DE102008054523A1

DE102008054523A1 - Stator in an electric motor

Info

Publication number: DE102008054523A1
Application number: DE200810054523
Authority: DE
Inventors: Johannes Duerr; Stefan Keil; Wolfgang Hilgers; Adolf Dillmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-17
Also published as: WO2010066492A2; WO2010066492A3; EP2377229A2

Abstract

Ein Stator in einem Elektromotor weist eine Mehrzahl von über den Umfang angeordneten Einzelstatorelementen auf, die Trägerzähne bilden, wobei jeder Trägerzahn mit einer gewickelten Spule versehen ist und an den Trägerzähnen Rastelemente zur mechanischen Verbindung der Trägerzähne untereinander angeordnet sind.A stator in an electric motor has a plurality of circumferentially arranged Einzelstatorelementen which form carrier teeth, each carrier tooth is provided with a wound coil and locking elements are arranged on the support teeth for mechanical connection of the support teeth with each other.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator in einem Elektromotor, insbesondere in einem Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen.The The invention relates to a stator in an electric motor, in particular in a servo motor in motor vehicles.

Stand der TechnikState of the art

In der US 2006/0091759 wird ein permanenterregter Innenläufer-Gleichstrommotor beschrieben, dessen Stator in einem Gehäuse ein fest angeordnetes Statorpaket umfasst, welches aus einer Mehrzahl einzelner Lamellen aufgebaut ist. Die Lamellen sind axial hintereinander liegend angeordnet und Träger einer Statorwicklung, über die ein Magnetfeld erzeugt wird, welches mit Permanentmagneten auf der Rotorwelle zusammenwirkt. Die Lamellen bilden ein zusammenhängendes Paket und werden über geeignete Spannmittel axial zusammengehalten.In the US 2006/0091759 is a permanent-magnet internal-rotor DC motor described, the stator comprises in a housing a fixedly arranged stator, which is composed of a plurality of individual lamellae. The lamellae are arranged axially one behind the other and support a stator winding, via which a magnetic field is generated, which interacts with permanent magnets on the rotor shaft. The lamellae form a coherent package and are held together axially by suitable clamping means.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Stator in einem Elektromotor konstruktiv einfach aufzubauen.Of the Invention is based on the object, a stator in an electric motor constructively simple to build.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.These Task is according to the invention with the features of claim 1 solved. The subclaims give appropriate training.

Der erfindungsgemäße Stator wird in einem Elektromotor eingesetzt, beispielsweise in einem Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen. In Betracht kommen auch Anwendungen als Startermotor, als Lenkmotor oder zur Betätigung eines Hilfsaggregates wie beispielsweise eines Scheibenwischers, eines Fensterhe bers oder eines Sitzverstellmotors. Der Elektromotor umfasst den erfindungsgemäßen Stator sowie eine Rotorwelle, die im Stator drehbar gelagert ist.Of the Stator according to the invention is in an electric motor used, for example in a servo or drive motor in Motor vehicles. Also considered applications as a starter motor, as Steering motor or for operating an auxiliary unit such as for example, a windshield wiper, a Fensterhe bers or a seat adjustment motor. The electric motor comprises the stator according to the invention and a rotor shaft which is rotatably mounted in the stator.

Der Stator weist eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Einzelstatorelementen auf, die jeweils Trägerzähne bilden, wobei jeder Trägerzahn mit einer gewickelten Spule versehen ist. Die verschiedenen Spulen auf den Trägerzähnen sind zumindest teilweise miteinander elektrisch verbunden und werden zur Erzeugung eines Magnetfeldes elektrisch bestromt.Of the Stator has a plurality of distributed over the circumference arranged on single stator elements, each carrier teeth form each carrier tooth with a wound coil is provided. The different coils on the carrier teeth are at least partially electrically connected to each other and be energized to generate a magnetic field.

Für einen konstruktiv einfachen Aufbau sind an den Trägerzähnen Rastelemente zur mechanischen Verbindung der Trägerzähne untereinander angeordnet. Die Rastelemente ermöglichen es, jeweils zwei Trägerzähne aneinander zu befestigen, so dass eine fortlaufende Kette in Richtung mit einer Vielzahl von zusammenhängenden Trägerzähnen zur Bildung des Stators zusammengesetzt werden kann. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die Verbindung zwischen den Trägerzähnen ausschließlich auf mechanischem Wege und mithilfe der Rastelemente durchzuführen, so dass über die Rastelemente hinausgehend keine weiteren Verbindungselemente zwischen den Trägerzähnen oder einem Trägerzahn und einem sonstigen Bauteil erforderlich sind. Die Rastelemente sind insbesondere einteilig mit den Trägerzähnen ausgeführt, so dass keine externen, zusätzlichen Bauteile für die Realisierung der Verbindung benötigt werden.For a structurally simple structure are on the support teeth Locking elements for the mechanical connection of the carrier teeth arranged one below the other. Enable the locking elements to attach two bearer teeth to each other, so that a continuous chain in the direction of a variety of contiguous carrier teeth for education of the stator can be assembled. This may be useful be, the connection between the bearer teeth exclusively by mechanical means and with the help of the locking elements, so that beyond the locking elements beyond no further Connecting elements between the carrier teeth or a carrier tooth and another component required are. The locking elements are in particular one piece with the carrier teeth executed, so no external, additional Components needed for the realization of the connection become.

