EP4140017A1 - Stator für eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische maschine - Google Patents

Stator für eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische maschine

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Publication number
EP4140017A1
EP4140017A1 EP21718050.4A EP21718050A EP4140017A1 EP 4140017 A1 EP4140017 A1 EP 4140017A1 EP 21718050 A EP21718050 A EP 21718050A EP 4140017 A1 EP4140017 A1 EP 4140017A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
rotary machine
slot wedge
dynamo
housingless
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21718050.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Büttner
Reiner Grillenberger
Klaus Kirchner
Matthias Warmuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Innomotics GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP4140017A1 publication Critical patent/EP4140017A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/16—Stator cores with slots for windings
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer

Definitions

  • the invention relates to a stator for a caseless dy namo-electric rotary machine and a caseless dynamo-electric rotary machine.
  • the patent specification DE 2037 769 A1 discloses a surface-cooled, housing-less electric motor with end shields that are supported on the laminated stator core consisting of rectangular laminations, with the stator laminations partially or on the entire outer circumference having teeth shaped in such a way that they can be punched from strip material without a grid.
  • US 2006/284511 A1 discloses a motor comprising a stator core which is formed from a plurality of stator laminations and which is at least partially a peripheral surface of the motor.
  • Each stator liner has a plurality of ribs that extend radially outward. When assembled, the ribs of adjacent laminations together form larger ribs that extend the length of the stator core.
  • These fins improve engine cooling by improving engine heat dissipation.
  • a central aspect of new environmental guidelines concerns the repairability of products. Electric motors are also affected here.
  • the tasks of a housing of an electric motor include, for. B. a cooling of the electric motor.
  • a damaged housing is often a reason to dispose of the electric motor, as repairs can sometimes be difficult.
  • the object of the invention is to improve an electric motor in terms of repairability.
  • a dynamoelectric rotary machine without a housing comprising a stator, the stator having a material layer structure, the material layer structure having a plurality of material layers, the material layers being lined up along an axis of rotation, the material layer structure has a plurality of thickened portions and a plurality of grooves, with one groove being arranged between two thickened portions, with at least one groove being designed in such a way that at least one slot wedge can be accommodated, with at least one thickened portion being designed in such a way that the slot wedge can be fixed, an end element being arranged on at least one axial end of the stator, the end element being connected to the stator by means of at least one connecting element, at least one slot wedge being arranged in at least one slot of the stator, the connecting element having at least one slot wedge ver is bound.
  • the material layer structure advantageously has the function of a laminated core and is advantageously designed as a laminated core (also: stator core).
  • the material layer has the advantageous Function of a, preferably stamped, single sheet and is advantageously designed as a single sheet.
  • the thickenings are at least partially designed as cooling fins.
  • This increase in surface area allows heat to be dissipated in a simple manner.
  • At least one groove is designed in such a way that at least one slot wedge can be accommodated, with at least one thickened portion being designed in such a way that the slot wedge can be fixed.
  • a first thickened portion at a radial end of the first thickened portion has a projection directed in the direction of rotation, with a second thickened portion at a radial end of the second thickened portion having a projection directed counter to the direction of rotation.
  • the material layers are materially connected, in particular by means of an adhesive.
  • the individual laminations are advantageously linked to one another to form a stator iron packet during a stamping process or after stamping. This works particularly well by gluing the individual sheets over the entire surface.
  • Full-surface bonding also offers the advantage that the individual sheets are sealed to one another. In this way, good protection against contact, foreign bodies and water is achieved.
  • the stator is coated with a coating.
  • the coating advantageously ensures protection against corrosion, in particular on an outer circumference of the stator.
  • the coating is suitable for forming an insulating layer between the winding and the material layer, in particular the stator lamination, in an inner region of the slots.
  • a galvanic coating a coating by thermal flame spraying or cold gas spraying as well as a coating by a dipping process (e.g. galvanizing).
  • only one type of coating is used, which is suitable for the outer area of the stator as well as for the inner area.
  • a resin-based coating that is applied, for example, by painting or dipping is particularly well suited for this purpose.
  • Electrostatic powder coating e.g. with subsequent thermal treatment is another option.
  • the coating advantageously has a thickness of between 20 ⁇ m and 70 ⁇ m, in particular between 30 ⁇ m and 60 ⁇ m.
  • a coating is conceivable that has lacquer and/or resin. These can be based on polyester (unsaturated) and/or epoxy. Silicones are also conceivable.
  • stator z. B. Due to the coating of the stator z. B. protected against corrosion and thus rusting. This succeeds z. B. by immersion in an anti-rust substrate and / or by painting with the anti-rust substrate.
  • electrical insulation can be generated by the coating. This is done, for example, by fillers in the coating. Ceramic fillers are advantageously used here to improve resistance to abrasion, preferably outdoors. Ceramic fillers can also be used to increase insulating ability and heat conduction, particularly in a slot area for the winding.
  • Thermally conductive particles e.g. quartz sand, or particles resistant to partial discharges, especially those based on silicon, are also suitable as fillers.
