AT3545U1 - Nutenteil eines elektromotors und verfahren zur herstellung dieses teiles - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Nutenteil eines Elektromotors mit Dauermagneten, welches den Läufer oder den Ständer des Motors bildet, wobei die Nuten (3) wenigstens über einen Teil ihrer Länge durch brückenförmige Teile (4) aus magnetischem Material überdeckt sind. Diese Teile (4) sind an den jede Nut begrenzenden Zähnen (2) befestigt und dienen als teilweiser magnetischer Schluss zwischen zwei Zähnen.

Description

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  Die Neuerung bezieht sich auf ein Nutenteil eines Elektromotors mit Dauermagneten, welches den Läufer oder den Ständer bildet, sowie auf ein Verfahren zur Her-   stellung   dieses Teils. 



  Mit Dauermagneten ausgerüstete Elektromotoren, auf die sich die Neuerung bezieht, sind insbesondere kollektorlose Motoren, wobei das Nutenteil den Ständer bildet. 



  Bei Elektromotoren besteht der   Vorteil   der Nuten bezualich des magnetischen Verhaltens darin, dass die die Luft durchquerenden magnetischen Feldlinien verkurzt sind, weil sie aus den Polschuhen durch einen verhaltnismassig kleinen Luftspalt direkt in die   Ständerzähne   eintreten konnen, und bezüglich des mechanischer. Verhaltens ist es vorteilhaft, dass die in den Nuten angeordneten Wicklungen durch die die Nuten begrenzenden Zahnflanken daran gehindert werden, sich seitlich zu verschieben. 



  Allerdings haben die mit Nuten versehenen Ständer im Gegensatz zu den glatten Standern einen Nachteil, der von der Wechselwirkung der Dauermagneten mit den Standerzähnen herrührt. Wenn sich nämlich die Dauermagnetpole vor den Nuten vorbei bewegen, entsteht eine rasche Fluktuation des magnetischen Flusses, was eine   Fluktua-   tion des Drehmoments, Vibrationen, Geräusche und eine Erwärmung der Magnete durch Wirbelströme zur Folge hat. 

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  Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Massnahme vorzuschlagen, die die Änderung des Flusses als Funkti- on des Drehwinkels des Läufers vermeidet, so dass die durch die Gegenwart der Nuten verursachten Fluktuatio- nen verringert werden. 



  Zu diesem Zwecke ist die Neuerung dadurch gekennzeich- net, dass die Nuten wenigstens über einen Teil ihrer Lange durch brückenförmige Teile aus magnetischem Mate- rial überdeckt sind, welche an den jede Nut begrenzen- den Zahnen befestigt sir.d und als teilweiser magneti- scher Schluss zwischen zwei Zähnen dienen. 



  Vorzugsweise überdecken diese brückenformigen Teile we- nigstens näherungsweise, insbesondere vollständig, die gesamte Länge der Nuten Das Verfahren zur Herstellung dieses Nutenteils ist da- durch gekennzeichnet, dass man ein mit Nuten versehenes Teil herstellt, dass man die Wicklung in den Nuten an- ordnet und dass man schliesslich die brückenformigen Teile auf dem erwähnten Nutenteil so befestigt, dass sie die Nuten über wenigstens einen Teil ihrer Länge bedecken. 



  Das Nutenteil kann der Ständer oder der Läufer eines Motors mit langem Läufer sein, der vom Ständer unter Bildung eines radialen Luftspalts umgeben ist. Dieses Nutenteil kann auch der Ständer eines Motors mit fla- chem Läufer sein, also mit scheibenförmigem Läufer, der seitlich des Ständers unter Bildung eines axialen Luftspalts angeordnet ist, oder insbesondere eines Mo- tors mit einem zweiteiligen Ständer beiderseits des 

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   Laufers,   wobei also zwei axiale Luftspalte vorhanden sind. 



  Bevorzugte Ausführungsformen der Neuerung ergeben sich aus den abhangigen Ansprüchen. 



  Die beigefügten Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausfuhrungsformen der Neuerung. 



