DE10255026A1

DE10255026A1 - Manufacturing wound stators, especially for torque motors, involves making sheet strips, yokes as 2 separate units, joining strips in air gap region, fitting yoke after installing coils in groove cuts

Info

Publication number: DE10255026A1
Application number: DE2002155026
Authority: DE
Inventors: Johannes Oswald
Original assignee: OSWALD ELEKTROMOTOREN GmbH
Current assignee: OSWALD ELEKTROMOTOREN GmbH
Priority date: 2002-12-21
Filing date: 2002-12-21
Publication date: 2004-07-22

Abstract

The method involves making sheet strips with stamped curved groove cuts (1) and teeth (2) and a yoke (4) running over the groove cuts of length corresponding to the stator circumference and arranging them in a packet. The sheet strips and yokes are made as two separate units so that the strips are joined in the air gap region of the electric motor. The yoke is applied around the packet after installing the coils (5) in the groove cuts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Statoren für Elektromotoren, insbesondere von Torquemotoren, mit unterschiedlichsten Bauarten und deren verfahrensgemäße Vorfertigung, insbesondere des Blechpaketes, und dadurch bedingten neuen Möglichkeiten in der Spulenwickeltechnik.The invention relates to a method for the manufacture of stators for Electric motors, in particular torque motors, with the most varied Types and their procedural prefabrication, especially of the laminated core, and the new possibilities that this brings in coil winding technology.

Bekannt geworden ist ein „Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Spulen in Form einer Wickeltechnik für elektrische Maschinen" ( DE-P 199 09 026 ). Auf einer Wickelschablone wird eine runde oder polygonale Spule erzeugt und mittels Abstreifer von einer Wickelschablone abgestreift. Durch radiale Verformung mittels eines Formwerkzeuges wird diese Spule zu einer Wellenwicklung geformt und anschließend auf ein Übertragungs- oder Einziehwerkzeug übertragen. Das Formwerkzeug selbst ist axial neben der Wickelschablone auf deren Drehachse angeordnet.A "method and a device for producing coils in the form of a winding technique for electrical machines" has become known ( DE-P 199 09 026 ). A round or polygonal coil is created on a winding template and stripped from a winding template using a scraper. By radial deformation by means of a molding tool, this coil is formed into a wave winding and then transferred to a transfer or drawing tool. The molding tool itself is arranged axially next to the winding template on its axis of rotation.

Nachteilig ist außer des maschinentechnisch hohen Aufwandes ebenso der Zeitaufwand.Another disadvantage is the high level of mechanical engineering Effort as well as the amount of time.

So macht sich die Erfindung zur Aufgabe, dass Blechpakete von Statoren, insbesondere von Motoren mit großem Durchmesser, extrem kostengünstig hinsichtlich der Zeitersparnis, der Werkzeugkosten, der Blechkosten und des Blechverschnittes gefertigt werden, und dass das Einlegen der Spulen in die einzelnen Nutschnitte eines Stators sehr vereinfacht zu fertigen und zum Abschluss zu bringen ist.Thus, the invention makes it its business that Laminated cores of stators, especially of large diameter motors, extremely inexpensive in terms of time saving, tool costs, sheet metal costs and the sheet metal waste are made, and that the insertion the coils in the individual slot cuts of a stator very simplified to be produced and brought to completion.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein oder einzelne Blechstreifen zur Herstellung eines Stators als innerer Teil eines Paketes in ihrer vorbestimmter Umfangslänge bzw. in ihrer vorgegebenen Gesamtlänge mit Nutschnitten so ausgestanzt werden, dass in bekannter Weise abwechselnd ein Nutschnitt und ein Zahn entsteht. Die für einen Stator benötigten Einheiten – Blechstreifen und das Joch – werden getrennt hergestellt. Die Blechstreifen mit den vorgefertigten Nutschnitten, Stegen und den dazwischen befindlichen Zähnen werden spiralförmig über Kopf aufgewickelt oder als übereinanderliegende Blechstreifen mit Umfangslänge gestapelt und als ganzes Paket als Teil des Stators und noch ohne Joch rund gebogen. Die Zähne in diesem Fertigungsabschnitt werden nicht wie üblich durch das magnetische Joch mechanisch miteinander verbunden, sondern entgegen gängiger Motorbautechniken wird diese Verbindung durch einen schmalen mechanischen Steg auf der anderen Zahnseite, d.h. im Luftspaltbereich des späteren Motors, erreicht. Die Nutschnitte selbst zeigen bei beiden Herstellungsvarianten mit ihrer Öffnung nach außen, so dass das Einlegen der Spulen sehr komplikationslos in die einzelnen Nutschnitte erfolgen kann, da erst nach dem Einlegen der Spulen das Joch über die Nutschnitte mit den eingelegten Spulen aufgebracht wird.This object is achieved according to the invention solved, that one or individual sheet metal strips for the manufacture of a stator as an inner part of a package in its predetermined circumferential length or in their given total length are punched out with groove cuts so that in a known manner alternately a groove cut and a tooth is created. The one Stator needed Units - metal strips and the yoke - become made separately. The metal strips with the prefabricated groove cuts, webs and the teeth in between are spiraling overhead wound up or as one on top of the other Sheet metal strips with circumferential length stacked and as a whole package as part of the stator and still without Yoke curved round. The teeth in this manufacturing section are not as usual by the magnetic Yoke mechanically connected, but contrary to common engine construction techniques this connection is established by a narrow mechanical bridge the other side of the tooth, i.e. in the air gap area of the later engine. The groove cuts themselves show in both manufacturing variants their opening to the outside, like this that the insertion of the coils into the individual is very uncomplicated Groove cuts can be made, since only after inserting the coils the yoke over the slot cuts are made with the inserted coils.

