Bodenfläche des Statorträgers hindurch, um eine dahin angeordnete Sensorplatine in unmittelbarer Nähe zu einem Sensormagneten zu positionieren, der an der Innenseite des Rotors befestigt ist. Bevorzugt ist dieser als mehrpoliger Ringmagnet ausgebildet, der mit einem entsprechenden Magnetsensor der Elektronikeinheit zusammenwirkt.The locking mechanism is attached to the bottom surface on the side facing away from the rotor and projects axially into the electronics housing. In order to lock the rotor with the stator, an axial bore is formed in the bottom surface, through which a locking bolt is axially movably arranged. This can be inserted axially into corresponding locking holes in the side wall of the rotor by the locking mechanism in order to implement a parking brake for the transport trolley. Likewise, a housing part of the electronics housing extends through an axial opening in the bottom surface of the stator carrier in order to position a sensor board arranged there in close proximity to a sensor magnet which is fastened to the inside of the rotor. This is preferably designed as a multi-pole ring magnet which interacts with a corresponding magnetic sensor of the electronics unit.

Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren einer elektrischen Maschine kann durch das ununterbrochene Durchwickeln mehrerer Spulen auf unterschiedlichen Spulenkörpern erheblicher Verschaltungsaufwand eingespart werden. Da die Spulenkörper hierbei bewickelt werden, bevor sie radial auf die Statorzähne von außen aufgeschoben werden, wird dabei ein loser Verbindungsdraht zwischen den einzelnen Spulen der einzelnen Spulenkörper ausgebildet. Dieser lose Verbindungsdraht wird vorteilhaft nach dem radialen Fügen der Spulenkörper axial oberhalb der Spulen angeordnet, so dass der Verbindungsdraht am radialen Umfangsbereich des Stators nicht stört. Durch das axiale Aufsetzen des Verschalterings auf die Spulenkörper bleibt die lose Drahtschleife des Verbindungsdrahts zwischen den Spulen und der Verschalteplatte zuverlässig fixiert. Die Verschalteplatte kontaktiert einerseits über Schneidklemm-Elemente die Wickeldrahtanfänge und -enden in den Aufnahmetaschen, und stellt die Phasenanschlüsse für die Kontaktierung mit der Elektronikplatine zur Verfügung. Besonders günstig ist es dabei, wenn die drehbare Gehäuseschale des Rotors zusammen mit dem Elektronikgehäuse zwei zylindrische Halbschalen bilden, die die elektrische Maschine nach außen umschließen. Der Außenumfang des Elektronikgehäuses ist näherungsweise gleich wie der Außendurchmesser der Gehäuseschale des Rotors.As a result of the manufacturing method of an electrical machine according to the invention, the uninterrupted winding of several coils on different bobbins can save considerable wiring effort. Because the bobbins are wound here before they are pushed radially onto the stator teeth from the outside, a loose connecting wire is formed between the individual coils of the individual coil bodies. This loose connecting wire is advantageously arranged axially above the coils after the coil bodies have been radially joined, so that the connecting wire does not interfere with the radial peripheral region of the stator. The loose wire loop of the connecting wire between the coils and the connecting plate remains reliably fixed by the axial placement of the connecting ring on the coil former. The interconnection plate contacts the winding wire starts and ends in the receiving pockets on the one hand via insulation displacement elements, and provides the phase connections for contacting the electronic circuit board. It is particularly favorable if the rotatable housing shell of the rotor forms two cylindrical half shells together with the electronics housing, which enclose the electrical machine to the outside. The outer circumference of the electronics housing is approximately the same as the outer diameter of the housing shell of the rotor.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

1 schematisch das erfindungsgemäße Fertigungsverfahrens eines Stators,
2 die Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stators,
2a einen Detailausschnitt gemäß 2,
3 schematisch die Leiterelemente einer Verschalterplatte,
4 das Wickelschema eines weiteren Ausführungsbeispiels einer elektrischen Maschine,
5 eine Explosionsdarstellung einer weiteren Ausführung einer elektrischen Maschine und
6 eine vergrößerte Detailansicht der Rotormagneten.

Show it:

1 schematically the manufacturing method of a stator according to the invention,
2nd the top view of a further embodiment of a stator according to the invention,
2a a detailed section according to 2nd ,
3rd schematically the conductor elements of a switch board,
4th the winding diagram of a further embodiment of an electrical machine,
5 an exploded view of another embodiment of an electrical machine and
6 an enlarged detail view of the rotor magnets.

