DE202019102974U1

DE202019102974U1 - Elektromotor mit optimierter Polpaarausbildung

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Publication number: DE202019102974U1
Application number: DE202019102974.9U
Authority: DE
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2019-05-27
Filing date: 2019-05-27
Publication date: 2019-06-04
Anticipated expiration: 2029-05-28

Abstract

Elektromotor (1) umfassend wenigstens 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 oder materialschlüssig 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.

Description

Die Erfindung betrifft Elektromotoren insbesondere Elektromotoren mit zwei Polpaaren zur Erweiterung oder Optimierung des Ratiopotentials.
Aus dem Stand der Technik sind für diverse Anwendungen einsträngige Motorschnitte mit zwei Polpaaren verfügbar.
Aus der DE10 2004 053907 A ist ein Gleichstrommotor mit einem zweipoligen, permanentmagnetischen Rotor und einem mindestens zweipoligen Stator, dessen Pole eine wenigstens einsträngige Statorwicklung tragen, bekannt, wobei diese mittels einer elektronischen Kommutierungseinrichtung in Abhängigkeit von der Rotorstellung mit Strom beaufschlagbar ist, wobei zwischen Rotor und Stator ein im Wesentlichen zylindrischer Luftspalt vorhanden ist. Der Motor zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein Statorpol oder ein eigens vorgesehener Hilfspol mit einer Hilfswicklung versehen ist, die zum Anlauf des Motors mit Strom beaufschlagt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Hilfswicklung außerdem als Sensorwicklung zur Bestimmung der Rotorposition dienen.
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.
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.
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.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
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.

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.
In einer alternativen Ausgestaltung kann der Doppelspulenkörper entweder integriert mit einem Lagerschild ausgebildet und/oder an den Ständerpaketteilen befestigt sein.
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.
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.
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 41. Der zweite Schenkel erstreckt sich in Richtung der Rotoraufnahme und besitzt mit Vorteil endseitig ein bogenförmiger Teilsegmentabschnitt, welcher den Rotoraufnahmeraum begrenzt.
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.
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 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.
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.
Das Lagerschild kann alternativ oder ergänzend an Befestigungsöffnungen ausgebildet an den Ständerpaketen befestigt sein, wobei dann optional auf eine isolierende Anbingung zu achten ist.
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.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die 1 und 2 näher erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hinweisen.
Die 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1. Der Elektromotor 1 umfassend zwei getrennte Ständerpakete 10, die diametral zueinander relativ zu einer zentralen Rotorposition angeordnet sind. Zwischen dem linken und rechten Ständerpaket 10 befindet sich ein Aufnahmeraum A zur Aufnahme eines Rotors 30.
Jedes Ständerpaket 10 (d. h. das in der 1 und 2 jeweils linke und rechte Ständerpaket 10 ist aus einem ersten Ständerpaketteil 10a und einem mit diesem formschlüssig verbundenen zweiten Ständerpaketteil 10b gebildet. Wie in der 1 dargestellt und ersichtlich, besitzen die beiden Ständerpakete 10 einen identischen Aufbau.
Die jeweils ersten Ständerpaketteile 10a, 10b jedes Ständerpaktes 10 sind im Wesentlichen L-förmig aus je zwei Schenkel S1, S2 gebildet, die im Winkel von etwa 90° zueinander orientiert verlaufen. Der jeweilige Schenkel S2 ist ausgebildet zur Aufnahme eines der beiden Spulenkörper 41, die schematisch in den Figuren gezeigt sind.
Die beiden zweiten Ständerpaketteile 10a, 10b jedes Ständerpaktes 10 sind im Wesentlichen i-förmig aus einem Schenkel S3 ausgebildet. Am einen Ende des Schenkels S3 und zwar an dessen Verbindungsabschnitt 13 ist eine Verbindungskontur 14 zur insbesondere formschlüssigen Verbindung mit einer korrespondierenden Verbindungskontur 11 des Schenkels S2 an dem jeweils ersten Ständerpaketteile 10a ausgebildet. Die korrespondierenden Verbindungskonturen 11, 14 sind hierzu als Schwalbenschwanzverbindungen ausgebildet, die im montierten Zustand formschlüssig ineinander greifen.
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel der 2 ein Doppelspulenkörper 40 aus zwei Spulenkörpern 41 gebildet, wobei jeder Spulenkörper 40 bewickelt ist und auf dem Schenkel S2 des entsprechenden Ständerpaktes 10 montiert ist. Der Doppelspulenkörper 40 umfasst auch das zweiteilige Lagerschild 42 an dem das Lager 43 zur Lagerung der Rotorwelle 31 des Rotors 30 ausbildet ist.
An jeweils den Schenkeln S1 und S3 an dem jeweiligen Ständerpaketteil 10a, bzw. 10b ist ein den Rotoraufnahmeraum A begrenzender bogenförmiger Teilsegmentabschnitt T vorgesehen. Durch die Anordnung der beiden Ständerpakete 10 mit den vier bogenförmigen Teilsegmentabschnitten T ergibt sich eine zylinderformähnliche Aufnahmekontur für den Rotor (allerdings mit sich in Umlaufrichtung veränderlichem Luftspalt LS), wobei diese durch schmale Spalte S zwischen je zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Teilsegmentabschnitten T unterbrochen ist.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004053907 A [0003]

Claims

Elektromotor (1) umfassend wenigstens 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 oder materialschlüssig 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.
Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche des Lagerschilds (42) aus einem elektrisch nichtleitenden Material ausgebildet ist.
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ständerpakete (10) einen identischen Aufbau besitzen.
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden ersten Ständerpaketteile (10a, 10b) jedes Ständerpaktes (10) im Wesentlichen L-förmig aus je zwei Schenkel (S1, S2) gebildet sind und der eine Schenkel (S2) ausgebildet ist zur Aufnahme eines der beiden Spulenkörper (41).
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden zweiten Ständerpaketteile (10a, 10b) jedes Ständerpaktes (10) im Wesentlichen i-förmig aus einem Schenkel (S3) ausgebildet sind und sich an einem Verbindungsabschnitt (13) des Schenkels (S3) eine Verbindungskontur (14) zur insbesondere formschlüssigen Verbindung mit einer korrespondierenden Verbindungskontur (11) ausgebildet an dem jeweils ersten Ständerpaketteile (10a) befindet.
Elektromotor (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierenden Verbindungskonturen (11, 13) als Schwalbenschwanzverbindungen ausgebildet sind.
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (42) zweiteilig ausgebildet ist.
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (42) als ein mit Kunststoff umspritztes Lagerschild derart ausgeführt ist, dass dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Rotor und dem Stator verhindert wird.
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild (42) alternativ oder ergänzend an Befestigungsöffnungen ausgebildet an den Ständerpaketen (10) befestigt ist.
Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils an einem der Schenkel (S1, S3) an dem jeweiligen Ständerpaketteil (10a, 10b) ein den Rotoraufnahmeraum (A) begrenzender bogenförmiger Teilsegmentabschnitt (T) vorgesehen ist.