DE2659384A1

DE2659384A1 - Staender fuer einen mehrphasen-elektromotor

Info

Publication number: DE2659384A1
Application number: DE19762659384
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Braungardt; Hans Dipl Phys Dr Lamatsch; Helmut Schmidt; Bodo Dipl Ing Dr Ulrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-12-29
Filing date: 1976-12-29
Publication date: 1978-07-13
Also published as: FR2376543A2; DE2659384C2; FR2376543B2; CH626197A5; US4466182A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München ^ VPA yg η 3 Q Q 2 BRD

Ständer für einen Mehrphäsen-Elektromotor η

Zusatz zum Patent (Anmeldung P 26 Ϋ4 279.5 -

VPA 76 P 3242 BRD)

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ständer für einen Mehrphasen-Elektromotor, insbesondere einen Schrittmotor mit einem geschlossenen Ringgehäuse und einem darin einsetzbaren, von außen bewickelbaren Stegstern mit um einen Hohlzylinder sternförmig angeordneten und in diesem eingelassenen, axial einteiligen Stegen, wobei die Stege als Einzelbauteile mit ihrem radial inneren Ende bis zum Bohrungsdurchmesser in den nach dem Motorzusammenbau keiner weiteren Nachbearbeitung unterworfenen Hohlzylinder eingefügt und mit ihrem radial äußeren Ende innen am umgebenden Ringgehäuse mittels einer an dessen Außenumfang angesetzten Elektronenstrahl-Schweißung angeschweißt sind.

Bei einem bekannten Ständer für einen Mehrphasen-Elektromotor (DT-OS 18 14 977) stecken die Stege mit ihren radial inneren Enden in einem Hohlzylinder aus Kunststoff und reichen dazu bis zu einer bestimmten radialen Tiefe in den Hohlzylinder hinein, derart daß entweder eine kreisringförmige Kunststoffzwischenschicht zwischen radial innerer Begrenzung der Stege und dem eigentlichen Luftspalt verbleibt oder zur Erzielung eines besonders geringen Luftspaltes zwischen den Stegen und dem Läufer der Hohlzylinder in einem besonderen Arbeitsgang von innen her abgedreh t werden muß.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere, insbesondere in fertigungstechnischer Hinsicht vorteilhafte und dabei die elek-

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trischen Daten des Motors nicht verschlechternde Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptpatentes; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Stege mit ihren inneren Enden um ein geringes Maß aus dem gegenüber den inneren Enden entsprechend zurückgesetzt angeordneten Hohlzylinder hinausragen.

Dadurch ist es möglich, im Vergleich z.B. zu einem Motor mit bis zum Bohrungsdurchmesser und damit bis zum radial inneren Ende der Stege reichenden Hohlzylinder kleinste Luftspalte in vorteilhafter Weise ohne Nachbearbeitung des fertigen, mit Stegen versehenen Hohlzylinders sicherzustellen; insbesondere bei in den Hohlzylindern mit eingespritzten Stegen wird durch das erfindungsgemäße Zurücksetzen der inneren Hohlzylinderwandung gegenüber den radial inneren Enden der Stege vermieden, daß Kunststoffteile, insbesondere Gratbildungen durch gesonderte Nachbearbeitung nach dem Gießen entfernt werden müssen, um den notwendigen freien Raum für den Luftspalt bzw. die den Läufer aufnehmende Bohrung gewährleisten zu können.

Bei der Herstellung des Hohlzylinders als Spritzgußteil mit gleichzeitig eingespritzten Stegen ist zweckmäßigerweise die der späteren Läuferbohrung entsprechende zylindrische Kernform mit axial verlaufenden Schlitzen versehen, die in ihrer axialen Breite der Stegwandstärke und in ihrer radialen Tiefe der gewünschten Rückversetzung des Hohlzylinders gegenüber den radialen Enden der Stege entsprechen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Darin zeigen:

Figur 1 den in der Hauptanmeldung vorgeschlagenen Ständer in einem axialen Schnittbild,

Figur 2 den Ständer gemäß Figur 1 mit den erfindungsgemäß radial überragenden Enden der Stege in einem radialen Teilschnittbild im Bereich der Schweißung,

Figur 3t 4, 5 verschiedene Steg-Blechkonturen, Figur 6 eine Wickelkopf-Isolierkappe in einem axialen Schnittbild,

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Figur 7 eine Wickelkopf-Isolierkappe in einem radialen Schnittbild.

