DE102014114667A1

DE102014114667A1 - Stator for a DC machine

Info

Publication number: DE102014114667A1
Application number: DE102014114667.0A
Authority: DE
Inventors: Ingo Molnar; Asim Huremovic
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2014-10-09
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2016-04-14

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (1) für eine Gleichstrommaschine, welcher Stator (1) einen Statorkörper (2) aufweist, an dessen Statorrückschluss (4) eine Anzahl radial orientierter Statorpole (5) angeordnet ist, die voneinander jeweils durch eine sich zwischen zwei Statorpolen (5) axial erstreckende Statornut (6) beabstandet sind, wobei um Polstege (7) der Statorpole (5) geführte Wicklungen (8) eines Spulendrahts (9) Phasenwicklungen des Stators (1) bilden, und wobei an den Stirnseiten des Statorkörpers (2) jeweils eine Nutisolation (11, 21) angeordnet ist. Um einen Stator (1) zur Verfügung zu haben, der ohne Verletzung der Wicklungen (8) aus Spulendraht (9) und frei von Kurzschlüssen vollständig umspritzt die einfache Anordnung an einer Leiterplatte gestattet, ist an wenigstens einer der Stirnseiten (12, 22) des Statorkörpers (2) an dem jeweiligen Isolationsmittel (11, 21) zumindest eine Entlastungseinrichtung (30) vorgesehen, welche die auf das Isolationsmittel (11, 21) bei einem durch ein Spritzwerkzeug durchgeführten Umspritzvorgang des Statorkörpers (2) wirkenden axialen Kräfte vermindert. Die Erfindung betrifft überdies die Anordnung eines Stators (1) an einem Spritzwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines umspritzten Stators (1).The invention relates to a stator (1) for a direct current machine, which stator (1) has a stator body (2), at whose stator yoke (4) a number of radially oriented stator poles (5) are arranged, which are each separated by a stator pole (5) axially extending stator (6) are spaced, wherein about Polstege (7) of the stator poles (5) guided windings (8) of a coil wire (9) form phase windings of the stator (1), and wherein at the end faces of the stator (2 ) In each case a slot insulation (11, 21) is arranged. In order to have available a stator (1) which allows the simple arrangement on a printed circuit board without injury of the windings (8) made of coil wire (9) and free of short circuits, is arranged on at least one of the end faces (12, 22) of the Statior body (2) on the respective insulating means (11, 21) at least one relief device (30) is provided, which reduces the axial forces acting on the insulating means (11, 21) in a Umspritzvorgang performed by an injection molding of the stator (2). The invention also relates to the arrangement of a stator (1) on an injection molding tool and to a method for producing an overmolded stator (1).

Description

Die Erfindung betrifft einen Stator für eine Gleichstrommaschine, beispielsweise einen bürstenlosen Gleichstrommotor, welcher Stator einen Statorkörper aufweist, an dessen Statorrückschluss eine Anzahl radial orientierter Statorpole angeordnet ist, die voneinander jeweils durch eine sich zwischen zwei Statorpolen axial erstreckende Statornut beabstandet sind, wobei um Polstege der Statorpole geführte Wicklungen eines Spulendrahts Phasenwicklungen des Stators bilden, und wobei an den Stirnseiten des Statorkörpers jeweils eine Nutisolation angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung auch die Anordnung eines Stators an einem Spritzwerkzeug sowie ein Verfahren zur Herstellung eines umspritzten Stators. The invention relates to a stator for a DC machine, for example, a brushless DC motor, which stator has a stator, at the stator yoke, a number of radially oriented stator poles is arranged, which are spaced from each other by a stator pole axially extending stator, wherein about Polstege of Statorpole guided windings of a coil wire form phase windings of the stator, and wherein at the end sides of the stator body in each case a slot insulation is arranged. Moreover, the invention also relates to the arrangement of a stator on an injection molding tool and to a method for producing an overmolded stator.

Solche Statoren sind bekannt und kommen zum Beispiel bei kleinen Stellantrieben beweglicher Teile eines Automobils zum Einsatz. Um diese Antriebe gegenüber den Umwelteinflüssen, denen sie ausgesetzt sein können, unempfindlicher zu machen, können sie mit einem zusätzlichen Schutz durch eine Art Schutzschicht, mit welcher der Stator umspritzt wird Schutzschicht, teilweise oder vollständig versehen sein. Die Nutisolation überdeckt hierbei die Stirnseiten des Rückschlusses des Statorkörpers, der im wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, von welchem die Statorpole radial weg weisen. Such stators are known and are used, for example, in small actuators of moving parts of an automobile. In order to make these drives less sensitive to the environmental factors to which they may be exposed, they may be partially or completely provided with additional protection by a kind of protective layer with which the stator is overmoulded by the protective layer. In this case, the slot insulation covers the end faces of the yoke of the stator body, which essentially has a circular cross section, from which the stator poles point radially away.

Bei der Herstellung vollständig umspritzter Statoren wird üblicherweise der gewickelte Stator über eine in seiner Körpermitte befindliche Öffnung auf den Werkzeugkern eines Spritzwerkzeugs aufgeschoben, der dessen erster Werkzeughälfte zugeordnet ist. Anschließend wird das Werkzeug mit der fehlenden zweiten Werkzeughälfte ergänzt und hierdurch geschlossen und anschließend der Spritzvorgang durchgeführt. Das Aufschieben auf den Werkzeugkern geschieht hierbei bis zu einer Anschlagplatte, dann wird das Spritzwerkzeug durch eine zweite Werkzeughälfte, in welche auch die Anspritzpunkte integriert sind, geschlossen. In the production of completely overmolded stators, the wound stator is usually pushed over an opening located in the center of its body onto the tool core of an injection molding tool which is assigned to its first mold half. Subsequently, the tool is completed with the missing second mold half and thereby closed and then carried out the injection process. Sliding on the tool core happens here as far as a stop plate, then the injection mold is closed by a second mold half, in which the injection points are integrated.

