WO2014063831A2 - Stator für einen elektromotor sowie elektromotor - Google Patents

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WO2014063831A2
WO2014063831A2 PCT/EP2013/003234 EP2013003234W WO2014063831A2 WO 2014063831 A2 WO2014063831 A2 WO 2014063831A2 EP 2013003234 W EP2013003234 W EP 2013003234W WO 2014063831 A2 WO2014063831 A2 WO 2014063831A2
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WO
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stator
ring
electric motor
laminations
star
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PCT/EP2013/003234
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French (fr)
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WO2014063831A3 (de
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Udo NEUBERGER
Horst Steegmuller
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Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electric motor, comprising a number of stacked in a star-shaped laminated core stator laminations with radially extending and a central cylindrical pole piece stator teeth, and formed with a stacked annular plates cylindrical Statorjochong in which the star-shaped laminated core is inserted.
  • the invention further relates to an electric motor, in particular a steering drive of a motor vehicle, with such a stator.
  • Such an electric motor in particular a so-called internal rotor motor, comprises a stator with a stator yoke and radially inwardly projecting stator teeth and a rotor surrounded by the stator, facing the free ends of the stator teeth to form the so-called pole piece. On the stator teeth windings are applied, which generate a magnetic field in the electromotive operation.
  • stator from individual, stamped stator laminations by packaging them into a star-shaped stack of laminates in a mechanically stable composite.
  • the star-shaped stator is inserted into an at least approximately cylindrical Statorjoch and joined with this, the stator yoke is also made as a yoke stack of stacked individual sheets.
  • the invention has for its object to provide a stator for an electric motor, the acoustic behavior is improved in terms of the greatest possible noise reduction of the electric motor. Furthermore, a correspondingly low-noise electric motor should be specified.
  • the object is achieved by the features of claim 1.
  • the object is achieved according to the invention by the features of claim 9.
  • Advantageous variants, refinements and developments are the subject of the respective back related dependent claims.
  • the stator has a cylindrical stator yoke stack, in which the star-shaped laminated core is inserted, wherein ring laminations from which the stator yoke stack is stacked are locally opened on the output side.
  • each annular plate of Statorjoch circumferentially on a separating slot, which extends suitably radially.
  • only some of the ring plates of the Statorjochpers be open or have such a separating slot.
  • the circumferential opening or separating slot is expediently located within such a joint groove. The invention is based on the consideration that due to the closed geometry of the Statorjochwovenes, which fixes the star-shaped laminated core and thereby closes the magnetic circuit, acts similar to a sound body and thus leads to acoustic abnormalities.
  • the ring plates are in
  • the twist angle of the ring plates within the Statorjochps is suitably an even fraction of the circumference of the Statorjochpers, and in particular less than 180 °.
  • the angle of rotation of the individual, circumferentially slit-like open ring plates is 60 °.
  • the openings or separating slots are in the axial direction of the Statorjoch package, in particular from ring plate layer to ring plate layer, at different circumferential locations. This is especially advantageous in view of the purpose of the stator yoke stack to close the magnetic circuit and achieve a closed magnetic flux.
  • the stator thus formed extends circumferentially.
  • the ring plates of the Statorjochuns have on the outer circumference a number of circumferentially, preferably evenly distributed, arranged joining grooves with a stepped groove bottom.
  • the number of joining grooves expediently corresponds to the ratio of circumference (360 °) and angle of rotation of the ring laminations in the stator yoke stack.
  • the opening or the separating slot of the annular plates of the Statorjochwes is located within one of the joining grooves preferably at the transition whose radially inner lying to the groove bottom step.
  • the star-shaped laminated core comprises circumferentially closed stator laminations with single teeth connected to each other via scoop webs.
  • open stator plates are provided within the laminated core in the circumferential direction with individual teeth or groups of teeth spaced apart from one another to form a pole-side gap with at least two individual teeth connected to one another.
  • the different stator laminations are stacked in a particular number and suitable sequence with respect to the predetermined stack height number and suitable sequence in the laminated core.
  • the electric motor has an at least inner wall side cylindrical (cylindrical) motor housing.
  • a cylindrical decoupling ring is arranged, which is connected to the inner wall of the motor housing by means of peripherally provided local contact points.
  • the contact points are preferably formed by raised bead contours, which are introduced in the course of the production of the decoupling ring in these by a corresponding punching operation. It is essential that a partial, rather punctiform contact of the decoupling ring is made on the motor housing by means of the local investment sites at exposed peripheral locations. This has proven particularly advantageous in terms of acoustics.
