DE202022101824U1 - Stator für bürstenlosen Motor oder Generator - Google Patents

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Abstract

Statoranordnung (12) zur Verwendung mit einer bürstenlosen Getriebemotorbaugruppe (10), die aufweist:
einen Stapel von mehreren Stahlblechen (26), wobei jedes der Stahlbleche (26) mehrere Zähne (74) enthält, die sich von einem Jochabschnitt (78) jedes der Stahlbleche (26) nach innen erstrecken, wobei eine innere Form (80) und eine äußere Form (82) jedes Jochabschnitts (78) die gleiche Polygonform (84) sowohl für die innere Form (80) als auch für die äußere Form (82) des Jochabschnitts (78) aufweist.

Description

  • HINTERGRUND
  • Beispielhafte Ausführungsformen betreffen die Technik von bürstenlosen Motorbaugruppen und Statoranordnungen für bürstenlose Getriebemotoren.
  • Die regelmäßige Form eines Stators eines bürstenlosen Motors ist kreisförmig oder quadratisch. Bei kleinen Motoren mit nur wenig Platz in den Nuten zum Füllen der Kupferspulen ist es kompliziert, die Nuten optimal zu füllen. Das bedeutet, dass der Motor unter seiner optimalen Leistungskapazität arbeiten wird.
  • Dementsprechend ist es wünschenswert, einen Stator zu schaffen, bei dem eine optimale Menge an Kupfer verwendet werden kann.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • Es ist eine Statoranordnung zur Verwendung mit einer bürstenlosen Getriebemotorbaugruppe offenbart, die aufweist: einen Stapel von mehreren Stahlblechen, wobei jedes der Stahlbleche mehrere Zähne enthält, die sich von einem Jochabschnitt jedes der Stahlbleche nach innen erstrecken, wobei eine innere Form und eine äußere Form jedes Jochabschnitts die gleiche Polygonform sowohl für die innere Form, als auch für die äußere Form des Jochabschnitts aufweisen.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen sind die Zähne und ihr zugehöriger Jochabschnitt alle aus einem einzigen einheitlichen Stück gebildet, das ein Stahlblech aufweist.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen sind die Zähne und ihr zugehöriger Jochabschnitt gesondert gebildet und aneinander befestigt, um das Stahlblech zu bilden.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen ist die Anzahl der Kanten der Polygonform gleich der Anzahl der Zähne des Stators.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen weisen die Zähne und der Jochabschnitt eine konstante Dicke auf.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen weist jedes der Stahlbleche eine hexagonale Gestalt auf.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner ein erstes Endkappenteil und ein zweites Endkappenteil umfassend, wobei das erste Endkappenteil ein erstes Ende der Statoranordnung teilweise abdeckt und das zweite Endteil ein gegenüberliegendes zweites Ende der Statoranordnung teilweise abdeckt.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen ist das erste Endkappenteil an dem zweiten Endkappenteil durch mehrere Befestigungsmittel befestigt.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen weisen das erste Endkappenteil und das zweite Endkappenteil jeweils zwei oder mehrere offene Bereich auf, in denen der Stapel von mehreren Stahlblechen sichtbar ist.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen sind das erste Endkappenteil und das zweite Endkappenteil aus Kunststoff gebildet.
  • Eine bürstenlose Getriebemotorbaugruppe, die die Statoranordnung nach einen beliebigen der vorhergehenden Absätze (0004-0013) enthält.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen enthält die bürstenlose Getriebemotorbaugruppe eine Rotoranordnung, ein Getriebe und eine elektronische Steuerplatine.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen, ferner ein erstes Endkappenteil und ein zweites Endkappenteil umfassend, wobei das erste Endkappenteil ein erstes Ende der Statoranordnung teilweise abdeckt und das zweite Endteil ein gegenüberliegende zweites Ende der Statoranordnung teilweise abdeckt.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen ist das erste Endkappenteil an dem zweiten Endkappenteil durch mehrere Befestigungsmittel befestigt.
  • Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorhergehenden Ausführungsformen weisen das erste Endkappenteil und das zweite Endkappenteil jeweils zwei oder mehrere offene Bereiche auf, in denen der Stapel von mehreren Stahlblechen sichtbar ist, und wobei das erste Endkappenteil und das zweite Endkappenteil aus Kunststoff ausgebildet sind.
  • Figurenliste
  • Die folgende Beschreibung sollte in keiner Weise als einschränkend angesehen werden. Bezugnehmend auf die beigefügten Zeichnungen sind gleiche Elemente gleich nummeriert:
    • 1 zeigt eine Explosionsansicht eines bürstenlosen Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 zeigt eine Perspektivansicht eines bürstenlosen Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 zeigt eine weitere Perspektivansicht eines bürstenlosen Motors gemäß der vorliegenden Offenbarung;
    • 4 zeigt eine Perspektivansicht einer Statoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
    • 5 zeigt eine Querschnittsansicht der Statoranordnung gemäß der vorliegenden Offenbarung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Eine detaillierte Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens wird hierin beispielhaft und nicht einschränkend unter Bezugnahme auf die Figuren dargelegt.
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine bürstenlose Getriebemotorbaugruppe für bestimmte Fahrzeuganwendungen, wie beispielsweise Fensterheber- oder Schiebedachanwendungen. Obwohl andere Anwendungen in Betracht gezogen werden. Die Verwendung der bürstenlosen Technologie ermöglicht die Beseitigung der Bürstenkommutierungsgeräusche, die bei herkömmlichen Gleichstrommotoren auftreten.
  • Ein Stator eines bürstenlosen Motors weist manchmal eine andere Innenkonfiguration im Vergleich zu seiner Außenkonfiguration auf. An sich kann dies zu Sättigungsproblemen bei der minimalen Dicke des Jochs des Stators führen. Die vorliegende Offenbarung schlägt vor, die äußere Form des Stators zu modifizieren, um ein Maximum an Kupfer in die Nuten zu füllen, während eine kontinuierliche Jochdicke beibehalten wird, und auf diese Weise magnetische Sättigungsprobleme zu vermeiden.
  • Indem nun auf wenigstens die 1-5 Bezug genommen wird, betrifft die vorliegende Offenbarung eine bürstenlose Getriebemotorbaugruppe 10. Die bürstenlose Getriebemotorbaugruppe 10 enthält eine Statoranordnung oder -unterbaugruppe 12 und eine Rotoranordnung oder -unterbaugruppe 14, ein Getriebe 16 und eine elektronische Steuerplatine oder elektronische Steuereinheit 18.
  • Die elektronische Steuerplatine oder elektronische Steuereinheit 18 ist in dem Gehäuse 20 untergebracht, das in einer Ausführungsform ein Kunststoffteil sein kann. Die elektronische Steuerplatine oder elektronische Steuereinheit 189 kann in das Gehäuse mit einem Zylinder 22 geführt werden, der durch eine Öffnung 23 in der elektronischen Steuerplatine oder der elektronische Steuereinheit 18 hindurchführt und mit Hilfe von Clips verriegelt wird. Auf der Platine gibt es drei Hauptbereiche: der erste ist für einen externen Stromversorgungsanschluss bestimmt; der zweite ist der Bereich der elektronischen Komponenten; und der dritte ist für den Anschluss der 3 Phasen des Motors und optional anderer Verbindungen im Zusammenhang mit der Vorrichtung zur Erfassung der Rotorposition vorgesehen.
  • Die elektronische Steuerplatine oder elektronische Steuereinheit 18 ist durch eine Gehäuseabdeckung 24 abgedeckt, die ein Kunststoffteil sein kann.
