CN101635475A - 电机定子、电机以及电动工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机(30)、特别是万能电动机的定子(50)，其具有一横截面(54)、一纵向延伸(56)和一外壳面(58)。本发明提出，至少一个用于接收磁场绕组(32)的绕组支撑装置(36)具有比另一绕组支撑装置(54)大的绕组宽度(X3)。

Description

电机定子、电机以及电动工具机

技术领域

本发明涉及一种电机、特别是万能电动机的定子，其具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面。

本发明还涉及一种电机、特别是万能电动机，其具有一个定子和一个与该定子共同作用的转子，该定子具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面。

本发明还涉及一种电动工具机、特别是角磨机，其具有一个设置在一个壳体内部的电动机，该电动机具有一个定子和一个与该定子共同作用的转子，该定子具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面。

背景技术

由定子和转子组成并且可以用交流电和直流电运行的电机也作为万能电动机公知。这种电动机通常在家用器具和电动工具机中使用并且可以由交流电网供电，其中，必要时也可以使用整流器。

在电动工具机、例如角磨机中越来越需要更高的功率密度，因为总是期望更小的器具。但是器具尺寸的减小不能导致其功率的减小，而是甚至能够增加功率。这一点经常受制于有限的几何边缘条件。

因此，例如在小的角磨机中电动机直接位于使用者的把手区域中，所以在这里电动机的直径具有特殊的意义，因为它直接影响把手直径。但是，角磨机通常还具有另一特性，该特性影响把手形状或把手直径。该器具通过操作一个开关钮投入运行，并且接通运动通过一个开关滑移件在电动机旁运动到该器具的后部中进行，以便在那里操作器具壳体内部的电开关。为此，电动机的磁场叠组在磁场叠组的两侧上具有沿着轴向方向的削平结构。相应地，把手区域中的壳体包围该电动机、一个开关滑移件和必要时在电动机与壳体之间的气隙，以便允许足够地冷却。

如果开关滑移件太紧密地在磁场叠组、即在薄板铁芯上被引导，则存在着在污物聚积或者在由于绕组过热导致的变形时开关滑移件卡死的危险并且不利地影响或者甚至妨碍该器具的接通和主要是关断。

出于该原因，已经建议了所谓的两体的场，即具有两个叠组半部的、纵向分开的磁场叠组，其中，该磁场叠组在极分离部分中被分开。在这些叠组半部中能够非常简单且准确地置入线圈的磁场绕组，不仅作为预制的线圈而且通过线圈的直接缠绕。这些叠组半部在装配前相互叠置并且与电动机壳体一起安装。两体的场通常在侧部被削平并且开关滑移件与磁场叠组的距离比一体的构型明显更大。在一体的构型中，磁场叠组只由薄板叠组构成。但是与一体的构型相比，磁场绕组的宽度大于一体的场，一体的场的缺点是在磁场绕组中损失较高。

发明内容

本发明涉及一种电机、特别是万能电动机的定子，其具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面。

本发明提出，至少一个用于接收磁场绕组的绕组支撑装置具有比另一绕组支撑装置大的绕组宽度。

所述定子原则上不仅可以应用在电动机中而且可以应用在发电机中。特别有利地是使用在用于家用器具和电动工具机的万能电动机中。该定子可以设计成具有磁场叠组的一件式构型，该磁场叠组由一个唯一的薄板叠组构成，或者该定子可以设计成两件式或者多件式构型，其中磁场叠组相应地由两个或多个薄板叠组构成。原则上，磁场叠组可以不是由成片的铁构成，而是由实心材料或烧结材料构成。

