CN113454887A - 用于电动机的基本体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于电动机(2)的基本体(1)，该主体包括以下特征：基本上圆柱形的外壁(3)，该外壁形成用于接纳转子(5)的转子空间(4)，转子至少部分地在外壁(3)内，并且绕组(6)可以至少部分地安装到外壁的外侧；叠层芯部(7)，该叠层芯部由外壁(3)保持；接纳空间(9)，该接纳空间用于接纳电动机(2)的印刷电路板(12)或另一组件，并且该接纳空间邻接转子空间(4)；分隔壁(10)，该分隔壁将接纳空间(9)与转子空间(4)分隔；至少一个定向装置(13)，该至少一个定向装置用于对在接纳空间(9)内的电动机的(2)的印刷电路板(12)或另一组件进行位置定向；用于盖子(18)的插座(17)，该盖子封闭转子空间(4)，插座位于转子空间(4)的与分隔壁(10)相对的一侧的外壁(3)上；以及内壁(20)，该内壁与分隔壁(10)邻接，以接纳用于转子(5)的轴承(21)，内壁与外壁(3)一起产生接纳空间(9)。

Description

用于电动机的基本体

技术领域

本发明涉及用于电动机的主体，以及电动机。

背景技术

DE 10 2007 020 534A1公开了一种具有定子和转子的无刷电动机。以本身已知的方式，定子具有叠层芯部，安装有永磁体的转子可以在该叠层芯部中旋转。

DE 10 2011 088 518A1公开了一种用于电动机的定子和一种用于制造这种类型的定子的方法。在此，定子由彼此连接的两个定子半部构成。

装备了安装有永磁体的转子的这种类型的无刷电动机越来越多地被应用于手持电动工具中。由于不同类型的手持电动工具对电动机的要求完全不同，因此，同一个电动机不可能或至少不适合用于不同类型的手持电动工具。在过去，这导致了大量完全不同的电动机，这不仅大幅地增加了生产成本，还增加了用于所述电动机的开发成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电动机的主体，该主体可以在不同地装备的并且用于不同目的的电动机的情况下同等地使用。

根据本发明，所述目的由在权利要求1中所述的特征来实现。

根据本发明的主体以套件的方式被构造，并且由于该主体的多样性特征(这些特征适合于对电动机提出的各种要求)，该主体可用于非常广泛的预期用途。

在此，外壁形成了转子空间，电动机的转子可以被接纳在转子空间中。同时，外壁用于接纳在外壁的外侧的绕组，并用于固定形成定子的一部分的叠层芯部。优选地，叠层芯部是用外壁的材料包覆成型的，并因此被集成到所述外壁中。关于绕组的互相连接件，星形互相连接件和三角形互相连接件以及任何期望的其他互相连接件都可以毫无问题地实现。同样的情况也适用于装备有主体的电动机的换向，该换向可以以本身已知的方式被配置为块换向、正弦换向、FOC或场定向控制，或者被配置为另一种已知的换向类型。特别地，通过场定向控制，可以部分地显著提高装备有根据本发明的主体的电动机的效率程度。

根据本发明，转子空间与接纳空间邻接，在该接纳空间中可以接纳电动机的印刷电路板或另一组件。不言而喻，将电动机的印刷电路板或另一组件接纳在接纳空间中仅是有可能的并且不是必要的，因此主体(如上所述)可用于电动机的非常广泛的各种实施例。

接纳空间通过分隔壁与转子空间分隔。在此，分隔壁表示可以被接纳在接纳空间中的印刷电路板相对于转子解耦，特别是相对于布置在所述转子上的永磁体解耦。这样，保护印刷电路板免受静电电压或静电电荷的影响。在词，被接纳在接纳空间中的印刷电路板或另一组件的位置可以通过位于接纳空间内的定向装置来定向。

如果在某些应用的情况下，例如在遭受显著污染的手持电动工具的情况下，需要将转子空间封装，则可以将盖子附接到用于这种类型的盖子的根据本发明的插座上，该插座位于转子空间的与分隔壁相对的一侧的外壁上，以防止电动机的污染和可能的损坏。