  • the decoupling ring is circumferentially or shell-side provided with recesses for acoustic decoupling of the stator of other engine parts of the electric motor in a conventional manner.
  • the star-shaped laminated core is inserted into the cylindrical Statorjoch, which is pressed or joined with the laminated core, in particular in a Impulshegerata, positive and / or non-positive.
  • the stator laminations can be embossed sheet-metal-like during the production of the star-shaped laminated core.
  • the advantages achieved by the invention are in particular that changes by local opening of the ring plates of Statorjochuns otherwise preferred an inner star-shaped laminated core stator whose sound body properties in terms of improved acoustic properties and in engine operation detunes the resonances or shifting the resonance frequencies, whereby the acoustic properties of a stator provided with this electric motor in terms of noise reduction or - avoidance are improved.
  • the improved in this respect acoustic sound characteristics of the stator is particularly pronounced in the direction of increasing noise reduction by the or individual open (radially slotted) ring plates within the stacked stator lamination against each other in a certain angular grid, which is preferably 60 °, twisted.
  • FIG. 1 is a plan view of a stator with inserted into a Statorjochb star-shaped laminated core
  • Fig. 2 is a single, circumferentially locally open annular plate of
  • FIG. 4 is a perspective view of an electric motor with arranged on the end faces of the stator decoupling rings without motor housing
  • Fig. 5 shows a single decoupling ring in a perspective view
  • FIG. 6 in perspective the electric motor of FIG. 4 with motor housing.
  • Fig. 1 shows a stator 1 of an electric motor 2 shown in more detail in Figs. 4 and 6, with an inserted into a stator yoke 3 star-shaped laminated core 4 in layers stacked stator laminations 5 in the assembled state.
  • the stator laminations 5 of the central star-shaped laminated core 4 are stacked on one another and embossed, for example, to form a central, cylindrical opening 6 in the stacking direction 7 (FIG. 3).
  • the star-shaped laminated core 4 comprises radially extending stator teeth 8, which form a cylindrical pole piece 9 on the inner side located radially to the middle.
  • the star-shaped laminated core 4 in a manner not shown in the circumferential direction closed stator plates 5 with Pohlschuhstege 10 to form a central cylindrical opening 6 surrounding pole piece 9 interconnected stator teeth 8 and circumferentially open stator laminations 5 with forming a pole-side gap (not visible) spaced stator teeth 8 or groups of teeth with at least two stator teeth 8 connected to each other.
  • stator 1 In the assembled state, the stator 1 concentrically surrounds the rotor of the electric motor 2 seated on a motor shaft 11 (FIGS. 4 and 6). On the stator teeth 8 of the star-shaped sheet stack 4 again invisible coils of a field winding are arranged in the assembled state again. In electromotive operation, the energized windings generate the stator magnetic field interacting with permanent magnets of the rotating about the central stator or motor shaft 11 rotor of the brushless electric motor 2 occurs.
  • the stator yoke 3 of the stator 1 joined therefrom and the star-shaped laminated core 4 is made of stacked sequential ring plates 12, referred to below as ring laminations, to form a stator yoke stack.
  • the Statorjochp 3 is provided with joint grooves 13.
  • the joining grooves 13 extend along the stacking direction 7 and serve for pressing the Statorjochpers 3 with the star-shaped laminated core 4. During the joining process penetrate the pole piece 9 radially opposite wedge-shaped tooth tips 14 of the stator teeth 8 in the stator material a form fit.
  • the annular plate 12 is circumferentially opened or separated at one point, including in the annular plate 12, a radial separation slot (radial slot) 15 is introduced.
  • the separating slot 15 penetrates the annular plate 12 completely at this point, so that the annular plate 2 is not circumferentially closed.
  • the separating slot 15 is preferably located in the region of one of the joining grooves 13. This joining groove 13 and the further joint grooves distributed equidistantly around the circumference of the ring plate 12
  • the separating slot 15 is expediently located at the transition of the two groove bottom stages 13a and 13b.
  • Fig. 3 shows the cylindrical Statorjochd 3 with in the stacking direction 7 - and thus based on the electric motor 2 shown in Fig. 4 in the direction (axial direction) of the motor shaft 16 - axially stacked ring plates 12.
