DE60309778T2

DE60309778T2 - Elektronisch kommutierter Motor

Info

Publication number: DE60309778T2
Application number: DE60309778T
Authority: DE
Inventors: Enzo Colombo
Original assignee: Elco SpA
Current assignee: Elco E Trade SRL
Priority date: 2002-06-11
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2023-06-06
Also published as: ITMI20020308U1; EP1372250A2; ES2277628T3; ATE346417T1; DE60309778D1; EP1372250A3; EP1372250B1; ITMI20020308V0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine elektronisch kommutierte Elektromotorstruktur, die besonders für den Einsatz geeignet ist, Lüfter mit kleinen Abmessungen und dergleichen zu drehen.
Ein derartiger elektronisch kommutierter Elektromotor wurde in dem europäischen Patent EP 1 211 787 im Namen derselben Anmelderin beschrieben. Bei einem derartigen Motor nach dem Stand der Technik ist die Ständereinheit sandwichartig zwischen zwei Isolierstützen eingeschlossen, und ist eine Elektronik-Leiterplatte vorgesehen, die von der Isolierstütze gehaltert wird, die auf dem hinteren Teil des Ständers angeordnet ist. Diese Elektronik-Leiterplatte weist mehrere Elektronikbauteile auf, die zum Steuern der verschiedenen Betriebsfunktionen des Motors dienen. Die vereinigt mit dem Läufer und der Läufer-Unterbaugruppe ausgebildete Antriebswelle wird drehbar durch zwei Lagerbuchsen gehaltert, die in jeweiligen Sitzen angeordnet sind, die in den beiden Halbschalen der Motor-Ummantelung vorgesehen sind. Dies führt dazu, dass die Elektronik-Leiterplatte ein zentrales Durchgangsloch aufweist, um den Durchgang der Antriebswelle zu ermöglichen.
Diese Anordnung weist einige Nachteile auf. Tatsächlich sind die Elektronikbauteile der Elektronik-Leiterplatte elektromagnetischen Störungen ausgesetzt, infolge der elektrostatischen Ladungen, die durch die Antriebswelle ausgeglichen werden, die durch die Leiterplatte hindurchgehen.
Weiterhin führt die Tatsache, dass die Ständereinheit durch zwei Isolierstützen isoliert ist, die beide offen sind, um den Durchgang des Läufers und der Antriebswelle zu ermöglichen, zu Schwierigkeiten beim Wickeln der Wicklungen um die Ständerpole, insbesondere wenn Wickelmaschinen mit hoher Geschwindigkeit verwendet werden. Weiterhin sind in jenem Fall, in welchem der Ständer aus zwei getrennten Unterbaugruppen besteht, weitere Schwierigkeiten beim Verbinden und beim Zusammenbau der Ständer-Unterbaugruppen vorhanden.
Weiterhin stellt sich infolge der übermäßigen Länge der Antriebswelle auch der Zusammengau der gesamten Motorstruktur als kompliziert dar. Tatsächlich muss zum Zeitpunkt des Schließens der beiden Halbschalen der Ummantelung die Antriebswelle perfekt auf den beiden Lagerbuchsen der Halbschalen der Ummantelung zentriert sein.
Das Dokument JP 9037508 beschreibt eine Lagerungsvorrichtung eines Elektromotors mit kleinen Abmessungen, der eine hintere Isolierstütze aufweist, die einen geschlossenen hinteren Flansch aufweist; es ist ein Sitz, der eine Lagerung haltert, die wiederum drehbar ein Ende der Motorwelle haltert, auf der vorderen Oberfläche des hinteren Flansches vorhanden.
Das Dokument EP 1 087 497 beschreibt eine Ständerplatte für den Ständer eines Elektromotors, die ein innere Öffnung für einen Läufer und nach innen vorstehenden Polzähne für eine Ständerwicklung aufweist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Überwindung der Nachteile des Stands der Technik, durch Bereitstellung einer elektronisch kommutierten Elektromotorstruktur, die extrem verlässlich ist, und die Störungen bei den Elektronikbauteilen des Motors durch elektrostatische Ladungen hervorgerufenen Störungen auf ein Minimum verringern kann.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer derartigen, elektronisch kommuitierten Elektromotorstruktur, die kostengünstig und einfach herzustellen und zusammenzubauen ist.