  • the housingless dynamoelectric rotary machine can also be referred to as a one-piece stator-housing unit, since a function of the housing is realized in particular on an outer circumference of the stator.
  • a conventional housing is dispensed with.
  • the housing is integrated into the stator, in which special contours and ribs are punched into the individual sheet metal during the stamping process.
  • one end element each is arranged at a front axial end of the stator and at a rear axial end of the stator.
  • the end element is designed as a bearing plate.
  • the end shield advantageously has a receptacle for a bearing for supporting a shaft of the rotor.
  • the caseless dynamoelectric rotary machine has an end shield on an A side and an end shield on a B side.
  • the end element has thickenings, in particular designed as cooling ribs.
  • Winding heads which are preferably positioned axially below the end element, can thus dissipate their heat loss better. In this way, efficiency can be increased.
  • the cooling ribs of the stator and the cooling ribs of the end element are advantageously arranged in alignment.
  • the connecting element is a screw element.
  • the screw element is preferably a clamping screw.
  • At least one slot wedge is arranged in at least one slot of the stator.
  • Exactly one slot wedge is advantageously arranged in a slot. However, there can also be several slot wedges per slot.
  • the connecting element is connected to at least one slot wedge.
  • stator is connected to the end element.
  • the end element is advantageously connected to the stator at at least two points. This is advantageously achieved by means of two slot wedges, which are arranged at a distance from an outer circumference of the stator.
  • At least one base is connected to at least one slot wedge.
  • the stator is connected to the base.
  • At least two feet are advantageously connected to the stator. This is advantageously achieved by means of two slot wedges, which are arranged at a distance from an outer circumference of the stator. These are advantageously located on an underside of the stator.
  • the feet can z. However, it can also be arranged laterally, for example, in the case of stators to be mounted on a wall.
  • a recording of components such as end shields and feet is thus realized by introduced slot wedges.
  • the end element has a connection box for supplying electrical energy.
  • connection box advantageously has a base and is designed for connection to a terminal box.
  • the slot wedge is arranged at a distance from the front axial end of the stator and/or from the rear axial end of the stator.
  • a groove base that is free in this way enables the end elements, in particular end shields, to be centered. No further processing is required
  • the groove is preferably designed as a keyway.
  • the invention offers the advantage that recycling is simplified because there is no housing.
  • a winding can e.g. B. removed from the stator core in case of damage and introduced a new winding. It is therefore easy to reuse the stator pack with the integrated housing.
  • the invention also offers the advantage that it is not necessary to process the centerings. Slot bases in the stator are used for this. An accuracy of coaxiality is very high due to the punching of the individual sheets. As there is no housing, an annular surface of the wall can also be used on the active part.
  • machine can be as short as possible with different, output-related package lengths within one axle height.
  • a machine length is not dependent on a housing.
  • the end shield is not attached to a housing surface, but directly to the material layer structure, in particular to the laminated core.
  • stator it is possible by the invention to increase an outer diameter of the stator.
  • a larger stator outside diameter makes it possible to make a rotor outside diameter just as larger and thus to achieve higher performance and higher efficiency.
  • the invention allows construction of a compact and efficient motor.
  • the invention is suitable for all areas of application of dynamo-electric rotary machines, especially for industrial applications such as pumps, fans, compressor drives and for conveyor systems.
  • 3 shows a laminated core
  • 4 shows the laminated core with four slot wedge receiving elements
  • the machine 1 shows a dynamoelectric rotary machine 1 without a housing.
  • the machine 1 comprises a stator 2, a rotor 3 and a shaft 4.
  • the stator 2 comprises a material layer structure, in particular a laminated core 8 (also: Statorpa ket).
  • a laminated core 8 also: Statorpa ket.
  • further thickenings in the form of a slot wedge receiving element 10 are formed on the outer circumference. Lying in between a groove 5 is executed.
  • the figure also shows a plurality of slot wedges 12 and a plurality of feet 13.
  • An end shield 14 is arranged at a front axial end of the stator 50, and another end shield is preferably also formed at a rear axial end 51 (not shown).
  • the figure also shows that the end shield 14 has cooling fins 141 .
  • the end shield 14 also includes an attachment terminal box 21.
  • the end shield 14 also has a groove wedge receiving element 142. Possible types of attachment of the bearing plate 14 and the feet 13 are explained in more detail in FIGS. 5 and 6, respectively.
  • the enveloping dimensions are no larger than for a machine with a housing.
  • the invention simplifies recycling and processing of engine components.
  • the individual sheet 6 has a specific contour.
  • the contour has indentations and bulges on its outer circumference, which are used to form cooling ribs 9 and grooves 7 , as well as further indentations and further bulges, which are used to form the slot wedge receiving elements 10 and grooves 5 .
  • the individual sheet 6 is preferably produced by stamping from, preferably rolled, large sheet.
  • FIG. 3 shows a plurality of individual sheets 6 which are lined up to form a laminated core 8 .