Durch den bei dem Spritzvorgang auftretenden sehr hohen Druck und die Fließmasse aus Spritzmaterial wird der Stator so stark gegen die Anschlagplatte im Spritzwerkzeug gedrückt, dass die an der Anschlagplatte anliegende Nutisolation axial gestaucht wird. Hierbei bohren sich die in der Isolation untergebrachten, auch Phasenterminals genannten Anschlüsse, die ebenfalls an der Anschlagplatte anliegen können, aufgrund der Stauchung durch die Isolation und treffen, bei aus gestanzten Lagen von Blechen bestehenden Statorkörpern, auf das Blechpaket des Statorkörpers, was zu einem Kurzschluss zwischen dem Statorkörper und der dem jeweiligen Terminal zugeordneten Phase an dem Stator führt. Gleichzeitig wandern bei diesem Vorgang die axial jeweils von der Stirnfläche der Polstege vorspringenden Wicklungen des Stators der Anschlagplatte entgegen und werden hierdurch gegebenenfalls nicht mehr von dem Spritzmaterial umhüllt, so dass der beabsichtigte Zweck des Umspritzens nur unzureichend erreicht wird. Im Extremfall kann es dabei zum Kontakt zwischen Anschlagplatte und den dieser zugewandten Wicklungen des Stators, dem sogenannten Wickelkopf kommen, was auch zu Beschädigungen der Drähte führen kann. Überdies geht bei diesem Vorgang der Bauraum oberhalb der Wicklungen verloren, was letzten Endes dazu führen kann, dass der Stator gar nicht mehr an einer Leiterplatte montierbar ist. Due to the very high pressure and the flow mass of spray material occurring during the injection process, the stator is pressed so strongly against the stop plate in the injection mold, that the voltage applied to the stop plate groove insulation is compressed axially. Here, the accommodated in the insulation, also called terminal terminals, which may also abut the stop plate, due to the compression by the insulation and meet, in staggered layers of sheets existing stator bodies, on the laminated core of the stator body, resulting in a short circuit between the stator body and the phase associated with the respective terminal on the stator. At the same time in this process, the axially projecting respectively from the end face of the pole web windings of the stator of the stopper plate and are thereby possibly no longer enveloped by the spray material, so that the intended purpose of extrusion coating is achieved insufficient. In extreme cases, it may come to contact between the stop plate and the windings facing the stator, the so-called winding, which can also lead to damage to the wires. Moreover, in this process, the space above the windings is lost, which ultimately can lead to the fact that the stator is no longer mountable on a circuit board.

Als weiterer unvorteilhafter Effekt kann die Nutisolation durch den Umspritzdruck im Durchmesser auseinandergedrückt werden. Wickeldrähte, die am Außendurchmesser der Nutisolation geführt sind, um die einzelnen Phasen des Stators wickeln zu können, können hierdurch soweit nach außen wandern, dass sie gegen die Werkzeugwand gedrückt und dann nicht mehr von der Spritzmasse überdeckt werden. Die Isolation der Drähte nach außen ist dann im Zweifel nicht mehr gegeben. As a further unfavorable effect, the slot insulation can be forced apart by the extrusion pressure in the diameter. Winding wires, which are guided on the outer diameter of the slot insulation in order to be able to wind the individual phases of the stator, can thus migrate so far outwards that they are pressed against the tool wall and then no longer covered by the injection molding compound. The insulation of the wires to the outside then no longer exists in case of doubt.

Es besteht daher die Aufgabe, einem Stator zur Verfügung zu stellen, der ohne Verletzung der Wicklungen aus Spulendraht und frei von Kurzschlüssen vollständig umspritzt die einfache Anordnung an einer Leiterplatte gestattet. It is therefore an object to provide a stator that completely encapsulates without damage to the windings of coil wire and free of short circuits allows the simple arrangement on a circuit board.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Stator der eingangs genannten Art, bei dem an wenigstens einer der Stirnseiten des Statorkörpers an der jeweiligen Nutisolation zumindest eine Entlastungseinrichtung vorgesehen ist, welche die auf die Nutisolation bei einem durch ein Spritzwerkzeug durchgeführten Umspritzvorgang des Statorkörpers wirkende axialen Kräfte vermindert. Die zumindest eine Entlastungseinrichtung verhindert damit den negativen Einfluss der auf den Statorkörper und die betreffende Nutisolation durch den aufgebrachten Druck und die Fließmasse wirkenden axialen Kräfte, die zu den bereits den beschriebenen Verformungen und damit einer ungenügenden Isolierung oder etwa Kurzschlüssen führen können. This object is achieved by a stator of the type mentioned, in which at least one relief device is provided on at least one of the end sides of the stator to the respective slot insulation, which reduces the axial forces acting on the slot insulation in a Umspritzvorgang carried out by an injection molding of the stator body. The at least one relief device thus prevents the negative influence of the force acting on the stator and the relevant slot insulation by the applied pressure and the flow mass axial forces that can lead to the already described deformations and thus insufficient insulation or short circuits.

Vorzugsweise ist die Entlastungseinrichtung derart ausgestaltet, dass auch die auf die Nutisolation bei einem durch ein Spritzwerkzeug durchgeführten Umspritzvorgang des Statorkörpers wirkenden radialen Kräfte vermindert werden. The relief device is preferably configured in such a way that the radial forces acting on the slot insulation during an encapsulation process of the stator body carried out by an injection molding tool are also reduced.

Zweckmäßigerweise ist bei eine Ausführung des erfindungsgemäßen Stators die Entlastungseinrichtung an der Stirnseite des Statorkörpers, an welcher die elektrischen Anschlüsse des Stators nach außen geführt sind, oder an beiden Stirnseiten des Statorkörpers angeordnet. Appropriately, in one embodiment of the stator according to the invention, the relief device on the end face of the stator, on which the electrical connections of the stator are guided to the outside, or arranged on both end sides of the stator.

