DE2415839C2

DE2415839C2 - Anordnung zur räumlichen Fixierung und Isolierung der Wickelköpfe von Statorspulen bei Außenläufermotoren

Info

Publication number: DE2415839C2
Application number: DE19742415839
Authority: DE
Inventors: Hans Ing.(Grad.) 7230 Schramberg Lunde
Original assignee: Papst Motoren & Co Kg 7742 St Georgen GmbH; Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1974-04-02
Filing date: 1974-04-02
Publication date: 1983-07-14
Also published as: DE2415839A1; FR2266355B3; FR2266355A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur räumlichen Fixierung und Isolierung der Wickelköpfe von Statorspulen bei Außenläufermotoren mittels stirnseitig auf dem Statorblechpaket angeordneten, aus Isolierstoff bestehenden Endscheiben, welche die Polzähne des Blechpaketes abdeckende radiale Stege und einen von den Wickelköpfen umgebenden inneren Kragen aufweisen sowie mittels auf den Kragen aufgesetzten, die Wickelköpfe überragenden Deckscheiben.

Eine solche Anordnung ist aus der DE-OS 21 36 170 bekannt.

Die aus Isolierstoff bestehenden Endscheiben haben die Aufgabe, die auf den Stirnseiten des Statorblechpaketes liegenden Wickelköpfe des Statorspulen bzw. deren innen liegende Windungen gegen das Blechpaket zu isolieren, während die ebenfalls aus Isolierstoff bestehenden Deckscheiben dazu dienen, die vorschriftsmäßigen Isolierabstämie zwischen den außen liegenden Windungen der Wickelköpfe und anderen Teilen des Motors zu gewährleisten, weiche außerhalb dieser Wickelköpfe angeordnet sind Trotz des Vorsehens solcher End- und Deckscheiben bereitet die räumliche Fixierung und Isolierung der Wickelköpfe noch erhebliche fabrikationstechnische Schwierigkeiten, da es beim maschinellen Wickeln der Statorspulen nicht möglich ist, den Wickelköpfen die erforderliche kompakte Form bleibend zu verleihen. & sind deshalb nach dem Wickeln noch weitere Arbeitsgänge und Maßnahmen erforderlich, die Wickelköpfe einerseits in die erforderliche Form zu bringen und andererseits in der erforderlichen Form zu stabilisieren. Dies geschieht in der Regel bei der Verwendung herkömmlicher End- und Deckscheiben durch Formen, Pressen, anschließendem Zusammenbinden und ggf. Festigen mittels eines Lacküberzuges. Insbesondere beim Formen und Pressen und ebenso beim Binden der Wickelköpfe tritt sehr häufig eine Beschädigung der Wicklungsdrähte bzw. deren Isolation auf, so daß verhältnismäßig hohe Ausschußzahlen in Kauf zu nehmen sind. Auch die stirnseitige Befestigung der Deckscheiben am Stator, die bisher mittels eines geeigneten Klebers durchgeführt wird, ist nicht zufriedenstellend gelöst; es kommt häufig vor, daß sich aufgeklebte Deckscheiben infolge der Einwirkung von Wärme und/oder mechanischer Kräfte nach oder gar schon vor dem Zusammenbau des Motors lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die räumliche Fixierung und Isolierung der Wiekelköpfe von Statorspulen von Außenläufermotoren unter Verwendung von End- und/oder Deckscheiben der eingangs genannten Art bei voller Einhaltung der notwendigen Abstände zu den anderen Motorteilen, insbesondere im Falle maschineller Bewicklung, fertigungstechnisch zu vereinfachen und zu verbessern.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß einer ersten

Ausbildung erfindtingsgemäß dadurch, daß an den äußeren Enden der radialen Stege der Endscheiben axial gerichtete Rückhaltefinger angeordnet sind, welche den zwiischen der Endscheibe und der Deckscheibe liegenden Wickelkopfraum radial nach außen begrenzen.

Mit so geformten Endscheiben ist zwangsläufig gewährleistet, daß schon beim maschinellen Wickeln der Stt ofspulen die einzelnen Windungen der Wickelköpfe radial in einem Bereich gehalten werden, der der Einhalti ng der vorgeschriebenen Isolierabstände entspricht. Das zeitraubende Abbinden der Wickelköpfe erübrigt sich dadurch. Auch das Formen und Pressen der Wickelköpfe entfällt, wodurch eine der Hauptursachen für Wicklungsbeschädigungen beseitigt wird.

