WO2008037640A1 - Stator in an electric motor - Google Patents

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WO2008037640A1
WO2008037640A1 PCT/EP2007/059892 EP2007059892W WO2008037640A1 WO 2008037640 A1 WO2008037640 A1 WO 2008037640A1 EP 2007059892 W EP2007059892 W EP 2007059892W WO 2008037640 A1 WO2008037640 A1 WO 2008037640A1
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WO
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stator
wall thickness
circumferential direction
magnet
magnets
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/059892
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German (de)
French (fr)
Inventor
Achim Hawighorst
Guenter Kastinger
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation

Definitions

  • the invention relates to a stator in an electric motor according to the preamble of claim 1.
  • the stator has a receiving space for receiving a rotationally mounted armature, wherein on the stator inner walls opposite two opposite-pole permanent magnets are arranged.
  • the stator has a non-round cross-sectional shape, wherein the walls of the stator in the region of the magnets have the cross-section diminishing flattenings and are formed in the remaining regions with a constant wall cross-section. Seen over the circumference of the stator thus has sections with tapered wall thickness and sections with greater wall thickness. Since such stators are usually made of magnetically conductive material, which leads to an increase in the magnetic flux in the material of the wall, an increase in the magnetic flux density is achieved by the cross-sectional reduction. The sections between the magnets with increased wall thickness ensure that the magnetic flux between the magnets is maintained.
  • the invention has for its object to reduce the weight of a stator in an electric motor without affecting the magnetic flux density with simple measures.
  • the stator is constructed at least in two parts with a radially inner and a radially outer stator part, wherein at least one of the stator parts has an alternating wall thickness in the circumferential direction.
  • the changing wall thickness which changes continuously and without a jump in the circumferential direction, in particular as in the first aspect of the invention, enables a largely uniform magnetic flux between the north and south poles of the magnet or the magnets.
  • stator parts Possible is both an embodiment with a first stator with constant wall thickness and the second stator with changing wall thickness as well as a version with two stator with changing wall thicknesses that change in the circumferential direction and partially compensate or reinforce. If one of the stator parts has a constant wall thickness, then this can be both the inner and the outer stator ring, and accordingly the respective other stator part has an alternating wall thickness. The portions of tapered wall thickness are in turn at the level of the magnets, which are positioned on the inside of the stator.
  • both stator parts have a wall thickness which varies in the circumferential direction
  • the entire housing is Wall thickness in the radial direction, formed by the two directly superimposed stator parts, reduced in the region of the magnets and reinforced in the area outside the magnets.
  • stator parts in the radial direction offers the advantage of a larger structural design option.
  • different materials can be used for the stator parts, whereby influence on the physical properties, in particular on the course of the magnetic flux density can be taken.
  • the stability can also be improved, for example by the use of a particularly stable stator part.
  • the wall of the stator is made of magnetically conductive material and has an alternating wall thickness seen in the circumferential direction.
  • the wall thickness is tapered, whereas the areas between the magnets are at least partially reinforced.
  • the transitions between the sections of tapered and reinforced wall thicknesses are continuous and free of cracks, so that both the envelope of the outer lateral surface and the first derivative of the envelope are continuous, expediently both on the inside of the stator and on the outside ,
  • the larger wall thickness between the magnets allows a smooth flow without appreciable change in flux density and without wastage.
  • the weight of the stator part and thus of the stator can be reduced overall due to the sections with reduced wall thickness.
  • the wall thickness changes smoothly and without jump, jumps in the magnetic flux density can be avoided.
  • At least one stator part is ring-shaped or sleeve-shaped, so that a peripheral, closed wall is provided in the circumferential direction.
  • the second stator part can either be ring-shaped or sleeve-shaped or According to an alternative embodiment, form individual segments that do not extend over the entire circumference, but only over a limited angle segment. These individual segments are connected to the annular or sleeve-shaped stator part and are located in particular at the sections where an overall greater wall thickness, formed by the summation of the inner and outer stator part, should be given.
  • the individual stator segments can form either the inner stator parts or the radially outer stator parts.
  • an additional cylindrical holding part which expediently likewise consists of magnetically conductive material and forms a stator part.
  • This cylindrical holding part can be combined with the two inner and outer stator parts, of which at least one, if appropriate also both, have a wall thickness region which changes in the circumferential direction.
  • the cylindrical holding part usually forms the innermost stator part, on the inner wall, the magnets are attached.
  • the inner stator part, on which the magnets are arranged, has a receiving space with a cylindrical cross-section, which is produced in two steps according to a preferred method for producing the stator.