最后，与分隔壁邻接的内壁使得能够接纳轴承，以便使转子或转子轴能够适当地安装在主体上。

因此，根据本发明的主体可以普遍用于非常广泛的各种类型和设计的电动机，特别地，所述主体能够适合于相应的要求。根据本发明的解决方案的一个特别的优点在于其高灵活性，因为主体可以通过不同的、相继的方法步骤来制造，根据具有主体的电动机的期望实施例，有可能省去某些方法步骤，而执行其他的方法步骤。

在本发明的一个非常有利的发展中可以规定，分隔壁具有用于引导转子轴通过的开口。结果，连接到转子的转子轴可以以非常简单的方式被接纳在主体中，并且可选择地，可以被安装在所述主体上。

在本发明的进一步的非常有利的发展中可以规定，叠层芯部形成多个齿，该多个齿从外壁向外突出，并且绕组可以被接纳在该多个齿上。由于叠层芯部的从外壁向外突出的齿，可以以非常简单的方式将绕组附接到主体，结果可以非常便宜地制造具有根据本发明的主体的电动机。

为了简化转子在主体内的定位，在本发明的进一步有利的改进中可以规定，在分隔壁中用于引导转子通过的开口具有非圆形横截面。

在本发明的进一步有利的改进中，如果用于支撑电动机的印刷电路板或另一组件的至少两个腹板被布置在分隔壁上，则印刷电路板或另一组件可以可靠地支撑在主体上。另外，腹板确保了印刷电路板与分隔壁的公差补偿和间距，因此电子元件可以被附接在印刷电路板的两侧上。

如果至少一个定向装置具有至少一个凸起，则导致电动机的印刷电路板或另一组件的非常简单的位置定向，该至少一个凸起被布置在腹板中的至少一个上，以用于接合到印刷电路板的开口中，或接合到电动机的另一组件的开口中。

此外，为了使绕组能够布置在期望的位置，可以规定，外壁具有用于引导绕组通过的多个切口。

如果用于封闭转子空间的盖子的插座被构造成为外壁的内圆周上的外围切口，则可显著地简化主体的制造。

此外，为了使得能够对可能提供的封闭转子空间的盖子进行精确的定向，还可以规定，用于封闭转子空间的盖子的插座具有用于盖子的位置定向的至少一个槽。

如果在本发明的进一步有利的改进中，接纳空间由在外壁和内壁之间的外围凹陷形成，并用于接纳用于绕组的互相连接的连接器导线，则这导致对所述连接器导线的令人高度满意的保护。

此外，为了使得能够简单地容纳用于确定转子的角位置的位置发送器，用于位置发送器的轴向延伸部可以设置在分隔壁的背对转子空间的一侧。

权利要求12详细说明了具有转子、绕组以及根据本发明的主体的电动机。

通过使所述电动机分别装备所需要或期望的组件或元件，这种类型的电动机可以以高度通用的方式被使用，并且特别地用于各种手持电动工具。特别地，电动机可以由电力网络和可充电电池供电，在这两种情况下也能够保持高压应用绝缘所需的安全间隔。此外，电动机可以通过电力网络或通过电池或可充电电池供应电流。此外，有利的是，电动机能够通过各种电子开环和/或闭环控制器来操作。

在电动机的一个有利的发展中可以规定，用于紧固电动机的印刷电路板或另一组件的至少一个凸起被固定。固定电动机的印刷电路板或另一组件是非常简单的。

如果用于绕组的互相连接的连接器导线通过各自的插头端子被接纳在插头容纳部中，插头容纳部能够连接到插头插座，则产生绕组与电动机的控制器的同样简单且不灵敏的电连接。

在此，如果插头容纳部可以通过卡入连接来连接到插头插座，这导致所述组件非常简单地彼此组装。

另外，应当注意的是，诸如“包括”、“具有”或“有”的术语不排除任何进一步的特征或步骤。此外，术语例如表示单一数量的步骤或特征的“一个”或“该”不排除多个特征或步骤，表示多个步骤或特征的术语也不排除单一数量的特征或步骤。