Vorzugsweise ist der Statorkörper aus einer Mehrzahl von übereinander gestapelten Statorblechen gebildet. In anderen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, wenn der Statorkörper aus weichmagnetischen Materialien besteht, insbesondere aus pulvergepressten weichmagnetischen Materialien (soft magnetic composites), bei denen die magnetischen Pulverpartikel mit einer isolierenden Schicht belegt sind. Bei diesen Materialen werden Wirbelstromverluste wirksam minimiert, wobei diese Materialen isotrope magnetische Eigenschaften aufweisen können. Preferably, the stator body is formed from a plurality of stacked stator laminations. In other embodiments, it may be advantageous if the stator body consists of soft magnetic materials, in particular of powder-pressed soft magnetic materials (soft magnetic composites), in which the magnetic powder particles are coated with an insulating layer. These materials effectively minimize eddy current losses, which materials can exhibit isotropic magnetic properties.

Eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Stators kann etwa darin bestehen, die zumindest eine Entlastungseinrichtung durch wenigstens einen Rücksprung der Stirnfläche der Nutisolation und/oder durch wenigstens eine an der Isolation stirnseitig zugängliche Aufnahme zu bilden. Zur Minderung des Auseinanderdrückens der Nutisolation im Durchmesser werden demnach erfindungsgemäß von der Stirnfläche zurückspringende Aussparungen im Bereich des Umfangs vorgeschlagen. Dies mindert die Fläche auf die die Kraft durch den Umspritzdruck wirken kann. Am Außendurchmesser geführte Drähte können derart vollständig vom Spritzmaterial bedeckt und nach außen isoliert werden. Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung kann darin bestehen, gegen die axiale Stauchung der Nutisolation an diesem stirnseitig wenigstens eine Aufnahme vorzusehen. Derartige, etwa als Bohrungen ausgebildete Aufnahmen können etwa in der Anschlagplatte angeordnete Stützstifte bis in den Bereich des Blechpakets des Statorkörpers durchführen und so ein axiales Stützmittel bilden. Somit wird beim Umspritzen der hohe Druck über die Stifte von dem Blechpaket aufgenommen. Die Isolation erfährt keine Kräfte, die Phasenanschlüsse und die Wicklungen behalten ihre Positionen bei. Der Bauraum „oberhalb“ der Wicklungen bleibt erhalten und die Phasenterminals bilden keinen Kurzschluss zum Blechpaket. An advantageous embodiment of the stator according to the invention can be, for example, to form the at least one relief device by at least one return of the end face of the slot insulation and / or by at least one frontally accessible to the isolation receptacle. In order to reduce the pushing apart of the slot insulation in diameter, recesses in the region of the circumference receding from the end face are accordingly proposed according to the invention. This reduces the area on which the force can act through the extrusion pressure. On the outside diameter guided wires can be so completely covered by the spray material and isolated to the outside. Another advantageous embodiment may be to provide against the axial compression of the slot insulation at this end face at least one receptacle. Such, for example, formed as holes recordings can perform approximately in the stop plate arranged support pins into the region of the laminated core of the stator and thus form an axial support means. Thus, when overmolding the high pressure on the pins of the laminated core is added. The insulation experiences no forces, the phase connections and the windings maintain their positions. The installation space "above" the windings is retained and the phase terminals do not form a short circuit to the laminated core.

Eine bevorzugte Ausführung des Stators, bei der eine günstige Lasteinleitung in die Nutisolation erfolgt kann hierbei an dem wenigstens einen Rücksprung schräg in Richtung von dessen Boden aufeinander zu laufende Schenkel und einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen. Besonders bevorzugt sind an der Nutisolation bei einer weiteren Ausführungsform eine Mehrzahl von Rücksprüngen im Randbereich seines Umfangs verteilt angeordnet. Unter diesen kann auch eine Anzahl gleichmäßig beabstandeter Rücksprünge sein. A preferred embodiment of the stator, in which a favorable load introduction into the slot insulation can take place at the at least one return obliquely in the direction of the bottom of each other running leg and a trapezoidal cross-section. In a further embodiment, a plurality of recesses are particularly preferably distributed on the groove insulation in the edge area of its circumference. Among these may also be a number of evenly spaced recesses.

Bei einer zweckmäßigen Ausführung des Stators wird eine effektive Isolierung des Statorkörpers an seinen Stirnseiten dadurch gewährleistet, dass die Nutisolation an der jeweiligen Stirnseite des Statorkörpers zumindest die Stirnflächen des Rückschlusses und die Polstege der Statorpole überdeckt. In an expedient embodiment of the stator, an effective insulation of the stator body is ensured at its end faces by covering the slot insulation at the respective end face of the stator body at least the end faces of the return path and the pole webs of the stator poles.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Stators kann die Aufnahme als Entlastungseinrichtung einen axialen Eingriff bilden, in welchen in Gebrauchsstellung des Spritzwerkzeugs ein Stützelement, welches sich an dem Aufnahmeboden abstützt, eingreift, so dass der Statorkörper gegen die Anschlagplatte des Spritzwerkzeugs abgestützt ist und derart die axiale Stauchung der Nutisolation verhindert. Der Aufnahmeboden kann dabei sowohl aus einem dem Statorkörper zugewandten Bereich der Nutisolation gebildet sein, als auch durch das Blechpaket des Statorkörpers selbst. An advantageous development of the stator according to the invention, the recording as a relief device form an axial engagement, in which in the use position of the injection molding tool, a support member which is supported on the receiving base engages, so that the stator is supported against the stop plate of the injection mold and so the axial compression prevents the slot insulation. The receiving floor can be formed both from a region of the slot insulation facing the stator body, as well as through the laminated core of the stator body itself.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Stützelement derart ausgebildet, dass es sich am Statorkörper abstützt. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Nutisolation mindestens ein Loch aufweist, so dass am Spritzwerkzeug angebrachte Stifte sich direkt am Statorkörper, beispielsweise an Blechpaketen des Statorkörpers, abstützen. Preferably, the at least one support element is designed such that it is supported on the stator body. This can be achieved, in particular, by virtue of the fact that the slot insulation has at least one hole, so that pins mounted on the injection tool are supported directly on the stator body, for example on laminated cores of the stator body.

