CN104104190A - 电子换向驱动马达以及电动工具机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子换向驱动马达，其具有环形的外定子（34）和能够至少区段地旋转运动地布置在所述外定子中的内转子，所述外定子（34）具有定子芯（70），所述定子芯具有电绝缘的绕组载体（72）用于接收配属的马达绕组（74），在所述绕组载体（72）上布置有至少一个能导电的连接元件（92,94,96）用于电连接所述马达绕组（74），所述绕组载体（72）具有至少一个接收部（86,88,90）用于接收所述至少一个连接元件（92,94,96），所述至少一个接收部（86,88,90）被构造用于允许所述至少一个连接元件（92,94,96）在所述外定子（34）的径向外围区域（84）中的电接触。

Description

电子换向驱动马达以及电动工具机

背景技术

本发明涉及一种电子换向驱动马达，其具有环形的外定子和能够至少区段地旋转运动地布置在所述外定子中的内转子，所述外定子具有定子芯，所述定子芯具有电绝缘的绕组载体用于接收配属的马达绕组，在所述绕组载体上布置有至少一个能导电的连接元件用于电连接所述马达绕组。

由现有技术已知这样的电子换向驱动马达，其具有例如带有针状缠绕的马达绕组的定子。在此，马达绕组的单线圈的相应的丝端部为了内部接线或布线以及为了端子接触以实现外部供电必须分别以适当的方式借助电连接位置相互接触。当端子接触以及接线在定子的同一端侧进行时，端子接触可这样实行，即它同时承担供电和内部接线的双功能。

现有技术的缺点在于，在特殊的功能要求和/或特别的结构空间需求的情况下，端子接触必须不同于马达绕组的接线位置地在定子的端面上进行，从而必须设置额外的导电组件和连接位置，以便例如在定子的径向外围区域中允许端子接触。由此提高了制造马达的材料费用和制造耗费。

发明内容

所以本发明的任务是，提供一种新的电子换向驱动马达，在所述马达中可在定子的径向外围区域上进行端子接触（或连接接触）以将电流从外部供应给定子。

这个问题通过电子换向驱动马达解决，其具有环形的外定子和能够至少区段地旋转运动地布置在所述外定子中的内转子。所述外定子具有定子芯，所述定子芯具有电绝缘的绕组载体用于接收配属的马达绕组，其中，在所述绕组载体上布置有至少一个能导电的连接元件（或端子元件）用于电连接所述马达绕组。所述绕组载体具有至少一个接收部用于接收所述至少一个连接元件，其中，所述至少一个接收部被构造用于允许所述至少一个连接元件在所述外定子的径向外围区域中的电接触。

由此，本发明借助所述至少一个连接元件允许马达绕组的电连接并且同时允许马达绕组的单线圈的相互电接线，而很大程度上与连接元件关于外圆周面或外定子的径向外围区域的空间位置和其它功能上造成的结构空间要求无关。由此给出成本低的制造过程。所述至少一个优选为袋状的接收部具有近似矩形的横截面几何形状用于接收所述至少一个连接元件并且优选与绕组载体一体地构成并且由绝缘性能尽可能好的塑料材料制成。

优选所述至少一个连接元件具有接线端以及从这里背离指向的供电端，它们连接在一中间区段的两侧上。

由此连接元件可以以适用于大批量生产的方式通过组合的冲压-和弯曲方法例如一件式地由循环（或环形）的金属条制造。具有优选至少近似矩形横截面几何形状的金属条可例如由镀锡的黄铜合金或可相对良好地钎焊和/或熔焊的材料制成。

