DE102019102320A1 - Electric drive with direct connection of the stator to the circuit board - Google Patents

Electric drive with direct connection of the stator to the circuit board Download PDF

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    • H02K2203/03Machines characterised by the wiring boards, i.e. printed circuit boards or similar structures for connecting the winding terminations

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb aufweisend einen Elektromotor (2) mit einem Rotor (4), der um eine Drehachse (100) drehbargelagert ist und der einen Stator (5) umfangseitig umgibt, wobei der Stator (5) einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen (7) aufweist, und wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) elektrisch mit einer Leiterplatte (18) stirnseitig kontaktiert sind, wobei die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) sich von dem Stator (5) ausgehend radial zur Drehachse (100) nach außen erstrecken und in diesem Bereich mit der Leiterplatte (18) mittels Schneidklemmkontakte (20) unmittelbar kontaktiert sind.The invention relates to an electric drive comprising an electric motor (2) with a rotor (4) which is rotatably mounted about an axis of rotation (100) and which surrounds a stator (5) on the circumference, the stator (5) being a stator core and on the stator core has wound coils (7), and wherein the windings are formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections (19) are electrically contacted on the end face with a printed circuit board (18), the winding wire end sections (19) starting radially from the stator (5) extend outward to the axis of rotation (100) and are directly contacted in this area with the printed circuit board (18) by means of insulation displacement contacts (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Stators mit einer Leiterplatte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7.The present invention relates to an electric drive with the features of the preamble of claim 1 and a method for electrically contacting a stator with a printed circuit board with the features of the preamble of claim 7.

Wasserpumpen weisen häufig Gleichstrommotoren als elektrische Antriebe auf. Die Gleichstrommotoren umfassen einen Rotor, der mit einer Motorwelle verbunden ist und in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Rotor ist mit Permanentmagneten versehen. In dem Rotor ist ein Stator angeordnet, der auf einem Eisenkern eine Anzahl von Wicklungen trägt. Bei geeigneter Ansteuerung erzeugen die Wicklungen ein Magnetfeld, das den Rotor zur Rotation antreibt. Die Wicklungen werden üblicherweise dreiphasig gewickelt und werden dementsprechend mit drei elektrischen Anschlüssen versehen, über die die Wicklungen mit einer Steuereinheit (ECU) verbunden werden können. Bei geringen Leistungen können Stromschienen in Form von Leiterbahnfolien verwendet werden. Bei höheren Leistungen werden die Wicklungsanschlussdrähte über Sammelschienen aus Kupferblech kontaktiert.Water pumps often have DC motors as electric drives. The DC motors comprise a rotor which is connected to a motor shaft and is rotatably mounted in a housing. The rotor is provided with permanent magnets. A stator is arranged in the rotor and carries a number of windings on an iron core. With appropriate control, the windings generate a magnetic field that drives the rotor to rotate. The windings are usually wound in three phases and are accordingly provided with three electrical connections via which the windings can be connected to a control unit (ECU). If the power is low, busbars in the form of conductor foil can be used. For higher powers, the winding connection wires are contacted via copper busbars.

Zum Zwecke der geometrischen Beschreibung des Elektromotors wird zum einen die Drehachse des Motors als Mittelachse und Symmetrieachse angenommen. Der Rotor ist konzentrisch zur Drehachse um den Stator angeordnet.For the purpose of the geometric description of the electric motor, the axis of rotation of the motor is assumed to be the central axis and the axis of symmetry. The rotor is arranged concentrically to the axis of rotation around the stator.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antrieb mit einer möglichst einfachen und langlebigen Kontaktierung zwischen den Wicklungen des Stators und einer Leiterplatte bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an electrical drive with the simplest and longest possible contact between the windings of the stator and a printed circuit board.

Diese Aufgabe wird von einem elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Stators mit einer Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.This object is achieved by an electric drive with the features of claim 1 and by a method for electrically contacting a stator with a printed circuit board with the features of claim 7.