Bevorzugt wird in einer anderen Weiterbildung das Stützelement durch einen Stift gebildet, der bei Eingriff in der Aufnahme allseitig eingefasst und somit abgestützt ist und von der Isolation stirnseitig abstehende Elemente überragt. Das Stützelement muss dabei nicht notwendiger Weise durch einen Stift gebildet sein, auch andere geeignete Geometrien sind möglich. Die in Richtung der Anschlagplatte beim Spritzvorgang vorspringenden Elemente können die elektrischen Kontakte der Phasenterminals oder ein Erdungskontakt sein. Preferably, in another development, the support element is formed by a pin, which is bordered on all sides when engaged in the recording and thus supported and protrudes from the insulation frontally projecting elements. The support element need not necessarily be formed by a pin, other suitable geometries are possible. The projecting in the direction of the stop plate during the injection process elements may be the electrical contacts of the phase terminals or a ground contact.

Um hinsichtlich der Positionierung des Statorkörpers an dem Spritzwerkzeug auch bei Verwendung mehrere Stützelemente nicht vollständig festgelegt zu sein, kann bei einer Ausführungsform des Stators an der Nutisolation über einen Bogenabschnitt seines Umfangs eine Mehrzahl von, vorzugsweise gleichmäßig beabstandeten, Aufnahmen angeordnet sein. Von diesen können wiederum eine Anzahl oder auch alle Aufnahmen ein Stützelement während des Spritzvorgangs aufnehmen. In order not to be completely fixed with regard to the positioning of the stator body on the injection molding tool even when using a plurality of support elements, in one embodiment of the stator on the slot insulation over a curved portion of its circumference a plurality of, preferably evenly spaced, recordings can be arranged. Of these, in turn, a number or all recordings record a support element during the injection process.

Eine vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Stators, die eine sichere Kontaktierung der einzelnen Phasen des Stators mit einer Leiterplattenstruktur gestattet, weist an einer Nutisolation stirnseitig eine Mehrzahl von Schlitzen zur Aufnahme von Schneid-Klemmkontakten auf, die die Anschlüsse der jeweiligen Phasen des Stators bilden. In diese Schlitze können die Enden der Spulendrähte der jeweiligen Phase eingelegt und durch Anordnung des Schneid-Klemmkontakts einfach und sicher kontaktiert werden. Die aus der Nutisolation ragenden Enden der Schneid-Klemmkontakte kontaktieren dann wiederum die Leiterplatte. An advantageous embodiment of the stator according to the invention, which allows a secure contacting of the individual phases of the stator with a printed circuit board structure, has a plurality of slots for receiving cutting terminal contacts on a slot insulation end face, which form the terminals of the respective phases of the stator. In these slots, the ends of the coil wires of the respective phase can be inserted and contacted easily and safely by arranging the insulation displacement contact. The protruding from the slot insulation ends of the insulation displacement contacts then in turn contact the circuit board.

Das vorstehende Problem wird auch gelöst durch eine Stator-Anordnung an einem Spritzwerkzeug zur Aufbringung einer Schicht aus einem Spritzmaterial an einem Stator, wobei dessen Statorkörper mit einer axialen Öffnung als mittigem Durchgriff auf den Werkzeugkern einer ersten Spritzwerkzeughälfte bis zu einem Anschlag aufgeschoben ist, und an der dem Anschlag zugewandten Stirnseite des Statorkörpers zwischen diesem und dem Anschlag wenigstens eine Entlastungseinrichtung vorgesehen ist. Außerdem wird das Problem auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines umspritzten Stators nach einem der vorhergehenden Ansprüche gelöst. Vorzugsweise wird der Statorkörper an einer axialen Öffnung bis an einen Anschlag auf einen Werkzeugkern einer ersten Spritzwerkzeughälfte aufgeschoben und zwischen dem Spritzwerkzeug und der dem Anschlag zugewandten Stirnseite des Statorkörpers vor dem Beginn des Spritzvorgangs ein Entlastungsmittel angeordnet. The above problem is also solved by a stator assembly on a Injection tool for applying a layer of a spray material to a stator, wherein the stator is pushed with an axial opening as a central penetration on the tool core of a first injection half to a stop, and at the stop facing the end face of the stator between this and the stop at least a relief device is provided. In addition, the problem is also solved by a method for producing an overmolded stator according to any one of the preceding claims. Preferably, the stator is pushed at an axial opening up to a stop on a tool core of a first injection mold half and disposed between the injection mold and the end face of the stator facing the stop before the start of the injection process, a discharge.

Der erfindungsgemäße Stator kann sowohl als Innen- wie als Auenläufer ausgebildet werden und ist vorzugsweise für einen Elektromotor geeignet, insbesondere einen Stellantrieb. The stator according to the invention can be designed both as an internal and external rotor and is preferably suitable for an electric motor, in particular an actuator.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung als Elektromotors umfasst einen erfindungsgemäßen Stator, einen Rotor und ein Motorgehäuse. Hierbei ist das Motorgehäuse vorzugsweise aus einem Kunststoff spritzgegossen, wobei der Stator vollständig umspritzt ist. An advantageous embodiment of the invention as an electric motor comprises a stator according to the invention, a rotor and a motor housing. Here, the motor housing is preferably injection molded from a plastic, wherein the stator is completely encapsulated.