Gemäß bevorzugter Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Rastelemente benachbart zur radialen Außenseite der Trägerzähne angeordnet sind. Außerdem ist es zweckmäßig, die Rastelemente in Umfangsrichtung gesehen außen liegend an jedem Trägerzahn zu positionieren, so dass die Rastelemente an verschiedenen, unmittelbar benachbarten Trägerzähnen direkt miteinander in Raststellung gebracht werden können. Die Positionierung der Rastelemente auf der radialen Außenseite sowie in Umfangsrichtung außenseitig hat den Vorteil, dass ein durchgehender Statorring aus den Trägerzähnen ohne Behinderung durch die Rastelemente gebildet werden kann.According to preferred Further development is provided that the locking elements adjacent to arranged radially outer side of the carrier teeth are. It is also appropriate, the Detent elements seen in the circumferential direction lying on the outside To position each carrier tooth, so that the locking elements at different, immediately adjacent support teeth can be brought directly to each other in the locked position. The positioning of the locking elements on the radial outside and in the circumferential direction on the outside has the advantage that a continuous stator ring from the carrier teeth without Obstruction can be formed by the locking elements.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Rastelemente einteilig mit einer Kunststoffummantelung ausgebildet, die Bestandteil der Trägerzähne ist. Gemäß bevorzugter Ausführung weisen die Trägerzähne einen Eisenkern auf und ist die Kunststoffummantelung auf den Eisenkern aufgespritzt, so dass der Eisenkern zumindest teilweise von der Kunststoffummantelung bedeckt ist. Die Rastelemente sind vorzugsweise einteilig mit der Kunststoffummantelung ausgeführt und werden ebenfalls im Spritzgussverfahren hergestellt.According to one Another advantageous embodiment, the locking elements formed integrally with a plastic casing, the component the carrier teeth is. According to preferred Execution, the carrier teeth have a Iron core on and is the plastic coating on the iron core sprayed on, so that the iron core at least partially from the Plastic sheath is covered. The locking elements are preferably executed in one piece with the plastic casing and are also produced by injection molding.

Gemäß alternativer Ausführung ist es aber auch möglich, die Rastelemente separat von der Kunststoffummantelung auszubilden. Beispielsweise besteht die Kunststoffummantelung nur im Bereich der Spulenwicklung, um eine elektrische Separierung von Spule und Eisenkern zu erreichen. Zusätzlich zu dieser Kunststoffummantelung können die Rastelemente als Kunststoffteil unmittelbar am Eisenkern des Trägerzahns angespritzt sein.According to alternative Execution it is also possible, the locking elements form separately from the plastic sheath. For example the plastic sheath only in the area of the coil winding to to achieve an electrical separation of coil and iron core. In addition to this plastic sheath can the locking elements as a plastic part directly on the iron core of Trägerzahns be injected.

Gemäß noch einer weiteren Ausführung sind die Rastelemente als Metallbauteile ausgebildet, die mit dem Grundkörper des Trägerzahns verbunden sind.According to In another embodiment, the latching elements are metal components formed with the base body of the carrier tooth are connected.

Um die Rastverbindung zwischen beteiligten Rastelementen in einfacher Weise herstellen zu können, kann es zweckmäßig sein, dass zumindest eines der Rastelemente elastisch verformbar ausgebildet ist. Beispielsweise kann ein ein Rastelement tragender Wandabschnitt einen reduzierten Querschnitt aufweisen, so dass dieses Rastelement über den reduzierten Wandquerschnitt eine zumindest geringfügige Biegung ausführen kann. Möglich ist es aber auch, eine Rastausnehmung, die Bestandteil eines Rastelementes ist, mit einer aufbiegbaren Wandung zu versehen, so dass ein Rastvorsprung, der das zweite Rastelement bildet, durch geringfügiges Aufbiegen der Wandung in die Rastausnehmung einzuknöpfen ist.In order to be able to produce the latching connection between latching elements involved in a simple manner, it may be expedient that at least one of the latching elements is designed to be elastically deformable. For example, a wall section carrying a latching element may have a reduced cross-section, so that this latching element has an at least insignificant height over the reduced wall cross-section can perform the right bend. But it is also possible to provide a recess, which is part of a locking element, with a aufbiegbaren wall, so that a latching projection which forms the second locking element is buttoned by slight bending of the wall in the recess.

