DE19756575A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, deren Wicklungen magnetfeldführende Teile des Stators und Rotors umgeben.

Bei Elektromotoren hoher Schutzart ist ein Schutz gegen Ein­ dringen von Festkörpern und Flüssigkeit ins Innere des Motors vorhanden. Dabei stellt die unter Betriebsspannung stehende in Nuten eingelegte Wicklung aufgrund ihrer Bedeutung für den Motorbetrieb einen besonderen Schwachpunkt dar, wenn sie mit Schmutz und/oder Flüssigkeiten in Berührung kommt. Vor allem bei Elektromotoren ohne vollständig gekapseltes Gehäuse, wie z. B. Einbaumotoren oder durchzugsbelüfteten Motoren, sind besondere Maßnahmen gegen Eindringen von Schmutz oder Flüs­ sigkeiten in Wicklungsbereiche zu treffen.

Die EN 60 034-5 beschreibt die Kapselung von Motoren mittels Gehäuse und entsprechenden Dichtungen an diversen Schnitt­ stellen, wie z. B. Leitungsabgänge, Wellenabgang, Lager usw. . Einbaumotoren hingegen zeichnen sich dadurch aus, daß die Hauptkomponenten dieses Motors, Stator und Rotor, nicht mit einer derartigen Kapselung umgeben sind.

Bei durchzugsbelüfteten Motoren gelangen mit dem Kühlmedium Schmutzpartikel oder Feuchtigkeit ins Innere des Motors, so daß ein Schutz der Wicklung durch ein derartiges Gehäuse auch hier nicht gewährleistet werden kann.

Bei Wicklungen, die durch ein gekapseltes Gehäuse nicht ge­ schützt sind, findet auch das Vergießen der im Blechpaket eingelegten Wicklung Anwendung. Nachteilig dabei ist, daß an den Berührungsstellen der Vergußmasse zum Blechpaket oder an­ deren Materialien aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnung und mangelnder Haftung Risse auftreten, durch die z. B. Feuchtigkeit bis zur Wicklung vordringen kann.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Motor zu schaffen, der die Wicklung vor Schmutz und Flüssig­ keit effektiv schützt, ohne daß ein vollständig gekapseltes Gehäuse dafür zu verwenden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt dadurch, daß die Wicklungen in einem schließbaren, elektrisch isolierenden Tragkörper unterbringbar sind, der die Wicklungen fixiert und die Wicklungen aufgrund der im Tragkörper vorhandenen Durch­ stecköffnungen gegen die magnetführenden Teile und/oder auf­ grund der Tragkörper befindlichen Wände gegeneinander und ge­ gen das Blechpaket elektrisch isoliert und der Motor nach folgendem Verfahren hergestellt wird: Die Wicklungen werden in einen auf nur einer Seite offenen durch ein Gießverfahren hergestellten Tragkörper aus elektrisch isolierenden Material gelegt.

Die offene Seite des Tragkörpers wird durch einen Deckel ver­ schlossen. Der mit dem Deckel verschlossene Tragkörper wird auf das Blechpaket geschoben.

Vorteilhaft dabei ist, daß um einen effektiven Schutz gegen Schmutz, Staub und Flüssigkeit zu erhalten, nicht mehr das gesamte Gehäuse gekapselt werden muß und somit die Zugäng­ lichkeit bei z. B. Wartungsarbeiten verbessert wird.

Durch den Schutz der Wicklungen durch den Tragkörper führt auch das Eindringen von z. B. Flüssigkeit, über das Blechpa­ ket durch Kapillarvorgänge keine Betriebsbeeinträchtigung des Elektromotors durch dabei ausgelöste Wicklungsschäden herbei. Durch Einsetzen von Wänden in den Tragkörpern können z. B. als zu Zahnspulen entartete Bruchlochwicklungen, speziell auf die Durchstecköffnungen gesetzt werden, ohne daß sich die einzelnen Zahnspulen elektrisch kontaktieren, und damit zu Betriebsbeeinträchtigungen führen. Die Durchstecköffnungen vermeiden hauptsächlich einen Kontakt der Wicklungen zu ma­ gnetfeldführenden Teilen, wie z. B. Pole oder dergleichen. In den Tragkörper einlegbar sind dabei jegliche Arten von Wick­ lungen, z. B. Träufelwicklungen oder Formspulen. Für jegliche Art von Motoren, ob rotatorisch oder Linearmotor, sind derar­ tige Tragkörper ausbildbar. Der Tragkörper kann durch die allgemein bekannten Gießverfahren hergestellt werden; z. B. Druckguß, Spritzguß etc.

Die Tragkörper können in vorteilhafter Weise für Linearmoto­ ren in Quaderform und für Ringmotoren in Ringform ausgeführt werden. In einer weiteren Ausgestaltung wird der Tragkörper in mehrere Module unterteilt, so daß z. B. bei einem Linear­ motor mehrere Module des Tragkörpers neben und/oder hinter­ einander angeordnet sind und so einen Stator und/oder Rotor bilden.

Bei rotatorischen Motoren sind die Module in Umfangsrichtung und/oder axialer Richtung anordenbar. Die modulare Ausführung des Trägerkörpers ermöglicht eine einfache Austauschbarkeit der Module im Fehlerfall und reduziert die Lagerhaltung.

