DE102011052131A1

DE102011052131A1 - Reluctance motor i.e. single-phase switched reluctance motor, has compensation elements that are opposite to each other for limiting displacement of iron core, where compensation elements are firmly bonded

Info

Publication number: DE102011052131A1
Application number: DE201110052131
Authority: DE
Inventors: Detlev Grobeis; Klaus Pfannschmidt
Original assignee: actiro Power Blower GmbH
Current assignee: actiro Power Blower GmbH
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-01-31

Abstract

The motor has compensating elements (16) arranged between a retaining surface (12) at a stator base (3) and a retaining surface (11) at respective U-shaped iron cores (4). Windings (6) are provided on the U-shaped iron cores. One of the compensating elements receiving surfaces of the stator base and the other compensating element receiving surfaces of the U-shaped iron cores are arranged opposite to each other for limiting displacement of the respective U-shaped iron core in displacement direction (8), where the compensation elements are firmly bonded. An independent claim is also included for a method for assembling U-shaped iron cores in a reluctance motor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reluktanzmotor, beispielsweise in Form eines einphasig geschalteten Reluktanzmotors. Im Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage des Reluktanzmotors, insbesondere zur Montage von mehreren U-förmigen Eisenkernen im Reluktanzmotor. The present invention relates to a reluctance motor, for example in the form of a single-phase switched reluctance motor. Furthermore, the invention relates to a method for mounting the reluctance motor, in particular for mounting a plurality of U-shaped iron cores in the reluctance motor.

Die DE 10 2006 012 554 A1 zeigt einen einphasig geschalteten Reluktanzmotor mit sechs Statorpolen, welche durch drei U-förmige Eisenkerne gebildet sind. The DE 10 2006 012 554 A1 shows a single-phase switched reluctance motor with six stator poles, which are formed by three U-shaped iron cores.

Die WO 96/09683 A1 zeigt einen elektronisch kommutierten Reluktanzmotor mit vier U-Jochen, welche acht ungleichmäßig verteilte Pole bilden. Zwischen den Polen der U-Joche dreht sich ein sechspoliger Rotor. Der Motor wird über zwei Leistungshalbleiter und einen Hall-Sensor gesteuert. The WO 96/09683 A1 shows an electronically commutated reluctance motor with four U-yokes, which form eight unevenly distributed poles. Between the poles of the U-yokes rotates a six-pole rotor. The motor is controlled by two power semiconductors and a Hall sensor.

Aus der US 6,724,117 B1 ist ein zweiphasig geschalteter Reluktanzmotor mit U-förmigen Eisenkernen bekannt. Die U-förmigen Eisenkerne sind einzeln an einem Grundkörper befestigt. Die U-förmigen Eisenkerne und der Grundkörper weisen jeweils Mulden auf, welche sich gegenüberstehen und mit einem „flüssigen Niet“ gefüllt sind. Bei dem „flüssigen Niet“ handelt es sich um ein Befestigungselement, welches im flüssigen Zustand während der Montage zwischen die Mulden gebracht wird und nach der Positionierung des U-förmigen Eisenkernes erstarrt. Ein Nachteil der „flüssigen Niete“ besteht darin, dass sie die Position der U-förmigen Eisenkerne nicht dauerhaft gewährleisten können, insbesondere nicht bei höheren Leistungen und höheren Drehmomenten. From the US 6,724,117 B1 is a two-phase switched reluctance motor with U-shaped iron cores known. The U-shaped iron cores are individually attached to a body. The U-shaped iron cores and the base body each have wells which face each other and are filled with a "liquid rivet". The "liquid rivet" is a fastener, which is brought in the liquid state during assembly between the wells and solidifies after the positioning of the U-shaped iron core. A disadvantage of the "liquid rivets" is that they can not permanently ensure the position of the U-shaped iron cores, especially at higher powers and higher torques.

Die US 5,365,137 zeigt einen modularen erweiterbaren elektrischen Motor mit einzelnen U-förmigen Statorpolen, welche einzeln an einem Gehäuse befestigt sind. Die Befestigung erfolgt über verschraubbare Winkelbleche. The US 5,365,137 shows a modular expandable electric motor with individual U-shaped stator poles, which are individually attached to a housing. The attachment is via screw-angle plates.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend vom Stand der Technik darin, die genaue Position der einzeln montierten und justierten U-förmigen Eisenkerne eines Reluktanzmotors dauerhaft zu gewährleisten. The object of the present invention, starting from the prior art is to permanently ensure the exact position of the individually mounted and adjusted U-shaped iron cores of a reluctance motor.

Die genannte Aufgabe wird durch einen Reluktanzmotor gemäß dem beigefügten Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß dem beigefügten nebengeordneten Anspruch 8 gelöst. The above object is achieved by a reluctance motor according to the appended claim 1 and by a method according to the attached independent claim 8.

