WO2019180203A1 - Wickelkörper für einen elektrischen antrieb - Google Patents

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WO2019180203A1
WO2019180203A1 PCT/EP2019/057241 EP2019057241W WO2019180203A1 WO 2019180203 A1 WO2019180203 A1 WO 2019180203A1 EP 2019057241 W EP2019057241 W EP 2019057241W WO 2019180203 A1 WO2019180203 A1 WO 2019180203A1
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WO
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winding
insulating lamella
section
winding wire
recess
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PCT/EP2019/057241
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English (en)
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Inventor
Harold Bitzer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/52—Fastening salient pole windings or connections thereto
    • H02K3/521—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only
    • H02K3/522—Fastening salient pole windings or connections thereto applicable to stators only for generally annular cores with salient poles
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    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
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    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
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    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/187—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to inner stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2203/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to the windings
    • H02K2203/12—Machines characterised by the bobbins for supporting the windings

Definitions

  • the invention relates to a stator for an electric drive and an insulating lamella according to the preamble of the independent claims.
  • Winding body electrically separated by an insulating lamella Winding body electrically separated by an insulating lamella.
  • the invention relates to a winding body, in particular a stator for an electric drive, with a substantially annular
  • Winding body which has radial teeth for receiving electrical windings, wherein on a first end face of the winding body an insulating lamella is arranged, which wound from the winding wire
  • the insulating lamella has at least a first section and a second section, wherein the first section has at least one
  • Connecting means is arranged on the second section and wherein the
  • Winding base body has a recess corresponding to the first portion and the first portion opposite the second portion is recessed into the recess.
  • the bobbin according to the invention can be produced simply and inexpensively.
  • the first section of the insulating lamella can be pressed into the recess on the winding base body without an additional assembly step. Such impressions of the first portion of the insulating lamella can be done for example via the axial insertion of other components, such as a fixing element for fixing winding wires.
  • such a winding body is a stator of an electric drive.
  • Connecting means are understood in particular a means which connects the first portion and the second portion during assembly.
  • the invention is not limited to such connecting means, which on the winding body according to the invention in the final assembled state, an existing connection between the first
  • the term corresponding recess may preferably be understood to mean such a recess whose cross-section is substantially congruent to the first section of the insulating lamella.
  • the recess has a relation to the first section enlarged cross-section.
  • Essential to the invention is that the recess is designed such that it can receive the first section.
  • Recess and the first portion designed such that during axial joining either a game or an oversize is provided.
  • the maximum dimension of the cross section of the recess is greater than or equal to the smallest dimension of the cross section of the first section.
  • Substantially annular winding base body in particular also such a winding base body, in which, starting from a substantially annular base element in the radial direction, the teeth extend.
  • the at least one connecting means of the insulating lamella has a predetermined breaking point, wherein in the installed state, the first portion and the second portion are formed separately from each other.
  • a predetermined breaking point can be understood as meaning a connection in which the fracture separation contributes to the planned function. According to an advantageous embodiment of the invention, it may be provided for this purpose that the
  • Connecting means has a notch, taper or incision, so that the connecting means by the notch effect crucial is weakened.
  • such a connecting means may be a web with a corresponding predetermined breaking point.
  • the connecting means is deformable in the axial direction.
  • Relative movement between the first portion and the second portion can thus be provided in an advantageous manner by an elastic and, alternatively, or additionally by a plastic deformation of the connecting means.
  • a deformable connection means can be provided, for example, via a thin, flexurally elastic sheet-metal strip.
  • Essential to the invention here is merely that the first portion can be sunk by a movement relative to the second portion at least partially in the axial direction in the recess or embedded. In this way, the axial height of the electric drive can be reduced particularly advantageous.
  • the direction of the axis of symmetry of the winding body are understood. Accordingly, the first end face of the winding body extends substantially in an orthogonal plane to the axial direction.
  • Winding body is formed of individual annularly closed, axially stacked laminations.
  • the recess is in
  • Region of the first end face is formed, particularly preferably on the first end face facing first lamination.
  • a design of the recess on only a few laminations has the advantage that the other laminations can be configured so rotationally symmetrical that they can be rotated during assembly against the corresponding adjacent laminations. Furthermore, the Forming the recess on only the first lamination the
  • the recess is formed in the first 4 to 6 laminations.
  • a collar extending in the axial direction is arranged on the first section of the insulating lamella for the tangential guidance of the winding wire.
  • the collar forms a radial stop for the winding wires, so that they do not protrude into the centrally disposed storage area of the electric drive.
  • Section of the insulating lamella into the recess is in an advantageous manner, the molded on the first section collar also in the
  • the term collar can be understood as meaning a projection or a dividing wall which projects beyond the contour of the insulating lamella in the axial direction.
  • the collar in the axial direction has a height of a few millimeters, more preferably between 6mm and 9mm. This has the advantage that when winding the teeth of the winding wire is not in the free
  • Storage receiving area can protrude.
  • the collar is arranged completely circumferentially on the inner circumference of the insulating lamella.
  • the collar is formed by projections which are adapted to guide the winding wire tangentially.
  • the first portion and, alternatively or in addition, also the second portion of the insulating lamella are formed substantially circumferentially, wherein the first and the second portion preferably
  • the first section and the second section are substantially annular, wherein the term annular, in particular also those
  • Embodiments may be understood in which the outer contour and, alternatively or in addition, or in addition, the inner contour of the annular portions have a shape deviating from the circle. That's the way it is
  • the outer contour and alternatively or additionally, the inner contour has an elliptical or polygonal contour.
  • a compensation gap is arranged between the first section and the second section. This compensation gap allows a frictionless, axial displacement of the first and the second portion relative to each other.
  • Such a compensation gap is preferably arranged uniformly circumferentially.
  • the insulating lamella has a guide means, which is arranged in grooves between the teeth radially inward.
  • This guide means in the mounted state, at least one winding wire section of the winding wire forming the winding.
  • the winding wire is passed over the guide means in the axial direction of the winding body. The lead out of the winding wire in the axial direction of the
  • Winding body by a guide means allows advantageously facilitated contacting, or connection of the winding conductor with other components, in particular the electronics outside of
  • the guide means separates the guided winding wire section from the winding itself. This separation can be a possible electrical contact and thus
  • each guide means are formed in a groove, that is, between two teeth.
  • Winding wires are thus preferably at least six guide means intended. Such a guidance of the winding wire sections of the winding wires by means of a guide means of the type in question can advantageously be achieved a compact design of the electric drive, which in turn has a positive effect on the required space.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that a fixing element is provided which has at least one in the assembled state in the axial direction in the winding base body engaging fixing projection.
  • This fixing projection is advantageously designed to fix the corresponding winding wire sections of the winding wire in the at least one guide means tangentially and alternatively or additionally axially.
  • the insulating lamella is made in one piece.
  • an insulating blade according to the invention with the two sections can be particularly cost-effective and easy to produce.
  • the insulating lamella is formed such that the first portion can be molded over the second portion and the webs formed as flow aids.
  • the insulating lamella is formed of ceramic.
  • the insulating lamella is advantageously arranged in a first step on the first end side of the winding base body. Subsequently, the teeth are wound, wherein the winding wire in sections over the first section of
  • Insulating lamella is performed.
  • the first and the second portion remain connected to each other via the connecting means and are arranged substantially in a radial plane to each other.
  • the winding wire ends are guided after winding by the guide means in the axial direction of the winding body. After winding the teeth of the first portion of the insulating lamella in the axial direction in the corresponding recess of the winding body pushed in or sunk.
  • the first portion which in particular builds up high in the axial direction by the collar formed there, can be reduced in an advantageous manner, the height of the electric drive and, consequently, the required space.
  • the axial displacement of the first portion relative to the second portion takes place together with the introduction of a fixing element or a fixing projection into the
  • the first section and the second section are present as separate components.