In 1 ist der Ausschnitt eines Stators 10 während dessen Fertigungsverfahren dargestellt. Der Stator 10 weist einen Statorgrundkörper 18 auf, der aus einem inneren Jochring 20 und daran angeformten in Radialrichtung 7 nach außen abstehenden Statorzähne 22 besteht. Beispielsweise ist der Statorgrundkörper 18 aus einzelnen Blechlamellen 21 zusammengesetzt, die vorzugsweise als geschlossene Ringe ausgestanzt sind. Der Stator 10 ist hier Bestandteil einer elektrischen Maschine 14, die als Außenläufer-Motor ausgebildet ist, so dass ein in 1 nicht dargestellter Rotor 12 radial außerhalb der Statorzähne 22 angeordnet wird. Am Jochring 20 sind in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Statorzähne 22 an der radialen Innenseite 24 des Jochrings 20 Einkerbungen 25 ausgeformt, um das Gewicht des Statorgrundkörpers 18 zu reduzieren. Auf die Statorzähne 22 werden entlang der Radialrichtung 7 Spulenkörper 32 aufgeschoben, die vor dem Aufschieben auf die Statorzähne 22 mit einer Spule 30 bewickelt werden. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 werden genau 3 Spulenkörper 32 mit einem ununterbrochenen Wickeldraht 31 nacheinander durchgewickelt. Dadurch bilden genau drei mit dem ununterbrochenen Wickeldraht 31 bewickelten Spulenkörper 32 eine Spulengruppe 36, die nach deren Wickelprozess gemeinsam in Radialrichtung 7 von außen auf die Statorzähne 22 aufgeschoben werden. Zwischen den einzelnen Spulen 30 einer sogenannten Spulengruppe 36 sind Verbindungsdrähte 37 angeordnet, die so lange ausgebildet sind, dass eine gemeinsame radiale Montage die gesamten Spulengruppe 36 von außen ermöglicht wird. Nach dem vollständigen Ausschieben der Spulenkörper 32 auf die Statorzähne 22 werden die Verbindungsdrähte 37 als Schleifen 38 axial über den Spulen 30 angeordnet. Die Spulenkörper 32 sind aus einem isolierendem Material dargestellt, beispielsweise als Kunststoff-Spritzgussteil. Der Spulenkörper 32 weist eine in Radialrichtung 7 verlaufende Durchgangsöffnung 42 auf, die den Statorzahn 22 aufnimmt. Die Durchgangsöffnung 42 weist bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt 43 auf, der auf einen korrespondierenden rechteckigen Querschnitt 44 der Statorzahns 22 aufgeschoben wird. An einer radialen Außenseite 45 und an einer radialen Innenseite 46 weist der Spulenkörper 32 jeweils eine Stützwand 47, 48 auf, an der die Spule 30 jeweils radial anliegt. Im Bereich der äußeren radialen Stützwand 47 ist am Spulenkörper 32 eine Aufnahmetasche 50 ausgeformt, in die der Wickeldraht 31 eingelegt werden kann. Zur Befestigung des Spulenkörpers 32 auf den Statorzahn 22 werden diese mittels einer Rastverbindung 51 miteinander verbunden. Hierzu ist im Statorzahn 22 ein Gegenrastelement 52 ausgeformt, das bevorzugt als Kerbe 53 in Tangentialrichtung 8 ausgestanzt wird. Innerhalb der Durchgangsöffnung 42 ist ein korrespondiertes Rastelement ausgeformt, das beispielsweise als Rasthaken ausgebildet ist, der in Tangentialrichtung 8 federnd in das entsprechende Gegenrastelement 52 eingreift.In 1 is the section of a stator 10th represented during its manufacturing process. The stator 10th has a stator body 18th on that from an inner yoke ring 20th and molded onto it in the radial direction 7 stator teeth protruding outwards 22 consists. For example, the stator body 18th from individual sheet metal lamellas 21 composed, which are preferably punched out as closed rings. The stator 10th is part of an electrical machine here 14 , which is designed as an external rotor motor, so that an in 1 rotor, not shown 12th radially outside the stator teeth 22 is arranged. At the yoke ring 20th are in this embodiment in the area of the stator teeth 22 on the radial inside 24th of the yoke ring 20th Notches 25th shaped to support the weight of the stator body 18th to reduce. On the stator teeth 22 are along the radial direction 7 Bobbin 32 slipped on before sliding onto the stator teeth 22 with a coil 30th be wound. In the embodiment according to 1 will be exactly 3 bobbins 32 with a continuous winding wire 31 wrapped one after the other. This makes exactly three with the continuous winding wire 31 wound bobbin 32 a coil group 36 which after their winding process together in the radial direction 7 from the outside onto the stator teeth 22 be postponed. Between the individual coils 30th a so-called coil group 36 are connecting wires 37 arranged, which are designed so long that a common radial assembly of the entire coil group 36 is made possible from the outside. After the bobbins are fully extended 32 on the stator teeth 22 become the connecting wires 37 as loops 38 axially over the coils 30th arranged. The bobbin 32 are made of an insulating material, for example as a plastic injection molded part. The bobbin 32 has one in the radial direction 7 running through opening 42 on the stator tooth 22 records. The passage opening 42 preferably has a rectangular cross section 43 on that on a corresponding rectangular cross section 44 the stator tooth 22 is postponed. On a radial outside 45 and on a radial inside 46 points the bobbin 32 one retaining wall each 47 , 48 on which the coil 30th each rests radially. In the area of the outer radial retaining wall 47 is on the bobbin 32 a storage bag 50 molded into which the winding wire 31 can be inserted. For fastening the bobbin 32 on the stator tooth 22 these are made using a snap-in connection 51 connected with each other. This is in the stator tooth 22 a counter-locking element 52 molded, preferably as a notch 53 in the tangential direction 8th is punched out. Inside the through opening 42 a corresponding latching element is formed, which is designed, for example, as a latching hook that extends in the tangential direction 8th resilient in the corresponding counter-locking element 52 intervenes.

2 zeigt eine Variation eines erfindungsgemäßen Stator 10, der insgesamt genau 27 Statorzähne 22 aufweist. Auf allen Statorzähnen 22 sind bereits die Spulenkörper 32 in Radialrichtung 7 aufgesteckt und fixiert. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils 3 benachbarte Spulen 30 zu einer Spulengruppe 36 mittels eines ununterbrochenen Wickeldrahts 31 zusammengefasst. Dabei wird ein Wickeldrahtanfang 58 in eine erste Aufnahmetasche 50 der Spulengruppe 36 eingelegt und in der dritten, beziehungsweise letzten Aufnahmetasche 50 der Spulengruppe 36 ein entsprechendes Wickeldrahtende 59 eingelegt. 2nd shows a variation of a stator according to the invention 10th that overall accurate 27 Stator teeth 22 having. On all stator teeth 22 are already the bobbins 32 in the radial direction 7 attached and fixed. In this embodiment, too, there are 3 adjacent coils 30th to a coil group 36 by means of a continuous winding wire 31 summarized. This will be a start of the winding wire 58 in a first Pocket 50 the coil group 36 inserted and in the third or last pocket 50 the coil group 36 a corresponding winding wire end 59 inserted.