  • the individual sheets are preferably glued together over the entire surface.
  • the cooling fins 9 are advantageously provided by stamping Herge. Cooling is thus integrated in the stator 2. The heat transfer from the stator 2 to the cooling fins 9 is therefore optimal.
  • FIG. 4 shows the laminated core 8, having four slot wedge receiving elements 10.
  • a slot wedge 12 is arranged in each slot wedge receiving element 10 in the figure.
  • only one slot wedge 12 is arranged per slot wedge receiving element 10 .
  • meh eral slot wedges 12 in a slot wedge receiving element 10 .
  • the slot wedge 12 has, as in the Figure shown, at least one bore 121, 122, 123 or on other deepenings. This is used, for example, to attach other components.
  • a bore 121 is advantageously formed at one axial end, preferably at both axial ends.
  • the figure also shows two bores 122, 123 at the radial end of the slot wedge 12.
  • the slot wedge 12 is arranged at a distance from the front axial end of the stator 50 (see FIG. 1) and/or from the rear axial end of the stator 51 .
  • a groove base surface 17 that is free in this way enables the end elements, in particular special end shields 14, to be centered. No further processing is required for centering.
  • FIG. 5 shows an attachment of an end element, embodied as a bearing plate 14, on the stator 2.
  • a slot wedge 12 is arranged in the slot wedge receiving element 10.
  • a loading of the end shields 14 by slot wedges 12 is advantageous because the machine 1 can thus be built particularly compact.
  • the slot wedges 12 are advantageously shorter than the stator core 8 .
  • This enables axial bracing of the end shields 14 on the end faces of the stator core 8.
  • the machine 1 is therefore suitable for protection classes IP54 and IP55.
  • a foamed seal can also be introduced into the gap 22 .
  • 6 shows the machine 1, having feet 13.
  • the feet 13 are also fastened by the slot wedges 12. Radial threads in the slot wedge 12 are advantageous for fastening the foot 13 or for receiving a lifting eyelet.
  • the machine 1 is safe.
  • a foot is advantageously attached to the slot wedges 12.
  • the feet 13 are advantageously guided in the slot 5. This means that an embodiment with and without a foot can be easily implemented or retrofitted. Processing is not required due to the accuracy of the stamping process lich.
  • the end shield 14 has a plurality of cooling ribs 141 and four slot wedge receiving elements 142.
  • the end shield 14 comprises, preferably on an upper side of the end shield 14, a terminal box base 21.
  • a sealing of a connection point between the bearing shield 14 and laminated core 8 succeeds, for example by means of an O-ring, which is arranged, for example, on an end face of the laminated core 8.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show a section of the end shield 14 and a fastening cam 15 from different perspectives.
  • the fastening cam 15 is designed, in particular by a notch 18, in such a way that water drainage on the fastening cam 15 in the end shield 14 is optimal.
  • the mounting cam 15 protrudes beyond an axial end of the bearing shield 14 addition. When the bearing plate 14 and the stator 2 are joined together, the fastening cam 15 advantageously protrudes into the groove 5 or engages in the groove 5 . This enables centering.
  • the 10 shows the machine 1, having a hood 23.
  • the machine 1 is preferably self-ventilated and advantageously has a fan (not shown).
  • the hood 23 serves to shield the fan.
  • 11 shows a snap connection 20.
  • the snap connection 20 enables the hood 23 to be attached. Other types of connection are also conceivable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stator (2) für eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1), wobei der Stator (2) ein Materiallagengefüge (8) aufweist, wobei das Material- lagengefüge (8) eine Mehrzahl an Materiallagen (6) aufweist, wobei die Materiallagen (6) entlang einer Rotationsachse aneinandergereiht sind, wobei das Materiallagengefüge (8) eine Mehrzahl an Aufdickungen (9, 10) und eine Mehrzahl an Nuten (5, 7) aufweist, wobei eine Nut (5, 7) zwischen zwei Aufdickungen (9, 10) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft überdies eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1), aufweisend einen derartigen Stator (2), wobei an wenigstens einem axialen Ende (50, 51) des Stators (2) ein Endelement (14) angeordnet ist, wobei das Endelement (14) mittels wenigstens eines Verbindungselements (16) mit dem Stator (2) verbunden ist.

Description

Beschreibung
Stator für eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine
Die Erfindung betrifft einen Stator für eine gehäuselose dy namoelektrische rotatorische Maschine sowie eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine.
Die Patentschrift DE 2037 769 Al offenbart einen oberflä chengekühlten gehäuselosen Elektromotor mit Lagerschilden, die am aus rechteckigen Blechen bestehenden Ständerblechpaket abgestützt sind, wobei die Ständerbleche teilweise oder am ganzen Außenumfang derartig geformte Zähne besitzen, dass sie aus Bandmaterial gitterlos stanzbar sind.