  • FIG. 1 shows a winding body according to the invention in a radial
  • FIG. 2 shows a plan view of a winding body according to the invention
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a
  • 3a shows a perspective view of a section of a
  • Figure 4 is a perspective view of a section of a
  • FIG. 1 shows a detail of a winding body 12 in a radial
  • the winding body 12 is a stator.
  • the stator 12 according to an advantageous embodiment of the invention has a winding base body 14 with radially outwardly extending teeth 16 for receiving electrical
  • Winding body 14 is an insulating lamella 24 is arranged.
  • the insulating lamella 24 advantageously prevents an electrical connection between the winding wire 20 and the winding body 14. Further, the insulating lamella 24 advantageously prevents damage to the
  • Wickelschreib stresses 14 and alternatively or in addition to the winding wire 20 in the winding of the teeth 16.
  • damage to the coating of a winding wire 20 in the region of the uppermost edge of the winding body 14 can be prevented by such insulating 24 in an advantageous manner.
  • the winding base body 24 may according to an advantageous embodiment of the invention of individual annular closed, axially stacked Be formed sheet metal.
  • the individual annular closed, axially stacked Be formed sheet metal Preferably, the individual
  • the insulating lamella 24 has guide means 26 in the region of the grooves 22 according to an advantageous embodiment of the invention.
  • This guide means 26 serves to guide a winding wire section 28 of a winding wire 20.
  • winding wire section 28 takes place by the arrangement of the corresponding winding wire section 28 within the guide means 26.
  • the winding wire 20 is guided out via the guide means 26 from the winding base 14 in the axial direction or inside.
  • the winding wire section 28 is preferably a
  • Winding wire beginning or a winding wire end Winding wire beginning or a winding wire end.
  • FIG. 2 shows a stator 12 in a plan view.
  • an insulating lamella 24 is disposed on a first end face 30, which approximately the entire surface of the first end face 30 of the
  • Wickelschreib stresses 14 covers.
  • the insulating lamella 24 extends
  • FIG. 2 shows a plan view of the first end side 30 correspondingly.
  • both insulating fins 24, 25 are formed completely circumferentially. According to one embodiment of the invention, it can be provided that the insulating lamellae 24, 25 are formed as separate components, each axially on the first
  • FIG. 2 shows a stator 12 in a plan view. As can be clearly seen in Figure 2, the stator 12 has a substantially annular
  • Winding body 14 with radially outwardly extending teeth 16 are circumferential at the inner ring of the stator 12 evenly spaced teeth 16th
  • each grooves 22 are arranged.
  • a winding 18 is shown schematically.
  • An electric drive of the type in question here is preferably an electric drive which has three phases U, V, W.
  • the stator 12 preferably has three winding wires 20, which are wound around the teeth 16 of the winding base body 14 and form the windings 18 of the stator 12.
  • each of the winding wires 20U, 20V, 20W is alternately wound around every third tooth 16.
  • Each of these winding wires 20U, 20V, 20W preferably has two winding wire sections 28, which are guided by a corresponding guide means 26.
  • the winding wire sections 28 of the winding wires 20U, 20V, 20W are arranged correspondingly within the guide means 26.
  • the winding wires 20U, 20V, 20W cross the interior region of the stator 12 when they are transferred to the corresponding next tooth 16 of their phase U, V, W.
  • the stator 12 in order to receive the bearing of a rotor of an electric drive according to the invention, 2, has an opening 36 arranged centrally around the axis of rotation of the rotor.
  • the opening 36 may protrude, is arranged on the inner circumferential edge of the insulating lamella 24, an axially extending, circumferential collar 38, which leads the winding wires 20U, 20V, 20W tangentially. Since during the winding process, the winding needle must not touch the already wound teeth 16 and the winding wire 20 at its exit from the
  • Winding nozzle form an arc it is usually necessary that the circumferential collar 38 has a corresponding minimum height in the axial direction, which results in that the stator 12 is formed higher inside is considered outdoor. Accordingly, it may be provided according to an advantageous embodiment of the invention that the circumferential collar 38 has an axial height between 6mm and 9mm, preferably between 7mm and 8mm.
  • FIG. 3 shows an exploded perspective view of an embodiment of the stator 12 in the unwound condition prior to assembly.
  • the stator 12 has a first end face 30 on which in the assembled state
  • Insulating lamella 24 is arranged.
  • the insulating lamella 24 has guide means 26 for guiding the initial or end winding wire sections 28, which are arranged radially inward in the region of the grooves 22. According to an advantageous embodiment of the invention, the winding wire sections 28 are guided in this guide means 26 in the axial direction 24 out of the stator 12 or into the stator 12.
  • the guide means 26 has a
  • the separating means is preferably formed as a bulge on the insulating lamella 24 and separates the
  • a circumferential collar 38 is formed, which, as explained above, the function of a thin-walled partition between the intersecting the interior, winding wires 20U, 20V, 20W and the opening 36 provides for storage.
  • the circumferential collar 38 extends in the axial direction 34.
  • the insulating plate 24 has a first substantially annular portion 40 and a second in the
  • the first portion 40 is disposed radially inward. Both sections 40, 42 are arranged substantially concentric with each other. According to the invention, the first section 40 is connected to the second section 42 via a connecting means 44. According to the in Figure 3 illustrated embodiment of the invention, the connecting means 44 is formed as a web.
  • the winding main body 14 has a recess 46, the shape of which is formed corresponding to the first portion 46, in particular substantially congruent.
  • the recess 46 is formed according to the invention radially inward in the region of the first end face 30 of the winding base body 14.
  • the winding body 14 is formed of individual annularly closed, axially stacked laminations, so that the recess 46 is formed in the first end face 30 facing first laminations, in particular in the first 4 to 6 laminations.
  • the recess preferably has a depth of a few millimeters, in particular between 4 mm and 6 mm.
  • the winding base 14 has a
  • the recess 46 has a smaller diameter than the
  • the insulating member 24 is formed such that the first portion 40 is formed relative to the second portion 42 in the axial direction 34 in the recess 46 movable.
  • the connecting means 44 or the web is designed as a predetermined breaking point for this purpose, so that after the axial insertion of the first portion 40 of the insulating lamella 24 in the recess 44 of the winding body 14 first portion 40 and the second portion 42 are separated , By the axial insertion of the first portion 40 in the recess 46 of the winding body 14 can the axial height of the stator 12 in the region of the circumferential collar 38 can be reduced in an advantageous manner.
  • such insulating lamella 24 consists of an electrically insulating material, in particular of plastic.
  • the insulating lamella 24 with the radially inner first section 40 and the radially outer second section 44 and the connecting means 44 arranged between the first section 40 and the second section 44 can be produced as a one-piece plastic injection-molded component.
  • the connecting means 44 are formed as webs.
  • a circumferential compensation gap 54 is arranged between the first section 40 and the second section 44, which permits axial displacement of the two sections 40, 41 relative to one another. This compensation gap 54 is attacked by the webs 44.
  • a plurality of webs 44 are arranged circumferentially between the first portion 40 and the second portion 42.
  • these webs are arranged equidistant from each other, so that the first portion 40 can be injected with a production by means of plastic injection molding process via the second portion 42 and the holding webs 44 with.
  • FIG. 3a shows such a web 44 designed as a predetermined breaking point in an enlarged representation. As can be clearly seen, bridges the bridge 44 between the inner first portion 40 and the
  • the web 44 has a notch or cross-sectional taper which decisively weakens the corresponding web and thus the planned one
  • Breakage point represents under the axial mounting force.
  • the connecting element is formed deformable in the axial direction.
  • FIG. 4 shows a section of an electric drive 10 with a stator 12. As can be seen in FIG.
  • This guide means 26 that is arranged in the grooves 22 between the teeth 16. This guide means 26 guides a winding wire section 28 of the winding wire 20 in the axial direction 34 out of the winding base body 14.
  • a guide insert 56 is additionally provided on a number of grooves 22.