  • a first step by forming, in particular by deep drawing a cylindrical component having a constant wall thickness is produced, wherein the wall thickness is reduced in a subsequent, second step by forming, for example by means of rolling.
  • the forming process has the advantage of solidifying the material.
  • the second step involves at the same time producing a section with a tapered wall thickness.
  • a stator which is in particular annular, formed in the circumferential direction alternately convex and concave, wherein the Transition between convex and concave sections advantageously continuous and jump-free.
  • stator of an electric motor designed as a small motor, wherein the stator has an inner, annular part with constant wall thickness and a radially outer annular stator part with variable wall thickness and placed on the inside of the inner stator two opposing magnets,
  • FIG. 2 shows a cross section through a further embodiment of a
  • Stator having a cylindrical, inner stator part with a constant wall thickness and two outer stator segments, each with a variable wall thickness
  • Fig. 3 shows a cross section through a further embodiment with an inner, cylindrical stator part with a constant wall thickness and an outer, annular
  • Stator part with changing wall thickness adapted to a version with a total of four individual magnets
  • Fig. 4 shows a cross section through a stator with four magnets, wherein the outer stator part four individual
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through a stator of a small motor electric motor with inner and outer, respectively annular stator part, wherein the inner stator part, which receives the magnets, is open at both end faces
  • Fig. 6 is a Fig. 5 corresponding representation, wherein the inner stator part, which receives the magnets, is open at both end faces
  • Fig. 6 is a Fig. 5 corresponding representation, wherein the inner
  • Stator part is cup-shaped with a closed end face
  • stator 1 is part of a designed as a small motor electric motor, which is in particular a permanent-magnet DC motor, which is used in auxiliary equipment in motor vehicles, for example, for the operation of sliding roofs, window regulators, windscreen wipers or the like.
  • the stator 1 comprises a radially inner, annular or sleeve-shaped stator part 2 and a radially outer, likewise annular or sleeve-shaped stator 3.
  • the inner stator 2 is an inner, cylindrical receiving space 6 for Recording of the rotating armature.
  • Inner wall of the inner stator part 2 opposite polarity permanent magnets 4 and 5 are arranged, which are formed part-circular and extend over a limited angular segment of the wall inside.
  • Each magnet 4 or 5 covers an angular segment of slightly more than 90 °, so that between the magnets 4 and 5, an angular segment remains free, which extends approximately over an angular range of 60 to 80 °.
  • the inner stator 2 is cylindrical with a constant wall thickness.
  • the outer stator 3 is located directly on the Lateral surface of the inner stator 2 and has in
  • the outer stator part 3 Seen circumferentially a changing wall thickness.
  • the outer stator part 3 has a reduced wall thickness, whereas in the region of the segment section in which no magnets are arranged, the outer stator part 3 has a reinforced wall section.
  • the transition between the wall sections with reduced wall thickness and the wall sections with greater wall thickness is fluent and continuous, avoiding jumps.
  • the total wall thickness, formed by the inner stator part 2, the outer stator part 3 and the magnets 4 and 5, as far as they extend over the circumference, is selected such that an approximately constant wall thickness is provided in the circumferential direction over 360 °.
  • the outer stator 3 is not designed as a continuous ring, but formed in two parts with two individual segments 3a and 3b, which extend along those angle sections at which no
  • each segment 3a and 3b has a varying cross-section, which is greatest in the middle and continuously drops towards the two lateral ends.
  • the magnets 4 and 5 there is no outer stator segment.
  • a total of four magnets 4, 5, 7 and 8 are distributed uniformly over the circumference on the inner casing of the inner stator part 2, which is designed as a ring or sleeve with a constant wall thickness.
  • the outer stator part 3 is likewise designed in the shape of a ring or sleeve, but the wall thickness in the region of the angular segments which have a magnet is reduced and reinforced in the angular segment between two adjacent magnets. The transition between the different wall thicknesses is fluent.
  • the angle segment with a magnet is about 60 °, the angle segment without a magnet about 30 °.
  • the outer stator part is four in total
  • FIGS. 5 and 6 each show a longitudinal section through a stator 1 with an inner stator part 2 and an outer stator part 3 and a magnet 4 fastened to the inner wall of the inner stator part 2.
  • both stator parts are sleeve-shaped, the respective end faces are open.
  • an end face of the inner stator 2 is formed closed, in the region of this end face is located in the wall of a bearing 9 for receiving the armature shaft of the electric motor.
  • connection between the inner and outer stator 2 and 3 takes place in the case of a ring-shaped or sleeve-shaped outer stator by pressing, rolling, shrinking,
  • Embossing or similar In the case of individual segments, these can be fixed by welding, riveting, embossing etc.
