DE102019102321A1 - Electric drive with stator assembly unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb aufweisend einen Elektromotor (2) mit einem Rotor (4), der um eine Drehachse (100) drehbar gelagert ist und der einen Stator (5) umfangseitig umgibt, wobei der Stator (5) einen Statorkern und auf dem Statorkern gewickelte Spulen aufweist, und wobei die Wicklungen aus einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet sind und die Wicklungsdrahtendabschnitte (7) elektrisch mit einer Leiterplatte (8) kontaktiert sind, wobei der Stator (5) und die Leiterplatte (8) in einem vordefinierten Abstand zueinander auf einer Hülse (13) sitzen und eine Montageeinheit bilden, wobei die Leiterplatte (8) Öffnungen (12) aufweist, die jeweils von einem Wicklungsdrahtendabschnitt (7) zur elektrischen Kontaktierung der Wicklung auf der statorfernen Seite der Leiterplatte (8) durchsetzt 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 which Stator core has wound coils, and wherein the windings are formed from a winding wire with winding wire end sections and the winding wire end sections (7) are electrically contacted with a circuit board (8), the stator (5) and the circuit board (8) at a predefined distance from one another a sleeve (13) and form a mounting unit, the printed circuit board (8) having openings (12), each of which is penetrated by a winding wire end section (7) for electrical contacting of the winding on the stator side of the printed circuit board (8).
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 8.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
Kraftfahrzeugpumpen 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. Herkömmlicherweise werden die Drähte der Wicklungen an der Steuereinheit gelötet, dies ist aufgrund des geringen Raumes zwischen Stator und Steuereinheit nur schwer zu bewerkstelligen.Motor vehicle pumps often have DC motors as electrical 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). Conventionally, the wires of the windings are soldered to the control unit; this is difficult to do because of the small space between the stator and the control unit.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antrieb mit einer möglichst einfachen und langlebigen Kontaktierung zwischen den Wicklungen des Stators und einer auf einer Leiterplatte angeordneten Steuereinheit bereitzustellen.It is an object of the present invention to provide an electric drive with the simplest and longest possible contact between the windings of the stator and a control unit arranged on 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 8 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
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of the dependent subclaims.
Zum Zwecke der geometrischen Beschreibung des Elektromotors wird zum einen die Drehachse bzw. Längsachse 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, on the one hand the axis of rotation or longitudinal axis 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.
Demnach ist ein elektrischer Antrieb aufweisend einen Elektromotor mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar gelagert 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 kontaktiert sind, und wobei der Stator und die Leiterplatte in einem vordefinierten Abstand zueinander auf einer Hülse sitzen und eine Montageeinheit bilden, wobei die Leiterplatte Öffnungen aufweist, die jeweils von einem Wicklungsdrahtendabschnitt zur elektrischen Kontaktierung der Wicklung auf der statorfernen Seite der Leiterplatte durchsetzt sind.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 composed of a winding wire with winding wire end sections are formed and the winding wire end sections are electrically contacted with a printed circuit board, and wherein the stator and the printed circuit board sit at a predefined distance from one another on a sleeve and form an assembly unit, the printed circuit board having openings, each of which has a winding wire end section for electrically contacting the winding the stator remote side of the circuit board are penetrated.
Um das Kontaktieren der Drähte des Stators auf der Steuereinheit zu erleichtern, werden Stator und eine auf der Leiterplatte angeordnete Steuereinheit in einer Baugruppe zusammengefasst. Hierbei werden beide mit Hilfe einer Hülse verbunden und auf einem definierten Abstand gehalten. Dadurch wird ein problemfreies Kontaktieren ermöglicht. Vorzugsweise sind die Elektronikbauteile, insbesondere der elektrischen Steuereinheit auf der statornahen Seite der Leiterplatte angeordnet. Der Abstand zwischen Stator und Leiterplatte muss entsprechend groß sein.In order to facilitate the contacting of the wires of the stator on the control unit, the stator and a control unit arranged on the printed circuit board are combined in one assembly. Both are connected using a sleeve and kept at a defined distance. This enables problem-free contacting. The electronic components, in particular the electrical control unit, are preferably arranged on the stator-side of the printed circuit board. The distance between the stator and the circuit board must be correspondingly large.
Vorzugsweise erstrecken sich die Wicklungsdrahtendabschnitte aus dem Stator heraus parallel zur Längsachse des Elektromotors durch die Leiterplatte und sind an ihren Enden zur Kontaktierung mit der Leiterplatte gebogen, bevorzugt um etwa 90°.The winding wire end sections preferably extend out of the stator parallel to the longitudinal axis of the electric motor through the printed circuit board and are bent at their ends for contacting the printed circuit board, preferably by approximately 90 °.
Es ist bevorzugt, wenn die Wicklungsdrahtendabschnitte an ihren Enden auf die Leiterplatte gelötet sind.It is preferred if the ends of the winding wire are soldered to the circuit board at their ends.
Vorteilhafterweise sind die Wicklungsdrahtendabschnitte für alle Phasen etwa gleich lang und weisen somit den gleichen Widerstand auf.The winding wire end sections are advantageously of approximately the same length for all phases and thus have the same resistance.
