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DE102013105965A1 - Stator mit Erdungskontakt - Google Patents

Stator mit Erdungskontakt Download PDF

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DE102013105965A1
DE102013105965A1 DE102013105965.1A DE102013105965A DE102013105965A1 DE 102013105965 A1 DE102013105965 A1 DE 102013105965A1 DE 102013105965 A DE102013105965 A DE 102013105965A DE 102013105965 A1 DE102013105965 A1 DE 102013105965A1
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stator
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grounding contact
stator according
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Helmut Schneider
Jürgen SCHILL
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Minebea Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40Structural association with grounding devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/08Insulating casings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindugn betrifft einen Stator (1) für eine elektrische Maschine (6) mit einem Statorkörper (2, 102) und einem Erdungskontakt (3, 103), der elektrisch mit dem Statorkörper (2, 102) verbunden ist, wobei der Statorkörper (2, 102) in einem aus einem Kunststoffmaterial ausgebildeten Motorengehäuse (4, 104) angeordnet ist. Um einen kompakten Stator (1) zur Verfügung zu haben, der einfach montierbar ist und gleichzeitig eine sichere Kontaktierung einer Erdung mit dem Stator (1) gestattet, wird vorgeschlagen, das Motorengehäuse (4, 104) an einer Innenwand (20, 120) wenigstens eines seiner Gehäuseteile mit einem Eingriff 7, 107 zu versehen, in welchem der Statorkörper (2, 102) in Gebrauchsstellung aufgenommen ist und den Erdungskontakt (3, 103) an dem dem Statorkörper (2, 102) zugewandten Innenumfang des Eingriffs (7, 107) anzuordnen und festzulegen und den Statorkörper (2, 102) an dessen Außenumfang elektrisch durch Berührung durch den Erdungskontakt (3, 103) zu kontaktieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stator für eine elektrische Maschine mit einem Statorkörper und einem Erdungskontakt, der elektrisch mit dem Statorkörper verbunden ist, wobei der Statorkörper in einem aus einem Kunststoffmaterial ausgebildeten Motorengehäuse angeordnet ist.
  • Bei der Verwendung von elektrischen Kleinantrieben spielt im Verbund mit anderen elektrischen Einrichtungen häufig die elektromagnetische Verträglichkeit eine Rolle. Bei der Kommutierung von Elektromotoren bilden diese durch die Abstrahlungen des elektromagnetischen Wechselfeldes im Prinzip einen Sender, der geeignet ist, andere Einrichtungen zu stören. Dessen Störpotential könnte etwa durch ein metallisches Gehäuse um den Motor gemildert werden, diese Maßnahme ist jedoch mit zusätzlichem Gewicht und nicht unerheblichen Kosten verbunden.
  • In vielen Anwendungen ist es daher vorgeschrieben, dass der Statorkörper eines Stators elektrisch geerdet werden kann. Dies erfolgt in der Regel über einen Erdungskontakt, der sich beispielsweise direkt an dem Statorkörper befinden kann, oder im Bereich von dessen Nutisolation angeordnet ist und gegebenenfalls auch außerhalb eines Motorgehäuses zugänglich ist. Der Erdungskontakt oder ein Erdungskabel ist dazu beispielsweise mit dem Statorkörper verschraubt oder verschweißt. Diese Art der Befestigung ragt jedoch häufig über den Außenumfang des Statorkörpers hinaus, wodurch der Einbau in ein Motorgehäuse erschwert wird, beziehungsweise zusätzlicher Bauraum benötigt wird. Durch den vergrößerten Stator kann ein damit ausgestatteter Motor somit zu groß sein, um für bestimmte Anwendungsgebiete geeignet zu sein.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Stator der vorgenannten Art zu schaffen, der kompakter aufgebaut und einfach montierbar ist und gleichzeitig eine sichere Kontaktierung der Erdung mit dem Stator gestattet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Stator der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Motorengehäuse an einer Innenwand wenigstens eines seiner Gehäuseteile eine Ausformung aufweist, in welche der Statorkörper in Gebrauchsstellung aufgenommen ist, und dass der Erdungskontakt des Statorkörpers an dem dem Statorkörper zugewandten Innenumfang der Ausformung angeordnet und befestigt ist und den Statorkörper an dessen Außenumfang berührend elektrisch kontaktiert.