Gleiche Teile sind in den Zeichnungen mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der Ständer für einen Schrittmotor besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem in ein Ringgehäuse 2 eingesetzten, aus den einzelnen Stegen 3 und dem Hohlzylinder 1 gebildeten Stegstern 1, 3· In die durch die Seitenwandungen der Stege 3 sowie das Ringgehäuse 2 und den Hohlzylinder 1 gebildeten Nuträume ist die Wicklung 4 als vorgefertigte Wicklung nach dem Prinzip der Einlegewickeltechnik in Form von vorgefertigten Spulen in den Stegstern eingelegt oder nach dem Prinzip der Nadelwickeltechnik maschinell in den Stegstern eingewickelt (Figur 1).

Die eingebrachte Wicklung 4 ist der Deutlichkeit halber nur in Figur 1 dargestellt; aus gleichem Grund ist auch in Figur 1 nicht näher auf die Anbringung, Halterung und Zentrierung der Lagerschilde eingegangen.

Die in den Hohlzylinder 1 miteingespritzten Stege 3 weisen stirnseitig an ihren radial inneren Enden axiale Nasen 31, 32 auf, die im Sinne einer zusätzlichen radialen Sicherung in dem axial bis über den Wickelkopf hinaus verlängerten Hohlzylinder 1 verankert sind. In vorteilhafter Weise können auch Durchbrüche 36 der zusätzlichen mechanischen Sicherung beim Einspritzen dienen.

Etwa in seiner axialen Mitte ist der Hohlzylinder 1 mittels einer an seinem äußeren Umfang angesetzten Elektronenschweißung mit den Stegen 3 auf einem kurzen axialen Abschnitt (Bereich S) verschweißt. Die "Schweißnähte" sind in Figur 2 durch die Bezugszeichen S1, S2, S3 angedeutet. Auf diese Weise ergibt sich auch bei eventueller Schrumpfung des Kunststoff-Hohlzylinders 1 weiterhin eine mechanische feste Halterung und ein widerstandsarmer magnetischer Flußübergang zwischen den Stegen 3 und dem als Rückschluß dienenden Ringgehäuse 2.

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76 P 3 3 O 2 BRD

Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die der Wicklung zugewandten Seitenflächen der Stege 3 mit Isolier-Wandteilen 11 versehen, die ebenso wie die an sich bekannten stirnseitigen Isolierbeschichtungen gegebenenfalls gleichzeitig mit der Herstellung des Hohlzylinders 1 aufgespritzt oder ebenso wie gesonderte Isolierendscheiben als Isoliereinzelteile eingebracht sein können. Zusätzlich können Deckschieber 36 vorgesehen sein.

Figur 3 zeigt eine Stegblechkontur mit im freiliegenden Bereich (Wickelraum) rechteckiger Kontur, wie sie insbesondere bei Herstellung der Ständerwicklung nach dem Prinzip der Einlegewickeltechnik zweckmäßig ist, bei der vorgefertigte Spulen in dem Stegstern von außen eingelegt werden. Figur 4 zeigt eine Steg-Blechkontur, bei der zusätzlich am radial äußeren Ende die Stege mit in axialer Richtung verlaufenden abstehenden Zapfen 34 versehen sind, wodurch sich bei einer nach dem Prinzip der Nadelwickeltechnik eingebrachten Ständerwicklung eine besonders gute Nutfüllung erreichen läßt. Eine besondere Ausgestaltung der Steg-Blechkontur nach Figur 4 ist in Figur 5 dargestellt, bei der die Stirnfläche der Stege mit sich zum Ringgehäuse vergrößerndem Querschnitt gestuft ausgebildet sind. Die Figuren 6 und 7 zeigen in verschiedenen Ansichten topfartige Kunststoffkappen 5, die stirnseitig über die Wicklungsköpfe der in den Stegstern 2, 3 eingebrachten Wicklung 4 geschoben werden, sich dabei an dem zylindrischen Teil des Stegsterns 2, 3 zentrieren können und mit axialen kammartigen Verlängerungen·.. 51 in den Nutraum der Wicklung hineinragen und dabei zumindest den Nutraum zum Ringgehäuse hin abdecken. Durch derartige Isolierkappen 5 wird die Wicklung bei dem Eindrücken des bewickelten Stegsterns in das umgebende Ringgehäuse mechanisch vor Beschädigung geschützt, da einerseits der im topfförmigen Raum 52 angeordnete Wickelkopf allseitig abgedeckt und die in den Nuten liegenden Wicklungsteile zur Nutöffnung hin geschützt und gesichert sind.