附图说明

本发明的进一步的特征和优点将通过以下对本发明的一个示例性实施例的描述得出。附图示出了本发明的相互组合的多个特征。然而，不言而喻，本领域技术人员也能够将这些特征彼此分开地考虑，并且有可能将这些特征进行组合以形成进一步的适当的子组合，而不必为此目的来发挥创造性。

在附图中，示意性地：

图1示出了根据本发明的用于电动机的主体的平面图；

图2示出了按照图1中的箭头II的主体的视图；

图3示出了按照图2中的箭头III的主体的视图；

图4示出了根据本发明的电动机的透视图，该电动机具有转子、绕组、以及根据本发明的主体；

图5示出了图4中的电动机的进一步的透视图；

图6示出了根据图4和图5的电动机的侧视图；

图7示出了按照图6中的箭头VII的电动机的视图；

图8示出了按照图6中的箭头VIII的电动机的视图；

图9示出了按照图6中的线IX-IX穿过电动机的截面；

图10示出了按照图6中的线X-X穿过电动机的截面；

图11示出了根据本发明的用于电动机的主体的进一步的实施例的侧视图；

图12示出了按照图11中的箭头XII的视图；

图13示出了图11和图12的主体的透视图；

图14示出了根据图12中的线XIV-XIV的截面；

图15示出了根据图11至图14的主体的进一步图示；

图16示出了电动机的具有图15中的主体的部分；

图17示出了图16中的、具有进一步的附接组件的该电动机部分；

图18示出了根据本发明的电动机的进一步的实施例；

图19示出了可以被连接到图18中的电动机的组件的视图；

图20示出了图18中的电动机和图19中的组件的进一步的视图。

具体实施方式

图1、图2和图3示出了用于电动机2的主体1的高度示意性图示，在图4至图11中更详细地示出了该电动机。特别地，电动机2被设置成在手持电动工具(例如角磨机、电钻、锯子或其他手持电动工具)中使用。为了使主体1能够在用于非常广泛的各种应用的电动机2的情况下被使用，所述主体1具有高度通用的构造，如下文中所详细描述地。

主体1具有基本上圆柱形的外壁3，该外壁形成用于接纳电动机2的转子5(例如在图4中示出)的转子空间4。在转子5具有多个永磁体5a或安装有永久磁铁5a的情况下，电动机2被构造成无刷电动机。在此，例如，如可以在图11的截面中清楚地看到的，，具有转子轴5b的转子5以本身已知的方式至少部分地布置在转子空间4内或外壁3内。

此外，线圈或绕组6(例如在图4中示出)可以至少部分地在外壁3的外侧被附接到外壁3。此外，外壁3用于固定叠层芯部7，该叠层芯部以本身已知的方式由相互堆叠的多个单独的叠层形成。在本例中，叠层芯部7用外壁3的材料包覆成型，优选地用合适的塑料材料包覆成型，并且叠层芯部以这种方式被集成到外壁3中，从而集成到主体1中。通过一个或多个绕组6和叠层芯部7，主体1形成用于电动机2的定子。通过绕组6的通电所产生的效果(即转子5在绕组6内或在定子内的旋转)是本身已知的，因此在此将不进行更详细的描述。

在图2中可以看出，叠层芯部7形成多个(在本例中形成六个)齿8，这些齿从外壁3向外突出，并且在齿上可以接纳绕组6。在此，优选地，绕组6中的一个围绕每个齿8延展。例如，绕组6可以被缠绕在一维布置的载体元件(未示出)上。为了将绕组6附接到主体1，那么所述载体元件可以变形，以产生绕组6的三维轮廓。为此，载体元件可以具有例如接头或类似物。在此，形成叠层芯部7的叠层具有基本上环形的构造，单独的叠层中的每个在其外圆周上总共具有六个齿8。此外，外壁3具有用于引导绕组6或引导用于绕组6的互相连接件(如图12至图14中和图16至图20中所示)通过的多个切口3a。