  Figur 1 ist eine abgewickelte Teilansicht eines Nutenteils, im betrachteten Beispiel eines Nuten aufweisenden Standers, wobei eine Nut von einem bruckenformigen Teil überdeckt wird ; die Spulen sind geschnitten dargestellt, um die Standerzähne zu zeigen. 



  Figur 2 ist eine vergrosserte Ansicht des getrennt vom Stander dargestellten brückenformigen Teils. 



  Figur 3 zeigt im   vergrösserten   Massstab Einzelheiten des Bereichs, wo ein Ende des bruckenförmigen Teils auf dem Ende eines   Ständerzahns   befestigt ist. 



  Figur 4 ist ein vergrosserter Schnitt längs IV-IV der Figur 2 und veranschaulicht das durch Zusammenfügung gestanzter Bleche gebildete bruckenförmige Teil, das auf diese Weise aus einem Blechpaket besteht. 



  Figur 5 ist eine abgewickelte Teilansicht des Umfangs des Ständers in Richtung des Pfeils F der Figur 1, wobei die brückenfbrmigen Teile die Nuten vollstandig abdecken. 

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  Figur 6 ist eine ähnliche Ansicht wie die der Figur 5, wobei jedoch die bruckenformigen Teile die Nuten nur teilweise uberdecken.    



  Figur 8 zeigt den Ständer eines flachen Motors mit   axialem Luftspalt und mit die Nuten vollstandig über- deckenden brückenförmigen Teilen. 



  Figur 8 ist eine ähnliche Ansicht wie die der Figur 7, wobei jedoch die brückenförmigen Teile die Nuten nur teilweise uberdecken. 



  Figur 1 ist eine abgewickelte Teilansicht eines Stan- ders 1, der einen nicht dargestellten Dauermagnetlaufer umgibt ; das betrachtete Beispiel bezieht sich also auf einen Motor mit radialem Luftspalt. Auf dieser Figur 1 sind drei Zähne 2 des Ständers dargestellt, die Nuten 3 begrenzen. In den Nuten 3 sind in üblicher Weise Wick- lungen 10 angeordnet, die jeden Zahn 2 umgeben. Die Offnungen der Nuten 3 sind jede über ihre ganze Lange, in axialer Richtung des Ständers gesehen, durch ein bruckenfbrmiges Teil 4 (Figur 5) überdeckt. Die Stirn- seiten der Zähne und die Oberflächen der brückenförmi- gen Teile 4 begrenzen also den Luftspalt. 



  Durch diese Massnahme wird ein gewisser teilweiser ma- gnetischer Kurzschluss zwischen benachbarten Zahnen erzeugt, was die Fluktuation des magnetischen Flusses in den Dauermagneten des Läufers beim Vorbeigang dieser Dauermagnete vor den Nuten weitgehend verringert. Wegen des zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ständerzähnen erzeugten magnetischen Kurzschlusses ergibt sich zwar eine gewisse Verringerung des Verhältnisses Drehmo- 

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 ment/Strom ; da jedoch die Wirbelstromverluste verklei- nert werden, kann der Strom   verstärkt   und folglich das Gesamtnutzoment des Motors erhoht werden. 



  Der Stanaer 1 besteht aus einem Paket gestanzter Ble- che, und die   bruckenformigen   Teile 4 bestehen selber aus einem Paket von Blechen 5 aus magnetischen Material (Figur 2).Die Ebenen jedes der die   bruckenformigen   Teile 4 bildenden Bleche 5 liegen parallel zu den Ebe- nen der Bleche des Standers 1, sie sind also senkrecht zur Standerachse orientiert. Die Hohe H der Bleche 5, in Längsrichtung der Zahne gesehen, betragt zwischen dem Doppelten und dem Fünffachen der Dicke der   erwahn-   ten Bleche 5, so dass sie eine gewisse Elastizität auf- weisen, welche fur ihre Montage dienlich ist, wie es später erklärt wird. 