Gemäß weiterer zweckmäßiger Ausführung ist vorgesehen, dass die Trägerzähne bezogen auf die Statorlängsachse winklig angeordnet sind, dergestalt, dass die Zahnlängsachse eines jeden Trägerzahns mit der Statorlängsachse – die mit der Rotorachse zusammenfällt – einen Winkel einschließt. Dieser Winkel kann beispielsweise bis zu 30° betragen, vorzugsweise aber etwa 10° oder geringfügig darunterliegend, wobei grundsätzlich auch alle zwischenliegende Winkelwerte in Betracht kommen. Über die winklige Anordnung der Trägerzähne wird eine Schrägverzahnung erreicht, mit der Folge, dass eine Glättung bzw. Vergleichmäßigung im abgegebenen Drehmomentverlauf erzielt wird.According to others expedient embodiment is provided that the support teeth relative to the stator longitudinal axis are arranged at an angle, such that the tooth longitudinal axis of each carrier tooth with the stator longitudinal axis - the coincides with the rotor axis - an angle includes. This angle can for example be up to 30 °, but preferably about 10 ° or slightly underneath, where basically also all intermediate angle values be considered. About the angular arrangement of the support teeth a helical gearing is achieved, with the result that a Smoothing or evening in the delivered Torque profile is achieved.

Die elektrische Verbindung zwischen benachbarten Spulen im Statorring bzw. die elektrische Stromversorgung erfolgt vorzugsweise mithilfe eines Kontaktrings, der Träger von elektrischen Kontaktelementen ist, über die der Spulendraht einer Spule mit dem Spulendraht einer weiteren Spule elektrisch zu verbinden ist. Der Kontaktring erlaubt in einfacher mechanischer Weise die elektrische Anbindung an jede Spule, so dass auf eine Lot- oder Schweißtechnik verzichtet werden kann.The electrical connection between adjacent coils in the stator ring or the electrical power supply is preferably using a contact ring, the carrier of electrical contact elements is about which the coil wire of a coil with the coil wire is to be electrically connected to another coil. The contact ring allows in a simple mechanical way the electrical connection to each coil, so that on a soldering or welding technique can be waived.

Grundsätzlich genügt es, die Verrastung zwischen benachbarten Trägerzähnen über ein Rastelementpaar pro Trägerzahnpaar zu realisieren, wobei die Rastelemente bevorzugt benachbart zu einer axialen Stirnseite der Trägerzähne angeordnet sind, insbesondere benachbart zu den freien Spulendrahtenden, über die die Spulen elektrisch mit dem Kontaktring verbunden werden. Die Rastelemente können aber auch an der gegenüberliegenden Stirnseite oder axial in der Mitte der Trägerzähne angeordnet sein. Darüber hinaus ist es aber auch möglich, pro Trägerzahn mehrere Rastelemente an verschiedenen axialen Positionen vorzusehen, die mit komplementär ausgebildeten Rastelementen eines weiteren Trägerzahns zusammenwirken.in principle it is sufficient, the locking between adjacent carrier teeth on to realize a locking element pair per carrier tooth pair, wherein the latching elements preferably adjacent to an axial end face the carrier teeth are arranged, in particular adjacent to the free coil wire ends over which the Coils are electrically connected to the contact ring. The locking elements but also on the opposite front side or be arranged axially in the middle of the carrier teeth. In addition, it is also possible per carrier tooth provide several locking elements at different axial positions, with complementary formed locking elements of a co-operate further carrier tooth.

Damit jeder Trägerzahn mit benachbarten Trägerzähnen zu beiden Seiten in Raststellung treten kann, sind pro Trägerzahn zumindest zwei einzelne Rastelemente als Teil jeweils einer Rastverbindung zum angrenzenden Trägerzahn links und rechts vorgesehen.In order to each support tooth with adjacent support teeth can occur on both sides in detent position, are per carrier tooth at least two individual locking elements as part of each latching connection to provided adjacent tooth left and right.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further Advantages and expedient designs are the other claims, the description of the figures and to take the drawings. Show it:

1 in Explosionsdarstellung die Bauelemente eines Elektromotors, wobei der Stator aus einzelnen Trägerzähnen mit jeweils einer Spule zusammengesetzt ist, die mithilfe eine Kontaktringes und daran angeordneten Schneidklemmen elektrisch miteinander verbunden werden, sowie mit an einer Stirnseite angeordneten, abtriebsseitigen Lagerplatte, die unmittelbar mit dem Motorgehäuse des Elektromotors verbunden wird, 1 in an exploded view, the components of an electric motor, wherein the stator is composed of individual carrier teeth, each having a coil which are electrically connected to each other using a contact ring and disposed thereon insulation displacement terminals, as well as disposed on an end side, output side bearing plate directly with the motor housing of the electric motor is connected

2 in Einzeldarstellung eine Elektronikbaueinheit, die auf einer weiteren Lagerplatte aufsitzt, welche an der gegenüberliegenden Stirnseite des Elektromotors angeordnet ist, 2 in detail, an electronic assembly, which is seated on a further bearing plate, which is arranged on the opposite end face of the electric motor,

3 in Seitenansicht der Stator des Elektromotors, der aus einer Mehrzahl über den Umfang verteilter Trägerzähne besteht, die bezogen auf die Statorlängsachse winklig angeordnet sind, 3 in side view of the stator of the electric motor, which consists of a plurality of circumferentially distributed carrier teeth, which are arranged at an angle relative to the stator longitudinal axis,