Demnach ist ein elektrischer Antrieb aufweisend einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbargelagert ist und der einen Stator umfangseitig umgibt, vorgesehen, wobei der Stator einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen aufweist, und wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte elektrisch mit einer Leiterplatte stirnseitig kontaktiert sind, wobei die Wicklungsdrahtendabschnitte sich von dem Stator ausgehend radial zur Drehachse nach außen erstrecken und in diesem Bereich mit der Leiterplatte mittels Schneidklemmkontakte unmittelbar kontaktiert sind. Die Wicklungsdrahtendabschnitte überlagern sich dabei in Umfangsrichtung gerade nicht. Sie werden direkt radial nach außen geführt und dort kontaktiert. Die Anordnung erlaubt eine einfache unmittelbare Kontaktierung, die die Montage deutlich vereinfacht. Zudem können die Wicklungsdrahtendabschnitte kurz gehalten werden, da sie nicht in Umfangsrichtung geführt werden müssen, was Materialkosten spart. Es ergibt sich daraus zudem ein kleiner Anschlusswiderstand.Accordingly, an electric drive is provided which has an electric motor with a rotor which is rotatably mounted about an axis of rotation and which surrounds a stator on the circumference, the stator having a stator core and coils wound on the stator core, and the windings being formed from a winding wire with winding wire end sections are and the winding wire end sections are electrically contacted on the face side with a printed circuit board, the winding wire end sections extending radially outward from the stator to the axis of rotation and being directly contacted in this area with the printed circuit board by means of insulation displacement contacts. The winding wire end sections do not overlap in the circumferential direction. They are led radially outwards and contacted there. The arrangement allows simple direct contacting, which significantly simplifies assembly. In addition, the winding wire end sections can be kept short, since they do not have to be guided in the circumferential direction, which saves material costs. This also results in a small connection resistance.

Vorzugsweise sind die Schneidklemmkontakte auf die Leiterplatte gelötet. Die Schneidklemmkontakte sind bevorzugt IDCs.The insulation displacement contacts are preferably soldered to the printed circuit board. The insulation displacement contacts are preferably IDCs.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Schneidklemmkontakte gelichmäßig in Umfangs- und Radialrichtung verteilt auf der Leiterplatte angeordnet, so dass die Wicklungsdrahtendabschnitte für alle Phasen etwa gleich lang sind. Alle Phasen haben somit den gleichen Anschlusswiderstand.In an advantageous embodiment, the insulation displacement contacts are arranged distributed on the printed circuit board in the circumferential and radial directions, so that the winding wire end sections are approximately of the same length for all phases. All phases therefore have the same connection resistance.

Vorzugsweise sind der Stator und die Leiterplatte mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander ausgerichtet.The top and bottom sides of the stator and the printed circuit board are preferably aligned parallel to one another.

Es ist bevorzugt, wenn die Wicklungsdrahtendabschnitte sich ausschließlich in Radialrichtung und in Richtung der Drehachse erstrecken.It is preferred if the winding wire end sections extend exclusively in the radial direction and in the direction of the axis of rotation.

Weiterhin ist ein Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Stators eines Elektromotors eines elektrischen Antriebs mit einer Leiterplatte, vorgesehen, wobei der Stator einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen aufweist, und wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte sich parallel zur Längsachse des elektrischen Antriebs erstrecken, und das Verfahren folgende Schritte umfasst:

  • • Biegen der Wicklungsdrahtendabschnitte in Radialrichtung zur Längsachse nach außen,
  • • Platzieren des Stators zur Leiterplatte mit einem vordefinierten axialen Abstand zwischen der Oberseite der Leiterplatte und der Unterseite des Stators und mit einem definierten Abstand zwischen der Längsachse des Stators und der Längsachse der Leiterplatte, wobei die Leiterplatte und der Stator mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander ausgerichtet sind,
  • • Einbringen und Einpressen der Enden der Wicklungsdrahtendabschnitte in auf der Leiterplatte angeordnete Schneidklemmkontakte zur Ausbildung einer unmittelbaren elektrischen Kontaktierung,
  • • Bewegen des Stators relativ zur Leiterplatte, derart, dass der axialen Abstand vergrößert wird und der Abstand zwischen den Längsachsen Null ist.
Furthermore, a method for electrically contacting a stator of an electric motor of an electric drive with a printed circuit board is provided, the stator having a stator core and coils wound on the stator core, and wherein the windings are formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections are parallel to Extend the longitudinal axis of the electric drive, and the method comprises the following steps:
  • Bending the winding wire end sections in the radial direction to the longitudinal axis outwards,
  • • Placing the stator to the circuit board with a predefined axial distance between the top of the circuit board and the underside of the stator and with a defined distance between the longitudinal axis of the stator and the longitudinal axis of the circuit board, the circuit board and the stator with their top and bottom sides parallel are aligned with each other,
  • Introducing and pressing the ends of the winding wire end sections into insulation displacement contacts arranged on the printed circuit board to form direct electrical contact,
  • • Moving the stator relative to the circuit board in such a way that the axial distance is increased and the distance between the longitudinal axes is zero.

