DE102019114072A1 - Electric motor with optimized pole pair formation - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) umfassend zwei getrennte Ständerpakete (10), die so zueinander angeordnet sind, dass zwischen den Ständerpaketen (10) ein Aufnahmeraum (A) zur Aufnahme eines Rotors (30) gebildet wird, wobei jedes Ständerpaket (10) aus einem ersten Ständerpaketteil (10a) und einem mit diesem formschlüssig verbundenen zweiten Ständerpaketteil (10b) gebildet ist, wobei ferner ein Doppelspulenkörper (40) gebildet aus zwei Spulenkörpern (41) und einem mit den zwei Spulenkörpern (41) verbundenem Lagerschild (42) vorgesehen ist, welches ein Lager (43) zur Lagerung einer Rotorwelle (31) des Rotors (30) ausbildet.The invention relates to an electric motor (1) comprising two separate stator stacks (10), which are arranged in relation to one another in such a way that a receiving space (A) for receiving a rotor (30) is formed between the stator stacks (10), each stator stack (10) is formed from a first stator package part (10a) and a second stator package part (10b) connected to it in a form-fitting manner, a double coil body (40) formed from two coil formers (41) and a bearing plate (42) connected to the two coil formers (41) being provided is, which forms a bearing (43) for supporting a rotor shaft (31) of the rotor (30).
Description
Die Erfindung betrifft Elektromotoren insbesondere Elektromotoren mit zwei Polpaaren zur Erweiterung oder Optimierung des Ratiopotentials.The invention relates to electric motors in particular to electric motors with two pole pairs for expanding or optimizing the ratio potential.
Aus dem Stand der Technik sind für diverse Anwendungen einsträngige Motorschnitte mit zwei Polpaaren verfügbar.From the prior art, single-strand motor sections with two pole pairs are available for various applications.
Aus der
Aus dem Stand der Technik sind weitere Elektromotoren mit einfachem Aufbau bekannt, um in Anwendungen, wie z. B. Lüftung in Haushaltsgeräten eingesetzt zu werden. Hierzu sind zum Beispiel einfach konstruierte Elektromotoren im Kunststoffgehäuse oder als Plattformmodul zur einfachen Integration verfügbar.Further electric motors with a simple structure are known from the prior art to be used in applications such as. B. Ventilation to be used in household appliances. For this purpose, for example, simply constructed electric motors in a plastic housing or as a platform module for easy integration are available.
Lösungen mit vierpoligen Motorschnitten verbrauchen viel Bauraum, so dass diese häufig nicht platzsparend oder überhaupt nicht in bestimmte Anwendungen integriert werden können. Ferner sind auch immer die mit dem technischen Konzept verbundenen Herstellungskosten ein limitierender Faktor für Motorenanwendungen.Solutions with four-pole motor sections consume a lot of installation space, so that they often cannot be integrated into certain applications in a space-saving manner or not at all. Furthermore, the manufacturing costs associated with the technical concept are always a limiting factor for engine applications.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und einen kostengünstig herstellbaren, insbesondere Bauraum optimierten Motor bereit zu stellen und um das Ratiopotential beim Elektromotor zu optimieren oder zu erweitern.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of providing a motor that can be manufactured inexpensively, in particular with an optimized installation space, and of optimizing or expanding the ratio potential in the electric motor.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by the combination of features according to
Dabei werden erfindungsgemäß insbesondere die folgenden Maßnahmen vorgesehen, welche auch die Positionierung des Ständers betreffen:
- Maßnahme a: Ausbilden des Lagerschilds aus Kunststoff und insbesondere zweiteilig,
- Maßnahme b: Ausbilden des Lagerschilds als Kunststoff umspritztes Lagerschild,
- Maßnahme c: Bohrungen oder Öffnungen in den getrennten Ständerpakenten zur mechanischen Befestigung am Lagerschild vorsehen und/oder
- Maßnahme d: Bereitstellen eines Doppelspulenkörper mit integriertem Lagerschild.
- Measure a: Forming the bearing plate from plastic and in particular in two parts,
- Measure b: design of the end shield as a plastic encapsulated end shield,
- Measure c: Provide holes or openings in the separate stand packs for mechanical attachment to the end shield and / or
- Measure d: Providing a double coil body with an integrated end shield.
Erfindungsgemäß wird hierzu ein Elektromotor umfassend zwei getrennte Ständerpakete vorgesehen, die so zueinander angeordnet sind, dass zwischen den Ständerpaketen ein Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Rotors gebildet wird, wobei jedes Ständerpaket aus einem ersten Ständerpaketteil und einem mit diesem formschlüssig verbundenen zweiten Ständerpaketteil gebildet ist, wobei ferner ein Doppelspulenkörper gebildet aus zwei Spulenkörpern und einem mit den zwei Spulenkörpern verbundenem Lagerschild vorgesehen ist, welches ein Lager zur Lagerung einer Rotorwelle des Rotors ausbildet.According to the invention, an electric motor comprising two separate stator stacks is provided for this purpose, which are arranged with respect to one another in such a way that a receiving space for receiving a rotor is formed between the stator stacks, each stator stack being formed from a first stator stack part and a second stator stack part connected to it in a form-fitting manner a double bobbin formed from two bobbins and a bearing plate connected to the two bobbins is provided, which forms a bearing for supporting a rotor shaft of the rotor.