  • ⁇ tilt angle
  • FIG. 6 shows the electric motor 2 including the motor housing 17, the electric motor 2 without motor housing 17 is shown in FIG. 4. Visible interspersed the Motor shaft 11, on which the invisible rotor sits, the stator 1, of which the stator lamination stack 3 is visible on the outer peripheral side. Recognizable there are also some of the Fügenuten 13th
  • stator 1 decoupling rings 18 are arranged. These have at least one of the stator 1 or its stator yoke 3 facing inner annular edges 18a, preferably more Faschenaschen 19 which extend in the axial direction 16 and preferably engage positively and / or non-positively in the joining grooves 13 of the stator yoke 3. In this way, an anti-rotation, positioning and / or centering of the respective decoupling ring 18 on the stator 1 or at the stator yoke 3 is achieved.
  • the Fügelaschen 19 are suitably L-shaped, wherein the respective Fügelasche 19 is preferably integrally formed with the comparatively short L-leg of the decoupling ring 18, while the long L-leg 19b for engaging in a corresponding joining groove 13 of the stator yoke 3 in Axial direction 16 extends (Fig. 5).
  • the decoupling ring 18 has a number of circumferentially distributed provided recesses 20, which are executed in the embodiment oval. Furthermore, the decoupling ring 18 is provided with a number of circumferentially distributed arranged bead contours 21. These such raised bead contours 21 project beyond the decoupling ring 18 on the circumference in the radial direction 22 (FIG. 4). The approximately square or rectangular bead contours 21 are introduced, for example in the course of a punching or deep drawing process in the decoupling ring 18.
  • the bead contours 21 are located in the vicinity of the inner annular edge 18a with there integrally formed Fügelaschen 19 opposite outer annular edge 18b of the decoupling ring 18, so are less spaced to this outer annular edge 18b than to the opposite inner annular edge 18. With these bead contours 21 is the respective Decoupling ring 18 on the inner wall of the motor housing 17 in the assembled state. In this way, singular, local and in particular quasi-point contact points of the decoupling ring 18 formed on the motor housing 17.
  • the embodiment of the decoupling ring 18 with the local bead contours 21 is considered as an independent invention, regardless of the open or slotted ring plates 12 of the stator yoke 3.
  • the stepped configuration of the groove bottoms 13a, 13b of the joining grooves 13 in conjunction with the L-shaped Fügelaschen 19 of the decoupling ring 18 is an independent invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für einen Elektromotor (2), mit einer Anzahl von in einem sternförmigen Blechpaket (4) gestapelten Statorblechen (5) mit radial verlaufenden und einen zentralen zylinderförmigen Polschuh (9) bildenden Statorzähnen (8), und mit einem aus gestapelten Ringblechen (12) gebildeten zylinderförmigen Statorjochpaket (3), in welches das sternförmige Blechpaket (4) eingesetzt ist, wobei die Ringbleche (12) des Statorjoch pakets (2) umfangsseitig lokal geöffnet, vorzugsweise mit einem radialen Trennschlitz (15) versehen, sind.

Description

Beschreibung
Stator für einen Elektromotor sowie Elektromotor
Die Erfindung betrifft einen Stator für einen Elektromotor, mit einer Anzahl von in einem sternförmigen Blechpaket gestapelten Statorblechen mit radial verlaufenden und einen zentralen zylinderförmigen Polschuh bildenden Statorzähnen, und mit einem aus gestapelten Ringblechen gebildeten zylinderförmigen Statorjochpaket, in welches das sternförmige Blechpaket eingesetzt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Elektromotor, insbesondere eines Lenkungsantriebs eines Kraftfahrzeugs, mit einem solchen Stator.
Ein derartiger Elektromotor, insbesondere ein sogenannter Innenläufermotor, um- fasst einen Stator mit einem Statorjoch und radial nach innen ragende Statorzähne sowie einen vom Stator umgebenen Rotor, dem die Freienden der Statorzähne unter Bildung des sogenannten Polschuhs zugewandt sind. Auf die Statorzähne sind Wicklungen aufgebracht, die im elektromotorischen Betrieb ein Magnetfeld erzeugen.
Aus der DE 10 2009 023 231 A1 und aus der WO 2011/066878 A1 ist es bekannt, den Stator aus einzelnen, gestanzten Statorblechen zu fertigen, indem diese zu einem sternförmigen Blechstapel in einem mechanisch stabilen Verbund paketiert werden. Der sternförmige Stator ist in ein zumindest annähernd zylindrisches Statorjoch eingesetzt und mit diesem gefügt, wobei das Statorjoch ebenfalls als Jochpaket aus gestapelten Einzelblechen gefertigt ist.