Die DE 7813 179 Ul offenbart eine gehäuselose elektrische Maschine, vorzugsweise Elektromotor, mit einem Läufer und mit lamelliertem Ständerblechpaket,an dessen beiden Stirnseiten Lagerschilde angeordnet sind, wobei am Umfang des Ständer blechpaketes mindestens eine sich parallel zur Längsachse der Läuferwelle der elektrischen Maschine erstreckende, durch das Ständerblechpaket gebildete Schwalbenschwanzführung vorgese hen ist, die mindestens ein Glied der elektrischen Maschine formschlüssig geradeführt und trägt, welches Glied in seiner Betriebsstellung gegen axiales Verschieben gesichert ist.
US 2006/284511 Al offenbart einen Motor, umfassend einen Statorkern, der aus mehreren Statorblechen gebildet ist und der zumindest teilweise eine Umfangsfläche des Motors ist. Jede Statorkaschierung weist mehrere Rippen auf, die sich ra dial nach außen erstrecken. Beim Zusammenbau bilden die Rip pen benachbarter Lamellen zusammen größere Rippen, die sich über die Länge des Statorkerns erstrecken. Diese Lamellen verbessern die Kühlung des Motors, indem sie die Wärmeablei tung des Motors verbessern. Ein zentraler Aspekt neuer Umweltrichtlinien betrifft eine Reparierbarkeit von Produkten. Auch Elektromotoren sind hier von betroffen.
Zu den Aufgaben eines Gehäuses eines Elektromotors gehört z. B. eine Kühlung des Elektromotors. Jedoch ist ein beschädig tes Gehäuse oftmals ein Grund, den Elektromotor zu entsorgen, da sich eine Reparatur mitunter schwierig gestaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor hinsichtlich Reparierbarkeit zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch Anspruch 1, d.h. eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine, aufwei send einen Stator, wobei der Stator ein Materiallagengefüge aufweist, wobei das Materiallagengefüge eine Mehrzahl an Materiallagen aufweist, wobei die Materiallagen entlang einer Rotationsachse aneinan dergereiht sind, wobei das Materiallagengefüge eine Mehrzahl an Aufdickungen und eine Mehrzahl an Nuten aufweist, wobei eine Nut zwischen zwei Aufdickungen angeordnet ist, wobei wenigstens eine Nut derart ausgebildet ist, dass we nigstens ein Nutkeil aufnehmbar ist, wobei wenigstens eine Aufdickung derart ausgebildet ist, dass der Nutkeil fixierbar ist, wobei an wenigstens einem axialen Ende des Stators ein En delement angeordnet ist, wobei das Endelement mittels wenigs tens eines Verbindungselements mit dem Stator verbunden ist, wobei wenigstens ein Nutkeil in wenigstens einer Nut des Sta tors angeordnet ist, wobei das Verbindungselement mit wenigstens einem Nutkeil verbunden ist.
Das Materiallagengefüge hat vorteilhaft die Funktion eines Blechpakets inne und ist vorteilhaft als Blechpaket (auch: Statorpaket) ausgeführt. Die Materiallage hat vorteilhaft die Funktion eines, vorzugsweise gestanzten, Einzelblechs inne und ist vorteilhaft als Einzelblech ausgeführt.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die Aufdickungen we nigstens teilweise als Kühlrippen ausgebildet.
Durch diese Oberflächenvergrößerung wird Wärme auf einfache Weise abgeführt.
Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Nut derart ausgebildet, dass wenigstens ein Nutkeil aufnehmbar ist, wobei wenigstens eine Aufdickung derart ausgebildet ist, dass der Nutkeil fi xierbar ist.
In einer vorteilhaften Ausführung weist zur Fixierung des Nutkeils eine erste Aufdickung an einem radialen Ende der ersten Aufdickung einen in Rotationsrichtung gerichteten Vor sprung auf, wobei eine zweite Aufdickung an einem radialen Ende der zweiten Aufdickung einen entgegen der Rotationsrich tung gerichteten Vorsprung aufweist.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die Materiallagen stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Klebstoffes, ver bunden.
Vorteilhaft werden die Einzelbleche während eines Stanzpro zesses oder nach dem Stanzen miteinander zu einem Stator- Eisenpaket verknüpft. Dies gelingt besonders gut durch voll flächiges Verkleben der Einzelbleche.
Vollflächiges Verkleben bietet zudem den Vorteil, dass die Einzelbleche zueinander abgedichtet sind. Auf diese Weise wird ein guter Schutz gegen Berührung, Fremdköper und Wasser erreicht.
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Stator mit einer Beschichtung beschichtet. Die Beschichtung gewährleistet vorteilhaft einen Korrosions schutz, insbesondere an einem Außenumfang des Stators.
Ferner ist die Beschichtung geeignet, in einem innenliegenden Bereich der Nuten eine Isolationsschicht zwischen Wicklung und Materiallage, insbesondere Statorblech, zu bilden.
Am Außenumfang ist z. B. eine Metall aufweisende Beschichtung möglich. Es sind denkbar: Eine galvanische Beschichtung, eine Beschichtung durch thermisches Flammspritzen oder Kaltgas spritzen sowie eine Beschichtung durch ein Tauchverfahren (z.B. Verzinken).