转子空间4与接纳空间9邻接，接纳空间9通过分隔壁10与转子空间4分隔，该分隔壁由平坦的表面形成，并且具有用于引导转子5通过的开口11。除了用于引导转子5或转子轴5b通过的开口11之外，分隔壁10完全封闭，从而密封转子空间4。附加密封元件也可以在该区域中使用。接纳空间9用于接纳环形印刷电路板12(例如如图7所示)，用于控制电动机2的各种电子元件可以被附接到该环形印刷电路板12。优选地，印刷电路板12具有或者安装有传感器12a(例如在图12和图13中示出)，该传感器12a特别地为在电动机2块换向的情况下使用的霍尔传感器，或者为霍尔PCBA。例如，这种类型的传感器12a可用于尽可能精确地确定转子5的位置。为此，传感器12a可以与布置在转子5上的对应的磁体相互作用。然而，例如也有可能使用温度传感器。电动机2的另一组件(未更详细地示出)(而不是印刷电路板12)也可以被接纳在接纳空间9中。所述组件同样可以被设置成接纳或固定用于电动机2的传感器。在外壁3中的上述切口3a位于外壁3的包围接纳空间9的区域中。用于绕组6的互相连接件(如图12、图13和图14所示)可以位于印刷电路板12的上方，也就是说位于印刷电路板12的背对着分隔壁10的一侧。为此，外壁3在该区域中具有对应的长度，也就是说，接纳空间9足够深以接纳印刷电路板12和用于绕组6的互相连接件。

定向装置13位于分隔壁10上，该定向装置13用于对在接纳空间9内的电动机2的印刷电路板12或上述其他组件的角位置进行位置定向，从而对在接纳空间9内的电动机2的印刷电路板12或上述其他组件相对于绕组6或转子5的角位置进行位置定向。此外，用于支撑电动机2的印刷电路板12或另一组件的至少两个(在本例中总共六个)腹板14被布置在分隔壁10上。在其安装状态中，印刷电路板12位于腹板14上，结果位于印刷电路板12下侧的组件也与分隔壁10间隔开。不言而喻，也可以提供完全不同数量的腹板14。可以选择腹板14的高度，使得可以设置印刷电路板12与转子5的期望的间隔，转子5位于分隔壁10的另一侧，以确保位于印刷电路板12上的可能的传感器和转子5之间的充分联接，从而确保所述传感器的正确运行。

定向装置13具有至少一个(在本例中，三个)凸起15，该凸起被布置在腹板14中的至少一个上(在本例中，在三个不同的腹板14上)，以用于接合到印刷电路板12的孔16中，或接合到电动机2的另一组件的孔中。为了将印刷电路板12紧固或固定到主体1，在将印刷电路板12布置在接纳空间9内之后，可以将至少一个凸起15或多个凸起15固定。

此外，插座17被设置在转子空间4的与分隔壁10相对的一侧上，该插座17用于接纳盖子18，该盖子18封闭转子空间4，并因此保护转子空间免受灰尘或其他污染物的侵入。在此，用于盖子18的插座17被构造成在外壁3的内圆周上的外围切口，该盖子封闭转子空间4。因此，用于盖子18的插座17被设置在主体1的与切口3a相对的一侧。此外，用于盖子18的插座17具有用于对盖子18进行位置定向的至少一个槽19，盖子18的凸起(未示出)可以接合到该槽19中。此外，盖子18可用于接纳用于安装转子5的轴承(未示出)。

分隔壁10与基本上圆柱形的内壁20邻接，该内壁20用于接纳用于转子5的轴承21，并且与外壁3一起产生接纳空间9。轴承21可以压在转子5上。

同时，内壁20形成用于印刷电路板12的定心装置。用于引导转子5通过的开口11具有非圆形的横截面，在本例中具有八角形的横截面，该开口11位于分隔壁10中并被内壁20包围。