有利的是，所述具有较大绕组宽度的绕组支撑装置可以设置在所述横截面的一侧上，而所述具有较小绕组宽度的绕组支撑装置可以设置在该横截面的相对侧上。

有利的是，通过非对称地布置磁场绕组的绕组宽度一方面在定子的一个半部中得到对应于一体的磁场叠组构型的有利几何形状，它由于磁场绕组的相对小的绕组宽度得到相对小的绕组长度，由此产生很小的欧姆电阻并由此在绕组中产生很小的电损失，绕组通常由铜构成。这一点在电机中得到有利的、具有相应有利的高功率密度的效率，同时在安装到电动机壳体中时无需不必要的自由空间。而是可以在所述侧上使定子最佳地填充一个电动机壳体并且最佳地利用其结构空间，以致在这一侧上对于电机或电动机的电磁作用提供较多的铁。另一方面，通过使具有较大绕组宽度的绕组宽度在定子横截面的相对侧上的非对称布置在安装到一个壳体中时得到一个期望的自由空间，该自由空间可以用于各种形式的部件，例如可以用于接收开关滑移件、用于导引导线等。在此，定子的(在其中可接收转子)的内径保持不变。通过磁场叠组的外壳面在这个定子侧上的大削平结构得到在所述壳体的结构空间方面的有利协调。尽管加大了在这个定子侧上的绕组宽度，但是总体上对于电机得到有利的功率密度，在该电机中安装本发明的定子。

可以平行于所述纵向延伸地在所述横截面的那个设置有具有较大绕组宽度的绕组支撑装置的侧上在外壳面中构造一个削平结构。当定子被接收在一个壳体、特别是圆柱形或至少几乎圆柱形的壳体中、例如角磨机的把手部分中时，该削平结构使得大自由空间的提供成为可能。

有利的是，可以使定子在较大绕组宽度的区域中具有比在较小绕组宽度区域中更小的壁厚。由此在将定子安装到一个壳体中时，可以在这个定子侧上获得位于定子外部的结构空间。

如果可以将定子轴向分成两个半部，其中所述至少一个削平结构完全设置在一个半部中，那么可以实现磁场绕组的有利装配。这些绕组可以被预制并且安装到定子半部的可自由接近的内部，或者直接缠绕到绕组支撑装置上。

按照本发明的另一观点，提出了一种电机、特别是万能电动机，其具有一个定子和一个与该定子共同作用的转子，该定子具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面，其中至少一个用于接收磁场绕组的绕组支撑装置具有比另一绕组支撑装置大的绕组宽度。该电机提供高的功率密度，同时在定子与壳体之间提供较大的结构空间。仅仅在定子的一部分中需要大的绕组宽度和具有相应大的绕组长度的绕组头，而在定子的另一部分中，很小的绕组长度使得很少的欧姆损失成为可能。

平行于所述纵向延伸地在所述横截面的那个设置有具有较大绕组宽度的绕组支撑装置的侧上在外壳面中构造了一个削平结构。在该削平结构与包围定子的壳体之间可提供用于零部件、例如滑移开关、电导线、电容、线圈、电路板、电阻、信号导线、光导体、冷却介质管路和类似部件的大结构空间。

为此，有利地将所述外壳面配合到一个圆柱形的电动机壳体中。

按照本发明的另一观点，提出了一种电动工具机、特别是角磨机，其具有设置在一个壳体内部的电动机，该电动机具有一个定子和一个与该定子共同作用的转子，该定子具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面，其中，至少一个用于接收磁场绕组的绕组支撑装置具有比另一绕组支撑装置大的绕组宽度。

有利的是，可以平行于所述纵向延伸地在所述横截面的那个设置有具有较大绕组宽度的绕组支撑装置的侧上在外壳面中构造一个削平结构。在该削平结构的区域中可提供大的自由空间。

在该削平结构上可以构成一个空槽，用于引导滑移件和/或电源线和/或信号导线和/或流体管路。

附图说明

由下面的附图说明给出其它优点。在附图中示出本发明的实施例。专业人员可以符合目的地地单独考察在附图、说明书和其他申请文件中组合地公开的特征并且组合成有意义的其它组合。附图中：

