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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung für eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.
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Stand der Technik
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Elektrische Maschinen mit einer Außenläuferkonfiguration umfassen ein rotierendes Motorbauteil, das oftmals auf einer rotierenden Welle montiert ist und einen oder mehrere Rotormagnete trägt, sowie ein feststehendes Motorbauteil mit einer elektrischen Statoranordnung, die einen Statorkern umfasst, der üblicherweise aus einer Anzahl paketierter Metallbleche aufgebaut ist, welche einen geschlossenen Statorrückschluss (auch Statorjoch genannt) bilden, von dem Statorzähne radial nach außen abstehen und dem Rotormagneten gegenüberliegen. Die Statorzähne tragen die Phasenwicklungen, die aus mehreren Wicklungsdrähten bestehen. Der Aufbau des Statorkerns aus einem Blechstapel oder Blechpaket hat den Zweck, den Wirbelstromverlust im Statorkern zu reduzieren. Der Pohlschuh dient dazu, den magnetischen Fluss der Statorzähne aufzufangen, wobei sich zwischen den Statorzähnen Statornuten zur Aufnahme der Wicklungen befinden. Das rotierende Motorbauteil umgibt die Statoranordnung koaxial. Bei einem Innenläufermotor ist der Stator mit einem Rückschlussring und radial nach innen abstehenden Statorzähnen ausgebildet, wobei das rotierende Motorbauteil koaxial in die Statoranordnung eingefügt ist. Die Statoranordnung, bestehend aus Blechpaket und Wicklung, wird sowohl für Innenläufermotoren als auch für Außenläufermotoren oft auch als Anker bezeichnet. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind bürstenlose Gleichstrommotoren und andere Permanentmagnetmotoren, die als Innenläufer oder Außenläufer konfiguriert sein können. Die Erfindung kann jedoch auch auf andere elektrische Maschinen angewendet werden.
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Im Stand der Technik ist es bekannt, einen Statorkern aus mehreren genuteten Metallblechen aufzubauen, die in einer Form ausgestanzt werden, welche dem Querschnitt des Statorkerns entspricht und zu einem laminierten Blechstapel zusammengefügt werden. Solche laminierten Stapel ermöglichen eine Reduktion des Wirbelstromverlustes.
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Ein bevorzugtes Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Statoranordnung ist in Spindelmotoren für Speicherplattenlaufwerke, die magnetische oder optische Speicherplatten enthalten. Solche Speicherplattenlaufwerke kommen in Computern, Mobiltelefonen, MP3-Abspielgeräten, Digitalmedien-Kamera, DVD-Geräten und anderen elektronischen Einrichtungen zum Speichern von digitaler Information zum Einsatz. Diese Laufwerke werden zunehmend miniaturisiert, wobei Speicherplatten mit Formfaktoren von 2,5 Zoll heute bereits zum Stand der Technik gehören, und die Motoren entsprechend klein sein müssen und eine geringe Bauhöhe von 7 mm oder weniger aufweisen. Für dieses Anwendungsgebiet muss auch die Bauhöhe der Statoranordnung und insbesondere des Statorkerns reduziert werden. Bei Statorkernen sind Bauhöhen in der Größenordnung von weniger als 2 mm bereits üblich. Der Statorkern besteht dabei in der Regel aus 6 bis 7 übereinander gestapelten Statorblechen.
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Aus der
DE 10 2009 008 915 A1 ist eine Statoranordnung für einen Elektromotor bekannt, deren Statorkern aus gestapelten Metallblechen besteht. Eines der Bleche, aus denen die Statoranordnung aufgebaut ist, ist als sogenanntes Zugblech ausgebildet und ragt axial über die Abmessungen des Statorkerns hinaus. Dieses Zugblech dient als Komponente zur Erzeugung einer axialen magnetischen Vorspannkraft für ein vorhandenes fluiddynamisches Axiallager. Der Rotormagnet wirkt auf das Zugblech und erzeugt eine magnetische Vorspannkraft die in axialer Richtung auf das rotierende Motorbauteil wirkt. Durch das abstehende Blech kann es allerdings zu akustischen Störgeräuschen und einer frühzeitigen magnetischen Sättigung im Blechteil kommen.