Bei dem erfindungsgemäßen Reluktanzmotor handelt es sich beispielsweise um einen einphasig geschalteten Reluktanzmotor. Der Reluktanzmotor umfasst zunächst einen um eine Rotationsachse rotierbaren Rotor mit mehreren Rotorpolen. Im Weiteren umfasst der Reluktanzmotor einen Stator, welcher einen Statorgrundkörper und einzeln daran befestigte U-förmige Eisenkerne umfasst. Die mehreren U-förmigen Eisenkerne weisen jeweils zwei Schenkel auf, welche jeweils einen Statorpol bilden. Folglich umfasst der Stator doppelt so viele Statorpole wie U-förmige Eisenkerne. Die mehreren U-förmigen Eisenkerne sind einzeln am Statorgrundkörper befestigt. Hierdurch sind die U-förmigen Eisenkerne einzeln gegenüber dem Rotor justiert, wodurch Fertigungstoleranzen ausgeglichen sind und der Luftspalt zwischen dem Rotor und den einzelnen U-förmigen Eisenkernen minimiert ist, was zu einem hohen Wirkungsgrad des Reluktanzmotors führt. Die U-förmigen Eisenkerne sind jeweils in eine Verschieberichtung in den Statorgrundkörper eingeschoben. Folglich ist der Statorgrundkörper so ausgebildet, dass eine Verschiebung der U-förmigen Eisenkerne in den Statorgrundkörper ermöglicht ist, insbesondere während der Montage des Reluktanzmotors. Eine Verschiebung der U-förmigen Eisenkerne in eine andere Richtung als die Verschieberichtung ist durch den Statorgrundkörper verhindert. Bei den Verschieberichtungen handelt es sich jeweils um eine bezogen auf die Rotationsachse radiale Richtung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes. Bei der durch den Statorgrundkörper ermöglichten Verschiebung der U-förmigen Eisenkerne in die jeweilige Verschieberichtung bleibt eine mittlere Achse der U-förmigen Eisenkerne jeweils radial zum Rotor ausgerichtet. Die Verschiebung der U-förmigen Eisenkerne im Statorgrundkörper ist jedoch durch mehrere Ausgleichselemente verhindert. Folglich ist die Position der U-förmigen Eisenkerne gegenüber dem Statorgrundkörper nicht veränderbar. Die Ausgleichselemente dienen zum einen dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen und zum anderen der Befestigung der U-förmigen Eisenkerne am Statorgrundkörper. Der Ausgleich der Fertigungstoleranzen erfolgt während der Montage des Reluktanzmotors, wofür die Ausgleichselemente bevorzugt aus einem Material bestehen, welches erstarrt ist, insbesondere nach der Montage des Reluktanzmotors. Die Ausgleichselemente sind jeweils zwischen einer Ausgleichselementaufnahmefläche am Statorgrundkörper und einer korrespondierenden Ausgleichselementaufnahmefläche am jeweiligen U-förmigen Eisenkern angeordnet. Jeder der U-förmigen Eisenkerne umfasst mindestens eine, bevorzugt zwei der Ausgleichselementaufnahmeflächen, die jeweils mit einer der Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper korrespondieren. Die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen am jeweiligen U-förmigen Eisenkern sind so ausgebildet, dass eine Anordnung des Ausgleichselementes zwischen diesen Ausgleichselementaufnahmeflächen dazu führt, dass eine Verschiebung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes in die Verschieberichtung dieses U-förmigen Eisenkernes verhindert ist. Der Reluktanzmotor umfasst weiterhin Wicklungen auf den U-förmigen Eisenkernen, bevorzugt jeweils mindestens eine Wicklung auf jedem der Eisenkerne. Über die Wicklungen kann der Reluktanzmotor bestromt werden. Erfindungsgemäß bilden die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen jeweils gegenüberstehende Anschläge zur Begrenzung einer Verschiebung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes in dessen Verschieberichtung aus. Die korrespondierenden Ausgleichselementaufnahmeflächen stellen somit mechanische Anschläge dar, welche sich paarweise gegenüberstehen und bezogen auf eine Verschiebung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes in dessen Verschieberichtung wirken, d. h. diese Verschiebung sperren, sobald die Anschläge mittelbar oder unmittelbar gegeneinander anschlagen. Die korrespondierenden paarigen Anschläge sind jeweils aneinander anschlagbar und begrenzen – abgesehen vom Ausgleichselement – eine Verschiebung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes in dessen Verschieberichtung, wobei diese Begrenzung durch einen Formschluss gegeben ist. Die Anschläge wirken bevorzugt bei einer zur Rotationsachse gerichteten Verschiebung. Die gegenüberstehenden Anschläge sind jeweils durch das jeweilige Ausgleichselement stoffschlüssig miteinander verbunden, wobei es sich bevorzugt um eine feste Klebeverbindung handelt. The reluctance motor according to the invention is, for example, a single-phase reluctance motor. The reluctance motor initially comprises a rotatable about a rotation axis rotor having a plurality of rotor poles. Furthermore, the reluctance motor comprises a stator which comprises a stator base body and U-shaped iron cores fastened to it individually. The plurality of U-shaped iron cores each have two legs, which each form a stator pole. Consequently, the stator comprises twice as many stator poles as U-shaped iron cores. The several U-shaped iron cores are individually attached to the stator base. As a result, the U-shaped iron cores are adjusted individually relative to the rotor, whereby manufacturing tolerances are balanced and the air gap between the rotor and the individual U-shaped iron cores is minimized, resulting in a high efficiency of the reluctance motor. The U-shaped iron cores are each inserted in a direction of displacement in the stator main body. Consequently, the stator main body is designed so that a displacement of the U-shaped iron cores is made possible in the Statorgrundkörper, especially during assembly of the reluctance motor. A displacement of the U-shaped iron cores in a direction other than the direction of displacement is prevented by the stator base body. The displacement directions are each a radial direction of the respective U-shaped iron core relative to the axis of rotation. In the case of the displacement of the U-shaped iron cores in the respective displacement direction made possible by the stator base body, a central axis of the U-shaped iron cores always remains radially aligned with the rotor. However, the displacement of the U-shaped iron cores in the stator base body is prevented by a plurality of compensating elements. Consequently, the position of the U-shaped iron cores relative to the stator main body is not changeable. The compensation elements serve on the one hand to compensate for manufacturing tolerances and on the other hand, the attachment of the U-shaped iron cores on the stator base. The compensation of the manufacturing tolerances takes place during the assembly of the reluctance motor, for which the compensation elements preferably consist of a material which is solidified, in particular after the assembly of the reluctance motor. The compensation elements are each arranged between a compensation element receiving surface on the stator base body and a corresponding compensation element receiving surface on the respective U-shaped iron core. Each of the U-shaped iron cores comprises at least one, preferably two, of the compensating element receiving surfaces, each corresponding to one of the compensating element receiving surfaces on the stator main body. The compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces on the respective U-shaped iron core are designed such that an arrangement of the compensation element between these compensation element receiving surfaces causes a displacement of the respective U-shaped iron core is prevented in the direction of this U-shaped iron core. The reluctance motor further comprises windings on the U-shaped Iron cores, preferably at least one winding on each of the iron cores. The reluctance motor can be energized via the windings. According to the invention, the compensating element receiving surfaces on the stator base body and the compensating element receiving surfaces on the U-shaped iron cores form respective stops for limiting displacement of the respective U-shaped iron core in its direction of displacement. The corresponding Ausgleichselementaufnahmeflächen thus represent mechanical attacks, which face each other in pairs and related to a shift of the respective U-shaped iron core act in the direction of displacement, ie lock this shift as soon as the attacks strike directly or indirectly against each other. The corresponding paired stops are each abuttable and limit - apart from the compensating element - a shift of the respective U-shaped iron core in its displacement direction, this limitation is given by a positive connection. The stops preferably act in a direction of rotation axis directed displacement. The opposing abutments are in each case materially connected to each other by the respective compensation element, which is preferably a solid adhesive connection.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Reluktanzmotors besteht darin, dass die als mechanische Anschläge ausgebildeten Ausgleichsaufnahmeflächen besonders geeignet sind, die während des Betriebes des Reluktanzmotors zwischen den U-förmigen Eisenkernen und dem Statorgrundkörper auftretenden Kräften aufzunehmen. Es kommt somit nicht zu einer übermäßigen Belastung der Ausgleichselemente, was zu einer partiellen oder vollständigen Zerstörung der Ausgleichselemente führen würde, wodurch sich letztlich die Befestigung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes am Statorgrundkörper lösen würde. An advantage of the reluctance motor according to the invention is that the compensation receiving surfaces designed as mechanical stops are particularly suitable for picking up the forces occurring during operation of the reluctance motor between the U-shaped iron cores and the stator main body. Thus, it does not come to an excessive burden of the compensation elements, which would lead to a partial or complete destruction of the compensation elements, which would ultimately solve the attachment of the respective U-shaped iron core on Statorgrundkörper.