4a in perspektivischer Einzeldarstellung ein Trägerzahn mit einer Spule, 4a in perspective detail representation of a carrier tooth with a coil,

4b eine Seitenansicht eines Trägerzahns mit Spule, 4b a side view of a carrier tooth with coil,

5 einen Schnitt durch einen Trägerzahn mit Spule, 5 a section through a support tooth with coil,

6 eine Draufsicht auf einen Trägerzahn mit Spule, wobei die Drahtenden der Spulenwicklung jeweils über eine in die Stirnseite des Trägerzahns eingebrachte Aufnahmetasche geführt sind, 6 a top view of a support tooth with coil, wherein the wire ends of the coil winding are guided in each case via an inserted into the front side of the support tooth receiving pocket,

7 in perspektivischer Ansicht die über Klipse realisierte mechanische Verbindung zwischen benachbarten Trägerzähnen, 7 a perspective view of the realized via clips mechanical connection between adjacent support teeth,

8 eine vergrößerte Darstellung der über eine Klipsverbindung realisierten Verbindung zwischen zwei unmittelbar benachbarten Trägerzähnen, 8th an enlarged view of the realized via a clip connection between two immediately adjacent support teeth,

9 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktringes, bestehend aus mehreren Einzelringen mit jeweils einer Mehrzahl von Schneidklemmen, die Kontaktelemente bilden, 9 a perspective view of a contact ring, consisting of a plurality of individual rings, each with a plurality of insulation displacement terminals, which form contact elements,

10 der Kontaktring mit den Einzelringen in Explosionsdarstellung, 10 the contact ring with the individual rings in exploded view,

11 eine perspektivische Ansicht von oben auf den montierten Elektromotor, 11 a perspective view from above of the mounted electric motor,

12 einen Schnitt durch den Elektromotor mit einem in die Stirnseite der Rotorwelle eingesetzten Magneten als Bestandteil einer Rotorlagesensorik. 12 a section through the electric motor with a magnet inserted into the end face of the rotor shaft as part of a rotor position sensor.

In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In The figures are the same components with the same reference numerals.

In 1 sind die Bauelemente eines Elektromotors 1 in Explosionsdarstellung gezeigt. Der Elektromotor 1 ist als Innenläufermotor ausgebildet und umfasst eine Rotorwelle 2, die Träger eines Rotorpaketes 3 ist. Die Rotorwelle 2 einschließlich Rotorpaket 3 befindet sich im montieren Zustand in einem Stator 4, der Träger von mehreren, über den Umfang verteilter Spulen ist, welche über einen axial am Stator angeordneten Kontaktring 5 und daran angeordnete Schneidklemmen 6 elektrisch kontaktiert und mit Strom versorgt werden. An der Abtriebsseite des Elektromotors befindet sich eine erste Lagerplatte 7 (A-Lagerplatte), die ein Lagerteil 8 für die Rotorwelle 2 aufnimmt. Die A-Lagerplatte 7 wird fest mit einem Motorgehäuse 10 verbunden, das den Stator 4 einschließlich der Rotorwelle 2 aufnimmt.In 1 are the components of an electric motor 1 shown in exploded view. The electric motor 1 is designed as an internal rotor motor and includes a rotor shaft 2 , the carrier of a rotor package 3 is. The rotor shaft 2 including rotor package 3 is in a mounted state in a stator 4 which is the carrier of a plurality of circumferentially distributed coils, which via an axially arranged on the stator contact ring 5 and arranged cutting clamps 6 electrically contacted and supplied with electricity. On the output side of the electric motor is a first bearing plate 7 (A bearing plate), which is a bearing part 8th for the rotor shaft 2 receives. The A-bearing plate 7 gets stuck with a motor housing 10 connected to the stator 4 including the rotor shaft 2 receives.

Auf der der A-Lagerplatte 7 axial gegenüberliegenden Stirnseite befindet sich ein weiteres Lagerteil 9 zur Lagerung der Rotorwelle 2. Das Lagerteil 9 ist im montierten Zustand in einer weiteren Lagerplatte 11 (B-Lagerplatte, dargestellt in 2) aufgenommen. Die Lagerplatte 11 ist zugleich Träger von Elektronik-Bauteilen 12, über die die Steuerung bzw. Regelung des Elektromotors 1 erfolgt.On the A-bearing plate 7 axially opposite end face is another bearing part 9 for supporting the rotor shaft 2 , The bearing part 9 is in the assembled state in another bearing plate 11 (B-bearing plate, shown in 2 ). The bearing plate 11 is at the same time a carrier of electronic components 12 , via which the control or regulation of the electric motor 1 he follows.