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Die
DE 199 184 65 A1 offenbart einen Stator für einen Spindelmotor, der im Spritzgussverfahren hergestellt ist. Dadurch lassen sich Formgebung und magnetische Eigenschaften relativ einfach ändern und an die Gegebenheiten anpassen. Ein Nachteil sind die höheren Wirbelstromverluste und die schlechteren magnetischen Eigenschaften des verwendeten Materials im Vergleich zu einem aus einzelnen Blechen gefertigten Statorkern.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Statoranordnung für eine elektrische Maschine anzugeben, mit der trotz geringen Bauhöhe ein möglichst großer magnetischer Fluss im Luftspalt zwischen Statoranordnung und Rotormagnet erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Statoranordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer Statoranordnung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
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Bevorzugte Ausgestaltungen und weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die Erfindung betrifft eine Statoranordnung für eine elektrische Maschine mit einem Statorkern, bestehend aus mehreren paketierten Statorblechen. Der Statorkern weist einen Rückschlussring und eine Reihe von Statorzähnen auf, die von dem Rückschlussring in radialer Richtung abstehen, mit Statorwicklungen bewickelt sind und an ihrem Ende jeweils einen Polschuh aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist auf der Oberseite und/oder auf der Unterseite des Statorkerns im Bereich jedes Polschuhs mindestens ein zusätzliches Blechsegment aufgebracht und/oder es ist im Bereich des Rückschlussrings mindestens ein zusätzlicher Blechring aufgebracht, wobei die Blechsegmente und der Blechring von den Statorwicklungen nicht überdeckt werden.
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Das zusätzliche Blechsegment bzw. der zusätzliche Blechring liegt flach auf dem Polschuh bzw. dem Rückschlussring auf und ist in seinen Abmessungen an die Abmessungen des Polschuhs bzw. des Rückschlussrings angepasst.
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Erfindungsgemäß wird also die Höhe des Statorblechkerns im Bereich der Polschuhe bzw. des Rückschlussrings durch Segmente aus Blech erhöht, wodurch der erreichbare magnetische Fluss im Luftspalt zwischen dem Stator und dem Rotormagnet vergrößert werden kann, ohne dass sich die Gesamthöhe des bewickelten Stators vergrößert. Durch den erreichbaren höheren magnetischen Fluss im Luftspalt wird die mögliche Motorleistung erhöht. Ferner kann die radiale Ausdehnung der Polschuhe und auch die radiale Ausdehnung des Rückschlussringes verringert werden bzw. die magnetische Sättigung in beiden Bereichen reduziert werden. Dadurch bleibt mehr Raum für die Wicklungsdrähte, das heißt der jeweilige Statorzahn fasst mehr Wicklungen, sodass sich eine größere Motorleistung erreichen lässt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die auf den Polschuhen aufgebrachten Blechsegmente durch Stege (aus demselben Blech) miteinander verbunden und bilden so ein ringförmiges Blechteil, das in einem Arbeitsschritt auf den Polschuhen aufgebracht werden kann. Die Stege überbrücken die Nuten zwischen den Blechsegmenten für die einzelnen Polschuhe.
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Das Aufbringen einzelner Segmente auf die Polschuhe, die nicht durch Stege miteinander verbunden sind, fordert mehrere Arbeitsschritte. Die Verbindungsstege zwischen den Blechsegmenten sind in ihrer radialen Ausdehnung vorzugsweise sehr schmal gehalten, so dass sie den magnetischen Fluss möglichst wenig beeinflussen.
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Das ringförmige Blechteil, bestehend aus den Blechsegmenten und den Verbindungsstegen, kann beispielsweise nach dem Bewickeln der Statorzähne mit den Statorwicklungen auf die Polschuhe aufgebracht werden.
