CN110537313B - 具有铸造定子的外转子电动机 - Google Patents

Abstract

一种电机(1)、尤其是外转子电动机，其具有定子(2、6、7、8、9、10、11)和包围着所述定子的转子(3、14)，该转子相对于定子以围绕着旋转轴线可旋转地借助轴承(4、5)支承，其中通过所述转子的轴承传递的机械力至少部分被所述定子(2)接收。定子(2)具有用来产生磁场的线圈绕组(6)，其中线圈绕组(6)至少部分地被铸造材料(7)包围，转子(3)的经由轴承(4、5)传递的、被定子(2)接收的机械力大部分通过铸造材料(7)传递到定子(2)。因此铸造材料减少了感应振动。

Description

具有铸造定子的外转子电动机

技术领域

本发明涉及具有铸造定子的外转子电动机。

背景技术

上面提到的电机具有定子(即固定元件)以及转子(即相对于该固定元件以围绕着旋转轴线可旋转的方式支承的元件)。该电机用于将电能转换成机械功。在此，借助电能产生磁场，该磁场又使转子相对于定子处于旋转状态。这些磁场借助定子的线圈绕组产生。线圈绕组通常嵌在铸造材料中。在此，铸造材料能够完全或局部地包围该线圈绕组。典型的是，铸造材料用于保护线圈绕组免受机械影响。这种电机尤其也称为外转子电动机。在外转子电动机中，转子包围着定子。

由现有技术已知上面提到的这种电机，其中定子能够接收施加到转子上的机械力。这些机械力在此通过转子的可旋转的支承部位传递到定子中。这种电机通常借助其定子固定在固定结构上。随后，该可旋转的转子能够例如通过啮合将其旋转运动直接传递到变速器上。在这种应用情况下会产生反应力，这些反应力在此能够通过转子的可旋转的支承部位传递到定子中。应理解的是，还能考虑其它任意的应用情况，其中相应的力通过转子传递到定子上。

上面提到的这种电机的特征基本上在于，借助它能够以相对较小的空间需求实现各种技术方案。因此，这种电机例如应用在建造模型领域中。

为了能够通过转子的支承部位将机械力传递到定子中，转子按现有技术固定在轴上。该轴通过定子进行引导。转子的可旋转的支承部位位于轴和定子之间。典型的是，包围着定子的转子在电机的一端上沿轴向方向相对于旋转轴线与旋转轴线相连。电机的另一端(沿轴向方向相对于旋转轴线)通常用来将定子固定在相对于电机固定的结构上。

但通过引导穿过定子的转子轴，并且通过该轴的与之相关的可旋转的支承部位，有一定的空间需求。

发明内容

因此，本发明的目的是，示出一种实现更紧凑构造的电机。

根据本发明，经由转子的支承部位而传递的、被定子接收的力至少部分地通过铸造材料传递到定子。通过铸造材料来传递机械力，使得定子和转子之间的支承部位能够朝外移动。应理解，在有利的方式中，经由转子的支承部位从转子传递到定子的所有机械力也能够通过铸造材料传递到定子。

有利的是，该电机具有设置在铸造材料和第一轴承(其用来可旋转的支承转子)之间的第一轴架元件，其用来给转子的支承部位的第一轴承提供轴架。这种轴架元件的优点是，它能够提供质量更好的轴架。当然，备选地，还可行的是，该轴架由铸造材料自身构成。那么，这种轴架则例如在铸造材料硬化之后通过车削制成。但使用轴架元件的优点尤其在于，轴架元件能够由尤其适合提供轴架的材料制成，该材料与铸造材料是不同的。为此，优选的是提供金属材料。轴架元件尤其优选由铝制成。此外，这种轴架元件还对力在铸造材料中的传递有利。

还有利的是，设置第二轴架元件，其用来为第二轴承提供第二轴架，以实现转子的支承。这种第二轴架元件与第二轴承结合，其优点是，通过第二轴承能够有助于转子支承在定子上。备选地，还可行的是，轴架元件为多个轴承提供多个轴架。

在制造电机时，尤其在制造该电机的定子时，轴架元件能够以有利的方式在放置铸造材料时当作丢弃式模具来用。在此，能够以尤其简单的方式制造根据本发明铸造的具有轴架元件的定子。

第一和/或第二轴架元件能够以有利的方式构成为半罩形。轴架元件的这种设计有助于实现电机的紧凑构造形式，并且对力在定子中的传递有利。

该电机优选地具有定子组。定子组尤其指由大量薄片构成的物体，其构成线圈绕组的芯。这些单个的薄片优选地相互电绝缘，以避免或至少减少扰流在定子组中的形成。

优选地，该定子组同样至少部分被铸造材料包围。在此尤其有利的是，定子组的指向转子的、相对于旋转轴线来说最外面的表面被铸造材料包围。一方面，该铸造材料还保护定子组免受机械影响，另一方面能够以直接的方式直接在定子组的外部区域中通过铸造材料传递机械力，该定子组具有相对高的机械负荷力。

