EP2191557A2

EP2191557A2 - Spulenhalter zur festlegung von statorwickelköpfen eines elektromotors

Info

Publication number: EP2191557A2
Application number: EP08804268A
Authority: EP
Inventors: Alfred Binder
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2010-06-02
Also published as: WO2009040272A3; CN101803149A; WO2009040272A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spulenhalter (9, 91A, 91b; 92A, 92B) zur Festlegung eines Wickelkopfes (8, 81A, 81B, 82A, 82B) von Statorwicklungen (3, 31, 32) an einem Stator (1) eines Elektromotors mit ausgeprägten Statorpolen (2, 21, 22), wobei jeder der Statorpole (2, 21, 22) in einem Polhorn (5, 51, 52) endet, wobei der Spulenhalter (9, 91A, 91b; 92A, 92B) eine sich im Bereich des Polhorns (5, 51, 52) von der Statorstirnfläche (11, 12) axial nach außen erstreckende Wand (15) aufweist, die insbesondere in Form eines Ringsegments ausgebildet ist. Die Wand (15) ist an einer Grundplatte (14) angeformt, die auf der Statorstirnfläche (11, 12) aufliegt und lediglich ein Segment der Statorstirnfläche (11, 12) im Bereich des Statorpols (2, 21, 22) überdeckt, wobei die Grundplatte (14) zur Fixierung des Spulenhalters (9, 91A, 91b; 92A, 92B) an dem Stator (1 ) ausgebildet ist.

Description

Spulenhalter zur Festlegung von Statorwickelköpfen eines Elektromotors

Die Erfindung bezieht sich auf einen Spulenhalter zur Festlegung eines Wickelkopfes von Statorwicklungen an einem Stator eines Elektromotors mit ausgeprägten Statorpolen, wobei jeder der Statorpole in einem Polhorn endet, wobei der Spulenhalter eine sich im Bereich des Polhoms von der Statorstirnfläche axial nach außen erstreckende Wand aufweist, die insbesondere in Form eines Ringsegments ausgebildet ist.

Ein solcher Spulenhalter ist bereits aus der Offenlegungsschrift DE 21 47 927 bekannt. Dort ist ein Spulenhalter zum Festlegen des Feldspulenpakets eines zweipoligen Elektromotors offenbart, der für alle vier Statorpole des gezeigten zweipoligen Statorblechpakets gleich geformt ist. Dieser Spulenhalter weist jeweils zwei Nutverschlusskeile auf, die zumindest bis zu der Hälfte der Statorpolnuten reichen. Diese Nutverschlusskeile sind an einer in Form eines Ringsegments ausgebildeten Wand angeformt, die sich im Bereich des Polhoms des Statorpols von der Statorstirnfläche axial nach außen erstreckt. Nachdem die Statorwicklungen in die Statornuten eingezogen worden sind, wird dieser Spulenhalter an dem Stator montiert, indem seine Nutverschlusskeile in die Statornuten eingeschoben werden. D.h. während des Wickelprozesses sind die Wickelköpfe der Statorwicklungen an dem Stator noch nicht festgelegt.

Aus dem Dokument WO 2007/068636 A1 ist eine Statorendscheibe für einen Stator mit zwei ausgeprägten Statorpolen gezeigt, bei der jeweils im Bereich der beiden Polhörner ein Wicklungsstützteil in Form einer ringsegmentförmige Wand angeformt ist, die sich von der Statorstirnfläche axial nach außen erstreckt. Durch diese Wicklungsstützteile wird verhindert, dass die Statorwicklungen der Wickelköpfe in den Rotorraum hineinragen. Da die Statorendscheibe vor dem Wickelprozess auf der Statorstirnfläche ausgerichtet wird, sind die Wickelköpfe während des Wickelprozesses durch die Wicklungsstützteile bereits an ihrer Endposition festgelegt.

Es ist auch bekannt zum Festlegen der Wickelköpfe Kabelbinder zu verwenden. Dadurch werden die Statorwicklungen der Wickelköpfe lediglich in ihrer Position zueinander festgelegt, so dass sich die Wicklungen nicht lockern können. Allerdings ist der Wickelkopf insgesamt in axialer und radialer Richtung verschiebbar. Aus DE 43 05 936 C2 ist eine Haltevorrichtung für die Statorwicklungen der Wickelköpfe bekannt, bei der eine kabelbinderartige Haltelasche über eine Stützwand an einer Statorendscheibe fixiert ist. Diese Ausführungsform hat allerdings den Nachteil, dass diese Haltevorrichtung aus verschiedenen Einzelteilen zusammengesetzt ist, wodurch sich die Fertigung des Elektromotors verteuert. Des weiteren wird die Haltelasche erst nach dem Wickelprozess geschlossen, d.h. nach dem Wickel prozess ist ein weiterer Fertigungsschritt zur Fixierung der Wickelköpfe notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen Elektromotor, insbesondere einen Universalmotor, insbesondere zur Anwendung in einem Haushaltsgerät, zur Verfügung zu stellen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch einen Spulenhalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Ein Innenläufer-Elektromotor weist einen Rotor und einen Stator auf, wobei der Rotor in einem von dem Stator umfassten Innen- bzw. Rotorraum um eine Rotorachse drehbar angeordnet ist. Durch den Rotor ist eine axiale Richtung parallel zu der Rotorachse, eine radiale Richtung senkrecht zu der Rotorachse und eine Umfangsrichtung entlang konzentrischer Kreise in Ebenen senkrecht zur Rotorachse mit der Rotorachse als Mittelpunkt festgelegt. Im folgenden wird unter Elektromotor ein Innenläufer-Elektromotor verstanden, obwohl eine analoge Anwendung bei einem Außenläufer-Elektromotor nicht ausgeschlossen ist, und im Schutzbereich mit umfasst sein soll. Weist ein solcher Elektromotor ausgeprägte Statorpole auf, so erstrecken sich von einem Statorkörper aus, der den Innenraum und damit den Rotor umfasst, einzelne Statorpole radial in diesen Innenraum in Richtung des Rotors. Die Statorpole weisen dabei jeweils einen Polhals auf, der in einem im Vergleich zum Polhals verbreiterten Polhorn endet. Durch diese Polhörner, die bevorzugt kreissegment förmig ausgebildet sind, wird ein Rotorraum begrenzt, in dem der Rotor des Elektromotors drehbar angeordnet ist. An jedem Statorpol sind durch seinen Polhals und sein Polhorn zwei Statornuten ausgebildet, in die Statorwicklungen eingeführt werden können. Diese in die Statornuten eingeführten Statorwicklungen ragen über die Statorstirnflächen hinaus und bilden dort die sogenannten Wickelköpfe. Damit sicher verhindert wird, dass einzelne der Statorwicklungen in den zwischen den einzelnen Statorpolen liegenden Rotorraum hineinragen und dadurch Störungen oder Schädigungen des Elektromotors verursachen können, werden Vorrichtungen vorgesehen, durch die die Statorwicklungen der Wickelköpfe in ihrer Position an den Statorstirnflächen festgelegt werden.