Das wesentlichste Ziel besteht jedoch in der Erhöhung des Wirkungsgrades des Motors durch Verbesserung von dessen Anfahrbedingungen.
Die speziellen Eigenschaften der Erfindung werden durch die Tatsache repräsentiert, dass:

– Die hintere Isolierstütze einen geschlossenen hinteren Flansch aus Isoliermaterial aufweist, wobei der hintere Flansch an seiner Vorderfläche, die dem Läufer zugewandt ist, einen Sitz zur Aufnahme einer Lagerung oder einer Lagerbuchse aufweist, zum drehbaren Haltern des hinteren Endes der Antriebswelle. Infolge des Vorhandenseins des hinteren Flansches bleibt die Steuerelektronik des Motors, die auf der Leiterplatte angebracht ist, isoliert und immun gegen die Störungen, die von den elektrostatischen Ladungen herrühren, die durch die Drehung der Antriebswelle erzeugt werden.
– Die Statoreinheit besteht aus zwei Teilen, von denen eines ein Joch- und ein Polstück aufweist, und beide Teile aus mehreren ringförmigen Laminierungen bestehen, die aufeinander gestapelt sind.
– Jede Laminierung des Polstücks umfasst mehrere Pole, die in Radialrichtung von jeweiligen Polschuhen vorstehen, die entlang einem kreisförmigen Weg angeordnet sind, um so ein Durchgangsloch festzulegen, welches den Läufer aufnehmen kann.
– Die freien Enden der Pole können in Spezialnuten eingreifen, die im Innenrand des Ständerjochs vorgesehen sind.
– Die Polschuhe weisen im Wesentlichen bogenförmige Endränder auf, wobei vertiefte Abschnitte vorgesehen sind, die einen Innendurchmesser haben, der etwas größer ist als der Innendurchmesser der Ränder der Polschuhe.

Da die bogenförmigen Endränder der Polschuhe vertiefte Abschnitte aufweisen, ist der Wirkungsgrad des Motors durch Verbesserung seiner Anfahrbedingungen erhöht. Insbesondere erzeugen die vertieften Abschnitte eine Reluktanzvariation innerhalb des voranstehend erwähnten Luftspaltes.
Weiterhin ermöglicht die Tatsache, dass so vorgegangen wird, dass das hintere Ende der Antriebswelle drehbar durch die Lagerbuchse gehaltert wird, die in dem hinteren Flansch der Isolierstütze angebracht ist, dass verschiedene andere Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik vorhanden sind. Tatsächlich können kürzere Antriebswellen hergestellt werden und ist es nicht erforderlich, Durchgangslöcher für die Antriebswelle in der Leiterplatte auszubilden, noch ist es erforderlich, Lagerbuchsen oder Lagerungen in der hinteren Halbschale der Ummantelung zur Verfügung zu stellen. Dies führt dazu, dass der Zusammenbau des Motors beträchtlich vereinfacht wird, mit entsprechenden Einsparungen in Bezug auf die Zeit und Herstellungskosten.