  • Such a guide insert 56 may additionally be arranged on the guide means 26 and an even more precise guidance of the winding wire sections 28
  • the guide insert 56 may be formed as a arranged in the grooves 22 pocket.
  • a carrier 70 which has recesses 72 for guiding and fixing the winding wires 20 guided out of the winding main body 14.
  • the guidance of the winding wire sections 28 in the guide means 26 or in the guide inserts 56 allows the winding wires 20 to be led out in the longitudinal direction of the winding main body 14.
  • the lead-out winding wires 20 are inserted into recesses of the carrier 70 during assembly.
  • a fixing member 58 is provided which of the fixation, respectively
  • the fixing element 58 has at least one fixing projection 60 or fixing foot. As can be clearly seen in FIG. 4, the at least one fixing projection 60 is arranged in the assembled state between two winding wires 20 which are inserted inside a groove 22.
  • the fixing projections 60 can in particular via the openings of the formed as pockets guide inserts 56 with the winding wires 20th
  • the fixing projection 60 preferably fixes the winding wire section 28 tangentially and axially in the guide means 26.
  • the fixing projections 60 extend according to an embodiment of a substantially annular support member 61 in the axial direction 34 of the electric drive 10.
  • the fixing projections 60 according to Figure 4, two legs 62a, 62b.
  • the two fixing legs 62a, 62b are preferably arranged parallel to one another, between the two
  • Fixing legs 62a, 62b is formed an air space, whereby an elastic deformation of the Fixierschenkel 62a, 62b allows each other. This deformation takes place in particular in the arrangement of the fixing legs 62a, 62b within the grooves 22.
  • the two fixing legs 62a, 62b are connected to each other by a fixing tip 64.
  • the fixing tip 64 allows the improved guidance of the fixing projection 60 during assembly.
  • the fixing tip 64 can have means which enable a locking of the fixing projection 60 on the carrier 70 or the recesses of the carrier 70.
  • a sealing means 72 may be provided with corresponding recesses for the passage of the winding wires 20.
  • Sealing element can be arranged for example on the carrier 70.
  • the insulating lamella 24 with the first section 40 and the second section 42 is arranged on the first end face 30 of the winding base body 14 in a first step. Subsequently, the teeth 16 are wound with the windings 18, wherein the winding wire 20 in the transfer to the next tooth 16 of its phase U, V, W intersects the inner region and thus at least partially over the first portion 40 of the insulating lamella 24 is performed.
  • this first section 40 of the insulating lamella has the collar 38 which builds up in the axial direction 34, which collar projects into the winding wires 20 crossing the inner region
  • the necessary axial mounting force is preferably introduced via the support member 61 on the first portion 40 of the insulating lamella 46. The over the first section 40 of the
  • Insulating lamella 24 guided winding wire sections are slightly biased in the axial direction.
  • first portion 40 and the second portion 42 formed as predetermined breaking points are arranged. These webs 44 break deliberately under the mounting force applied axially over the fixing element 58, so that the first section 40 can be displaced axially relative to the second section 42.
  • Section 40 into the recess 46 of the collar 38 sinks at least partially in the axial direction 34 in the recess, so that advantageously the axial height of the stator 12 can be reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wickelkörper (12), insbesondere Stator für einen elektrischen Antrieb, mit einem ringförmigen Wickelgrundkörper (14), welcher radiale Zähne (16) zur Aufnahme von elektrischen Wicklungen (18) aufweist, wobei an einer ersten Stirnseite (30) des Wickelgrundkörpers (14) eine Isolierlamelle (24) angeordnet ist, die die aus Wickeldraht (20) gewickelten Wicklungen (18) gegenüber dem Wickelgrundkörper (14) isoliert. Es wird vorgeschlagen, dass die Isolierlamelle (24) wenigstens einen ersten Abschnitt (40) und einen zweiten Abschnitt (42) aufweist, wobei der erste Abschnitt (40) über wenigstens ein Verbindungsmittel (44) am zweiten Abschnitt (42) angeordnet ist und wobei der Wickelgrundkörper (14) eine zum ersten Abschnitt (42) korrespondierende Ausnehmung (46) aufweist und der erste Abschnitt (40) gegenüber dem zweiten Abschnitt (42) in die Ausnehmung (46) versenkt ausgebildet ist.

Description

Titel
Wickelkörper für einen elektrischen Antrieb
Die Erfindung geht aus von einem Stator für einen elektrischen Antrieb sowie einer Isolierlamelle nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Es ist bereits ein Wickelkörper mit einem Wickelgrundkörper bekannt, welcher sich radial erstreckende Zähne und zwischen den Zähnen angeordnete Nuten aufweist. Auch ist bekannt die Wicklungen des Wickelkörpers und den
Wickelgrundkörper durch eine Isolierlamelle elektrisch voneinander zu trennen.
Ferner ist es bekannt, dass der Wickelkörper aufgrund der Form und Funktion der Isolierlamelle in axialer Richtung abschnittsweise hoch aufbaut. Dies geht jedoch zu Lasten der axialen Bauhöhe eines solchen Wickelkörpers, was wiederum einen erhöhten Platzbedarf für den entsprechenden Elektromotor zur Folge hat.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einem Wickelkörper, insbesondere einem Stator für einen elektrischen Antrieb, mit einem im Wesentlichen ringförmigen
Wickelgrundkörper, welcher radiale Zähne zur Aufnahme von elektrischen Wicklungen aufweist, wobei an einer ersten Stirnseite des Wickelgrundkörpers eine Isolierlamelle angeordnet ist, die die aus Wickeldraht gewickelten
Wicklungen gegenüber dem Wickelgrundkörper isoliert. Es wird vorgeschlagen, dass die Isolierlamelle wenigstens einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt über wenigstens ein
Verbindungsmittel am zweiten Abschnitt angeordnet ist und wobei der
Wickelgrundkörper eine zum ersten Abschnitt korrespondierende Ausnehmung aufweist und der erste Abschnitt gegenüber dem zweiten Abschnitt in die Ausnehmung versenkt ausgebildet ist.
Der erfindungsgemäße Wickelkörper mit der erfindungsgemäßen Isolierlamelle und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass der erste Abschnitt der
Isolierlamelle zumindest teilweise in Axialrichtung in den Wickelgrundkörper eingelassen beziehungsweise versenkt werden kann. Auf diese Weise kann die axiale Bauhöhe des Wickelkörpers minimiert werden, ohne dass die Leistung des elektrischen Antriebes reduziert wird. Darüber hinaus lässt sich der erfindungsgemäße Wickelkörper einfach und kostengünstig hersteilen. In besonders vorteilhafter Weise lässt sich der erste Abschnitt der Isolierlamelle ohne zusätzlichen Montageschritt in die Ausnehmung am Wickelgrundkörper eindrücken. Ein solches Eindrücken des ersten Abschnittes der Isolierlamelle kann beispielsweise über das axiale Einschieben weiterer Bauteile, wie beispielsweise eines Fixierelementes zur Fixierung von Wickeldrähten erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei einem solchen Wickelkörper um einen Stator eines elektrischen Antriebes.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff
Verbindungsmittel insbesondere ein Mittel verstanden werden, welches den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt während der Montage miteinander verbindet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf solche Verbindungsmittel beschränkt, welche am erfindungsgemäßen Wickelkörper im endgültig montierten Zustand eine bestehende Verbindung zwischen dem ersten
Abschnitt und dem zweiten Abschnitt der Isolierlamelle bereitstellen.
Erfindungswesentlich ist hierbei lediglich, dass das Verbindungsmittel im
Herstellungsprozess des Wickelkörpers zumindest zeitweise eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt bereitstellt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff korrespondierende Ausnehmung vorzugsweise eine solche Ausnehmung verstanden werden, deren Querschnitt im Wesentlichen deckungsgleich zum ersten Abschnitt der Isolierlamelle ausgebildet ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Ausnehmung einen gegenüber dem ersten Abschnitt vergrößerten Querschnitt aufweist. Erfindungswesentlich ist, dass die Ausnehmung derart gestaltet ist, dass sie den ersten Abschnitt aufnehmen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Querschnitt der
Ausnehmung und des ersten Abschnittes derart ausgebildet, dass beim axialen Fügen entweder ein Spiel oder ein Übermaß bereitgestellt wird.