In bevorzugten ist die erfindungsgemäße Gleichstrommaschine durch einen bürstenloser Gleichstrommotor bereitgestellt. In preferred embodiments, the DC machine according to the invention is provided by a brushless DC motor.

Die Erfindung wird nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen in teilweise schematisierter Darstellung die The invention will be explained in more detail below by an embodiment in the drawing. In this show in a partially schematic representation of the

1 eine ebene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Stators mit Statorkörper und Nutisolation an den jeweiligen Stirnseiten; 1 a planar side view of the stator according to the invention with stator and groove insulation on the respective end faces;

2 eine geschnittene Seitenansicht des Stators aus der 2 entlang der Schnittlinie A-A in der 3; 2 a sectional side view of the stator of the 2 along the section line AA in the 3 ;

3 eine ebene stirnseitige Ansicht des Stators aus den 1 und 2; 3 a planar frontal view of the stator from the 1 and 2 ;

4 eine perspektivische stirnseitige Ansicht des Stators aus den 1 bis 3; 4 a perspective frontal view of the stator of the 1 to 3 ;

5 eine ebene, geschnittene Seitenansicht des Stators aus den 1 bis 4, der auf den Werkzeugkern eines Spritzwerkzeugs mit zwei Spritzwerkzeughälften aufgeschoben ist; 5 a planar, sectional side view of the stator of the 1 to 4 which is pushed onto the tool core of an injection mold with two injection mold halves;

6 eine ebene, stirnseitige Ansicht des Spritz werkzeugs mit daran angeordnetem Stator aus der 5. 6 a flat, frontal view of the spray tool with arranged thereon from the stator 5 ,

In den 1 bis 6 ist ein im Ganzen mit 1 bezeichneter Stator zu erkennen, der einen aus einer Mehrzahl von übereinander gestapelten Statorblechen 3 gebildeten Statorkörper 2 aufweist. Der Stator hat einen Statorrückschluss 4, an dem eine Anzahl radial orientierter Statorpole 5 angeordnet und durch den Rückschluss 4 verbunden ist, wobei die Statorpole 5 voneinander jeweils durch eine sich zwischen zwei Statorpolen 5 axial erstreckende Statornut 6 beabstandet sind. Gut zu erkennen ist, dass um die die radialen Abschnitte der Statorpole 5 bildenden Polstege 7 geführte Wicklungen 8 eines Spulendrahts 9 die Phasenwicklungen des Stators 1 bilden und an den Stirnseiten 12, 22 des Statorkörpers 1 jeweils eine Nutisolation 11, 21 angeordnet ist. Die Wicklungen 8 sind dabei zumindest stirnseitig an den Polstegen 7 der Statorpole 5 auf der jeweiligen Nutisolation 11, 21 geführt. Die Nutisolationen 11, 21 können entweder im Wesentlichen die Stirnseiten 12, 22 des Statorkörpers 1 bedecken, wobei sie auch teilweise entlang der Statornuten in axialer Richtung geführt sein können. Um in solchen Ausführungen nicht von den Nutisolationen 11, 21 bedeckte Bereiche des Statorkörpers 1 gegen die Wicklungen des Spulendrahts elektrisch zu isolieren, kann der Statorkörper 1 zumindest teilweise zusätzlich mit einer isolierenden Schicht versehen sein. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn innerhalb der Statornuten 6 keine Nutisolation 11, 21 sein soll, um dadurch möglichst viel Raum für den Wickeldraht 9 bereitzustellen. In anderen Ausführungen können die Nutisolationen 11, 21 sich in axialer Richtung überlappen oder zumindest berühren, so dass der Statorkörper 1 vollständig elektrisch isoliert vom Wickeldraht 9 angeordnet ist. An der für den Betrachter der 1 oberen Stirnseite 10 des Statorkörpers 2 sind an der dortigen Nutisolation 11 mehrere Entlastungseinrichtungen 30 vorgesehen, die die auf dar Nutisolation 11 bei einem durch ein Spritzwerkzeug durchgeführten Umspritzvorgang des Statorkörpers 2 wirkende axialen Kräfte vermindern. Auch die untere Nutisolation 21 weist eine Entlastungseinrichtung 30 auf. In the 1 to 6 is a whole with 1 To identify a designated stator, the one of a plurality of stacked stator laminations 3 formed stator body 2 having. The stator has a stator yoke 4 to which a number of radially oriented stator poles 5 arranged and by inference 4 is connected, wherein the stator poles 5 each other by a between two stator poles 5 axially extending stator groove 6 are spaced. It is easy to see that around the radial sections of the stator poles 5 forming pole webs 7 guided windings 8th a coil wire 9 the phase windings of the stator 1 form and on the front ends 12 . 22 of the stator body 1 one slot insulation each 11 . 21 is arranged. The windings 8th are at least the front side of the pole webs 7 the stator poles 5 on the respective slot insulation 11 . 21 guided. The slot insulation 11 . 21 Either essentially the frontal sides 12 . 22 of the stator body 1 Cover, where they may also be partially guided along the stator in the axial direction. Not in such versions of the slot insulation 11 . 21 covered areas of the stator body 1 electrically isolate against the windings of the coil wire, the stator body 1 be at least partially additionally provided with an insulating layer. This can be advantageous in particular if, within the stator slots 6 no slot insulation 11 . 21 should be to thereby maximize the space for the winding wire 9 provide. In other embodiments, the slot insulation 11 . 21 overlap or at least touch in the axial direction, so that the stator body 1 completely electrically isolated from the winding wire 9 is arranged. At the for the viewer the 1 upper front side 10 of the stator body 2 are at the local groove insulation 11 several discharge facilities 30 provided that the on groove insulation 11 in an injection molding of the stator body performed by an injection molding tool 2 reduce acting axial forces. Also the lower groove insulation 21 has a discharge device 30 on.