Bei dieser Ausführung ist in der mittleren Aufnahmetasche 50 kein Wickeldraht 31 eingelegt, so dass in einer alternativen Ausführung bei dem mittleren Spulenkörper 32 auf die Ausformung einer Aufnahmetasche 50 verzichtet werden kann. In Axialrichtung 9 oberhalb der Spulen 30 ist ein Verschaltungsring 40 angeordnet, der die einzelnen Spulen 30 miteinander verschaltet. Der Verschaltungsring 40 weist einen ringförmigen Kunststoffkörper 61 auf, der ringförmige Leiterelemente 62 aufnimmt, die mit Anschlusselementen 63 radial über den Kunststoffkörper 61 hinausragen. Die Anschlusselemente 63 sind hier als Schneidklemm-Elemente 35 ausgebildet, die axial in die Aufnahmetaschen 50 der Spulenkörper 32 eingepresst sind. Dies ist im Detail in 2a gezeigt. Der Verschaltungsring 40 weist hier drei Anschluss-Pins 66 auf, die in Axialrichtung 9 vom Kunststoffkörper 61 abstehen. Die Anschluss-Pins 66 bilden die Phasenanschlüsse 67 (U, V, W) die über eine Elektronikplatine 68 angesteuert werden, die axial oberhalb des Verschaltungsrings 40 angeordnet ist. Der Statorgrundkörper 18 ist auf einem Statorträger 16 angeordnet, der eine kreisförmige Bodenfläche 71 und eine an deren äußerem Umfang angeformte zylindrischen Umfangswand 72 aufweist. Auf die Außenfläche 17 der zylindrischen Umfangswand 73 ist der Statorgrundkörper 18 beispielsweise mit seiner Innenseite 24 direkt aufgepresst. Dabei bilden die Einkerbungen 25 des Jochrings 20 kleine Aussparungen zwischen dem Jochring 20 und dem Statorträger 16. Die Bodenfläche 71 des Statorträgers 16 erstreckt sich in Radialrichtung 7 und ist etwa im axialen Bereich zwischen den Spulen 30 und dem Verschaltering 40 angeordnet. Dadurch bildet die Umfangswand 72 mit der Bodenfläche 71 einen Hohlraum 73, in den an der dem Verschaltungsring 40 gegenüberliegenden Seite der Rotor 12 eingreifen kann. An der Bodenfläche 71 wird axial ein Elektronikgehäuse 80 befestigt, in dem die Leiterplatine 68 angeordnet ist. Dazu sind in der Bodenfläche 71 Löcher 74 ausgebildet, in die Verbindungsmittel, wie Schrauben oder Nieten zur Befestigung des Elektronikgehäuse 80 eingreifen können. Des Weiteren ist eine axiale Durchgangsbohrung 76 in der Bodenfläche 71 angeformt, durch die ein Arretierbolzen 77 in Axialrichtung 9 verschiebbar angeordnet ist. Der Arretierbolzen 77 wird mittels eines Sperrmechanismus 79 betätigt, der ebenfalls an der Bodenfläche 71 befestigt ist. Der Sperrmechanismus 79 wird beispielsweise an Schraublöchern 82 in der Bodenfläche 71 festgeschraubt. In der Bodenfläche 71 sind axiale Sensordurchbrüche 78 ausgebildet, durch die hindurch entsprechende Sensor-Gehäuseteile 84 des Elektronikgehäuse 80 hindurchgreifen. In diesen Sensor-Gehäuseteile 84 ist beispielsweise ein Magnetsensor angeordnet, der mit einem auf dem Rotor 12 angeordneten Gebermagneten 86 zusammenwirkt. Des Weiteren ist in der Bodenfläche 71 eine Membran-Aussparung 88 ausgeformt, durch die hindurch ein Gehäuseteil des Elektronikgehäuse 80 hindurchgreift, an der eine wasserdichte, luftdurchlässige Membran angeordnet, um den Innendruck im Elektronikgehäuse 80 auszugleichen. Im Zentrum der Bodenfläche 71 ist ein Mehrkant 89 als axialer Fortsatz 90 ausgebildet, der drehfest mit einer Wagenachse 91 des handschiebbaren Transportgefährts befestigt ist. Gegenüberliegend zu dem Mehrkant 89 ist zur Anbindung an die Wagenachse 91 ein axialer Achsstummel 92 zum Rotor 12 hin angeordnet, der sich in den Hohlraum 73 des Statorträgers 16 hinein erstreckt. Der Achsstummel 92 ist hier beispielsweise als Stahlwelle ausgebildet, die in einem aus Aluminium gefertigten Statorträgers 16 angeordnet ist. Der Achsstummel 92 kann beispielsweise in eine Bohrung des Fortsatzes 90 eingepresst sein - oder mit dem Material des Statorträgers umspritzt sein, insbesondere als Einlegeteil in einem Aluminiumgussteil. An der Bodenfläche 71 ist des Weiteren eine Ringwand 93 ausgebildet, durch die der Sperrmechanismus 79 zentriert und geführt wird.This version is in the middle pocket 50 no winding wire 31 inserted, so that in an alternative embodiment in the middle coil body 32 on the shape of a pocket 50 can be dispensed with. In the axial direction 9 above the coils 30th is an interconnection ring 40 arranged of the individual coils 30th interconnected. The interconnection ring 40 has an annular plastic body 61 on, the annular conductor elements 62 records that with connection elements 63 radially over the plastic body 61 protrude. The connection elements 63 are here as insulation displacement elements 35 formed axially in the receiving pockets 50 the bobbin 32 are pressed in. This is detailed in 2a shown. The interconnection ring 40 has three connection pins here 66 on that in the axial direction 9 from the plastic body 61 stand out. The connector pins 66 form the phase connections 67 ( U , V , W ) via an electronic board 68 can be controlled, the axially above the interconnection ring 40 is arranged. The stator body 18th is on a stator carrier 16 arranged of a circular bottom surface 71 and a cylindrical peripheral wall formed on the outer periphery thereof 72 having. On the outside surface 17th the cylindrical peripheral wall 73 is the stator body 18th for example with its inside 24th directly pressed on. The notches form 25th of the yoke ring 20th small recesses between the yoke ring 20th and the stator carrier 16 . The floor area 71 of the stator carrier 16 extends in the radial direction 7 and is approximately in the axial area between the coils 30th and the interconnection ring 40 arranged. This forms the peripheral wall 72 with the floor area 71 a cavity 73 , in the on the interconnection ring 40 opposite side of the rotor 12th can intervene. On the floor surface 71 becomes an electronics housing axially 80 attached in which the circuit board 68 is arranged. These are in the floor area 71 Holes 74 trained in the connecting means, such as screws or rivets for fastening the electronics housing 80 can intervene. There is also an axial through hole 76 in the floor area 71 molded, through which a locking bolt 77 in the axial direction 9 is slidably arranged. The locking bolt 77 is by means of a locking mechanism 79 actuated, also on the floor surface 71 is attached. The locking mechanism 79 for example on screw holes 82 in the floor area 71 screwed tight. In the floor area 71 are axial sensor breakthroughs 78 formed through the corresponding sensor housing parts 84 of the electronics housing 80 reach through. In these sensor housing parts 84 For example, a magnetic sensor is arranged with one on the rotor 12th arranged encoder magnets 86 cooperates. Furthermore is in the floor area 71 a membrane recess 88 molded through which a housing part of the electronics housing 80 reaches through, on which a waterproof, air-permeable membrane is arranged to the internal pressure in the electronics housing 80 balance. In the center of the floor area 71 is a polygon 89 as an axial extension 90 trained, the rotationally fixed with a carriage axis 91 the hand-slidable transport vehicle is attached. Opposite the polygon 89 is for connection to the carriage axis 91 an axial stub 92 to the rotor 12th arranged in the cavity 73 of the stator carrier 16 extends into it. The stub axle 92 is formed here, for example, as a steel shaft, which is made in a stator carrier made of aluminum 16 is arranged. The stub axle 92 can for example in a bore of the extension 90 be pressed - or overmolded with the material of the stator carrier, in particular as an insert in an aluminum casting. On the floor surface 71 is also a ring wall 93 trained by the locking mechanism 79 centered and guided.