Der Abstand zwischen den Längsachsen liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 25 mm, insbesondere bei 8 mm. Der Abstand ist dabei bevorzugt so gewählt, dass die Wicklungsdrahtendabschnitte bei der Kontaktierung mit der Leiterplatte im Sichtbereich des Einpresswerkzeuges liegen. Der Abstand ist bevorzugt durch die Länge der Lotstrecke definiert. The distance between the longitudinal axes is preferably in a range between 5 and 25 mm, in particular 8 mm. The distance is preferably selected such that the winding wire end sections are in the field of vision of the press-in tool when making contact with the printed circuit board. The distance is preferably defined by the length of the solder path.

Das Verfahren erlaubt auf einfache Art und Weise den Stator mit der Leitplatte stirnseitig zu kontaktieren. Eine Verdrehung zwischen Stator und Leiterplatte ist dabei nicht notwendig. Durch den Versatz wird Raum zum Einpressen der in Wicklungsdrahtendabschnitte in die Schneidklemmkontakte geschaffen. Eine einfache Biegeoperation stellt danach die Geometrie des Elektromotors her, ohne die Verbindung zu stark zu belasten.The method allows the stator to be contacted on the face side with the guide plate in a simple manner. A twist between the stator and the circuit board is not necessary. The offset creates space for pressing the winding wire end sections into the insulation displacement contacts. A simple bending operation then creates the geometry of the electric motor without putting too much strain on the connection.

Der elektrische Antrieb wird bevorzugt in einer Pumpe, insbesondere in einer Kühlmittelpumpe für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Die Pumpe ist dabei vorzugsweise als Trockenläufer ausgebildet. Die Leiterplatte liegt bevorzugt in Anlage mit einem Pumpengehäuse, insbesondere ist die Leiterplatte zwischen Stator und Fördereinheit angeordnet.The electric drive is preferably used in a pump, in particular in a coolant pump for motor vehicles. The pump is preferably designed as a dry runner. The circuit board is preferably in contact with a pump housing, in particular the circuit board is arranged between the stator and the delivery unit.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:

  • 1: einen Längsschnitt durch einen Teil einer Pumpe mit elektrischem Antrieb aufweisend einen Elektromotor,
  • 2: eine seitliche Ansicht eines Stators und einer Leiterplatte in einer Montageposition,
  • 3: eine Draufsicht auf die Anordnung der 1, sowie
  • 4: eine seitliche Ansicht des Stators und der Leiterplatte in einer Einbauposition im Elektromotor.
A preferred embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings. Components of the same type or having the same function are designated in the figures with the same reference symbols. Show it:
  • 1 : a longitudinal section through part of a pump with an electric drive having an electric motor,
  • 2nd : a side view of a stator and a circuit board in an assembly position,
  • 3rd : a plan view of the arrangement of the 1 , such as
  • 4th : a side view of the stator and the printed circuit board in an installation position in the electric motor.