Bei einem Spulenhalter der eingangs genannten Art, ist zur Festlegung solch eines Wickelkopfes von Statorwicklungen an einem Stator eines Elektromotors mit ausgeprägten Statorpolen, im Bereich des Polhorns eines der Statorpole eine Wand angeordnet, die sich von der Statorstirnfläche axial im Hinblick auf die Rotorachse nach außen, d.h. von dem Stator weg, erstreckt, und die insbesondere in Form eines Ringsegments ausgebildet ist. Dabei weist das Ringsegment die gleiche Krümmung wie das entsprechende Polhorn auf. Es sei hier darauf hingewiesen, dass durch die Formgebung der an der Grundplatte angeformten Wand die Position des Wickelkopfes in Bezug auf die Statorstirnfläche und insbesondere in Bezug auf das Polhorn festgelegt wird, wodurch das Statormagnetfeld beeinflusst werden kann. Es sind also auch andere Formgebungen für diese Wand möglich, insbesondere in den Fällen, in denen bereits die Polhörner in ihrer Formgebung von einem Ringsegment abweichen. Im Folgenden wird ohne Einschränkung der Allgemeinheit nur auf die ringsegmentförmig ausgebildete Wand Bezug genommen. Diese ringsegmentförmige Wand ist an einer Grundplatte des Spulenhalters angeformt, die auf der Statorstirnfläche aufliegt und lediglich ein Segment der Statorstirnfläche im Bereich des Statorpols überdeckt. Insbesondere ist die Grundplatte zur Fixierung des Spulenhalters an dem Stator ausgebildet. Entsprechend ist der zugehörige Stator, der die ausgeprägten Statorpole aufweist, zur Fixierung des Spulenhalters ausgebildet, beispielsweise durch Rast- bzw. Gegenrastelemente, Aussparungen oder dergleichen.

Diese Ausbildung des Spulenhalters hat den Vorteil, dass die Grundplatte des Spulenhalters zwischen den Statorwicklungen im Bereich des Wickelkopfes und der Statorstirnfläche liegt, so dass die Grundplatte des Spulenhalters als Isolierung zwischen beiden dient. Darüber hinaus sind die Wickelköpfe durch den Spulenhalter, insbesondere durch seine ringsegmentförmige Wand, in radialer Richtung in Bezug auf die Rotorachse eindeutig festgelegt, so dass ein Hineinragen von Statorwicklungen in den Rotorraum verhindert ist. Der Spulenhalter wird bereits vor dem Wickelprozess an dem Stator angeordnet, so dass die als Ringsegment ausgebildete Wand des Spulenhalters beim Wickeln der Statorwicklungen als Wicklungsstützteil dient. D.h. durch den Spulenhalter werden die Statorwicklungen bereits beim Wickeln in der Wickelmaschine in Bezug auf die Rotorachse festgelegt und gegen Verrutschen in radialer Richtung gesichert, so dass eine nachträgliche Fixierung der Statorwicklungen im Bereich der Wickelköpfe, beispielsweise durch Kabelbinder, entfallen kann.

Des weiteren überdeckt die Grundplatte des Spulenhalters die Statorstirnfläche nur in einem Segment, so dass sie in Umfangsrichtung auf den Bereich des Statorpols beschränkt ist. Auf diese Weise kann Material eingespart werden, da auf eine Statorendscheibe, die die komplette Statorstirnfläche abdeckt, verzichtet werden kann. Diese Materialeinsparung führt zu einer deutlichen Reduktion der Herstellungskosten. Insbesondere ist die Grundplatte des Spulenhalters in Umfangrichtung maximal so breit wie die Breite des Polhalses, vorzugsweise überdeckt sie den Polhals in Umfangsrichtung sogar nur teilweise. Längs des Polhalses erstreckt sich die Grundplatte von dem durch das Polhorn gebildeten inneren Rand des Stators nach außen bis zu dem äußeren Rand des Stators. Auf diese Weise wirkt die Grundplatte des Spulenhalters wie ein Segment einer Statorendscheibe, welches den Stator von den Statorwicklungen isoliert. Trotzdem ist eine Wärmeableitung über die Statorstirnfläche über die von dem Spulenhalter freien Bereiche gut möglich, da die Statorstirnfläche nicht in ihrer gesamten Fläche durch eine Statorendscheibe abgedeckt ist.