Bevorzugt werden die Ausgleichselemente bei einer Beaufschlagung der U-förmigen Eisenkerne mit einer Kraft in die jeweilige Verschieberichtung ausschließlich auf Druck oder Zug beansprucht, wobei eine Beanspruchung der Ausgleichselemente auf Scherung nicht erfolgt. Preferably, the compensation elements are subjected to an application of the U-shaped iron cores with a force in the respective direction of displacement exclusively on pressure or train, with a stress on the compensation elements does not occur on shear.

Bevorzugt verläuft durch die Ausgleichselemente jeweils mindestens eine Linie, welche parallel zur Verschieberichtung des zugeordneten U-förmigen Eisenkernes angeordnet ist und weiterhin die beiden durch das Ausgleichselement verbundenen Anschläge, d. h. die beiden korrespondierenden Ausgleichselementaufnahmeflächen, schneidet. Besonders bevorzugt schneiden alle Linien, welche jeweils durch die Ausgleichselemente verlaufen und parallel zur Verschieberichtung des zugeordneten U-förmigen Eisenkernes angeordnet sind, die beiden durch das Ausgleichselement verbundenen Anschläge. In each case at least one line, which is arranged parallel to the direction of displacement of the associated U-shaped iron core, passes through the compensating elements and furthermore the two stops connected by the compensating element, ie. H. the two corresponding Ausgleichselementaufnahmeflächen, cuts. Particularly preferably, all the lines, which run in each case through the compensation elements and are arranged parallel to the displacement direction of the associated U-shaped iron core, intersect the two stops connected by the compensation element.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungemäßen Reluktanzmotors ist das Merkmal, dass die U-förmigen Eisenkerne jeweils in eine Verschieberichtung in den Statorgrundkörper eingeschoben sind, dadurch gegeben, dass der Statorgrundkörper Führungsöffnungen aufweist, deren mittlere Achsen jeweils radial zum Rotor angeordnet sind. Innere Führungskanten der Führungsöffnungen sind jeweils parallel zur mittleren Achse der jeweiligen Führungsöffnung angeordnet. Die U-förmigen Eisenkerne sind formschlüssig und verschiebbar von den Führungsöffnungen aufgenommen und weisen äußere Führungskanten auf, die jeweils parallel zu den inneren Führungskanten der jeweiligen Führungsöffnung angeordnet sind und an diesen anschlagen. In a preferred embodiment of the reluctance motor according to the invention, the feature that the U-shaped iron cores are respectively inserted into the stator main body in a displacement direction is provided by the fact that the stator main body has guide openings whose central axes are each arranged radially to the rotor. Inner guide edges of the guide openings are each arranged parallel to the central axis of the respective guide opening. The U-shaped iron cores are positively and slidably received by the guide openings and have outer guide edges, which are each arranged parallel to the inner guide edges of the respective guide opening and abut against this.