根据本发明的电机能够以有利的方式这样改进，第一绕组头至少部分地设置在旋转轴线周围的区域中，该区域沿旋转轴线的径向方向远离从线圈绕组的距该旋转轴线最远的点至旋转轴线的间距的0至40％。线圈绕组的绕组头的这种布置能够实现尤其紧凑的构造。

在此情况下，绕组头尤其是指线圈绕组的沿轴向方向从定子组中突出来的那个部段。在此，线圈绕组具有第一绕组头和/或第二绕组头，该第二绕组头设置在定子组的沿轴向方向与第一绕组头相对而置的端部上。第二绕组头也能够以有利的方式至少部分地设置在旋转轴线周围的区域中，该区域沿旋转轴线的径向方向远离从线圈绕组的距该旋转轴线最远的点至旋转轴线的间距的0至40％。

尤其有利的是，线圈绕组的第一绕组头和/或第二绕组头至少部分地设置在旋转轴线周围的区域中，该区域沿旋转轴线的径向方向远离从线圈绕组的距该旋转轴线最远的点至旋转轴线的间距的0至20％。以这种方式使绕组头能够尤其紧凑地构成。

在本发明的框架中还有利的是，第一绕组头在轴向方向上相对于所述旋转轴线至少部分地设置在第一轴架的区域中。换言之，在轴向方向上第一轴架和线圈绕组产生了交叉。

这能够以有利的方式缩小根据本发明的电机在轴向方向上的空间需求。这同样适用于第二绕组头，其在轴向方向上相对于所述旋转轴线至少部分地设置在第二轴架的区域中。

此外还有利的是，与第一绕组头相比，第一轴承至少部分地与旋转轴线的间距设置得更大。通过这一点，使得根据本发明的电机能够以有利的方式这样构成，即第一轴承包围着第一绕组头。这些措施也可用来实现尤其紧凑的构造形式。此外，与第二绕组头相比，第二轴承相应地至少部分地与旋转轴线的间距设置得更大。

附图说明

下面本发明示意性地借助附图1进行详细阐述。

图1示出了根据本发明的示例性的电机的示意图。

具体实施方式

图1所描绘的示例性的电机1是指外转子电动机。该外转子电动机具有定子2和转子3。该转子3包围着定子2。该转子3以围绕着旋转轴线X相对于定子2可旋转的方式支承。在所示的实施例中，第一轴承4和第二轴承5用来实现可旋转的支承。该轴承4和5示例性地设计成球轴承。

该电机1这样构成，即通过转子3的借助第一轴承4和第二轴承5实现的支承部位，能够将机械力从转子3传递到定子2上。

该示例性的电机1还具有线圈绕组6。该线圈绕组6用来产生磁场。该线圈绕组6被铸造材料7包围。

根据本发明，在此示例性的电机1中，经由转子3的支承部位而传递的被定子2接收的机械力至少部分地通过铸造材料7传递到定子2中。在所示的例子中，经由转子3的支承部位(在此实施例中借助第一轴承4和第二轴承5)而传递的所有力均能够以有利的方式通过铸造材料7传递到定子2。

力的传导以有利的方式通过第一轴架元件8和第二轴架元件9实现，该第一轴架元件为第一轴承4提供轴架，而第二轴架元件为第二轴承5提供轴架。在所示的例子中，这些轴架元件8和9基本上构成为半罩状。在该示例性的电机1中，这些轴架元件8和9优选由金属、尤其优选铝制成。

该示例性的电机1还具有定子组10。该定子组10同样至少部分被铸造材料7包围。在该示例性的电机1中尤其有利的是，定子组10的指向转子3的表面11被铸造材料7包围。这些表面11是指定子组10的相对于旋转轴线X处于最外面的表面。

该示例性的电机1的线圈绕组6具有第一绕组头12和第二绕组头13。第一绕组头12和第二绕组头13被铸造材料7包围。第一绕组头12和第二绕组头13以有利的方式部分地设置在旋转轴线X周围的区域中，该区域沿旋转轴线X的径向方向Y远离从线圈绕组6的距该旋转轴线X最远的点至旋转轴线X的间距的0至40％。在示例性的电机1中，旋转轴线X附近的空间区域能够以有利的方式用来放置绕组头12和13，这能够使示例性的电机1具有尤其紧凑的构造形式。