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Das Aufbringen der Blechsegmente und/oder des Blechrings und/oder des ringförmigen Blechteils auf den Polschuhen bzw. des Rückschlussrings erfolgt beispielsweise mittels Aufkleben, Stanzpaketierung oder Verschweißen.
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Sofern die Blechsegmente als Einzelsegmente vorliegen, können diese sowohl vor dem Bewickeln des Stators als auch nach dem Bewickeln auf die Polschuhe aufgebracht werden. Das ringförmige Blechteil kann auch vor dem Bewickeln des Stators mit den Statorwicklungen auf die Polschuhe aufgebracht werden. In diesem Fall müssen die Nuten zwischen den Polschuhen durch Entfernen der Verbindungsstege freigelegt werden, so dass die Wicklungen auf die Statorzähne aufgebracht werden können.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Blechsegmente in einer Vorrichtung gehalten werden, wodurch die Positionierung der Blechsegmente auf den Polschuhen vereinfacht wird. Die Vorrichtung kann so gestaltet sein, dass sie entweder auf dem Stator verbleibt oder wieder entfernt wird, nachdem die Blechsegmente aufgebracht sind.
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Auf der Oberseite und/oder der Unterseite des Statorkerns im Bereich der Polschuhe bzw. des Rückschlussrings können auch mehr als eine Lage Blechsegmente bzw. zusätzliche Blechringe aufgebracht sein. Insgesamt ist es vorgesehen, dass die Höhe des Statorkerns zuzüglich der aufgebrachten zusätzlichen Blechsegmente bzw. Blechringe die Gesamthöhe des bewickelten Stators, also die Höhe in axialer Richtung, nicht überschreitet. Dabei können vorzugsweise ein bis drei Lagen an Blechringen und/oder Blechsegmenten oder ringförmigen Blechteilen übereinander auf der Unter- und/oder der Oberseite des Statorkerns aufgebracht sein. Im unbewickelten Zustand des Statorkerns sollten die aufgebrachten Blechringe und/oder die aufgebrachten Blechsegmente oder die ringförmigen Blechteile in axialer Richtung maximal 0,6 Millimeter über den Bereich der Statorzähne, in dem die Statorwicklungen vorgesehen sind, hervorstehen, damit ausreichend Platz für den Wickelkopf gegeben ist.
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Die Erfindung ist vorzugsweise für alle elektrischen Maschinen anwendbar, das heißt sowohl Innenläufer- als auch Außenläufermotoren oder sonstige Bauformen, die einen aus gestapelten Blechen bestehenden Stator aufweisen.
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Die Blechdicke der zusätzlichen Blechsegmente bzw. des zusätzlichen Blechringes muss nicht mit der Blechdicke des gestapelten Statorkerns übereinstimmen, sondern kann sowohl größer als auch kleiner sein.
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Die Blechsegmente und der Blechring bedecken nur einen Bruchteil der Unter- und/oder der Oberseite des Statorkerns, sie bedecken insbesondere nicht die radiale Ausdehnung der Polzähne, die demnach eine geringere axiale Höhe haben als die Polschuhe und/oder der Rückschlussring.
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Dadurch, dass in radialer Richtung auf den Polzähnen eine größere Länge zum Bewickeln vorgesehen werden kann, kann dementsprechend die axiale Wickelhöhe geringer sein, um eine gleich große Magnetisierung des Statorkerns zu erreichen. Dies ermöglicht eine sehr flache Bauweise der Statoranordnung.
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Die größere axiale Höhe, insbesondere im Bereich der Polschuhe und dem Rückschlussring, erzeugt eine geringere magnetische Sättigung in diesen Bereichen des Statorkerns.
