DE102017128856A1 - electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (100), insbesondere einen Reihenschlussmotor, für eine angetriebene Elektrohandwerkzeugmaschine, umfassend einen Rotor (110) mit einer angetriebenen Rotorwelle, die sich entlang einer Längsachse (L) erstreckt, sowie einem drehfest mit der Rotorwelle verbundenen Rotorkörper (112), der im Querschnitt betrachtet eine Anzahl von Zahnköpfen (12) aufweist, wobei zwischen zwei Zahnköpfen jeweils ein Zwischenraum (12a) zur Bewicklung eines Wickelraums des Rotorkörpers (112) mit Spulendraht begrenzt ist. Erfindungsgemäß weist jeder Zahnkopf (12) an seinem Außenumfang im Querschnitt betrachtet eine oberflächenvergrößernde Struktur (14) mit einer Anzahl von Vorsprüngen (16) und/oder Vertiefungen (18) auf, wobei die Zwischenräume (16a) zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen (16) und/oder die Vertiefungen (18) der oberflächenvergrößernde Struktur (14) in Umfangsrichtung (U) derartig klein bemessen sind, dass die oberflächenvergrößernde Struktur (14) einen Kühlluftstrom im Luftspalt zwischen dem Rotorkörper (112) und angrenzenden Bauteilen des Elektromotors (100), insbesondere einem den Rotorkörper (112) zumindest abschnittsweise umfangenden Stator, zu verwirbeln vermag. The invention relates to an electric motor (100), in particular a series motor, for a powered electric hand tool comprising a rotor (110) with a driven rotor shaft extending along a longitudinal axis (L) and a rotor body (112) rotatably connected to the rotor shaft. , which has a number of tooth heads (12) viewed in cross-section, wherein between two tooth heads in each case a gap (12a) for winding a winding space of the rotor body (112) is limited with coil wire. According to the invention, each tooth tip (12) has a surface enlarging structure (14) with a number of protrusions (16) and / or recesses (18) on its outer circumference, the interspaces (16a) being between two adjacent protrusions (16) and / or the depressions (18) of the surface enlarging structure (14) in the circumferential direction (U) are dimensioned so small that the surface enlarging structure (14) has a cooling air flow in the air gap between the rotor body (112) and adjacent components of the electric motor (100), in particular a stator, the rotor body (112) at least partially enclosing, able to swirl.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere Reihenschlussmotor, für eine angetriebene Elektrohandwerkzeugmaschine, umfassend einen Rotor mit einer angetriebenen Rotorwelle, die sich entlang einer Längsachse erstreckt, sowie einen drehfest mit der Rotorwelle verbundenen Rotorkörper, der im Querschnitt betrachtet eine Anzahl von Zahnköpfen aufweist, wobei zwischen zwei Zahnköpfen jeweils ein Zwischenraum zur Bewicklung eines Wickelraums des Rotorkörpers mit Spulendraht begrenzt ist.The invention relates to an electric motor, in particular a series motor, for a driven electric hand tool machine, comprising a rotor with a driven rotor shaft extending along a longitudinal axis, and a rotor body rotatably connected to the rotor shaft having a number of tooth tips in cross section, wherein between two tooth heads each a space for winding a winding space of the rotor body is limited with coil wire.
Bei angetriebenen Elektrohandwerkzeugmaschinen, wie beispielsweise Winkelschleifern oder dergleichen, werden die Elektromotoren oft mit vergleichsweise sehr hohen Drehzahlen betrieben. Zugleich ist der Bauraum, innerhalb dessen der Elektromotor aufgenommen ist, vergleichsweise klein, um eine einfache Handhabbarkeit der angetriebenen Elektrohandwerkzeugmaschine zu gewährleisten. Ein bekanntes Problem bei Elektromotoren, insbesondere solchen, die in angetriebenen Elektrohandwerkzeugmaschinen Verwendung finden, besteht daher in der hohen Wärmeentwicklung des Motors, welche die Leistung und Langlebigkeit des Motors stark beeinträchtigt.In powered electric hand tool machines, such as angle grinders or the like, the electric motors are often operated at comparatively high speeds. At the same time, the installation space within which the electric motor is accommodated is comparatively small in order to ensure easy handling of the driven electric hand-held power tool. A well-known problem in electric motors, especially those used in electric power hand-held power tools, is therefore the high heat development of the engine, which severely affects the performance and longevity of the engine.