  • Suitable materials for the inner stator 2 and the outer stator 3 are magnetically conductive materials, in particular soft magnetic materials such as ferromagnetic materials. Possible is both a version with the same material for inner and outer stator and a version with different materials.
  • stator is designed to accommodate four individual magnets, which are distributed over the circumference on the inside of the stator.
  • the inner stator part has four individual stator segments 2a, 2b, 2c and 2d, each changing in the circumferential direction Have cross section and in the middle of the highest
  • the four segments are designed as individual segments.
  • the outer stator 3 is formed annular or sleeve-shaped and has an approximately constant wall thickness in the circumferential direction.
  • the shape of the outer stator part 3 is convex-concave in the circumferential direction such that a total of four concave sections alternate with four intermediate convex sections.
  • the individual segments 2a, 2b, 2c and 2d are located on the inside of the outer ring 3.
  • the magnets are arranged in the region of the intermediate convex portions which are at least partially free of the inner segments.
  • stator is designed to receive two individual magnets.
  • the inner stator part 2 is made in two parts and has two opposite segments 2a, 2b, which are not connected to each other and have a cross-sectional shape executed in the manner described above.
  • the outer, annular stator part 3 has an oval outer
  • the wall thickness of the outer stator 3 is not constant in the circumferential direction, it decreases in the direction of the individual sections out, in which there is no inner segment.
  • FIG. 9 corresponds in essential parts to that of FIG. 7, so that reference is made in this respect to the description there.
  • in the embodiment of FIG. 9 is an additional cylindrical
  • Holding part 10 is provided, which forms the innermost stator.
  • the cylindrical holding part 10 is made of magnetically conductive material, in particular of a soft magnetic material.
  • the cylindrical holding part 10 has a constant wall thickness in the circumferential direction.
  • the segments 2 a to 2 d of the outer stator part are fixed, on the inner wall, the magnets are arranged and fixed.
  • the attachment of both the segments on the outside and the magnets on the inside can be done for example by means of punched and bent shots or tabs on the wall of the holding part 10.
  • stator 1 is designed to receive two permanent magnets. As in the previous one
  • a cylindrical holding part 10 which forms the innermost stator.
  • two individual segments 2 a and 2 b of the inner stator part are fixed, each of the largest cross section towards the center and a sloping towards the sides
  • the two segments 2a and 2b are enclosed by an annular, outer stator part 3, which has a constant wall thickness in the circumferential direction.
  • the outer stator part 3 is elliptical.
  • the stator 1 shown in FIG. 11 has two stator parts 2 and 3, whose lateral surface is in each case convex and concave. In the case of both stator parts, convex sections with concave sections alternate in the circumferential direction.
  • the wall thickness of the inner stator part 2 varies in the circumferential direction, wherein the convex portions have a greater wall thickness and the concave portions have a smaller wall thickness.
  • the stator 1 in the embodiment of FIG. 12 is designed to receive two permanent magnets and has two annular or sleeve-shaped stator 2 and 3, of which the inner stator 2 has an alternating wall thickness, whereas the outer stator 3 has a constant wall thickness , Both stator parts 2 and 3 have an elliptical cross-sectional shape.
  • stator parts are provided, namely, in addition to the inner stator part 2 and the outer stator part 3, the cylindrical holding part 10, which forms the radially innermost stator part.
  • the embodiment according to FIG. 13 essentially corresponds to that according to FIG. 9, However, with the difference that the inner stator 2 is formed as a circumferential ring, whereas in FIG. 9, the stator 2 has individual, independent segments 2a to 2d.
  • the magnets 4, 5, 7 and 8 are additionally registered, which are each in the range of angular segments with a small wall thickness.
  • FIG. 14 corresponds to that according to FIG. 12, but in FIG. 14 additionally two permanent magnets 4 and 5 are arranged on diagonally opposite inner sides of the inner
  • Stator part 2 located.
  • the magnets 4 and 5 are in the range of thinner wall thicknesses of the inner stator 2.
  • FIGS. 15 to 17 show further exemplary embodiments of stators 1 in longitudinal section.
  • the inner stator part 2 has a ring-shaped or sleeve-shaped design, whereas the outer stator part 3 is additionally closed at one end side and therefore has a pot shape.
  • a bearing 9 for supporting the armature shaft.
  • FIG. 16 corresponds in principle to that according to FIG. 15, but in FIG. 16 additionally a magnet 4 is drawn on the inner wall of the inner stator part 2.