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Vor dem Bewickeln mit Statorwicklungen kann der gesamte Statorkern zuzüglich der aufgelegten Blechsegmente und Blechringe mit einer Beschichtung versehen werden, beispielsweise einer Tauchlackierung, vorzugsweise als Korrosionsschutz.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der eigentliche Statorkern maximal sieben Statorbleche, vorzugsweise jedoch nur sechs oder weniger Statorbleche, wobei dann auf diese Statorbleche die zusätzlichen Blechsegmente und Blechringe aufgebracht werden. Die zusätzlichen Blechsegmente oder die Blechringe können sowohl nur auf der Unter- oder der Oberseite des Statorkerns als auch auf beiden Seiten des Statorkerns aufgebracht sein.
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Durch das erfindungsgemäße Aufsetzen der zusätzlichen Blechsegmente oder Blechringe kann die Anzahl der herkömmlichen Statorbleche reduziert werden.
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Dadurch ergibt sich eine bessere Ausnutzung des Wickelraums durch mehr Raum für den Wickelkopf der Wickelmaschine, sodass der Füllfaktor erhöht wird. Der elektrische Widerstand der Wicklungsdrähte kann ebenfalls reduziert werden durch den höheren Füllfaktor.
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Es ergibt sich ferner eine gute Ausnutzung des zu verarbeitenden Statorblechs, da beispielsweise die Segmente aus Abfallstücken herausgestanzt und weiterverarbeitet werden können. Die verwendete Blechdicke für die Statorbleche beträgt beispielsweise 0,2 bis 0,35 mm.
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Die zugehörenden Verfahren zum Herstellen einer Statoranordnung mit den oben genannten Merkmalen für eine elektrische Maschine umfassen die Schritte des Herstellens des Statorkerns aus mehreren paketierten Statorblechen, das Aufbringen der Blechsegmente auf die Polschuhe und/oder Aufbringen des Blechrings auf den Rückschlussring, das Beschichten des Statorkerns mittels Tauchbeschichtung, elektrophoretischer Abscheidung oder Pulverbeschichtung und das Aufbringen der Wicklungsdrähte auf die Statorzähne.
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Ein bevorzugtes Verfahren umfasst das Herstellen des Statorkerns aus mehreren paketierten Statorblechen, das Aufbringen des ringförmigen Blechteils auf die Polschuhe der Statorzähne, wobei das Blechteil aus Blechsegmenten und die Blechsegmente verbindenden Stegen besteht, ein Entfernen der Stege zwischen den Blechsegmenten des Blechteils, das Beschichten des Statorkern mittels Tauchbeschichtung, elektrophoretischer Abscheidung oder Pulverbeschichtung und ein Aufbringen der Wicklungsdrähte auf die Statorzähne. Wenn das ringförmige Blechteil mittels Knopfpaketierung auf den Polschuhen befestigt wird, kann die Knopfpaketierung zeitgleich mit dem Entfernen der Stege zwischen den Blechsegmenten erfolgen.
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Ein abgewandeltes Verfahren umfasst die Herstellung des Statorkerns aus mehreren paketierten Statorblechen, das Aufbringen der Wicklungsdrähte auf die Statorzähne und das Aufbringen der Blechsegmente auf die Polschuhe der Statorzähne und/oder das Aufbringen der Blechringe auf den Rückschlussring.
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Ein bevorzugtes Verfahren umfasst die Herstellung des Statorkerns aus mehreren paketierten Statorblechen, das Aufbringen der Wicklungsdrähte auf die Statorzähne und das Aufbringen des ringförmigen Blechteils auf die Polschuhe der Statorzähne, wobei das Blechteil aus Blechsegmenten und die Blechsegmente verbindenden Stegen besteht..
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hieraus ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 zeigt einen Halbschnitt durch einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem und einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Stator.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch den Bereich des Stators von 1.
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3 zeigt einen Halbschnitt durch einen Spindelmotor mit fluiddynamischem Lagersystem und eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Stators.
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4 zeigt einen Längsschnitt durch den Stator von 3.