Mit der räumlichen Fixierung und Isolierung der Wickelköpfe von Statorspulen ist fertigungstechnisch auch die geschützte und zugentlastete Unterbringung der miteinander verbundenen Wicklungs- und/oder Litzenenden verknüpft Aus der DE-OS 21 36 170 ist es stand der Ansprüche 4 bis 8_r

Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausföhruqgsbeispiel der Erfindung näher erläutert, Es zeigt

s Fig. 1 den Stator eines Außenläufermotor^'im Schnitt,

F i g. 2 die auf der Flanschseite des Stators angeordnete Deckscheibe in Draufsicht,

Fig.3 einen Schnitt A-A durch die Deckscheibe der Fig.2, .

F i g. 4 eine Endscheibe in Draufsicht, F i g. 5 einen Schnitt B-B der Endscheibe gem. F i g. 4,

Fig.6 die auf der Flanschgegenseite des Stators angeordnete Deckscheibe in Draufsicht, *■

Fig.7 ein Schnitt C-C durch die Deckscheibe der Fig.6.

Auf den beiden Stirnseiten des Blechpaketes 2 des in Fig. 1 dargestellten Stators 1 sind zwei gleichgeformte Endscheiben 4, die in Fig.4 und 5 als Einzelteile

bereits bekannt, zur geschützten und zugentlasteten 20 dargestellt sind, konzentrisch zur Bohrung 3 angeord-Unterbringung der miteinander verbundenen Wick- net Die Eudscheiben 4 sind jeweils aus thermoplasti-

lungs- und/oder Litzenenden an einem am Stator befestigten Tei! taschenartige Hohlräume vorzusehen und die Anschlußlitzen von diesen Hohlräumen mehrfach abgewinkelt durch den Stator nach außen zu führen, um so eine Zugentlastung zu erzielen. Dort sind die taschenartigen Hohlräume zur Aufnahme der Wicklungsenden entweder an einer Deckscheibe oder am zylindrischen Innenkragen einer Endscheibe angeordnet Die Wicklungsenden und die Litzenenden sind mittels Klemmschuhen miteinander verbunden, die in die taschenartigen Hohlräume hineingesteckt werden.

Um diese an sich bewährte Art der Zugentlastung und Isolierung der miteinander verbundenen Wicklungs- und/oder Litzenenden auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft anwenden zu können, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß einige der Rückhaltefinger mit stirnseitig offenen taschenförmigen Hohlräumen versehen sind, die zur Aufnahme der die Wickjungs- und/oder Litzenende miteinander verbindenden Klemmschuhe dienen. Dabei ergibt sich noch zusätzlich der Vorteil, daß für die Unterbringung der taschenförmigen Hohlräume zur Aufnahme der miteinander verbundenen Wicklungs- und/oder Litzenenden im Bereich der Wicklungsköpfe kein zusätzlicher Raum beansprucht wird und daß die so angeordneten Hohlräume sehr gut zugänglich sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch gemäß einer zweiten Ausbildung erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, daß die Deckscheiben die Form einer mit einer zentrischen Bohrung versehenen Platte aufweisen, welche radial außen axial gerichtete Rastfinger bzw. Zentrierzapfen besitzt, die in axial offene Hohlräume an den Rückhaltefingern an den Enden der radialen Stege der Endscheiben eingreifen.