1 zeigt einen Teil einer Wasserpumpe 1 mit einem Elektromotor 2 aufweisend ein Motorgehäuse 3. In dem Motorgehäuse 3 sind ein Rotor 4 und ein Stator 5 angeordnet. Der Rotor 4 umgibt den Stator 5 konzentrisch zu einer Drehachse 100. Der Rotor 4 ist zur Übertragung eines Drehmomentes mit einer Motorwelle 6 verbunden. Die Wasserpumpe 1 ist als Trockenläufer ausgebildet. Der Elektromotor 2 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor. Der Stator 5 weist einen Statorkern auf, welcher sich koaxial zu der Drehachse 100 erstreckt und eine Mehrzahl von nicht dargestellten Statorkernsegmenten aufweist, um welche herum jeweils Spulen 7 gewickelt sind. Die Spulen 7 sind lediglich schematisch dargestellt. Die Wicklungen sind dreiphasig gewickelt, wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte elektrisch mit einer Leiterplatte 18 stirnseitig kontaktiert sind. Der Stator 5 wird fest innerhalb des Motorgehäuses 3 montiert und ist dazu eingerichtet, ein zeitveränderliches Magnetfeld mittels der Spulen 7 zu erzeugen. Der magnetisierte Rotor 4 umgibt den Stator 5 umfangseitig. Er ist dazu eingerichtet, durch eine Wechselwirkung mit dem von den Spulen 7 erzeugten zeitveränderlichen Magnetfeld gedreht zu werden. 1 shows part of a water pump 1 with an electric motor 2nd having a motor housing 3rd . In the engine case 3rd are a rotor 4th and a stator 5 arranged. The rotor 4th surrounds the stator 5 concentric to an axis of rotation 100 . The rotor 4th is for the transmission of torque with a motor shaft 6 connected. The water pump 1 is designed as a dry runner. The electric motor 2nd is a brushless DC motor. The stator 5 has a stator core which is coaxial to the axis of rotation 100 extends and has a plurality of stator core segments, not shown, around each of which coils 7 are wrapped. The spools 7 are only shown schematically. The windings are wound in three phases, the windings being formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections being electrically with a printed circuit board 18th are contacted at the front. The stator 5 becomes tight inside the motor housing 3rd mounted and is set up to change a time-varying magnetic field by means of the coils 7 to create. The magnetized rotor 4th surrounds the stator 5 circumferentially. It is set up by interacting with that of the coils 7 generated time-varying magnetic field to be rotated.

Das Motorgehäuse 3 weist eine Anbindung für ein Pumpengehäuse 8 auf. Das Pumpengehäuse 8 umfasst ein Gehäuseteil 9, welches eine Grundplatte 10 und einen mittig von der Grundplatte 10 vorragenden Dom 11 aufweist. Die Grundplatte 10 und der Dom 11 haben eine zentrale durchsetzende Öffnung 12. Der Stator 5 sitzt fest auf der Außenseite des Doms 11. Die Motorwelle 6 durchsetzt die zentrale Öffnung des Gehäuseteils 12 und ist innerhalb des Doms 11 drehbar gelagert. Dichtungen, insbesondere Gleitringdichtungen im Inneren des Doms 11 garantieren, dass die zu fördernde Flüssigkeit nicht in den Elektromotor 2 dringt. Das Motorgehäuse 3 sitzt mittelbar oder unmittelbar auf dem Pumpengehäuse 8. Der Dom 11 bildet einen Wärmeleitpfad aus.The engine case 3rd has a connection for a pump housing 8th on. The pump housing 8th includes a housing part 9 which is a base plate 10th and one in the middle of the base plate 10th protruding cathedral 11 having. The base plate 10th and the cathedral 11 have a central penetrating opening 12th . The stator 5 sits firmly on the outside of the cathedral 11 . The motor shaft 6 penetrates the central opening of the housing part 12th and is inside the cathedral 11 rotatably mounted. Seals, especially mechanical seals inside the dome 11 guarantee that the liquid to be pumped is not in the electric motor 2nd penetrates. The engine case 3rd sits directly or indirectly on the pump housing 8th . The cathedral 11 forms a heat conduction path.