Erfindungsgemäß ist das Größtmaß des Querschnittes der Ausnehmung größer oder gleich groß wie das Kleinstmaß des Querschnittes des ersten Abschnittes. Bei der Montage des erfindungsgemäßen Wickelkörpers wird der erste Abschnitt relativ zum zweiten Abschnitt in die Ausnehmung
hineingeschoben.
Ferner kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einem im
Wesentlichen ringförmigen Wickelgrundkörper insbesondere auch ein solcher Wickelgrundkörper verstanden werden, bei welchem sich ausgehend von einem im Wesentlichen ringförmigen Grundelement in radialer Richtung die Zähne erstrecken.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der unabhängigen Merkmale.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das wenigstens eine Verbindungsmittel der Isolierlamelle eine Sollbruchstelle aufweist, wobei im eingebauten Zustand der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt getrennt voneinander ausgebildet sind.
Unter einer Sollbruchstelle kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine solche Verbindung verstanden werde, bei welcher die Bruchtrennung zur geplanten Funktion beiträgt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann es zu diesem Zweck vorgesehen sein, dass das
Verbindungsmittel eine Einkerbung, Verjüngung oder Einritzung aufweist, sodass das Verbindungsmittel durch die Kerbwirkung entscheidend geschwächt wird. Bei der Montage, bei welcher eine Montagekraft auf die Sollbruchstelle aufgebracht wird, versagt diese gezielt, sodass nach der Montage der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt des Isolierelementes als separate Bauteile vorliegen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann ein solches Verbindungsmittel ein Steg mit einer entsprechenden Sollbruchstelle sein.
Alternativ zu einer Sollbruchstelle oder zusätzlich hierzu kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen sein, dass das Verbindungmittel in Axialrichtung verformbar ausgebildet ist. Die
Relativbewegung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt kann somit in vorteilhafter Weise durch eine elastische und alternativ hierzu oder zusätzlich durch eine plastische Verformung des Verbindungsmittels bereitgestellt werden. Ein derart verformbares Verbindungsmittel kann beispielsweise über einen dünnen, biegeelastischen Blechstreifen bereitgestellt werden. Erfindungswesentlich ist hierbei lediglich, dass der erste Abschnitt durch eine Bewegung relativ zum zweiten Abschnitt zumindest teilweise in Axialrichtung in der Ausnehmung versenkt beziehungsweise eingelassen werden kann. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft die axiale Bauhöhe des elektrischen Antriebes reduziert werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter der Axialrichtung im
Wesentlichen die Richtung der Symmetrieachse des Wickelgrundkörpers verstanden werden. Entsprechend erstreckt sich die erste Stirnseite des Wickelkörpers im Wesentlichen in einer Orthogonalebene zur Axialrichtung.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der
Wickelgrundkörper aus einzelnen ringförmig geschlossenen, axial gestapelten Blechlamellen ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist die Ausnehmung im
Bereich der ersten Stirnseite ausgebildet ist, besonders bevorzugter Weise an den der ersten Stirnseite zugewandten ersten Blechlamellen. Eine Ausbildung der Ausnehmung an lediglich einigen wenigen Blechlamellen hat den Vorteil, dass die übrigen Blechlamellen derart rotationssymmetrisch ausgestaltet werden können, dass diese bei der Montage gegenüber den entsprechend benachbarten Blechlamellen verdreht werden kann. Ferner beeinflusst die Ausbildung der Ausnehmung an lediglich den ersten Blechlamellen die
Leistung des elektrischen Antriebes in vorteilhafterweise nicht wesentlich. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung in den ersten 4 bis 6 Blechlamellen ausgebildet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass am ersten Abschnitt der Isolierlamelle ein sich in Axialrichtung erstreckender Kragen zur tangentialen Führung des Wickeldrahtes angeordnet ist. Mit anderen Worten der Kragen bildet einen radialen Anschlag für die Wickeldrähte, sodass diese nicht in den mittig angeordneten Lagerbereich des elektrischen Antriebes hineinragen. Durch das Verschieben des ersten
Abschnittes der Isolierlamelle in die Ausnehmung hinein, wird in vorteilhafter Weise der am ersten Abschnitt angeformte Kragen ebenfalls in die
Ausnehmung verschoben und baut somit in Axialrichtung weniger
beziehungsweise nicht mehr auf.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff Kragen ein Vorsprung beziehungsweise eine Trennwand verstanden werden, welche in Axialrichtung über die Kontur der Isolierlamelle hinaussteht. Vorzugsweise weist der Kragen in Axialrichtung eine Höhe von einigen Millimetern, besonders bevorzugterweise zwischen 6mm und 9mm auf. Dies hat den Vorteil, dass beim Bewickeln der Zähne der Wickeldraht nicht in den freien
Lageraufnahmebereich hineinragen kann.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Kragen vollständig umlaufend am Innenumfang der Isolierlamelle angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Kragen durch Vorsprünge ausgebildet ist, welche dazu geeignet sind den Wickeldraht tangential zu führen.
Vorzugsweise sind der erste Abschnitt und alternativ hierzu oder zusätzlich auch der zweite Abschnitt der Isolierlamelle im Wesentlichen umlaufend ausgebildet, wobei der erste und der zweite Abschnitt vorzugsweise
konzentrisch, zueinander angeordnet, wobei der erste Abschnitt radial innen gegenüber dem zweiten Abschnitt angeordnet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind dabei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei unter dem Begriff ringförmig insbesondere auch solche
Ausführungsformen verstanden werden können bei welcher die Außenkontur und alternativ hierzu oder zusätzlich auch die Innenkontur der ringförmigen Abschnitte eine vom Kreis abweichende Form aufweisen. So ist es
beispielsweise auch denkbar, dass die Außenkontur und alternativ hierzu oder zusätzlich die Innenkontur eine elliptische oder vieleckige Kontur aufweist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Ausgleichsspalt angeordnet. Dieser Ausgleichsspalt ermöglich ein reibungsfreies, axiales Verschieben des ersten und des zweiten Abschnittes relativ zueinander. Ein solcher Ausgleichsspalt ist vorzugsweise gleichmäßig umlaufend angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es ferner
vorgesehen, dass die Isolierlamelle ein Führungsmittel aufweist, welches in Nuten zwischen den Zähnen radial innen angeordnet ist. Dieses Führungsmittel führt im montierten Zustand wenigstens einen Wickeldrahtabschnitt des die Wicklung bildenden Wickeldrahtes. Vorzugsweise wird der Wickeldraht über das Führungsmittel in Axialrichtung aus dem Wickelgrundkörper geleitet. Das Herausleiten des Wickeldrahtes in axialer Richtung aus dem
Wickelgrundkörper durch ein Führungsmittel des ermöglicht in vorteilhafter Weise eine erleichterte Kontaktierung, bzw. Verbindung der Wicklungsleiter mit weiteren Bauteilen, insbesondere der Elektronik außerhalb des
Wickelgrundkörpers. Vorteilhaft ist ferner, dass das Führungsmittel den geführten Wickeldrahtabschnitt von der Wicklung selbst trennt. Durch diese Trennung kann eine mögliche elektrische Kontaktierung und damit
einhergehend ein Kurzschluss verhindert werden. Durch die vereinfachte Montage können in vorteilhafter Weise die Herstellungskosten eines solchen elektrischen Antriebes gesenkt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind in einer Nut, das heißt zwischen zwei Zähnen, jeweils zwei Führungsmittel ausgebildet.