Die A-Lagerplatte 7 und die B-Lagerplatte 11 fassen das Motorgehäuse 10 an gegenüberliegenden axialen Stirnseiten ein und sind unmittelbar bzw. direkt mit dem Motorgehäuse 10 verbunden. Zweckmäßigerweise handelt es sich um eine ausschließliche Verbindung jeder Lagerplatte 7, 11 mit dem Motorgehäuse 10, so dass über diese Verbindung hinaus keine weiteren Verbindungsmaßnahmen wie beispielsweise Zuganker zwischen den Lagerplatten oder dergleichen erforderlich sind. Die Verbindung erfolgt durch Aufschweißen zwischen der Stirnseite des Motorgehäuses 10 und den Lagerplatten 7 bzw. 11 oder durch Aufschrumpfen. In jedem Fall wird eine dichte Verbindung erreicht, so dass auf den Einsatz zusätzlicher Dichtelemente zwischen den Lagerplatten und dem Motorgehäuse verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt in der verbesserten Steifigkeit, die auf Grund der unmittelbaren Verbindung von Lagerplatten und Motorgehäuse erhöht ist. Die verbesserte Steifigkeit hat außerdem einen positiven Einfluss auf den Drehmomentverlauf. Des Weiteren ist die Wärmeableitung verbessert. Darüber hinaus ist auf diese Weise ein modulares System realisiert, bei dem je nach gefordertem Einsatzzweck unterschiedlich lang ausgebildete Stator- bzw. Motorgehäuse 10 ohne sonstige Änderung in den Bauteilen des Elektromotors eingesetzt werden können. Da die Verbindung zwischen jeder Lagerplatte und dem Motorgehäuse über Aufschweißen oder Aufschrumpfen oder dergleichen erfolgt und nicht über Zuganker, sind auch bei unterschiedlichen langen Motorgehäusen keine weitergehenden Anpassungsmaßnahmen erforderlich.The A-bearing plate 7 and the B-bearing plate 11 grasp the motor housing 10 on opposite axial end faces and are directly or directly to the motor housing 10 connected. Conveniently, it is an exclusive connection of each bearing plate 7 . 11 with the motor housing 10 so that beyond this connection, no further connection measures such as tie rods between the bearing plates or the like are required. The connection is made by welding between the front side of the motor housing 10 and the bearing plates 7 respectively. 11 or by shrinking. In any case, a tight connection is achieved, so that can be dispensed with the use of additional sealing elements between the bearing plates and the motor housing. Another advantage is the improved stiffness, which is increased due to the direct connection of bearing plates and motor housing. The improved stiffness also has a positive influence on the torque curve. Furthermore, the heat dissipation is improved. In addition, a modular system is realized in this way, in which, depending on the required application of differently long-trained stator or motor housing 10 can be used without any other change in the components of the electric motor. Since the connection between each bearing plate and the motor housing via welding or shrinking or the like, and not via tie rods, no further adaptation measures are required even with different long motor housings.

Der Kontaktring 5 mit den als Schneidklemmen 6 ausgeführten Kontaktelementen ist zweckmäßigerweise ebenso wie das Lagerteil 9 von der B-Lagerplatte 11 gehalten.The contact ring 5 with the as insulation displacement terminals 6 executed contact elements is suitably as well as the bearing part 9 from the B-bearing plate 11 held.

Wie 3 zu entnehmen, besteht der Stator 4 aus einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten, einzelnen Trägerzähnen 13, die jeweils Träger eine Spule 17 sind. Die Trägerzähne 13 schließen mit der Statorlängsachse 14, die zugleich die Längsachse des Elektromotors bildet, (1), einen Winkel α ein. In 3 ist eine Zahnlängsachse 15 durch einen Trägerzahn 13 eingetragen, wobei die Seitenkanten jedes Trägerzahns 13 parallel zur Zahnlängsachse 15 verlaufen. Der Winkel α, unter dem jeder Trägerzahn 13 gegenüber der Statorlängsachse 14 winklig ausgerichtet ist, liegt im Ausführungsbeispiel in einem Winkelbereich von unter 10°, insbesondere etwa 8°. Der Winkel α kann vorteilhafterweise auch Wertebereiche größer als 10° einnehmen, beispielsweise bis zu 30°, oder auch deutlich kleinere Werte als 10°. Grundsätzlich sollen Wertebereiche in beliebigen Abstufungen zwischen etwa 1° und etwa 30° oder ggf. auch darüber hinaus möglich sein.As 3 to remove, there is the stator 4 from a plurality of distributed over the circumference arranged, individual carrier teeth 13 , each carrying a coil 17 are. The bearer teeth 13 close with the stator longitudinal axis 14 which simultaneously forms the longitudinal axis of the electric motor, ( 1 ), an angle α. In 3 is a tooth longitudinal axis 15 through a carrier tooth 13 registered, wherein the side edges of each carrier tooth 13 parallel to the tooth longitudinal axis 15 run. The angle α, under which each carrier tooth 13 opposite the stator longitudinal axis 14 is oriented at an angle, in the exemplary embodiment in an angular range of less than 10 °, in particular about 8 °. The angle α can advantageously also assume value ranges greater than 10 °, for example up to 30 °, or also significantly smaller values than 10 °. Basically, ranges of values in arbitrary gradations between approximately 1 ° and approximately 30 ° or possibly even beyond should be possible.