  • Die Statorunterbaugruppe 12 besteht aus einem Stahlblechstapel oder -paket 26 und zwei Kunststoffkappen 28, 30. Die Statorunterbaugruppe 12 weist eine Anzahl von Armen auf, die ein Vielfaches von 3 ist. Die Kunststoffkappen 28 und 30 verhindern, dass gewickelte Kupferdrähte der Armes des Stators durch scharfe Ecken geschnitten werden. Sie nehmen auch leitfähige Stecker auf, um die 3 Phasen mit der elektronischen Steuerplatine oder elektronischen Steuereinheit 18 zu verbinden.
  • Die Rotorunterbaugruppe 14 besteht aus einer Stahlwelle, auf der ein Stahlkernzylinder und Magnete montiert sind. Die Magnete können Segmente oder ein Ring sein, die bzw. der auf einer Oberfläche des Kernzylinders montiert sind bzw. ist. Die Magnete können auch in den Rotorkern eingebettet sein. Auf der Welle der Rotorunterbaugruppe 14 ist eine Schneckenschraube 44 montiert.
  • Ein erstes Endkappenteil 46 bedeckt teilweise ein erstes Ende der Statoranordnung 12, und ein zweites Endteil deckt teilweise ein gegenüberliegendes zweites Ende der Statoranordnung 12 ab. Das erste Endkappenteil 46 ist an dem zweiten Endkappenteil 48 durch mehrere Befestigungsmittel 50 befestigt. Das erste Endkappenteil 46 und das zweite Endkappenteil 48 sind, wenn sie aneinander befestigt sind, ausreichend lang, um die Statoranordnung 12 zu halten. Das erste Endkappanteil 46 und das zweite Endkappenteil 48 weisen jeweils zwei oder mehrere offene Bereiche auf, in denen der Statorstapel 26 sichtbar oder einsehbar ist, so dass die Gesamtdicke des Motors 10 reduziert ist. Mit anderen Worten wird durch Reduktion der Breite des ersten Endkappenteils 46 und des zweiten Endkappenteils 48 auf wenigstens zwei Seiten, so dass der Statorstapel 26 sichtbar wird, die Gesamtdicke des Motors 10 verringert. Das erste Endkappenteil 46 ist mit einem Anschlag und einem Lager ausgestattet, um die Welle der Rotorunterbaugruppe 14 drehbar aufzunehmen. Das zweite Endkappenteil 48 ist ebenfalls mit einem Lager ausgestattet, um die Welle der Rotorunterbaugruppe 14 drehbar aufzunehmen.
  • Das zweite Endkappenteil 48 ist an einer Getriebeunterbaugruppe 52 befestigt. Die Getriebeunterbaugruppe 52 enthält ein Hauptgehäuse oder Gehäuse 54, ein Ritzel oder Zahnrad 56 und eine Abdeckung 58. Die Getriebeunterbaugruppe 52 enthält ferner einen Anschlag und ein Lager für ein Ende des Schaftes der Welle der Rotorunterbaugruppe 14.
  • Das Ritzel oder Zahnrad 56 enthält ferner ein Ritzelrad 70, das von der Getriebeunterbaugruppe 52 vorsteht. Die elektronische Steuerplatine oder elektronische Steuereinheit 18 ist über das Gehäuse 20 und die Abdeckung 24 an der Getriebeunterbaugruppe 52 befestigt.
  • Indem nun wenigstens auf die 4 und 5 Bezug genommen wird, ist die Statoranordnung 12 zur Verwendung mit der bürstenlosen Getriebemotorbaugruppe 10 veranschaulicht. Wie vorstehend erwähnt, werden zwei Kunststoffteile oder Isolierteile 28 und 30 an jedem Ende des Kerns der Statoranordnung verwendet, um Wicklungen oder Kupferspulen 72 der Statoranordnung 12 zu tragen. Es ist zu beachten, dass in 5 nur eine einzige Wicklung 72 des Motors dargestellt ist.
