用于电动机的定子系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于电动机的定子系统(2)，其具有多个线圈体(4)和缠绕在其上的定子绕组(6)。定子绕组(6)分布在定子系统(2)的周边上，并且布置成基本上呈圆形的定子星形件(8)，其中，若干定子绕组(6)在轴向方向上分别借助分相器(22)电绝缘。各两个线圈体(4)的定子绕组(6)作为线圈对(12)借助导体带(10)导电地电连接，该导体带借助在轴向方向上布置在配属的分相器(22)之上的且径向延伸的分离片(24)保持住。
【专利说明】用于电动机的定子系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于电动机的定子系统，其具有多个线圈体和缠绕在其上的定子绕组，这些定子绕组分布在定子系统的周边上。
【背景技术】
[0002]在以三相电流运行的电动机中，(固定)定子系统具有若干级联的作为磁极的线圈对，这些线圈对在通电时产生励磁场。转子能转动地布置在定子系统内部，该转子在无电刷电动机的情况下设有永磁体，并且在所谓的换向器电动机的情况下本身设有线圈绕组或励磁绕组。如果有电流流过由定子侧的线圈形成的相绕组，那么就会构建起与转子的磁场交互作用的励磁场，由于该励磁场，转子绕其转子轴线转动。
[0003]典型地，在这种具有星形布置的定子齿和设置在它们之间的定子槽的定子系统中，若干线圈对在考虑到期望的(电)相绕组的情况下以单齿技术(Einzelzahntechnik)安装在定子齿上。在这种情况下，在运行时，不同的线圈对导致不同的电流相，其中，联接线圈对的定子绕组或线圈的导体带以常规方式至少部分安设在相邻的线圈对上，并且在那里并列延伸地布置。
[0004]这种定子系统例如使用在用于机动车转向系统的伺服驱动器的电动机中。尤其是在使用拉入缠绕技术(Einziehwickeltechnologie)的情况下,在此可能出现线圈或导体带与不同相的线圈对导电接触的问题。产生的相短路(Phasenschluss)尤其是在转向应用中导致电动机的错误行为和不期望的、不安全的、提高的制动力矩。
[0005]通常为了避免该相短路问题，不同线圈体的导体带由不导电的、由塑料制成的绝缘软管套上。由此，在制造定子系统时产生了附加的生产步骤，这不利地影响定子系统的制造成本和制造时间。
【发明内容】
[0006]因此，本发明的任务是提供一种开头提到类型的定子系统，其在定子星形件中的级联的线圈对的情况下简单且廉价地确保运行可靠的相分离。
[0007]根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
[0008]定子系统是电动机的组成部分，其中，电动机可以是有电刷式的(换向器电动机)或者无电刷式的。定子系统包括若干分别缠绕有定子绕组的线圈体。定子绕组例如是由涂漆的铜线制成的线圈。线圈体和位于其上的定子绕组布置成圆形的定子星形件，其中，线圈的中心开口径向延伸。电动机的轴向方向，即转子的旋转轴线与定子星形件的轴线重合，该定子星形件因此具有空心柱体形的形状。
[0009]彼此邻接的定子绕组以如下方式相互电绝缘，S卩，例如在这些定子绕组之间提供在其内布置有电绝缘体的空间。绝缘体尤其是塑料，但也可以是空气。此外，若干定子绕组在轴向方向上借助分相器电绝缘。以适宜方式，定子绕组分别借助配属于相应的定子绕组的分相器电绝缘。据此，分相器是单独的构件。但同样可以使用唯一的分相器，其中，该分相器以适宜方式环形地或者环形段地实施。优选地，分相器由塑料制成，并且尤其是放置到相应的定子绕组上。导体带经由分相器引导。轴向在分相器之上分布的导体带是形成线圈或线圈绕组的绕组线的一部分，或者是相应的绕组导线的一部分。换言之，分相器因此位于导体带与定子绕组之间。
[0010]借助导体带，定子系统的两个定子绕组相互电连接成线圈对，其中，定子绕组不是直接彼此相邻的。例如，线圈对的两个定子绕组位于基本上相互错开90°的定子齿上。在此，导体带优选具有基本上切向的分布。换言之，导体带在所有的位于线圈对的两个定子绕组之间的定子绕组上引导，这些定子绕组中的每一个尤其借助其中一个分相器与导体带电绝缘。
[0011]导体带借助分离片来保持，其中，导体带尤其布置在分离片与分相器之间。例如，分离片的分布基本上沿径向且基本上垂直于导体带。分离片例如与线圈体连接或者紧固在分相器上，分离片位于该分相器之上。例如，分离片在那里粘紧，或者例如借助超声波焊接与相应的部件焊接在一起。
[0012]由于使用了分离片用使导体带的位置稳定，并且阻止了在电动机运行期间该导体带相对于尤其是相邻的导体带的另一导电的部件运动。此外，通过分离片的使用，线圈对可以在无需附加的生产步骤的情况下被缠绕并装配在定子星形件中。由此，有利地减少了定子系统的制造成本。