Um den Spulenhalter an dem Stator zu fixieren, ist an der dem Stator zugewandten Unterseite der Grundplatte zumindest ein Montagezapfen für die Aufnahme in einer Aussparung des Stators angeformt. Der zugehörige Stator weist zumindest eine entsprechende Aussparung zur Aufnahme dieses Montagezapfens des Spulenhalters auf. Insbesondere wird diese Aussparung durch eine Bohrung gebildet. Alternativ dazu kann bei einem aus einem Blechpaket gebildeten Stator die Aussparung bei der Fertigung der einzelnen Statorbleche, insbesondere durch Stanzen, erfolgen. Der Spulenhalter kann somit auf eine einfache Weise an dem Stator positioniert bzw. montiert werden, indem der Spulenhalter mit seinem Montagezapfen in die entsprechende Aussparung des Stators eingesetzt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Montagezapfen derart an der Grundplatte angeordnet, dass er für die Aufnahme in einer mittig zu den Enden des Polhoms und/oder mittig zu dem inneren und dem äußeren Rand des Stators an der Position des Statorpols angeordneten Aussparung des Stators ausgebildet ist. Bei dem entsprechenden Stator ist die Aussparung mittig zu den Enden des Polhoms eines seiner Statorpole und/oder mittig zu dem inneren und dem äußeren Rand des Stators an der Position des Statorpols angeordnet. An dieser Position des Stators ist die Ausbildung der Aussparung problemlos möglich, da die Aussparung dort nur geringe Auswirkungen auf das durch die Statorwicklungen erzeugte Magnetfeld hat.

Vorteilhafterweise ist der Montagezapfen mit einem kreuzförmigen Querschnitt für eine verdrehsichere Aufnahme in einer kreuzschlitzförmigen Aussparung des Stators ausgebildet. Bei dem zugehörigen Stator ist entsprechend die Aussparung kreuzschlitzförmig ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass der an dem Stator montierte Spulenhalter in seiner Ausrichtung zu dem Statorpol festgelegt und gegen Verdrehung gesichert ist.

In einer weiteren Ausführungsform ist an der Grundplatte des Spulenhalters zumindest eine Verdrehsicherung angeformt. Vorzugsweise ist die Verdrehsicherung an dem dem äußeren Rand des Stators zugewandten Ende der Grundplatte angeformt, so dass die Verdrehsicherung zur Anlage an der Außenseite des Stators ausgebildet ist. Die Verdrehsicherung wird beispielsweise durch eine oder mehrere Nasen gebildet, die an der der Statorstirnfläche zugewandten Unterseite der Grundplatte des Spulenhalters angeformt sind. Diese Nasen liegen vorzugsweise an der Außenseite des Stators an, so dass eine Verdrehung des Spulenhalters nicht möglich ist. Insbesondere ist die Verdrehsicherung zur Anlage in einer an der Außenseite des Stators ausgebildete Ausnehmung ausgebildet. Vorzugsweise ist diese Ausnehmung an dem Stator gebildet, um den Magnetfluss im Stator zu optimieren. Auf diese Weise wird durch die Verdrehsicherung kein negativer Einfluss auf das Statormagnetfeld ausgeübt.

Des weiteren können an der dem Stator abgewandten Oberseite der Grundplatte Auflagen für den Wickelkopf ausgebildet sein, so dass die Statorwicklungen beabstandet zu der Grundplatte gehaltert werden. Vorzugsweise ist an jeder der beiden an die ringsegmentförmige Wand anschließenden, einander gegenüberliegenden Rändern der Grundplatte eine solche Auflage angeformt. Auf diese Weise ist eine Luftzufuhr für die Statorwicklungen auch an ihre der Grundplatte des Spulenhalters und somit der Stirnseite des Stators zugewandte Seite möglich, wodurch die Wärmeableitung von den Statorwicklungen verbessert wird.

Erfindungsgemäß weist die ringsegmentförmige Wand eine Öffnung auf. Durch diese Öffnung sind die Statorwicklungen des jeweiligen Wickelkopfes von dem Rotorraum aus zugänglich. Somit kann durch die Öffnung Luft von dem Rotorraum zu den Statorwicklungen strömen.

Die Öffnung erstreckt sich in axialer Richtung von einem von der Statorstirnfläche bzw. der Grundplatte axial nach außen, d.h. in Richtung von der Grundplatte bzw. der Stirnfläche weg, versetzten oberen Rand der Öffnung bis zu einem von dem oberen Rand axial nach innen, d.h. in Richtung auf die Grundplatte bzw. Statorstirnfläche zu, versetzten unteren Rand der Öffnung. Seitlich ist die Öffnung durch zwei, in einem Abstand voneinander angeordnete Seitenwände begrenzt. Durch die beiden Seitenwände ist der obere Rand der Öffnung mit dem unteren Rand verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nimmt der Abstand der Seitenwände von der dem Rotorraum zugewandten Seite der ringsegmentförmigen Wand in radialer Richtung nach außen hin ab, so dass die Öffnung trichterartig ausgebildet ist. Insbesondere verlaufen die Seitenwände in radialer Richtung in Form eines konvexen Bogens. Auf diese Weise kann der Übergang von der dem Rotorraum zugewandten Seite der ringsegmentförmigen Wand zu den Seitenwänden abgerundet ausgebildet werden. Dadurch können Geräusche vermieden oder zumindest reduziert werden, die durch den aufgrund der Rotorbewegung erzeugten Luftstrom hervorgerufen werden können.