2a zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Stators 10 gemäß 2. Die Schneidklemmelemente 35 der ringförmigen Leiterelemente 62 sind in die Aufnahmetasche 50 eingepresst. Hierzu weisen die Schneidklemm-Elemente 35 Montageflächen 94 auf, die direkt mit einer axialen Montagekraft beaufschlagt werden, um eine Schneidklemmverbindung 39 mit dem Wickeldraht 31 auszubilden. Die ringförmigen Leiterelemente 62 weisen unterschiedliche Durchmesser auf, wie dies in 3 deutlicher dargestellt ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2a sind die ringförmigen Leiterelemente 62 mittels dem Kunststoffkörper 61 umspritzt, wobei die Schneidklemmelemente 35 aus dem Kunststoffkörper 61 herausragen. Die Schneidklemmelemente 35 sind hier mittels radialer Stege 65 an den ringförmigen Leitern 62 angebunden. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführung sind die ringförmigen Leiterelemente 62 axial in entsprechende Ringnuten eines vorgespritzten Kunststoffkörpers 61 eingelegt und bevorzugt mit Clips-Elementen im Kunststoffkörper 61 verrastet. Auch bei dieser Ausführung werden die Anschlusselemente 63 mittels der radialen Stege 65 radial nach außerhalb des Kunststoffrings 61 geführt. In einer bevorzugten Ausführung können die radialen Stege 65 direkt am Spulenkörper 32 fixiert werden, vorzugsweise mittels thermischer Materialumformung des Spulenkörpers 32. Dadurch wird der radiale Steg 65 mit dem daran sich anschließenden Schneidklemmelement 35 exakt positioniert, um in die entsprechende Aufnahmetasche 50 eingepresst zu werden. Der Verschaltungsring 40 stützt sich axial an den Spulenkörpern 32 ab und liegt bevorzugt nicht unmittelbar axial an den Spulen 30 an. Hierzu sind an der radialen Außenseite 45 des Spulenkörpers 32 Abstützdome 95 in Axialrichtung 9 angeformt, an deren axialer Endfläche 96 sich der Verschaltungsring 40 axial abstützt. Dazu sind am Verschaltungsring 40 an dessen äußerem Umfang Klemmelemente 97 angeformt, die sich in Axialrichtung 9 erstrecken. Im Ausführungsbeispiel sind zwei in Umfangsrichtung 8 beabstandete Klemmelemente 97 ausgebildet, die beide in einen Zwischenraum 98 zwischen 2 benachbarten Aufnahmetaschen 50 eingreifen. Dabei sind die Klemmelemente 97 als Rastzungen ausgebildet, die radial federnd über eine Rastrippe 99 greifen, die ein Formschluss mit den Klemmelementen 97 bzgl. der Axialrichtung 9 bildet. Die beiden in Umfangsrichtung 8 benachbarten Klemmelemente 97 liegen bevorzugt jeweils an in Umfangsrichtung 8 gegenüberliegenden Aufnahmetaschen 50 an, so dass die Klemmelemente 97 den Verschaltungsring 40 auch in Umfangsrichtung 8 fixieren. Dabei bilden die Aufnahmetasche 50 mit den sich in Axialrichtung 9 erstreckenden Klemmelementen 97 einen Formschluss bezüglich der Umfangrichtung 8. Die Rastrippe 99 erstreckt sich in 2a in Umfangsrichtung 8 an beiden Seiten von allen Aufnahmetaschen 50. Dabei sind auf den Rastrippen 99 in Axialrichtung 9 die Abstützdome 95 angeformt, um die der Verbindungsdraht 37 zwischen zwei benachbart durchgewickelten Spulen 30 eingeklemmt werden kann. Dabei wird der Verbindungsdraht 37, der vor der Montage der Spulengruppe 36 einen Abstand der Spulenkörper 32 in Umfangsrichtung 8 zu deren Montage zulässt, nach deren Montage als Schleife 38 radial nach innen zwischen den Spulen 30 und dem Verschaltering 40 gelegt. Somit verläuft der Wickeldraht 31 als Wickeldrahtanfang 58 von einer ersten Aufnahmetasche 50 als erste Spule 30 um den ersten Spulenkörper 32. Danach wird der Wickeldraht 31 zwischen der Aufnahmetasche 50 und dem Abstützdom 59 eingeklemmt und verläuft als Schleife 38 radial innerhalb der Außenwand 45 zum Abstützdom 95 des nächsten Spulenkörpers 32. Auf diesem zweiten Spulenkörper 32 bildet der Wickeldraht 31 eine zweite Spule 30, und wird am zweiten Abstützdom 95 des zweiten Spulenkörpers 32 eingeklemmt und bildet wiederum eine Schleife 38 zum dritten Spulenkörper 32. Nach dem Wickeln der dritten Spule 30 wird das Wickeldrahtende 59 in die Aufnahmetasche 50 des dritten Spulenkörpers 32 eingelegt. 2a shows an enlarged section of the stator 10th according to 2nd . The insulation displacement elements 35 of the ring-shaped conductor elements 62 are in the pocket 50 pressed in. For this purpose, the insulation displacement elements 35 Mounting surfaces 94 on which an axial assembly force is applied directly to an insulation displacement connection 39 with the winding wire 31 to train. The ring-shaped conductor elements 62 have different diameters, as shown in 3rd is more clearly shown. In the embodiment according to 2a are the ring-shaped conductor elements 62 by means of the plastic body 61 encapsulated, the insulation displacement elements 35 from the plastic body 61 stick out. The insulation displacement elements 35 are here by means of radial webs 65 on the ring-shaped conductors 62 tied up. In an alternative embodiment, not shown, the ring-shaped conductor elements 62 axially in corresponding ring grooves of a pre-injected plastic body 61 inserted and preferably with clip elements in the plastic body 61 locked. The connection elements are also used in this version 63 by means of the radial webs 65 radially outside of the plastic ring 61 guided. In a preferred embodiment, the radial webs 65 directly on the bobbin 32 are fixed, preferably by means of thermal material forming of the coil body 32 . This will make the radial land 65 with the adjacent insulation displacement element 35 exactly positioned to fit in the appropriate pocket 50 to be pressed in. The interconnection ring 40 is axially supported on the bobbins 32 and is preferably not directly axially on the coils 30th on. For this are on the radial outside 45 of the bobbin 32 Support domes 95 in the axial direction 9 molded on the axial end face 96 the interconnection ring 40 axially supported. For this are on the interconnection ring 40 on its outer circumference clamping elements 97 integrally formed in the axial direction 9 extend. In the exemplary embodiment, two are in the circumferential direction 8th spaced clamping elements 97 trained, both in a space 98 between 2nd neighboring pockets 50 intervention. Here are the clamping elements 97 formed as locking tongues, which are radially resilient via a locking rib 99 grab a positive fit with the clamping elements 97 with respect to the axial direction 9 forms. The two in the circumferential direction 8th adjacent clamping elements 97 are preferably in each case in the circumferential direction 8th opposite pockets 50 so that the clamping elements 97 the interconnection ring 40 also in the circumferential direction 8th fix. Thereby form the receiving pocket 50 with the ones in the axial direction 9 extending clamping elements 97 a form fit with respect to the circumferential direction 8th . The locking rib 99 extends in 2a in the circumferential direction 8th on both sides of all pockets 50 . Here are on the locking ribs 99 in the axial direction 9 the support domes 95 molded onto which the connecting wire 37 between two adjacent coils 30th can be pinched. The connecting wire 37 that before assembling the coil group 36 a distance between the bobbins 32 in the circumferential direction 8th allows for their assembly, after their assembly as a loop 38 radially inwards between the coils 30th and the interconnection ring 40 placed. The winding wire thus runs 31 as the start of the winding wire 58 from a first pocket 50 as the first coil 30th around the first bobbin 32 . After that the winding wire 31 between the pocket 50 and the support dome 59 pinched and runs as a loop 38 radially inside the outer wall 45 to the support dome 95 of the next bobbin 32 . On this second bobbin 32 forms the winding wire 31 a second coil 30th , and is on the second support dome 95 of the second bobbin 32 pinched and again forms a loop 38 to the third bobbin 32 . After winding the third coil 30th becomes the end of the winding wire 59 in the pocket 50 of the third bobbin 32 inserted.

In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung kann beispielsweise eine Spulengruppe 36 auch aus nur genau 2 Spulenkörpern 32 gebildet werden. Bei einer solchen Ausführung ist der Wickeldrahtanfang 58 in der ersten Aufnahmetasche und das Wickeldrahtende 59 in der zweiten Aufnahmetasche eingefügt. Dabei wird der Verbindungsdraht 37 ebenfalls als Schleife 38 an den Abstützdomen 95, die in Umfangsrichtung 8, benachbart zu den Aufnahmetaschen 50 angeformt sind, eingeklemmt. Bei einer solchen als Spulenpaare ausgebildeten Spulengruppen 36 sind alle Aufnahmetaschen 50 aller Spulenkörper 32 mit dem Wickeldraht 31 belegt und entsprechend mit einem Schneidklemmelement 35 verbunden.In an alternative embodiment, not shown, a coil group can, for example 36 even from just exactly 2nd Bobbins 32 be formed. In such an embodiment, the start of the winding wire is 58 in the first pocket and the end of the winding wire 59 inserted in the second pocket. The connecting wire 37 also as a loop 38 on the support domes 95 that are circumferential 8th , adjacent to the pockets 50 are molded, pinched. With such a coil group designed as a pair of coils 36 are all pockets 50 all bobbins 32 with the winding wire 31 occupied and accordingly with an insulation displacement element 35 connected.