Erfindungsgemäß ragen, wie aus Figur 2 ersichtlich, die radial inneren Enden der Stege 3 um das Maß a aus dem Hohlzylinder 1 heraus, dessen innere Wandung somit um das Maß a gegenüber dem äußeien Bohrungsmaß zurückgesetzt ist.

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76 P 3 30 2 BRD

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird in Verallgemeinerung der Lehre des Hauptpatentes vorgeschlagen, anstelle der Elektronenstrahl-Schweißung eine Laserstrahl-Schweißung vorzusehen; beide Arten der Schweißung zählen zu den sogenannten Hochenergiestrahl-Schweißverfahren.

Insbesondere wenn zum Zusammenbau des Ständers (Verfestigen der Stege im Gehäuse) auf eine Technik ohne Vergießen zurückgegriffen wird, ist es vorteilhaft, den Hohlzylinder als wiederverwendbares Spannwerkzeug auszubilden, das nach dem festen Zusammenbau des Ständers aus diesem wieder entfernt wird.

3 Patentansprüche
7 Figuren

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Leerse ι te

Claims

Vertrags- und Patentabteilung ""' 76 Jp^^o^»^ - -β2 - Patentansprüche

1.) Ständer für einen Mehrphasen-Elektromotor, insbesondere einen Schrittmotor mit einem geschlossenen Ringgehäuse und einem darin einsetzbaren, von außen bewickelbaren Stegstern mit um einen Hohlzylinder sternförmig angeordneten und in diesem eingelassenen, axial einteiligen Stegen, wobei die Stege als Einzelbauteile mit ihrem radial inneren Ende bis zum Bohrungsdurchmesser in den nach dem Motorzusammenbau keiner weiteren Nachbearbeitung unterworfenen Hohlzylinder eingefügt und mit ihrem radial äußeren Ende innen am umgebenden Ringgehäuse mittels einer an dessen Außenumfang angesetzten Elektronenstrahl-Schweißung angeschweißt sind, (nach Patent Anmeldung

P 26 44 279.5 - VPA 76 P 3242 BRD), dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (3) mit ihren radial inneren Enden um ein geringes Maß (a) aus dem gegenüber den inneren Enden entsprechend zurückgesetzt angeordneten Hohlzylinder (1) hinausragen.

2. Ständer für einen Mehrphasen-Elektromotor, insbesondere einen Schrittmotor mit einem geschlossenen Ringgehäuse und einem darin einsetzbaren, von außen bewickelbaren Stegstern mit um einen Hohlzylinder sternförmig angeordneten und in diesem eingelassenen, axial einteiligen Stegen, wobei die Stege als Einzelbauteile mit ihrem radial inneren Ende bis zum Bohrungsdurchmesser in den nach dem Motorzusammenbau keiner weiteren Nachbearbeitung unterworfenen Hohlzylinder eingefügt und mit ihrem radial äußeren Ende innen am umgebenden Ringgehäuse mittels einer an dessen Außenumfang angesetzten Elektronenstrahl-Schweißung angeschweißt sind, (nach Patent Anmeldung

P 26 44 279.5 - VPA 76 P 3242 BRD), dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Elektronenstrahl-Schweißung eine Laserstrahl-Schweißung vorgesehen ist.

3. Ständer für einen Mehrphasen-Elektromotor, insbesondere einen Schrittmotor mit einem geschlossenen Ringgehäuse und einem darin einsetzbaren, von außen bewickelbaren Stegstern mit um

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einen Hohlzylinder sternförmig angeordneten und in diesem eingelassenen, axial einteiligen Stegen, wobei die Stege als Einzelbauteile mit ihrem radial inneren Ende bis zum Bohrungsdurchmesser in den nach dem Motorzusammenbau keiner weiteren Nachbearbeitung unterworfenen Hohlzylinder eingefügt und mit ihrem radial äußeren Ende innen am umgebenden Ringgehäuse mittels einer an dessen Außenumfang angesetzten Elektronenstrahl-Schweißung angeschweißt sind, (nach Patent Anmeldung

P 26 44 279.5 - VPA 76 P 3242 BRD), dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder als wiederverwendbares Spannwerkzeug ausgebildet ist, das nach dem festen Zusammenbau des Ständers aus diesem entfernbar ist.

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