Die Ausgleichselemente befinden sich bevorzugt jeweils zwischen den Anschlägen. Dabei sind die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen bevorzugt jeweils parallel zueinander ausgerichtet. The compensation elements are preferably located between the attacks. In this case, the compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces on the U-shaped iron cores are preferably aligned parallel to one another.

Die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper sind bevorzugt bezogen auf den Rotor tangential nach außen gerichtet, während die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen tangential nach innen gerichtet sind. The compensation element receiving surfaces on the stator main body are preferably directed tangentially outward relative to the rotor, while the compensation element receiving surfaces are directed tangentially inwards on the U-shaped iron cores.

Die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen sind bevorzugt jeweils senkrecht zur Verschieberichtung des jeweilig zugeordneten U-förmigen Eisenkernes angeordnet. The compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces on the U-shaped iron cores are preferably arranged in each case perpendicular to the displacement direction of the respective associated U-shaped iron core.

Die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen der U-förmigen Eisenkerne sind bevorzugt jeweils durch ebene Flächen gebildet. The compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces of the U-shaped iron cores are preferably each formed by flat surfaces.

Die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen der U-förmigen Eisenkerne sind bevorzugt jeweils mehr als 50 mm², besonders bevorzugt mehr als 100 mm² groß. The compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces of the U-shaped iron cores are preferably more than 50 mm ² , particularly preferably more than 100 mm ^{2 in} size.

Der Abstand der gegenüberstehenden Anschläge gleicht bevorzugt jeweils der Dicke des jeweiligen Ausgleichselementes, d. h. der Dicke desjenigen Ausgleichselementes, welches sich zwischen den beiden gegenüberstehenden Anschlägen befindet. The distance of the opposing stops preferably resembles in each case the thickness of the respective compensation element, d. H. the thickness of that compensating element, which is located between the two opposing attacks.

Die Dicke der Ausgleichselemente beträgt bevorzugt zwischen 0,01 mm und 2,0 mm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 mm und 1,0 mm, weiterhin besonders bevorzugt zwischen 0,3 mm und 0,5 mm. The thickness of the compensating elements is preferably between 0.01 mm and 2.0 mm, especially preferably between 0.1 mm and 1.0 mm, more preferably between 0.3 mm and 0.5 mm.

Die Ausgleichselemente des erfindungsgemäßen Reluktanzmotors sind bevorzugt unterschiedlich dick, da sie in ihrer Funktion als ausgleichende Elemente Fertigungstoleranzen des Reluktanzmotors ausgleichen. Besonders bevorzugt betragen die Unterschiede der Dicke zwischen 0,02 mm und 0,2 mm. The compensating elements of the reluctance motor according to the invention are preferably of different thicknesses, since they compensate in their function as compensating elements for manufacturing tolerances of the reluctance motor. Particularly preferred are the differences in thickness between 0.02 mm and 0.2 mm.

Der Luftspalt zwischen den Statorpolen und den Rotorpolen beträgt bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,3 mm, besonders bevorzugt 0,20 mm. Die Toleranz des Luftspaltes beträgt bevorzugt weniger als 0,06 mm, besonders bevorzugt 0,03 mm oder weniger. The air gap between the stator poles and the rotor poles is preferably between 0.1 mm and 0.3 mm, particularly preferably 0.20 mm. The tolerance of the air gap is preferably less than 0.06 mm, particularly preferably 0.03 mm or less.

Die Ausgleichselemente bestehen bevorzugt aus einem erstarrten Klebstoff, besonders bevorzugt aus einem ausgehärteten Epoxidharz. The compensation elements are preferably made of a solidified adhesive, more preferably of a cured epoxy resin.

Die Ausgleichselemente weisen bevorzugt eine Druckfestigkeit von mehr als 50 N/mm², besonders bevorzugt mehr als 100 N/mm² auf. The compensation elements preferably have a compressive strength of more than 50 N / mm ² , more preferably more than 100 N / mm ² .

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reluktanzmotors sind die in den Statorgrundkörper eingeführten Bereiche der Schenkel der U-förmigen Eisenkerne jeweils schmaler als die von der jeweiligen Wicklung umgebenen Bereiche der Schenkel der U-förmigen Eisenkerne. Dabei ist an den Übergängen von den in den Statorgrundkörper eingeführten Bereichen der Schenkel der U-förmigen Eisenkerne zu den von der jeweiligen Wicklung umgebenen Bereiche der Schenkel der U-förmigen Eisenkerne bevorzugt jeweils eine Stufe ausgebildet. Bevorzugt ist an beiden radial seitlich liegenden Seiten der U-förmigen Eisenkerne jeweils eine der Stufen ausgebildet. Die Stufen bilden bevorzugt die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen. In a preferred embodiment of the reluctance motor according to the invention, the regions of the limbs of the U-shaped iron cores introduced into the stator base body are each narrower than the regions of the limbs of the U-shaped iron cores surrounded by the respective winding. In this case, at the transitions from the regions introduced into the stator base body, the legs of the U-shaped iron cores to the regions of the legs of the U-shaped iron cores surrounded by the respective winding are preferably formed in each case one step. Preferably, one of the steps is formed in each case on both radially laterally lying sides of the U-shaped iron cores. The steps preferably form the compensating element receiving surfaces on the U-shaped iron cores.