Vorzugsweise ist der untere Rand der Öffnung durch die Grundplatte gebildet. Insbesondere ist der durch die Grundplatte gebildete untere Rand der Öffnung von einer den Rotorraum begrenzenden Kante des Polhorns in radialer Richtung nach außen, d.h. von dem Rotorraum weg, versetzt. Dadurch erstreckt sich die Öffnung in axialer Richtung im Bereich des Polhorns bis zur Statorstirnfläche. Die Seitenwände der Öffnung erstrecken sich in diesem Fall von der dem Rotorraum zugewandten Seite der ringsegmentförmigen Wand zumindet bis zu dem in radialer Richtung nach außen versetzten, durch die Grundplatte gebildeten unteren Rand der Öffnung. Auf diese Weise wird ein Luftstrom durch die Seitenwände bis zu den Statorwicklungen geführt. Die Öffnung kann als rechteckartiges Fenster in der ringsegmentförmigen Wand ausgebildet sein. Rechteckartig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Fenster nicht eben ausgebildet ist, sondern dem gebogenen Verlauf der ringsegmentförmigen Wand folgt, wobei sich für das Fenster ein Rechteck ergibt, wenn der gebogenen Verlauf auf eine Ebene abgebildet bzw. abgerollt wird. Das Rechteck ist in der dem Rotorraum zugewandten Fläche der ringsegmentförmigen Wand durch den oberen Rand, den parallel zu dem oberen Rand verlaufenden unteren Rand und die beiden rechtwinklig zu dem oberen Rand und den unteren Rand angeordneten, zueinander parallelen Seitenwände definiert.

Insbesondere kann die ringsegmentförmige Wand des Spulenhalters im Bereich zwischen den Auflagen die Öffnung aufweisen, so dass Luft durch den von den Auflagen, den Statorwicklungen des Wickelkopfes und der Grundplatte des Spulenhalters gebildeten Zwischenraum zirkulieren kann. Insbesondere sind die Seitenwände der Öffnung durch Seitenwände der Auflagen gebildet.

Vorzugsweise ist an der dem Stator abgewandten Oberseite der Grundplatte zumindest ein Führungselement für eine Verbindungsleitung eines elektrischen Motorbauteiles angeformt. Dieses Motorbauteil kann beispielsweise eine Kohlebürste und/oder ein Thermowächter und/oder ein Tachometer sein, wobei die Verbindungsleitung beispielsweise als Einzeldraht oder als Litzenleitung ausgebildet sein kann. Das Führungselement kann gleichzeitig dazu dienen, die Verbindungsleitung an dem Stator zu fixieren. Dazu ist das Führungselement beispielsweise in Form eines Labyrinths ausgebildet. Wenn eine lösbare Befestigung vorgesehen wird, wie beispielsweise eine Klemmverbindung, so kann das Bauelement bei Defekt oder Fehlfunktion leicht ausgetauscht werden. Für unterschiedliche Motorvarianten ist darüber hinaus eine unterschiedliche Nutzung der Führungselemente möglich.

Vorteilhafterweise ist an der ringsegmentförmigen Wand des Spulenhalters ein sich radial nach außen erstreckender, als axiale Stirnbegrenzung des Wickelkopfs dienender Kragen angeformt, der eine Öffnung für einen Montagestempel aufweist. D.h. der Spulenhalter ist U-förmig ausgebildet, wobei die Grundplatte und der Kragen jeweils einen Schenkel des U bilden, die durch die ringsegmentförmige Wand miteinander verbunden sind. Durch den Kragen ist der Wickelkopf in der axialen Richtung eindeutig festgelegt. Des weiteren kann durch die in dem Kragen ausgebildete Öffnung bei der Montage des Spulenhalters an dem Stator ein Montagestempel durchgreifen, der auf die Grundplatte des Spulenhalters drückt. Somit kann durch diesen Montagestempel auf die Grundplatte genügend Druck ausgeübt werden, um beispielsweise ihren oben erwähnten Montagezapfen in die dafür vorgesehene Aussparung des Stators einzupressen. Es ist auch möglich, die Öffnung des Kragens in einer an ein Montagewerkzeug angepassten Form auszuführen, so dass bei Eingreifen des Montagewerkzeugs in diese Öffnung die Ausrichtung des Spulenhalters zu dem Montagewerkzeug und damit zu dem Statorpol eindeutig bestimmt ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel zwischen der Grundplatte und der Wand des Spulenhalters ein spitzer Winkel, d.h. kleiner als neunzig Grad. Dadurch wird der Drahtzug bei dem Wickelprozess der Statorwicklungen ausgeglichen. Des weiteren wird die Rotormontage erleichtert, da der Rotoraufnahmebereich des Stators durch die nach außen geneigte Wand des Spulenhalters leichter zugänglich ist. Vorzugsweise ist in diesem Fall der Winkel zwischen der Wand und dem Kragen des Spulenhalters ein stumpfer Winkel, d.h. größer als neunzig Grad. Insbesondere ist der Kragen parallel zu der Grundplatte des Spulenhalters angeordnet. Auf diese Weise ist die gute Zugänglichkeit des durch die Grundplatte, die Wand und den Kragen gebildeten Zwischenraums bei dem Wickelprozess der Statorwicklungen gewährleistet.

Der Spulenhalter kann als Formteil, vorzugsweise einteilig, aus thermo- oder duroplastischem Kunststoff hergestellt werden, beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren. Solch ein einteiliger Spulenhalter hat den Vorteil, dass er in einem einzigen Montageschritt an dem Stator befestigt werden kann.

Vorzugsweise ist der Spulenhalter für alle Wickelköpfe des Stators gleich ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass nur ein einziges Bauteil hergestellt und gelagert werden muss, was sich günstig auf die Herstellungskosten für den Elektromotor auswirkt.

Mit dem gleichen Spulenhalter können zudem unterschiedliche Motorvarianten ausgeführt werden. Da durch den Spulenhalter auf die Verwendung von Statorendscheiben verzichtet werden kann, müssen auch keine unterschiedlichen Statorendscheiben für die unterschiedlichen Motorvarianten vorrätig gehalten werden. Dadurch wird der Logistikaufwand zur Fertigung unterschiedlicher Motorvarianten reduziert, wodurch die Fertigungskosten insgesamt gesenkt werden können.