Vorzugsweise wird nur eine Beschichtungsart angewandt, die für außenliegende Bereich des Stators sowie für innenliegende Bereiche geeignet ist. Besonders gut eignet sich hierfür eine Beschichtung auf Harzbasis, die beispielsweise durch Lackie ren oder Tauchen aufgebracht wird. Eine elektrostatisches Pulverbeschichtung (z. B. mit einer anschließenden thermi schen Behandlung) stellt eine weitere Möglichkeit dar.
Die Beschichtung weist vorteilhaft eine Dicke zwischen 20 gm und 70 gm auf, insbesondere zwischen 30 pm und 60 pm.
Ferner ist eine Beschichtung denkbar, die Lack und/oder Harz aufweist. Diese können auf Polyester- (ungesättigt) und/oder Epoxidbasis sein. Es sind auch Silikone denkbar.
Durch die Beschichtung ist der Stator z. B. gegen Korrosion und somit Rostbildung geschützt. Dies gelingt z. B. durch Tauchen in ein Rostschutzsubstrat und/oder durch Lackieren mit dem Rostschutzsubstrat.
Überdies kann eine elektrische Isolation durch die Beschich tung erzeugt werden. Dies erfolgt z.B. durch Füllstoffe in der Beschichtung. Vorteilhaft werden hierbei zur Verbesserung gegen Abrieb, vorzugsweise im Außenbereich, keramische Füllstoffe verwen det. Keramische Füllstoffe können auch zur Steigerung einer Isolationsfähigkeit und Wärmeleitung, insbesondere in einem Nutbereich für die Wicklung, verwendet werden.
Als Füllstoffe eignen sich zudem wärmeleitfähige Partikel, z.B. Quarzsand, oder teilentladungsbeständige Partikel, ins besondere auf Siliziumbasis.
Die gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine kann auch als einstückige Stator-Gehäuse-Einheit bezeichnet wer den, da eine Funktion des Gehäuses insbesondere an einem Au ßenumfang des Stators realisiert ist.
Erfindungsgemäß wird auf ein konventionelles Gehäuse verzich tet. Das Gehäuse ist in den Stator integriert ausgeführt, in dem spezielle Konturen sowie Rippen in das Einzelblech wäh rend des Stanzprozesses gestanzt werden.
In einer vorteilhaften Ausführung ist an einem vorderen axia len Ende des Stators und an einem hinteren axialen Ende des Stators je ein Endelement angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Endelement als La gerschild ausgeführt.
Das Lagerschild weist vorteilhaft eine Aufnahme für ein Lager zur Lagerung einer Welle des Rotors auf. Vorteilhaft weist die gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine ein Lagerschild an einer A-Seite und ein Lagerschild an einer B- Seite auf.
Vorteilhaft weist das Endelement Aufdickungen, insbesondere als Kühlrippen ausgeführt, auf. Wickelköpfe, die vorzugsweise axial unter dem Endelement positioniert sind, können ihre Verlustwärme somit besser abgeben. Auf diese Weise kann ein Wirkungsgrad gesteigert werden. Die Kühlrippen des Stators und die Kühlrippen des Endelements sind vorteilhaft in einer Flucht angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausführung ist das Verbindungselement ein Schraubelement. Das Schraubelement ist vorzugsweise eine Spannschraube .
Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Nutkeil in wenigstens ei ner Nut des Stators angeordnet.
Vorteilhaft ist genau ein Nutkeil in einer Nut angeordnet. Es können jedoch auch mehrere Nutkeile pro Nut vorhanden sein.
Erfindungsgemäß ist das Verbindungselement mit wenigstens ei nem Nutkeil verbunden.
So gelingt eine optimale Verspannung zwischen Lagerschild und Stator.
Auf diese Weise wird der Stator mit dem Endelement verbunden. Vorteilhaft ist das Endelement an wenigstens zwei Stellen mit dem Stator verbunden. Dies gelingt vorteilhaft mittels zweier Nutkeile, welche bezüglich eines Außenumfangs des Stators be- abstandet angeordnet sind.
Aus Zentriergründen sind vier Stellen jedoch bevorzugt.
In einer vorteilhaften Ausführung ist wenigstens ein Standfuß mit wenigstens einem Nutkeil verbunden.
Auf diese Weise wird der Stator mit dem Standfuß verbunden. Vorteilhaft sind wenigsten zwei Standfüße mit dem Stator ver bunden. Dies gelingt vorteilhaft mittels zweier Nutkeile, welche bezüglich eines Außenumfangs des Stators beabstandet angeordnet sind. Diese befinden sich vorteilhaft an einer Un terseite des Stators. Die Standfüße können z. B. bei an einer Wand zu montierenden Statoren jedoch auch seitlich angeordnet sein.
Eine Aufnahme von Bauteilen wie Lagerschilde und Standfüßen wird somit durch eingebrachte Nutkeile realisiert.