In 3 sind nur die ringförmigen Leiterelemente 62 dargestellt, bevor diese in den Kunststoffkörper 61 des Verschaltungsrings 40 eingefügt werden. Dabei können die ringförmigen Leiterelemente 62 als Einlegeteil beim Spritzgießen des Verschaltungsrings 40 in das Spritzguss-Werkzeug eingelegt werden. Alternativ können die Leitelemente 62 in einen zuvor hergestellten Kunststoffkörper 61 axial eingeklemmt werden. In beiden Fällen ragen von den ringförmigen Leiterelementen 62 radiale Stege 65 radial nach außen. Am Ende der radialen Stege 65 sind als Anschluss-Elemente 63 Schneidklemm-Elemente 35 ausgebildet, die über die angeformten Montageflächen 94 axial in die entsprechende Aufnahmetaschen 50 eingepresst werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind drei Leiterelemente 62 mit unterschiedlichem Durchmesser als Phasenleiter 69 angeordnet, die jeweils drei Spulengruppen 36 elektrisch miteinander verbinden. Zusätzlich weist jeder dieser drei Leiterelemente 62 Anschluss-Pins 66 auf, die als Phasenanschlüsse 67 für die drei Phasen U, V, W dienen. Dadurch sind jeweils drei Spulengruppen 36 einer Phase U, V, W parallel bestromt. Dabei werden beispielsweise immer die ersten Aufnahmetaschen 50 der ersten Spulenkörpers 32 einer Spulengruppe 36 mittels der Schneidklemmverbindung 39 kontaktiert. Ein anderer Typ ringförmiger Leiterelemente 62 ist als Sternschluss-Leiter 70 ausgebildet, der jeweils drei benachbarte Spulengruppen 36 zu einem Sternpunkt 75 hin miteinander verschalten. Dazu weist ein solcher Sternschluss-Leiter 70 drei Anschlusselemente 63 auf, die jeweils mit der letzten Aufnahmetasche 50 des letzten Spulenkörpers 32 einer Spulengruppe 36 mit dem Wickeldrahtende 59 kontaktiert sind. Im Ausführungsbeispiel sind drei solcher Sternschluss-Leiter 70 angeordnet, die separat voneinander ausgebildet sind. In dem Ausführungsbeispiel sind diese alle auf dem gleichen Radius angeordnet, bevorzugt radial innerhalb der drei Phasenleiter 69, die jeweils einen größeren Radius aufweisen. Die Phasenanschlüsse 67 der Phasenleiter 69 sind im Ausführungsbeispiel auf einer gedachten Geraden angeordnet, die eine Radiale des Stators 10 bildet. In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung können diese Anschluss-Pins 66 auch bezüglich der Umfangsrichtung 8 benachbart zueinander angeordnet sein oder eine beliebige Anordnung aufweisen, die zu einer korrespondierenden Elektronikplatine 68 passt.In 3rd are only the ring-shaped conductor elements 62 shown before this in the plastic body 61 of the interconnection ring 40 be inserted. The ring-shaped conductor elements 62 as an insert during injection molding of the connection ring 40 be inserted into the injection molding tool. Alternatively, the guide elements 62 in a previously made plastic body 61 be clamped axially. In both cases protrude from the ring-shaped conductor elements 62 radial ridges 65 radially outwards. At the end of the radial webs 65 are as connection elements 63 IDC elements 35 trained over the molded mounting surfaces 94 axially into the corresponding pockets 50 be pressed in. In this embodiment there are three conductor elements 62 with different diameters as phase conductors 69 arranged, each three coil groups 36 connect electrically. In addition, each of these three conductor elements 62 Connection pins 66 on that as phase connections 67 for the three phases U , V , W serve. This means that there are three groups of coils 36 a phase U , V , W energized in parallel. For example, the first pockets are always used 50 the first bobbin 32 a coil group 36 by means of the insulation displacement connection 39 contacted. Another type of annular conductor elements 62 is as a star connection conductor 70 formed each of three adjacent coil groups 36 to a star point 75 interconnect with each other. For this purpose, such a star connection conductor 70 three connection elements 63 on, each with the last pocket 50 of the last bobbin 32 a coil group 36 with the winding wire end 59 are contacted. In the exemplary embodiment there are three such star connection conductors 70 arranged, which are formed separately from each other. In the exemplary embodiment, these are all arranged on the same radius, preferably radially within the three phase conductors 69 , each with a larger radius. The phase connections 67 the phase conductor 69 are arranged in the exemplary embodiment on an imaginary straight line, which is a radial of the stator 10th forms. In an alternative embodiment, not shown, these connection pins can be used 66 also with respect to the circumferential direction 8th be arranged adjacent to one another or have any arrangement that results in a corresponding electronic circuit board 68 fits.

4 zeigt schematisch ein weiteres Beispiel einer Verschaltung der einzelnen Spulen 30. Der Stator weist wieder genau 27 Statorzähne 22 mit entsprechenden 27 Einzelspulen 30 auf. Wiederrum sind jeweils drei benachbarte Spulen 30 mit einem ununterbrochenen Spulendraht 31 als Spulengruppe 36 bewickelt. Dabei wechseln sich Spulengruppen 36 unterschiedlicher Phasen U, V, W regelmäßig in Umfangsrichtung 8 ab. Hierbei sind jedoch drei Spulengruppen 36 einer Phase U elektrisch in Reihe miteinander verbunden und erst danach mit den ebenfalls in Reihe geschalteten drei Spulengruppen 36 der anderen beiden Phasen V, W zu einem Sternpunkt 75 verschaltet. Radial außerhalb des Stators 10 ist der Rotor 12 mit daran befestigten Permanentmagneten 100 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel sind genau 30 Permanentmagnete 100 angeordnet, die jeweils abwechselnd unterschiedliche Magnetpole bilden. Bevorzugt sind die Permanentmagnete 100 in Radialrichtung 7 magnetisiert. Der Rotor 12 weist eine zylindrische Gehäuseschale 101 auf, an deren radialen Innenseite 102 die Permanentmagnete 100 befestigt sind. Die Gehäuseschale 101 bildet ein drehbares Gehäuseteil der elektrischen Maschine 14, das axial bis zum Elektronikgehäuse 80 reicht. Die Permanentmagnete 100 sind hier als schalenförmige oder quaderförmige Einzelmagnete 100 angeordnet, die in Umfangsrichtung 8 beabstandet zu einander sind. 4th shows schematically another example of an interconnection of the individual coils 30th . The stator points again exactly 27 Stator teeth 22 with corresponding 27 Single coils 30th on. Again there are three adjacent coils 30th with a continuous coil wire 31 as a coil group 36 wrapped. Coil groups change here 36 different phases U , V , W regularly in the circumferential direction 8th from. However, there are three coil groups here 36 a phase U electrically connected in series and only then with the three coil groups also connected in series 36 the other two phases V , W to a star point 75 interconnected. Radially outside the stator 10th is the rotor 12th with permanent magnets attached to it 100 arranged. In the embodiment are accurate 30th Permanent magnets 100 arranged, which alternately form different magnetic poles. The permanent magnets are preferred 100 in the radial direction 7 magnetized. The rotor 12th has a cylindrical housing shell 101 on, on the radial inside 102 the permanent magnets 100 are attached. The housing shell 101 forms a rotatable housing part of the electrical machine 14 , which extends axially to the electronics housing 80 enough. The permanent magnets 100 are here as bowl-shaped or cuboid single magnets 100 arranged in the circumferential direction 8th are spaced from each other.