Ein weiterer Vorteil der Trägerkörper besteht darin, daß durch Kontaktierung der Wicklungen der Trägerkörper über in die Tragkörper eingegossene Stecker der Kontakt über Verbin­ dungsleitungen zwischen den Tragkörpern entfällt. Damit wird der Montage- und Wartungsaufwand als auch die Betriebsstill­ standszeiten im Fehlerfall gegenüber herkömmlichen Motoren reduziert. Durch den kompakteren Aufbau des Motors ist gegen­ über herkömmlichen Motoren eine verbesserte EMV Störsicher­ heit festzustellen. Die Leitungen zur Stromversorgung der Wicklungen können aber auch als freie Leitungsenden über Durchgangsdichtungen durch die Wand des Tragkörpers geführt werden. Die Abdichtung der Stecker erfolgt durch Standard­ dichtsysteme, wie z. B. Lippendichtungen.

Der Deckel des Tragkörpers wird nach Einlegen der Wicklung wasserdicht verschlossen, so daß keinerlei Schmutz, Staub oder Feuchtigkeit an die Wicklungen gelangt. Vorteilhafter­ weise wird der Deckel dabei verklebt oder ultraschallver­ schweißt.

Die Erfindung wird anhand eines prinzipiell dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tragkörper eines Linearmotors,

Fig. 2 eine modulare Zusammenstellung der Tragkörper eines Linearmotors,

Fig. 3 eine modulare Zusammenstellung der Tragkörper eines rotatorischen Motors.

Fig. 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen Abschnitt eines Blechpaketes 1, eines nicht näher dargestellten Linear­ motors mit Kurzstator. In einem Tragkörper 2 aus Kunststoff sind Stecker 3 mit ihren Steckkontakten 4 eingegossen. Die Anzahl der in den Tragkörper 2 eingegossenen Stecker und de­ ren Steckkontakten 4 richtet sich nach der Anzahl der nicht dargestellten Wicklungssysteme und der Anzahl der zu ver­ schaltetenden, weiteren Tragkörpermodule 5 (gemäß Fig. 2, 3). Die Wahl des in den Tragkörper 2 eingelegten Wicklungssystems ist dabei völlig frei. Es können als zu Zahnspulen entartete Bruchlochwicklungen als auch gesehnte Wicklung etc. einge­ setzt werden. Die Höhe 6 des Tragkörpers 2 wird dabei bereits vorab dem Wicklungssystem angepaßt. Durchstecköffnungen 7 des Tragkörpers 2 sind an den Stirnseiten 8 konkav ausgebildet, um somit auch Wärmedehnungen und Toleranzen des Blechpakets 1 auszugleichen. Die konkave Ausbuchtung der Stirnseiten findet sich im Deckel 9 des Tragkörpers 2 wieder, dessen Anzahl der Öffnungen 10 der Anzahl der Durchstecköffnungen 7 des Trag­ körpers 2 entspricht.

Nach Aufsetzen des Deckels 9 wird dieser an den Stoßstellen 11 mit dem Tragkörper 2 verklebt, ultraschallverschweißt oder auf andere Art und Weise dicht verschlossen. Durch die nahezu komplette Verdrahtung und Verschaltung der Wicklungen im Tragkörper 2 können im Fehlerfall die Austauschaktionen ohne allzulange Betriebsstillstandszeiten stattfinden.

Fig. 2 zeigt eine mögliche Anordnung von Tragkörpermodulen 5 bei Linearmotoren. Dabei kann durch die Steckkontaktverbin­ dung der Tragkörpermodule 5 ein lückenloser und EMV-sicherer Aufbau eines Stators oder Rotors erreicht werden.

Fig. 3 zeigt eine mögliche Anordnung von Tragkörpermodulen 5 bei rotatorischen Elektromotoren, dabei kann ebenfalls durch die Steckerkontaktierung der Tragkörpermodule 5 einen lücken­ loses und EMV-sicherer Aufbau des Stators oder des Rotors er­ reicht werden.

Claims (8)

1. Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, deren Wick­ lungen magnetfeldführende Teile (1) des Stators und Rotors umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen in einem dicht erschließbaren, elektrisch isolierenden Tragkörper (2) unterbringbar sind, der die Wick­ lungen fixiert und die Wicklungen aufgrund der im Tragkörper (2) vorhandenen Durchstecköffnungen (7) gegen die magnetfeld­ führenden Teile (1) und/oder aufgrund der im Tragkörper (2) befindlichen Wände gegeneinander elektrisch isoliert und das Eindringen von Flüssigkeiten und/oder Stäuben in die Wicklung verhindert.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (2) für Linearmotoren in Quaderform und für Ringmotoren in Ringform ausführbar ist.

3. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (2) in mehrere Module (5) ausführbar ist.

4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Module (5) des Tragkör­ pers (2) für Linearmotoren neben und/oder hintereinander an­ ordenbar sind und die Module der Ringmotoren in axialer Rich­ tung und/oder in Umfangsrichtung anordenbar sind.

5. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierung der Wicklungen der Tragkörper über in die Trag­ körper eingegossene Stecker (3) erfolgt.

6. Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors nach An­ spruch 1 gekennzeichnet durch folgende Schritte:
sDie Wicklungen werden in einen offenen durch ein Gießverfah­ ren hergestellten Tragkörper (2) aus elektrisch isolierendem Material gelegt.
Der Tragkörper (2) wird durch einen Deckel (9) verschlossen. Der mit dem Deckel (9) verschlossene Tragkörper (2) wird auf das Blechpaket (1) geschoben.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Deckel (9) des Tragkör­ pers (2) wasserdicht verschlossen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Deckel (9) des Tragkör­ pers (2) verklebt oder ultraschallverschweißt wird.