  • Wie veranschaulicht, weist die Statoranordnung 12 einen Stapel aus mehreren Stahlblechen 26 auf, die den Statorkern des bürstenlosen Motors oder Generators 10 bilden. Die Bleche 26 bestehen aus mehreren Zähnen 74, auf die Kupferspulen 72 gewickelt sind. Ferner ist ein Isolator 76 veranschaulicht, der zwischen den Spulen 72 und dem Stahlblech 26 angeordnet ist.
  • Es ist ein Jochabschnitt 78 vorgesehen, der wenigstens einen Zahn 74 jedes Stahlblechs 26 aufweist. In einer Ausführungsform sind die Joche 78 und ihre zugehörigen Zähne 74 alle aus dem gleichen Teil (zum Beispiel einem einzigen einheitlichen Stück) gebildet, oder mehrere Joche 78, die einen einzigen Zahn 74 aufweisen, sind segmentiert und separat miteinander verbunden. Wie veranschaulicht, weisen die innere Form 80 und die äußere Form 82 jedes Jochs 78 die gleiche Polygonform 84 sowohl für die Innenseite 80 als auch für die Außenseite 82 des Jochs 78 auf.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist die Anzahl der Kanten der Polygonform 84 gleich der Anzahl der Zähne 74 des Stators 12. Dies ermöglicht konstante Dicken des Zahns 74 und des Jochs, die die Kapazität der Kupferspulen 72 zum Füllen der Nuten erweitern. Zusätzlich, und indem die Jochdicke konstant gehalten wird, kann die Statoranordnung 12 eine magnetische Sättigung an einigen Punkten vermeiden. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Offenbarung besteht darin, die Außenkanten 82 abzurunden, um sowohl scharfe Ecken für den Stanzprozess zu vermeiden als auch einen kompakten Stator 12 beizubehalten. 5 zeigt ein Blech 26 mit einer hexagonalen Gestalt.
  • 5 veranschaulicht ein einzelnes Segment 26 mit einer hexagonalen Form, das 6 Zähne 74 enthält. Die vorliegende Offenbarung hilft, durch Optimierung der um die Zähne der Segmente 26 gewickelten Spulen 72 das Verhältnis von Leistung zu Masse des bürstenlosen Motors 10 zu erhöhen.
  • Elemente der Ausführungsformen sind entweder mit dem Artikel „ein“ oder mit dem Artikel „eine“ eingeführt worden. Die Artikel sollen bedeuten, dass es eines oder mehrere der Elemente gibt. Die Begriffe „enthalten“ und „aufweisen“ und dergleichen sollen einschließend sein, so dass es neben den aufgeführten Elementen noch weitere Elemente geben kann. Die Verknüpfung „oder“, wenn sie mit einer Auflistung von wenigstens zwei Begriffen verwendet wird, soll jeden beliebigen Begriff oder jede beliebige Kombination der Begriffe bedeuten. Der Begriff „konfiguriert“ oder „eingerichtet“ bezieht sich auf eine oder mehrere strukturelle Beschränkungen einer Vorrichtung, die erforderlich sind, damit die Vorrichtung die Funktion oder Operation ausführen kann, für die die Vorrichtung konfiguriert bzw. eingerichtet ist.
  • Die hierin veranschaulichte Offenbarung kann in Abwesenheit irgendeines Elementes, das hierin nicht speziell offenbart ist, ausgeführt werden.
  • Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich für einen Fachmann, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können und Elemente durch ihre Äquivalente ersetzt werden können, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der vorliegenden Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmte Ausführungsformen beschränkt ist, die als die beste zur Ausführung der vorliegenden Offenbarung in Betracht gezogene Art offenbart ist, sondern dass die vorliegende Offenbarung alle Ausführungsformen umfasst, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen.