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5 zeigt einen Längsschnitt durch einen weiteren Stator in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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6 zeigt die zusätzlichen Blechsegmente, die durch Stege miteinander verbunden sind.
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7 zeigt eine Ansicht eines Statorkerns mit neun Statorpolen.
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8 zeigt eine Ansicht von durch Stege miteinander verbundenen Blechsegmenten.
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9 zeigt eine Ansicht eines Statorkerns mit aufgebrachten Blechsegmenten in Form eines ringförmigen Bauteils.
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10 zeigt eine Ansicht von durch Trennlinien voneinander getrennten Blechsegmenten und Verbindungsstegen.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele de Erfindung.
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1 zeigt einen Halbschnitt durch einen Spindelmotor, wie er erfindungsgemäß ausgestaltet werden kann. Der Spindelmotor umfasst eine Basisplatte 30, welche eine zentrale Öffnung zur Aufnahme einer Lagerbuchse 36 aufweist. Eine Welle 38 ist in einer Bohrung der Lagerbuchse 36 drehbar gelagert und durch einen Lagerspalt 48 von der Oberfläche der Lagerbuchse 36 getrennt. Der Lagerspalt 48 ist mit einem Lagerfluid, beispielsweise einem Lageröl, gefüllt. An der Welle 38 ist ein Rotorbauteil 32 befestigt, welches einen im Wesentlichen glockenförmigen Querschnitt aufweist und eine flache Unterseite aufweist, die der Stirnseite der Lagerbuchse 36 gegenüberliegt. Die Stirnseite der Lagerbuchse 36 und die flache Unterseite des Rotorbauteils 32 sind ebenfalls durch den Lagerspalt 48 voneinander getrennt, der sich vom axial verlaufenden Abschnitt zwischen Welle 38 und Lagerbuchse 36 radial nach außen fortsetzt. Die flache Unterseite des Rotorbauteils 32 bildet zusammen mit der Stirnseite der Lagerbuchse 36 ein fluiddynamisches Axiallager aus, während zwischen der Welle 38 und der Lagerbuchse 36 zwei fluiddynamische Radiallager in geringem axialem Abstand angeordnet sind. An seinem offenen Ende ist der Lagerspalt 48 durch einen kapillaren Dichtungsspalt 50 abgedichtet, der sich ringförmig zwischen dem Außenumfang der Lagerbuchse 36 und dem Innenumfang eines Randes des Rotorbauteils 32 erstreckt.
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An ihrem unteren Ende weist die Welle einen Stopperring 38a auf, der in einer Aussparung der Lagerbuchse angeordnet ist und eine übermäßige axiale Bewegung der Welle verhindert. Das untere Ende der Lagerbuchse ist mittels einer Abdeckung 52 verschlossen.
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Der Spindelmotor umfasst ein elektromagnetisches Antriebssystem, das im Wesentlichen aus einem an der Basisplatte 30 angeordneten Stator 28 und einem an dem Innenumfang des Rotorbauteils 32 angeordneten Rotormagneten 34 besteht. Der Stator 28 umfasst einen Statorkern 40, der mehrere Statorzähne aufweist, die mit mehreren Statorwicklungen 44 bewickelt sind. Durch entsprechende Bestromung der unterschiedlichen Statorwicklungen des Stators 28 wird ein elektromagnetisches Drehfeld erzeugt, welches auf den Rotormagneten 34 einwirkt und das Rotorbauteil 32 in Drehung versetzt. Der Rotormagnet 34 weist beispielsweise zwölf Magnetpole auf, das heißt sechs Polpaare, die in abwechselnder Reihenfolge bei dem Umfang des Rotorbauteils verteilt angeordnet sind.