In der 1 ist dabei zunächst der Statorkörper 2 zu erkennen, der aus gestapelten Statorblechen 3 aufgebaut ist. Die Statorbleche 3 sind in der Regel gestanzt und durch Eingriff von nicht weiter dargestellten Laschen in Aussparungen elektrisch miteinander kontaktiert. An der oberen, anschlussseitigen Stirnseite 12 und der unteren, den Anschlüssen abgewandten Stirnseite 22 des Statorkörpers 2 ist jeweils eine Nutisolation 11, 21 angeordnet, welche die Stirnseiten 12, 22 des Statorrückschlusses 4 und der Statorpole 5 überdeckt. An der für den Betrachter unteren Nutisolation 12 erkennt man hierbei die Führung von Spulendrähten 9 zu verschiedenen Phasen des Stators 1 im Umfangsbereich der Nutisolation 21. Ebenso wie an der unteren Nutisolation 21 ist an der oberen Nutisolation 11 eine Entlastungseinrichtung 30 zu erkennen, die durch eine Mehrzahl von im Umfangsbereich der Nutisolation angeordneter Rücksprünge 17 gebildet ist. Die Rücksprünge der beiden Nutisolationen 11, 21 unterscheiden sich dabei in ihrer Geometrie, die bei der oberen Nutisolation 11 trapezförmig mit von dem Rücksprungboden schräg nach außen laufenden Schenkeln ausgebildet ist. Von der oberen Nutisolation in axialer Richtung abstehend sind außerdem drei Phasenanschlüsse 15 sowie ein Erdungskontakt 16 zu erkennen. In the 1 is first the stator body 2 to recognize, consisting of stacked stator laminations 3 is constructed. The stator laminations 3 are usually punched and contacted by engagement of tabs not shown in recesses electrically to each other. At the top, connection-side end face 12 and the lower end facing away from the terminals 22 of the stator body 2 each is a slot insulation 11 . 21 arranged, which the front sides 12 . 22 of the stator yoke 4 and the stator poles 5 covered. At the lower groove insulation for the viewer 12 one recognizes here the guidance of coil wires 9 to different Phases of the stator 1 in the peripheral region of the slot insulation 21 , As well as at the lower slot insulation 21 is at the upper slot insulation 11 a relief device 30 to be recognized by a plurality of arranged in the peripheral region of the slot insulation recesses 17 is formed. The recesses of the two slot insulations 11 . 21 differ in their geometry, in the upper slot insulation 11 is formed trapezoidal with the return spring floor obliquely outwardly extending legs. Also projecting from the upper slot insulation in the axial direction are three phase terminals 15 and a ground contact 16 to recognize.

Eine andere Ansicht zeigt die 2, die den Statorkörper 2 erneut aufrecht, jedoch entlang der Schnittlinie A-A der 3 darstellt. In dieser Darstellung besser zu erkennen ist der Umstand, dass der geschnitten gezeigte Phasenanschluss 15 am linken Rand in der Nutisolation 11 aufgenommen festgesteckt ist. Weiter ist zu erkennen, dass die die Phasen an den Polstegen 7 der Statorpole 5 bildenden Spulendrähte 9 von den Nutisolationen 11, 21 getragen werden, während die in dieser Darstellung gut zu erkennenden Polschuhe 19 der Statorpole 5 nicht bedeckt sind. Another view shows the 2 that the stator body 2 again upright, but along the section line AA of 3 represents. In this illustration, it is easier to recognize the fact that the phase connection shown in phantom 15 on the left edge in the slot insulation 11 is pinned. It can also be seen that the phases at the pole webs 7 the stator poles 5 forming coil wires 9 from the slot insulation 11 . 21 be worn while in this presentation well recognizable pole shoes 19 the stator poles 5 are not covered.

In der 3 ist die anschlussseitige Stirnseite des Statorkörpers 2 mit seiner daran angeordneten Nutisolation 11 zu sehen. Man erkennt, dass sowohl der Statorkörper 2 als auch das bzw. die Nutisolation 11, 12 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wobei an der anschlussseitigen Stirnseite im Bereich der Phasenschlüsse 15 und insbesondere des Erdungskontaktes 16 der Querschnitt der Nutisolation 11 leichte Exzentrizitäten in radialer Richtung zu erkennen sind. Zu erkennen ist weiterhin, dass an der Stirnfläche der Nutisolation 11 acht gleichmäßig beabstandete, stirnseitig zugängliche Aufnahmen 18 angeordnet sind, in welchen in den 1 bis 4 nicht weiter dargestellte Stützelemente aufnehmbar sind. Diese Aufnahmen 18 erstrecken sich von der an der Stirnfläche des Stators angebrachten Nutisolation 11 in axialer Richtung in Richtung des Statorkörpers 2. Zwischen zwei Bereichen mit Aufnahmen 18, befindet sich dabei entweder ein Rücksprung 17 oder ein Phasenanschluss 15. Während die Aufnahmen 18 in der Regel in gedachter radialer Verlängerung eines der konzentrisch um die Mitte des Stators angeordneten Statorpole 5 angeordnet sind, trifft dies auf die in den 3 und 4 im rechten unteren Bereich zu findenden Statorpole 5 nicht zu. Der in etwa in der 3-Uhr-Position befindliche Statorpol 5 hat eine leicht gegen den Uhrzeigesinn in Richtung des nächsten Phasenanschlusses 15 versetzte Aufnahme 18 während dem ungefähr auf der 4-Uhr-Position befindlichen Statorpol 5 überhaupt keine Aufnahme zugeordnet ist. An diesem, ungefähr auf der 4-Uhr-Position befindlichen, Statorpol 5 ist ein mit einer Umfangsnut 14 versehener Steg 13 angeordnet. Dieser Steg 13 führt dem auf der 5-Uhr-Position befindlichen Statorpol 5 einen Spulendraht 9 zu, wie in den 3 und 4 gut zu erkennen ist. In the 3 is the connection-side end face of the stator body 2 with its groove insulation arranged thereon 11 to see. It can be seen that both the stator body 2 as well as the or the slot insulation 11 . 12 have a substantially circular cross-section, wherein at the connection-side end face in the region of the phase terminals 15 and in particular the grounding contact 16 the cross section of the slot insulation 11 slight eccentricities can be seen in the radial direction. It can also be seen that at the end face of the slot insulation 11 eight evenly spaced, frontally accessible shots 18 are arranged, in which in the 1 to 4 support elements not shown are receivable. These shots 18 extend from the groove insulation attached to the end face of the stator 11 in the axial direction in the direction of the stator body 2 , Between two areas with shots 18 , is either a return 17 or a phase connection 15 , While the shots 18 usually in imaginary radial extension of one of the concentrically arranged around the center of the stator stator poles 5 are arranged, this applies to the in the 3 and 4 in the lower right area to find stator poles 5 not too. The stator pole located approximately in the 3 o'clock position 5 has a slight counterclockwise direction of the next phase connection 15 staggered recording 18 during the stator pole located approximately at the 4 o'clock position 5 no recording is assigned at all. At this stator pole, located approximately at the 4 o'clock position 5 is one with a circumferential groove 14 provided footbridge 13 arranged. This jetty 13 leads the stator pole located at the 5 o'clock position 5 a coil wire 9 to, as in the 3 and 4 easy to recognize.