Der erfindungsgemäße Reluktanzmotor umfasst bevorzugt weiterhin eine elektronische Steuerschaltung zum Bestromen der Wicklungen, wobei die elektronische Steuerschaltung bevorzugt für eine einphasige Speisung konfiguriert ist, wodurch der Reluktanzmotor als einphasig geschalteter Reluktanzmotor ausgebildet ist. The reluctance motor according to the invention preferably further comprises an electronic control circuit for energizing the windings, wherein the electronic control circuit is preferably configured for a single-phase supply, whereby the reluctance motor is designed as a single-phase switched reluctance motor.

Bevorzugt umfasst der erfindungsgemäße Reluktanzmotor drei der U-förmigen Eisenkerne, welche im Winkel von jeweils 120° zueinander angeordnet sind, wobei die Statorpole jeweils im Winkel von 60° zueinander angeordnet sind. Der Rotor umfasst bevorzugt sechs der Rotorpole, welche im Winkel von 60° zueinander angeordnet sind. Es sind aber auch andere Stator- und Rotorpolzahlen realisierbar, z. B. zwei, vier oder sechs. Preferably, the reluctance motor according to the invention comprises three of the U-shaped iron cores, which are arranged at an angle of 120 ° to each other, wherein the stator poles are each arranged at an angle of 60 ° to each other. The rotor preferably comprises six of the rotor poles, which are arranged at an angle of 60 ° to each other. But there are also other stator and Rotorpolzahlen feasible, z. B. two, four or six.

Der erfindungsgemäße Reluktanzmotor umfasst bevorzugt weitere Ausgleichselemente, welche eine Befestigung der U-förmigen Eisenkerne am Statorgrundkörper unter Ausgleich von Fertigungstoleranzen unterstützen, wobei jedoch deren Ausgleichselementaufnahmeflächen eine Verschiebung der U-förmigen Eisenkerne in die Verschieberichtung freigeben. Die weiteren Ausgleichselemente können beispielsweise durch „flüssige Niete“ gemäß dem Stand der Technik gebildet sein, deren Ausgleichselementaufnahmeflächen durch gegenüberliegende Mulden gebildet sind. The reluctance motor according to the invention preferably comprises further compensation elements, which support an attachment of the U-shaped iron cores to the stator base body while compensating for manufacturing tolerances, but their compensation element receiving surfaces release a displacement of the U-shaped iron cores in the direction of displacement. The further compensation elements can be formed for example by "liquid rivets" according to the prior art, the compensation element receiving surfaces are formed by opposing troughs.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Montage eines Reluktanzmotors, insbesondere zur Montage von mehreren U-förmigen Eisenkernen im Reluktanzmotor. Das Verfahren umfasst zunächst einen Schritt des Bereitstellens eines Statorgrundkörpers. Innerhalb des Statorgrundkörpers ist ein Rotor um eine Rotationsachse rotierbar. Der Statorgrundkörper weist Ausgleichselementaufnahmeflächen zur Aufnahme von Ausgleichselementen auf. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere U-förmige Eisenkerne bereitgestellt. Die mehreren U-förmigen Eisenkerne weisen jeweils zwei je einen Statorpol bildende Schenkel und mindestens eine Wicklung auf. Die U-förmigen Eisenkerne besitzen jeweils mindestens eine Ausgleichselementaufnahmefläche zur Aufnahme eines der Ausgleichselemente. Die U-förmigen Eisenkerne sind jeweils in eine Verschieberichtung in den Statorgrundkörper einschiebbar, wobei es sich bei den Verschieberichtungen der U-förmigen Eisenkerne jeweils um eine bezogen auf die Rotationsachse radiale Richtung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes handelt. Die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen bilden jeweils gegenüberstehende Anschläge zur Begrenzung einer Verschiebung des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes in dessen Verschieberichtung aus. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird Klebstoff zum stoffschlüssigen Verbinden der Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper mit den Ausgleichselementaufnahmeflächen der U-förmigen Eisenkerne bereitgestellt. Der Klebstoff ist bevorzugt verformbar und aushärtbar. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird der noch nicht ausgehärtete Klebstoff jeweils zwischen den Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und den Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen angeordnet. Die U-förmigen Eisenkerne werden in die jeweilige Verschieberichtung in den Statorgrundkörper eingeschoben, wobei eine zu erzielende Position eines jeden der U-förmigen Eisenkerne im Statorgrundkörper eingestellt wird. Die zu erzielende Position ist dadurch gekennzeichnet, dass der gewünschte Luftspalt zwischen den Statorpolen des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes und den Rotorpolen eingestellt ist. Da jeder der U-förmigen Eisenkerne einzeln eingestellt wird, können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Durch das Einstellen der zu erzielenden Position wird der noch nicht ausgehärtete Klebstoff, welcher jeweils zwischen den Anschlägen aufgenommen ist, verformt. Ggf. vorhandener überflüssiger Klebstoff kann austreten. In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens härtet der Klebstoff aus, wodurch er das Ausgleichselement ausbildet und wodurch die erzielte Position des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes dauerhaft fixiert wird. Für das Aushärten des Klebstoffes ist beispielsweise eine vorgegebene Zeitdauer verstreichen zu lassen. The method according to the invention serves for mounting a reluctance motor, in particular for mounting a plurality of U-shaped iron cores in the reluctance motor. The method initially comprises a step of providing a stator main body. Within the stator main body, a rotor is rotatable about an axis of rotation. The stator base body has compensation element receiving surfaces for receiving compensation elements. In a further step of the method according to the invention several U-shaped iron cores are provided. The several U-shaped iron cores each have two legs each forming a stator pole and at least one winding. The U-shaped iron cores each have at least one compensation element receiving surface for receiving one of the compensation elements. The U-shaped iron cores can each be inserted in a direction of displacement into the stator base body, wherein the displacement directions of the U-shaped iron cores are in each case a radial direction of the respective U-shaped iron core relative to the axis of rotation. The compensating element receiving surfaces on the stator base body and the compensating element receiving surfaces on the U-shaped iron cores each form opposing stops for limiting a displacement of the respective U-shaped iron core in its direction of displacement. In a further step of the method according to the invention, adhesive is provided for materially connecting the compensation element receiving surfaces on the stator base body with the compensation element receiving surfaces of the U-shaped iron cores. The adhesive is preferably deformable and curable. In a further step of the method, the as yet uncured adhesive is arranged in each case between the compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces on the U-shaped iron cores. The U-shaped iron cores are inserted into the respective displacement direction in the Statorgrundkörper, wherein a target position of each of the U-shaped iron cores is adjusted in the stator base body. The position to be achieved is characterized in that the desired air gap between the stator poles of the respective U-shaped iron core and the Rotor poles is set. Since each of the U-shaped iron cores is adjusted individually, manufacturing tolerances can be compensated. By adjusting the position to be achieved, the not yet cured adhesive, which is received in each case between the attacks, deformed. Possibly. Excess adhesive left over may leak. In a further step of the method according to the invention, the adhesive hardens, whereby it forms the compensation element and whereby the achieved position of the respective U-shaped iron core is permanently fixed. For the curing of the adhesive, for example, to allow a predetermined period of time to elapse.