Da eine Position der Nut für den Nutkeil durch den Stanzpro zess sehr genau ist, ist eine Bearbeitung der Standfüße an der Unterseite nicht erforderlich.
In einer vorteilhaften Ausführung weist das Endelement einen Anschlusskasten zur Versorgung mit elektrischer Energie auf.
Der Anschlusskasten weist vorteilhaft einen Sockel auf und ist zur Verbindung mit einem Klemmkasten ausgebildet.
In einer vorteilhaften Ausführung ist der Nutkeil zum vorde ren axialen Ende des Stators und/oder zum hinteren axialen Ende des Stators beabstandet angeordnet.
Eine auf diese Weise freie Nutgrundfläche ermöglicht eine Zentrierung der Endelemente, insbesondere Lagerschilde. Es ist keine weitere Bearbeitung erforderlich
Die Nut ist hierzu vorzugsweise als Keilnut ausgeführt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass ein Recycling verein facht wird, da kein Gehäuse vorhanden ist. Eine Wicklung kann z. B. bei Beschädigung aus dem Statorpaket entfernt und eine neue Wicklung eingebracht werden. Eine Wiederverwendung des Statorpakets mit dem integrierten Gehäuse ist somit leicht möglich.
Die Erfindung bietet zudem den Vorteil, dass eine Bearbeitung von Zentrierungen nicht erforderlich ist. Hierzu werden Nut grundflächen im Stator genutzt. Eine Genauigkeit einer Koa- xialität ist durch das Stanzen der Einzelbleche sehr hoch. Durch den Entfall des Gehäuses kann eine Ringfläche der Wan dung zusätzlich am Aktivteil genutzt werden.
Dies ist vorteilhaft, da die Maschine mit verschiedenen, leistungsbezogenen Paketlängen innerhalb einer Achshöhe, mög lichst kurz ausgeführt sein kann. Eine Maschinenlänge ist so nicht abhängig von einem Gehäuse.
Das Lagerschild wird nicht an einer Gehäusefläche befestigt, sondern direkt am Materiallagengefüge, insbesondere am Blech paket.
Es ist durch die Erfindung möglich, einen Außendurchmesser des Stators zu vergrößern. Durch einen größeren Stator- Außendurchmesser besteht die Möglichkeit, einen Rotor- Außendurchmesser ebenso größer zu gestalten und somit eine höhere Leistung bzw. einen höheren Wirkungsgrad zu erzielen. Eine optimale Wärmeabfuhr ist zudem gegeben. Da eine Abmes sung einer Achshöhe jedoch nicht vergrößert werden muss, er laubt die Erfindung den Bau eines kompakten und effizienten Motors.
Die Erfindung eignet sich für sämtliche Anwendungsgebiete von dynamoelektrischen rotatorischen Maschinen, insbesondere für Industrieanwendungen wie Pumpen-, Lüfter-, Kompressor-An triebe sowie für Förderanlagen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren ge zeigten Beispielen näher beschrieben und erläutert. Es zei gen:
FIG 1 eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Ma schine,
FIG 2 eine Kontur eines Einzelblechs,
FIG 3 ein Blechpaket, FIG 4 das Blechpaket mit vier Nutkeilaufnahmeelementen,
FIG 5 eine Befestigung eines Endelementes, ausgeführt als Lagerschild am Stator,
FIG 6 die dynamoelektrische rotatorische Maschine mit Standfüßen,
FIG 7 das Lagerschild,
FIG 8 einen Ausschnitt des Lagerschilds,
FIG 9 einen weiteren Ausschnitt des Lagerschilds,
FIG 10 die dynamoelektrische rotatorische Maschine mit einer Haube,
FIG 11 eine Schnappverbindung.
FIG 1 zeigt eine gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine 1. Die Maschine 1 umfasst einen Stator 2, einen Ro tor 3 sowie eine Welle 4. Der Stator 2 umfasst ein Material lagengefüge, insbesondere ein Blechpaket 8 (auch: Statorpa ket). An einem Außenumfang 52 des Stators 2, insbesondere an einem Außenumfang des Blechpakets 8, sind Aufdickungen in Form von Kühlrippen 9 ausgebildet. Zwischen zwei Kühlrippen befindet sich eine Nut 7. Zudem sind am Außenumfang weitere Aufdickungen in Form eines Nutkeilaufnahmeelements 10 ausge bildet. Dazwischen liegend ist eine Nut 5 ausgeführt.
Die Figur zeigt zudem eine Mehrzahl an Nutkeilen 12 sowie ei ne Mehrzahl an Standfüßen 13. An einem vorderen axialen Ende des Stators 50 ist ein Lagerschild 14 angeordnet, vorzugswei se ist zudem an einem hinteren axialen Ende 51 ein weiteres Lagerschild ausgebildet (nicht dargestellt).