Die winklige Anordnung der Trägerzähne 13 gegenüber der Statorlängsachse 14 hat den Vorteil, dass hierdurch eine Glättung bzw. Vergleichmäßigung des Drehmomentverlaufes erzielt werden kann. Da in jeder einzelnen Spule ein Magnetfeld erzeugt wird, leistet jede Spule einen Beitrag zur Erzeugung des Drehmomentes, wobei auf Grund der diskreten Anzahl und Positionierung der Spulen 17 über den Umfang des Stators 4 gesehen sich grundsätzlich bei einer geradlinig ausgerichteten Positionierung von Trägerzähnen und Spulen ein unrunder Drehmomentverlauf einstellt. Durch die vorgeschlagene Schrägstellung der Trägerzähne wird der unrunde Drehmomentverlauf geglättet.The angular arrangement of the support teeth 13 opposite the stator longitudinal axis 14 has the advantage that this allows a smoothing or homogenization of the torque curve can be achieved. Since a magnetic field is generated in each individual coil, each coil contributes to the generation of the torque, due to the discrete number and positioning of the coils 17 over the circumference of the stator 4 seen in principle sets in a rectilinear positioning of carrier teeth and coils a non-circular torque curve. By the proposed inclination of the carrier teeth of the non-round torque curve is smoothed.

Jeder Trägerzahn 13 weist einen Stirnabschnitt 16 auf, in den die Spulendrahtenden 17a und 17b in Einschnitten 18 aufgenommen sind. Über die Spulendrah tenden 17a und 17b erfolgt der elektrische Kontakt zwischen den Schneidklemmen 6 am Kontaktring 5 (1).Every bear tooth 13 has a frontal section 16 in which the coil wire ends 17a and 17b in cuts 18 are included. About the coil wire edges 17a and 17b the electrical contact between the insulation displacement terminals takes place 6 on the contact ring 5 ( 1 ).

Die Stirnabschnitte 16 an jedem Trägerzahn 13 sind koaxial bzw. achsparallel zur Statorlängsachse 14 ausgerichtet, so dass jeder Stirnabschnitt 16 mit dem winklig ausgerichteten Zahngrundkörper 19 eines jeden Trägerzahns 13 ebenfalls einen Winkel α einschließt. Dies erleichtert das axiale Aufsetzen bzw. Einstecken der Schneidklemmen 6, welche am Kontaktring 5 gehalten sind, auf die Spulendrahtenden 17a und 17b jeder Spule 17.The forehead sections 16 at each carrier tooth 13 are coaxial or axially parallel to the stator longitudinal axis 14 aligned so that each forehead section 16 with the angled tooth base body 19 of each carrier tooth 13 also includes an angle α. This facilitates the axial placement or insertion of the insulation displacement terminals 6 , which on the contact ring 5 are held on the coil wire ends 17a and 17b every coil 17 ,

In den 4a, 4b, 5 und 6 ist jeweils ein Trägerzahn 13, der ein Statoreinzelelement bildet, in Einzeldarstellung gezeigt. 4a und 4b ist zu entnehmen, dass die Spule 17 um den Grundkörper 19 des Trägerzahns 13 gewickelt ist und dass die freien Spulendrahtenden 17a und 17b im Bereich des Stirnabschnitts 16, welcher einteilig mit dem Grundkörper 19 ausgebildet ist, durch die Einschnitte 18 im Stirnabschnitt 16 geführt sind.In the 4a . 4b . 5 and 6 is in each case a carrier tooth 13 , which forms a stator single element, shown in single representation. 4a and 4b it can be seen that the coil 17 around the main body 19 of the carrier tooth 13 is wrapped and that the free coil wire ends 17a and 17b in the area of the forehead section 16 which is integral with the main body 19 is formed through the incisions 18 in the forehead section 16 are guided.

Aus 5 ist ersichtlich, dass der Zahngrundkörper 19 im Querschnitt doppel-T-förmig ausgebildet ist, so dass seitliche Begrenzungen für die Spule 17 gebildet sind und der Spulendraht sicher am Zahngrundkörper 19 gehalten ist. Im Bereich der doppel-T-förmigen Nut ist die Oberfläche des Zahngrundkörpers 19, der als Blechpaket ausgebildet ist, mit einer Kunststoffummantelung 20 umspritzt, wodurch die Spule 17 gegenüber dem Grundkörper 19 elektrisch isoliert ist. Die übrigen Bereiche des Zahngrundkörpers 19 weisen keine Kunststoffummantelung auf.Out 5 it can be seen that the dental body 19 is formed in cross-section double-T-shaped, so that lateral boundaries for the coil 17 are formed and the coil wire securely on the tooth base body 19 is held. In the area of the double-T-shaped groove is the surface of the tooth base body 19 , which is formed as a laminated core, with a plastic sheath 20 overmolded, causing the coil 17 opposite the main body 19 is electrically isolated. The remaining areas of the dental base 19 do not have plastic coating.

Es kann zweckmäßig sein, die Wandungen des Zahngrundkörpers im Bereich der Doppel-T-Nut mit Nuten für den Draht der Spule 17 zu versehen, in die der Draht eingelegt und hierdurch sicher geführt ist.It may be appropriate, the walls of the tooth base body in the region of the double-T-groove with grooves for the wire of the coil 17 to be provided, in which the wire is inserted and thereby securely guided.