Das Anordnen des Klebstoffes jeweils zwischen den Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und den Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen erfolgt bevorzugt dadurch, dass der Klebstoff jeweils auf die Ausgleichselementaufnahmeflächen am Statorgrundkörper und/oder auf die Ausgleichselementaufnahmeflächen an den U-förmigen Eisenkernen aufgebracht wird und nach dem Einschieben der U-förmigen Eisenkerne in die jeweilige Verschieberichtung in den Statorgrundkörper auf beide gegenüberstehende Ausgleichselementaufnahmeflächen gelangt. The arrangement of the adhesive in each case between the compensation element receiving surfaces on the stator base body and the compensation element receiving surfaces on the U-shaped iron cores preferably takes place in that the adhesive is applied respectively to the compensation element receiving surfaces on the stator base body and / or to the compensation element receiving surfaces on the U-shaped iron cores and after insertion the U-shaped iron cores in the respective direction of displacement in the stator base reaches both opposing Ausgleichselementaufnahmeflächen.

Das Einstellen der zu erzielenden Position der U-förmigen Eisenkernen im Statorgrundkörper erfolgt bevorzugt dadurch, dass ein den rotierenden Rotor repräsentierendes Kalibrierungsnormal in den Statorgrundkörper eingebracht wird und die U-förmigen Eisenkerne gegen das Kalibrierungsnormal gepresst werden, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. The setting of the position to be achieved of the U-shaped iron cores in the stator base body preferably takes place by introducing a calibration standard representing the rotating rotor into the stator base body and pressing the U-shaped iron cores against the calibration standard until the adhesive has hardened.

Während des Einstellens der zu erzielenden Position eines jeden der U-förmigen Eisenkerne werden die Wicklungen bevorzugt bestromt, um die U-förmigen Eisenkerne in Richtung des Rotors bzw. des Kalibrierungsnormals zu drängen. During adjustment of the target position of each of the U-shaped iron cores, the windings are preferably energized to urge the U-shaped iron cores toward the rotor and the calibration standard, respectively.

Bevorzugt weisen die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Komponenten des Reluktanzmotors auch diejenigen Merkmale auf, welche für bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reluktanzmotors angegeben sind. Preferably, the components of the reluctance motor used for the method according to the invention also have those features which are specified for preferred embodiments of the reluctance motor according to the invention.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Reluktanzmotors, unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen: Further advantages, details and developments of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment of the reluctance motor according to the invention, with reference to the drawing. Show it:

1: eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reluktanzmotors; und 1 a cross-sectional view of a preferred embodiment of a reluctance motor according to the invention; and

2: ein Detail des in 1 gezeigten Reluktanzmotors. 2 : a detail of in 1 shown reluctance motor.

1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reluktanzmotors in einer Querschnittsansicht. Der Reluktanzmotor umfasst zunächst einen Rotor 01 mit sechs Rotorpolen 02. Der Rotor 01 ist um eine Rotationsachse rotierbar, welche senkrecht zur Schnittebene angeordnet ist. Der Reluktanzmotor umfasst weiterhin einen Statorgrundkörper 03, in welchem drei U-förmige Eisenkerne 04 einzeln befestigt sind. Die drei U-förmigen Eisenkerne 04 tragen jeweils zwei Wicklungen 06. Innerhalb des Statorgrundkörpers 03 sind Führungsöffnungen 07 ausgebildet, in welche die U-förmigen Eisenkerne 04 eingeschoben sind. Die Führungsöffnungen 07 und die U-förmigen Eisenkerne 04 weisen jeweils gemeinsam eine mittlere Achse auf, welche radial zum Rotor 01 ausgerichtet ist und jeweils gleichzeitig eine Verschieberichtung 08 des U-förmigen Eisenkernes 04 darstellt. 1 shows a preferred embodiment of a reluctance motor according to the invention in a cross-sectional view. The reluctance motor initially comprises a rotor 01 with six rotor poles 02 , The rotor 01 is rotatable about a rotation axis, which is arranged perpendicular to the cutting plane. The reluctance motor further comprises a stator main body 03 in which are three U-shaped iron cores 04 individually fastened. The three U-shaped iron cores 04 each carry two windings 06 , Inside the stator body 03 are guide holes 07 formed into which the U-shaped iron cores 04 are inserted. The guide openings 07 and the U-shaped iron cores 04 each have in common a central axis which is radial to the rotor 01 is aligned and at the same time a shift direction 08 of the U-shaped iron core 04 represents.