优选所述供电端根据扁平插接舌的类型构造。

由此可借助于标准化和可松脱的插塞连接件（特别是以扁平插接套筒或诸如此类的形式）进行供电。

根据一种实施方式，在扁平插接舌和定子芯旋转轴之间构造一0°到90°之间的角度α。

由此可以在将驱动马达整合到手持式工具机时更容易地考虑到不同的结构空间需求。另外，可简化所述插塞连接件到扁平插接舌上的插套。

优选所述至少一个连接元件的接线端具有至少一个钩形接片用于电接触所述马达绕组的至少一个接线区段。

由此，马达绕组的不同单线圈的绕组线的端部可以以简单的方式和方法通过热接合过程例如热顶锻、超声波熔焊、激光熔焊、钎焊或诸如此类与相应的连接元件导电地连接。接片优选通过连接元件的接线端区域内一个优选矩形的冲出部与所述连接元件一体地制造。替换地，接线端可例如构造为切割夹，以便允许在无构件的热负载的情况下通过插入实现导电连接。

优选所述至少一个连接元件的中间区段具有纵区段和直角地连接在所述纵区段上的横区段。

由此保证了连接元件在绕组载体的相关接收部中的机械可靠的配合，所述配合尤其在强颤动的环境中使用驱动马达时发挥突出的意义。由于弯角的横区段，特别是得到连接元件的抵抗下述负载的轴向位置固定，所述负载来自接线端的方向。

根据有利的进一步方案的说明，纵区段至少部分形状锁合地接收在所述至少一个接收部中用于使所述至少一个连接元件的位置固定，并且横区段贴靠在该接收部的径向朝外指向的止挡面上。

由此在径向方向上并且至少在一侧在轴向方向上在绕组载体内部得到连接元件的可靠的位置固定。必要时所述接收部可以构造为使得连接元件在插入到绕组载体的相应配属的接收部中时优选自动地与该接收部卡锁。

根据一种实施方式，在所述至少一个连接元件的横区段和/或接线端的区域内设置有开口，所述至少一个接收部的凸出部可至少局部形状锁合地引入到所述开口中。

由此实现了所述连接元件在绕组载体的接收部中的特别可靠的配合。在此，所述凸出部可特别是矩形或方形地构成，以进一步改进所述配合。若忽略这一点，则为此必需的开口至少部分地通过连接元件的钩形接片的冲压和向上弯曲在制造接片时已经产生。

优选所述绕组载体的所述至少一个接收部至少局部地在定子芯的端面区域内构造在定子芯的圆周面上并且具有至少一个固定件用于使至少一个接线丝位置固定，所述接线丝用于马达绕组的单线圈的电接线。

由此特别是在轴向方向以及在径向向内的方向上实现接线丝的位置固定。

根据一种实施方式，所述凸出部这样穿过开口，使得该凸出部以预先确定的高度突出于连接元件。

由此可靠地防止了所述连接丝和所述至少一个连接元件之间的电接触。在此可将所述凸出部配置给用于使至少一个接线丝的位置固定的所述固定件，所述接线丝用于马达绕组的单线圈的电接线。

优选定子芯用具有尽可能小的磁阻的材料制成，特别是用层合或层压的定子或者用软铁芯制成。

由此可将由马达绕组形成的磁通以小阻力引导穿过定子芯。同时，定子芯的电导率应尽可能小，以最小化磁涡流损耗。

根据另一构造的说明，绕组载体由可插套的塑料部件构成和/或至少局部注射在定子芯上以使得它们成一整体。

由此定子芯可以以简单的类型和方式至少局部地被包入绕组载体，以保证相对于马达绕组的定子芯的电绝缘。另外，由此避免了马达绕组的电绝缘漆的由于颤动而引起的损坏，并且从而避免了由此引发的短路。

另外，本文开头所述的问题通过电动工具机、特别是手操作的电动工具机解决，其具有电子换向驱动马达，所述电子换向驱动马达具有环形的外定子和能够至少区段地旋转运动地布置在所述外定子中的内转子，其中，所述外定子具有定子芯，所述定子芯具有电绝缘的绕组载体用于接收配属的马达绕组，其中，在所述绕组载体上布置有至少一个能导电的连接元件用于电连接所述马达绕组。所述绕组载体具有至少一个接收部用于接收至少一个连接元件，其中，所述至少一个接收部被构造用于允许所述至少一个连接元件在所述外定子的径向外围区域中的电接触。