优选地，主体1的外壁1、分隔壁10、腹板14、凸起15和内壁20由合适的塑料材料组成，并且可以通过注射成型来制造。因此，由于主体的形状，主体1也可以被称为包覆成型齿星。

在此，优选地，外壁1、分隔壁10、腹板14、凸起15和内壁20被彼此构造成一个部件，并且特别地通过单个注射成型工艺来制造。在此，由于如上所述的主体1的高度通用的构造，原则上只需要单个注射成型模具。由于如上所述的开口11的非圆形的横截面，所述注射成型模具在产生开口11的区域中可以具有非常精确的构造，因此，转子5在开口11内同样精确的中心定位是有可能的。在不需要额外的盖子、铸造复合物或类似物的情况下，由于将接纳用于转子5的轴承21的内壁20模塑到分隔壁10上，在该区域中实现了非常简单的密封，特别是转子空间4的令人满意的密封。

图11至图17示出了主体1或装备有主体1的电动机2的进一步的实施例，该实施例大部分与上述实施例一致。在此可以看到，接纳空间9通过在外壁3和内壁20之间的外围凹陷22形成。因此，外围凹陷22对应于接纳空间9。外围凹陷22用于接纳连接器导线23，连接器导线23又可用于绕组6的互相连接。结果，连接器导线23可以可靠地铺设，并且可以被保护抵御磨损。在绕组6互相连接之后，可以用灌封复合物(未示出)灌封连接器导线23。在此，连接器导线23延展穿过设置在外壁3中的切口3a。此外，由于这种容纳，可以免除用于保持连接器导线23的附加保持装置。在这种情况下，凹陷22或在外壁3和内壁20之间的接纳空间9也可以被称为迷宫，因为该凹陷或接纳空间防止污垢或类似物侵入到用于绕组6的连接器导线23所处的区域中。原则上，绕组6可以通过星形或三角形的互相连接件或任何其他的互相连接件来互相连接。

在图14的截面中可以看到，位置发送器24被附接到转子轴5b。为了接纳位置发送器24，内壁20与轴向延伸部25邻接。轴向延伸部25通过封闭壁26封闭，该封闭壁被构造成与主体1成一个部件。同时，封闭壁26形成另一空间27的底部，在本例中，具有传感器12a的印刷电路板12被布置在该空间27中。在本例中，传感器12a是与位置发送器24互相作用的位置传感器。空间27被周向壁28包围，并且在背对着封闭壁26的一侧开口。在参照图1至图10描述的实施例的情况下，空间27通过端部帽29形成，该端部帽29可以固定、夹持或以其他的方式连接到主体1。

在图15中可以看出，周向壁28在其内侧具有多个凸起30，通过这些凸起来简化印刷电路板12的定位。

图18至图20示出电动机1的进一步的改进。在此，用于绕组6的互相连接的连接器导线23被连接到各自的插头端子31，该插头端子31被共同接纳在插头容纳部32中。插头容纳部32用于插入到插头插座33中，插头插座33直接形成在电子元件杯部34上。以未示出的方式，以同样未示出的方式浇铸到电路板上的插入舌片被设置在插头插座33中。由于绕组6的所有连接器导线23可以通过一个插头容纳部32连接到用于电动机2的控制器，该控制器以未示出的方式被接纳在电子元件杯部34中，因此可以省去单个导线的插入。此外，以这种方式提高了电动机2及电动机的控制器的灰尘抵抗力。

插头容纳部32和插头插座33在每种情况中是可以以简单的方式制造的塑料组件。在本例中，插头容纳部32通过卡入连接件来连接到插头插座33。插头容纳部31可以以未示出的方式固定地连接到主体1。以这种方式，在电动机2的组装期间，电动机的电连接可以同时发生。

Claims (15)