  • Der erfindungsgemäße Stator ist derart angeordnet, dass sein Erdungskontakt zwischen dem Statorkörper und der den Stator aufnehmenden Ausformung des Motorengehäuses gehalten wird, wobei der Erdungskontakt den Statorkörper berührt, sobald dieser in die Ausformung zur Statoraufnahme aufgenommen ist. Hierbei wird der Statorkörper von dem Erdungskontakt leitend kontaktiert.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Stators kann der Erdungskontakt an seinem freien Ende einen in dem Motorengehäuse angeordneten elektronischen Bauteilträger, wie eine Leiterplattenstruktur (Platine), insbesondere federnd kontaktieren. Somit kann der betreffende Kontakt einfach durch Anordnung beispielsweise einer Platine in dem Motorengehäuse hergestellt werden. Insbesondere kann somit ein elektrischer Kontakt zwischen der Platine und einem vorgespannten Abschnitt des Erdungskontaktes hergestellt und gehalten werden. Beispielsweise weist die Platine, beziehungsweise Leiterplattenstruktur, eine Kontaktfläche auf, gegen welche der Erdungskontakt mit seinem freien Ende drückt. Beispielsweise hat diese Kontaktfläche eine Flächenausdehnung zwischen 1 mm2 und 30 mm2, bevorzugt zwischen 8 mm2 und 16 mm2.
  • Zur Isolation des Statorkörpers selbst kann dieser mit einer Isolationsschicht, die zum Beispiel mittels eines Tauchverfahrens auf den bevorzugt aus einem Stapel von miteinander kontaktierten Blechen gebildeten Statorkörper aufgebracht ist, versehen sein, so dass bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Stators der Erdungskontakt mit wenigstens einem Schneidelement versehen ist, das eine gegebenenfalls an dem Statorkörper befindliche Isolationsschicht durchtrennt.
  • Dabei kann bevorzugt an dem Schneidelement wenigstens eine den Statorkörper kontaktierende Kontaktfläche vorgesehen sein, insbesondere kann das Schneidelement selbst die Kontaktfläche bilden. Hierzu kann eine Schneide des Schneidelements beispielsweise den Radius des Außenumfangs des Statorkörpers nachempfinden, so dass die Schneide den Statorkörper in Umfangsrichtung versetzt an zwei oder mehr Stellen kontaktiert.
  • Um genügend Toleranz und/oder Flexibilität bei der Anordnung des Statorkörpers in dem Eingriff zu haben und gleichzeitig diesen sicher zu kontaktieren, kann bei einer anderen zweckmäßigen Ausbildung des Stators der Erdungskontakt flexibel vorgesehen sein, und dabei insbesondere von dem Innenumfang der Ausformung zur Aufnahme und Befestigung des Statorkörpers im Gehäuse in Richtung des Statorkörpers vorgespannt sein.
  • Bevorzugt ist hierbei eine Ausführung des Stators, bei der der Erdungskontakt aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem Metall, insbesondere einem Federstahl, ausgebildet und mit wenigstens einem ein- oder mehrfach gebogenen, in Gebrauchsstellung in Richtung des Statorkörpers gekrümmten Bereich versehen ist. Insbesondere dieser gekrümmte Bereich kann besonders bevorzugt aus einem Metall, insbesondere einem Federstahl ausgebildet sein. Durch die erwähnte Krümmung bzw. mehrfache Biegung kann der Erdungskontakt beispielsweise wie eine Zunge mit zwei flügelartigen Seitenbereichen ausgebildet sein, die jeweils nicht notwendigerweise die gleiche Krümmung bezüglich eines geraden Zungenstücks haben müssen und auch nicht notwendigerweise gleich geformt sein müssen. Auf diese Weise kann der Erdungskontakt den Radius des Außenumfangs des Statorkörpers nachempfinden und so gewährleisten, dass mindestens eine Stelle, bevorzugt zwei oder mehr Bereiche des Erdungskontaktes in elektrisch leitendem Kontakt mit dem Statorkörper stehen. Insbesondere können in einer Ausführungsform mit den zuvor erwähnten flügelartigen Seitenbereichen alle dieser Seitenbereiche den Statorkörper kontaktieren und so einen Erdungskontakt sicherstellen. Durch die mehrfache Ausführung der Seitenbereiche ist eine Redundanz in der Erdungsfunktion gegeben und die Wahrscheinlichkeit eines Versagens der Erdung wesentlich verringert.