附图说明

本发明根据在附图中所示的实施例在随后的说明中进一步解释。其中：

图1示出根据一种实施方式的手操作的电动工具机的示意图，所述工具具有电子换向驱动马达和外定子以及内转子，

图2示出图1中手操作的电动工具机中电子换向驱动马达的设置有马达绕组的外定子，

图3示出图2中无马达绕组的外定子的一部分的解体图，和

图4示出沿截面线IV-IV穿过图2中的外定子的局部纵截面图。

具体实施方式

图1示出示例性的、手操作的电动工具机10，其具有工具接收部12以及壳体14和构造在壳体上的把手16。所述电动工具机10在这里仅仅诠释性地为了与电网无关的供电可与蓄电池组18机械地和电气地连接并且根据蓄电池-旋转冲击起子机的类型构造。然而应当指出，本发明不局限于蓄电池-旋转冲击起子机，而是可在不同的电动工具机中得到运用，例如在起子机、钻孔起子机、冲击式钻机、锯、磨机、铣机中等等，而与电动工具机10是否可与电网无关地用蓄电池组18运行和/或与电网有关地运行无关。

在壳体14中安置有由蓄电池组18供电的电驱动马达20、传动装置22和可选的冲击装置24。驱动马达20可例如通过手动开关26操作（也就是说可开或关）并且优选可这样地电子控制或调节（或者开环-或闭环控制），使得不仅可实现反运行，还可在期望的旋转速度方面实现用户预设。

根据一种实施方式，驱动马达20是电子换向驱动马达28，优选直流马达并且特别是小马达，其诠释性地具有定子-和转子部件30或32。定子部件30包括外定子34并且将在下面在图2至图4中详细说明，而为了使说明书简明起见没有进一步描述形成内转子36的转子部件32。然而应当指出，具有外定子和内转子的驱动马达的说明只有诠释性的特点并且不应理解为本发明的限制。因此本发明也可以在具有内定子和外转子的驱动马达中得到运用。另外，为了使说明书简明起见没有进一步描述电子换向驱动马达28的功能，因为这对专业人士来说是足够熟悉的。

电子换向驱动马达28通过配属的马达轴40与传动装置22连接，传动装置把马达轴40的旋转转换为设置在传动装置22和冲击装置24之间的驱动件44（例如以输出轴的形式）的旋转。所述转换优选这样实现，即驱动件44相对于马达轴40以增大的转矩但是减小的旋转速度旋转。电子换向驱动马达28诠释性地布置在马达壳体46中并且传动装置22集成在传动装置壳体48中，其中传动装置壳体48和马达壳体46例如集成在电动工具机10的壳体14中。

与驱动件44连接的、可选择的冲击装置24示例性地是旋转或回转冲击装置，其产生具有高强度的冲击式旋转脉冲并且传递到输出轴50、例如输出主轴上。在DE202006014850U1描述了示例性的冲击装置，其可实现所述冲击装置24，在这里明确地引用所述文献并且其教导被理解为本说明书的一部分，从而在这里为了使说明书简明起见省略所述冲击装置24的详细说明。

在输出轴50上构造有工具接收部12，其诠释性地设置为用于接收带有外多边形联接装置的插接式工具并且示例性地具有锁紧套筒52用于将所述插接式工具锁紧在工具接收部12的内接收部中。在此工具接收部12示范性地构造为用于接收根据起子头的类型构造的插接式工具54，其具有杆部56，所述杆部具有构造在轴向端区域58中的联接轮廓60，所述联接轮廓由杆部56的多边形、特别是六边形横截面和在杆部56上例如按照DIN3126-E6.3设置的外环形槽62构成。这样的起子头诠释性地是所谓六角型（HEX），其由现有技术公知充分公知，从而在这里为了说明书的简短起见省略详细的说明。然而应指出，本发明不局限于六角起子头，而是可以根据工具接收部12的相应选择的构型在其它插接式工具、例如HEX-钻头或所谓的SDS-Quick-插接式工具中使用。