  Wie auf den Figuren 2 und 3 zu sehen, sind die brucken- förmigen Teile 4 leicht im radialen Sinne nach aussen gebogen. An jedem Ende sind sie mit profilierten Vor- sprüngen 6 versehen, die dazu vorgesehen sind, in ent- sprechend geformte Ausnehmungen 8 an den Enden der die Nuten 3 begrenzenden Seiten der Zahne 2 der   Ständerbie-   che eingefugt zu werden. 



  Die Bleche 5 der brückenförmigen Teile 4 haben in der    Nähe ihrer Enden gestanzte Löcher 7 ; wiein Figur 4   veranschaulicht, sind durch das Ausstanzen auf einer Seite der Bleche Stanzgrate 7a entstanden, und das Ver- binden der Bleche 5 miteinander erfolgt dadurch, dass die Stanzgrate 7a in die Löcher 7 des jeweils benach- barten Bleches 5 eingepresst werden, so dass das die 

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 bruckenformigen Teilen bildende Blechpaket ein kompaktes Ganzes darstellt. 



  Das Verfahren zur Herstellung eines Motor-Nutenteils nach der Neuerung besteht darin, dieses Teil, das im vorliegenden Falle der Ständer 1 eines Motors ist, mittels eines Blechpakets zu fertigen, dessen Bleche so geschnitten sind, dass die Ränder der Enden der Zahne 2, weiche die Nuten 3 begrenzen, profilierte Ausnehmungen 8 aufweisen. Man stellt dann durch Schneiden und Stanzen aus Blechen, die aus demselben magnetischen Material wie das erwahnte Nutenteil, insbesondere aus Weicheisen, bestehen, die brückenformigen Teile 4 so her, dass diese Bleche 5 an ihren Enden einerseits den Ausnehmungen 8 an den Enden der Zähne 2 des Ständers 1 entsprechende Vorsprünge 6 und andererseits Löcher 7 aufweisen, welche Stanzgrate 7a haben, die das Verbinden der Bleche 5 miteinander gewährleisten.

   Man legt die Standerwicklungen 10 in die Nuten 3 ein und setzt dann die brückenförmigen Teile 4 seitlich in die Nuten des Ständers 1 ein, indem man ihre Enden 6 in die Ausnehmungen 8 der Zahnenden einschiebt. Die Anordnung der Ausnehmungen 8 und der brückenförmigen Teile 4 mit ihren Vorsprüngen 6 ist so getroffen, dass man diese   bruckenförmigen   Teile 4 bei ihrer Montage unter Kraftanwendung leicht wolben muss, um ihre Enden in die Ausnehmungen 8 einzuschieben, so dass sie in diesen Ausnehmungen infolge der elastischen Kraft durch Klemmen befestigt werden Die bruckenförmigen Teile 4 können die Nuten 3 über ihre gesamte Länge überdecken (Figur 5) oder nur über einen Teil ihrer Länge (Figur 6), indem mehrere kurzere 

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 Teile 4 angeordnet werden;

   im betrachteten Falle sind es z.B. drei im Abstand voneinander angeordnete Teile 4 .   In   dieser Figur 6 sind die in den Nuten 3 liegenden Spulen nicht dargestellt, um diese Nuten sichtba- zu machen. 



  Das Nutenteil nach der Neuerung kann im Falle eines langen Läufers entweder der Stander oder der Lauf er sein, der einen radialen Luftspalt begrenzt. Die Figuren 1, 5, 6 können auch als abgewickelte Darstellung eines Läufers betrachtet werden. 



  Das   Nutenteil   nach der Neuerung kann auch der Stander eines Motors mit flachem,   scheibenförmigem   Laufer sein (Figuren 7 und 8), wobei Stander und Läufer Seite ar. 



  Seite angeordnet sind und so einen axialen Luftspalt bilden. In diesem Falle eines Motors mit axialem Luftspalt erstreckt sich die Lange der von den bruckenförmigen Teilen abgedeckten Nuten natürlich in radialer Richtung. Im Beispiel nach Figur 7 überdecken die brükkenformigen Teile 4 die Nuten zwischen den Ständerzähnen 2 vollständig, während im Beispiel nach Figur 8 die brückenformigen Teile 4 die Nuten nur teilweise abdekken ; die Spule ist nicht dargestellt, um diese Nuten, wie im Beispiel nach Figur 6,   sichtbar   zu machen. 