  • inner stator 2 and outer stator 3 are each formed as a sleeve which is open at both axial ends.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

A stator in an electric motor comprises a stator part configured as a hollow body, the part comprising a receiving space for receiving a rotating armature. The walls of the stator part are made of a magnetically conductive material and carry a magnet. In the circumferential direction, the walls of the stator part have a varying wall thickness, which is tapered in the region of the magnet and is configured in a reinforced manner, at least in some sections, in the region outside of the magnet. The stator is designed to have at least two parts, comprising an interior and an exterior stator part, wherein at least one of the stator parts has a varying wall thickness in the circumferential direction.

Description

Beschreibungdescription
Titeltitle
Stator in einem ElektromotorStator in an electric motor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stator in einem Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a stator in an electric motor according to the preamble of claim 1.
Stand der TechnikState of the art
In der US 4,973,871 wird ein als permanenterregter Gleichstrommotor ausgeführter Elektromotor beschrieben, dessen Stator einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines rotierend gelagerten Ankers aufweist, wobei an den Statorinnenwänden gegenüberliegend zwei gegenpolige Permanentmagnete angeordnet sind. Der Stator weist eine nicht-runde Querschnittsform auf, wobei die Wandungen des Stators im Bereich der Magnete den Querschnitt vermindernde Abflachungen besitzen und in den übrigen Bereichen mit konstantem Wandquerschnitt ausgebildet sind. Über den Umfang gesehen besitzt der Stator somit Abschnitte mit verjüngter Wandstärke und Abschnitte mit größerer Wandstärke. Da derartige Statoren üblicherweise aus magnetisch leitfähigem Material gefertigt sind, das zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses im Material der Wandung führt, wird durch die Querschnittsreduzierung eine Erhöhung der magnetischen Flussdichte erreicht. Die Abschnitte zwischen den Magneten mit vergrößerter Wandstärke stellen sicher, dass der magnetische Fluss zwischen den Magneten erhalten bleibt.In US 4,973,871 described as a permanent-magnet DC electric motor is described, the stator has a receiving space for receiving a rotationally mounted armature, wherein on the stator inner walls opposite two opposite-pole permanent magnets are arranged. The stator has a non-round cross-sectional shape, wherein the walls of the stator in the region of the magnets have the cross-section diminishing flattenings and are formed in the remaining regions with a constant wall cross-section. Seen over the circumference of the stator thus has sections with tapered wall thickness and sections with greater wall thickness. Since such stators are usually made of magnetically conductive material, which leads to an increase in the magnetic flux in the material of the wall, an increase in the magnetic flux density is achieved by the cross-sectional reduction. The sections between the magnets with increased wall thickness ensure that the magnetic flux between the magnets is maintained.
Durch die Abflachung an der Außenseite des Stators im Bereich der Magnete entsteht jedoch im Übergang zwischen verjüngtem und verstärktem Wandabschnitt eine Kante, die einen kontinuierlichen magnetischen Fluss beeinträchtigt und die Gefahr von Streuverlusten birgt.However, due to the flattening on the outside of the stator in the region of the magnets, an edge arises in the transition between the tapered and reinforced wall section, which impairs a continuous magnetic flux and carries the risk of scattering losses.
Zum weiteren Stand der Technik wird noch auf die DE 198 37 134 Al verwiesen, aus der eine magnetisch leitende Wandung einer elektrischen Kleinmaschine bekannt ist. Der magnetische Fluss wird bei dieser Kleinmaschine mithilfe eines die magnetisch leitende Wandung umgebenden Rückschlussringes hergestellt. Wandabschnitte mit reduzierter Wandstärke sind im Stator dieser elektrischen Kleinmaschine aber nicht vorgesehen.For further prior art reference is still made to DE 198 37 134 Al, from which a magnetically conductive wall of a small electrical machine is known. The magnetic flux is in this small machine using a magnetically conductive Wall surrounding return ring made. Wall sections with reduced wall thickness are not provided in the stator of this small electrical machine.
Ergänzend wird auf die DE 101 44 914 Al hingewiesen, aus der es ebenfalls bekannt ist, den Stator in Umfangsrichtung mit wechselnder Wandstärke auszubilden, wobei die Magnete im Bereich der reduzierten Wandstärke angeordnet sind.In addition, reference is made to DE 101 44 914 A1, from which it is likewise known to form the stator in the circumferential direction with changing wall thickness, the magnets being arranged in the region of the reduced wall thickness.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen das Gewicht eines Stators in einem Elektromotor ohne Beeinträchtigung der magnetischen Flussdichte zu reduzieren.The invention has for its object to reduce the weight of a stator in an electric motor without affecting the magnetic flux density with simple measures.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This object is achieved with the features of claim 1. The dependent claims indicate expedient developments.