Aus der DE 10 2009 027 872 A1 ist es zudem bekannt, zur akustischen Entkopplung an den Stirnseiten des Stators eines Elektromotors konzentrisch zur Motorwelle angeordnete, im Wesentlichen zylinderförmige Entkopplungsringe vorzusehen, die an ihren Umfangsflächen Aussparungen aufweisen. Die Entkopplungsringe sind gegen die Innenwandung des Motorgehäuses geführt. Die Anbindung oder Fixierung der Entkopplungsringe an das Motorgehäuse kann auch lediglich über einen Teilbereich des jeweiligen Entkopplungsrings erfolgen, wozu dessen Au-
BESTÄTIGUNGSKOPIE ßendurchmesser in diesem Teilbereich größer als der Außendurchmesser des Stators und kleiner als der Außendurchmesser eines zweiten Teilbereichs des Entkopplungsrings ist. Dieser liegt dann mit dessen Teilbereich vergleichsweise großen Außendurchmessers vollflächig an der Innenwandung des Motorgehäuses an. An den Entkopplungsringen können zudem an deren dem Stator zugewandten Ringkanten zapfenförmige Federn angeformt sein, die in außenumfangsseitig des Stators vorgesehene korrespondierende Nuten eingreift, um eine Zentrierung des Entkopplungsrings mit dem Stator zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stator für einen Elektromotor anzugeben, dessen akustisches Verhalten im Sinne einer möglichst weitgehenden Geräuschreduzierung des Elektromotors verbessert ist. Des Weiteren soll ein entsprechend geräuscharmer Elektromotor angegeben werden.
Bezüglich des Stators wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich des Elektromotors wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 9. Vorteilhafte Varianten, Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen rückbezogenen Unteransprüche.
Hierzu weist der Stator zusätzlich zu einer Anzahl von in einem sternförmigen Blechpaket gestapelten Statorblechen mit radial verlaufenden Statorzähnen ein zylinderförmiges Statorjochpaket auf, in welches das sternförmige Blechpaket eingesetzt ist, wobei Ringbleche, aus denen das Statorjochpaket gestapelt ist, um- fangsseitig lokal geöffnet sind.
Vorzugsweise weist jedes Ringblech des Statorjochpakets umfangsseitig einen Trennschlitz auf, der geeigneterweise radial verläuft. Auch können lediglich einige der Ringbleche des Statorjochpakets geöffnet sein bzw. einen solchen Trennschlitz aufweisen. Weisen die die Ringbleche des Statorjochpakets an deren Außenumfang Fügenuten auf, so befindet sich die Umfangsöffnung bzw. der Trennschlitz zweckmäßigerweise innerhalb einer solchen Fügenut. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass aufgrund der geschlossenen Geometrie des Statorjochpaketes, welches das sternförmige Blechpaket fixiert und dadurch den magnetischen Kreis schließt, ähnlich einem Klangkörper wirkt und somit zu akustischen Auffälligkeiten führt. Um das Verhalten des Statorjochpaketes als Klangkörper zu stören oder zu unterbinden, wäre es zweckmäßig, das Resonanzverhalten des durch das Statorjochpaket gebildeten Klangkörpers derart zu ändern, dass sich die Resonanz verschiebt und die entsprechenden Frequenzbereiche des Elektromotors nicht mehr durch das vom Klangkörper gebildete Resonanzband durchlaufen oder zumindest in Drehzahl- oder Frequenzbereiche verschoben werden, die hinsichtlich der Akustik irrelevant sind. Dies könnte durch ein Verstimmen des Statorjochpaketes erreicht werden, um den Akustikwert des Elektromotors zu reduzieren. Eine Verstimmung wiederum kann erkanntermaßen durch ein singuläres, lokales Öffnen der Ringbleche, vorzugsweise in Form eines radialen Durchgangsschlitzes, erfolgen. Durch das anschließende Stapeln bzw. Paketieren dieser geöffneten Ringbleche zum gesamten Statorjochpaket wird die Struktur des Klangkörpers derart beeinflusst, dass dieser ein geändertes Resonanzverhalten zeigt.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung sind die Ringbleche im
Statorjochpaket gegeneinander um einen Verdrehwinkel gedreht gestapelt. Der Verdrehwinkel der Ringbleche innerhalb des Statorjochpakets ist geeigneterweise ein geradzahliger Bruchteil des Umfangs des Statorjochpakets und dabei insbesondere kleiner als 180° ist. Bevorzugt beträgt der Verdrehwinkel der einzelnen, umfangsseitig schlitzartig geöffneten Ringbleche 60°. Somit befinden sich die Öffnungen bzw. Trennschlitze in Axialrichtung des Statorjoch paketes, insbesondere von Ringblechlage zu Ringblechlage, an unterschiedlichen Umfangsstellen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Zweck des Statorjochpaketes, den magnetischen Kreis zu schließen und einen geschlossenen magnetischen Fluss zu erreichen, besonders vorteilhaft. Zudem ist hierdurch erreicht, dass im Zuge des Stapeins (Paketierens) der Ringbleche und in Folge des Verdrehens der einzelnen Ringbleche die hierdurch gebildete Statoröffnung umlaufend verläuft. Die Ringbleche des Statorjochpakets weisen an deren Außenumfang eine Anzahl von in Umfangsrichtung, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt angeordneten Fügenuten mit stufenförmigem Nutboden auf. Die Anzahl der Fügenuten entspricht zweckmäßigerweise dem Verhältnis aus Umfang (360°) und Verdrehwinkel der Ringbleche im Statorjochpaket. Bei einem bevorzugt zweistufigen Nutboden befindet sich die Öffnung bzw. der Trennschlitz der Ringbleche des Statorjochpakets innerhalb einer der Fügenuten vorzugsweise am Übergang deren radial innen liegenden zu deren radial außenliegenden Nutbodenstufe.