Wie 6 zu entnehmen, sind in die obere Stirnseite des Stirnabschnittes 16 zwei parallele, zueinander versetzt angeordnete Aufnahmetaschen 21 eingebracht, über die die Spulendrahtenden 17a und 17b geführt sind. Die Einschnitte 18, in die die Spulendrahtenden 17a, 17b eingelegt sind, sind in die die Aufnahmetaschen 21 begrenzenden Wandungen eingebracht. Die Aufnahmetaschen 21 dienen zum einen zur Aufnahme eines Spans (Flitter), welcher während des Ver bindungsvorganges mit den Schneidklemmen am Kontaktring durch Abscheren entstehen kann. Zum andern dienen die Aufnahmetaschen 21 zur Aufnahme des axial überstehenden Teils der Schneidklemmen, wodurch in Achsrichtung eine kompakte Ausführung erreicht wird.As 6 can be seen in the upper end face of the end portion 16 two parallel, offset from each other arranged receiving pockets 21 introduced over which the coil wire ends 17a and 17b are guided. The cuts 18 into which the coil wire ends 17a . 17b are inserted in the receiving pockets 21 introduced limiting walls. The receiving pockets 21 serve on the one hand for receiving a chip (baubles), which can occur during Ver binding process with the insulation displacement terminals on the contact ring by shearing. On the other hand, the receiving pockets 21 for receiving the axially projecting part of the insulation displacement terminals, whereby a compact design is achieved in the axial direction.

In den 7 und 8 ist die Verbindung zwischen unmittelbar benachbarten Trägerzähnen 13 dargestellt. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise auf ausschließlich mechanischem Wege mithilfe von Rastelementen, die im Ausführungsbeispiel als eine Klipsverbindung 22 ausgeführt sind. Jede Klipsverbindung 22 umfasst zwei Rastelemente, die an jeweils einem Trägerzahn 13 angeordnet und komplementär zueinander ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Klipsvorsprung 23 an einem ersten Trägerzahn 13 und eine zugeordnete, komplementär ausgebildete Klipsausnehmung 24 am unmittelbar benachbarten Trägerzahn 13. Der Klipsvorsprung 23 ist kugel- bzw. teilkugelförmig oder zylindrisch ausgeführt, dementsprechend ist die Klipsausnehmung 24 ebenfalls mit einer kugel- bzw. teilkugelförmigen oder zylindrischen Ausnehmung versehen. Um das erforderliche Maß an Elastizität zur Realisierung der Klipsverbindung zu ermöglichen, in der die Klipselemente miteinander verrastet sind, bestehen die Elemente der Klipsverbindung aus einem Material mit ausreichender Elastizität und/oder sind die Klipselemente verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet bzw. über einen dünnwandigen Abschnitt mit dem jeweiligen Trägerzahn 13 verbunden. So ist es beispielsweise möglich, die Klipselemente der Klipsverbindung 22 aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen, indem die Klipselemente unmittelbar an jeden Trägerzahn angespritzt werden. Möglich ist aber auch eine Ausführung aus Metall.In the 7 and 8th is the connection between immediately adjacent support teeth 13 shown. The connection is preferably made exclusively by mechanical means using latching elements, which in the embodiment as a clip connection 22 are executed. Every clip connection 22 comprises two locking elements, each on a support tooth 13 arranged and complementary to each other are formed. In the embodiment, this is a Klipsvorsprung 23 at a first carrier tooth 13 and an associated, complementary formed Klipsausnehmung 24 on the immediately adjacent carrier tooth 13 , The clip projection 23 is designed ball or partial spherical or cylindrical, accordingly, the Klipsausnehmung 24 also provided with a spherical or part-spherical or cylindrical recess. In order to allow the required degree of elasticity for the realization of the clip connection, in which the clip elements are locked together, the elements of the clip connection made of a material with sufficient elasticity and / or the clip elements are formed relatively thin-walled or a thin-walled portion with the respective carrier rack 13 connected. So it is possible, for example, the clip elements of the clip connection 22 made of a plastic material by the Klipselemente be molded directly to each carrier tooth. But it is also possible a version made of metal.

Die 9 und 10 beziehen sich auf den Kontaktring 5, welcher Träger der Schneidklemmen 6 ist, über die Spulen unterschiedlicher Trägerzähne elektrisch miteinander verbunden sowie mit Storm versorgt werden. Der Kontaktring 5 besteht aus einer Mehrzahl von Einzelringen 25, die jeweils Träger der Schneidklemmen 6 sind und die axial aufeinandergestapelt werden. Zwischen jeweils zwei axial benachbarten Einzelringen 25 liegt ein Trennring 27. Axial zuunterst befindet sich ein Grundring 26 als Träger sämtlicher Einzelringe 25 und Trennringe 27.The 9 and 10 refer to the contact ring 5 , which carrier of the insulation displacement terminals 6 is electrically connected to one another via the coils of different carrier teeth and supplied with current. The contact ring 5 consists of a plurality of individual rings 25 , each carrier of the insulation displacement terminals 6 are and are stacked axially. Between each two axially adjacent individual rings 25 lies a separating ring 27 , Axially down is a base ring 26 as a carrier of all individual rings 25 and separator rings 27 ,

Durch die Kombination verschiedener Einzelringe 25, an denen jeweils Schneidklemmen 6 angeordnet sind, kann eine gewünschte Verschaltung zwischen den verschiedenen Spulen des Stators erreicht werden.By the combination of different single rings 25 , on each of which insulation displacement terminals 6 are arranged, a desired interconnection between the various coils of the stator can be achieved.