Gemäß der Erfindung ist der Stator mindestens zweiteilig mit einem radial inneren und einem radial äußeren Statorteil aufgebaut, wobei mindestens eines der Statorteile in Umfangsrichtung eine wechselnde Wandstärke aufweist. Die wechselnde Wandstärke, die sich insbesondere wie beim ersten Aspekt der Erfindung in Umfangsrichtung kontinuierlich und sprungfrei ändert, ermöglicht einen weitgehend gleichmäßigen magnetischen Fluss zwischen Nord- und Südpol des Magneten bzw. der Magnete.According to the invention, the stator is constructed at least in two parts with a radially inner and a radially outer stator part, wherein at least one of the stator parts has an alternating wall thickness in the circumferential direction. The changing wall thickness, which changes continuously and without a jump in the circumferential direction, in particular as in the first aspect of the invention, enables a largely uniform magnetic flux between the north and south poles of the magnet or the magnets.
Möglich ist sowohl eine Ausführung mit einem ersten Statorteil mit konstanter Wandstärke und dem zweiten Statorteil mit wechselnder Wandstärke als auch eine Ausführung mit zwei Statorteilen mit wechselnden Wandstärken, die sich in Umfangsrichtung ändern und sich teilweise kompensieren oder auch verstärken. Besitzt einer der Statorteile eine konstante Wandstärke, so kann dies sowohl der innere als auch der äußere Statorring sein, dementsprechend weist das jeweils andere Statorteil eine wechselnde Wandstärke auf. Die Abschnitte verjüngter Wandstärke befinden sich wiederum in Höhe der Magnete, die auf der Innenseite des Stators positioniert sind. Ist dagegen vorgesehen, dass beide Statorteile eine in Umfangsrichtung sich ändernde Wandstärke besitzen, ist die gesamte Wandstärke in Radialrichtung, gebildet durch die beiden unmittelbar aufeinander liegenden Statorteile, im Bereich der Magnete reduziert und im Bereich außerhalb der Magnete verstärkt.Possible is both an embodiment with a first stator with constant wall thickness and the second stator with changing wall thickness as well as a version with two stator with changing wall thicknesses that change in the circumferential direction and partially compensate or reinforce. If one of the stator parts has a constant wall thickness, then this can be both the inner and the outer stator ring, and accordingly the respective other stator part has an alternating wall thickness. The portions of tapered wall thickness are in turn at the level of the magnets, which are positioned on the inside of the stator. If, on the other hand, it is provided that both stator parts have a wall thickness which varies in the circumferential direction, the entire housing is Wall thickness in the radial direction, formed by the two directly superimposed stator parts, reduced in the region of the magnets and reinforced in the area outside the magnets.
In Radialrichtung zwei oder mehr Statorteile vorzusehen bietet den Vorteil einer größeren konstruktiven Gestaltungsmöglichkeit. Außerdem können unterschiedliche Materialien für die Statorteile verwendet werden, wodurch Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften, insbesondere auf den Verlauf der magnetischen Flussdichte genommen werden kann. Auch die Stabilität kann verbessert werden, beispielsweise durch die Verwendung eines besonders stabilen Statorteiles.Provide two or more stator parts in the radial direction offers the advantage of a larger structural design option. In addition, different materials can be used for the stator parts, whereby influence on the physical properties, in particular on the course of the magnetic flux density can be taken. The stability can also be improved, for example by the use of a particularly stable stator part.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung wird die Wandung des Statorteiles aus magnetisch leitfähigem Material gefertigt und weist in Umfangsrichtung gesehen eine wechselnde Wandstärke auf. In den Bereichen, die die Magnete aufnehmen, ist die Wandstärke verjüngt, wohingegen die Bereiche zwischen den Magneten zumindest abschnittsweise verstärkt ausgebildet sind. In Umfangsrichtung erfolgen die Übergänge zwischen den Abschnitten verjüngter und verstärkter Wandstärken kontinuierlich und frei von Sprüngen, so dass sowohl die Einhüllende der äußeren Mantelfläche als auch die erste Ableitung der Einhüllenden stetig verlaufen, und zwar zweckmäßigerweise sowohl auf der Innenseite des Statorteiles als auch auf der Außenseite. Durch die Reduzierung