Weitere Eigenschaften der Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung deutlicher werden, unter Bezugnahme auf eine rein beispielhafte und daher nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
1 eine axonometrische Ansicht in Explosionsdarstellung ist, welche den elektronisch kommutierten Elektromotor gemäß der Erfindung zeigt;
2 eine axonometrische Ansicht in Explosionsdarstellung ist, welche den Läufer und die beiden Ständer-Unterbaugruppen des Elektromotors gemäß der Erfindung zeigen;
2a eine Aufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform einer Laminierung des Polstücks des Ständers ist, welcher wesentliche Eigenschaften zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden, objektiven Problems enthält;
3 und 4 zwei Perspektivansichten sind, welche von vorn bzw. von hinten eine starre, hintere Isolierstütze des Ständers zeigen;
5 eine Axialschnittansicht der starren hinteren Stütze des Ständers ist, entlang der Schnittebene V-V von 3;
6 eine axonometrische Ansicht ist, welche eine vordere, starre Isolierstütze des Ständers zeigt;
7 eine axonometrische Ansicht von hinten ist, welche die Polstück-Unterbaugruppe des Ständers zeigt, zusammengebaut zwischen der starren hinteren Stütze und der starren vorderen Stütze mit den jeweiligen Ständerwicklungen;
8 eine Ansicht von hinten der Polstück-Unterbaugruppe des Ständers von 7 ist;
9 eine Axialschnittansicht entlang der Schnittebene IX-IX von 8 ist;
10 eine axonometrische Ansicht von hinten ist, welche die gesamte Ständereinheit zeigt, die zusammengebaut ist und eine Leiterplatte haltert;
11 eine Ansicht von hinten der Ständereinheit von 10 ist; und
12 eine Axialschnittansicht entlang der Ebene des Schnitts XII-XII von 11 ist.
Der elektronisch kommutierte Elektromotor gemäß der Erfindung wird unter Zuhilfenahme der Figuren beschrieben.
In 1 ist der Elektromotor gemäß der Erfindung, insgesamt mit dem Bezugszeichen 100 bezeichnet, in Explosionsdarstellung dargestellt. Der Motor 100 weist eine Ständereinheit 20 mit den jeweiligen Ständerwicklungen auf, einen vereinigt mit einer Antriebswelle 31 ausgebildeten Läufer 30, Steuerelektronik 80 für den Betrieb des Motors, ein Stromversorgungskabel 3 zur Versorgung des Motors, und eine Ummantelung, die aus einer vorderen Halbschale 12 und einer hinteren Halbschale 11 besteht, und die verschiedenen Teile des Motors umschließen kann.
Die hintere Halbschale 11 der Ummantelung weist größere Abmessungen in Längsrichtung auf als die vordere Halbschale 12. Die beiden Halbschalen 11 und 12 werden mithilfe von Befestigungsstangen 13 so zusammengebaut, dass darin ein zylinderförmiger Raum zur Aufnahme der Motorteile erzeugt wird. Die vordere Halbschale 12 weist ein Axialloch 14 auf, durch welches die Antriebswelle 31 herausgelangt.
Das Ständerjoch 22 weist mehrere Laminierungen auf, in Form ringförmiger Platten, die aufeinander gestapelt sind, und zusammen mithilfe vertiefter Teile 24 zusammengehalten werden, die auf einer Oberfläche vorgesehen sind, und entgegengesetzt zu vorstehenden Teilen 24', die auf der entgegengesetzten Oberfläche vorgesehen sind, fluchtend mit den vertieften Teilen 24. Das Ständerjoch 22 weist auf seiner zylindrischen Außenoberfläche äußere Nuten 123 auf, die zum Eingriff einer Hälfte innerhalb der vorderen Halbschale 12 der Ummantelung und der anderen Hälfte innerhalb der hinteren Halbschale 11 dienen sollen. Auf diese Weise wird der Stator 20 in Axialrichtung innerhalb der Ummantelung 10 angeordnet, und ist mit dieser vereinigt ausgebildet.
In dem Innenrand der Laminierungen des Ständerjochs 22 sind mehrere abgerundete, zackenförmige Vertiefungen 27 vorgesehen, die, wenn sie zueinander ausgerichtet sind, längliche Sitze im Inneren des Ständerjochs 22 ausbilden.