图2诠释性地示出图1中手操作的电动工具机10的电子换向驱动马达28的设有马达绕组74的外定子34。外定子34有定子芯70，定子芯具有绕组载体72用于电绝缘地接收马达绕组74的单线圈，所述马达绕组优选由包漆的并且电绝缘的铜线制成。马达绕组例如通过合适的缠绕方法绕在设有绕组载体72的定子芯70上并且可具有多个相互接线的单线圈。示例性地，为了使附图简明起见只有两个单线圈用参考标号76,78标明来代表其余的单线圈，所述单线圈分别接收在外定子34的定子芯70的被绕组载体72至少部分地遮盖的极段80,82上。

绕组载体72由两个或更多个可插套在定子芯70上并且为了使附图简明起见没用参考标号标明的塑料部件组成，它们具有尽可能高的电绝缘能力。替换地，电绝缘构造的绕组载体72可至少部分注射整合在定子芯70上。定子芯70自身可以例如用层压的板组和/或用软铁芯制成，由此引起小的磁阻并且引起由定子芯70引导的磁通量的少的衰减。

根据一种实施方式，在外定子34的径向外围区域84内构造有三个优选为袋状的、电绝缘的接收部86,88,90，在所述接收部中至少局部形状和/或力锁合地分别接收有能导电的连接元件92,94,96。所述径向外围区域84在定子芯70的端面98的区域内位于在定子芯的圆周面100上。连接元件92,94,96优选分别根据所谓的扁平插塞舌或扁形插头的类型构造。特别优选的是，连接元件92,94,96分别用导电好以及可易熔焊和/或钎焊的金属合金构成的金属条制成，并且可例如通过组合的弯曲和冲压方法由环形的具有例如合适宽度和材料强度的矩形横截面几何形状的金属条快速、尺寸精确以及成本低廉地制成。

马达绕组74的单线圈的电接线在这里示例性地借助于分别两条接线丝102,104实现，所述接线丝优选由喷漆并且电绝缘的铜丝构造并且在圆周侧布置在定子芯70或绕组载体72的端面98的区域内。接线丝102,104在图2中仅仅诠释性地为了简化附图起见完全环形地延伸，然而应指出，合适的接线方式对专业人士是足够熟悉的，从而在这里为了使说明书简明起见省略其详细的说明。为了在轴向和径向上使接线丝102,104位置固定以及为了避免电短路，分别将两个固定件和一个方形凸出部整合地构造在所述三个接收部86至90上，其中，为了使附图简明起见只有一个凸出部106以及两个钩形或L形固定件108,109在图2中的中间的接收部88上用参考标号标明。接线丝102,104为了可靠的位置固定优选以形状-和/或压力锁合的方式分别被压进接收部86至90上的固定件108,109的矩形空槽中。

这些凸出部106分别穿过连接元件92至96中的矩形开口，其中连接元件94上的一个开口代表所有其它开口地带有参考标号112。在此，这些凸出部106分别以一高度超出接收部86至90突出，这些高度中只有一个高度用参考标号114标记。由此接线丝102,104例如相对于图2的中间的连接元件94的可靠、抗震的电绝缘例如在下述情况下也存在，即接线丝102,104的漆绝缘区段地不完全。对于两个外部的连接元件92,96也是这样。

另外，所述三个优选分别根据扁平插塞舌的类型构造的连接元件92至96分别具有钩形接片116，其中只有图2的中间连接元件94的接片116有参考标号。这些接片116主要用于所述马达绕组74的至少一个接线区段118的电接触或布线。

图3示出带有图2中的绕组载体72和连接元件96的定子芯70，用于阐明示例性的装配。在此，绕组载体72首先与定子芯70的旋转-或纵轴130同轴地沿箭头132的方向推到定子芯70上。然后连接元件96沿箭头134的方向插进构造在绕组载体72上的接收部90中（径向地以足够的距离在定子芯70外部的圆周面100旁边经过）并且在完全插入的状态下优选卡锁在接收部中或在轻微的压力锁合状态下被夹紧或被压入。