Das sternförmige Blechpaket umfasst in Umfangsrichtung geschlossene Statorbleche mit über Pohlschuhstege miteinander verbundenen Einzelzähnen. Zusätzlich sind innerhalb des Blechpakets in Umfangsrichtung offene Statorbleche mit unter Bildung einer polschuhseitigen Lücke zueinander beabstandeten Einzelzähnen oder Zahngruppen mit mindestens zwei miteinander verbundenen Einzelzähnen vorgesehen. Die unterschiedlichen Statorbleche sind in einer insbesondere auch hinsichtlich der vorgegebenen Stapelhöhe bestimmten Anzahl und geeigneten Abfolge im Blechpaket gestapelt.
Der Elektromotor weist ein zumindest innenwandseitig zylindrisches (zylinderförmiges) Motorgehäuse auf. Stirnseitig und vorzugsweise beidseitig des Stators ist ein zylinderförmiger Entkopplungsring angeordnet, der mit umfangsseitig vorgesehenen lokalen Anlagestellen an die Innenwandung des Motorgehäuses angebunden ist. Die Anlagestellen sind vorzugsweise durch erhabene Sickenkonturen gebildet, die im Zuge der Herstellung des Entkopplungsrings in diesen durch einen entsprechenden Stanzvorgang eingebracht sind. Wesentlich hierbei ist, dass mittels der lokalen Anlagestellen an exponierten Umfangsstellen eine partielle, eher punktförmige Anlage des Entkopplungsrings am Motorgehäuse hergestellt ist. Dies hat sich insbesondere in akustischer Hinsicht als besonders vorteilhaft herausgestellt. Der Entkopplungsring ist für eine akustische Entkopplung des Stators von übrigen Motorteilen des Elektromotors in an sich bekannter Weise umfangs- bzw. mantelseitig mit Ausnehmungen versehen. Zur Fertigstellung des Stators wird das sternförmige Blechpaket in das zylinderförmige Statorjoch eingesetzt, das mit dem Blechpaket, insbesondere in einem Impulsfügeprozess, form- und/oder kraftschlüssig verpresst bzw. gefügt wird. Die Statorbleche können während der Herstellung des sternförmigen Blechpaketes blechlagenweise geprägt werden. Hierdurch wird in einfacher und zuverlässiger Art und Weise eine radiale und axiale Verschieblichkeit der einzelnen Statorbleche gegeneinander und damit eine Verformung und Verungleichmäßigung des Blechpaketverbundes zusätzlich unterbunden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch lokales Öffnen der Ringbleche des Statorjochpakets eines ansonsten bevorzugt ein inneres sternförmiges Blechpaket aufweisenden Stators dessen Klangkörpereigenschaften im Sinne verbesserter Akustikeigenschaften ändert und im Motorbetrieb ein Verstimmen der Resonanzen oder ein Verschieben der Resonanzfrequenzen erfolgt, wodurch die akustischen Eigenschaften eines mit diesem Stator versehenen Elektromotors im Sinne einer Geräuschverminderung oder - Vermeidung verbessert sind. Die in dieser Hinsicht verbesserte akustische Klangcharakteristik des Stators wird in Richtung zunehmender Geräuschreduzierung besonders ausgeprägt, indem die oder einzelne geöffnete (radial geschlitzte) Ringbleche innerhalb des gestapelten Statorblechpakets gegeneinander in einem bestimmten Winkelraster, das vorzugsweise 60° beträgt, verdreht sind.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in Draufsicht einen Stator mit in ein Statorjochpaket eingesetztem sternförmigen Blechpaket,