In den 5 und 6 sind zwei Ansichten gezeigt, in welchen die Anordnung des Statorkörpers 2 des Stators 1 an einem mehrteiligen Spritzwerkzeug 40 erkennbar ist, wobei die 6 eine Ansicht in Richtung der Linie B-B in der 5 ist. Das Spritzwerkzeug 40 weist an seiner ersten Werkzeughälfte einen Sockel 41 auf, von dem ein Werkzeugkern 42 für den Betrachter quer nach rechts absteht. Auf den Werkzeugkern 42 ist der Statorkörper 2 derart aufgeschoben, dass die von der anschlussseitigen Nutisolation 11 abstehenden Phasenanschlüsse 15 und der Erdungskontakt 16 an einem durch eine Fläche des Sockels 41 gebildeten Anschlag 43 anstehen. Die Flächennormale der betreffenden Fläche ist koaxial zu der Drehachse des auf den Werkzeugkern 42 aufgeschobenen Statorkörpers 2 angeordnet. Die erste Werkzeughälfte wird durch eine durch einen zylinderförmigen Deckel 43 gebildete zweite Hälfte verschlossen. In der 5 ist dabei zu erkennen, dass sich zwischen dem Spritzwerkzeug 40 und dem Statorkörper die Entlastungseinrichtung 30 in Form einer hier sichtbaren Aufnahme 18 an der Nutisolation 11 befindet, die einen Stützstift 31 als Stützelement aufnimmt, der den Statorkörper 2 gegen den Sockel 41 des Spritzwerkzeugs 40 abstützt, wobei der Aufnahmeboden durch die dem Sockel am nächsten befindliche Blechlage 3 des Statorkörpers gebildet ist. Der oder die der Entlastungseinrichtung 30 zugeordneten Stützstifte 31 können auch fest an dem Sockel 41 des Spritzwerkzeugs 40 verankert sein. In the 5 and 6 two views are shown, in which the arrangement of the stator body 2 of the stator 1 on a multi-part injection molding tool 40 is recognizable, wherein the 6 a view in the direction of the line BB in the 5 is. The injection mold 40 has a pedestal on his first half of the mold 41 on, of which a tool core 42 protrudes for the viewer across to the right. On the tool core 42 is the stator body 2 pushed so that the of the connection side groove insulation 11 projecting phase connections 15 and the grounding contact 16 at one through an area of the base 41 formed stop 43 queue. The surface normal of the surface in question is coaxial with the axis of rotation of the tool core 42 pushed stator body 2 arranged. The first tool half is replaced by a through a cylindrical lid 43 formed second half closed. In the 5 is to recognize that between the injection mold 40 and the stator body the discharge device 30 in the form of a visible here recording 18 at the slot insulation 11 located, which has a support pin 31 receives as a support element, the stator body 2 against the pedestal 41 of the injection mold 40 supported, wherein the receiving floor by the socket closest to the sheet metal layer 3 the stator body is formed. The one or more of the relief device 30 associated support pins 31 can also be fixed to the pedestal 41 of the injection mold 40 be anchored.