Insbesondere werden je Wickeldraht zwei Führungsmittel benötigt. Bei einem dreiphasigen Elektromotor und damit einhergehend wenigstes drei
Wickeldrähten sind somit vorzugsweise wenigstens sechs Führungsmittel vorgesehen. Eine solche Führung der Wickeldrahtabschnitte der Wickeldrähte mittels einem Führungsmittel der hier zur Rede stehenden Art kann in vorteilhafter Weise eine kompakte Bauweise des elektrischen Antriebes erzielt werden, was sich wiederum positiv auf den benötigten Bauraum auswirkt.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Fixierelement vorgesehen ist, welches wenigstens einen im montierten Zustand in Axialrichtung in den Wickelgrundkörper eingreifenden Fixiervorsprung aufweist. Dieser Fixiervorsprung ist vorteilhafter Weise dazu ausgebildet ist die entsprechenden Wickeldrahtabschnitte des Wickeldrahtes in dem wenigstens einem Führungsmittel tangential und alternativ hierzu oder zusätzlich axial zu fixieren.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Isolierlamelle einteilig hergestellt. Insbesondere als Kunststoffspritzgussteil lässt sich eine erfindungsgemäße Isolierlamelle mit den beiden Abschnitten besonders kostengünstig und einfach hersteilen. Vorzugsweise ist die Isolierlamelle derart ausgebildet, dass der erste Abschnitt über den zweiten Abschnitt und die als Fließhilfen ausgebildeten Stege mit angespritzt werden kann. Neben einer als Kunststoffspritzgussteil ausgebildeten Isolierlamelle ist es ferner denkbar, dass die Isolierlamelle aus Keramik ausgebildet ist.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Wickelkörpers wird in vorteilhafter Weise in einem ersten Schritt die Isolierlamelle auf der ersten Stirnseite des Wickelgrundkörpers angeordnet. Anschließend werden die Zähne bewickelt, wobei der Wickeldraht abschnittsweise über den ersten Abschnitt der
Isolierlamelle geführt wird. Vorzugsweise bleiben während dem Wickelvorgang der erste und der zweite Abschnitt über das Verbindungsmittel miteinander verbunden und sind im Wesentlichen in einer Radialebene zueinander angeordnet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann es nunmehr vorgesehen sein, dass die Wicklungsdrahtenden nach der Wicklung durch die Führungsmittel in Axialrichtung aus dem Wickelgrundkörper geführt werden. Nach dem Bewickeln der Zähne wird der erste Abschnitt der Isolierlamelle in Axialrichtung in die entsprechende Ausnehmung des Wickelgrundkörpers hineinverschoben beziehungsweise versenkt. Durch das Eindrücken des ersten Abschnittes, welcher insbesondere durch den dort angeformten Kragen in Axialrichtung hoch aufbaut, kann in vorteilhafter Weise die Bauhöhe des elektrischen Antriebes und damit einhergehend der benötigte Bauraum reduziert werden.
Vorzugsweise erfolgt die axiale Verschiebung des ersten Abschnittes gegenüber relativ zum zweiten Abschnitt gemeinsam mit dem Einführen eines Fixierelementes beziehungsweise eines Fixiervorsprunges in das
Führungsmittel. Das Fixierelement verklemmt dabei den Wickeldraht im
Führungsmittel und positioniert ihn axial und tangential. Auf diese Weise kann in vorteilhafter Weise ein zusätzlicher Montageschritt zur axialen Verschiebung des ersten Abschnittes in die Ausnehmung hinein vermieden werden, was sich positiv auf die Fertigungszeiten und damit einhergehend die Produktionskosten eines solchen Wickelkörpers auswirkt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt das axiale verschieben beziehungsweise Eindrücken des ersten Abschnittes der
Isolierlamelle in die am Wickelgrundkörper ausgebildete Isolierlamelle unter Bruch der Sollbruchstelle des Verbindungsmittels. Entsprechend liegen im montierten Zustand der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt als separate Bauteile vor.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen erfindungsgemäßen Wickelkörper in einer radialen
Schnittebene,
Figur 2 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wickelkörper,
Figur 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines
erfindungsgemäßen Wickelkörpers im unbewickelten Zustand,
Figur 3a eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes einer
erfindungsgemäßen Isolierlamelle,
Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnittes eines
erfindungsgemäßen Wickelkörpers.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt eines Wickelkörpers 12 in einer radialen
Schnittebene. Gemäß der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Wickelkörper 12 um einen Stator. Wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, weist der Stator 12 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung einen Wickelgrundkörper 14 mit sich radial nach außen erstreckenden Zähne 16 zur Aufnahme von elektrischen
Wicklungen 18 auf. Zwischen den Zähnen 16 sind jeweils Nuten 22
angeordnet. Innerhalb dieser Nuten 22 verlaufen die um den jeweiligen Zahn 16 gewickelten Wickeldrähte 20. Zwischen den Zähnen 16 und dem
Wickelgrundkörper 14 ist eine Isolierlamelle 24 angeordnet. Die Isolierlamelle 24 verhindert dabei in vorteilhafter Weise eine elektrische Verbindung zwischen dem Wickeldraht 20 und dem Wickelgrundkörper 14. Ferner verhindert die Isolierlamelle 24 in vorteilhafter Weise eine Beschädigung des
Wickelgrundkörpers 14 und alternativ hierzu oder zusätzlich des Wickeldrahtes 20 bei der Bewicklung der Zähne 16. Insbesondere eine Beschädigung der Beschichtung eines Wickeldrahtes 20 im Bereich der obersten Kante des Wickelgrundkörpers 14 kann durch eine solche Isolierlamelle 24 in vorteilhafter Weise verhindert werden.
Der Wickelgrundkörper 24 kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung aus einzelnen ringförmig geschlossenen, axial gestapelten Blechlamellen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die einzelnen
Blechlamellen durch zusätzliche Isolationsschichten voneinander getrennt
Wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, weist die Isolierlamelle 24 im Bereich der Nuten 22 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung jeweils Führungsmittel 26 auf. Dieses Führungsmittel 26 dient der Führung eines Wickeldrahtabschnittes 28 eines Wickeldrahtes 20. Die Führung
beziehungsweise Leitung des Wickeldrahtabschnittes 28 erfolgt durch die Anordnung des entsprechenden Wickeldrahtabschnittes 28 innerhalb des Führungsmittels 26. Der Wickeldraht 20 wird über das Führungsmittel 26 aus dem Wickelgrundkörper 14 in Axialrichtung heraus- beziehungsweise hineingeführt. Der Wickeldrahtabschnitt 28 ist dabei vorzugsweise ein
Wickeldrahtanfang oder ein Wickeldrahtende.
Figur 2 zeigt einen Stator 12 in einer Draufsicht. Auf dem Wickelgrundkörper 14 ist an einer ersten Stirnseite 30 eine Isolierlamelle 24 angeordnet, die näherungsweise die gesamte Fläche der ersten Stirnseite 30 des
Wickelgrundkörpers 14 abdeckt. Die Isolierlamelle 24 erstreckt sich
beispielsweise auch in Axialrichtung 29 entlang der Zähne 16. Figur 2 zeigt entsprechend eine Draufsicht auf die erste Stirnseite 30.
Neben der an der ersten Stirnseite 30 angeordneten Isolierlamelle 24 kann es gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch denkbar sein, dass eine zweite Isolierlamelle 25 an der entsprechenden gegenüberliegenden Stirnseite 32 des Wickelgrundkörpers 14 angeordnet ist. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind dabei beide Isolierlamellen 24, 25 vollständig umlaufend ausgebildet. Gemäß einer Ausführung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Isolierlamellen 24, 25 als separate Bauteile ausgebildet sind, welche jeweils axial auf der ersten
Stirnseite 30 beziehungsweise der zweiten Stirnseite 32 des
Wickelgrundkörpers 14 gefügt werden.