Der erfindungsgemäße Spulenhalter wird bei Elektromotoren für Haushaltsgeräte eingesetzt, insbesondere bei Universalmotoren bzw. Reihenschlussmotoren, wie beispielsweise bei Antriebsmotoren für Waschmaschinen oder Wäschetrocknern oder bei Pumpenantrieben für Waschmaschinen oder Geschirrspülern oder bei Gebläsemotoren für Staubsauger.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Unteransprüche ohne Abweichung von der erfindungsgemäßen Idee in beliebiger Weise miteinander und mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schräg von oben einen Stator eines Elektromotors mit zwei ausgeprägten Statorpolen deren Wickelköpfe durch erfindungsgemäße Spulenhalter festgelegt sind,

Fig. 2 zeigt eine Stirnfläche des Stators gemäß Figur 1 ,

Fig. 3 zeigt den Spulenhalter gemäß Figur 1 schräg von oben,

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des Spulenhalters gemäß Figur 1 ,

Fig. 5 zeigt den Spulenhalter gemäß Figur 3 bzw. Figur 4 schräg von unten,

Fig. 6 zeigt schräg von oben einen Ausschnitt des Stators gemäß Figur 1 mit einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Spulenhalters.

Bevor auf die Zeichnungen näher eingegangen wird, sei angemerkt, dass einander entsprechende oder gleiche Elemente bzw. Einzelteile der Spulenhalters in sämtlichen Zeichnungsfiguren durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Werden in einer Zeichnung mehrere Elemente bzw. Einzelteile gleicher Art verwendet, auf die unterschiedlich Bezug genommen wird, so wird für die führende(n) Stelle(n) der entsprechenden Bezugszeichen jeweils die gleiche(n) Ziffer(n) gewählt. Die folgenden Stellen der entsprechenden Bezugszeichen dienen dazu, die Elemente bzw. Einzelteile gleicher Art zu unterscheiden.

In Figur 1 ist schematisch ein Stator 1 eines Universalmotors schräg von oben gezeigt. Der Stator 1 ist beispielsweise als Statorblechpaket ausgebildet und durch eine A-seitige Statorstirnfläche 11 und eine B-seitige Statorstirnfläche 12 begrenzt, die identisch ausgebildet sind. Figur 2 zeigt die A-seitige Statorstirnfläche 11. Der Stator 1 weist zwei ausgeprägte Statorpole 2 zur Aufnahme von Statorwicklungen 3 auf. Die Statorwicklungen 3 in Form einer ersten Polspule 31 werden von einem ersten Statorpol

21 und die Statorwicklungen 3 in Form einer zweiten Polspule 32 von einem dem ersten Statorpol 21 gegenüberliegenden, zweiten Statorpol 22 aufgenommen. Jeder der Statorpole 2 ist gleich aufgebaut und weist einen Polhals 4 auf, der in einem Polhorn 5 endet. D.h. der erste Statorpol 21 weist einen ersten Polhals 41 auf, der in einem ersten Polhorn 51 endet und der zweite Statorpol 22 weist einen zweiten Polhals 42 auf, der in einem zweiten Polhorn 52 endet. Durch die beiden Polhörner 51 , 52 ist ein Rotorraum R begrenzt, in dem ein Rotor (nicht gezeigt) des Universalmotors drehbar um seine Rotorachse A angeordnet werden kann. Die erste Polspule 31 wird von durch den ersten Polhals 41 und das erste Polhorn 51 gebildeten Wicklungsnuten 611 , 612 des ersten Statorpols 21 aufgenommen. Die zweite Polspule 32 wird von durch den zweiten Polhals 42 und das zweite Polhorn 52 gebildeten Wicklungsnuten 621 , 622 des zweiten Statorpols

22 aufgenommen.

Zur elektrischen Isolierung der beiden Polspulen 31 , 32 gegenüber dem metallischen Stator 1 sind Isolationsformteile 7 in axialer Richtung in die Wicklungsnuten 611 , 612, 621 , 622 des Stators 1 eingeschoben. Der Anteil der Statorwicklungen 3, die über die A- seitige Statorstirnfläche 11 und die B-seitige Statorstirnfläche 12 hinausragen bilden die Wickelköpfe 8. D.h. der Wicklungsanteil der ersten Polspule 31 , der über die A-seitige Statorstirnfläche 11 hinausragt, bildet den A-seitigen Wickelkopf 81 A der ersten Polspule 31 , der Wicklungsanteil der ersten Polspule 31 , der über die B-seitige Statorstirnfläche 12 hinausragt, bildet den B-seitigen Wickelkopf 81 B der ersten Polspule 31 , der Wicklungsanteil der zweiten Polspule 32, der über die A-seitige Statorstirnfläche 11 hinausragt, bildet den A-seitigen Wickelkopf 82A (nicht gezeigt) der zweiten Polspule 32 und der Wicklungsanteil der zweiten Polspule 32, der über die B-seitige Statorstirnfläche 12 hinausragt, bildet den B-seitigen Wickelkopf 82B der zweiten Polspule 32. Um die Positionen der vier Wickelköpfe 8 an den Statorstirnflächen 11 und 12 festzulegen, sind vier Spulenhalter 9 an den Statorstirnflächen 11 bzw. 12 angeordnet. An der A-seitigen Statorstirnfläche 11 wird der A-seitige Wickelkopf 81 A der ersten Polspule 31 durch den A-seitigen Spulenhalter 91 A und der A-seitige Wickelkopf 82A der zweiten Polspule 32 durch den A-seitigen Spulenhalter 92A (nicht gezeigt) gehaltert. An der B-seitigen Statorstirnfläche 12 wird der B-seitige Wickelkopf 81 B der ersten Polspule 31 durch den B-seitigen Spulenhalter 91 B und der B-seitige Wickelkopf 82B der zweiten Polspule 32 durch den B-seitigen Spulenhalter 92B gehaltert. Die Spulenhalter 91 A, 91 B, 92A und 92B sind identisch ausgebildet und werden in den Figuren 3, 4 und 5 näher erläutert.