Der Polschuh 22 weist eine Gruppe von Laminierungen auf, die aufeinander gestapelt sind und mithilfe vertiefter Teile 25 zusammengehalten werden, die auf einer Oberfläche vorgesehen sind, und entgegengesetzt zu vorstehenden Teilen 25' die auf der entgegengesetzten Oberfläche fluchtend mit den vertieften Teilen 25 vorgesehen sind. Jede Laminierung weist mehrere Pole 26 auf, die radial nach außen von jeweiligen Polschuhen 28 vorstehen, die in Form eines Kreisbogens ausgebildet sind, um so ein axiales Loch 21 festzulegen, das den Luftspalt bildet, der dazu dient, den Motor 30 aufzunehmen. Das Ende jedes Pols 26 weist eine Form entsprechend der Vertiefung 27 der Laminierungen des Ständerjochs auf, sodass das Polstück in Eingriff mit dem Inneren des Ständerjochs 22 gelangen kann.
Die Laminierungen, welche das Polstück 23 bilden, werden durch Brücken 29 zusammengehalten, welche die Enden der Polschuhe 28 zumindest der ersten, vorderen Laminierungen und zumindest der letzten hinteren Laminierungen verbinden. Stattdessen sind in den mittleren Laminierungen Trennlöcher 29' vorgesehen, welche die Enden der Polstücke 28 trennen.
In 2a ist die Ausführungsform der Laminierungen des Polschuhs 23 – welche wesentliche Eigenschaften zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden, objektiven Problems enthält – dargestellt, bei welcher das Loch 21 des Luftspaltes durch ein Profil mit geeigneter Form festgelegt ist, wie voranstehend erläutert, weisen die Polschuhe 28 bogenförmige Endränder 120 auf, möglicherweise verbunden mit den Brücken 29, um das kreisförmige Loch 21 auszubilden, welches den Luftspalt festlegt.
Bei der in 2a gezeigten Ausführungsform sind in den bogenförmigen Endrändern 120 der Polstücke 28 jeweils vier kreisförmige Abschnitte 121 (einer für jeden Polschuh) vorgesehen, die radial nach außen in Bezug auf die Ränder 120 der Polschuhe vertieft ausgebildet sind. Der Innendurchmesser ϕ1 der Abschnitte 121 ist daher etwas größer als der Innendurchmesser ϕ2 der Ränder 120 der Polschuhe.
Die vertieften Abschnitte 121 sind an diametral entgegengesetzten Orten angeordnet, und jeder vertiefte Abschnitt 121 wird durch einen Kreisbogen festgelegt, der durch einen Winkel im Zentrum θ von etwa 30° aufgespannt wird.
Diese Anordnung ermöglicht einen höheren Wirkungsgrad des Motors, und verbessert dessen Anfahrverhalten. Insbesondere erzeugen die vertieften Abschnitte 121 eine Variation der Reluktanz innerhalb des Luftspaltes 21.
Sobald der Strom zum Motor abgeschaltet wurde, hält daher der Läufer 20 im Inneren des Luftspaltes 21 an dem Ort der niedrigsten Reluktanz an. Infolge der speziellen Konstruktion der Struktur der Laminierungen des Polstücks 23, also infolge der Bereitstellung der vertieften Abschnitte 121 in den Polschuhen 28 fällt daher der Ort der geringsten Reluktanz, an welchem der Läufer 30 anhält, mit der bevorzugtesten Position zum Anfahren des Motors zusammen. Auf diese Art und Weise werden unsichere Bedingungen bezüglich dem Ort des Läufers zum Zeitpunkt des Anfahrens überwunden.
Der Läufer 30 ist im Wesentlichen zylinderförmig, mit einem Außendurchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des axialen Loches 21 in dem Ständer 20 (also kleiner als der kleinste Innendurchmesser ϕ2 der Ränder 120 der Polschuhe), damit er darin angeordnet werden kann. Der Läufer 30 ist ein Permanentmagnetläufer, der an sich bekannt ist, und daher nicht mit weiteren Einzelheiten erläutert wird.
Wie wiederum aus 1 hervorgeht, und in Axialrichtung darin angeordnet, um so ein vorderes Ende 32 festzulegen, das in Vorwärtsrichtung von dem Läufer 30 vorsteht, und ein kürzeres hinteres Ende 33, das nach hinten von dem Läufer 30 vorsteht.