Die drei U-förmigen Eisenkerne 04 weisen jeweils zwei Schenkel 09 auf, wobei die Schenkel 09 jeweils in einem in den Statorgrundkörper 03 eingeschobenen Bereich schmaler als in einem von den Wicklungen 06 umgebenen Bereich sind, sodass jeweils eine Stufe 11 an den Schenkeln 09 ausgebildet ist. Die Stufen 11 sind jeweils eben und senkrecht zur Verschieberichtung 08 des jeweiligen Eisenkernes 04 ausgerichtet. Die Stufen 11 bilden jeweils eine Ausgleichselementaufnahmefläche am jeweiligen U-förmigen Eisenkern 04 aus. Der Statorgrundkörper 03 weist ebenfalls Ausgleichselementaufnahmeflächen 12 auf, welche den die Ausgleichselementaufnahmeflächen der U-förmigen Eisenkerne 04 bildenden Stufen 11 gegenüberstehen. Eine der die Ausgleichselementaufnahmefläche der U-förmigen Eisenkerne 04 bildenden Stufen 11 und eine der Ausgleichselementaufnahmeflächen 12 am Statorgrundkörper 03 sind als ein Detail 13 in 2 gezeigt. The three U-shaped iron cores 04 each have two legs 09 on, with the thighs 09 each in one in the Statorgrundkörper 03 narrowed area narrower than in one of the windings 06 surrounded area, so each one level 11 on the thighs 09 is trained. The steps 11 are each flat and perpendicular to the direction of displacement 08 of the respective iron core 04 aligned. The steps 11 each form a compensation element receiving surface on the respective U-shaped iron core 04 out. The stator base body 03 also has compensation element receiving surfaces 12 on which the compensation element receiving surfaces of the U-shaped iron cores 04 forming stages 11 face. One of the compensation element receiving surface of the U-shaped iron cores 04 forming stages 11 and one of the compensation element receiving surfaces 12 at the stator base 03 are as a detail 13 in 2 shown.

Der Reluktanzmotor umfasst Ausgleichselemente 14 in Form von „flüssigen Nieten“ gemäß dem Stand der Technik, welche die Befestigung der U-förmigen Eisenkerne 04 am Statorgrundkörper 03 unterstützen. Der erfindungsgemäße Reluktanzmotor kann grundsätzlich auch ohne die Ausgleichselemente 14 in Form der „flüssigen Nieten“ ausgeführt sein. The reluctance motor comprises compensation elements 14 in the form of "liquid rivets" according to the prior art, which the attachment of the U-shaped iron cores 04 at the stator base 03 support. The reluctance motor according to the invention can in principle also without the compensation elements 14 be executed in the form of "liquid rivets".

2 zeigt das Detail 13 insbesondere im Bereich zwischen einer der Ausgleichselementaufnahmeflächen 11 an einem der U-förmigen Eisenkerne 04 und einer der Ausgleichselementaufnahmeflächen 12 am Statorgrundkörper 03. Die Stufe 11 und die Ausgleichselementaufnahmefläche 12 sind parallel zueinander angeordnet, sodass sie bezogen auf die Verschieberichtung 08 (gezeigt in 1) mechanische Anschläge ausbilden. Die Stufe 11 und die Ausgleichselementaufnahmefläche 12 am Statorgrundkörper 03 sind jedoch nicht unmittelbar kontaktierend angeordnet, sondern weisen einen geringen Abstand zwischen 0,3 mm und 0,5 mm auf. Dort befindet sich ein Ausgleichselement 16 aus ausgehärtetem Epoxidharz, welches die Stufe 11 und die Ausgleichselementaufnahmefläche 12 am Statorgrundkörper 03 stoffschlüssig fest miteinander verbindet und die Position des jeweiligen U-förmigen Eisenkernes 04 gegenüber dem Statorgrundkörper 03 fixiert. 2 shows the detail 13 in particular in the region between one of the compensation element receiving surfaces 11 on one of the U-shaped iron cores 04 and one of the compensation element receiving surfaces 12 at the stator base 03 , The stage 11 and the compensation element receiving surface 12 are arranged parallel to each other so that they are related to the direction of displacement 08 (shown in 1 ) form mechanical stops. The stage 11 and the compensation element receiving surface 12 at the stator base 03 However, they are not arranged directly contacting, but have a small distance between 0.3 mm and 0.5 mm. There is a compensation element 16 made of hardened epoxy resin, which is the stage 11 and the compensation element receiving surface 12 at the stator base 03 firmly bonded together and the position of the respective U-shaped iron core 04 opposite the stator base body 03 fixed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: Rotor rotor
0202: Rotorpol rotor pole
0303: Statorgrundkörper stator base
0404: U-förmiger Eisenkern U-shaped iron core
0505
0606: Wicklung winding
0707: Führungsöffnung guide opening
0808: Verschieberichtung displacement direction
0909: Schenkel leg
1010
1111: Stufe step
1212: Ausgleichselementaufnahmefläche Compensation element receiving surface
1313: Detail detail
1414: „flüssiger Niet“"Liquid rivet"
1515
1616: Ausgleichselement compensation element