An der B-seitigen Statorstirnfläche 12 ist im Gegensatz zur A-seitigen Statorstirnfläche 11 im Bereich zwischen dem ersten Statorpol 21 und dem zweiten Statorpol 22 am äußeren Rand des Stators 1 zusätzlich ein Anschlussterminal 10 zur Aufnahme eines externen Motoranschlusssteckers angeordnet. Mit dem Anschlussterminal 10 sind die Wicklungen der ersten Polspule 31 und der zweiten Polspule 32 verbunden. Des weiteren sind an dem Anschlussterminal 10 Anschlüsse für weitere elektrische Motorbauteile vorgesehen, wie beispielsweise für einen Thermoschalter 13 im Ankerkreis, der zwischen dem ersten Statorpol 21 und dem zweiten Statorpol 22 im Luftspalt zwischen dem Stator 1 und dem Rotor (nicht gezeigt) angeordnet ist. Der Thermoschalter 13 ist über eine erste Verbindungsleitung 131 , die an ihrem dem Thermoschalter 13 abgewandten Ende in einer Flachsteckerhülse endet, an einer der Anschlussfahnen des Anschlussterminals 10 angeschlossen. Der Thermoschalter 13 weist eine zweite Verbindungsleitung 132 auf, die an ihrem dem Thermoschalter 13 abgewandten Ende in einer zweiten Flachsteckerhülse endet. Die zweite Flachsteckerhülse ist zur elektrischen Kontaktierung einer Kohlebürste des Ankerkreises vorgesehen.

In Figur 3, 4 und 5 ist der Spulenhalter 9 aus verschiedenen Blickrichtungen gezeigt. Der Spulenhalter 9 weist eine Grundplatte 14 auf, an der im Bereich des Polhorns 5 eine ringsegmentförmige Wand 15 angeformt ist, die sich von dem Stator 1 axial im Hinblick auf die Rotorachse A nach außen weg erstreckt. Die Krümmung der ringsegmentförmigen Wand 15 ist an die Krümmung der Polhörner 5 angepasst. Der Spulenhalter 9 liegt im am Stator 1 montierten Zustand (vgl. Figur 1 ) mit seiner Grundplatte 14 im Bereich eines der Statorpole 2 auf der jeweiligen Statorstirnfläche 11 bzw. 12 auf, wobei die ringsegmentförmige Wand 15 an der dem Rotorraum R zugewandten Innenkante des jeweiligen Polhorns 5 anliegt. Somit wird durch die ringsegmentförmige Wand 15 die Position der Statorwicklungen 3 des jeweiligen Wickelkopfes 8 in radialer Richtung in Bezug auf die Rotorachse A festgelegt. D.h. durch die ringsegmentförmige Wand 15 wird vermieden, dass einzelne Statorwicklungen 3 des Wickelkopfs 8 in den Rotorraum R hineinragen. Die Grundplatte 14 weist eine Länge L auf, die sich von der Innenkante des Polhorns 5 bis zu der zugehörigen Außenkante des Stators 1 erstreckt. In Umfangsrichtung U weist die Grundplatte 14 eine Breite B auf, die geringer ist als die Breite des Polhalses 4. Somit überdeckt die Grundplatte 14 lediglich einen Teilbereich des Statorpols 2 innerhalb des Polhalses 4.

Um den Spulenhalter 9 an dem Stator 1 zu fixieren, ist an der der jeweiligen Statorstirnfläche 11 bzw. 12 zugewandten Unterseite 14U der Grundplatte 14 ein

Montagezapfen 16 für die Aufnahme in einer Aussparung 17 des Stators 1 angeformt. Der

Montagezapfen 16 weist einen kreuzförmigen Querschnitt auf. Ist die Aussparung 17 des

Stators 1 entsprechend kreuzschlitzförmig ausgebildet, so ist der Spulenhalter 9 in seiner

Ausrichtung zu dem jeweiligen Statorpol 2 festgelegt. Für jeden der beiden Statorpole 2 ist je eine Aussparung 17 des Stators 1 vorgesehen, wobei die Aussparung 17 jeweils mittig zu dem Polhals 4 und mittig zu dem inneren und dem äußeren Rand des Stators 1 angeordnet ist. Des weiteren sind an der Unterseite 14U der Grundplatte 14 noch zwei winkelförmige Verdrehsicherungen 18 angeformt, mit denen der Spulenhalter 9 an der

Außenseite des Stators 1 in einer Aussparung 19 des Stators 1 anliegt. Durch diese Verdrehsicherungen 18 zusammen mit dem in die Aussparung 17 des Stators 1 eingesetzten Montagezapfen 16 ist der Spulenhalter 9 an dem jeweiligen Statorpol 2 somit gegen Verdrehung gesichert.

An der dem Stator 1 abgewandten Oberseite 140 der Grundplatte 14 sind an jeder der beiden an die ringsegmentförmige Wand 15 anschließenden, einander gegenüberliegenden Rändern der Grundplatte 14 Auflagen 20 für den Wickelkopf 8 ausgebildet. Durch diese Auflagen 20 wird der Wickelkopf 8 beabstandet zu der Grundplatte 14 gehaltert. An der ringsegmentförmigen Wand 15 ist im Bereich zwischen den beiden Auflagen 20 eine Öffnung 150 ausgebildet. Somit kann Luft durch den von den beiden Auflagen 20, den Statorwicklungen 3 des Wickelkopfes 8 und der Grundplatte 14 gebildeten Zwischenraum durch die Öffnung 150 hindurch zirkulieren und damit den Wickelkopf 8 kühlen.