Figur 2 zeugt einen Stator 12 in einer Draufsicht. Wie in Figur 2 deutlich zu erkennen ist, weist der Stator 12 einen im Wesentlichen ringförmigen
Wickelgrundkörper 14 mit sich radial nach außen erstreckenden Zähnen 16 auf. Gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind dabei umlaufend am inneren Ring des Stators 12 gleichmäßig beabstandet Zähne 16
angeordnet Zwischen den Zähne 16 sind jeweils Nuten 22 angeordnet.
Innerhalb dieser Nuten 22 verlaufen die um den jeweiligen Zahn 16 gewickelten Wickeldrähte 20.
In Figur 2 ist eine Wicklung 18 schematisch dargestellt. Bei einem elektrischen Antrieb der hier zur Rede stehenden Art handelt es sich vorzugsweise um einen elektrischen Antrieb welcher drei Phasen U, V, W aufweist. Der Stator 12 weist zu diesem Zweck vorzugsweise drei Wickeldrähte 20 auf, welche um die Zähne 16 des Wickelgrundkörpers 14 gewickelt werden und die Wicklungen 18 des Stators 12 bilden. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, ist jeder der Wickeldrähte 20U, 20V, 20W, abwechselnd um jeden dritten Zahn 16 gewickelt. Jeder dieser Wickeldrähte 20U, 20V, 20W weist vorzugsweise zwei Wickeldrahtabschnitte 28 auf, welche durch ein entsprechendes Führungsmittel 26 geführt sind. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, sind die Wickeldrahtabschnitte 28 der Wickeldrähte 20U, 20V, 20W entsprechend innerhalb des Führungsmittels 26 angeordnet.
Wie in Figur 2 ferner deutlich zu erkennen ist, kreuzen die Wickeldrähte 20U, 20V, 20W bei ihrer Überführung zu entsprechenden nächsten Zahn 16 ihrer Phase U, V, W den Innenbereich des Stators 12. Zur Aufnahme der Lagerung eines Rotors eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebes, weist der Stator 12, wie in Figur 2 zu erkennen ist, eine um die Drehachse des Rotors mittig angeordnete Öffnung 36 auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die
Bewicklung der Zähne 16 mittels Nadelwickeltechnik. Da die den Innenbereich kreuzenden Wickeldrähte 20U, 20V, 20W nicht in den Lagerbereich
beziehungsweise die Öffnung 36 hineinragen dürfen, ist am Innenrumfang der Isolierlamelle 24 ein sich in Axialrichtung erstreckender, umlaufender Kragen 38 angeordnet, welcher die Wickeldrähte 20U, 20V, 20W tangential führt. Da während dem Wickelprozess die Wickelnadel die bereits bewickelten Zähne 16 nicht berühren darf und der Wickeldraht 20 bei seinem Austritt aus der
Wickeldüse einen Bogen bilden, ist es in der Regel notwendig, dass der umlaufende Kragen 38 in Axialrichtung eine entsprechende Mindesthöhe aufweist, was dazu führt, dass der Stator 12 im Innenbereich höher ausgebildet ist als im Außenbereich. Entsprechend kann es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass der umlaufende Kragen 38 eine axiale Höhe zwischen 6mm und 9mm, vorzugsweise zwischen 7mm und 8mm aufweist.
Figur 3 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ausführungsform des Stators 12 in unbewickeltem Zustand vor der Montage. Der Stator 12 weist eine erste Stirnseite 30 auf, auf welcher im montierten Zustand die
Isolierlamelle 24 angeordnet ist. Die Isolierlamelle 24 weist zur Führung der Anfangs- beziehungsweise Endwickeldrahtabschnitte 28 Führungsmittel 26 auf, welche radial innen im Bereich der Nuten 22 angeordnet sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung werden die Wickeldrahtabschnitte 28 in diesen Führungsmitteln 26 in Axialrichtung 24 aus dem Stator 12 heraus beziehungsweise in den Stator 12 hineingeführt.
Wie in Figur 3 deutlich zu erkennen ist weist das Führungsmittel 26 eine
Führungsmittelnut und ein Trennmittel auf. Das Trennmittel ist vorzugsweise als Ausbuchtung an der Isolierlamelle 24 ausgebildet und trennt den
Wickeldrahtabschnitt 28 von dem Teil des Wickeldrahtes 20, welcher um den Zahn 16 gewickelt eine Wicklung 18 bildet. Vorzugsweise entspricht die Länge des Trennmittels in Umfangrichtung ferner im Wesentlichen der Dicke eines Wickeldrahtes 20.
Wie in Figur 3 deutlich zu erkennen ist, ist am Innenumfang des
Isolierelementes 24 ein umlaufender Kragen 38 ausgebildet, welcher, wie eingangs erläutert, die Funktion einer dünnwandigen Trennwand zwischen den, den Innenraum kreuzenden, Wickeldrähte 20U, 20V, 20W und der Öffnung 36 für die Lagerung bereitstellt. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, erstreckt sich der umlaufende Kragen 38 in Axialrichtung 34. Die Isolierlamelle 24 weist einen ersten im Wesentlichen ringförmigen Abschnitt 40 und einen zweiten im
Wesentlichen ringförmigen Abschnitt 42 auf. Der erste Abschnitt 40 ist radial innen angeordnet. Beide Abschnitte 40, 42 sind im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Erfindungsgemäß ist der erste Abschnitt 40 über ein Verbindungsmittel 44 mit dem zweiten Abschnitt 42 verbunden. Gemäß der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungsmittel 44 als Steg ausgebildet.
Ferner weist der Wickelgrundkörper 14 eine Ausnehmung 46 auf, deren Form zum ersten Abschnitt 46 korrespondierend, insbesondere im Wesentlichen deckungsgleich ausgebildet ist. Die Ausnehmung 46 ist dabei erfindungsgemäß radial innen im Bereich der ersten Stirnseite 30 des Wickelgrundkörpers 14 ausgebildet. Bevorzugter Weise ist der Wickelgrundkörper 14 aus einzelnen ringförmig geschlossenen, axial gestapelten Blechlamellen ausgebildet ist, sodass die Ausnehmung 46 in den der ersten Stirnseite 30 zugewandten ersten Blechlamellen, insbesondere in den ersten 4 bis 6 Blechlamellen ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Ausnehmung eine Tiefe von einigen wenigen Millimetern, insbesondere zwischen 4mm und 6 mm auf.
Wie in Figur 3 zu erkennen ist, weist der Wickelgrundkörper 14 einen
Trägerring 48 mit einem Trägerringdurchmesser 50 auf, von welchem sich in Radialrichtung die Zähne 16 nach außen erstrecken. Vorteilhafterweise weist die Ausnehmung 46 einen kleineren Durchmesser als den
Trägerringdurchmesser 50, sodass sichergestellt werden kann, dass über den Innensteg 52 des Wickelgrundkörpers 14, dem sogenannten Joch, der
Magnettfluss möglich ist.
Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass das Isolierelement 24 derart ausgebildet ist, dass der erste Abschnitt 40 gegenüber dem zweiten Abschnitt 42 in Axialrichtung 34 in die Ausnehmung 46 bewegbar ausgebildet ist. Nach dem Aufstecken der Isolierlamelle 24 auf den Wickelgrundkörper 14 wird dabei der erste Abschnitt 42 der Isolierlamelle 24 axial in die
korrespondierende Ausnehmung 46 eingedrückt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zu diesem Zweck das Verbindungsmittel 44 beziehungsweise der Steg als Sollbruchstelle ausgebildet, sodass nach dem axialen Einschieben des ersten Abschnittes 40 der Isolierlamelle 24 in die Ausnehmung 44 des Wickelgrundkörpers 14 erste Abschnitt 40 und der zweite Abschnitt 42 voneinander getrennt sind. Durch das axiale Einschieben des ersten Abschnittes 40 in die Ausnehmung 46 des Wickelgrundkörpers 14 kann die axiale Bauhöhe des Stators 12 im Bereich des umlaufenden Kragens 38 in vorteilhafter Weise verringert werden.