  • Die Seitenbereiche des Federkontakts sowie die Kontaktstelle am freien Ende des Erdungskontaktes zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte können optional mit einem besonders gut leitenden Metall beschichtet sein, so dass der elektrische Grenzflächenwiderstand zwischen dem Stator und dem Erdungskontakt, beziehungsweise zwischen der Leiterplatte und dem Erdungskontakt, weiter vermindert wird und die Erdungsfunktion dadurch weiter optimiert wird. Insbesondere können diese Kontaktstellen auch aus einem korrosionsbeständigen Material bestehen, beziehungsweise mit einer korrosionsbeständigen Oberfläche oder Beschichtung versehen sein, so dass die Erdungsfunktion über die gesamte Lebensdauer eines Elektromotors mit einem erfindungsgemäßen Stator erhalten bleibt. Als Federstahl kommt beispielsweise ein Chrom-Nickel-legierter Federstahl (Federdraht/Federband) zur Verwendung, insbesondere ein Federstahl mit einem Elastizitätsmodul zwischen 1,8·105 N/mm2 und 2,0·105 N/mm2 bei 20° Celsius.
  • Der Erdungskontakt lässt sich bei einer anderen Ausführung des Stators besonders gut im Bereich des Statorkörpers platzieren, wenn er an dem dem Statorkörper zugewandten Innenumfang der als Statoraufnahme ausgebildeten Umformung des Gehäuses angeordnet ist, insbesondere in einer weiteren, dort vorgesehenen Aufnahme für den Erdungskontakt.
  • Eine solche Aufnahme für den Erdungskontakt kann in einer bevorzugten Weiterbildung etwa durch einen Hinterschnitt, einen Schlitz oder eine Tasche gebildet sein. Die Aufnahme für den Erdungskontakt ist dann im Bereich der Statoraufnahme angeordnet, wobei der Erdungskontakt mit seinem mindestens einen Schneidelement in Richtung des Statorkörpers weist. Insbesondere kann die Aufnahme für den Erdungskontakt derart ausgebildet sein, dass diese in Richtung des Innenumfangs der Statoraufnahme, insbesondere in Richtung des Außenumfanges des Stators, geöffnet ist, so dass das mindestens eine Schneidelement des Erdungskontaktes in elektrischen Kontakt mit dem Stator treten kann. Die Statoraufnahme kann beispielsweise eine Tasche aufweisen oder entlang Ihres Umfanges unterbrochen sein, um den Erdungskontakt dort zu platzieren. Die Aufnahme des Erdungskotaktes kann dann als eine zumindest teilweise der Formgebung des Kontaktes nachempfundene Aussparung ausgebildet sein. Desweiteren kann die Aufnahme einen Sockel aufweisen, auf dem der Erdungskontakt aufliegt. Bevorzugt sind die Ausformung zur Statoraufnahme und/oder die Aufnahme des Erdungskontaktes einteilig mit dem Motorgehäuse ausgeformt, insbesondere als ein aus Kunststoff gefertigtes Spritzgussteil.
  • Die Erdung an dem Statorkörper wird, wie bereits angedeutet, im Wesentlichen auch durch die Ortsfestigkeit des Erdungskontakts gewährleistet, so dass bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Stators im Bereich der Statoraufnahme wenigstens ein Haltemittel vorgesehen ist, welches den Erdungskontakt insbesondere auch an einer tangentialen Bewegung entlang des Umfangs der Statoraufnahme und/oder an einer Bewegung in radialer Richtung der Statoraufnahme hindert.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung kann dieses Haltemittel durch einen Wandbereich eines Schlitzes, durch den der Erdungskontakt zum Beispiel geführt wird, oder einen der Aufnahme in Richtung des Statorkörpers vorgelagerten Steg, oder durch am stirnseitigen Rand des Eingriffs angeordnete Vorsprünge gebildet sein. Solch ein Steg (oder ein Vorsprung oder eine Strebe) kann beispielsweise parallel zur axialen Erstreckung des Stators derart in der Aufnahme angeordnet sein, dass er von beispielsweise zwei Schneidelementen des Erdungskontaktes umgriffen wird. Im Boden der Aufnahme des Erdungskontaktes können auch Vertiefungen ausgebildet sein, in denen die Schneide gelagert ist, wobei die Schneidflächen ihrer Schneidelemente aus den Vertiefungen in Richtung des Stators hinausragen.
  • Die genannten Haltemittel sind jeweils geeignet, den Erdungskontakt in Position zu halten. Insbesondere sind diese Haltemittel auch während der Montage des Statorkörpers in dessen Aufnahme dazu geeignet, trotz der dabei entstehenden mechanischen Beaufschlagung des Erdungskontaktes, den Erdungskontakt in Position zu halten. Zusätzlich kann der Erdungskontakt auch in der Statoraufnahme mittels Verkleben befestigt werden.