An der ringsegmentförmigen Wand 15 ist an ihrer der Grundplatte 14 gegenüberliegenden Kante ein sich von dem Polhorn 5 in Richtung des äußeren Randes des Stators 1 erstreckender Kragen 30 angeformt. Somit ist der Spulenhalter 9 U-förmig ausgebildet, wobei die Grundplatte 14 und der Kragen 30 je einen der Schenkel des U bilden, die durch die ringsegmentförmige Wand 15 miteinander verbunden sind. Dieser Kragen 30 dient dazu den Wickelkopf 8 in axialer Richtung eindeutig festzulegen. Des weitern weist der Kragen 30 eine Öffnung 300 auf, die in ihrer Form an einen Montagestempel (nicht gezeigt) angepasst ist, wodurch die Ausrichtung des Spulenhalters 9 zu dem Montagestempel für die Montage an dem jeweiligen Statorpol 2 eindeutig bestimmt ist.

An der dem Stator 1 abgewandte Oberseite 140 der Grundplatte 14 sind anschließend an die Auflagen 20 für den Wickelkopf 8 noch zwei Führungselemente 40 für Verbindungsleitungen oder Anschlussleitungen von elektronischen Bauteilen des Elektromotors ausgebildet. Diese Führungselemente 40 dienen beispielsweise als Halterung für die zweite Verbindungsleitung 132 des Thermoschalters 13. Diese Führungselemente 40 sind in Form eines Labyrinths ausgebildet, durch welches beispielsweise die zweite Verbindungsleitung 132 des Thermoschalters 13 festgeklemmt ist.

Durch die Grundplatte 14 des Spulenhalters 9 und die zugehörige ringsegmentförmige Wand 15 wird ein Winkel α eingeschlossen, der bevorzugt kleiner als 90 Grad ist.

Dadurch wird der Drahtzug bei dem Wickelprozess der Statorwicklungen 3 ausgeglichen.

Zwischen der ringsegmentförmigen Wand 15 und dem Kragen 30 wird ein Winkel ß eingeschlossen, der bevorzugt größer als 90 Grad ist. Insbesondere ist der Kragen 30 parallel zu der Grundplatte 14 angeordnet, so dass die Statorwicklungen 3 des Wickelkopfes 8 problemlos in den durch die Grundplatte 14 und den Kragen 30 definierten

Aufnahmeraum des Spulenhalters 9 eingezogen werden können.

In Figur 6 ist ein Ausschnitt des Stators 1 mit einer weiteren Ausführungsform des Spulenhalters 9 schräg von oben gezeigt. Die Öffnung 150 in der ringsegmentförmigen Wand 15 erstreckt sich in axialer Richtung von einem parallel zur Statorstirnfläche 12 verlaufenden oberen Rand 151 bis zur Statorstirnfläche 12. Die Grundplatte 14 des Spulenhalters 9 erstreckt sich in dieser Ausführungsform nicht bis zu der dem Rotorraum R zugewandten Innenkante des Polhorns 52, sondern ist in radialer Richtung von dieser Innenkante zurückversetzt. Die Öffnung 150 wird seitlich durch zwei Seitenwände 153, 154 begrenzt. Die beiden Seitenwände 153, 154 sind jeweils in einem konvexen Bogen von der dem Rotorraum R zugewandten Seite der ringsegmentförmigen Wand 15 bis zu der dem Rotorraum R zugewandten Stirnfläche 152 der Grundplatte 14. Der Abstand zwischen den beiden Seitenwänden 153, 154 nimmt in radialer Richtung nach außen hin ab, so dass die beiden Seitenwände 153, 154 trichterartig aufeinander zu laufen. Die Seitenwände 153, 154 bilden gleichzeitig Abschlusswände der Auflagen 20.

Bezugszeichenliste

I Stator

I 1 A-seitige Statorstirnfläche

12 B-seitige Statorstirnfläche 2 Statorpol

21 erster Statorpol

22 zweiter Statorpol

3 Statorwicklungen 31 erste Polspule 32 zweite Polspule

4 Polhals

41 erster Polhals

42 zweiter Polhals

5 Polhorn 51 erstes Polhorn

52 zweites Polhorn

611 Wicklungsnut des ersten Statorpols

612 Wicklungsnut des ersten Statorpols 621 Wicklungsnut des zweiten Statorpols 622 Wicklungsnut des zweiten Statorpols

7 Isolationsformteil

8 Wickelköpfe

81 A A-seitiger Wickelkopf der ersten Polspule

81 B B-seitiger Wickelkopf der ersten Polspule 82A A-seitiger Wickelkopf der zweiten Polspule

82B B-seitiger Wickelkopf der zweiten Polspule

9 Spulenhalter

91 A A-seitiger Spulenhalter der ersten Polspule

91 B B-seitiger Spulenhalter der ersten Polspule 92A A-seitiger Spulenhalter der zweiten Polspule

92B B-seitiger Spulenhalter der zweiten Polspule

10 Anschlussterminal

13 Thermoschalter

131 erste Verbindungsleitung des Thermoschalters 132 zweite Verbindungsleitung des Thermoschalters 14 Grundplatte des Spulenhalters 14O Oberseite der Grundplatte 14U Unterseite der Grundplatte

15 ringsegmentförmige Wand des Spulenhalters 150 Öffnung in der ringsegmentförmigen Wand

151 oberer Rand der Öffnung

152 unterer Rand der Öffnung

153 Seitenwand der Öffnung

154 Seitenwand der Öffnung 16 Montagezapfen

17 Aussparung des Stators

18 Verdrehsicherung

19 Aussparung an der Außenseite des Stators

20 Auflage für den Wickelkopf 30 Kragen des Spulenhalters

300 Öffnung in dem Kragen

40 Führungselement für eine Verbindungsleitung α Winkel zwischen der Grundplatte und der ringsegmentförmigen Wand ß Winkel zwischen der ringsegmentförmigen Wand und dem Kragen A Rotorachse