Das vordere Teil der Läuferwelle 31 steht im Eingriff mit Lagerungen oder Lagerbuchsen 15, die mit einer Feder im Innern der vorderen Halbschale 12 der Ummantelung befestigt sind, das das vordere Ende 32 der Antriebswelle nach vorn und in Axialrichtung aus dem Axialloch 14 der Halbschale 12 vorstehen, kann, sodass dort eine Last einwirken kann. Außerhalb der vorderen Halbschale 12 der Ummantelung ist ein Flansch 17 vorgesehen, der ein Axialloch 18 aufweist, welches das vordere Ende 32 der Antriebswelle 31 aufnehmen kann. Eine Last, beispielsweise ein Lüfter (nicht gezeigt) wird an dem Flansch 17 angebracht.
Der Ständer 20 ist sandwichartig zwischen einer ersten, starren, vorderen Isolierstütze 40 und einer zweiten, starren, hinteren Isolierstütze 50 gehaltert.
Wie deutlicher aus den 3, 4 und 5 hervorgeht, weist die zweite, starre, hintere Stütze 50 ein zentrales, kastenartiges Gehäuse 51 auf, das an der Rückseite durch einen hinteren Flansch 52 verschlossen ist.
In der nach außen weisenden Oberfläche des hinteren Flansches 52 sind Führungen 59 und Stifte 159 vorgesehen, um die Leitungsdrähte der Ständerwicklungen zu führen, zurückzuführen und abzusperren.
In der nach innen weisenden Oberfläche des hinteren Flansches 52 ist ein kreisförmiger Sitz vorgesehen, der eine Lagerung oder eine Lagerbuchse 58 aufnehmen kann, welche das hintere Ende 33 der Antriebswelle 31 drehbar haltern kann. Die Lagerbuchse 58 wird in ihrem Sitz durch eine Kranzfeder 55 festgehalten.
Von den Seitenwänden des kastenförmigen Gehäuses 51 springen vier Brücken oder Überbrückungsteile 56 nach außen vor, die in jeweiligen Trennwänden 54 parallel zur jeweiligen Seite des kastenartigen Gehäuses 51 enden. Jede Brücke 56 legt einen vertieften Sitz 57 fest, der vorn offen und hinten geschlossen ist. Jede Trennwand 54 weist auf ihrem hinteren Rand an einem Ort im Zentrum einen Haken oder eine Zunge 53 auf, der bzw. die von dort aus nach hinten vorsteht.
Wie in 6 gezeigt, ist die starre, vordere Isolierstütze 40 im Wesentlichen gleich der starren, hinteren Isolierstütze 50, mit Ausnahme der Tatsache, dass die vordere Stütze 40 ein kastenartiges Gehäuse 51 aufweist, das vorn und hinten offen ist, um ein Durchgangsloch 42 zum Einführen des Läufers 30 festzulegen.
Von den Wänden des kastenartigen Gehäuses 41 aus stehen jeweilige Brücken oder Überbrückungsteile 46 vor, die in Trennwänden 44 parallel zu den Seitenwänden enden. Jede Brücke 46 weist an der Rückseite einen vertieften Sitz 47 in Ausrichtung zu einem Schlitz in der jeweiligen Trennwand 44 auf.
Wie deutlicher aus den 7 bis 9 hervorgeht, ist das Polstück 23 sandwichartig zwischen der starren, vorderen Stütze 40 und der starren, hinteren Stütze 50 eingeschlossen, sodass die Pole 26 in den Sitzen 57, 47 der Brücken 56, 46 der starren, hinteren Stütze 50 und der starren, vorderen Stütze 40 aufgenommen sind, und die Polschuhe 28 in kastenförmigen Gehäusen 51, 41 der starren hinteren bzw. vorderen Stütze 50 bzw. 40 aufgenommen sind, um die Pole des Polstücks aufzunehmen.