Es ist eine Steckerbaugruppe 13 zur Anbindung der Leiterplatte an ein elektrisches Steuergerät vorgesehen. Die Steckerbaugruppe 13 ist in Richtung der Drehachse 100 zwischen Motorgehäuse 3 und Pumpengehäuse 8,9 angeordnet. Sie 13 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 14 mit einem Mantel 15 und einer kreisförmigen Grundfläche auf und liegt mit einer ersten Seite ringförmig an dem Motorgehäuse 3 und mit einer zweiten Seite ringförmig an dem Pumpengehäuseteil 9 an. Die Steckerbaugruppe 13 umgibt die Leiterplatte 18 umfangseitig. Von einer Außenseite des Mantels 15 steht ein Verbindungsbereich 16 radial nach außen über, in den die Kontakte 17 zur Anbindung einer Leiterplatte 18 an ein elektrisches Steuergerät eingebracht sind. Die Kontakte 17 durchsetzen den Verbindungsbereich 16 und ragen aus der Innenseite des Mantels 15 hervor. Der Verbindungsbereich 16 bildet einen Stecker aus.It is a connector assembly 13 provided for connecting the circuit board to an electrical control unit. The connector assembly 13 is in the direction of the axis of rotation 100 between motor housing 3rd and pump housing 8.9 arranged. she 13 has a substantially cylindrical body 14 with a coat 15 and a circular base and is annular with a first side on the motor housing 3rd and with a second side ring-shaped on the pump housing part 9 on. The connector assembly 13 surrounds the circuit board 18th circumferentially. From an outside of the coat 15 there is a connection area 16 radially outwards over into which the contacts 17th for connecting a circuit board 18th are introduced to an electrical control unit. The contacts 17th enforce the connection area 16 and protrude from the inside of the coat 15 forth. The connection area 16 forms a plug.

Die Kontakte 17 werden bevorzugt unter Ausbildung einer Pressfit-Verbindung mit der Leiterplatte 18 verbunden. Es können aber auch herkömmliche Lötpin-Verbindungen oder flachaufliegende Lötkontakte zur Herstellung der Verbindung vorgesehen sein.The contacts 17th are preferred to form a press fit connection with the circuit board 18th connected. However, conventional solder pin connections or flat-lying solder contacts can also be provided for establishing the connection.

Die Steckerbaugruppe 13 ist im Spritzgussverfahren hergestellt und bevorzugt aus Kunststoff gebildet. Die Steckerbaugruppe kann einteilig mit dem Motorgehäuse ausgebildet sein.The connector assembly 13 is made by injection molding and is preferably made of plastic. The plug assembly can be formed in one piece with the motor housing.

Die 2 bis 4 zeigen die Montage- und Einbauposition des Stators 5 und der Leiterplatte 18. Die Windungen des Stators weisen Wicklungsdrahtendabschnitte 19 auf, die aus dem eigentlichen Bereich des Stators an einer Stirnseite hervorragen und die elektrisch mit der Leiterplatte 18 kontaktiert sind. Die Wicklungsdrahtendabschnitte 19 erstrecken sich von dem Stator 5 ausgehend radial nach außen. Sie sind für alle drei Phasen etwa gleich lang. Auf der Leiterplatte 19 sind zu jeder Phase zugehörig Schneidklemmkontakte 20, insbesondere IDC, angeordnet, insbesondere aufgelötet. Bei der Montage sind der Stator 5 und die Leiterplatte 18 in Umfangsrichtung um die Längsachsen gleich und somit ohne Winkelversatz zueinander angeordnet, d. h. die Wicklungsdrahtendabschnitte 19 erstrecken sich erst parallel zur Drehachse und sind dann etwa senkrecht dazu abgewinkelt, wobei sie sich dann entlang des Radius ausrichten. Ein Verbiegen der Wicklungsdrahtendabschnitte 19 in Umfangsrichtung ist nicht vorgesehen. Der Stator 5 und die Leiterplatte 18 sind mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander angeordnet. Um genügend Platz für das Einlegen und Einpressen der Wicklungsdrahtendabschnitte 19 in die Schneidklemmkontakte 20 zu gewinnen, ist bei der Montage ein Versatz zwischen dem Stator 5 und der Leiterplatte 18 vorgesehen. Dafür werden der Stator 5 und die Leiterplatte 18 relativ zueinander, parallel verschoben, so dass sich zwischen der Längsachse des Stator 101 und der Längsachse der Leiterplatte 102 ein Abstand a ergibt. Der Abstand a liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 25 mm, insbesondere bei etwa 8 mm. Da die Wicklungsdrahtendabschnitte 19 nicht entlang des Umfangs gebogen werden müssen, können diese gleichlang ausgestaltet sein und weisen damit den gleichen Widerstand auf.The 2nd to 4th show the assembly and installation position of the stator 5 and the circuit board 18th . The windings of the stator have winding wire end sections 19th on which protrude from the actual area of the stator on one end face and which are electrically connected to the circuit board 18th are contacted. The winding wire end sections 19th extend from the stator 5 starting radially outwards. They are about the same length for all three phases. On the circuit board 19th are assigned to each phase insulation displacement contacts 20 , in particular IDC, arranged, in particular soldered. When assembling are the stator 5 and the circuit board 18th in the circumferential direction about the longitudinal axes the same and thus arranged without an angular offset to each other, ie the winding wire end sections 19th first extend parallel to the axis of rotation and are then angled approximately perpendicular to it, in which case they are aligned along the radius. A bending of the winding wire end sections 19th in the circumferential direction is not provided. The stator 5 and the circuit board 18th are arranged with their top and bottom sides parallel to each other. To provide enough space for inserting and pressing in the winding wire end sections 19th into the insulation displacement contacts 20 to win is an offset between the stator during assembly 5 and the circuit board 18th intended. For this, the stator 5 and the circuit board 18th relative to each other, moved parallel, so that between the longitudinal axis of the stator 101 and the longitudinal axis of the circuit board 102 a distance a results. The distance a is preferably in a range between 5 and 25 mm, in particular approximately 8 mm. Because the winding wire end sections 19th do not have to be bent along the circumference, they can be of the same length and thus have the same resistance.