In 5 ist eine Explosionszeichnung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 14 dargestellt, bei der der Rotor 12 axial auf den Stator 10 gefügt wird. An der radialen Innenseite 102 der Gehäuseschale 101 sind die Permanentmagnete 100 in einer Magnetanordnung 110 angeordnet, wie diese in einer Detailansicht gemäß 6 dargestellt sind. An der Gehäuseschale 101 ist eine axiale Seitenwand 103 angeformt, die das Gehäuse der elektrischen Maschine 14 axial abschließt. Dabei ist an der axialen Außenseite 104 der Seitenwand 103 ein nicht dargestellter Formschluss ausgebildet, in den ein nicht dargestelltes Wagenrad axial einfügbar ist. Dadurch wird das Drehmoment des Rotors 12 zuverlässig auf das Wagenrad, beispielsweise eines Kinderwagen oder eines anderen Transportwagen übertragen. An der axialen Innenseite 105 der Seitenwand 103 sind axiale Arretierlöcher 81 ausgeformt, in die der Arretierbolzen 77 durch die Bodenfläche 71 des Stators 10 hindurch eingreifen kann, um den Rotor 12 gegenüber dem Stator 10 als Bremse zu verriegeln. Des Weiteren ist an der Innenseite 105 der Gebermagnet 86 angeordnet, der mit der Sensoranordnung 84 des Elektronikgehäuses 80 zusammenwirkt. Im Ausführungsbeispiel ist der Gebermagnet 86 als Ringmagnet mit in Umfangsrichtung 8 abwechselnden Polen ausgebildet. In der Seitenwand 103 ist mittig eine Lageraufnahme 106 für ein Kugellager 107 ausgeformt, mittels der der Rotor 12 auf dem Axtstummel 92 des Stators 10 drehbar gelagert werden kann. Nach dem axialen Einfügen des Stators 10 in den Rotor 12 ist zwischen den radial äußeren Endflächen 23 der Statorzähne 22 und der Innenseite der Magnetanordnung 110 ein radialer Luftspalt ausgebildet, der bevorzugt kleiner als 1,0 mm ist. Die äußeren radialen Endseiten 23 der Statorzähne 22 stehen radial über die radiale Außenwand 45 der Spulenkörper 32 leicht über, damit die Spulenkörper 32 die Magnetanordnung 110 nicht berühren. Da die Aufnahmetaschen 50 radial über die radial äußeren Endflächen 23 überstehen, sind die Aufnahmetaschen 50 bei dieser Ausführung axial benachbart zur Magnetanordnung 110 angeordnet. Der Verschaltungsring 40 ist fest mit den Spulenkörpern 32 verrastet. Dadurch sind die Spulen 30 als drei Phasen U, V, W mit ihren jeweiligen Phasenanschlüssen 67 verschaltet, die bei der axialen Montage des Elektronikgehäuses 80 direkt die Leiterplantine 68 kontaktieren. Zuvor wird der Sperrmechanismus 79 axial an der Bodenfläche 71 des Statorträgers 16 befestigt, so dass dieser Sperrmechanismus 79 den Arretierbolzen 77 axial verschieben kann. Die Betätigung des Sperrmechanismus 79 erfolgt durch eine Führungsstange 111 die axial in einer als Hohlwelle ausgebildeten Wagenachse 91 angeordnet ist. Der Sperrmechanismus 79 stützt sich radial an der Ringwand 93 der Bodenfläche 71 ab. Der axiale Fortsatz 90 des Statorträgers 16 greift in ein Adapterelement 112, das den Stator 10 drehfest mit der Wagenachse 91 verbindet. Das Adapterelement 112 weist gleichzeitig eine Mechanik 113, die die Längsbewegung der Führungsstange 111 in eine Drehbewegung des Sperrmechanismus 79 umwandelt, um den Arretierbolzen 77 wiederum axial zu verschieben. Der Mehrkant 89 des axialen Fortsatzes 90 greift dabei axial in einen korrespondierenden Formschluss in dem Adapterelement 112. Die Leiterplatine 68 erstreckt sich als Kreisringsegment im Elektronikgehäuse 80, durch dessen Zentrum das Adapterelement 112 greift. Am Elektronikgehäuse 80 ist ein Stecker 114 für die Energieversorgung der elektrischen Maschine 14 angeformt, die bevorzugt als Batterie ausgebildet ist, die am Transportwagen befestigt ist. Zur Kühlung der Elektronikplatine 68 ist hier ein ebenfalls kreissegmentförmiges Kühlblech 115 axial oberhalb der Leiterplatine 68 angeordnet, um diese zu entwärmen. Das Elektronikgehäuse 80 ist hier zylindrisch ausgebildet und weist etwa einen gleichen Außendurchmesser auf, wie die Gehäuseschale 101 des Rotors. Das Elektronikgehäuse 80 ist hier axial zur Wagenachse 91 hier offen, und wird mit einem nicht dargestellten ringförmigen Deckel zur Wagenachse 91 hin abgeschlossen. In einer bevorzugten Ausführung ist an beiden axialen Enden der Wagenachse 91 eine solch dargestellte elektrische Maschine 14 angeordnet, die beide weitgehend baugleich ausgebildet sind.In 5 is an exploded view of an electrical machine according to the invention 14 shown at which the rotor 12th axially on the stator 10th is added. On the radial inside 102 the housing shell 101 are the permanent magnets 100 in a magnet arrangement 110 arranged like this in a detailed view 6 are shown. On the housing shell 101 is an axial side wall 103 molded onto the housing of the electrical machine 14 closes axially. It is on the axial outside 104 the side wall 103 an interlocking, not shown, is formed, into which a carriage wheel, not shown, can be inserted axially. This is the torque of the rotor 12th reliably transferred to the cart wheel, for example a stroller or another transport cart. On the axial inside 105 the side wall 103 are axial locking holes 81 molded into which the locking bolt 77 through the floor area 71 of the stator 10th can engage through to the rotor 12th towards the stator 10th to lock as a brake. Furthermore is on the inside 105 the encoder magnet 86 arranged with the sensor arrangement 84 of the electronics housing 80 cooperates. In the exemplary embodiment, the transmitter magnet 86 as a ring magnet with in the circumferential direction 8th alternating poles trained. In the side wall 103 is a bearing in the middle 106 for a ball bearing 107 molded by means of which the rotor 12th on the ax stub 92 of the stator 10th can be rotatably supported. After the stator has been inserted axially 10th in the rotor 12th is between the radially outer end faces 23 the stator teeth 22 and the inside of the magnet assembly 110 a radial air gap is formed, which is preferably less than 1.0 mm. The outer radial end faces 23 the stator teeth 22 stand radially over the radial outer wall 45 the bobbin 32 slightly over so the bobbin 32 the magnet arrangement 110 do not touch. Because the pockets 50 radially over the radially outer end faces 23 survive are the receiving pockets 50 in this embodiment axially adjacent to the magnet arrangement 110 arranged. The interconnection ring 40 is tight with the bobbins 32 locked. This makes the coils 30th than three phases U , V , W with their respective phase connections 67 interconnected in the axial assembly of the electronics housing 80 directly the circuit board 68 to contact. Before that, the locking mechanism 79 axially on the bottom surface 71 of the stator carrier 16 attached so this locking mechanism 79 the locking bolt 77 can move axially. Operation of the locking mechanism 79 done by a guide rod 111 the axially in a carriage shaft designed as a hollow shaft 91 is arranged. The locking mechanism 79 is supported radially on the ring wall 93 the floor area 71 from. The axial extension 90 of the stator carrier 16 engages in an adapter element 112 that the stator 10th rotatable with the carriage axis 91 connects. The adapter element 112 also has a mechanism 113 that the longitudinal movement of the guide rod 111 in a rotational movement of the locking mechanism 79 converts to the locking bolt 77 again to move axially. The polygon 89 of the axial extension 90 engages axially in a corresponding form fit in the adapter element 112 . The circuit board 68 extends as a circular ring segment in the electronics housing 80 , through the center of which the adapter element 112 takes hold. On the electronics housing 80 is a plug 114 for the power supply of the electrical machine 14 molded, which is preferably designed as a battery, which is attached to the trolley. For cooling the electronics board 68 here is a cooling plate, also in the form of a segment of a circle 115 axially above the circuit board 68 arranged to heat them. The electronics housing 80 is cylindrical here and has approximately the same outer diameter as the housing shell 101 of the rotor. The electronics housing 80 is axial to the carriage axis here 91 open here, and with an annular cover, not shown, becomes the carriage axis 91 completed. In a preferred embodiment, the carriage axis is at both axial ends 91 such an illustrated electrical machine 14 arranged, both of which are largely identical in construction.