  • Der Erdungskontakt kann in einer weiteren Ausführung überdies durch ein Bodenstück der Aufnahme abgestützt sein, wobei diese Aufnahme von dem Boden der Ausformung zur Statoraufnahme in axialer Richtung beabstandet ist, so dass der Erdungskontakt axial gelagert ist und keine unerwünschten Bewegungen entlang des Außenumfangs des Statorkörpers in axialer Richtung ausführt. Ebenso kann der Erdungskontakt dadurch an solch einer Bewegung gehindert werden, indem er teilweise von anderen Bauteilen, beispielsweise von Ausformungen am Motorgehäuse, überdeckt wird.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Statorkörper aus einzelnen Statorblechen gestapelt. Die Statorbleche sind in der Regel gestanzt. Um eine sichere elektrische Kontaktierung aller Statorbleche zu gewährleisten ist es dabei vorteilhaft, wenn die Statorbleche jeweils miteinander elektrisch verbunden sind. In einer zweckmäßigen Ausführung der Erfindung weist jedes Statorblech mindestens zwei Paketierlaschen und auf der anderen Blechseite dazu komplementäre Aussparungen auf. Beim Stapeln des Statorkörpers greifen dann jeweils die Paketierlaschen eines Statorblechs in die Aussparungen des nächsten Statorblechs ein, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen allen Statorblechen gewährleistet ist.
  • Der erfindungsgemäße Stator ist prinzipiell für alle elektrischen Maschinen geeignet. Insbesondere vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Stator in einem Elektromotor, zum Beispiel in einem bürstenlosen Gleichstrommotor, einsetzbar.
  • Eine vorteilhafte Ausführung eines Elektromotors umfasst einen erfindungsgemäßen Stator, einen Rotor und ein Motorgehäuse. Das Motorgehäuse ist vorzugsweise aus einem Kunststoff spritzgegossen. Überdies kann bei einer vorteilhaften Ausführung der Statorkörper mit einer mittels eines Tauchverfahrens aufgebrachten, isolierenden Beschichtung versehen sein. Diese Beschichtung ist dabei idealerweise in Form einer dünnen Schicht aufgetragen, beispielsweise in Form eines Lackes oder eines Harzes (Epoxidharz). Bevorzugt ist die Isolierung durch ein elektrochemisches Lackierverfahren wie kathodisches Tauchlackieren oder andere elektrochemische Auftrageverfahren (Englisch: electrochemical deposition) aufgebracht. Die Dicke der Isolation beträgt zum Beispiel einige 10 μm, vorzugsweise 0,045 mm bis 0,05 mm. Somit kann in einem erfindungsgemäßen Stator die Isolierung zuverlässig von dem Erdungskontakt durchdrungen und ein elektrischer Kontakt zwischen beiden hergestellt werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen illustrierten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen in teilweise schematisierter Form die
  • 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Elektromotors mit dem erfindungsgemäßen Stator mit Erdungskontakt, Rotor und Motorgehäuse in einem ersten Ausführungsbeispiel
  • 2 eine perspektivische Ansicht eine geöffneten Motorgehäuses ohne Stator, Rotor und Leiterplatte;
  • 3 eine geschnittene Seitenansicht des Motorgehäuses aus der 2 entlang der Schnittlinie A-A;
  • 4 eine perspektivische Seitenansicht des Erdungskontakts aus den 1 bis 3;
  • 5 eine Draufsicht von oben auf das Motorgehäuse mit einem erfindungsgemäßen Stator und Erdungskontakt;
  • 6 eine Draufsicht von oben auf ein Motorgehäuse eines zweiten Ausführungsbeispiels mit darin angeordnetem Stator und einer kontaktierten Leiterplatte; und die
  • 7 eine geschnittene Seitenansicht des Motorgehäuses aus der 6 entlang der Schnittlinie B-B.