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Unterhalb des Rotormagneten 34 kann ein ferromagnetischer Ring 40 angeordnet sein, der vom Rotormagneten angezogen wird und eine axiale Kraft auf das Rotorbauteil 32 ausübt, welche der Lagerkraft des fluiddynamischen Axiallagers entgegenwirkt.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Statorkern 10, der einen inneren Rückschlussring 12 aufweist, an dem sich mehrere Statorpole in Form von Statorzähnen 14 radial nach außen erstrecken. Am Ende jedes Statorzahns 14 ist ein hammerförmiger Polschuh 16 angeordnet. Die Statorzähne 14 sind mit Statorwicklungen 44 in Form von mehreren Lagen von Wicklungsdraht 44a bewickelt.
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Wie man aus 1 und 2 erkennt, sind erfindungsgemäß zumindest auf einer Stirnfläche der Polschuhe 16 jeweils Blechsegmente 22 angeordnet, die über die Stirnfläche des Statorkerns 10 hinausragen und beispielsweise aus demselben Blech bestehen wie die gestapelten Bleche des Statorkerns. Die Dicke dieser Blechsegmente 22 kann beispielsweise gleich groß wie die Dicke der Statorbleche des Statorkerns sein. Sie kann aber auch größer oder kleiner sein, sodass beispielsweise zwei dünne oder dickere Blechsegmente auch übereinander gestapelt auf jeder Stirnseite des Statorkerns 10 angeordnet werden können.
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3 zeigt einen Halbschnitt einer anderen Ausgestaltung eines Spindelmotors mit einer Statoranordnung gemäß der Erfindung, wobei gleiche Bauteile oder Bauteile mit denselben Funktionen und denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Für die allgemeinen Komponenten und Funktionen des Spindelmotors gilt die Beschreibung von 1. Die Lagerbuchse und die Welle des Spindelmotors sind nicht dargestellt. Im Gegensatz zu den 1 und 2 sind in den 3 und 4 nicht nur auf den Polschuhen 16 entsprechende Blechsegmente 22 angeordnet, und zwar auf beiden Stirnseiten, sondern es ist auch auf mindestens einer Stirnseite des radial innen liegenden Rückschlussringes 12 ein ringförmiges Blechteil 20 angeordnet.
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5 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung in Form eines Längsschnittes des Stators bzw. Statorkerns 10, bestehend aus einem inneren Rückschlussring 12, auf welchem ein Blechring 20 angeordnet ist, den sich radial nach außen erstreckenden Statorzähnen, die mit einer Statorwicklung 44 bewickelt sind, sowie den außen liegenden Polschuhen 16, auf die jeweils ein Blechsegment 22 aufgebracht ist. In dieser Ausgestaltung der Erfindung sind die Blechsegmente 22 jeweils durch einen Steg 24, vorzugsweise einen im Vergleich zum Blechsegment relativ schmalen Steg 24, miteinander verbunden.
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Durch die Verbindung de Blechsegmente mit den Stegen ist es sehr einfach, die Blechsegmente gleichzeitig auf den Statorpolen zu positionieren, da nur ein gemeinsames ringförmiges Bauteil, bestehend aus den Segmenten 22 und den Stegen 24, gehandhabt und positioniert werden muss. Das ringförmige Blechteil kann in dieser Form auf dem Statur verbleiben, wobei natürlich zuvor die Wicklungen 44 auf die Statorzähne aufgebracht werden müssen, da ansonsten die Wicklungsnuten 18 zwischen den Statorzähnen 14 nicht mehr zugänglich sind. Die verbleibenden Stege 24 sind sehr schmal gehalten, so dass sie die magnetischen Eigenschaften des Statorkerns nur unwesentlich beeinträchtigen, da der magnetische Fluss durch diese Stege 24 sehr klein ist.
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In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung können diese Stege 24 nach dem Aufbringen der Blechsegmente 22 entfernt werden, beispielsweise durch einen Stanzvorgang, sodass die Bewicklung der Statorzähne 16 auch nach dem Aufbringen der Blechsegmente 22 durchgeführt werden kann.