Dementsprechend betrifft die vorstehend beschriebene Erfindung also einen Stator 1 für eine Gleichstrommaschine, welcher Stator 1 einen Statorkörper 2 aufweist, an dessen Statorrückschluss 4 eine Anzahl radial orientierter Statorpole 5 angeordnet ist, die voneinander jeweils durch eine sich zwischen zwei Statorpolen 5 axial erstreckende Statornut 6 beabstandet sind, wobei um Polstege 7 der Statorpole 5 geführte Wicklungen 8 eines Spulendrahts 9 Phasenwicklungen des Stators 1 bilden, und wobei an den Stirnseiten des Statorkörpers 2 jeweils eine Nutisolation 11, 21 angeordnet ist. Um einen Stator 1 zur Verfügung zu haben, der ohne Verletzung der Wicklungen 8 aus Spulendraht 9 und frei von Kurzschlüssen vollständig umspritzt die einfache Anordnung an einer Leiterplatte gestattet, ist an wenigstens einer der Stirnseiten 12, 22 des Statorkörpers 2 an der jeweiligen Nutisolation 11, 21 zumindest eine Entlastungseinrichtung 30 vorgesehen, welche die auf der Nutisolation 11, 21 bei einem durch ein Spritzwerkzeug durchgeführten Umspritzvorgang des Statorkörpers 2 wirkenden axialen Kräfte vermindert. Accordingly, the invention described above thus relates to a stator 1 for a DC machine, which stator 1 a stator body 2 has, at the stator yoke 4 a number of radially oriented stator poles 5 is arranged, each from each other by a between two stator poles 5 axially extending stator groove 6 are spaced, with around pole webs 7 the stator poles 5 guided windings 8th a coil wire 9 Phase windings of the stator 1 form, and being on the front sides of the stator body 2 one slot insulation each 11 . 21 is arranged. To a stator 1 to have available without breaking the windings 8th from coil wire 9 and completely sheathed, free from short circuits, the simple arrangement permitted on a printed circuit board is on at least one of the end faces 12 . 22 of the stator body 2 at the respective slot insulation 11 . 21 at least one relief device 30 provided, which the on the slot insulation 11 . 21 in an injection molding of the stator body performed by an injection molding tool 2 acting axial forces reduced.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Stator stator
2 2: Statorkörper stator
3 3: Statorblech stator lamination
4 4: Statorrückschluss stator back
5 5: Statorpol stator
6 6: Statornut stator
7 7: Polsteg Polsteg
8 8th: Wicklung winding
9 9: Spulendraht coil wire
11, 21 11, 21: Nutisolation slot insulation
12, 22 12, 22: Stirnseiten front sides
13 13: Steg web
14 14: Umfangsnut circumferential groove
15 15: Phasenanschluss phase connection
16 16: Erdungskontakt ground contact
17 17: Rücksprung return
18 18: Aufnahme admission
19 19: Polschuh pole
30 30: Entlastungseinrichtung relief device
31 31: Stützstift support pin
40 40: Spritzwerkzeug injection mold
41 41: Sockel base
42 42: Werkzeugkern tool core
43 43: Anschlagplatte stop plate
44 44: Zylinder cylinder

Claims

Stator for a direct current machine, which stator ( 1 ) a stator body ( 2 ), at the Statorrückschluss ( 4 ) a number of radially oriented stator poles ( 5 ) is arranged, which in each case by a between two stator poles ( 5 ) axially extending stator groove ( 6 ) are spaced, wherein about Polstege ( 7 ) of the stator poles ( 5 ) guided windings ( 8th ) of a coil wire ( 9 ) Phase windings of the stator ( 1 ), and wherein at the end faces of the stator ( 2 ) each have a slot insulation ( 11 . 21 ) is arranged, characterized in that on at least one of the end faces ( 12 . 22 ) of the stator body ( 2 ) at the respective slot insulation ( 11 . 21 ) at least one relief device ( 30 ) is provided, which the on the slot insulation ( 11 . 21 ) in an injection molding of the stator body performed by an injection molding tool ( 2 ) acting axial forces.

Stator according to claim 1, characterized in that the relief device ( 30 ) at that end face ( 12 ) of the stator body ( 2 ), on which the electrical connections ( 15 . 16 ) of the stator ( 1 ) are guided to the outside, or at both ends ( 12 . 22 ) of the stator body ( 2 ) is arranged.

Stator according to claim 1 or 2, characterized in that the relief device ( 30 ) on the slot insulation ( 11 . 21 ) in an injection molding of the stator body performed by an injection molding tool ( 2 ) acting radial forces.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one relief device ( 30 ) by at least one return ( 17 ) of the end face of the slot insulation ( 11 . 21 ) and / or by at least one of the I groove insulation ( 11 . 21 ) frontally accessible recording ( 18 ) is formed.

Stator according to claim 4, characterized in that the at least one return ( 18 ) has obliquely in the direction of its bottom to each other running leg and a trapezoidal cross-section.

Stator according to claim 4 or 5, characterized in that on the slot insulation ( 11 . 21 ) a plurality of recesses ( 18 ) are distributed in the edge region of its circumference.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the slot insulation ( 11 . 21 ) at the respective end face ( 12 . 22 ) of the stator body ( 2 ) at least the end faces of the conclusion ( 4 ) and the pole webs ( 7 ) of the stator poles ( 5 ) covered.

Stator according to one of claims 3 to 6, characterized in that the receptacle ( 17 ) forms an axial engagement, in which in the use position of the injection molding tool, a support element ( 31 ) located at the bottom of the receptacle ( 17 ), intervenes.

Stator according to claim 7, characterized in that the supporting element ( 31 ) is formed by a pin which, when engaged in the receptacle ( 17 ) is bordered on all sides and by the slot insulation ( 11 . 21 ) projects beyond the frontally projecting elements.

Stator according to one of claims 3 to 8, characterized in that on the slot insulation ( 11 . 21 ) over a curved portion of its circumference a plurality of recordings ( 17 ) is arranged.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that on the slot insulation ( 11 . 21 ) frontally a plurality of slots for receiving cutting terminal contacts is provided, which form the terminals of the respective phases of the stator.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the stator body ( 2 ) of a plurality of stacked stator laminations ( 3 ) is formed.

Stator according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one support element ( 31 ) on the stator body ( 2 ) is supported.

Stator for a DC machine according to one of the preceding claims, characterized in that the DC machine is a brushless DC motor.

Stator assembly on an injection molding tool for applying a layer of a spray material to a stator according to one of the preceding claims, wherein the stator is pushed with an axial opening on the tool core of a first injection half of an injection molding tool to a stop, characterized in that the the stop ( 43 ) facing the end face of the stator ( 2 ) between this and the injection mold ( 40 ) at least one relief device ( 30 ) is provided.

Process for producing an overmolded stator according to one of the preceding claims.

Method for producing an overmolded stator according to Claim 15, characterized in that the stator body ( 2 ) of the stator ( 1 ) at an axial opening up to a stop ( 43 ) on a tool core ( 42 ) of a first injection molding half and between the injection mold ( 40 ) and the stop ( 43 ) facing end face ( 12 ) of the stator body ( 2 ) before the start of the injection process, a discharge device ( 30 ) is arranged.