  • In den 1, 5, 6 und 7 ist ein im Ganzen mit 1 bezeichneter Stator für eine elektrische Maschine zu erkennen, mit einem Statorkörper 2, 102 und einem Erdungskontakt 3, 103 der elektrisch mit dem Statorkörper 2, 102 verbunden ist, wobei der Statorkörper 2, 102 in einem aus einem Kunststoffmaterial ausgebildeten Motorengehäuse 4, 104 angeordnet ist, das zum Beispiel im Spritzgussverfahren hergestellt werden kann. Der zusammen mit dem nur in den 1 und 5 zu erkennenden Rotor 5 gebildete Elektromotor 6 ist dabei als Innenläufer ausgebildet, wobei der Rotor 5 auf einer Achse 10 drehbar nerhalb des Stators 1 gelagert ist. Die Erfindung ist aber prinzipiell auch auf einen als Außenläufer ausgebildeten Elektromotor anwendbar.
  • In den 1, 5, 6 und 7 weist der Stator 1 einen aus einzelnen Statorblechen gestapelten Statorkörper 2, 102 mit mehreren Statorpolen 11, 111 auf. An den Stirnseiten des Statorkörpers 2, 102 ist eine Isolation aus Kunststoff angeordnet, die die Statorpole 11, 111 gegenüber den die Statorwicklungen 12, 112 bildenden Drähten isoliert und die gegebenenfalls auch in die die Statorpole 11, 111 beabstandeten Statornuten reichen kann. Diese Isolation ist im Beispiel durch zwei Isolationsflansche 13, 113 gebildet, die jeweils an einer Stirnseite des Statorkörpers 2, 102 angeordnet sind und die Statorpole 11, 111 übergreifen. Die Isolationsflansche 13, 113 sind vorzugsweise in einem Spritzgussprozess vorgefertigte Teile, die einfach auf den Statorkörper 2, 102 aufgesetzt werden können. Die Isolationsflansche 13, 113 haben zweckmäßigerweise in etwa den gleichen Außendurchmesser wie der Statorkörper 2, 102 und weisen an ihrem Außenumfang Führungsnuten 14, 114 auf, in denen die Drähte der Statorwicklungen 12, 112 geführt werden. Außerdem sind sie jeweils durch ein zungenförmiges Haltemittel 15, 115 an dem Statorkörper 2, 102 gehalten. Zusätzlich zu den Isolationsflanschen 13, 113 ist der Statorkörper bevorzugt mit einer dünnen, vorzugsweise in einem elektrochemischen Tauchverfahren aufgebrachte, Isolationsschicht überzogen, so dass ein elektrischer Kontakt mit der Statorwicklung wirksam unterbunden wird.
  • An dem erfindungsgemäßen Stator 1 weist das Motorengehäuse 4, 104 an einer Innenwand 20, 120 eines seiner Gehäuseteile eine Ausformung 7, 107 auf, in welcher der Statorkörper 2, 102 in Gebrauchsstellung aufgenommen ist. Dabei ist der Erdungskontakt 3, 103 an dem dem Statorkörper 2, 102 zugewandten Innenumfang Ausformung 7, 107 zur Statoraufnahme angeordnet und festgelegt und kontaktiert den Statorkörper 2, 102 an dessen Außenumfang elektrisch, in dem er ihn berührt. Die Isolationsflansche 13, 113 des Statorkörpers können in radialer Richtung über den Statorkörper überstehen und dort mit Bohrungen versehen sein, so dass der Statorkörper 2 beispielsweise durch Verschrauben oder mittels Heißverstemmen zum Beispiel an der Ausformung 7, 107 zur Statoraufnahme fixiert werden kann. Die Ausformung 7, 107 zur Statoraufnahme kann dazu entsprechende Ausnehmungen oder Bohrlöcher aufweisen.
  • Ein solcher Erdungskontakt 3 aus Federstahl ist beispielhaft im Detail in der 4 zu erkennen und in den Darstellungen der 1 bis 3 sowie 5 bis 7 in dem jeweiligen Gehäuse 20 angeordnet. Der Erdungskontakt 3 hat ein an seinem einen Ende zwei in Gebrauchsstellung des Kontakts 3 in Richtung des Statorkörpers 2 gekrümmte Flügeln 31, 32, die an ihrer dem Statorkörper 2 zugewandten Enden jeweils eine Schneide 33 als Schneidmittel haben, welches bei Anordnung des Stators in seinem Eingriff dessen Isolationsschicht durchtrennt. Die Schneide 33 weist Kontaktstellen 33a auf um den elektrischen Kontakt mit dem Stator herzustellen. Die Flügel 31, 32 bilden zusammen mit dem Abschnitt, an dem sie angeformt sind, einen gekrümmten Bereich 30. An seinem für den Betrachter oberen Ende weist der Kontakt 3 einen zweischenkligen, v-förmigen Endabschnitt 34 auf, der bei Beaufschlagung durch eine Leiterplatte 16 zusammen gedrückt wird und durch diese Vorspannung den Kontakt mit der Leiterplatte 16 hält. Der Erdungskontakt 3 weist dazu eine oder mehrere Kontaktstellen 34a, beziehungsweise Kontaktflächen auf, die beispielsweise im Bereich seines Endabschnittes 34 ausgebildet sind und gegen eine entsprechende Kontaktstelle der Leiterplatte 16 gedrückt werden oder auf andere Art und Weise (zum Beispiel durch Verlöten, Verschweißen oder Verklemmen) mit dieser elektrisch verbunden werden. Die mindestens eine Kontaktstelle 34a muss jedoch nicht zwingend im Bereich des Endabschnittes 34 ausgebildet sein, sondern kann auch im Bereich eines Verbindungsstückes 34b zwischen dem Endabschnitt 34 und der Schneide 33 liegen.