Hierbei wird mithilfe einer automatischen Wiederaufwickelmaschine ein Leiterdraht auf die Brücken 56 und 46 gewickelt, um die Ständerwicklungen 60 auszubilden. Tatsächlich werden auf diese Weise die Wicklungen 60 um die Ständerpole 26 herum angeordnet. Die Enden der Leitungsdrähte der Wicklungen 60 werden in den Führungen 59 geführt, und in den Stiften 159 des hinteren Abschlussflansches 52 abgesperrt.
Wie deutlicher aus den 10 bis 12 hervorgeht, wird die Baugruppe, die aus dem Polstück 23 besteht, das zwischen den beiden starren Isolierstützen 40, 50 gehaltert wird, und den Ständerwicklungen 60, in das Ständerjoch 22 eingeführt, sodass die freien Enden der Pole 26 in Eingriff mit den vertieften Sitzen 27 des Ständerjochs 22 gelangen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Zusammenbau der Ständereinheit fertig gestellt.
Bekanntlich muss ein Elektromotor mit einem Permanentmagnetläufer ein Anfahrsystem aufweisen, um zu ermöglichen, dass mit der Drehung des Läufers begonnen werden kann. Ein derartiges Anfahrsystem kann normalerweise durch eine elektronische Steuerung zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise jene elektronische Steuerung, die in dem europäischen Patent EP 1 211 787 im Namen derselben Anmelderin beschrieben ist.
Die Elektronik der elektronischen Steuerung des Motors, die insgesamt mit den Bezugszeichen 80 bezeichnet ist, ist auf einer Leiterplatte 70 angeordnet, die auf der hinteren Oberfläche der hinteren, starren Isolierstütze 50 befestigt werden soll. Zu diesem Zweck weist die Leiterplatte 70 vier Löcher 73 auf, die in Form einer Schnappkupplung die vier Haken 53 der hinteren, starren Stütze 50 aufnehmen können.
Wenn die Leiterplatte 70 montiert wird, stößt sie gegen die hinteren Ränder der rechteckigen Trennwände 54 der hinteren, starren Isolierstütze an, und bleibt in einer Entfernung von den Ständerwicklungen 60, um die Elektronik 80 gegenüber den Wicklungen 60 des Ständers 20 zu isolieren.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass der hintere Flansch 52 der hinteren, starren Isolierstütze eine Abschirmung gegen die elektrostatischen Ladungen zur Verfügung stellt, die von der Lagerbuchse 58 kommen, welche das hintere Ende 33 der Antriebswelle haltern soll. Auf diese Weise wird die Elektronik 80 perfekt gegenüber den Störungen infolge der elektrostatischen Ladungen isoliert, die durch Drehung der Antriebswelle 31 hervorgerufen werden.
Die Elektronik 80 weist vorzugsweise eine magnetische Hall-Effekt-Sonde auf, die das Magnetfeld erfasst, das von dem Permanentmagneten erzeugt wird, die auf dem Läufer 30 angeordnet sind, zur Erfassung der exakten Position des Läufers 30. Diese Magnetsonde kann innerhalb der Ständeranordnung und dem Läufer 30 gegenüberliegend angeordnet sein, und so durch eine Stromleitung an die Leiterplatte 70 angeschlossen sein, in welcher die Elektronik 80 vorgesehen ist.
Auf diese Weise erzeugen während der Drehung des Läufers 30 die abwechselnden positiven und negativen Pole in dem Magnetfeld, das von den Permanentmagneten erzeugt wird, eine Impulskette, welche den magnetischen Sensor mit derselben Frequenz wie der Drehfrequenz des Läufers verlässt.
Sobald die Leiterplatte 70 auf der hinteren Stütze 50 der Ständereinheit angebracht wurde, ist die gesamte Einheit in der hinteren Halbschale 11 angeordnet, sodass die äußeren Nuten 123 des Ständerjochs jeweils im Eingriff mit entsprechenden inneren Rippen der hinteren Halbschale 11 stehen. Dann wird der Läufer 30 vorn ins Innere des Lochs 21 im Ständer 20 eingeführt, sodass das hintere Ende 33 der Antriebswelle 31 in Eingriff mit der Lagerbuchse 58 der hinteren Stütze 50 gelangt. Die vordere Halbschale 12 wird dann auf der hinteren Halbschale 11 geschlossen, sodass das vordere Teil der Antriebswelle 31 in Eingriff mit der Lagerbuchse 15 der vorderen Halbschale 12 gelangt. Schließlich wird der Flansch 17 am vorderen Ende 32 der Antriebswelle angebracht, das von der vorderen Halbschale 12 aus nach außen vorsteht.