Erfindungsgemäß besteht eine solche Isolierlamelle 24 aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus Kunststoff. Die Isolierlamelle 24 mit dem radial innenliegenden ersten Abschnitt 40 und dem radial außenliegenden zweiten Abschnitt 44 und dem zwischen dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 44 angeordneten Verbindungsmittel 44 kann als einteiliges Kunststoff-Spritzgussbauteil hergestellt sein.
Wie bereits erwähnt, kann es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Verbindungmittel 44 als Stege ausgebildet sind. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, ist zwischen dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 44 ein umlaufender Ausgleichsspalt 54 angeordnet, welcher ein axiales Verschieben der beiden Abschnitte 40, 41 gegeneinander ermöglicht. Dieser Ausgleichsspalt 54 wird von den Stegen 44 Übergriffen.
Vorteilhafterweise sind zwischen dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 42 umlaufend eine Vielzahl an Stegen 44, insbesondere zwischen 4 und 6 Stegen angeordnet. Bevorzugter Weise sind diese Stege äquidistant zueinander angeordnet, sodass der erste Abschnitt 40 bei einer Herstellung mittels Kunststoffspritzgussverfahren über den zweiten Abschnitt 42 und die Haltestege 44 mit angespritzt werden kann.
Figur 3a zeigt einen solchen als Sollbruchstelle ausgebildeten Steg 44 in einer vergrößerten Darstellung. Wie deutlich zu erkennen ist, überbrückt der Steg 44 den zwischen dem innenliegenden ersten Abschnitt 40 und dem
außenliegenden zweiten Abschnitt 42 angeordneten Ausgleichsspalt 54 in Radialrichtung. Wie in Figur 3a deutlich zu erkennen ist, weist der Steg 44 eine Einkerbung beziehungsweise Querschnittsverjüngung auf, welche des entsprechenden Steg entscheidend schwächt und somit die geplante
Bruchstelle unter der axialen Montagekraft darstellt. Alternativ oder zusätzlich zu einem solchen als Sollbruchstelle ausgebildeten Verbindungselement 44 ist es auch denkbar, dass das Verbindungselement in Axialrichtung verformbar ausgebildet ist. Figur 4 zeigt einen Ausschnitt eines elektrischen Antriebes 10 mit einem Stator 12. Wie in Figur 4 zu erkennen ist, ist an der Stirnseite 30 des
Wickelgrundkörpers 14 eine Isolierlamelle 24 angeordnet, welche ein
Führungsmittel 26 aufweist, dass in den Nuten 22 zwischen den Zähnen 16 angeordnet ist. Dieses Führungsmittel 26 führt einen Wickeldrahtabschnitt 28 des Wickeldrahtes 20 in Axialrichtung 34 aus dem Wickelgrundkörper 14.
Gemäß der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist an einer Anzahl an Nuten 22 zusätzlich ein Führungseinsatz 56 vorgesehen. Ein solcher Führungseinsatz 56 kann zusätzlich an den Führungsmitteln 26 angeordnet sein und eine noch präzisere Führung der Wickeldrahtabschnitte 28
ermöglichen. Insbesondere kann der Führungseinsatz 56 als eine in den Nuten 22 angeordnete Tasche ausgebildet sein.
Ferner ist ein Träger 70 vorgesehen, der Ausnehmungen 72 zur Führung und Fixierung der aus dem Wickelgrundkörper 14 geführten Wickeldrähte 20 aufweist. Die Führung der Wickeldrahtabschnitte 28 in den Führungsmittel 26 beziehungsweise in den Führungseinsätzen 56 ermöglicht ein Herausführen der Wickeldrähte 20 in Längsrichtung des Wickelgrundkörpers 14. Die herausgeführten Wickeldrähte 20 werden bei der Montage in Ausnehmungen des Trägers 70 eingeführt.
Wie in Figur 4 zu erkennen ist, ist zusätzlich zu den Führungseinsätzen 56 ein Fixierelement 58 vorgesehen, welches der Fixierung, beziehungsweise
Arretierung der Wickeldrahtabschnitte 28 innerhalb der Führungseinsätze 56 dient. Das Fixierelement 58 weist wenigstens einen Fixiervorsprung 60 beziehungsweise Fixierfuß auf. Wie in Figur 4 deutlich zu erkennen ist, ist der wenigstens eine Fixiervorsprung 60 im montierten Zustand zwischen zwei Wickeldrähten 20, welche innerhalb einer Nut 22 eingeführt sind, angeordnet. Die Fixiervorsprünge 60 können insbesondere über die Öffnungen der als Taschen ausgebildeten Führungseinsätze 56 mit den Wickeldrähten 20
Zusammenwirken und den entsprechenden Wickeldrahtabschnitt 28 innerhalb des Führungsmittels 26 verklemmen. Vorzugsweise fixiert der Fixiervorsprung 60 den Wickeldrahtabschnitt 28 tangential und axial im Führungsmittel 26. Die Fixiervorsprünge 60 erstrecken sich gemäß einer Ausführungsform von einem im Wesentlichen ringförmigen Tragelement 61 in Axialrichtung 34 des elektrischen Antriebs 10. Beispielhaft weisen die Fixiervorsprünge 60 gemäß Figur 4 zwei Schenkel 62a, 62b auf. Die beiden Fixierschenkel 62a, 62b sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet, Zwischen den beiden
Fixierschenkeln 62a, 62b ist ein Luftraum ausgebildet, wodurch eine elastische Verformung der Fixierschenkel 62a, 62b aufeinander zu ermöglicht ist. Diese Verformung erfolgt insbesondere bei der Anordnung der Fixierschenkeln 62a, 62b innerhalb der Nuten 22. Vorzugsweise sind die beiden Fixierschenkeln 62a, 62b durch eine Fixierspitze 64 miteinander verbunden. Die Fixierspitze 64 ermöglicht die verbesserte Führung des Fixiervorsprungs 60 bei der Montage. Ferner kann die Fixierspitze 64 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform Mittel aufweisen, welche eine Arretierung des Fixiervorsprunges 60 an dem Träger 70 bzw. den Ausnehmungen des Trägers 70 ermöglichen.
Das Zusammenwirken des Fixierelementes 58 mit dem Eingriffselement 58 und dem Träger 70 ermöglicht in vorteilhafterweise eine exakte Positionierung der Wickeldrahtabschnitte 28, wodurch während der Montage die Kontaktierung der Wickeldrähte 20 mit der Leiterplatte verbessert wird. Anschließend kann eine elektrische Kontaktierung einfach durch verlöten erreicht werden. Wie in Figur 4 gezeigt, kann ein Dichtmittel 72 mit entsprechenden Ausnehmungen zur Durchführung der Wickeldrähte 20 vorgesehen sein. Ein solches
Dichtelement kann beispielsweise am Träger 70 angeordnet sein.
Bei der Herstellung des erfindungsmäßen elektrischen Antriebes 10 wird in einem ersten Schritt die Isolierlamelle 24 mit dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 42 auf der ersten Stirnseite 30 des Wickelgrundkörpers 14 angeordnet. Anschließend werden die Zähne 16 mit den Wicklungen 18 bewickelt, wobei der Wickeldraht 20 bei der Überführung zu dem jeweils nächsten Zahn 16 seiner Phase U, V, W den Innenbereich kreuzt und somit zumindest teilweise über den ersten Abschnitt 40 der Isolierlamelle 24 geführt wird. Wie bereits eingangs erläutert, weist dieser erste Abschnitt 40 der Isolierlamelle den in Axialrichtung 34 aufbauenden Kragen 38 auf, welcher ein Hineinragen der den Innenbereich kreuzenden Wickeldrähte 20 in den
Lagerbereich des elektrischen Antriebes 10 verhindert. Anschließend werden die Wickeldrähte 20 wie beschrieben über die
Führungsmittel, vorzugsweise über die Führungseingriffe 56 in Axialrichtung aus dem Wickelgrundkörper 14 herausgeführt. Nach der Bewicklung des Stators 12 wird der erste Abschnitt 40 der Isolierlamelle 24 in die
korrespondierende Ausnehmung 46 des Wickelgrundkörpers 14 in
Axialrichtung 34 hineingeschoben. Dieses Verschieben des ersten Abschnittes 40 erfolgt gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
vorzugsweise gemeinsam mit dem Einschieben des Fixierelementes 58 in die Führungsmittel 26. Die dafür notwendige Axialmontagekraft wird dabei vorzugsweise über das Tragelement 61 auf den ersten Abschnitt 40 der Isolierlamelle 46 eingebracht. Die über den ersten Abschnitt 40 der
Isolierlamelle 24 geführten Wickeldrahtabschnitte werden dabei in axialer Richtung leicht vorgespannt.