In einer alternativen Ausgestaltung kann der Doppelspulenkörper entweder integriert mit einem Lagerschild ausgebildet und/oder an den Ständerpaketteilen befestigt sein.In an alternative embodiment, the double coil body can either be designed to be integrated with a bearing plate and / or attached to the stator package parts.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest die Oberfläche des Lagerschilds aus einem elektrisch nichtleitenden Material ausgebildet ist. Alternativ kann das gesamte Lagerschild aus einem nicht leitenden (d. h. isolierenden) Material geformt bzw. gebildet sein.In an advantageous embodiment of the invention it is provided that at least the surface of the bearing plate is made of an electrically non-conductive material. Alternatively, the entire end shield may be molded from a non-conductive (i.e., insulating) material.
Weiter vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die beiden Ständerpakete einen identischen Aufbau besitzen und somit als Gleichteile herstellbar sind. Dadurch lässt sich eine kompakte Bauform durch eine im Wesentlichen symmetrische Anordnung zum Rotor realisieren.Another advantageous embodiment is one in which the two stator stacks have an identical structure and can therefore be produced as identical parts. As a result, a compact design can be achieved through an essentially symmetrical arrangement to the rotor.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die beiden ersten Ständerpaketteile jedes Ständerpaktes im Wesentlichen L-förmig aus je zwei Schenkel „S1, S2“ gebildet sind und der eine Schenkel ausgebildet ist zur Aufnahme eines der beiden Spulenkörper
Weiter Vorteilhaft ist es, wenn die beiden zweiten d. h. weiteren Ständerpaketteile jedes Ständerpaktes im Wesentlichen i-förmig aus einem Schenkel „S3“ ausgebildet sind, wobei sich an einem Verbindungsabschnitt dieses Schenkels eine Verbindungskontur zur insbesondere formschlüssigen Verbindung mit einer korrespondierenden Verbindungskontur ausgebildet an dem jeweils ersten Ständerpaketteile befindet. So lassen sich auf besonders effiziente Weise Wicklungen auf dem Ständerpaket montieren. Am anderen d. h. gegenüberliegenden Endabschnitt dieses im Wesentlichen i-förmigen Schenkels erstreckt sich in Richtung der Rotoraufnahme ein ebenfalls bogenförmiger Teilsegmentabschnitt, welcher den Rotoraufnahmeraum begrenzt.It is also advantageous if the two second, that is, further stator package parts of each stator package are formed essentially in an i-shape from a leg “S3”, with one leg at a connecting section of this leg Connection contour for in particular a form-fitting connection with a corresponding connection contour formed on each of the first stator package parts. In this way, windings can be mounted on the stator package in a particularly efficient way. At the other end section, ie opposite end section of this essentially I-shaped leg, a likewise arcuate subsegment section extends in the direction of the rotor receptacle and delimits the rotor receiving space.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die korrespondierenden Verbindungskonturen als Schwalbenschwanzverbindungen ausgebildet sind. Diese sind so angebracht, dass im verbundenen Zustand der beiden Ständerpaketteile jeweils die beiden Schenkel mit den bogenförmigen Teilsegmentabschnitten parallel zueinander angeordnet sind und die beiden bogenförmigen Teilsegmentabschnitte dabei so nebeneinander liegen, dass diese eine etwa halbzylinderförmige Begrenzung des Rotoraufnahmeraums bilden.In a further advantageous embodiment of the invention it is provided that the corresponding connection contours are designed as dovetail connections. These are attached so that when the two stator package parts are connected, the two legs with the arcuate subsegment sections are arranged parallel to one another and the two arcuate subsegment sections are adjacent to one another in such a way that they form an approximately semi-cylindrical delimitation of the rotor receiving space.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Elektromotors ist vorgesehen, dass das Lagerschild zweiteilig ausgebildet ist. Hierbei verläuft die Trennebene parallel zu dem Schenkel, der die Wicklungen trägt und dabei etwa mittig durch die symmetrische Anordnung des Doppelspulenkörpers.In a likewise advantageous embodiment of the electric motor according to the invention, it is provided that the end shield is made in two parts. In this case, the parting plane runs parallel to the leg that carries the windings and is approximately centered through the symmetrical arrangement of the double coil former.
Ebenfalls von Vorteil ist eine Konzeption bei der das Lagerschild als ein mit Kunststoff umspritztes Lagerschild derart ausgeführt ist und dadurch insbesondere eine elektrische Verbindung zwischen dem Rotor und dem Stator verhindert wird.Another advantage is a concept in which the bearing plate is designed as a bearing plate overmolded with plastic and in particular an electrical connection between the rotor and the stator is prevented as a result.
Das Lagerschild kann alternativ oder ergänzend an Befestigungsöffnungen ausgebildet an den Ständerpaketen befestigt sein, wobei dann optional auf eine isolierende Anbingung zu achten ist.The end shield can alternatively or additionally be attached to the stator packs in the form of attachment openings, in which case an isolating attachment must then optionally be ensured.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors und -
2 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Doppelspulenkörpers eines Elektromotors.
-
1 a schematic sectional view of an electric motor according to the invention and -
2 a side view of an embodiment of a double coil former according to the invention of an electric motor.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die
Die
Jedes Ständerpaket
Die jeweils ersten Ständerpaketteile
Die beiden zweiten Ständerpaketteile
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel der
An jeweils den Schenkeln
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The embodiment of the invention is not limited to the preferred exemplary embodiments specified above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in the case of fundamentally different designs.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102004053907 A [0003]DE 102004053907 A [0003]
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