6 zeigt eine Ausführung einer Magnetanordnung 110 wie sie beispielsweise in den Rotor 10 gemäß 5 eingebaut ist. Dabei sind in einen Rotorgrundkörper 116 Magnettaschen 117 ausgebildet, in die die Permanentmagnete 100 axial eingefügt sind. Der Rotorgrundkörper 116 ist aus einzelnen gestanzten Lamellenblechen 118 zusammengesetzt, aus den die über ihren Umfang geschlossenen Magnettaschen 117 ausgestanzt sind. Die Magnettaschen 17 sind in Umfangsrichtung 8 größer ausgebildet als die Permanentmagnete 100. Dadurch ist in Umfangsrichtung 8 zwischen den Permanentmagneten 100 und der Innenwand der Magnettaschen 117 ein Freiraum 119 ausgebildet, der den radialen magnetischen Fluss durch die Permanentmagnete 100 verstärkt. An der radialen Außenseite des Rotorgrundkörpers 116 sind Freisparungen 120 ausgeformt, die bezüglich der Umfangsrichtung 8 mittleren Bereich der Permanentmagnete 100 angeordnet sind. Im Bereich dieser Freisparungen 120 wird kein magnetisch leitendes Material für den Rückschluss zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten 100 benötigt, wodurch Blechmaterial eingespart werden kann. Beim axialen Einbau des Rotorgrundkörpers 116 in die Gehäuseschale 101 des Rotors 10 greifen radiale Fortsätze 121, die an der radialen Innenseite 102 der Gehäuseschale 101 ausgebildet sind, in die Freiräume 120, um den Rotorgrundkörper 116 bezüglich der Umfangsrichtung 8 in der Gehäuseschale 101 formflüssig zu fixieren. 6 shows an embodiment of a magnet arrangement 110 such as in the rotor 10th according to 5 is installed. Here are in a basic rotor body 116 Magnetic pockets 117 trained in the permanent magnets 100 are inserted axially. The basic rotor body 116 is made of individually punched lamella sheets 118 composed of the magnetic pockets closed over their circumference 117 are punched out. The magnetic pockets 17th are circumferential 8th greater designed as the permanent magnets 100 . This is in the circumferential direction 8th between the permanent magnets 100 and the inner wall of the magnetic pockets 117 a space 119 formed the radial magnetic flux through the permanent magnets 100 reinforced. On the radial outside of the rotor body 116 are exemptions 120 molded out with respect to the circumferential direction 8th middle area of permanent magnets 100 are arranged. In the area of these cuts 120 does not become a magnetically conductive material for the inference between two adjacent permanent magnets 100 needed, which can save sheet material. When installing the rotor base body axially 116 into the housing shell 101 of the rotor 10th grip radial extensions 121 that are on the radial inside 102 the housing shell 101 are trained in the open spaces 120 to the rotor body 116 with respect to the circumferential direction 8th in the housing shell 101 to fix in a form.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausbildung, die Anordnung und Anzahl der Spulen 30, sowie die Ausbildung und Anzahl der Aufnahmetaschen 50 entsprechend variiert werden. Ebenso kann die Anzahl der Spulenkörper 32 einer Spulengruppe 36 und deren Verschaltung entsprechend angepasst werden. Auch die Anzahl und Befestigung der Permanentmagnete 100 im Rotor 12 kann an die Anforderungen der elektrischen Maschine 14 adaptiert werden. Ebenso kann die Lage und Ausbildung der Schneidklemm-Elemente 35 und die Schnittstelle der Phasenanschlüsse 67 zur Elektronikplatine 68 den Anforderungen der elektrischen Maschine 12 und den Fertigungsmöglichkeiten angepasst werden. Mittels der an die Leiterelemente 62 angeformten Schneidklemm-Elemente 35 können unterschiedliche Verschaltungen der Spulen 30 realisiert werden. Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise für den Drehantrieb von Wagenrädern oder die Verstellung von beweglichen Teilen im Kraftfahrzeug, ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.It should be noted that with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a wide range of possible combinations of the individual features with one another are possible. For example, the specific design, the arrangement and number of coils 30th , as well as the training and number of pockets 50 can be varied accordingly. Likewise, the number of bobbins 32 a coil group 36 and their interconnection can be adjusted accordingly. Also the number and attachment of the permanent magnets 100 in the rotor 12th can meet the requirements of the electrical machine 14 be adapted. Likewise, the location and design of the insulation displacement elements 35 and the interface of the phase connections 67 to the electronics board 68 the requirements of the electrical machine 12th and be adapted to the manufacturing options. By means of the ladder elements 62 molded insulation displacement elements 35 can have different connections of the coils 30th will be realized. The invention is particularly suitable for the rotary drive of wagon wheels or the adjustment of moving parts in the motor vehicle, but is not restricted to this application.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008064523 A1 [0002]

Claims

Stator (10) for an electrical machine (14) - in particular a single wheel drive for a hand-pushable transport carriage - with a pot-shaped stator carrier (16), on the radial outside (17) of which a stator base body (18) is arranged, the stator base body (18) being one Inner yoke ring (20) has stator teeth (22) formed integrally with the yoke ring (20) protruding radially outward, insulating coil bodies (32) wound with coils (30) being radially joined and locked onto the stator teeth (22) from the outside are, and on the radial outside (33) of the coil body (32) in the axial direction (9) extending receiving pockets (50) for insulation displacement elements (35) of a connecting ring (40) are integrally formed on the coil body (32).