Durch den Abstand liegen die Kontakte bei der Kontaktierung im Sichtbereich des Einpresswerkzeuges und das Einpresswerkzeug kann oberhalb der Kontakte angeordnet werden. Beim Einpressen der Wicklungsdrahtendabschnitte 19 in die Schneidklemmkontakte 20 erfolgt die Abstützung der Leiterplatte 18 mit einem Werkzeug, welches direkt unter der Leiterplatte 18 anliegt.Due to the distance, the contacts are in the field of view of the press tool when making contact and the press tool can be arranged above the contacts. When pressing in the winding wire end sections 19th into the insulation displacement contacts 20 the circuit board is supported 18th with a tool that is directly under the circuit board 18th is present.

Nachdem die Wicklungsdrahtendabschnitte 19 in die Schneidklemmkontakte 20 eingepresst wurden, wird der axiale Abstand b zwischen der Leiterplatte 18 und dem Stator 5 entlang der Längsachsen 101,102 vergrößert und Abstand a zwischen den Längsachsen ausgeglichen und die Leiterplatte 18 und der Stator 5 in Deckung gebracht. Dabei werden die Wicklungsdrahtendabschnitte 19 leicht gebogen. In der Einbauposition sind dann die Längsachse des Stators 101 und die Längsachse der Leiterplatte 102 identisch.After the winding wire end sections 19th into the insulation displacement contacts 20 have been pressed in, the axial distance b between the circuit board 18th and the stator 5 along the longitudinal axes 101 , 102 enlarged and distance a between the longitudinal axes equalized and the circuit board 18th and the stator 5 brought into line. The winding wire end sections 19th slightly bent. The longitudinal axis of the stator is then in the installed position 101 and the longitudinal axis of the circuit board 102 identical.