Der Motor 100 weist weiterhin einen elektrischen Verbinder auf, der an ein Stromversorgungskabel 3 mithilfe eines Stecker (nicht gezeigt) angeschlossen ist, zur Verbindung mit der Netzstromversorgung, um Energie den verschiedenen Elektronikbauteilen des Motors 100 zuzuführen.
Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung wurde ein Ständer mit vorstehenden Polen dargestellt, der mit vier Polen versehen ist, die an diametral entgegengesetzten Positionen angeordnet sind. Selbstverständlich betrifft die Erfindung ebenfalls Ständer mit vorstehenden Polen, die eine Anzahl an Polen ungleich vier aufweisen. In diesem Fall weisen daher die starren Isolierstützen 40, 50 eine Anzahl an Brücken 46, 56 ungleich vier auf, die ausgerichtet zu den Polen des Ständers angeordnet sind.
Verschiedene Abänderungen und Modifikationen von Einzelheiten innerhalb des Könnens eines Fachmanns auf diesem Gebiet können bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung vorgenommen werden, und sind jedenfalls vom Umfang der Erfindung abgedeckt, die in den beigefügten Patentansprüchen angegeben ist.

Claims

Elektronisch kommutierte Elektromotorstruktur (100), umfassend: – eine Ummantelung mit einer vorderen Halbschale (12) und einer hinteren Halbschale (11), welche verschiedene Bauteile des Motors beinhalten können, – eine Ständereinheit (20), die mit Ständerwicklungen (60) versehen und fest in der Ummantelung eingebaut ist, – einen Läufer (30), der in der Ständereinheit (20) angeordnet ist ein Ganzes mit der Antriebswelle (31) bildet, – eine Steuerelektronik (80), die auf einer Leiterplatte (70) befestigt ist und von einer hinteren Isolierstütze (50), die im hinteren Teil der Ständereinheit (20) befestigt ist, getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass: – die hintere Isolierstütze (50) einen geschlossenen hinteren Flansch (52) aus Isoliermaterial aufweist, wobei der hintere Flansch (52) an der Vorderfläche, die dem Läufer zugewandt (30) ist, einen Sitz aufweist zur Aufnahme einer Lagerung oder einer Lagerbuchse (58), welche ein hinteres Ende (33) der Antriebswelle (31) drehbar trägt, so dass die Elektronik (80) des Motors von den elektrostatischen Ladungen, die durch die Drehung der Antriebswelle (31) erzeugt werden, isoliert ist; – der Ständer (20) ein Ständerjoch (22) umfasst, das mehrere ringförmige Laminierungen aufweist, die übereinander geschichtet sind, und ein Polstück (23), das sich aus mehreren geschichteten Laminierungen zusammensetzt, die mehrere Pole (26) umfassen, welche aus den einzelnen Polschuhen (28) hervortreten, die entlang einer kreisförmigen Bahn angeordnet sind, um eine Durchgangsbohrung (21) zu umgrenzen, welche den Läufer (30) aufnehmen kann, wobei das freie Ende der Pole (26) in Spezialnuten (27), die im Innenrad des Ständerjochs (22) ausgebildet sind, eingreifbar ist; – die Polschuhe (28) im Wesentlichen bogenförmige Endränder (120) aufweisen, wobei vertiefte Abschnitte (121) gebildet werden, deren Innendurchmesser (ϕ1) geringfügig größer als der Innendurchmesser (ϕ2) der Ränder (120) der Polschuhe ist.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hintere Isolierstütze (50) umfasst: – ein in der Mitte gelegenes Einschließgehäuse (51), das an der Rückseite durch den hinteren Flansch (52) abgedeckt ist und die Polschuhe (28) des Polstücks (23) des Ständers (20) aufnehmen kann, – mehrere Brücken (56), die schräg nach außen aus den Seitenwänden des in der Mitte gelegenen Einschließgehäuses (51) hervortreten und die Pole (26) des Polstücks (23) des Ständers (20) aufnehmen können.