  • In der 2 erkennt man das Motorgehäuse, das der Übersichtlichkeit halber hier ohne den Stator 1 dargestellt ist. Derart ist die Ausformung 7, in welcher der Stator angeordnet wird, und auch die den Erdungskontakt 3 an dem Innenumfang der Ausformung 7 aufnehmende Aufnahme 8 besser zu erkennen. Gleichermaßen ist dort ein axialer Steg 25 als Haltemittel für den Erdungskontakt 3 zu erkennen sowie ein Sockel, auf dem der Erdungskontakt aufsitzt. Zudem erkennt man, dass an der Ausformung 7 im Innern des Motorengehäuses 4 dessen Querschnitt zurückspringt. Weiter zeigt die 2 einen Durchgriff 9 an dem Motorengehäuse in welchem eine nicht dargestellte abtriebsseitige Welle lagerbar ist. Zudem erkannt man an der rechten Seite des Motorengehäuses 4 eine Anschlussöse 17 zu dessen Festlegung sowie an der gegenüberliegenden (in der Ansicht linken) Seite ein Anschlussstück 18 zur elektrischen Verbindung des Elektromotors 6. Schließlich erkennt man im Gehäuseinnern noch im stirnseitigen Bereich des Eingriffs 7 Zapfen 19, die in Gebrauchsstellung des Stators in an dessen Isolationsflanschen 13 befindliche Ösen 21 eingreifen und den Statorkörper 2 derart festlegen.
  • Weiter erkennt man in der 2 im linken Endbereich des Motorengehäuses 4 vier elektrische Kontakte 22, die aus dem Anschlussstück 18 ins Gehäuseinnere geführt sind. Diese Kontakte 22 sind noch besser in der 3 zu sehen, genauso wie die Wellenaufnahme 23 für die Welle 10, die im bestückten Zustand des Elektromotors 6 den Rotor 5 lagert. Zu sehen ist insbesondere auch der Erdungskontakt 3 mit seinen Flügeln 31, 32 der Schneide 33, die den in der 3 nicht dargestellten Statorkörper 2 kontaktiert. Ähnlich der Wellenaufnahme 23 zur Lagerung der Antriebswelle des Elektromotors 6 sind im Motorengehäuse 4, 104 verschiedene Achsaufnahmen zur Lagerung der Achsen verschiedener Zahnräder eines Getriebestranges (zum Beispiel eines Übersetzungsgetriebes) ausgeformt. Konzentrisch um die Öffnungen im Gehäuseboden und Gehäusedeckel des Durchgriffs 9, 109 ist ein nach innen gerichteter Kragen, der eine Lagerfläche 29 zur Lagerung einer nicht gezeigten Abtriebswelle des Getriebestranges ausbildet. Diese im Gehäuse ausgeformten Achs- und Wellenaufnahmen sind durch ebenfalls im Gehäuse ausgeformte Streben verstärkt, die im Wesentlichen jeweils in radialer Richtung zur jeweiligen Aufnahme verlaufen.
  • In 5 ist eine Draufsicht auf das bereits in 2 gezeigte Motorengehäuse 4 zu sehen, in der die Leiterplatte 16 sowie der Isolationsflansch 13 nicht dargestellt sind, so dass der Statorkörper 2 des Stators 1 zusammen mit seinem Erdungskontakt 3 bestmöglich zu erkennen ist. Es ist hier auch dargestellt, wie die Schneide 33 mit ihren Flügeln 31, 32 den Statorkörper 2 berührt um einen elektrischen Kontakt herzustellen. Ebenso ist die Kontaktfläche, beziehungsweise Kontaktstelle 34a des Erdungskontaktes 3, zur Kontaktierung der Leiterplatte 16 zu erkennen.