Claims (15)

  1. Statoranordnung (12) zur Verwendung mit einer bürstenlosen Getriebemotorbaugruppe (10), die aufweist: einen Stapel von mehreren Stahlblechen (26), wobei jedes der Stahlbleche (26) mehrere Zähne (74) enthält, die sich von einem Jochabschnitt (78) jedes der Stahlbleche (26) nach innen erstrecken, wobei eine innere Form (80) und eine äußere Form (82) jedes Jochabschnitts (78) die gleiche Polygonform (84) sowohl für die innere Form (80) als auch für die äußere Form (82) des Jochabschnitts (78) aufweist.
  2. Statoranordnung (12) nach Anspruch 1, wobei die Zähne (74) und ihr zugehöriger Jochabschnitt (78) alle aus einem einzigen einheitlichen Stück gebildet sind, das ein Stahlblech aufweist.
  3. Statoranordnung (12) nach Anspruch 1, wobei die Zähne (74) und ihr zugehöriger Jochabschnitt (78) gesondert gebildet und aneinander befestigt sind, um das Stahlblech zu bilden.
  4. Statoranordnung (12) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anzahl der Kanten der Polygonform (74) gleich der Anzahl der Zähne (74) des Stators (12) ist.
  5. Statoranordnung (12) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zähne (74) und der Jochabschnitt (78) eine konstante Dicke aufweisen.
  6. Statoranordnung (12) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes der Stahlbleche (26) eine hexagonale Gestalt aufweist.
  7. Statoranordnung (12) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, die ferner ein erstes Endkappenteil (46) und ein zweites Endkappenteil (48) aufweist, wobei das erste Endkappenteil (46) ein erstes Ende der Statoranordnung (12) teilweise abdeckt und das zweite Endteil (48) ein gegenüberliegendes zweites Ende der Statoranordnung (12) teilweise abdeckt.
  8. Statoranordnung (12) nach Anspruch 7, wobei das erste Endkappenteil (46) an dem zweiten Endkappenteil (48) durch mehrere Befestigungsmittel(50) befestigt ist.
  9. Statoranordnung (12) nach Anspruch 7, wobei das erste Endkappenteil (46) und das zweite Endkappenteil (48) jeweils zwei oder mehrere offene Bereiche aufweisen, in denen der Stapel aus mehreren Stahlblechen (26) sichtbar ist.
  10. Statoranordnung (12) nach Anspruch 7, wobei das erste Endkappenteil (46) und das zweite Endkappenteil (48) aus Kunststoff gebildet sind.
  11. Bürstenlose Getriebemotorbaugruppe (10), die die Statoranordnung (12) nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
  12. Bürstenlose Getriebemotorbaugruppe (10) nach Anspruch 11, wobei die bürstenlose Getriebemotorbaugruppe (10) eine Rotoranordnung (14), ein Getriebe (16) und eine elektronische Steuerplatine (18) enthält.
  13. Bürstenlose Getriebemotorbaugruppe (10) nach Anspruch 11, die ferner ein erstes Endkappenteil (46) und ein zweites Endkappenteil (48) aufweist, wobei das erste Endkappenteil (4) ein erstes Ende der Statoranordnung (12) teilweise abdeckt und das zweite Endteil (48) ein gegenüberliegendes zweites Ende der Statoranordnung (12) teilweise abdeckt.
  14. Bürstenlose Getriebemotorbaugruppe (10) nach Anspruch 13, wobei das erste Endkappenteil (46) an dem zweiten Endkappenteil (48) durch mehrere Befestigungsmittel (50) befestigt ist.
  15. Bürstenlose Getriebemotorbaugruppe (10) nach Anspruch 13, wobei das erste Endkappenteil (46) und das zweite Endkappenteil (48) jeweils zwei oder mehrere offene Bereiche aufweisen, in denen der Stapel aus mehreren Stahlblechen (26) sichtbar ist, und wobei das erste Endkappenteil (46) und das zweite Endkappenteil (48) aus Kunststoff ausgebildet sind.
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