Es sei noch erwähnenswert, dass bei der Variante, bei der die Paketherstellung aus übereinandergelegten Blechstreifen mit Zähnen und Nuten und ihrer Umfangslänge jeder einzelne Blechstreifen an beiden Enden mit einem Zahn endet, welcher in seiner Breite nur um die Hälfte der anderen Zähne gefertigt wird, um dann letztendlich beim biegenden Zusammenfügen der beiden Endzähne wieder auf die Breite der mittig gefertigten Zähne zu gelangen. Der Anteil des Joches lässt sich auf verschiedene Weise, z.B. aus Ringen, als Zylinder oder als Blechcoil, wie im folgenden beschrieben, herstellen. Dabei wird das nachträglich aufzubringende Joch in sehr kostengünstiger und vereinfachter Form als ein extern gefertigter Blechstreifen hergestellt. Nach dem Fertigstellen der voran beschriebenen Arbeitsschritte wird das für einen Stator erforderliche Joch nachträglich über die in den Nutschnitten lagernden Spulen und die verbleibenden Zähnen als Blechband aufgewickelt. Das Verfahren selbst bringt einen erhöhten Luftspaltanteil mit sich, der bei höher poligen Motoren ausgeglichen wird.It should also be mentioned that in the variant, in which the package production from superimposed sheet metal strips with teeth and grooves and their circumferential length every single metal strip ends with a tooth at both ends, which is only half the width of the other teeth is then used to finally join the two end teeth to get back to the width of the centrally made teeth. The amount of the yoke different ways, e.g. from rings, as cylinders or as a sheet coil, as described below. Doing so that afterwards yoke to be applied in a very inexpensive and simplified form manufactured as an externally manufactured sheet metal strip. After finishing The steps described above will be for one Stator required yoke retrospectively over the in the slot cuts coils and the remaining teeth as Sheet metal coiled up. The process itself results in an increased proportion of air gaps with himself at higher pole motors is balanced.

Anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele soll die erfindungsgemäße Lösung näher beschrieben werden.Based on preferred embodiments the solution according to the invention described in more detail become.

Hierbei zeigt dieHere shows the

1 einen Ausschnitt eines in seiner Vorfertigung spiralförmig über Kopf aufgewickelten Stator mit seinen Nutschnitten in Schnittdarstellung und 1 a section of a stator in its prefabrication spirally wound over head with its groove cuts in a sectional view and

2 einen Ausschnitt eines in seiner Vorfertigung paketförmigen Stators mit seinen Nutschnitten in Schnittdarstellung. 2 a section of a stator in the form of a packet with its groove cuts in a sectional view.

In beiden Figuren, 1 und 2, wird ein Teil eines Blechpaketes eines Stators gezeigt, welches abwechselnd aus Nutschnitten 1 und Zähnen 2 besteht. Der mechanische Steg 3 verbindet die Zähne 2 miteinander. Das von einem Coil abzugebende Blechband ist, ob in der nachfolgenden Fertigung spiralförmig über Kopf aufgewickelt oder als Paket vorgefertigt und nachfolgend zu biegen, so abzuwickeln, dass die Stege 3 immer den Innendurchmesser des Stators bilden. Demzufolge sind in ihrer Vorfertigung die Spulen 3 ohne großen Zeitaufwand in die einzelnen Nuten 2 einzulegen.In both figures, 1 and 2 , a part of a laminated core of a stator is shown, which alternately consists of groove cuts 1 and teeth 2 consists. The mechanical bridge 3 connects the teeth 2 together. The sheet metal strip to be released from a coil is to be unwound, whether in the subsequent production, spirally wound upside down or prefabricated as a package and then bent so that the webs 3 always form the inner diameter of the stator. As a result, the coils are in their prefabrication 3 without much time in the individual grooves 2 appeal.