Fig. 2 eine einzelnes, umfangsseitig lokal geöffnetes Ringblech des
Statorjochpakets,
Fig. 3 das Statorjochpaket in einer perspektivischen Ansicht,
Fig. 4 perspektivisch einen Elektromotor mit an den Stirnseiten des Stators angeordneten Entkopplungsringen ohne Motorgehäuse, Fig. 5 einen einzelnen Entkopplungsring in einer perspektivischen Ansicht, und
Fig. 6 perspektivisch den Elektromotor gemäß Fig. 4 mit Motorgehäuse.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt einen Stator 1 eines in den Fig. 4 und 6 näher dargestellten Elektromotors 2, mit einem in ein Statorjoch 3 eingesetztem sternförmigen Blechpaket 4 aus in Lagen übereinander gestapelten Statorblechen 5 im Montagezustand. Die Statorbleche 5 des zentralen sternförmigen Blechpakets 4 sind unter Bildung einer zentralen, zylindrischen Öffnung 6 in Stapelrichtung 7 (Fig. 3) aufeinander geschichtet und beispielsweise miteinander verprägt.
Das sternförmige Blechpaket 4 umfasst radial verlaufende Statorzähne 8, die an der radial zur Mitte gelegenen Innenseite einen zylinderförmigen Polschuh 9 bilden. Der Polschuh 9, der dem nicht dargestellten Rotor des Elektromotors 2 zugewandt ist, ist in Stapelrichtung 7 unter Bildung von polschuhseitigen Lücken (nicht sichtbar) nur teilweise umfangsseitig geschlossen, um einen magnetischen Kurzschluss zu verringern. Hierzu umfasst das sternförmige Blechpaket 4 in nicht näher dargestellter Art und Weise in Umfangsrichtung geschlossene Statorbleche 5 mit über Pohlschuhstege 10 unter Bildung eines die zentrale zylindrischen Öffnung 6 umgebenden Polschuhs 9 miteinander verbundenen Statorzähnen 8 und in Umfangsrichtung offene Statorbleche 5 mit unter Bildung einer polschuhseitigen Lücke (nicht sichtbar) zueinander beabstandeten Statorzähnen 8 oder Zahngruppen mit mindestens zwei miteinander verbundenen Statorzähnen 8.
Im Montagezustand umgibt der Stator 1 den auf einer Motorwelle 11 (Fig. 4 und 6) sitzenden Rotor des Elektromotors 2 konzentrisch. Auf den Statorzähne 8 des sternförmigen Blechstapels 4 sind im Montagezustand wiederum nicht sichtbare Spulen einer Feldwicklung angeordnet. Im elektromotorischen Betrieb erzeugen die bestromten Wicklungen das statorseitige Magnetfeld, das in Wechselwirkung mit Permanentmagneten des um die zentrale Stator- oder Motorachse 11 rotierenden Rotors des bürstenlosen Elektromotors 2 tritt.
Das Statorjoch 3 des aus diesem und dem sternförmigen Blechpaket 4 gefügten Stators 1 ist aus aufeinander gestapelten, nachfolgend als Ringbleche bezeichneten Rückschlussringblechen 12 zu einem Statorjochpaket gefertigt. Entlang dem Außenumfang ist das Statorjochpaket 3 mit Fügenuten 13 versehen. Die Fügenuten 13 verlaufen entlang der Stapelrichtung 7 und dienen zum Verpressen des Statorjochpakets 3 mit dem sternförmigen Blechpaket 4. Während des Fügeverfahrens dringen die dem Polschuh 9 radial gegenüberliegenden keilförmigen Zahnspitzen 14 der Statorzähne 8 in das Statormaterial formschlüssig ein.