另外，图3示出极段82，所述极段像所有其它极段那样具有大致方形的、径向地朝纵轴130的方向指向的齿区段136，所述齿区段过渡为板状的轭区段138，其中所述轭区段138在圆周方向上在齿区段136的两侧延伸。齿区段136与轭区段138一同定义了一个绕组空间用于接收在这里没有示出的马达绕组的单线圈，其中所述绕组空间在齿区段136两侧分别具有近似方形的几何形状。

根据一种实施方式，在图3的处于中间的接收部88上构造有在径向上突出的凸出部106以及两个分别钩形或L形的固定件108,109。为了在优选轻微压力锁合的情况下接收所述接线丝，固定件108,109分别具有空槽110,111，所述空槽优选具有矩形横截面几何形状。连接元件94接收在接收部88中并且诠释性地具有接线端140以及从这里背离指向的供电端142，所述接线端和供电端在两侧连接在中间区段144上。不仅接线端140而且供电端142在这里与纵轴130近似平行地延伸。

具有诠释性地构造为钩形接片116的接线端140用于借助于图2中的接线丝102,104和/或相应的线圈丝使图2中马达绕组74的单线圈电接线，，而通过供电端142实现基于外部的电流-或电压源的供电。例如连接元件94的供电端142用柔性的连接绞线与至少单侧压装的扁平插接套筒连接，其方式是，该扁平插接套筒为了产生电接触例如卡锁地插套在供电端142上。相应地操作图2中另外两个连接元件的供电端。

中间区段144分成径向向内朝纵轴130的方向指向的横区段146以及纵区段148，所述纵区段与纵轴130平行地延伸。在中间区段144的区域内或在横区段146以及纵区段148的区域内，矩形开口112在连接元件94中延伸，所述矩形开口此外用于至少局部形状锁合地接收所述凸出部106。

图4示出图2中的定子芯70，所述定子芯带有图2中的绕组载体72和只部分示出的马达绕组74的单线圈78。定子芯70以及带马达绕组74的绕组载体72在这里布置为分别关于纵轴130旋转对称。

图4示出连接元件94，所述连接元件的横区段146贴靠在接收部88的水平的止挡面160上，而其纵区段148形状-和/或力锁合地接收在接收部88中。连接元件的凸出部106以高度114超过接收部88突出，由此保证了例如两个接线丝102,104相对于导电的连接元件94的可靠电绝缘。

在接线端140上诠释性地整体成型出钩形或U形接片116。接片116可例如通过连接元件的冲压在连接元件94的制造过程中实现，其中，以有利的方式同时给出优选为矩形的开口112用于接收凸出部106。由于开口112的长度一般大于接片116自身的长度，因此其必要时必须被相应地切掉。在冲压过程中，垂直的壁区段162保持停止不动，该壁区段平行于纵轴130。

单线圈78的线圈丝164在这里示范性地在马达绕组74的接线区段118中接收或夹紧在壁区段162和接片116之间。线圈丝164、壁区段162以及接线端140的接片116之间的电接触例如可通过夹紧、钎焊、熔焊、激光焊接或诸如此类实现。由此同时在轴向和径向上实现线圈丝164的机械的位置固定。替换地，接线端140也可构造为例如所谓的切割夹，线圈丝164通过简单的压入机械地固定在切割夹中、被去除绝缘并且由此同时也与连接元件94导电地连接。

连接元件94的供电端142优选构造为扁平插塞舌166或扁形插头，从而例如已知的标准-扁平插接套筒可卡锁地插套在连接元件94的供电端142上用于产生与例如电流源的柔性连接绞线的电连接。对于另外两个连接元件也是这样，在这里只示出这些连接元件中的连接元件96（特别是参见图2,3）。为了将扁平插塞套筒卡锁地插套在扁平插塞舌166上，在供电端142或扁平插塞舌166中引入一个小的贯通孔168。为了使扁平插塞套筒的插套变得容易和/或考虑到定子芯70的特殊的结构空间需求，供电端142在这里所示的实施例中相对于纵轴130以大约25°的角度α沿径向方向朝外弯角，其中所述角度α可具有0°到90°之间的任何值。