  Die Neuerung ist nicht auf die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele begrenzt, sondern schliesst zahlreiche Varianten ein.

Claims (1)

1. Schutz an sprüche 1. Nutenteil eines Elektromotors mit Dauermagneten, welches den Laufer oder den Ständer des Motors bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (3) wenigstens uber einen Teil ihrer Länge durch brückenförmige Teilen (4) aus magnetischem Material uberdeckt sind, welche an den jede Nut begrenzenden Zähnen' (2) befestigt sind und als teilweiser magnetischer Schluss zwischen zwei Zähnen dienen.

   2. Nutenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (3) wenigstens näherungsweise, vorzugsweise vollständig, uber ihre ganze Länge von den erwähnten Teilen (4) überdeckt sind.

   3, Nutenteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Blechpaket besteht und dass die brükkenförmigen Teile (4) ebenfalls von einem Paket aus Blechen (5) gebildet sind, wobei die Ebenen der die bruckenförmigen Teile bildenden Bleche parallel zu den Ebenen der Bleche des Nutenteils liegen.

   4. Nutenteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der brückenförmigen Teile (4), in Längsrichtung der Zähne gesehen, dass heisst die Hohe H der diese Teile bildenden Pakete aus Blechen (5), zwischen dem Doppelten und dem Fünffachen der Dicke der Bleche (5) beträgt.

   5. Nutenteil nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (5) der bruckenformigen <Desc/Clms Page number 9> Teile (4) leicht nach aussen gebogen und an ihren Ender. mit profilierten Vorsprungen (6) versehen sind und dass an den Seitenenden der die Nuten (3) begrenzenden Zahne (2) der Bleche des erwähnten Nutenteils Ausneh- rr.ungen (8) vorgesehen sind, die der Form der Vorsprunge (6) der bruckenformigen Teile entsprechen und in denen ciese bruckenfcrmigen Teile (4) befestigt sind.

   6. Nutenteil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (5; der bruckenformigen Teile (4) in der Nahe ihrer Enden gestanzte Locher ; ; , aufweisen, die auf einer Seite Stanzgrate (7a) haben, und dass diese Stanzgrate unter Kraftanwendung in die Locher eines benachbarten Blechs eingepresst sind, so dass das ein bruckenformiges Teil bildende Blechpaket eine kompakte Einheit darstellt.

   7Verfahren zur Herstellung eines Nutenteils eines Elektromotors nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, dass man ein mit Nuten versehenes Teil herstellt, dass man die Wicklung in die Nuten einsetzt und dass man schliesslich die bruckenformigen Teile auf dem Nutenteil befestigt, derart, dass die Nuten wenigstens über einen Teil ihrer Länge überdeckt werden.

   8 Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass man das Nutenteil aus derart gestanzten Blechen herstellt, dass die Seitenenden der die Nuten begrenzenden Zähne profilierte Ausnehmungen haben, dass man die bruckenfbrmigen Teile aus geschnittenen und gestanzten Blechen herstellt, die aus demselben Material wie das Nutenteil bestehen und den Ausnehmungen der <Desc/Clms Page number 10> Bleche des Nutenteils entsprechende Vorsprunge aufwei- sen, und dass man, nachdem die Wicklung in die Nuten eingelegt worden ist, die brückenformigen Teile seitlich in die Nuten einsetzt, indem die Enden dieser Tel le seitlich in die Ausnehmungen der Zähne des Nutenteils eingeschoben werden.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Anordnung der Ausnehmungen (8) und der bruckenformigen Teile (4) mit ihren Enden (6) so wahlt, dass die erwahnten brückenförmigen Teile (4) unter Wo¯bung derselben in die Ausnehmungen (8) eingesetzt werden.