有利的是，在相对于旋转轴线X的轴向方向上，第一绕组头12部分地设置在第一轴承4的轴架区域中。以同样有利的方式在相对于旋转轴线X的轴向方向上，第二绕组头13部分地设置在第二轴承5的轴架区域中。在示例性的电机1中，这使电机1在旋转轴线X的方向上具有相对较短的长度。在此情况下有利的是，在示例性的电机1中，与第一绕组头12相比，第一轴承4与旋转轴线X的间距设置得更大。同样与第二绕组头13相比，第二轴承5以同样有利的方式与旋转轴线X的间距设置得更大。

有利的是，该示例性的电机1的转子3具有多个永磁体14。这些永磁体14与由线圈绕组6产生的磁场一起作用，并因此产生转子3相对于定子2的旋转运动。在轴向方向上相对于旋转轴线X以有利的方式提供了定子2的端面15，以便能够将电机1固定在容纳该电机的结构上。换言之，该示例性的电机1的定子2在一定程度上承担着常规电机自身的轴线的功能，因此整体上获得了期望的紧凑结构形式。

附图标记列表：

1.电机

2.定子

3.转子

4.第一轴承

5.第二轴承

6.线圈绕组

7.铸造材料

8.第一轴架元件

9.第二轴架元件

10.定子组

11.表面

12.第一绕组头

13.第二绕组头

14.永磁体

15.端面

X 旋转轴线

Y 径向方向

Claims (11)

1.一种电机（1），其具有定子（2）和包围所述定子（2）的转子（3），其中所述转子（3）相对于所述定子（2）以围绕着旋转轴线（X）可旋转的方式支承，其中通过所述转子（3）的可旋转支承部位传递的机械力能够至少部分被所述定子（2）接收，其中所述定子（2）具有用来产生磁场的线圈绕组（6），其中所述线圈绕组（6）至少部分地被铸造材料（7）包围，

其特征在于，

经由所述转子（3）的所述支承部位而传递的、被所述定子（2）接收的机械力至少部分地通过所述铸造材料（7）传递到所述定子（2），

第一轴承（4）和第二轴承（5）在径向上位于可旋转支承部位和铸造材料（7）之间，

与第一绕组头（12）和第二绕组头（13）相比，第一轴承（4）和第二轴承（5）至少部分地与所述旋转轴线（X）的间距设置得更大，

所述电机（1）具有定子组（10），其至少部分被所述铸造材料（7）包围。

2.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，经由所述转子（3）的所述支承部位而传递的、被所述定子（2）接收的机械力完全地通过所述铸造材料（7）传递到所述定子（2）。

3.根据权利要求1或2所述的电机（1），其特征在于，所述电机（1）具有设置在所述铸造材料（7）和第一轴承（4）之间的第一轴架元件（8），所述第一轴承用来可旋转地支承所述转子（3），所述第一轴架元件用来给所述第一轴承（4）提供第一轴架。

4.根据权利要求3所述的电机（1），其特征在于，所述电机（1）具有设置在所述铸造材料（7）和第二轴承（5）之间的第二轴架元件（9），所述第二轴承用来可旋转地支承所述转子（3），所述第二轴架元件用来给所述第二轴承提供第二轴架。

5.根据权利要求4所述的电机（1），其特征在于，所述第一轴架元件（8）和/或第二轴架元件（9）至少基本上构成为半罩形。

6.根据权利要求3所述的电机（1），其特征在于，所述第一轴架元件（8）和/或第二轴架元件（9）以金属作为材料。

7.根据权利要求6所述的电机（1），其特征在于，所述金属为铝合金。

8.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述定子组（10）的相对于所述旋转轴线（X）位于最外面的、指向所述转子（3）的表面（11）被所述铸造材料（7）包围。

9.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述线圈绕组（6）具有第一绕组头（12）和第二绕组头（13），它们至少部分地设置在围绕所述旋转轴线（X）的区域中，该区域从旋转轴线沿径向方向（Y）远离所述旋转轴线（X）延伸，延伸的距离为所述线圈绕组（6）的距所述旋转轴线（X）最远的点至所述旋转轴线（X）的间距的40%。

10.根据权利要求1所述的电机（1），其特征在于，所述线圈绕组（6）具有第一绕组头（12）和第二绕组头（13），它们至少部分地设置在围绕所述旋转轴线（X）的区域中，该区域从旋转轴线沿径向方向（Y）远离所述旋转轴线（X）延伸，延伸的距离为所述线圈绕组（6）的距所述旋转轴线（X）最远的点至所述旋转轴线（X）的间距的20%。

11.根据权利要求4所述的电机（1），其特征在于，所述线圈绕组（6）具有第一绕组头（12）和/或第二绕组头（13），所述第一绕组头（12）和/或第二绕组头（13）在轴向方向上相对于所述旋转轴线至少部分地设置在第一和/或第二轴架的区域中。

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