Wie bereits eingangs erläutert, sind gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zwischen dem ersten Abschnitt 40 und dem zweiten Abschnitt 42 als Sollbruchstellen ausgebildete Stege 44 angeordnet. Diese Stege 44 brechen gezielt unter der axial über das Fixierelement 58 aufgebrachten Montagekraft, sodass der erste Abschnitt 40 gegenüber dem zweiten Abschnitt 42 axial verschoben werden kann. Durch das Verschieben des ersten
Abschnittes 40 in die Ausnehmung 46 versinkt der Kragen 38 zumindest teilweise in Axialrichtung 34 in der Ausnehmung, sodass in vorteilhafter Weise die axiale Bauhöhe des Stators 12 verringert werden kann.

Claims

Ansprüche
1.) Wickelkörper (12), insbesondere Stator für einen elektrischen Antrieb, mit einem ringförmigen Wickelgrundkörper (14), welcher radiale Zähne (16) zur Aufnahme von elektrischen Wicklungen (18) aufweist, wobei an einer ersten Stirnseite (30) des Wickelgrundkörpers (14) eine Isolierlamelle (24) angeordnet ist, die die aus Wickeldraht (20) gewickelten Wicklungen (18) gegenüber dem Wickelgrundkörper (14) isoliert, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierlamelle (24) wenigstens einen ersten Abschnitt (40) und einen zweiten Abschnitt (42) aufweist, wobei der erste Abschnitt (40) über wenigstens ein Verbindungsmittel (44) am zweiten Abschnitt (42) angeordnet ist und wobei der Wickelgrundkörper (14) eine zum ersten Abschnitt (42) korrespondierende Ausnehmung (46) aufweist und der erste Abschnitt (40) gegenüber dem zweiten Abschnitt (42) in die Ausnehmung (46) versenkt ausgebildet ist.
2.) Wickelkörper (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
wenigstens eine Verbindungsmittel (44) der Isolierlamelle (24) eine
Sollbruchstelle aufweist, wobei im eingebauten Zustand der erste Abschnitt (40) und der zweite Abschnitt (42) getrennt voneinander ausgebildet sind.
3.) Wickelkörper (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Verbindungmittel (44) in Axialrichtung (34) verformbar ausgebildet ist.
4.) Wickelkörper (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der Wickelgrundkörper (14) aus einzelnen ringförmig geschlossenen, axial gestapelten Blechlamellen ausgebildet ist, wobei die Ausnehmung (46) im Bereich der ersten Stirnseite (30) ausgebildet ist, insbesondere an den der ersten Stirnseite (30) zugewandten ersten
Blechlamellen. Wickelkörper (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Innenumfang des ersten Abschnittes (40) der Isolierlamelle (24) ein sich in Axialrichtung (34) erstreckender Kragen (38) zur tangentialen Führung des Wickeldrahtes (20) angeordnet ist. Wickelkörper (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (40) und/oder der zweite Abschnitt (42) der Isolierlamelle (24) umlaufend, insbesondere im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der erste Abschnitt (40) und der zweite Abschnitt (42) konzentrisch zueinander angeordnet sind und wobei insbesondere der erste Abschnitt (40) radial innenliegend angeordnet ist. Wickelkörper (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierlamelle (24) ein Führungsmittel (26) aufweist, welches in Nuten (22) zwischen den Zähnen (16) radial innen angeordnet ist, wobei das Führungsmittel (26) einen Wickeldrahtabschnitt (28) des
Wickeldrahtes (20) führt und der Wickeldraht (20) vorzugsweise durch das Führungsmittel (26) in Axialrichtung (34) aus dem Wickelgrundkörper (14) geleitet wird. Wickelkörper (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement (58) vorgesehen ist, wobei das Fixierelement (58) wenigstens einen in Axialrichtung (34) in den
Wickelgrundkörper (14) eingreifenden Fixiervorsprung (60) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist die Wickeldrahtabschnitte (28) des Wickeldrahtes (20) in dem wenigstens einem Führungsmittel (26) tangential und/oder axial zu fixieren. Isolierlamelle (24) für einen Wickelkörper (12), zur Isolierung eines
Wickeldrahtes (20) gegenüber einem Wickelgrundkörper (14) dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierlamelle (24) wenigstens einen ersten
Abschnitt (40) und wenigstens einen zweiten Abschnitt (42) aufweist, wobei der erste Abschnitt (40) über wenigstens ein Verbindungsmittel (44) mit dem zweiten Abschnitt (42) verbunden ist und der erste Abschnitt (40) gegenüber dem zweiten Abschnitt (42) in Axialrichtung (34) bewegbar ausgebildet ist und wobei zwischen dem ersten Abschnitt (40) und dem zweiten Abschnitt (42) ein Ausgleichsspalt (54) angeordnet ist, wobei der Ausgleichsspalt (54) von dem wenigstens einen Verbindungsmittel (44) Übergriffen wird. Isolierlamelle (24) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verbindungsmittel (44) eine Sollbruchstelle aufweist, wobei das
Verbindungsmittel (44) insbesondere als Steg ausgebildet ist. Isolierlamelle (24) nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (40) und/ oder der zweite Abschnitt (42) im
Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wobei vorzugsweise der erste Abschnitt (40) und der zweite Abschnitt (42) konzentrisch zueinander angeordnet sind und wobei insbesondere der erste Abschnitt (40) radial innenliegend angeordnet ist.
Isolierlamelle (24) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierlamelle (24) einteilig, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil hergestellt ist. Elektrischer Antrieb (10), insbesondere ein elektronisch kommutierter
Elektromotor, mit einem Wickelkörper (12), insbesondere einem Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der elektrische Antrieb (10)
vorzugsweise ein Lüftermotor ist. Verfahren zum Herstellen eines Wickelkörpers (12), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- Anordnen der Isolierlamelle (24) auf der ersten Stirnseite (30) des
Wickelgrundkörpers (14),
Wickeln der Wicklungen (18) auf den Zähnen (16), wobei der Wickeldraht (20) zumindest teilweise über den ersten Abschnitt (40) der Isolierlamelle (24) geführt wird und wobei der Wicklungsdraht (20) vorzugsweise durch die Führungsmittel (26) in Axialrichtung (34) aus dem Wickelgundkörper (14) geführt wird,
- axiales Verschieben des ersten Abschnittes (40) der Isolierlamelle (24) in die Ausnehmung (46) des Wickelgrundkörpers (14). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Wicklung des Wickeldrahtes (20) auf der Isolierlamelle (24) das Fixierelement (58) zur axialen und tangentialen Fixierung des Wickeldrahtabschnittes (28) im Führungsmittel (26) gemeinsam mit dem ersten Abschnitt (40) der
Isolierlamelle (24) axial bis zum Anschlag des ersten Abschnittes (40) der Isolierlamelle (24) in der Ausnehmung (46) des Wickelgrundkörpers (14) axial bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch
gekennzeichnet, dass das axiale Verschieben des ersten Abschnittes (40) der Isolierlamelle (24) in die Ausnehmung (46) des Wickelgrundkörpers (14) unter Bruch der Sollbruchstelle des Verbindungsmittels (44) erfolgt.
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