Die Figur zeigt ferner, dass auch das Lagerschild 14 Kühlrip pen 141 aufweist. Das Lagerschild 14 umfasst ferner einen An- schlusskasten 21. Das Lagerschild 14 weist zudem ein Nut keilaufnahmeelement 142 auf. Mögliche Befestigungsarten des Lagerschilds 14 bzw. der Standfüße 13 wird in den Figuren 5 bzw. 6 näher erläutert.
Durch Vergrößerung der Außendurchmesser am Stator und Rotor ist es möglich, die Maschine kompakter auf die Achshöhe bezo gene Leistung zu gestalten. Die Hüllmaße sind dabei nicht größer als bei einer Maschine mit Gehäuse.
Ein Recycling sowie eine Aufbereitung von Motorbauteilen wer den durch die Erfindung vereinfacht.
FIG 2 zeigt eine Kontur eines Einzelblechs 6. Das Einzelblech 6 weist eine bestimmte Kontur auf. Die Kontur weist an ihrem Außenumfang Einbuchtungen und Ausbuchtungen auf, welche der Bildung von Kühlrippen 9 und Nuten 7 dienen, sowie weitere Einbuchtungen und weitere Ausbuchtungen, welche der Bildung der Nutkeilaufnahmeelemente 10 und Nuten 5 dienen.
Das Einzelblech 6 ist vorzugsweise mittels Stanzen aus, vor zugsweise gewalztem, Großblech hergestellt.
FIG 3 zeigt eine Mehrzahl an Einzelblechen 6, welche zur Bil dung eines Blechpakets 8 aneinandergereiht sind. Die Einzel bleche sind vorzugsweise vollflächig miteinander verklebt.
Die Kühlrippen 9 werden vorteilhaft durch Stanzen herge stellt. Eine Kühlung ist somit im Stator 2 integriert. Der Wärmeübergang von Stator 2 zu den Kühlrippen 9 ist somit op timal.
FIG 4 zeigt das Blechpaket 8, aufweisend vier Nutkeilaufnah- meelemente 10. In jedem Nutkeilaufnahmeelement 10 ist in der Figur ein Nutkeil 12 angeordnet. Vorteilhaft ist pro Nut keilaufnahmeelement 10 nur ein Nutkeil 12 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, in einem Nutkeilaufnahmeelement 10 meh rere Nutkeile 12 anzuordnen. Der Nutkeil 12 weist, wie in der Figur gezeigt, wenigstens eine Bohrung 121, 122, 123 oder an derweitige Vertiefungen auf. Dies dient beispielsweise einer Befestigung anderer Bauteile. Vorteilhaft ist eine Bohrung 121 an einem axialen Ende, vorzugsweise an beiden axialen En den, ausgebildet. Die Figur zeigt ferner zwei Bohrungen 122, 123 am radialen Ende des Nutkeils 12.
Der Nutkeil 12 ist zum vorderen axialen Ende des Stators 50 (s. FIG 1) und/oder zum hinteren axialen Ende des Stators 51 beabstandet angeordnet. Eine auf diese Weise freie Nutgrund fläche 17 ermöglicht eine Zentrierung der Endelemente, insbe sondere Lagerschilde 14. Es ist keine weitere Bearbeitung zur Zentrierung erforderlich.
FIG 5 zeigt eine Befestigung eines Endelementes, ausgeführt als Lagerschild 14, am Stator 2. Im Nutkeilaufnahmeelement 10 ist ein Nutkeil 12 angeordnet. Im Nutkeilelement 142 des La gerschilds 14 ist eine Befestigung 16 angeordnet. Dies dient einer Befestigung des Lagerschilds 14 am Stator 2. Beispiels weise handelt es sich hierbei um eine Spannschraube. Eine Be festigung der Lagerschilde 14 durch Nutkeile 12 ist vorteil haft, da die Maschine 1 somit besonders kompakt gebaut werden kann.
Die Nutkeile 12 sind vorteilhaft kürzer als das Statorpaket 8 ausgeführt. Dies ermöglicht beim Befestigen der Lagerschilde 14, insbesondere mittels einer axialen Verschraubung in die Nutkeile 12, eine axiale Verspannung der Lagerschilde 14 an den Stirnseiten des Statorpakets 8.
Eine Abdichtung von Stator und Lagerschild gelingt besonders gut durch einen O-Ring, der in einen Spalt 22 eingebracht wird. Auf diese Weise ist die Maschine besonders gut gegen Fremdkörper und Berührung sowie Wasser geschützt. Die Maschi ne 1 weist somit eine Eignung für die Schutzklassen IP54 und IP55 auf.
Auch eine geschäumte Dichtung kann in den Spalt 22 einge bracht werden. FIG 6 zeigt die Maschine 1, aufweisend Standfüße 13. Auch die Befestigung der Standfüße 13 gelingt durch die Nutkeile 12. Vorteilhaft sind radiale Gewinde im Nutkeil 12 zur Befesti gung des Standfußes 13 bzw. zur Aufnahme einer Hebeöse ausge führt. Durch eine Fußabstützung an Kühlrippen 9 und eine Ver spannung mit dem Nutkeil 12 steht die Maschine 1 sicher.