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006012554 A1 [0002]
WO 96/09683 A1 [0003]
US Pat. No. 6,724,117 B1 [0004]
US 5365137 [0005]

Claims

Reluctance motor, comprising: - a rotor rotatable about a rotation axis ( 01 ) with several rotor poles ( 02 ); A stator ( 03 . 04 . 06 ) with a stator base body ( 03 ) and with several U-shaped iron cores ( 04 ), which each have two legs each forming a stator pole ( 09 ), individually on the stator base body ( 03 ) are fastened and in each case in a displacement direction ( 08 ) in the stator base body ( 03 ), whereby the displacement directions ( 08 ) in each case with respect to the axis of rotation radial direction of the respective U-shaped iron core ( 04 ), - several compensation elements ( 16 ) for preventing displacement of the U-shaped iron cores ( 04 ) in the direction of displacement ( 08 ) of the respective U-shaped iron core ( 04 ), the compensation elements ( 16 ) each between a compensation element receiving surface ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and a compensation element receiving surface ( 11 ) on the respective U-shaped iron core ( 04 ) are arranged; and - windings ( 06 ) on the U-shaped iron cores ( 04 ); characterized in that the compensating element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and the compensation element receiving surfaces ( 11 ) on the U-shaped iron cores ( 04 ) each opposing stops to limit a displacement of the respective U-shaped iron core ( 04 ) in its direction of displacement ( 08 ) formed by the respective compensating element ( 16 ) are cohesively connected.

Reluctance motor according to claim 1, characterized in that by the compensating elements ( 16 ) in each case at least one line runs, which parallel to the direction of displacement ( 08 ) of the associated U-shaped iron core ( 04 ) and further the two by the compensating element ( 16 ) compensating element receiving surfaces ( 11 . 12 ) cuts.

Reluctance motor according to claim 1 or 2, characterized in that the compensating element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and the compensation element receiving surfaces ( 11 ) on the U-shaped iron cores ( 04 ) each perpendicular to the direction of displacement ( 08 ) of the respective associated U-shaped iron core ( 04 ) are arranged.

Reluctance motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the compensating element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and the compensation element receiving surfaces ( 11 ) of the U-shaped iron cores ( 04 ) are each even.

Reluctance motor according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the compensating elements ( 16 ) are between 0.01 and 2.0 mm thick.

Reluctance motor according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the compensating elements ( 16 ) are of different thickness, the differences in thickness being between 0.02 mm and 0.2 mm.

Reluctance motor according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the compensating elements ( 16 ) consist of a cured epoxy resin.

Method for assembling several U-shaped iron cores ( 04 ) in a reluctance motor, comprising the steps of: - providing a stator base body ( 03 ) within which a rotor ( 01 ) is rotatable about an axis of rotation, wherein the stator base body ( 03 ) Compensation element receiving surfaces ( 12 ) for receiving compensating elements ( 16 ) having; Provision of several U-shaped iron cores ( 04 ), which each have two legs each forming a stator pole ( 09 ), at least one winding ( 06 ) and at least one compensating element receiving surface ( 11 ) for receiving one of the compensating elements ( 16 ), wherein the U-shaped iron cores ( 04 ) in each case in a displacement direction ( 08 ) in the stator base body ( 03 ) are insertable, whereby it is in the Verschieberungen ( 08 ) of the U-shaped iron cores ( 04 ) in each case with respect to the axis of rotation radial direction of the respective U-shaped iron core ( 04 ), and wherein the compensating element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and the compensation element receiving surfaces ( 11 ) on the U-shaped iron cores ( 04 ) each opposing stops to limit a shift of the respective U-shaped iron cores ( 04 ) in its direction of displacement ( 08 ) train; - Providing adhesive for materially connecting the compensation element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) with the Compensation element receiving surfaces ( 11 ) of the U-shaped iron cores ( 04 ); Arrangements of the adhesive in each case between the compensating element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and the compensation element receiving surfaces ( 11 ) on the U-shaped iron cores ( 04 ); - insertion of the U-shaped iron cores ( 04 ) in the respective displacement direction ( 08 ) in the stator base body ( 03 ), - adjusting a position to be achieved of each of the U-shaped iron cores ( 04 ) in the stator base body ( 03 ), whereby the adhesive in each case between the compensation element receiving surfaces ( 12 ) on the stator base body ( 03 ) and the compensation element receiving surfaces ( 11 ) of the U-shaped iron cores ( 04 ) is picked up and deformed; and - curing the adhesive, whereby the cured adhesive the compensation element ( 16 ) trains.

Method according to claim 8, characterized in that the adjustment of the position to be achieved of each of the U-shaped iron cores ( 04 ) in the stator base body ( 03 ) in that a rotating rotor ( 01 ) representing the calibration standard in the stator base body ( 03 ) and the U-shaped iron cores ( 04 ) against the calibration standard until the adhesive has cured.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that the windings ( 06 ) while adjusting the position to be achieved of each of the U-shaped iron cores ( 04 ) are energized.