[0013]在一种适当的实施方式中，导体带在此基本上在优选由不导电的塑料制成的分离片与分相器之间无损伤地夹紧，并且由此与相邻的导体电路和定子绕组电流分离。
[0014]在一种优选的改进方案中，分离片与配属的线圈体锁定。由此，建立起特别简单的、廉价的且运行可靠的相绝缘。基于锁定，导体带以简单的方式和方法彼此电绝缘或者说在空间上电流分离。因此，可靠地避免了由于导体带可能的损坏导致的相短路。
[0015]在一种适当的实施方式中，分相器基本上延伸经过线圈体的整个轴向长度和径向宽度。在一种适当的实施方式中，分相器因此与常规的实施方案相比是延长或者说加宽的，从而使多个导体带可以毫无问题地并列地，例如基本上与定子星形件切向分布地布置在分相器上。在此可靠地阻止了导体带相互接触或与相应的线圈体的定子绕组接触。
[0016]在一种有利的设计方案中，以适当方式大致长方体状地实施的分离片在装配状态下基本上延伸经过定子星形件的相应的线圈体的整个径向宽度。由此，能够实现将分离片运行可靠地锁定在分相器，例如在相应的轴向延长的线圈体的保持轮廓上。
[0017]在一种适当的改进方案中，分离片具有朝分相器敞开的留空部，用以容纳导体带。由此，运行可靠的相绝缘借助分相器和分离片来实现。在此，分离片的制造是比较廉价的，这是因为不必提供用于保持相应的导体带的其他部件，例如螺栓或类似物。
[0018]匹配于适当地以线圈对的绕组线的相应区段的形式实施的导体带的横截面形状的留空部在横截面中是大于180°的圆弧段。以该方式能够实现使导体带传力连接地(kraftschliissig)位于相应的留空部内。换言之，在装配定子系统时，每个导体带卡扣到相应的与之对应的凹部中。由于这种紧固，在装配时可以放弃粘合材料的辅助。同样，为了可靠的连接而将导体带和相应的分离片相互焊接在一起也是不必要的。
[0019]在分离片的一种有利的设计方案中，留空部尤其是倾斜的，从而确保了基本上相对定子星形件径向布置的分离片可以容纳大致相对定子星形件切向地布置在分相器上的导体带。换言之，置入分离片中的留空部在该实施方式中因此具有径向和切向的部件。特别有利的是，导体带与其中一个线圈对的其中一个线圈体之间的电连接比较靠近定子星形件的内侧，而导体带与该线圈对的另一线圈体之间的电连接比较靠近定子星形件的外侧。
[0020]能够实现的是，利用导体带来实现两个电连接部之间的比较短的连接以减少材料成本，其中，导体带在留空部内引导。尤其是在相应的导体带中没有引入弯曲部或弯折部位。
[0021]此外，在一种优选的实施方案中，分离片具有若干径向相互间隔开的(倾斜的)留空部，从而使得基本上在分相器上的每个导体带在装配状态下都置入分离片的单独的留空部中。由此，借助分相器和分离片确保了运行特别可靠的相绝缘。
[0022]在分离片与相应的线圈体之间的锁定连接的一种特别有利的设计方案中，在导体带布置在其之上的线圈体中引入凹部。凹部在其边缘区域中优选具有两个锁定钩，它们在装配状态下锁定分离片。换言之，分离片至少部分形状锁合地(formschlilssig)位于留空部内，并且借助锁定钩传力连接地保持在那里。凹部例如位于线圈体的面向定子星形件的内侧或外侧上。但也可以想到的是，不仅在内侧上而且也在外侧上，在线圈体中分别引入这种留空部。在此，分离片在两侧与线圈体锁定。由此，能够实现分离片在线圈体上的特别简单且廉价的紧固。
[0023]在一种适当的改进方案中，在分离片上成形有卡锁元件，其贴靠在线圈体的对应的止挡面上。由此，锁定连接有利且简单地以其形状锁合(Formschluss)的形式得到改进，由此即使在电动机运行期间有抖动和振动的情况下仍确保了特别可靠的相分离。
[0024]以适宜方式，分离片按薄膜铰链(Filmscharnier)的方式铰接到线圈体上。在此，例如分离片的自由端部与线圈体锁定以完成装配。在一种关于此有利的实施方式中，线圈体以注塑法来制造，并且分离片直接浇注到线圈体上。通过两个元件在一个过程步骤中一体式的实施以及制造，定子系统的制造成本有利地被减少。此外，在制造这种定子系统时减少了支承保持成本。薄膜铰链-分离片的自由端部简单地与锁定连接装置的凹部锁定以完成装配。
[0025]针对具有根据本发明的定子系统的电动机，尤其是机动车转向系统的伺服驱动器的电动机，以上任务通过权利要求12的特征解决。通过使用根据本发明的定子系统确保了简单的、廉价并且运行可靠的相分离。由此有利地避免了相短路，并且尤其是在转向应用中有利地避免了不期望的、不安全的、提高的制动力矩。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]随后，借助附图详细阐述本发明的实施例。其中:
[0027]图1以俯视图示出六极的定子系统的定子星形件，其包括十二个带有定子绕组的线圈体，其中，具有导体带的各两个线圈体实施为作为磁极的线圈对，
[0028]图2以立体图示出线圈对，
[0029]图3以立体截段图示出定子星形件的线圈体，其具有用于将导体带和定子绕组电流分离的分相器和分离片，
[0030]图4以立体图示出具有倾斜地定向的留空部的分离片，
[0031]图5以截段图示出分离片与线圈体的置入线圈体中的和设有锁定钩的径向的凹部的锁定连接，以及
[0032]图6以截段图示出薄膜铰链形式的分离片的锁定连接。
[0033]彼此相应的部分和参量在所有图中设有相同的附图标记。
【具体实施方式】
[0034]图1示出用于未详细示出的电动机的定子系统2，其包括十二个带有缠绕在上面的定子绕组或线圈6的线圈体4作为单个定子齿。
[0035]线圈体4布置成环状的、圆形的定子星形件8。在装配状态下，在定子星形件8内布置有电动机的转子，该转子能转动地支承在定子系统2的励磁场中。具有各自的定子绕组6的各两个线圈体4借助导体带10导电地电连接，并且组合为线圈对12作为组件。相应的导体带10是相应的线圈或定子绕组6的组成部分。在所有图中，分别仅有一个这种线圈对组件示例性地设有附图标记。
[0036]六个级联线圈对12在电动机运行时被电流穿流，并且形成定子系统2的六个磁极区域。定子星形件2的线圈对12彼此电串联或电并联。线圈对12的导体带10基本上分别延伸经过两个另外的线圈对12的线圈体4。
[0037]在图2中示例性地详细示出线圈对12。定子绕组6分别具有两个联接端部，即接触端部14和连接端部，其作为导体带10在线圈之间延伸。两个线圈体4的定子绕组6以及导体带10 —体式地由铜线来实施，该铜线借助单个齿缠绕技术绕线圈体4进行缠绕。在该实施方案中，线圈对12的每个线圈体4都缠绕有六个定子绕组6。线圈体4是由不导电的塑料构成的基本上呈矩形的注塑构件，它们在径向方向上朝向朝定子星形件2的内周边和外周边地具有保持壁16。因此在轴向方向上，线圈体4具有基本上呈H形的横截面，其中，定子绕组6绕水平的H侧边缠绕。
[0038]接触端部14以适当方式通过熔焊或钎焊连接，通过按压或类似方法与相同相的相邻的线圈对12接触。像在图1中看到的那样，定子系统2主要包括上部的线圈对组件18和下部的线圈对组件20，其中，相应的线圈组件18、20各自最靠外的线圈体4的接触端部14为了控制定子系统2以及为其供能而与电动机的未详细示出的控制装置和电流源联接。线圈对组件18、20分别包括三个线圈对12，它们彼此以如下方式级联地电串联，S卩，使每个导体带10在线圈对组件18、20运行时导致不同的电流相。
[0039]为了使线圈对12的导体带10与定子绕组6之间的电流相电流分离，线圈体4在导体带10的区域中分别配属有分相器22。分相器22在轴向方向上使定子绕组6绝缘，并且像在图3中看到的那样基本上延伸经过线圈体4的整个轴向长度和径向宽度。线圈对12的导体带10在分相器22上基本上相对定子星形件8切向地安设，其中，多个导体带10优选三螺旋臂状地(triplespiralarmartig)并列布置在分相器22上。
[0040]线圈组件18、20的四个内线圈体4的导体带10附加地以径向朝定子星形件8定向的分离片24夹住。分离片24由不导电的塑料制成，并且基本上延伸经过定子星形件8的相应的线圈体4的整个径向宽度。
[0041]图4示出这种分离片24的结构，其具有基本上长方体状的分离片体26、用于容纳导体带10的两个留空部28和作为径向的锁止或止挡元件的两个成形的固定片30。固定片30与分离片体26垂直地布置于在装配状态下在外周侧的端部上，从而分离片24基本上是T形的。留空部28在装配状态下朝分相器22定向，并且在其横截面中具有大于180°的圆弧段，从而使导体带10可以卡入留空部28中，并且运行可靠地保持。
[0042]留空部28在径向上相互间隔开，并且具有相对于分离片24倾斜的分布，从而使螺旋臂状地(spiralarmartig)布置的、切向定向的导体带10可以毫无问题地卡入分离片24中。通过分离片24，使优选实施为绞合线式的铜线的导体带10在空间上电流分离并可靠地保持，从而可靠避免了由于导体带的单个线的可能的损坏导致的相邻的导体带10之间的相短路。
[0043]分离片24可以借助保持壁16的锁定设备32无损伤地夹紧固定在线圈体4上。在图5中以截段形式详细示出锁定设备32。为此，保持壁16在定子星形件8的内和外周边上在分离片侧具有基本上呈U形的锁定轮廓34。两个锁定钩36分别悬出地并且向内彼此面对面地布置在竖直的U形腿的上端部上，这些锁定钩在卡入的装配状态下在轴向方向上固定分离片24。分离片24的固定片30在装配状态下径向贴靠在锁定轮廓34朝定子星形件8的外周边的竖直的U形腿上。由此改进了锁定设备32的形状锁合，由此即使在电动机运行期间有抖动和振动的情况下仍确保了特别可靠的相分离。
