CN101635476A

CN101635476A - 电机定子、电机以及电动工具机

Info

Publication number: CN101635476A
Application number: CN200810130058A
Authority: CN
Inventors: L·舍恩; F·埃森魏因
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2008-07-24
Publication date: 2010-01-27

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，用于接收磁场绕组(32，34)的绕组支撑装置(36，38)在内圆周上沿着所述横截面(54)不均匀地分布，使得沿着定子圆周构成至少一个第一区域(82)，该第一区域中的磁场绕组(32，34)密度比相邻的第二区域(84)中低。

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，用于接收磁场绕组的绕组支撑装置在内圆周上沿着所述横截面不均匀地分布，使得沿着定子圆周构成至少一个第一区域，该第一区域具有比相邻的第二区域更低密度的磁场绕组。

定子可以以具有一个磁场叠组的一件式构型构成或者以两件式或多件式的构型构成，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，通过非对称地布置用于磁场绕组的绕组支撑装置一方面在定子的一个区域中得到相应于一件式的磁场叠组构型的有利几何结构，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，由此导致微小的欧姆电阻并由此在绕组中导致微小的电损失。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。而是可以这个区域中使定子最佳地充满电动机壳体并且最佳地利用其结构空间，由此在这一侧对于电机或电动机的电磁运行提供相对多的铁。另一方面，通过绕组支撑装置在其它区域中的非对称布置得到这种可能性，在安装到壳体中时实现一个自由空间，该自由空间可以用于各种类型的部件。在此，在其中可接收转子的定子内径保持不变。通过磁场叠组的外壳面在这个区域中被较大地削平，得到在壳体中的结构空间方面的有利协调。绕组支撑装置的极尖可以等长地构成或者也可以具有不同的长度。有利地得到改进的功率收益，特别是对于由圆柱形电动机壳体与开关滑移件相结合的万能电动机。

有利的是，所述外壳面在第一区域中可以具有一个削平结构。在完成装配的电动工具机中，可以在该削平结构的区域中例如设置一个开关滑移件或者其它的零部件。

每个绕组支撑装置的两个极尖可以具有不同的长度。例如，在一个背离所述削平结构的一侧上的极尖可以被有利地缩短，由此减小布线角度并且对于相应的应用和该电机的运行状态改善该电动机换向。此外，可以使极间中的极尖距离保持这样大，使得保证磁场绕组的安装有利的置入。特别是在一件式的磁场叠组的情况下在置入磁场绕组时可以将一个绕组端或一个绕组腿插入到一个属于长极尖的槽中，然后将另一绕组端或另一绕组腿插入到短极尖的槽中。由此可以提高磁场绕组的填充系数。

因此可以有利地使相邻绕组支撑装置的间隔很小的、相互面对的极尖比相互间隔较大的极尖更短地构成。

通过在特别是多轨迹的冲压工具中相应地布置薄板截面，与所谓的圆形、一件式的构型相比可以减少废料和成本。

为此，以有利的方式将定子轴向地分成两个半部的定子段，其中，这两个半部镜像对称地构成。特别是预制的磁场绕组的插入变得更简单，改善了磁场绕组的填充系数。

替代地，也可以轴向地分成三个定子段，其中，一个定子段无绕组支撑装置地构成。这个定子段具有特别简单的几何结构。

各个定子段可以分别在装配到电动机壳体中之前相互连接。

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，其具有定子和与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，该定子具有用于接收磁场绕组的绕组支撑装置，这些绕组支撑装置在内圆周上沿着所述横截面不均匀地分布，使得沿着定子圆周构成至少第一区域，该第一区域具有比相邻的第二区域更小的磁场绕组密度。

有利的是，紧密相邻的磁场绕组的极轴之间的布线角度小于180°。由此，该定子可以在一个期望的区域中、例如在设置的开关滑移件一侧被削平并由此对于部件、例如上述的开关滑移件或者其它的器具部件提供足够的结构空间。通过使定子在极尖部位中圆形成形，那么可以如同在“圆形”构型中那样能够使绕组宽度并由此使绕组电阻保持很小，由此在运行中得到有利的效率。电机提供高的功率密度，同时在定子与壳体之间提供相对大的结构空间。

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，其具有一个设置在一壳体内部的电动机，该电动机具有定子和转子，该定子具有一横截面、一纵向延伸和一外壳面，其中，该定子具有用于接收磁场绕组的绕组支撑装置，这些绕组支撑装置在内圆周上沿着所述横截面不均匀地分布，使得沿着定子圆周构成至少一个第一区域，该第一区域具有比相邻的第二区域更小的磁场绕组密度。

该定子可以配合到电动机壳体中，使得在平行于所述纵向延伸构成的、在外壳面上的削平结构之间形成一个自由空间，该削平结构设置在所述具有更低密度的绕组支撑装置的区域中，该自由空间用于接收零部件、优选开关滑移件、电容、线圈、电路板、电阻和/或导线如电源线、信号导线、例如用于冷却剂、润滑剂的流体管路或类似部件。这些零部件也可以在削平结构的区域中引导到定子内部，因为在这个区域中也实现了相对大的自由空间。