Fig. 2 zeigt ein einzelnes Ringblech 12 des Statorjochpaketes 3. Das Ringblech 12 ist umfangsseitig an einer Stelle geöffnet bzw. aufgetrennt, wozu in das Ringblech 12 ein radialer Trennschlitz (Radialschlitz) 15 eingebracht ist. Der Trennschlitz 15 durchdringt das Ringblech 12 an dieser Stelle vollständig, so dass das Ringblech 2 umfangsseitig nicht geschlossen ist. Der Trennschlitz 15 befindet sich vorzugsweise im Bereich einer der Fügenuten 13. Diese Fügenut 13 sowie die weiteren am Umfang des Ringblechs 12 äquidistant verteilt angeordneten Fügenuten
13 sind unter Bildung einer radial äußeren Nutbodenstufe 13a und einer radial inneren Nutbodenstufe 13b stufig ausgeführt. Der Trennschlitz 15 befindet sich hier zweckmäßigerweise am Übergang der beiden Nutbodenstufen 13a und 13b. Der Winkel α zwischen zwei benachbarten Fügenuten beträgt bevorzugt α = 60°.
Fig. 3 zeigt das zylinderförmige Statorjochpaket 3 mit in Stapelrichtung 7 - und damit bezogen auf den in Fig. 4 dargestellten Elektromotor 2 in Richtung (Axialrichtung) der Motorachse 16 - axial übereinander gestapelten Ringblechen 12. Innerhalb des Stapels des Statorjochpaketes 3 sind die oder einzelne Ringbleche 12 um den Winkel α (Verdrehwinkel), d.h. mit 60° um die Motorlängsachse 16, zu der die Motorwelle 11 koaxial verläuft, gegeneinander verdreht.
Während Fig. 6 den Elektromotor 2 inklusive Motorgehäuse 17 zeigt, ist in Fig. 4 der Elektromotor 2 ohne Motorgehäuse 17 dargestellt. Erkennbar durchsetzt die Motorwelle 11 , auf der der nicht sichtbare Rotor sitzt, den Stator 1 , von dem das Statorblechpaket 3 außenumfangsseitig sichtbar ist. Erkennbar sind dort auch einige der Fügenuten 13.
An beiden Stirnseiten des Stators 1 sind Entkopplungsringe 18 angeordnet. Diese weisen an deren dem Stator 1 bzw. dessen Statorjoch 3 zugewandten inneren Ringkanten 18a mindestens ein, vorzugsweise mehrere Fügelaschen 19 auf, die sich in Axialrichtung 16 erstrecken und in die Fügenuten 13 des Statorjochs 3 vorzugsweise form- und/oder kraftschlüssig eingreifen. Auf diese Weise ist eine Verdrehsicherung, Positionierung und/oder Zentrierung des jeweiligen Entkopplungsrings 18 am Stator 1 bzw. an dessen Statorjoch 3 erreicht.
Die Fügelaschen 19 sind geeigneterweise L-förmig, wobei die jeweilige Fügelasche 19 mit deren vergleichsweise kurzen L-Schenkel an den Entkopplungsring 18 vorzugsweise einstückig angeformt ist, während sich der lange L-Schenkel 19b für dessen Eingriff in eine korrespondierende Fügenut 13 des Statorjochs 3 in Axialrichtung 16 erstreckt (Fig. 5).
Unter Bezugnahme auch auf die Fig. 5 weist der Entkopplungsring 18 eine Anzahl von umfangsseitig verteilt vorgesehenen Ausnehmungen 20 auf, die im Ausführungsbeispiel oval ausgeführt sind. Des Weiteren ist der Entkopplungsring 18 mit einer Anzahl von umfangsseitig verteilt angeordneten Sickenkonturen 21 versehen. Diese derartig erhabenen Sickenkonturen 21 überragen den Entkopplungsring 18 außen umfangsseitig in Radialrichtung 22 (Fig. 4). Die etwa quadratischen oder rechteckförmigen Sickenkonturen 21 sind beispielsweise im Zuge eines Stanz- oder Tiefziehprozesses in den Entkopplungsring 18 eingebracht.
Die Sickenkonturen 21 befinden sich in der Nähe des der inneren Ringkante 18a mit dort angeformten Fügelaschen 19 gegenüberliegenden äußeren Ringkante 18b des Entkopplungsrings 18, sind also zu dieser äußeren Ringkante 18b geringer beabstandet als zu der gegenüberliegenden inneren Ringkante 18. Mit diesen Sickenkonturen 21 liegt der jeweilige Entkopplungsring 18 an der Innenwandung des Motorgehäuses 17 im Montagezustand an. Auf diese Weise sind singuläre, lokale und insbesondere quasi punktförmige Anlagestellen der Entkopplungsring 18 am Motorgehäuse 17 gebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Insbesondere wird die Ausgestaltung des Entkopplungsrings 18 mit den lokalen Sickenkonturen 21 als eigenständige Erfindung angesehen, unabhängig von den geöffneten bzw. geschlitzten Ringblechen 12 des Statorjochs 3. Auch stellt die stufenförmige Ausgestaltung der Nutböden 13a, 13b der Fügenuten 13 in Verbindung mit den L-förmigen Fügelaschen 19 des Entkopplungsrings 18 eine eigenständige Erfindung dar.