der Wandstärke im Bereich der Magnete wird eine zumindest teilweise Kompensation im Hinblick auf die Veränderung des magnetischen Flusses entlang der magnetisch leitfähigen Wandung des Statorteiles erreicht. Die größere Wandstärke zwischen den Magneten ermöglicht einen gleichmäßigen Fluss ohne nennenswerte Änderung der Flussdichte und ohne Streuverluste. Zugleich kann das Gewicht des Statorteiles und damit des Stators insgesamt aufgrund der Abschnitte mit reduzierter Wandstärke verringert werden. Da in Umfangsrichtung gesehen sich die Wandstärke gleichmäßig und sprungfrei ändert, werden auch Sprünge in der magnetischen Flussdichte vermieden.According to an advantageous embodiment, the wall of the stator is made of magnetically conductive material and has an alternating wall thickness seen in the circumferential direction. In the areas that receive the magnets, the wall thickness is tapered, whereas the areas between the magnets are at least partially reinforced. In the circumferential direction, the transitions between the sections of tapered and reinforced wall thicknesses are continuous and free of cracks, so that both the envelope of the outer lateral surface and the first derivative of the envelope are continuous, expediently both on the inside of the stator and on the outside , By reducing the wall thickness in the region of the magnets, at least partial compensation with regard to the change in the magnetic flux along the magnetically conductive wall of the stator part is achieved. The larger wall thickness between the magnets allows a smooth flow without appreciable change in flux density and without wastage. At the same time, the weight of the stator part and thus of the stator can be reduced overall due to the sections with reduced wall thickness. As seen in the circumferential direction, the wall thickness changes smoothly and without jump, jumps in the magnetic flux density can be avoided.
Zweckmäßig ist zumindest ein Statorteil ring- bzw. hülsenförmig ausgebildet, so dass in Umfangsrichtung eine umlaufende, geschlossene Wandung gegeben ist. Das zweite Statorteil kann entweder ebenfalls ring- bzw. hülsenförmig ausgeführt sein oder, gemäß einer alternativen Ausführung, einzelne Segmente bilden, die sich nicht über den gesamten Umfang erstrecken, sondern nur über ein begrenztes Winkelsegment. Diese einzelnen Segmente sind mit dem ring- bzw. hülsenförmigen Statorteil verbunden und befinden sich insbesondere an den Abschnitten, an denen eine insgesamt größere Wandstärke, gebildet durch die Summation von innerem und äußerem Statorteil, gegeben sein soll. Die einzelnen Statorsegmente können entweder die innen liegenden Statorteile oder die radial außen liegenden Statorteile bilden.Suitably, at least one stator part is ring-shaped or sleeve-shaped, so that a peripheral, closed wall is provided in the circumferential direction. The second stator part can either be ring-shaped or sleeve-shaped or According to an alternative embodiment, form individual segments that do not extend over the entire circumference, but only over a limited angle segment. These individual segments are connected to the annular or sleeve-shaped stator part and are located in particular at the sections where an overall greater wall thickness, formed by the summation of the inner and outer stator part, should be given. The individual stator segments can form either the inner stator parts or the radially outer stator parts.
Des Weiteren kann vorteilhaft sein, ein zusätzliches zylindrisches Halteteil vorzusehen, welches zweckmäßig ebenfalls aus magnetisch leitfähigem Material besteht und ein Statorteil bildet. Dieses zylindrische Halteteil kann mit den beiden innen und außen liegenden Statorteilen kombiniert werden, von denen zumindest eines, gegebenenfalls auch beide einen in Umfangsrichtung wechselnden Wandstärkenbereich aufweisen. Das zylindrische Halteteil bildet aber in der Regel das innerste Statorteil, an dessen Innenwandung die Magnete befestigt sind.Furthermore, it may be advantageous to provide an additional cylindrical holding part, which expediently likewise consists of magnetically conductive material and forms a stator part. This cylindrical holding part can be combined with the two inner and outer stator parts, of which at least one, if appropriate also both, have a wall thickness region which changes in the circumferential direction. However, the cylindrical holding part usually forms the innermost stator part, on the inner wall, the magnets are attached.