In 11 ist der Elektromotor 11 in Zusammenbauposition dargestellt, wobei die Lagerplatte 11, welche Träger der Elektronikbauteile 12 ist (2), nur schematisch angedeutet ist. Der Kontaktring 5 mit den Schneidklemmen 6 ist stirnseitig auf den Stator aufgesetzt zur elektrischen Verbindung mit den Spulen an jedem Trägerzahn des Stators. Am Kontaktring 5 sind axial auf der den Schneidklemmen 6 gegenüberliegenden Seite axial überragende Kontaktelemente 28 zur elektrischen Anbindung mit der Elektronik bzw. der Stromversorgung angeordnet.In 11 is the electric motor 11 shown in assembled position, with the bearing plate 11 , which carrier of the electronic components 12 is ( 2 ), only indicated schematically. The contact ring 5 with the insulation displacement terminals 6 is placed on the front side of the stator for electrical connection with the coils on each support tooth of the stator. At the contact ring 5 are axial on the insulation displacement terminals 6 opposite side axially superior contact elements 28 arranged for electrical connection to the electronics or the power supply.

Wie 12 zu entnehmen, ist auf der dem Kontaktring 5 zugewandten Seite in die axiale Stirnseite der Rotorwelle 2 ein Magnetelement 29 eingesetzt. Dieses befindet sich vorzugsweise in einer Vertiefung in der Stirnseite der Rotorwelle 2. Das Magnetelement 29 ist Teil einer Rotorlagesensorik, über die die aktuelle Rotorlage der Rotorwelle 2 festgestellt werden kann.As 12 it is on the contact ring 5 facing side in the axial end face of the rotor shaft 2 a magnetic element 29 used. This is preferably located in a recess in the end face of the rotor shaft 2 , The magnetic element 29 is part of a rotor position sensor, via which the current rotor position of the rotor shaft 2 can be determined.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2006/0091759 [0002]

Claims

Stator in an electric motor ( 1 ), in particular in a control or drive motor in motor vehicles, wherein the stator ( 4 ) has a plurality of circumferentially arranged single stator elements, the carrier teeth ( 13 ), each carrier tooth ( 13 ) with a wound coil ( 17 ), wherein on the support teeth ( 13 ) Locking elements ( 23 . 24 ) for the mechanical connection of the carrier teeth ( 13 ) are arranged one below the other.

Stator according to claim 1, characterized in that the latching elements ( 23 . 24 ) are designed as clips, such that a Klipsvorsprung ( 23 ) on a support tooth ( 13 ) in an associated Klipsausnehmung ( 24 ) on the adjacent carrier tooth ( 13 ) protrudes.

Stator according to claim 1 or 2, characterized in that the latching elements ( 23 . 24 ) adjacent to the radial outside of the carrier teeth ( 13 ) are arranged.

Stator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the latching elements ( 23 . 24 ) at least partially in the circumferential direction over the outside of the carrier teeth ( 13 ) survive.

Stator according to one of claims 1 to 4, characterized in that the carrier teeth ( 13 ) a plastic casing ( 20 ) and that the locking elements ( 23 . 24 ) in one piece with the plastic of the respective carrier tooth ( 13 ) are formed.

Stator according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one latching element ( 23 . 24 ) is formed elastically deformable.

Stator according to claim 6, characterized in that the elastically deformable locking element ( 23 . 24 ) over a reduced cross-section wall portion with the carrier tooth ( 13 ) connected is.

Stator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the carrier teeth ( 13 ) exclusively mechanically by means of the locking elements ( 23 . 24 ) are interconnected.

Stator according to one of claims 1 to 8, characterized in that the carrier teeth ( 13 ) have plastic-coated iron packages.

Stator according to one of claims 1 to 9, characterized in that the carrier teeth ( 13 ) relative to the stator longitudinal axis ( 14 ) are arranged at an angle, so that the tooth longitudinal axis ( 15 ) of the support teeth ( 13 ) with the stator longitudinal axis ( 14 ) includes an angle (α).

Stator according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the electrical connection between the coils ( 17 ) by means of a contact ring ( 5 ), the carrier of electrical contact elements ( 6 ) over which the coil wire of a coil ( 18 ) with the coil wire of another coil ( 17 ) is to be electrically connected.

Electric motor with a stator ( 4 ) according to one of claims 1 to 11.