Aus diesem Grunde sind aus dem Stand der Technik bereits Lösungen bekannt, die eine verbesserte Wärmeableitung der durch den Elektromotor erzeugten Wärme ermöglichen sollen. So beschreibt beispielsweise die
Eine vergleichbare Lösung ist auch in der
Eine alternative Lösung ist aus der Druckschrift
Schließlich beschreibt die
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine Lösung für einen Elektromotor bereitzustellen, bei der Wärmeverluste verringert werden können und zugleich eine verlängerte Lebensdauer des Elektromotors erreicht wird.The present invention has set itself the task of providing a solution for an electric motor, in which heat losses can be reduced and at the same time a prolonged life of the electric motor is achieved.
Demgemäß schlägt die Erfindung einen Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Dieser ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zahnkopf an seinem Außenumfang im Querschnitt betrachtet eine oberflächenvergrößernde Struktur mit einer Anzahl von Vorsprüngen und/oder Vertiefungen aufweist, wobei die Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen und/oder die Vertiefungen der oberflächenvergrößernden Struktur in Umfangsrichtung derart klein bemessen sind, dass die oberflächenvergrößernde Struktur einen Kühlluftstrom im Luftspalt zwischen dem Rotorkörper und angrenzenden Bauteilen des Elektromotors, insbesondere einem den Rotorkörper zumindest abschnittsweise umfangenden Stator, zu verwirbeln vermag.Accordingly, the invention proposes an electric motor with the features of claim 1. This is characterized in particular by the fact that each tooth head has a surface enlarging structure with a number of projections and / or recesses on its outer circumference, the spaces between two adjacent protrusions and / or the depressions of the surface enlarging structure being dimensioned so small in the circumferential direction in that the surface-enlarging structure is capable of fluidizing a cooling air flow in the air gap between the rotor body and adjacent components of the electric motor, in particular a stator which extends at least partially around the rotor body.
„Im Querschnitt betrachtet“ bezeichnet dabei eine Schnittebene durch den Rotor, die senkrecht zu der Längsachse des Rotors verläuft. Anspruchsgemäß weist dabei jeder Zahnkopf an seinem Außenumfang mehrere Vorsprünge und/oder Vertiefungen auf. Die Besonderheit bei der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen und/oder die Vertiefungen nicht, wie im Stand der Technik (beispielsweise bei der Lösung der
Die oberflächenvergrößernde Struktur hat dabei, wie ihr Name schon sagt, den Effekt, eine vergrößerte Oberfläche des Rotors bereitzustellen, so dass der Rotor seine Wärme besser an die Umwelt, insbesondere an die umgebende Kühlluft, abgeben kann. Durch die zusätzliche Verwirbelung der Kühlluft im Luftspalt kann weiterhin mehr Wärmeenergie an die Kühlluft abgegeben werden, was wiederum eine verbesserte Kühlwirkung zur Folge hat. Erste Praxistests haben dabei eine Kühlungsverbesserung von etwa 10 bis 20 % gegenüber bekannten Lösungen festgestellt, wodurch eine Leistungssteigerung und eine verlängerte Lebensdauer des Elektromotors erreicht werden können.The surface enlarging structure has, as its name implies, the effect of providing an increased surface area of the rotor, so that the rotor can emit its heat better to the environment, in particular to the surrounding cooling air. Due to the additional turbulence of the cooling air in the air gap more heat energy can continue to be delivered to the cooling air, which in turn has an improved cooling effect. First field tests have found a cooling improvement of about 10 to 20% compared to known solutions, whereby an increase in performance and a longer life of the electric motor can be achieved.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Rotorkörper eine Vielzahl von in Richtung der Längsachse gestapelten Einzelblechen aufweist.Furthermore, it can be provided that the rotor body has a plurality of individual sheets stacked in the direction of the longitudinal axis.
Insbesondere kann weiter vorgesehen sein, dass die oberflächenvergrößernden Strukturen zweier benachbarter Einzelbleche des Rotorkörpers miteinander fluchtend angeordnet sind. Dies bedeutet, dass die jeweiligen Vorsprünge und/oder Vertiefungen der benachbarten oberflächenvergrößernden Strukturen jeweils aneinander ausgerichtet sind.In particular, it can further be provided that the surface-enlarging structures of two adjacent individual sheets of the rotor body are arranged in alignment with each other. This means that the respective projections and / or depressions of the adjacent surface-enlarging structures are aligned with each other.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die oberflächenvergrößernde Struktur im Querschnitt betrachtet zinnenförmige Vorsprünge aufweist, die bezogen auf den jeweiligen Zahnkopf in im Wesentlichen regelmäßigen Abständen in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet sind.It may furthermore be provided that the surface-enlarging structure has crenellated projections viewed in cross-section, which are arranged next to one another in the circumferential direction relative to the respective tooth head at substantially regular intervals.