Das innere Statorteil, an dem die Magnete angeordnet sind, besitzt einen Aufnahmeraum mit zylindrischem Querschnitt, der gemäß eines bevorzugten Verfahrens zur Herstellung des Stators in zwei Schritten hergestellt wird. Zunächst wird in einem ersten Schritt durch Umformen, insbesondere durch Tiefziehen ein zylindrisches Bauteil mit konstanter Wandstärke hergestellt, wobei die Wandstärke in einem darauf folgenden, zweiten Schritt durch Umformen reduziert wird, beispielsweise mittels Rollieren. Der Umformprozess weist im Gegensatz zur spanenden Bearbeitung den Vorteil einer Verfestigung des Werkstoffes auf. Um den kreisförmigen Innendurchmesser zu erhalten, kann es zweckmäßig sein, nach dem ersten Umformschritt dem Statorteil zunächst einen nicht-kreisförmigen Innendurchmesser aufzuprägen und diesen erst nach dem zweiten Schritt durch das zusätzliche Umformen in Kreisform zu bringen. Der zweite Schritt beinhaltet zugleich das Herstellen eines Abschnittes mit verjüngter Wandstärke.The inner stator part, on which the magnets are arranged, has a receiving space with a cylindrical cross-section, which is produced in two steps according to a preferred method for producing the stator. First, in a first step by forming, in particular by deep drawing, a cylindrical component having a constant wall thickness is produced, wherein the wall thickness is reduced in a subsequent, second step by forming, for example by means of rolling. In contrast to machining, the forming process has the advantage of solidifying the material. In order to obtain the circular inner diameter, it may be expedient, after the first forming step, first to impart to the stator part a non-circular inner diameter and to bring it into circular form only after the second step by the additional forming. The second step involves at the same time producing a section with a tapered wall thickness.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist ein Statorteil, welches insbesondere ringförmig ausgebildet ist, in Umfangsrichtung abwechselnd konvex und konkav geformt, wobei der Übergang zwischen konvexen und konkaven Abschnitten vorteilhaft kontinuierlich und sprungfrei erfolgt.According to a further advantageous embodiment, a stator, which is in particular annular, formed in the circumferential direction alternately convex and concave, wherein the Transition between convex and concave sections advantageously continuous and jump-free.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient embodiments can be taken from the further claims, the description of the figures and the drawings. Show it:
Fig. 1 im Querschnitt einen Stator eines als Kleinmotor ausgeführten Elektromotors, wobei der Stator ein inneres, ringförmiges Teil mit konstanter Wandstärke und ein radial äußeres, ringförmiges Statorteil mit veränderlicher Wandstärke aufweist und an der Innenseite des inneren Statorteiles zwei gegenüberliegende Magnete platziert sind,1 in cross-section a stator of an electric motor designed as a small motor, wherein the stator has an inner, annular part with constant wall thickness and a radially outer annular stator part with variable wall thickness and placed on the inside of the inner stator two opposing magnets,
Fig. 2 ein Querschnitt durch eine weitere Ausführung eines2 shows a cross section through a further embodiment of a
Stators mit einem zylindrischen, inneren Statorteil mit konstanter Wandstärke und zwei äußeren Statorsegmenten mit jeweils veränderlicher Wandstärke,Stator having a cylindrical, inner stator part with a constant wall thickness and two outer stator segments, each with a variable wall thickness,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem inneren, zylindrischen Statorteil mit konstanter Wandstärke und einem äußeren, ringförmigenFig. 3 shows a cross section through a further embodiment with an inner, cylindrical stator part with a constant wall thickness and an outer, annular
Statorteil mit wechselnder Wandstärke, angepasst an eine Ausführung mit insgesamt vier einzelnen Magneten,Stator part with changing wall thickness, adapted to a version with a total of four individual magnets,
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Stator mit ebenfalls vier Magneten, wobei das äußere Statorteil vier einzelneFig. 4 shows a cross section through a stator with four magnets, wherein the outer stator part four individual
Segmente mit in Umfangsrichtung veränderlichem Querschnitt aufweist,Having segments of circumferentially variable cross section,
Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen Stator eines kleinmotorischen Elektromotors mit innerem und äußerem, jeweils ringförmigem Statorteil, wobei das innere Statorteil, welches die Magnete aufnimmt, an beiden Stirnseiten offen ist, Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Darstellung, wobei das innere5 shows a longitudinal section through a stator of a small motor electric motor with inner and outer, respectively annular stator part, wherein the inner stator part, which receives the magnets, is open at both end faces, Fig. 6 is a Fig. 5 corresponding representation, wherein the inner
Statorteil topfförmig mit einer geschlossenen Stirnseite ausgebildet ist,Stator part is cup-shaped with a closed end face,
Fig. 7 bis 14 verschiedene Ausführungsvarianten eines Stators mit innerem und äußerem Statorteil und veränderlicher Gesamtwandstärke,7 to 14 different embodiments of a stator with inner and outer stator and variable total wall thickness,
Fig. 15 bis 17 einen Längsschnitt durch jeweils einen Elektromotor mit innerem und äußerem Statorteil.15 to 17 a longitudinal section through in each case an electric motor with inner and outer stator.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen verstehen.In the figures, the same components with the same reference numerals.