Die Baugruppe aus Leiterplatte und Stator kann dann weiter verarbeitet werden. Bei der Montage der in 1 dargestellten Pumpe wird dann in einem nächsten Schritt die Steckerbaugruppe 13 auf die Leiterplatte 18 in Richtung der Drehachse aufgesetzt. Da die Steckerbaugruppe 13 die Leiterplatte 18 umfangsseitig umgibt, gibt es ausreichend Freiraum zum Anlöten der Steckerkontakte 17 auf der Leiterplatte 18. Bei einer Pressfitmontage liegen hingegen gute Abstützmöglichkeiten vor. In einem nächsten Montageschritt wird der Stator 5 auf den Dom 11 des Pumpengehäuses 8 aufgepresst und dabei mittels eines Zentrierrings zentriert. Dieser Montageschritt kann auch vor dem Aufsetzten der Steckerbaugruppe auf die Leiterplatte erfolgen. Die Leiterplatte 18 ist zwischen dem Gehäuseteil 9 und der Steckerbaugruppe 13 gehalten. In einem darauffolgenden Montageschritt wird die Rotorbaugruppe aufweisend den Rotor 4 und die Motorwelle montiert. Dabei wird die Motorwelle in die in dem Pumpengehäuse 8,9 vormontierte Lagerung eingesetzt. Anschließend wird das Motorgehäuse 3 in Axialrichtung auf die vormontierte Baugruppe gesetzt. Bevorzugt werden in einem letzten Schritt das Motorgehäuse 3 und die Steckerbaugruppe 13, sowie die Steckerbaugruppe 13 und das Pumpengehäuse 8,9 verschweißt, vorzugsweise mittels eines Lasers.The assembly of circuit board and stator can then be processed further. When assembling the in 1 The pump shown will then be the connector assembly in a next step 13 on the circuit board 18th placed in the direction of the axis of rotation. Because the connector assembly 13 the circuit board 18th surrounds the circumference, there is sufficient space for soldering the plug contacts 17th on the circuit board 18th . With press-fit assembly, on the other hand, there are good support options. In a next assembly step, the stator 5 of the cathedral 11 of the pump housing 8th pressed on and centered by means of a centering ring. This assembly step can also be carried out before the plug assembly is placed on the circuit board. The circuit board 18th is between the housing part 9 and the connector assembly 13 held. In a subsequent assembly step, the rotor assembly comprising the rotor 4th and mounted the motor shaft. The motor shaft is in the in the pump housing 8th , 9 pre-assembled storage used. Then the motor housing 3rd placed on the pre-assembled module in the axial direction. The motor housing is preferred in a last step 3rd and the connector assembly 13 , as well as the connector assembly 13 and the pump housing 8th , 9 welded, preferably by means of a laser.

Claims (10)