Insbesondere können die zinnenförmigen Vorsprünge im Wesentlichen in Umfangsrichtung gleich lang sein.In particular, the crenellated protrusions may be substantially equal in circumferential direction substantially.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Länge der zinnenförmigen Vorsprünge in Umfangsrichtung im Wesentlichen der Länge der Zwischenräume (d.h. Abstände) in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten zinnenförmigen Vorsprüngen eines Zahnkopfs entspricht.Furthermore, it can be provided that the length of the crenellated projections in the circumferential direction substantially corresponds to the length of the intermediate spaces (i.e., distances) in the circumferential direction between two adjacent crenellated projections of a tooth tip.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die der Zwischenräume (d.h. Abstände) zwischen zwei benachbarten Zahnköpfen in Umfangsrichtung größer sind als die der Zwischenräume (d.h. Abstände) zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen und/oder die Vertiefungen der oberflächenvergrößernden Struktur eines Zahnkopfs in Umfangsrichtung.Furthermore, it may be provided that the gaps (i.e., distances) between two adjacent teeth heads in the circumferential direction are larger than those of the gaps (i.e., distances) between two adjacent projections and / or the recesses of the surface enlarging structure of a tooth head in the circumferential direction.
Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Zahnköpfe zweier benachbarter Einzelbleche des Rotorkörpers miteinander fluchtend angeordnet sind. Dies ist insbesondere im Hinblick drauf sinnvoll, dass die Zwischenräume zwischen zwei Zahnköpfen zur Aufnahme von Spulendraht genutzt werden können.It can also be provided that the tooth tips of two adjacent individual sheets of the rotor body are arranged in alignment with each other. This is particularly useful in terms of the fact that the spaces between two tooth heads can be used to accommodate coil wire.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen und/oder die Vertiefungen der oberflächenvergrößernden Strukturen in Umfangsrichtung kleiner als 2 mm, insbesondere 1 mm oder kleiner sind.It can further be provided that the spaces between two adjacent projections and / or the depressions of the surface-enlarging structures in the circumferential direction are smaller than 2 mm, in particular 1 mm or smaller.
Die Erfindung betrifft schließlich auch einen Rotorkörper mit den Mermalen des Anspruchs 10.Finally, the invention also relates to a rotor body with the terms of
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben. Dabei zeigend die Figuren eine mögliche Ausführungsform der Erfindung, bei der einzelne Merkmale der Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Diese können jedoch selbstverständlich auch losgelöst voneinander betrachtet werden und gegebenenfalls zu sinnvollen Unterkombinationen kombiniert werden, ohne dass ein Fachmann hierfür erfinderisch tätig werden müsste.The present invention will be described below in more detail with reference to the accompanying drawings. The figures show a possible embodiment of the invention, in which individual features of the invention are shown in combination with each other. However, these can of course also be considered detached from one another and, if appropriate, combined into meaningful subcombinations without the need for a person skilled in the art to be inventive in their work.
Es zeigen schematisch:
-
1 einen erfindungsgemäßen Elektromotor in isometrischer Darstellung; und -
2 eine Draufsicht auf ein Einzelblech des Rotors gemäß1 .
-
1 an electric motor according to the invention in isometric view; and -
2 a plan view of a single sheet of the rotor according to1 ,
Die
Die
Wie man in den
Grundsätzlich wäre es auch denkbar, sowohl Vorsprünge als auch Vertiefungen vorzusehen, wobei sich eine solche Ausgestaltungsvariante dadurch von der Gezeigten unterscheiden würde, dass die Vertiefungen nicht notwendigerweise gleich bemessen wären wie die Vorsprünge, sondern gegebenenfalls größer oder kleiner in der radialen Erstreckung bezogen auf die Längsachse L wären.In principle, it would also be conceivable to provide projections as well as depressions, whereby such a design variant is characterized would distinguish from the shown that the recesses would not necessarily be the same size as the projections, but possibly larger or smaller in the radial extent with respect to the longitudinal axis L would be.
Deutlich erkennbar in den Figuren, insbesondere in
Auch deutlich zu erkennen ist, dass die Abstände zwischen zwei Zahnköpfen
Durch die spezifische Ausgestaltung der oberflächenvergrößernden Struktur
Somit wird nicht nur der Effekt erreicht, dass die oberflächenvergrößernde Struktur
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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