In beiden Figuren ist auch das extern gefertigte und nachträglich aufzubringende Joch 4 erkennbar.In both figures there is also the externally manufactured yoke that has to be retrofitted 4 recognizable.

Der in 1 gezeigte Ausschnitt eines Stators weist ein mit mehreren übereinandergelegten Blechstreifen zusammengefügtes Blechpaket in aufgewickelter Form und das extern gefertigte und nachträglich aufzubringende Joch 4 auf. Da der in seiner Höhe so gering wie möglich zu belassende Steg 3 innen geführt wird, wird ein Einlegen der Spulen 5 durch die breite Öffnung der Nutschnitte 2 sehr vereinfacht und mit der Folge einer wesentlichen Zeitersparnis. Als eine mechanische Verbindung an den einzelnen Bogenenden der Nutschnitte 1 verbleibt aus fertigungstechnischen Gründen der Steg 3, welcher die einzelnen Nutschnitte 1 miteinander verbindet, auf eine Höhe von minimalstem Wert.The in 1 The section of a stator shown has a laminated core, which is joined together with a plurality of sheet metal strips placed one above the other, in a wound form and the externally produced yoke to be subsequently applied 4 on. Since the in his Height as low as possible to keep the web 3 inside the coil 5 through the wide opening of the groove cuts 2 very simplified and with the consequence of a substantial saving of time. As a mechanical connection at the individual bow ends of the groove cuts 1 the bridge remains for manufacturing reasons 3 which the individual groove cuts 1 connects with each other to a level of minimal value.

Gemäß 2 sind die mit Nutschnitten 1 , Zähnen 2 und deren Stege 3 als mechanische Verbindung als übereinanderliegende Blechstreifen gestapelt und ohne dem nachfolgend aufzubringenden Joch 4 als ganzes Paket dargestellt. Das Blechpaket selbst besteht aus den sich abwechselnden Nutschnitten 1 und den Zähnen 2. Die beiden äußersten Zahnenden 2a eines jeden Blechstreifens und somit auch die des gesamten Paketes sind gegenüber der anderen Zähne 2 in ihrer Breite um den hälftigen Betrag zu fertigen, um letztendlich nach dem Zusammenführen der beiden äußersten Zahnenden 2a zu einem Paket wieder auf eine Breite der anderen Zähne 2 zu gelangen.According to 2 are those with groove cuts 1 , Teeth 2 and their webs 3 stacked as a mechanical connection as a sheet metal strip lying one above the other and without the yoke to be subsequently applied 4 presented as a whole package. The laminated core itself consists of the alternating groove cuts 1 and teeth 2 , The two outermost tooth ends 2a of each sheet metal strip and thus that of the entire package are opposite the other teeth 2 to manufacture in width by half the amount, in the end after the two extreme tooth ends have been brought together 2a to a package again on a width of the other teeth 2 to get.

11: NutschnittNutschnitt
22: Zahntooth
2a2a: halbierter Zahnhalved tooth
33: Stegweb
44: Jochyoke
55: SpuleKitchen sink

Claims

Method for producing stators for electric motors, in particular torque motors, in which sheet metal strips with punched-out essentially arc-shaped groove cuts ( 1 ) and teeth ( 2 ) and one over the groove cuts ( 1 ) extending yoke ( 4 ) with a circumferential length that corresponds to the circumference of the stator, manufactured and brought to a package one above the other in one plane, characterized in that the sheet metal strip with its punched groove cuts ( 1 ), Teeth ( 2 ) and bridges ( 3 ) as well as the yoke ( 4 ) are manufactured from two independent units in such a way that the one with the groove cuts ( 1 ) and teeth ( 2 ) provided metal strips in the air gap area of the electric motor are connected to each other and that after inserting the coils ( 5 ) from outside into the groove cuts ( 1 ) the yoke ( 4 ) subsequently around the package consisting of the finished sheet metal strips and the inserted spools ( 5 ) is applied and combined to form a unit.

A method of manufacturing stators according to claim 1, characterized in that the with the groove cuts ( 1 ) provided sheet metal strip is manufactured as a spiral.

A method of manufacturing stators according to claim 1, characterized in that the with the groove cuts ( 1 ) provided sheet metal strips as a package and then bent.

Method for producing stators according to at least one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the individual teeth ( 2 ) by means of webs ( 3 ) are mechanically connected in the air gap area of the electric motor.

Method for producing stators according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that in each case at the end of the sheet metal strip a tooth ( 2a ) in width compared to the remaining teeth ( 2 ) is halved.

Method for manufacturing stators according to at least one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the yoke ( 4 ) in the groove cuts ( 1 ) stored coils ( 5 ) and the remaining teeth ( 2 ) is wound up as a sheet metal strip.