Durch das Vorsehen so geformter Deckscheiben werden die Wicklungsköpfe einerseits ausreichend geschützt, andererseits aber nur in dem Maße abgedei Kt, daß noch ein Luftzutritt zur ausreichenden Kühlung der Spulen gewährleistet ist Es wird damit eine nach den VDE-Vorschriften vollwertige Isolation und Lagefixierung der Wickelköpfe erzielt Der Deckscheiben seil st lassen sich einfach auf die Wickelköpfe aufsetzen, zentrieren und mit den Endscheiben verbinden, in em die Rastfinger in die zugeordneten Hohlräui.ie der Endscheiben hineingedrückt werden. Weite: 5 Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenschein Kunststoff hergestellte Spritiieile und bestehen jeweils aus einem Ringkörper 5 mit einea sich ObeF die Höhe des Wickelkopfraumes der Statorspulen 6 erstreckenden inneren Kragen 7, sowie mit sternförmig angeordneten radialen Stegen 8,9 und 10. Die radialen Stege % 9 und 10 haben voneinander den gleichen Winkelabstand, sind gleich lang und gleich breit und dienen zur Isolierung der Wickelköpfe der Statorspulen 6 gegenüber dem Blechpaket 2. Sie decken zu diesem Zweck die zwischen den Wicklungsnuten des Blechpaketes 2 befindlichen Polzähne stirnseitig ab. An den freien Enden der Stege 8, 9 und 10 sind jeweils axial verlaufende Rückhaltefinger 11 bzw. 12 bzw. 13 j5 vorgesehen, welche die Wicklungskopfräume der Statorspulen 6 auf beiden Stirnseiten des Blechpaketes 2 radial nach außen begrenzen. Während die Rückhaltefinger 11 der Stege 8 massiv ausgebildet sind, besitzen die Rückhaltefinger 12 und 13 der Stege 9 und 10 jeweils stirnseitig offene taschenförmige Hohlräume 44, in weiche, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, die die Wicklungsenden mit den Litzenenden verbindenden Klemmschuhe 15 hineingesteckt werden können. Es sind zweckmäßigerweise nur so viele Hohlräume 14 vorhanden, wie maximal Anschlußlitzen an die Statorspulen 6 vorkommen können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Stator 1 für einen dreiphasigen Außenläufermotor mit insgesamt sechs verketteten Spulen. Deshalb sind auch insgesamt sechs Rückhaltefinger 12, 13 mit taschenförmigen Hohlräumen 14 vorgesehen, welche unter sich wiederum die gleichen WinkelabstSnde (60°) aufweisen. Die drei um 120° gegeneinander versetzten Stege 10 besitzen radtel nach innen erweiterte Rückhaltefinger 13, die nicht nur die bereits erwähnten Hohlräume 14, sondern zudem axial, d.h. zumindest auf der Oberseite offene Hohlräume 16 besitzen, welche jeweils mit Raitnasen 17 versehen sind.

Die oberen und unteren Wickelköpfe der Statorspulen 6 sind, wie au* Fig. 1 ersichtlich, durch verschieden gestaltete Deckscheiben 18 bzw. 19 stirnseitig abgedeckt, die in den F i g. 2 und 3 bzw. 6 und 7 als Einzelteile dargestellt sind. Beide Deckscheiben 18 und 10 bestehen wie die Endscheiben 4 aus einem thermoplastischen Isolierstoff und sind im Spritzgußverfahren hergestellt Die Deckscheibe 18 ist auf der äußeren Stirnseite des Stators 1 angeordnet, die von der nicht dargestellten Läuferglocke im fertig montierten Zustand des Außen-

läufermotors nicht umschlossen wird. Man nennt diese Stirnseite auch die Flanschseite, weil auf dieser Seite häufig der Befestigungsflansch für die Montage des Motors angeordnet ist.

Die Deckscheibe 18 besteht aus einer ringförmigen Platte 20, die eine zentrische Bohrung 21 und einen den Kragen 7 der Endscheibe 4 umfassenden Zentrierring 22 aufweist. Am Umfang der ringförmigen Platte 20 sind sechs in gleichen Winkelabstanden verteilte, radiale Stege 23 und 24 vorgesehen, die sich voneinander dadurch unterscheiden, daß die Stege 23 mit axial nach Innen vorspringenden Rastfingern 25 und mit Sicherungsrippen 26 versehen sind, während die Stege 24 nur Sicherungsrippen 26 und keine Rastfinger 25 aufweisen. Wie aus Fig. I ersichtlich ist, dienen die Rastfinger 25 zur Befestigung der Deckscheibe 18 an der Endscheibe 4, indem die Rastfinger 25 beim Aufsetzen der Deckscheibe 18 in die Hohlräume 16 eingreifen und mit den Rastnasen 17 verrastet werden. Die Sicherungsrippen 26 dienen dabei - wie ebenfalls aus Fig.! ersichtlich ist — zur Fixierung der die Wicklungsenden mit den Kabelenden verbindenden Klemmschuhe 15 in den Hohlräumen 14 der Rückhaltefinger 12 bzw. 13 der Endscheibe 4, indem sie jeweils auf das sich an den betreffenden Klemmschuh anschließende in die Horizontallage abgewinkelte Teilstück der Anschlußlitzen

27 drücken. Die Rastfinger 25 und die Sicherungsrippen 26 sind jeweils im Bereich schräg verlaufender Endteile