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Mitte gelegene Einschließgehäuse (51) im Wesentlichen die Form eines quaderförmigen Kastens aufweist, und die Brücken (56) vier an der Zahl sind, wobei jede aus einer Seitenwand des kastenförmigen Einschließgehäuses (51) hervortritt.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende jeder Brücke (56) eine Trennwand (54) vorgesehen ist, die Eingreifmittel umfasst, die in ergänzende Eingreifmittel (73), die auf der Leiterplatte (70) vorgesehen sind, eingreifen können, so dass die Leiterplatte (70) am Rand der Trennwände (54) mit einem verbleibenden Abstand von den Ständerwicklungen (60) anliegt.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingreifmittel (73) der hinteren Isolierstütze (50) Haken oder Zungen (53) umfassen, die in die Löcher (73) auf der Leiterplatte (70) anhand einer Schnappkupplungsverbindung eingreifen können.
Elektromotorstruktur (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (58) im Sitz des Flansches (52) auf der hinteren Isolierstütze (50) anhand einer Kranzfeder (55) blockiert ist.
Elektromotorstruktur (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vordere Isolierstütze (40) aufweist, die im vorderen Teil der Ständereinheit (20) derart angeordnet ist, dass die Ständereinheit (20) zwischen der vorderen Isolierstütze (40) und der hinteren Isolierstütze (50) zusammengedrückt wird.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vordere Isolierstütze (4) umfasst: – ein in der Mitte gelegenes Einschließgehäuse (41), das an der Vorderseite und Rückseite geöffnet ist und die Polschuhe (28) des Polstücks (23) des Ständers (20) aufnehmen kann, – mehrere Brücken (46), die schräg nach außen aus den Seitenwänden des in der Mitte gelegenen Einschließgehäuses (41) hervortreten und die Pole (26) des Polstücks (23) des Ständers (20) aufnehmen können.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen (60) der Ständereinheit (20) um die Brücken (56, 46) der hinteren Stütze (50) und vorderen Stütze (40) gewickelt sind.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Polschuhe (28) anhand von Verbindungsbrücken (29) miteinander verbunden und einige Polschuhe (28) voneinander durch Trennschlitze (29') getrennt sind.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der vertieften Abschnitte (121) gleich der Anzahl der Pole (26) des Polstücks (23) ist.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder vertiefte Abschnitt (121) durch einen Bogen definiert wird, der durch einen Winkel im Zentrum (θ) von etwa 30° begrenzt ist.
Elektromotorstruktur (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenenden der Pole (26) des Polstücks (23) nach außen aus den vorderen und hinteren Stützen (40, 50) heraustreten, um in die Nuten (27) des innen liegenden Rands des Ständerjochs (22) einzugreifen.
Elektromotorstruktur (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Teil der Antriebswelle (31) drehbar durch eine in der vorderen Halbschale (12) angeordnete Lagerung oder Lagerbuchse (15) getragen wird.
Elektromotorstruktur (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vordere Ende (32) der Antriebswelle (31) nach vorn aus der vorderen Halbschale (12) heraustritt, um in einen Flansch (17) einzugreifen, der in der Lage ist, eine Last, wie zum Beispiel einen Lüfter, zu tragen.
Elektromotorstruktur (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (30) ein Permanentmagnetläufer ist.
Elektromotorstruktur (100) nach einem der Ansprüche 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik (80) eine elektromagnetische Hallsonde umfasst, die das von den Permanentmagneten des Läufers (30) erzeugte Magnetfeld erfassen kann.