  • Auch die 6 ist der 2 sehr ähnlich und zeigt ebenfalls einen Stator 1, der mit seinem Statorkörper 102 in dem Eingriff 107 des Motorgehäuses 104 aufgenommen ist. 6 illustriert dabei die Anordnung der Leiterplatte 116 über dem Stator 1 und dem Erdungskontakt 103. Die Leiterplatte 116 in den 6 und 7 stellt die elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 122 und den Kontaktstiften 124 des Stators 1 her. In dieser Darstellung ist gut zu erkennen, dass die Leiterplatte verschiedene Öffnungen aufweist, um eine Durchführung für die Welle 10 des Elektromotors 6 sowie Anschlüsse der elektrischen Kontakte 122 zur Verbindung mit einer externen elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Motors zu realisieren. Durch weitere Öffnungen können Klemm- oder Quetschverbindungen für die Anschlüsse 124 der elektrischen Phasen der Statorwicklung vorgesehen sein sowie Befestigungsöffnungen um die Leiterplatte 116, zum Beispiel mittels Heißverstemmen, an dem Motorengehäuse 104 zu befestigen. Durch eine derartige Befestigung der Leiterplatte 116 wird auch sichergestellt, dass der Erdungskontakt 103 fest gegen die Leiterplatte 116 mit ihrer Kontaktfläche gedrückt wird, so dass der Erdungskontakt in axialer Richtung (parallel zur axialen Richtung der Welle 110) fixiert wird und die elektrischen Kontakte des Erdungskontaktes 103 mit der Leiterplatte 116 und dem Stator 1 gewährleistet sind. Das Motorengehäuse 104 weist im Vergleich zur zuvor gezeigten Variante leichte Modifikationen auf. Beispielsweise ist die durch die kragenförmige Ausformung gebildete Lagerfläche 129 des Motorengehäuses 104 für eine nicht gezeigte Abtriebswelle anders ausgebildet. Hier ist diese Lagerfläche 129 durch mehrere, konzentrisch zu den Gehäuseöffnungen angeordnete, Teilabschnitte eines Kragens definiert.
  • Der Erdungskontakt 103 besteht ebenfalls aus einem korrosionsbeständigen Federstahl und kontaktiert die Leiterplatte 116 von unten, wobei dessen oberes Ende nicht v-förmig ausgebildet ist, sondern der Kontur des Motorgehäuses 104 an dessen Innenwand folgt und direkt unterhalb der Leiterplatte 116 in Richtung des Gehäuseinneren abknickt. An seinem oberen Endabschnitt weist der Erdungskontakt 103 eine gegen die Leiterplatte vorgespannte Zunge 135 auf. Die Zunge 135 umfasst wieder eine Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung der Leiterplatte 116 und die Schneide 33 des Erdungskontaktes 103 entspricht im Wesentlich der Schneide 33 des in 4 gezeigten Erdungskontaktes 3. Entsprechend ist die im Motorgehäuse ausgeformte Aufnahme für den Erdungskontakt anders ausgeformt und ist dessen Kontur nachempfunden. In dieser Ausführung und Ansicht weist die Aufnahme für den Erdungskontakt einen Querschnitt in Form einer Treppenstufe, beziehungsweise eines Absatzes, auf.