28 der Stege 23 bzw. 24 angeordnet, wobei diese Endteile 28 jeweils mit axial verlaufenden Schürzen 29 versehen sind, welche die Rückhaltefinger 13 der Endscheibe 4 außen übergreifen und somit zugleich eine Berührungssicherung für die Klemmschuhe 15 bzw. die Spulen- oder Litzenenden darstellen. Die beiden linken Stege 23 und 24 der in F i g. 2 dargestellten Deckscheibe sind, wie aus F i g. 1 und 3 ersichtlich ist, nicht abgeschrägt, sondern laufen in der Ebene der Platte 20 weiter; wohl aber sind diese beiden Stege 23 und 24 ebenfalls mit axial verlaufenden Schürzen 29 ausgerüstet. An diesen beiden Stegen 23 und 24 ist eine Zugentlastungsvorrichtung 30 angeformt. Diese Zugentlastungsvorrichtung 30 besteht aus Litzenführungsstegen 31,32,33,34,35 und 36, die jeweils Zwischenräume 37 und 38 bzw. 39 und 40 aufweisen und zumindest annähernd in der Ebene der Platte 20 angeordnet sind. Wie aus Fi g. 1 ersichtlich ist, werden die Anschlußlitzen 27 zickzackförmig durch die Zwischenräume 37 und 38 bzw. 39 und 40 hindurchgeführt. Zur Sicherung der Anschlußlitzen 27 in diesen Zwischenräumen 37 und 38 bzw. 39 und 40 sind die Litzenführungsstege 31 bis 36 jeweils an ihren Enden mit Widerhaken 41 versehen. Diese Art der Zugentlastung ist an sich bekannt (DE-GM 71 09 318).

Der Durchmesser der Bohrung 21 ist gleich groß wie der Innendurchmesser des Kragens 7 der Endscheibe 4, so daß die Deckscheibe 18 auf der äußeren Stirnseite des Kragens 7 aufsitzt, wenn die Rastfinger 25 eingenistet sind. Die Deckscheibe 18 hat somit einen festen Halt Während es auch durchaus möglich ist, die Deckscheibe 18 insgesamt als kreisrunde Scheibe mit am Umfang angeformter Zugentlastungsvorrichtung 30 s auszubilden, haben die Stege 23 und 24 den Vorteil, daß sie einen besseren Luftzutritt zu den Wickelköpfen der Statonipulen 6 und damit eine bessere Kühlwirkung gestatten.

Ein Vergleich zwischen den F i g. 2 und 4 zeigt, daß die ίο Deckscheibe 18 ebenso viele Stege 23 bzw. 24 mit Sicherungsrippen 26 aufweist, wie die Endscheibe 4 Rückhaltefinger 12 bzw. 13 mit Hohlräumen 14 aufweist und daß die Sicheruiigsrippen 26 deckungsgleich mit den Hohlräumen 14 angeordnet sind. Zweckmäßigerweise sind die quasi als Verlängerung der Sicherungsrippen 26 ausgebildeten Rastfinger 25 so angeordnet, daß sie zwischen den Wickelköpfen der Statorspulen 6 der Statorwicklung Platz finden können.

Die auf der inneren Stirnseite des Stators 1 angeordnete Deckscheibe 19 ist ebenfalls ein aus thermoplastischem Kunststoff hergestelltes Spritzteil, bestehend aus einer ringförmigen Platte 41 mit einer zentrischen Bohrung 42 und einem auf der Innenseite angeordneten Zentrierring 43. Am Umfang der Platte

a 41 sind verschieden breite, sternförmig angeordnete Stege 44, 45, 46, 47, 48 und 49 angeformt. Die sich diametra! gegenüberstehenden Stege 46 und 47 sind gleich breit und besitzen schräg verlaufende Halterippen 50 una 51 bzw. 52 und 53, die jeweils an den freien

jo Enden entlang der annähernd radial verlaufenden Kanten angeordnet sind. Während die jeweils einen Winkelabstand von 120° aufweisenden Stege 46,48 und 49 mit Rastfingern 54 versehen sind, besitzen die ihrerseits in Winkelabständen von 120° zueinander angeordnete Stege 44, 45 und 47 axial gerichtete Aufiagestutzen 55 mit Zentrierzapfen 56, welche in die taschenförmigen Hohlräume 14 der Rückhaltefinger 12 der auf der Unterseite des Blechpaketes 2 angeordneten Endscheibe 4 eintauchen, wenn die Deckscheibe 19