图1示出角磨机形式的优选电动工具机，

图2示出图1角磨机的截开的把手部分，

图3示出图1和2中的把手部分横截面的俯视图。

具体实施方式

在附图中相同的或相同类型的部件以相同的附图标记表示。

为了解释本发明，图1示出一个优选的电动工具机10，它被构造为角磨机。该被构造为角磨机的电动工具机10具有一个把手部分14，在其指向插接式刀具16的前部区段中设置有一个电动机壳体18。一个手柄12横向于把手部分14伸出。在由使用者进行操作时，该使用者用一只手握住手柄12并且用另一只手握住把手部分14并且将构造为角磨机的、具有插接式刀具16的电动工具机10引导到要被加工的工件上。因此把手部分14的直径被符合目的地限制在一个数量级，该数量级使得通过使用者的操作成为可能，使用者应该能够用一只手握住并且可靠地操作该把手部分14。

图2示出图1中角磨机的截开的把手部分14。在电动机壳体18中置入一个被构造为万能电动机的电动机30，其纵轴线位于把手部分14的纵向上。可以看到磁场绕组32的上和下绕组头，它们从电动机30的定子50中轴向地突出。在定子50的外壳面58上可以看到一个削平结构60。

在削平结构60上方设置一个开关滑移件20，该开关滑移件利用一个从外面对于使用者可以接触到的开关钮22进行操作，并且该开关滑移件可向后向着一个设置在把手部分14内部的开关24移动。

定子50的直径和开关滑移件20到定子50的距离基本确定了把手部分14的直径。

在图3中以图1和2中的把手部分14的横截面54的俯视图示出优选的定子50和优选构成为万能电动机的电动机30的细节。定子50例如具有两个极靴，这些极靴用作绕组支撑装置36，38。

在定子50内部设置一个转子40作为内转子。定子50和转子40设置在一个优选圆柱形或几乎圆柱形的电动机壳体18的内部，该壳体尽可能挨紧地包围定子50的外壳面58。在电动机壳体18与外壳面58之间的气隙用于电机30的空冷。转子40、定子50和电动机壳体18的轴向延伸通过在俯视图中作为轴线表示的轴向延伸56表示。

定子50的横截面非对称地构成。定子50的横截面相对于以虚线表示的分隔线68分成两个侧部62和64。在图右侧的侧部64具有一个绕组支撑装置38，该绕组支撑装置具有极尖38a，38b，一个磁场绕组34围绕所述绕组支撑装置设置并且该绕组支撑装置具有相对小的绕组宽度X1。在此，磁场绕组34以通常的方式设置在极尖38a及38b与定子50的内侧之间的槽中。定子50的外壳面58相对于绕组支撑装置38对称地被略微削平。

如果定子50在其构型上以所示的极尖38a、38b相对于分隔线68镜像对称地构造在所述侧部64上，那么这就相应于常见的、具有一个唯一的薄板叠组作为磁场叠组的定子的一体件式构型。

定子50的非对称结构可以通过在所述横截面54的相对侧62上的、具有极尖36a，36b的绕组支撑装置36看出，它需要比在相对侧64上大得多的绕组宽度X3。极尖36a，36b比极尖38a，38b更接近分隔线68，以致磁场绕组32同样比磁场绕组34的极尖38a，38b更接近分隔线68。绕组32，34以常见的方式相互电连接，以便使转子40在绕组32，34通电时能够旋转。尽管定子50的结构是非对称的，但是构成绕组支撑装置36，38的中间的极轴是相互对称的，并且相互的布线角(在绕组支撑装置36，38的中间的各极轴之间测量)为180°。

定子50的外壳面58在侧部62上具有一个削平结构60，该削平结构在外壳面58与电动机壳体18之间提供一个自由空间66，在该自由空间中，开关滑移件20可以相对于定子50以足够的间距运动。表示削平结构60与侧部64上的小削平结构之间距离的平尺寸X2相对于分隔线68不对称地构成。具有较大绕组宽度X3的极半部(绕组支撑装置36)的极尖36a，36b比具有较小绕组宽度X1的极半部(绕组支撑装置38)的极尖38a，38b短。