B Breite der Grundplatte des Spulenhalters

L Länge der Grundplatte des Spulenhalters

R Rotorraum

U Umfangsrichtung

Claims

Patentansprüche

1. Spulenhalter zur Festlegung eines Wickelkopfes (8, 81 A, 81 B, 82A, 82B) von

Statorwicklungen (3, 31 , 32) an einem Stator (1) eines Elektromotors mit ausgeprägten Statorpolen (2, 21 , 22), wobei jeder der Statorpole (2, 21 , 22) in einem Polhorn (5, 51 , 52) endet, wobei der Spulenhalter (9, 91 A, 91 B, 92A, 92B) eine sich im Bereich des Polhorns (5, 51 , 52) von der Statorstirnfläche (11, 12) axial nach außen erstreckende Wand (15) aufweist, die insbesondere in Form eines Ringsegments ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (15) an einer Grundplatte (14) angeformt ist, die auf der Statorstirnfläche (11 , 12) aufliegt und lediglich ein Segment der Statorstirnfläche (11 , 12) im Bereich des Statorpols (2, 21 , 22) überdeckt, und dass die Grundplatte (14) zur Fixierung des Spulenhalters (9, 91 A, 91 B, 92A, 92B) an dem Stator (1) ausgebildet ist.

2. Spulenhalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grundplatte (14) von dem durch das Polhorn (5, 51 , 52) gebildeten inneren Rand des Stators (1 ) nach außen bis zu dem äußeren Rand des Stators (1) erstreckt.

3. Spulenhalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Stator (1) zugewandten Unterseite der Grundplatte (14) zumindest ein

Montagezapfen (16) für die Aufnahme in einer Aussparung (17) des Stators (1 ) angeformt ist.

4. Spulenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagezapfen (16) derart an der Grundplatte (14) angeordnet ist, dass er für die Aufnahme in einer mittig zu den Enden des Polhorns (5, 51, 52) und/oder mittig zu dem inneren und dem äußeren Rand des Stators (1 ) an der Position des Statorpols (2, 21 , 22) angeordneten Aussparung (17) des Stators (1 ) ausgebildet ist.

5. Spulenhalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der

Montagezapfen (16) mit einem kreuzförmigen Querschnitt für eine verdrehsichere Aufnahme in einer kreuzschlitzförmigen Aussparung (17) des Stators (1) ausgebildet ist.

6. Spulenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundplatte (14) zumindest eine Verdrehsicherung (18) angeformt ist.

7. Spulenhalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (18) an dem dem äußeren Rand des Stators (1) zugewandten Ende der Grundplatte

(14) angeformt ist, so dass die Verdrehsicherung (18) zur Anlage an der Außenseite des Stators (1) ausgebildet ist.

8. Spulenhalter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehsicherung (18) zur Anlage in einer an der Außenseite des Stators (1 ) ausgebildete Ausnehmung (19) ausgebildet ist.

9. Spulenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (15) eine Öffnung (150) aufweist.

10. Spulenhalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Öffnung (150) von einem von der Statorstirnfläche (11 , 12) axial nach außen versetzten oberen Rand (151 ) bis zu einem von dem oberen Rand (151 ) axial nach innen versetzten unteren Rand (152) erstreckt, und dass die Öffnung (15O) seitlich durch zwei, in einem Abstand voneinander angeordnete Seitenwände (153, 154) begrenzt ist.

11. Spulenhalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Seitenwände (153, 154) radial nach außen hin abnimmt.

12. Spulenhalter nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (153, 154) derart abgerundet sind, dass sie in Form eines konvexen Bogens radial nach außen verlaufen.

13. Spulenhalter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Rand (152) der Öffnung (150) durch die Grundplatte (14) gebildet ist.

14. Spulenhalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Rand (152) von dem durch das Polhorn (5, 51 , 52) gebildeten inneren Rand des Stotors (1 ) radial nach außen versetzt ist.

15. Spulenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Stator (1 ) abgewandten Oberseite der Grundplatte (14) Auflagen (20) für den Wickelkopf (8, 81 A, 81 B, 82A, 82B) ausgebildet sind, so dass die Statorwicklungen (3, 31 , 32) beabstandet zu der Grundplatte (14) halterbar sind.

16. Spulenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Stator (1 ) abgewandten Oberseite der Grundplatte (14) zumindest ein Führungselement (40) für eine Verbindungsleitung (132) eines elektrischen Motorbauteiles (13) angeformt ist.

17. Spulenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (α) zwischen der Grundplatte (14) und der Wand (15) kleiner als neunzig Grad ist.

18. Spulenhalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Wand (15) ein sich radial nach außen erstreckender, als axiale

Stirnbegrenzung des Wickelkopfs (8, 81 A, 81 B, 82A, 82B) dienender Kragen (30) angeformt ist, der eine Öffnung (30O) für einen Montagestempel aufweist.

19. Stator mit ausgeprägten Statorpolen für einen Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1 ) zur Fixierung des Spulenhalters (9, 91 A, 91 B,

92A, 92B) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist.

20. Stator nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1 ) zumindest eine Aussparung (17) zur Aufnahme eines Montagezapfens (16) des Spulenhalters (9, 91 A₁ 91 B, 92A, 92B) aufweist.

21. Stator nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (17) mittig zu den Enden des Polhorns (5, 51 , 52) eines Statorpols (2, 21 , 22) und/oder mittig zu dem inneren und dem äußeren Rand des Stators (1 ) an der Position des Statorpols (2, 21 , 22) angeordnet ist.

22. Stator nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (17) eine Bohrung ist.

23. Stator nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (17) kreuzschlitzförmig ausgebildet ist.

24. Elektromotor, insbesondere Universalmotor, zur Anwendung in einem Haushaltsgerät, mit einem Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 19 bis 23 dessen Wickelköpfe (8, 81 A, 81 B, 82A, 82B) seiner Statorwicklungen (3, 31 , 32) durch Spulenhalter (9, 91 A, 91 B, 92A, 92B) nach einem der Ansprüche 1 bis 18 festgelegt sind.

25. Haushaltsgerät mit einem Elektromotor nach Anspruch 24.