1.用于电动机(2)的主体(1)，所述主体具有以下特征：

-基本上圆柱形的外壁(3)，所述外壁形成用于接纳转子(5)的转子空间(4)，所述转子至少部分地在所述外壁(3)内，并且绕组(6)能够至少部分地附接到所述外壁的外侧上，

-叠层芯部(7)，所述叠层芯部通过所述外壁(3)保持，

-接纳空间(9)，所述接纳空间与所述转子空间(4)邻接，并且用于接纳所述电动机的(2)的印刷电路板(12)或另一组件，

-分隔壁(10)，所述分隔壁相对于所述转子空间(4)分隔所述接纳空间(9)，

-至少一个定向装置(13)，所述至少一个定向装置用于对在所述接纳空间(9)内的、所述电动机的(2)的所述印刷电路板(12)或另一组件进行位置定向，

-插座(17)，所述插座位于在所述转子空间(4)的与所述分隔壁(10)相对的一侧的所述外壁(3)上，所述插座用于盖子(18)，所述盖子封闭所述转子空间(4)，

-内壁(20)，所述内壁与所述分隔壁(10)邻接，所述分隔壁用于接纳用于所述转子(5)的轴承(21)，所述内壁与所述外壁(3)一起产生所述接纳空间(9)。

2.根据权利要求1所述的主体(1)，

其特征在于，

所述分隔壁(10)具有用于引导转子轴(5b)通过的开口(11)。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的主体(1)，

其特征在于，

所述叠层芯部(7)形成多个齿(8)，所述多个齿从所述外壁(3)向外突出，并且所述绕组(6)能够被接纳在所述多个齿上。

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的主体(1)，

其特征在于，

在所述分隔壁(10)中的用于引导所述转子(5)通过的所述开口(11)具有非圆形的横截面。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的主体(1)，

其特征在于，

用于支撑所述电动机(2)的印刷电路板(12)或另一组件的至少两个腹板(14)被布置在所述分隔壁(10)上。

6.根据权利要求5所述的主体(1)，

其特征在于，

所述至少一个定向装置(13)具有至少一个凸起(15)，所述至少一个凸起被布置在所述腹板(14)中的至少一个上，以用于接合到所述印刷电路板(12)的孔(16)中，或接合到所述电动机(2)的另一组件的孔中。

7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的主体(1)，

其特征在于，

所述外壁(3)具有用于引导所述绕组(6)通过的多个切口(3a)。

8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的主体(1)，

其特征在于，

用于所述盖子(18)的所述插座(17)被构造为在所述外壁(3)的内圆周上的外围切口，所述盖子封闭所述转子空间(4)。

9.根据权利要求1至权利要求8中任一项所述的主体(1)，

其特征在于，

用于所述盖子(18)的所述插座(17)具有用于对所述盖子(18)进行位置定向的至少一个槽(19)，所述盖子封闭所述转子空间(4)。

10.根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的主体(1)，

其特征在于，

所述接纳空间(9)通过在所述外壁(3)和所述内壁(20)之间的外围凹陷(22)形成，并且所述接纳空间用于接纳用于所述绕组(6)的互相连接的连接器导线(23)。

11.根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的主体(1)，

其特征在于，

用于位置发送器(24)的轴向延伸部(25)被设置在所述分隔壁(10)的背对着所述转子空间(4)的一侧。

12.具有转子(5)、绕组(6)以及根据权利要求1至权利要求11中任一项所述的主体(1)的电动机(2)。

13.根据权利要求12所述的电动机(2)，所述电动机具有根据权利要求5所述的主体(1)，

其特征在于，

用于紧固所述电动机(2)的印刷电路板(12)或另一组件的至少一个凸起(15)被固定。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的电动机(2)，

其特征在于，

连接器导线(23)通过各自的插头端子(31)被接纳在插头容纳部(32)中，所述插头容纳部(32)能够连接到插头插座(33)，所述连接器导线用于所述绕组(6)的互相连接。

15.根据权利要求14所述的电动机(2)，

其特征在于，

所述插头容纳部(32)能够通过卡入式连接来连接到所述插头插座(33)。

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