如果定子50在该构型上相对于分隔线68对称地构造在侧部62上，则该构型相应于一个两件式的、具有显著的侧面削平结构和较大绕组宽度的磁场叠组。

定子50在削平结构60的区域中并且从而在较大绕组宽度X3的区域中在绕组支撑装置36中间的极轴上具有较小的壁厚72，而在较小绕组宽度X1的区域中在绕组支撑装置38的极轴上具有较大的壁厚74。

可选择地，定子50也可以轴向分成两个半部76，78，这通过径向对置的分隔部位70上的虚线表示，其中，削平结构60完全设置在一个半部76中。在这种情况下，磁场绕组32，34可以置入到每个半部76，78中并且这些半部76，78可以接合到一起。接着将设有磁场绕组32，34的半部76，78安装到电动机壳体18中。这些绕组32，34可以在安装到电动机壳体18中之前或之后相互电连接。

定子50与圆柱形或近似圆柱形的壳体18相组合并且与开关滑移件20相结合的优选构型使得壳体18的结构空间的最佳利用成为可能并且使得特别是手持电动工具机10的万能电动机中的把手部分14的直径在高功率收益的情况下有利地小。

Claims (11)

1.一种电机(30)、特别是万能电动机的定子，其具有一横截面(54)、一纵向延伸(56)和一外壳面(58)，其特征在于，至少一个用于接收磁场绕组(32)的绕组支撑装置(36)具有比另一绕组支撑装置(54)大的绕组宽度(X3)。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，所述具有较大绕组宽度(X3)的绕组支撑装置(36)设置在所述横截面(54)的一侧(62)上并且一个具有较小绕组宽度(X1)的绕组支撑装置(38)设置在所述横截面(54)的相对侧(64)上。

3.如权利要求1或2所述的定子，其特征在于，平行于所述纵向延伸(56)地在所述横截面(54)的那个设置有具有较大绕组宽度(X3)的绕组支撑装置(36)的侧(62)上在所述外壳面(58)中构造了一个削平结构(60)。

4.如上述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于：在所述较大绕组宽度(X3)的区域中的壁厚(72)更小。

5.如上述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于轴向上被分成两个半部(76，78)，其中，所述至少一个削平结构(60)完全设置在一个半部(76，78)中。

6.一种电机、特别是万能电动机，其具有一个特别是如权利要求1至5中任一项所述的定子(50)和一个与该定子(50)共同作用的转子(40)，该定子具有一横截面(54)、一纵向延伸(56)和一外壳面(58)，其特征在于，至少一个用于接收磁场绕组(32)的绕组支撑装置(36)具有比另一绕组支撑装置(54)大的绕组宽度(X3)。

7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，平行于所述纵向延伸(56)地在所述横截面(54)的那个设置有具有较大绕组宽度(X3)的绕组支撑装置(36)的侧(62)上在所述外壳面(58)中构造了一个削平结构(60)。

8.如权利要求6或7所述的电机，其特征在于，所述外壳面(58)配合在一个优选圆柱形的电动机壳体(18)中。

9.一种电动工具机、特别是角磨机，其具有一个特别是如权利要求6至8中任一项所述的、设置在一个壳体(18)内部的电动机(30)，该电动机具有一个特别是如权利要求1至5中任一项所述的定子(50)和一个与该定子(50)共同作用的转子(40)，该定子具有一横截面(54)、一纵向延伸(56)和一外壳面(58)，其特征在于，至少一个用于接收磁场绕组(32)的绕组支撑装置(36)具有比另一绕组支撑装置(54)大的绕组宽度(X3)。

10.如权利要求9所述的电动工具机，其特征在于，该定子(50)配合到一个电动机壳体(18)中，使得在外壳面(58)的一个削平结构(60)与该壳体(18)之间构成一个自由空间(66)，该削平结构平行于所述纵向延伸(56)地构造在所述横截面(54)的那个设置有具有较大绕组宽度(X3)的绕组支撑装置(36)的侧(62)上。

11.如权利要求10所述的电动工具机，其特征在于，该自由空间(66)被设置用于接收一个滑移件(20)和/或一个或多个电导线和/或电子部件和/或电气部件和/或信号导线和/或流体管路。

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