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6 zeigt eine Ansicht des ringförmigen Blechteils, bestehend aus einer Anzahl von Blechsegmenten 22, die der Anzahl den Polschuhe 16 des Statorkerns 10 entspricht, und eine Anzahl von die Blechsegmente 22 verbindenden schmalen Stegen 24, deren Breite vorzugsweise deutlich kleiner ist als die Breite der Blechsegmente (in radialer Richtung).
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7 zeigt eine Draufsicht eines Statorkerns mit neun Polen, bestehend aus einem Rückschlussring 12, von dem radial nach außen eine Anzahl von Statorzähnen 14 verlaufen, wobei am Ende jedes Statorzahns 14 ein Polschuh 16 angeordnet ist.
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8 zeigt eine gegenüber 6 abgewandelte Ausgestaltung eines ringförmigen Blechteils 125, bestehend aus einer Reihe von Blechsegmenten 122, die durch angedeutete Stege 124 miteinander verbunden sind.
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In 9 ist dargestellt, wie das Blechteil 125 auf den Außenumfang des Statorkerns 10 im Bereich der Polschuhe aufgebracht wird, derart, dass die Blechsegmente 122 die Polschuhe 16 überdecken und die Stege 124 zwischen den Polschuhen im Bereich der Öffnungen der Nuten 18 angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß können die Stege 124 am Stator verbleiben, wobei die Statorwicklungen natürlich zuvor auf die Statorzähne 16 aufgebracht werden müssen.
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Alternativ können die Stege 124 nach dem Aufbringen der Blechsegmente 122 auf die Polschuhe 16 an entsprechenden Trennlinien 126 abgetrennt werden, sodass die Nutenöffnungen 18 frei werden und auch im Nachhinein mit den Statorwicklungen bewickelt werden können.
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In den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurden Spindelmotoren bzw. Statoren beschrieben, die als Außenläufermotoren ausgebildet sind. In gleicher Weise können jedoch erfindungsgemäß Innenläufermotoren verwendet werden, bei denen der Rotormagnet radial innen liegend des Stators angeordnet ist und die Statorzähne radial nach innen in Richtung des Rotormagneten gerichtet sind. In einer solchen Ausführungsform ist der Rückschlussring radial außen liegend angeordnet, und die Polschuhe 16 sind radial innen liegend angeordnet. In erfindungsgemäßer Weise können die Polschuhe mit einem oder mehreren Blechsegmenten versehen werden und/oder der Rückschlussring ebenfalls mit einem oder mehreren Blechringen versehen werden. Hierbei können die zusätzlichen Blechsegmente oder Blechringe auf einer oder beiden Stirnseiten des Statorkerns angeordnet werden.
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Erfindungsgemäß gelingt es, die axiale Höhe des Statorkerns zu vergrößern, ohne dass die Gesamthöhe in axialer Richtung des Stators sich vergrößert. Dadurch kann die Flussdichte im Luftspalt des elektromagnetischen Antriebssystems erhöht werden, was die Effizienz des Spindelmotors erhöht, das heißt, es kann ein geringerer Stromverbrauch bei gleicher Motorleistung oder eine größere Motorleistung bei gleichem Stromverbrauch wie bisher erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Statorkern
- 10a
- Statorblech
- 12
- Rückschlussring
- 14
- Statorzahn
- 16
- Polschuh
- 18
- Nut
- 20
- Blechring
- 22, 122
- Blechsegment
- 24, 124
- Steg
- 25, 125
- ringförmiges Blechteil
- 126
- Trennlinie
- 28
- Statoranordnung
- 30
- Basisplatte
- 32
- Rotorbauteil
- 34
- Rotormagnet
- 36
- Lagerbuchse
- 38
- Welle
- 38a
- Stopperring
- 40
- Zugring
- 44
- Statorwicklung
- 44a
- Wicklungsdraht
- 46
- Achse
- 48
- Lagerspalt
- 50
- Dichtungsspalt
- 52
- Abdeckung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009008915 A1 [0005]
- DE 19918465 A1 [0006]