Stator (10) after Claim 1 , characterized in that the stator base body (18) is stacked from individually punched annularly closed sheet metal lamellae (21), and in particular the yoke ring (20) on its radial inside (24) towards the stator carrier (16) in the area of the stator teeth (22) notches (25) which form a cavity towards the stator carrier (16).

Stator (10) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the coil bodies (32) have a through opening (42) with a rectangular cross section (43) in the radial direction (7), which are pushed onto the corresponding stator teeth (22), and support walls on the coil bodies (32) radially on the outside (47) are designed for the coils (30) - radial end faces (23) of the stator teeth (22) in particular projecting slightly radially beyond outer sides (45) of the support walls (47).

Stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that latching elements - in particular elastically movable latching hooks - are formed within the through opening (42) which, when pushed radially onto the stator teeth (22) with counter-latching elements (52) formed thereon. - In particular, punch notches (53) punched out in the metal plates (21).

Stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving pockets (50) have slots (49) running in the radial direction (7), into which the winding wire start (58) or the winding wire end (59) which on the coil formers (32 ) wound individual coils (30) is inserted in order to be contacted by the corresponding insulation displacement element (35), and the dimension of the receiving pocket (50) in the tangential direction (8) is larger than in the radial direction (7) - and preferably the receiving pocket ( 50) protrudes radially beyond the radially outer end face (23) of the stator tooth (22).

Stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two - preferably exactly three - bobbins (32) are wound with an uninterrupted winding wire (31) and thus together form a coil group (36) before this coil group (36) is pushed radially onto the stator teeth (22), and the winding wire beginning (58) into the receiving pocket (50) of the first coil former (32) and the winding wire end (59) into the receiving pocket (50) of the last coil former (32) of the coil group (36 ) is inserted - and in particular a connecting wire (37) of the continuous winding wire (31) between the individual coil bodies (32) of a coil group (36) as a loop (38) is arranged radially inward over the coils (30).

Stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator base body (18) has exactly 27 stator teeth (22) with exactly 27 coil bodies (32), of which exactly three adjacent coil bodies (32) always form new coil groups (36 ) are summarized - with no winding wire (31) inserted in precisely nine middle receiving pockets (50) - and three coil groups (36) together form an electrical phase (U, V, W) with phase connections (67).

Stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the switching ring (40), which has an annular plastic body (61), is inserted or injected into the electrical annular conductor elements (62) axially directly above the coils (30) are, and the conductor elements (62) in the axial direction (9) extending insulation displacement elements (35) for the receiving pockets (50), which are all arranged radially outside the plastic body (61) - and preferably on the plastic body (61) radially outside Clamping elements (97) are integrally formed which engage in a latching manner in the axial direction (9) between the receiving pockets (50).

Stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that three conductor elements (62, 69) - in particular with different diameters - are arranged in the switching ring (40), each of which has three coil groups (36) of a single phase (U, V, W) connect to each other and each have a pin (66) for the phase connections (67), and further conductor elements (62) are arranged as star connection elements (70), each of which has exactly three adjacent coil groups (36), the different phases (U , V, W) belong to a star point (75).

Electrical machine (14) with a stator (10) according to one of the preceding claims, characterized in that radially outside the stator teeth (22) permanent magnets (100) - in particular exactly thirty magnetic poles - are arranged in a rotor (12) which rotates with them is connected to a wagon wheel to be driven, the rotor (12) forming a cylindrical housing shell (101) for the electrical machine (14), which encloses the electrical machine (14) with an axial side wall (103).

Electrical machine (14) with a stator (10) after Claim 10 , characterized in that the permanent magnets (100) are arranged in a basic rotor body (116) - in particular made from stamped lamella sheets (118) - which is inserted into the cylindrical housing shell (101), closed magnetic pockets (117) in the basic rotor body (118) are formed, the tangential dimension (122) of which is larger than the tangential dimension (123) of the permanent magnets (100), and in the rotor base body (116) in the central region of the magnet pockets (117) radially outwards towards the cylindrical housing shell (101) 120) are formed.

Electrical machine (14) with a stator (10) after Claim 10 or 11 , characterized in that the stator carrier (16) is pot-shaped, with a bottom surface (71) which is arranged in the axial region of the connecting ring (40), and a cylindrical peripheral wall (72) which is open to the side wall (103) of the rotor (12) ), on the radial outside (17) of which the yoke ring (20) rests, and on the side wall (103) a central bearing seat (106) - in particular a fixed shaft (92) - is formed, which engages axially in a cavity (73) , which is formed by the stator carrier (16).

Electrical machine (14) with a stator (10) according to one of the Claims 10 to 12th , characterized in that the stator carrier (16) is fastened in a rotationally fixed manner on a carriage axis (91) via the base surface (71), and the rotor (12) with the bearing receptacle (106) is rotatable on the Stator carrier (16) is mounted, and the rotor (12) can be locked against the stator carrier (16) by means of a locking mechanism (79).

Electrical machine (14) with a stator (10) according to one of the Claims 10 to 13 , characterized in that on the bottom surface (71) of the stator carrier (16) axially opposite to the rotor (12), a cylindrical electronics housing (80) is fastened in a rotationally fixed manner, in which a printed circuit board (68) for controlling the stator (10) is arranged, and preferably axial holes (74) for attaching the electronics housing (80) are formed on the bottom surface (71).

Electrical machine (14) with a stator (10) according to one of the Claims 10 to 14 , characterized in that an axial bore (76) for a locking bolt (77) is formed in the bottom surface (12), which by means of the locking mechanism (79) from the electronics housing (80) axially through the bottom surface (71) into corresponding axial locking holes (81) can be pushed through in the side wall (103) of the rotor (12) - and preferably further axial openings (84) are formed in the bottom surface (71) for a sensor arrangement which extends axially from the electronics housing (80) through the bottom surface (71 ) extends through to the rotor (12) in order to interact with a signal transmitter (86) attached to the rotor (12).

Method for producing an electrical machine (14) according to one of the preceding claims, characterized by the following method steps: - winding at least two coil formers (32) with an uninterrupted winding wire (31) to form a coil group (36) - radially pushing on and fixing the coil formers ( 32) on stator teeth (22) of the stator main body (18), a connecting wire (37) being placed radially inward over the coils (30) between the individual coil bodies (32) of a coil group (36) as a loop (38) - axial joining of the switching ring (40) on the coil former (32), such that insulation displacement elements (35) of the switching ring (40) engage axially in the receiving pockets (50) of the coil former (32) - axial joining and fastening of the electronics housing (80) the stator carrier (16) such that the pins (66) of the phase connections (67) of the interconnection ring (40) make electrical contact with the electronics board (68) in the electronics housing (80) - Vo axially joining the bowl-shaped rotor (12) over the coil formers (32) such that the rotor (12) is rotatably mounted on a fixed shaft (92) of the stator (10) and the rotatable bowl-shaped rotor (12) together with the electronics housing (80) forms a housing which completely surrounds the stator (10).