Claims (13)

1.电子换向驱动马达（28），其具有环形的外定子（34）和能够至少区段地旋转运动地布置在所述外定子中的内转子（36），所述外定子（34）具有定子芯（70），所述定子芯具有电绝缘的绕组载体（72）用于接收配属的马达绕组（74），在所述绕组载体（72）上布置有至少一个能导电的连接元件（92,94,96）用于电连接所述马达绕组（74），其特征在于，所述绕组载体（72）具有至少一个接收部（86,88,90）用于接收所述至少一个连接元件（92,94,96），所述至少一个接收部（86,88,90）被构造用于允许所述至少一个连接元件（92,94,96）在所述外定子（34）的径向外围区域（84）中的电接触。

2.根据权利要求1所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述至少一个连接元件（92,94,96）具有接线端（140）以及从这里引离的供电端（142），所述接线端和所述供电端在两侧连接在一中间区段（144）上。

3.根据权利要求2所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述供电端（142）按照扁平插接舌（166）的类型构造。

4.根据权利要求3所述的电子换向驱动马达，其特征在于，在所述定子芯的旋转轴（130）与所述扁平插接舌（166）之间构造一约0°到90°之间的角度（α）。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述至少一个连接元件（92,94,96）的接线端（140）具有至少一个钩形接片（116）用于电接触所述马达绕组（74）的至少一个接线区段（118）。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述至少一个连接元件（92,94,96）的中间区段（144）具有纵区段（148）和直角地连接在所述纵区段上的横区段（146）。

7.根据权利要求6所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述纵区段（148）至少局部形状锁合地接收在所述至少一个接收部（86,88,90）中用于使所述至少一个连接元件（92,94,96）位置固定，并且所述横区段（146）贴靠在所述接收部（86,88,90）的径向指向朝外的止挡面（160）上。

8.根据权利要求6或7所述的电子换向驱动马达，其特征在于，在所述至少一个连接元件（92,94,96）的横区段（146）和/或接线端（140）的区域中设置有开口（112），所述至少一个接收部（86,88,90）的凸出部（106）能够至少局部形状锁合地引入到所述开口中。

9.根据以上权利要求中任一项所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述绕组载体（72）的所述至少一个接收部（86,88,90）至少局部地在定子芯（70）的端面（98）的区域中构造在定子芯的圆周面（100）上并且具有至少一个固定件（108,109）用于使至少一个接线丝（102,104）位置固定，所述接线丝用于所述马达绕组（74）的单线圈（76,78）的电接线。

10.根据权利要求8或9所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述凸出部（106）如此穿过所述开口（112），以至于所述凸出部（106）以预先确定的高度（114）超过所述连接元件（92,94,96）突出。

11.根据以上权利要求中任一项所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述定子芯（70）由具有尽可能小的磁阻的材料构成，特别是由层合的板组或者由软铁芯构成。

12.根据以上权利要求中任一项所述的电子换向驱动马达，其特征在于，所述绕组载体（72）由可插套的塑料部件构成和/或至少局部注射整合在定子芯（70）上。

13.电动工具机（10），特别是手操作的电动工具机，其具有电子换向驱动马达（20），所述电子换向驱动马达具有环形的外定子（34）和能够至少区段地旋转运动地布置在所述外定子中的内转子（36），所述外定子（34）具有定子芯（70），所述定子芯具有电绝缘的绕组载体（72）用于接收配属的马达绕组（74），在所述绕组载体（72）上布置有至少一个能导电的连接元件（92,94,96）用于电连接所述马达绕组（74），其特征在于，所述绕组载体（72）具有至少一个接收部（86,88,90）用于接收至少一个连接元件（92,94,96），所述至少一个接收部（86,88,90）被构造用于允许所述至少一个连接元件（92,94,96）在所述外定子（34）的径向外围区域（84）中的电接触。