Eine Fußbefestigung erfolgt vorteilhaft an den Nutkeilen 12. Geführt werden die Standfüße 13 vorteilhaft in der Nut 5. So mit ist eine Ausführung mit und ohne Fuß einfach realisier bar, bzw. auch nachrüstbar, Eine Bearbeitung ist aufgrund der vorhandenen Genauigkeit aus dem Stanzprozess nicht erforder lich.
FIG 7 zeigt das Lagerschild 14. Das Lagerschild 14 weist eine Mehrzahl an Kühlrippen 141 auf sowie vier Nutkeilaufnahmeele- mente 142. Das Lagerschild 14 umfasst, vorzugsweise an einer Oberseite des Lagerschilds 14, einen Anschlusskastensockel 21. Eine Abdichtung einer Verbindungsstelle des zwischen La gerschild 14 und Blechpaket 8 gelingt, beispielsweise mittels eines O-Rings, der beispielsweise auf einer Stirnseite des Blechpakets 8 angeordnet ist.
FIG 8 und FIG 9 zeigen einen Ausschnitt des Lagerschilds 14 sowie eine Befestigungsnocke 15 aus verschiedenen Perspekti ven. Die Befestigungsnocke 15 ist, insbesondere durch eine Einkerbung 18, derart ausgeführt, dass ein Wasserablauf an der Befestigungsnocke 15 im Lagerschild 14 optimal ist. Die Befestigungsnocke 15 ragt über ein axiales Ende des Lager schilds 14 hinaus. Beim Zusammenfügen von Lagerschild 14 und Stator 2 ragt vorteilhaft die Befestigungsnocke 15 in die Nut 5 hinein bzw. greift in die Nut 5 ein. Dies ermöglicht eine Zentrierung .
FIG 10 zeigt die Maschine 1, aufweisend eine Haube 23. Die Maschine 1 ist vorzugsweise eigenbelüftet ausgeführt und weist vorteilhaft einen Lüfter auf (nicht dargestellt). Die Haube 23 dient einer Abschirmung des Lüfters. FIG 11 zeigt eine Schnappverbindung 20. Die Schnappverbindung 20 ermöglicht eine Befestigung der Haube 23. Auch andere Ver bindungsarten sind denkbar.

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1), aufweisend einen Stator (2), wobei der Stator (2) ein Materiallagengefüge (8) aufweist, wobei das Materiallagengefüge (8) eine Mehrzahl an Material lagen (6) aufweist, wobei die Materiallagen (6) entlang einer Rotationsachse aneinandergereiht sind, wobei das Materiallagengefüge (8) eine Mehrzahl an Aufdickun- gen (9, 10) und eine Mehrzahl an Nuten (5, 7) aufweist, wobei eine Nut (5, 7) zwischen zwei Aufdickungen (9, 10) angeordnet ist, wobei wenigstens eine Nut (5, 7) derart ausgebildet ist, dass wenigstens ein Nutkeil (12) aufnehmbar ist, wobei wenigstens eine Aufdickung (9, 10) derart ausgebildet ist, dass der Nut keil (12) fixierbar ist, wobei an wenigstens einem axialen Ende (50, 51) des Stators (2) ein Endelement (14) angeordnet ist, wobei das Endelement (14) mittels wenigstens eines Verbindungselements (16) mit dem Stator (2) verbunden ist, wobei wenigstens ein Nutkeil (12) in wenigstens einer Nut des Stators angeordnet ist, wobei das Verbindungselement (16) mit wenigstens einem Nut keil (12) verbunden ist.
2. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach Anspruch 1, wobei an einem vorderen axialen Ende (50) des Stators (2) und an einem hinteren axialen Ende (51) des Stators (2) je ein Endelement (14) angeordnet ist.
3. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Endelement (14) als Lagerschild ausgeführt ist.
4. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbin dungselement (16) ein Schraubelement ist.
5. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Standfuß (13) mit wenigstens einem Nutkeil (12) verbunden ist
6. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Endelement (14) einen Anschlusskasten (21) zur Versorgung mit elektri scher Energie aufweist.
7. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Nutkeil (12) zum vorderen axialen Ende (50) des Stators (2) und/oder zum hinteren axialen Ende (51) des Stators (2) beabstandet angeordnet ist.
8. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aufdickun gen (9, 10) wenigstens teilweise als Kühlrippen ausgebildet sind.
9. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Fixierung des Nutkeils (12) eine erste Aufdickung an einem radialen En de der ersten Aufdickung einen in Rotationsrichtung gerichte ten Vorsprung aufweist, wobei eine zweite Aufdickung an einem radialen Ende der zweiten Aufdickung einen entgegen der Rota tionsrichtung gerichteten Vorsprung aufweist.
10. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Material lagen (6) stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Kleb stoffes, verbunden sind.
11. Gehäuselose dynamoelektrische rotatorische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stator (2) mit einer Beschichtung beschichtet ist.
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