Vorzugsweise sind der Stator und die Leiterplatte mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander und konzentrisch zu der Drehachse des Elektromotors ausgerichtet.The top and bottom sides of the stator and the printed circuit board are preferably aligned parallel to one another and concentrically to the axis of rotation of the electric motor.
Die Hülse ist bevorzugt im montierten Zustand von einer mit dem Rotor verbundenen Motorwelle des Elektromotors durchsetzt. Der Antrieb ist dadurch besonders kompakt und platzsparend.In the assembled state, the sleeve is preferably penetrated by a motor shaft of the electric motor which is connected to the rotor. The drive is particularly compact and space-saving.
Es ist weiterhin eine Pumpe mit einem zuvor beschriebenen elektrischen Antrieb vorgesehen, wobei die Hülse bevorzugt auf einem Dom eines Pumpengehäuses sitzt. Der Dom trägt dabei im Inneren vorzugsweise ein Lager für die den Dom durchsetzende Motorwelle und eine Dichtung.A pump with a previously described electrical drive is also provided, the sleeve preferably being seated on a dome of a pump housing. The inside of the dome preferably carries a bearing for the motor shaft passing through the dome and a seal.
Zudem 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:
- • Bereitstellen einer Hülse,
- • Aufsetzen der Leiterplatte auf einen ersten Sitz auf der Hülse, insbesondere mittels Presspassung,
- • Aufsetzen des Stators auf einen zweiten Sitz auf der Hülse, so dass die Leiterplatte und der Stator mit ihren Ober- und Unterseiten parallel zueinander mit einem vordefinierten Abstand ausgerichtet sind, wobei die Wicklungsdrahtendabschnitte durch dafür vorgesehene Öffnungen in der Leiterplatte geführt werden,
- • Biegen der Wicklungsdrahtendabschnitte in Radialrichtung zur Längsachse nach außen oder innen,
- • elektrisch Kontaktieren der gebogenen Enden der Wicklungsdrahtendabschnitte mit der Leiterplatte.
- Providing a sleeve,
- Placing the circuit board on a first seat on the sleeve, in particular by means of an interference fit,
- Placing the stator on a second seat on the sleeve, so that the printed circuit board and the stator are aligned with their upper and lower sides parallel to one another at a predefined distance, the winding wire end sections being guided through openings provided in the printed circuit board,
- Bending the winding wire end sections in the radial direction to the longitudinal axis outwards or inwards,
- • electrically contacting the bent ends of the winding wire end sections with the printed circuit board.
Das elektrische Kontaktieren erfolgt bevorzugt mittels Löten oder mittels Schneidklemmkontakten. Das Verwenden einer Montageeinheit aus Stator und Leiterplatte vereinfacht die Kontaktierung der Statordrähte mit der Steuereinheit deutlich. Die Montageeinheit kann vor Einbringen in das Motorgehäuse und/oder vor der Montage der Pumpe fertiggestellt werden, wobei die Kontaktierung bereits erfolgt ist.The electrical contact is preferably carried out by means of soldering or by means of insulation displacement contacts. The use of a mounting unit consisting of a stator and printed circuit board simplifies the contacting of the stator wires with the control unit. The assembly unit can be completed before it is inserted into the motor housing and / or before the pump is installed, the contacting having already taken place.
Der elektrische Antrieb wird bevorzugt in einer Kraftfahrzeugpumpe, insbesondere in einer Wasser- oder Ölpumpe mit geringem Stromverbrauch 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 motor vehicle pump, in particular in a water or oil pump with low power consumption. 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 eine Pumpe mit elektrischem Antrieb aufweisend einen Elektromotor, -
2 : eine räumliche Darstellung einer Hülse mit Halteplatte, -
3 : eine räumliche Ansicht einer Montageeinheit aufweisend einen Stator und eine Leiterplatte, -
4 : eine seitliche Ansicht der Montageeinheit der3 , -
5 : einen Längsschnitt durch die Montageeinheit der3 , sowie -
6 : eine Ansicht von unten der Montageeinheit der3 .
-
1 : a longitudinal section through a pump with an electric drive having an electric motor, -
2nd : a spatial representation of a sleeve with a holding plate, -
3rd a spatial view of an assembly unit having a stator and a printed circuit board, -
4th : a side view of the assembly unit of the3rd , -
5 : a longitudinal section through the assembly unit of the3rd , such as -
6 : a bottom view of the assembly unit of the3rd .
Das Motorgehäuse
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102019102321.1A DE102019102321A1 (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Electric drive with stator assembly unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019102321.1A DE102019102321A1 (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Electric drive with stator assembly unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102019102321A1 true DE102019102321A1 (en) | 2020-07-30 |
Family
ID=71524102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019102321.1A Pending DE102019102321A1 (en) | 2019-01-30 | 2019-01-30 | Electric drive with stator assembly unit |
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2019
- 2019-01-30 DE DE102019102321.1A patent/DE102019102321A1/en active Pending
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