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单独考察在附图、说明书和其他申请文件中组合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中角磨机的截开的把手部分，

图3a示出图1和2中的把手部分的横截面的俯视图，

图3b示出图3a中的横截面，将定子分成两个镜像对称的定子区段，

图3c示出图3a中的横截面，将定子分成三个定子区段。

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3a、3b和3c中以图1和2中的把手部分14的横截面54的俯视图可以看到所述优选的定子50和所述优选的、构造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。

如同看到的那样，用于接收磁场绕组32，34的绕组支撑装置36，38在内圆周上沿着横截面54不均匀地分布，使得沿着定子圆周构成至少一个第一区域82，该第一区域具有相邻的第二区域84更低密度的磁场绕组32，34，所有的绕组支撑装置36，38都设置在该第二区域中。在此，第一区域82没有绕组支撑装置。外壳面58在第一区域82中具有一个削平结构60，在安装到电动机壳体18中时，该削平结构允许在该削平结构60与电动机壳体之间实现一个自由空间，该自由空间用于接收开关滑移件20。在定子50内部，在定子50与转子40之间也实现一个自由空间66a，66b，该自由空间例如可以用于接收导线。绕组支撑装置36，38的不均匀分布允许定子50的明显的非圆横截面54。

布线角(Verschaltungswinkel)80小于180°，该布线角是从各相属的极尖36a，36b和38a，38b的两个极轴100，101之间的极中间测量的。

在图3a和3c中每个绕组支撑装置36，38的两个极尖36a，36b和38a，38b显示出相同的长度，而在图3b中，紧邻的极尖36a，38a比极尖36b，38b短。

图3a和3b示出，定子50平行于定子50的纵向延伸56地通过分隔部位70a沿着一条线68分成两个半部的定子段70，72，其中，这两个半部70，72镜像对称地构成。分隔部位70a位于削平结构60的中间并且相应地在两个绕组支撑装置36，38之间的中间。

图3c示出定子50在三个圆周地分布的分隔部位70b，70c，70d上的轴向分布，由此使定子50分成三个定子段74，76，78。分隔部位70b，70d被这样设置，使得一个定子段74无绕组支撑装置地构成。这个定子段与所述无绕组支撑装置的、具有削平结构60的第一区域82(图3a)重合。第三分隔部位70c位于绕组支撑装置36，38之间的中间，使得定子段76和78彼此镜像对称地构成。

定子50或电动机30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或者一个或多个其他器具部件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

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，用于接收磁场绕组(32，34)的绕组支撑装置(36，38)在内圆周上沿着所述横截面(54)不均匀地分布，使得沿着一内部的定子圆周构成至少一个第一区域(82)，该第一区域具有比相邻的第二区域(84)更低密度的磁场绕组(32，34)。

2.如权利要求1所述的定子，其特征在于，该外壳面(54)在所述第一区域(82)中具有一个削平结构(60)，该削平结构无绕组支撑装置地构成。

3.如权利要求1或2所述的定子，其特征在于，每个绕组支撑装置(36，38)的两个极尖(36a，36b，38a，38b)具有不同的长度。

4.如上述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，紧邻的绕组支撑装置(36，38)的小间隔的、彼此面对的极尖(36a，38a)被构造得比彼此间隔大的极尖(36b，38b)短。

5.如上述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，设置了轴向上被分为两个半体的定子段(70，72)的划分，其中，这两个半部(70，72)镜像对称地构成。

6.如上述权利要求中任一项所述的定子，其特征在于，设置了轴向上被分为三个定子段(74，76，78)的划分，其中，一个定子段(74)无绕组支撑装置地构成。

7.一种电机、特别是万能电动机，其具有特别是如权利要求1至6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，该定子(50)具有用于接收磁场绕组(32，34)的绕组支撑装置(36，38)，这些绕组支撑装置在内圆周上沿着所述横截面(54)不均匀地分布，使得沿着定子圆周构成至少一个第一区域(82)，该第一区域具有比相邻的第二区域(84)更低密度的磁场绕组(32，34)。

8.如权利要求7所述的电机，其特征在于，在紧邻的磁场绕组(32，34)的极轴(100，101)之间的布线角(80)小于180°。

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7至8中任一项所述的、设置在一个壳体内部的电动机(30)，该电动机具有一个特别是如权利要求1至6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，该定子(50)具有用于接收磁场绕组(32，34)的绕组支撑装置(36，38)，这些绕组支撑装置在内圆周上沿着所述横截面(54)不均匀地分布，使得沿着定子圆周(78)构成至少一个第一区域(82)，该第一区域具有比相邻的第二区域(84)更低密度的磁场绕组(32，34)。

10.如权利要求9所述的电动工具机，其特征在于，该定子(50)被配合到一个电动机壳体(18)中，使得在一个平行于所述纵向延伸(56)构成的、在外壳面(58)上的削平结构(60)与该电动机壳体之间设置一个自由空间(66)，该削平结构设置在所述具有更低密度的绕组支撑装置(36，38)的区域(82)中，该自由空间用于接收零部件、优选一开关滑移件(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。