Elektrischer Antrieb aufweisend einen Elektromotor (2) mit einem Rotor (4), der um eine Drehachse (100) drehbargelagert ist und der einen Stator (5) umfangseitig umgibt, wobei der Stator (5) einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen (7) aufweist, und wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) elektrisch mit einer Leiterplatte (18) stirnseitig kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) sich von dem Stator (5) ausgehend radial zur Drehachse (100) nach außen erstrecken und in diesem Bereich mit der Leiterplatte (18) mittels Schneidklemmkontakte (20) unmittelbar kontaktiert sind.Electric drive comprising an electric motor (2) with a rotor (4) which is rotatably supported about an axis of rotation (100) and which surrounds a stator (5) on the circumference, the stator (5) comprising a stator core and coils (7) wound on the stator core ), and wherein the windings are formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections (19) are electrically contacted on the end face with a printed circuit board (18), characterized in that the winding wire end sections (19) extend radially from the stator (5) Extend axis of rotation (100) outwards and are directly contacted in this area with the printed circuit board (18) by means of insulation displacement contacts (20). Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidklemmkontakte (20) auf die Leiterplatte (18) gelötet sind.Electric drive after Claim 1 , characterized in that the insulation displacement contacts (20) are soldered to the printed circuit board (18). Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidklemmkontakte (20) IDCs sind.Electric drive after Claim 1 or 2nd , characterized in that the insulation displacement contacts (20) are IDCs. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) für alle Phasen etwa gleich lang sind. Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the winding wire end sections (19) are approximately of the same length for all phases. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (5) und die Leiterplatte (18) mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander ausgerichtet sind.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the top and bottom sides of the stator (5) and the printed circuit board (18) are aligned parallel to one another. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) sich ausschließlich in Radialrichtung und in Richtung der Drehachse (100) erstrecken.Electric drive according to one of the preceding claims, characterized in that the winding wire end sections (19) extend exclusively in the radial direction and in the direction of the axis of rotation (100). Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines Stators (5) eines Elektromotors (2) eines elektrischen Antriebs mit einer Leiterplatte (18), wobei der Stator (5) einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen (7) aufweist, und wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten (19) gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte sich parallel zur Längsachse des elektrischen Antriebs (100) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: • Biegen der Wicklungsdrahtendabschnitte (19) in Radialrichtung zur Längsachse (100) nach außen, • Platzieren des Stators (5) zur Leiterplatte (18) mit einem vordefinierten axialen Abstand (b) zwischen der Oberseite der Leiterplatte (18) und der Unterseite des Stators (5) und mit einem definierten Abstand (a) zwischen der Längsachse des Stators (101) und der Längsachse der Leiterplatte (102), wobei die Leiterplatte (18) und der Stator (8) mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander ausgerichtet sind, • Einbringen und Einpressen der Enden der Wicklungsdrahtendabschnitte (19) in auf der Leiterplatte angeordnete Schneidklemmkontakte (20), • Bewegen des Stators (5) relativ zur Leiterplatte (18), derart, dass der axialen Abstand (b) vergrößert wird und der Abstand zwischen den Längsachsen Null ist.Method for electrically contacting a stator (5) of an electric motor (2) of an electric drive with a printed circuit board (18), the stator (5) having a stator core and coils (7) wound on the stator core, and the windings being made from a winding wire are formed with winding wire end sections (19) and the winding wire end sections extend parallel to the longitudinal axis of the electric drive (100), characterized in that the method comprises the following steps: • bending the winding wire end sections (19) radially outward to the longitudinal axis (100), • Placing the stator (5) to the circuit board (18) with a predefined axial distance (b) between the top of the circuit board (18) and the bottom of the stator (5) and with a defined distance (a) between the longitudinal axis of the stator (101 ) and the longitudinal axis of the circuit board (102), the circuit board (18) and the stator (8) with their top and bottom sides parallel z aligned with each other, • inserting and pressing the ends of the winding wire end sections (19) into insulation displacement contacts (20) arranged on the printed circuit board, • moving the stator (5) relative to the printed circuit board (18) in such a way that the axial distance (b) is increased and the distance between the longitudinal axes is zero. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) in einem Bereich zwischen 5 und 25 mm liegt.Procedure according to Claim 7 , characterized in that the distance (a) is in a range between 5 and 25 mm. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) etwa 8 mm ist.Procedure according to Claim 8 , characterized in that the distance (a) is about 8 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) so gewählt ist, dass die Wicklungsdrahtendabschnitte (19) bei der Kontaktierung mit der Leiterplatte (18) im Sichtbereich des Einpresswerkzeuges liegen.Procedure according to one of the Claims 7 to 9 , characterized in that the distance (a) is selected such that the winding wire end sections (19) are in the field of view of the press-in tool when making contact with the printed circuit board (18).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11837935B2 (en) 2021-02-02 2023-12-05 Black & Decker, Inc. Canned brushless motor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173628A (en) * 1988-09-29 1992-12-22 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Brushless motor
JP2010154701A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Showa Corp Terminal for rotating electrical machine
JP2011234602A (en) * 2010-04-07 2011-11-17 Nippon Densan Corp Spindle motor, and hard disk drive equipped with spindle motor
DE102017206189A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Fanuc Corporation Motor with wiring plate, which is formed by connecting a coil under pressure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173628A (en) * 1988-09-29 1992-12-22 Kabushiki Kaisha Sankyo Seiki Seisakusho Brushless motor
JP2010154701A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Showa Corp Terminal for rotating electrical machine
JP2011234602A (en) * 2010-04-07 2011-11-17 Nippon Densan Corp Spindle motor, and hard disk drive equipped with spindle motor
DE102017206189A1 (en) * 2016-04-15 2017-10-19 Fanuc Corporation Motor with wiring plate, which is formed by connecting a coil under pressure

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11837935B2 (en) 2021-02-02 2023-12-05 Black & Decker, Inc. Canned brushless motor
US11855521B2 (en) 2021-02-02 2023-12-26 Black & Decker, Inc. Brushless DC motor for a body-grip power tool
US11870316B2 (en) 2021-02-02 2024-01-09 Black & Decker, Inc. Brushless motor including a nested bearing bridge
US11876424B2 (en) 2021-02-02 2024-01-16 Black & Decker Inc. Compact brushless motor including in-line terminals
US11955863B2 (en) 2021-02-02 2024-04-09 Black & Decker Inc. Circuit board assembly for compact brushless motor

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