•to unter Verras'.ung der Rastfinger 54 mit den Rastnasen 17 der unteren Deckscheibe 4 aufgesetz; wird. Die Aufiagestutzen 55, die dabei auf den Stirnseiten der Rückhaltefinger 12 aufliegen, dienen als Distanzierungselemente. Sie sind in ihrer Länge so bemessen, daß bei der Verrastung der Deckscheibe 19 mit der Endscheibe 4 eine gewisse Verspannung und somit eine starre Verbindung zwischen diesen beiden Teilen entsteht. Es besteht selbstverständlich auch die Möglichkeit, die Deckscheibe 19 mit Sicherungsrippen 26 zu versehen

so für den Fall, daß die die Litzenenden mit den Spulenenden verbindenden Klemmschuhe 15 in ^ie taschenförmigen Hohlräume 14 der unteren Endscheibe 4 gesteckt werden. Ebenso besteht auch die Möglichkeit, auf beiden Stirnseiten des Stators 1 gleich geformte Deckscheiben 19 zu verwenden, wenn man auf die Zugentlastungsvorrichtung 30 verzichtet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche; 24 !5

1. Anordnung zur räumlichen Fixierung und Isolierung der Wickelköpfe von Statorspulen bei Außenläufermotoren mittels stirnseitig auf dem Statorblechpaket angeordneten, aus Isolierstoff bestehenden Endscheiben, weiche die Polzähne des Blechpaketes abdeckende radiale Stege und einen von den Wickelköpfen umgebenden inneren Kragen aufweisen, sowie mittels auf den Kragen aufgesetzten, die Wickelköpfe fiberragenden Deckscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Enden der radialen Stege (8, 9, 10) der Endscheiben (4) axial gerichtete Rückhaltefinger (11, 12, 13) angeordnet sind, welche den zwischen der Endscheibe (4) und der Deckscheibe (18, 19) liegenden Wickelkopfraum radial nach außen begrenzen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Rückhaltefinger (12,13) mit stirnseitig offepen, taschenförmigen Hohlräumen (14) versehen sind, die zur Aufnahme der die Wicklungs- und/oder Litzenenden miteinander verbindenden Klemmschuhe (15) dienen.

3. Anordnung zur räumlichen Fixierung und Isolierung der Wickelköpfe von Statorspulen bei Außenläufermotoren mittels stirnseitig auf dem Statorblechpaket angeordneten, aus Isolierstoff bestehenden Endscheiben, welche die Polzähne des Blechpaketes abdeckende, radiale Stege und einen von den Wickelköpfen umgebenden inneren Kragen aufweisen, sowie mittels auf den Kragen aufgesetzten, die Wickelköpfe überragenden Deckscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheiben (18, 19) die Form einer mit einer zent.rvchen Bohrung (21,42) versehenen Platte (20,41) aufweisen, weiche radial außen axial gerichtete Rastfinger (25,54) bzw. Zentrierzapfen (56) besitzt, die in axial offene Hohlräume (16,1·-') an Rückhaltefingern (12,13) an den Enden der radialen Stege (10) der Endscheiben (4) greifen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckscheiben (18, 19) und die Endscheiben (4) formschlüssig ineinandergreifende Rastfinger (25, 54) und Auflagestützen (55) aufweisen.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastfinger (25, 54) und Auflagestützen (55) an sternförmig radialen Stegen (23, 24 bzw. 44 bis 49) der Platte (20 bzw. 41) angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einigen der radialen Stegen (23,24) der Deckscheiben (18, 19) Sicherungsrippen (26) angeordnet sind, welche die in die taschenförmigen Hohlräume (14) der Rückhaltefinger (12, 13) der Endscheibe (4) gesteckten, die Wicklungs· und/oder Litzenenden miteinander verbindenden Klemmschuhe (15) fixieren.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der sternförmig radialen Stege (23,24 bzw. 44 bis 49) der Deckscheiben (18, 19) schräg verlaufende Endteile

(28) besitzen und mit axial verlaufenden Schürzen

(29) bzw. schrägen Halterippen (50 bis 53) versehen sind, welche die Rückhaltefinger (11, 12, 13) der Endscheiben (4) übergreifen.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch

gekennzeichnet, daß die auf der äußeren Stirnseite des Stators (1) angeordnete Deckscheibe (18) an einer Stelle ihres Umfanges mit einer Zugentlastungsvorrichtung (30) für die Anschlußlitze (27) versehen ist, bestehend aus Litzenführungsstegen (31 bis 36), die jeweils offene Zwischenräume (37 bis 40) zwischen sich einschließend in einer Ebene quer zur Statorachse angeordnet und an ihren Enden mit Widerhaken (41) ausgerüstet sind.