Bezugszeichenliste
1 Stator
2 Elektromotor
3 StatorjocfWpaket
4 sternförmiges Blechpaket
5 Statorblech
6 Öffnung
7 Stapelrichtung
8 Statorzahn
9 Polschuh
10 Polschuhsteg
1 1 Motorwelle
12 Ringblech
13 Fügenut
13a,b Nutbodenstufe
14 Zahnspitze
15 Öffnung/Trennschlitz
16 Axialrichtung
17 Motorgehäuse
18 Entkopplungsblech 18a innere Ringkante
18b äußere Ringkante
19 Fügelasche
19a kurzer L-Schenkel
19b langer L-Schenkel
20 Ausnehmung
21 Sickenkontur
22 Radialrichtung α Verdrehwinkel

Claims

Ansprüche
Stator (1) für einen Elektromotor (2), mit einer Anzahl von in einem sternförmigen Blechpaket (4) gestapelten Statorblechen (5) mit radial verlaufenden und einen zentralen zylinderförmigen Polschuh (9) bildenden Statorzähnen (8), und mit einem aus gestapelten Ringblechen (12) gebildeten zylinderförmigen Statorjochpaket (3), in welches das sternförmige Blechpaket (4) eingesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringbleche (12) des Statorjochpakets (2) umfangsseitig lokal geöffnet sind.
Stator (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Ringblech (12) des Statorjochpakets (3) umfangsseitig einen, vorzugsweise radial verlaufenden, Trennschlitz (15) aufweist.
Stator (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringbleche (12) im Statorjochpaket (3) gegeneinander um einen Verdrehwinkel (a) gedreht gestapelt sind.
Stator (1 ) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verdrehwinkel (a) der Ringbleche (12) innerhalb des Statorjochpakets (3) kleiner als 180° ist und vorzugsweise 60° beträgt.
Stator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ringbleche (12) des Statorjochpakets (3) außenumfangsseitig eine Anzahl von in Umfangsrichtung, vorzugsweise gleichmäßig, verteilt angeordnete, stufenförmige Fügenuten (13) mit mindesten zwei Nutbodenstufen (13a, 13b) aufweist, wobei Anzahl der Fügenuten (13) vorzugsweise dem Verhältnis aus Umfang (360°) und Verdrehwinkel (a) der Ringbleche (12) im Statorjochpaket (3) entspricht.
6. Stator (1 ) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringbleche (12) des Statorjochpakets (3) innerhalb einer der Fügenuten (13) geöffnet und dort vorzugsweise mit dem Trennschlitz (15) versehen sind.
7. Stator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das sternförmige Blechpaket (4) in Umfangsrichtung geschlossene Statorbleche (5) mit über Pohlschuhstege (10) miteinander verbundenen Statorzähnen (8) und/oder in Umfangsrichtung offene Statorbleche (5) mit unter Bildung einer polschuhseitigen Lücke zueinander beabstandeten Statorzähnen (8) oder Zahngruppen mit mindestens zwei miteinander verbundenen Statorzähnen (8) umfasst.
8. Elektromotor (2) mit einem Stator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Elektromotor (2), insbesondere nach Anspruch 8, mit einem zumindest in- nenwandseitig zylindrischen Motorgehäuse ( 7),
gekennzeichnet durch
stirnseitig des Stators (1) mindestens einen zylinderförmigen und zur Motorachse (16) koaxialen, vorzugsweise mantelseitig mit Ausnehmungen (20) versehenen, Entkopplungsring (18), der mit umfangsseitig vorgesehenen lokalen Anlagestellen (21), vorzugsweise in Form von erhabenen Sicken- konturen, am Motorgehäuse (17) innenwandungsseitig anliegt und/oder daran befestigt ist.
10. Elektromotor (2) nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Entkopplungsring (18) an dessen dem Statorjochpaket (3) zugewandten Ringkante (18a) eine Anzahl von mit den Fügenuten (13) des Stator (1 ) bzw. Statorjochs (3) korrespondierenden und in diesen form- und/oder kraftschlüssig einsitzenden L-förmigen Fügelaschen (19) aufweist.
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