  • Demgemäß betrifft die vorstehend beschriebene Erfindung einen Stator 1 für eine elektrische Maschine 6 mit einem Statorkörper 2, 102 und einem Erdungskontakt 3, 103, der elektrisch mit dem Statorkörper 2, 102 verbunden ist, wobei der Statorkörper 2, 102 in einem aus einem Kunststoffmaterial ausgebildeten Motorengehäuse 4, 104 angeordnet ist. Um einen kompakten Stator 1 zur Verfügung zu haben, der einfach montierbar ist und gleichzeitig eine sichere Kontaktierung einer Erdung mit dem Stator 1 gestattet, weist das Motorengehäuse 4, 104 an einer Innenwand 20, 120 wenigstens eines seiner Gehäuseteile einen Eingriff 7, 107 auf, in welchem der Statorkörper 2, 102 in Gebrauchsstellung aufgenommen ist und der Erdungskontakt ist an dem dem Statorkörper 2, 102 zugewandten Innenumfang des Eingriffs 7, 107 angeordnet und festgelegt und kontaktiert den Statorkörper 2, 102 an dessen Außenumfang elektrisch durch Berühren.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Stator
    2, 102
    Statorkörper
    3, 103
    Erdungskontakt
    4, 104
    Motorengehäuse
    5
    Rotor
    6
    Elektromotor
    7, 107
    Ausformung Statoraufnahme
    8, 108
    Aufnahme
    9, 109
    Durchgriff
    10, 110
    Achse
    11, 111
    Statorpole
    12, 112
    Statorwicklung
    13, 113
    Isolationsflansch
    14, 114
    Führungsnut
    15, 115
    Haltemittel Flansch
    16, 116
    Leiterplatte
    17, 117
    Anschlussöse
    18, 118
    Anschlussstück
    19, 119
    Zapfen
    20, 120
    Innenwand Motorengehäuse
    21, 121
    Öse
    22, 122
    elektrischer Kontakt
    23, 123
    Wellenaufnahme
    24, 124
    Kontaktstifte
    25, 125
    axialer Steg
    29, 129
    Lagerfläche
    30, 130
    gekrümmter Bereich
    31, 32
    Flügel
    33
    Schneide
    33a
    Kontaktfläche der Schneide
    34, 134
    Endabschnitt
    34a
    Kontaktstelle
    34b
    Verbindungsstück
    135
    Zunge

Claims (17)

  1. Stator für eine elektrische Maschine mit einem Statorkörper (2) und einem Erdungskontakt (3, 103), der elektrisch mit dem Statorkörper (2, 102) verbunden ist, wobei der Statorkörper (2, 102) in einem aus einem Kunststoffmaterial ausgebildeten Motorengehäuse (4, 104) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorengehäuse (4, 104) an einer Innenwand wenigstens eines seiner Gehäuseteile eine Ausformung (7, 107) aufweist, in welcher der Statorkörper (2, 102) aufgenommen ist, wobei der Erdungskontakt (3, 103) innerhalb des Motorengehäuse (4, 104) derart angeordnet und befestigt ist, so dass der Erdungskontakt (3, 103) den Statorkörper (2, 102) an dessen Außenumfang berührend elektrisch kontaktiert.
  2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) mindestens einen Kontaktbereich (34a) aufweist, der einen in dem Motorengehäuse (4, 104) angeordneten elektronischen Bauteilträger oder eine Leiterplattenstruktur (16, 116) federnd kontaktiert.
  3. Stator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) mit wenigstens einem Schneidelement (33) versehen ist, das eine an dem Statorkörper (2, 102) befindliche Isolationsschicht durchtrennt.
  4. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schneidelement (33) wenigstens eine den Statorkörper kontaktierende Kontaktfläche (33a) vorgesehen ist.
  5. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) flexibel vorgesehen ist.
  6. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) in Richtung des Statorkörpers (2, 102) vorgespannt ist.
  7. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) aus einem Federstahl ausgebildet ist.
  8. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) mit wenigstens einem ein- oder mehrfach gebogenen, in Richtung des Statorkörpers gekrümmten Bereich (30, 130) versehen ist.
  9. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) am Innenumfang der Ausformung (7, 107) zur Statoraufnahme angeordnet ist.
  10. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Erdungskontakt (3, 103) in einer an der Ausformung (7, 107) zur Statoraufnahme ausgeformten Aufnahme (8, 108) angeordnet ist.
  11. Stator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (8, 108) durch einen Hinterschnitt, einen Schlitz oder eine Tasche gebildet ist.
  12. Stator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Aufnahme (8, 108) wenigstens ein Haltemittel vorgesehen ist, welches den Erdungskontakt 3, 103) an einer tangentialen und/oder radialen Bewegung entlang des Umfangs der Ausformung (7, 107) zur Statoraufnahme hindert.
  13. Stator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltemittel durch einen Wandbereich eines Schlitzes, einen der Aufnahme in Richtung des Statorkörpers vorgelagerten Steg (25) oder durch am stirnseitigen Rand der Aufnahme (8, 108) angeordnete Vorsprünge gebildet ist.
  14. Stator nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (8, 108) ein Bodenstück aufweist, welches das bodenseitige Ende des Erdungskontakts (3, 103) abstützt und von dem Boden der Ausformung (7, 107) zur Statoraufnahme in axialer Richtung beabstandet ist.
  15. Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorkörper (2, 102) mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen ist.
  16. Elektromotor mit einem Stator nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  17. Antriebseinheit mit einem Elektromotor nach Anspruch 16 angetriebenen Getriebe.
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