[0044]在图6中示出了线圈体4和分离片24按薄膜铰链38的方式的替选的实施方案。在该实施方案中，在定子星形件8的外周边上的锁定设备32由薄膜铰链38来代替。线圈体4和分离片24在该实施方案中实施为共同的注塑构件，其中，分离片24作为折页夹片(Scharnierbiigel)可以在自由端部侧卡入内周边上的锁定轮廓34中。
[0045]本发明并不局限于之前所描述的实施例。具体而言，本发明的其他变型方案也可以由本领域技术人员推导出，而不会偏离本发明的主题。此外尤其地，所有结合不同的实施例所描述的单个特征也可以按其他方式相互组合，而不会偏离本发明的主题。
[0046]附图标记列表
[0047]2定子系统
[0048]4线圈体
[0049]6定子绕组
[0050]8定子星形件
[0051]10导体带
[0052]12线圈对
[0053]14接触端部
[0054]16保持壁
[0055]18、20线圈对组件
[0056]22分相器
[0057]24分离片
[0058]26分离片体
[0059]28留空部
[0060]30 固定片
[0061]32 锁定设备
[0062]34 锁定轮廓
[0063]36锁定钩
[0064]38薄膜铰链
【权利要求】
1.一种用于电动机的定子系统(2)，所述定子系统具有多个线圈体(4)和缠绕在这些线圈体上的定子绕组(6)， -其中，定子绕组(6)分布在定子系统(2)的周边上，并且布置成基本上呈圆形的定子星形件⑶， -其中，若干定子绕组(6)在轴向方向上分别借助分相器(22)电绝缘， -其中，分别至少两个线圈体(4)的定子绕组(6)作为线圈对(12)借助导体带(10)导电地电连接，并且 -其中，每个导体带(10)借助在轴向方向上布置在配属的分相器(22)之上的、优选径向延伸的分离片(24)被保持。
2.根据权利要求1所述的定子系统(2)，其特征在于，分离片(24)与配属的线圈体(4)锁定。
3.根据权利要求1或2所述的定子系统(2)，其特征在于，分相器(22)基本上在线圈体(4)的整个轴向长度和径向宽度上延伸。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的定子系统(2)，其特征在于，分离片(24)在装配状态下基本上在定子星形件(8)的相应的线圈体(4)的整个径向宽度上延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子系统(2)，其特征在于，分离片(24)具有朝向分相器(22)敞开的留空部(28)，用以容纳导体带(10)。
6.根据权利要求5所述的定子系统(2)，其特征在于，留空部(28)在横截面中是大于180°的圆弧段。
7.根据权利要求5或6所述的定子系统(2)，其特征在于具有分离片(24)的倾斜的留空部(28)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的定子系统(2)，其特征在于，分离片(24)具有若干径向相互间隔开的留空部(28)。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的定子系统(2)，其特征在于，锁定连接装置具有引入相应的线圈体(4)中的并且设有锁定钩(36)的凹部(34)，分离片(24)置入所述凹部中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的定子系统(2)，其特征在于，在分离片(24)上成形有卡锁元件(30)，所述卡锁元件径向贴靠在线圈体(4)的相应的止挡面(34)上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的定子系统(2)，其特征在于，分离片(24)以薄膜铰链(38)的方式铰接到线圈体(4)上。
12.—种电动机,尤其是机动车转向系统的伺服驱动器的电动机,其具有根据权利要求1至11中任一项所述的定子系统(2)。
【文档编号】H02K3/52GK104335457SQ201380027034
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2013年5月24日 优先权日:2012年5月24日
【发明者】斯特凡·波特纳, 霍斯特·施特格米勒, 斯特凡·维斯特 申请人:博泽沃尔兹堡汽车零部件有限公司