Ausführungsform (en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Der in den folgenden Ausführungsbeispielen dargestellte Stator 1 ist Bestandteil eines als Kleinmotor ausgeführten Elektromotors, bei dem es sich insbesondere um einen permanenterregten Gleichstrommotor handelt, der in Hilfseinrichtungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, beispielsweise zur Betätigung von Schiebedächern, Fensterhebern, Scheibenwischern oder dergleichen.The illustrated in the following embodiments stator 1 is part of a designed as a small motor electric motor, which is in particular a permanent-magnet DC motor, which is used in auxiliary equipment in motor vehicles, for example, for the operation of sliding roofs, window regulators, windscreen wipers or the like.
Wie Fig. 1 zu entnehmen, umfasst der Stator 1 ein radial inneres, ring- bzw. hülsenförmiges Statorteil 2 und ein radial äußeres, ebenfalls ring- bzw. hülsenförmiges Statorteil 3. In dem inneren Statorteil 2 befindet sich ein innerer, zylindrischer Aufnahmeraum 6 zur Aufnahme des rotierend gelagerten Ankers. An der1, the stator 1 comprises a radially inner, annular or sleeve-shaped stator part 2 and a radially outer, likewise annular or sleeve-shaped stator 3. In the inner stator 2 is an inner, cylindrical receiving space 6 for Recording of the rotating armature. At the
Innenwandung des inneren Statorteils 2 sind gegenüberliegend gegenpolige Permanentmagnete 4 und 5 angeordnet, die teilkreisförmig ausgebildet sind und sich über ein begrenztes Winkelsegment der Wandinnenseite erstrecken. Jeder Magnet 4 bzw. 5 deckt ein Winkelsegment von etwas über 90° ab, so dass zwischen den Magneten 4 und 5 ein Winkelsegment frei bleibt, welches sich etwa über einen Winkelbereich von 60 bis 80° erstreckt.Inner wall of the inner stator part 2 opposite polarity permanent magnets 4 and 5 are arranged, which are formed part-circular and extend over a limited angular segment of the wall inside. Each magnet 4 or 5 covers an angular segment of slightly more than 90 °, so that between the magnets 4 and 5, an angular segment remains free, which extends approximately over an angular range of 60 to 80 °.
Das innere Statorteil 2 ist zylindrisch ausgeführt mit konstanter Wandstärke. Das äußere Statorteil 3 liegt direkt auf der Mantelfläche des inneren Statorteiles 2 auf und besitzt inThe inner stator 2 is cylindrical with a constant wall thickness. The outer stator 3 is located directly on the Lateral surface of the inner stator 2 and has in
Umfangsrichtung gesehen eine sich ändernde Wandstärke. Im Bereich der Magnete 4 und 5 weist das äußere Statorteil 3 eine reduzierte Wandstärke auf, im Bereich des Segmentabschnittes, in welchem keine Magnete angeordnet sind, besitzt dagegen das äußere Statorteil 3 einen verstärkten Wandabschnitt. Der Übergang zwischen den Wandabschnitten mit reduzierter Wandstärke und den Wandabschnitten mit größerer Wandstärke erfolgt fließend und kontinuierlich unter Vermeidung von Sprüngen. Die Gesamtwandstärke, gebildet durch das innere Statorteil 2, das äußere Statorteil 3 sowie die Magnete 4 und 5, soweit diese sich über den Umfang erstrecken, ist so gewählt, dass in Umfangsrichtung über 360° gesehen eine annähernd konstante Wandstärke gegeben ist.Seen circumferentially a changing wall thickness. In the area of the magnets 4 and 5, the outer stator part 3 has a reduced wall thickness, whereas in the region of the segment section in which no magnets are arranged, the outer stator part 3 has a reinforced wall section. The transition between the wall sections with reduced wall thickness and the wall sections with greater wall thickness is fluent and continuous, avoiding jumps. The total wall thickness, formed by the inner stator part 2, the outer stator part 3 and the magnets 4 and 5, as far as they extend over the circumference, is selected such that an approximately constant wall thickness is provided in the circumferential direction over 360 °.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel das äußere Statorteil 3 nicht als durchgehender Ring ausgeführt, sondern zweiteilig ausgebildet mit zwei einzelnen Segmenten 3a und 3b, die sich entlang derjenigen Winkelabschnitte erstrecken, an denen sich keineIn the embodiment of FIG. 2, in contrast to the previous embodiment, the outer stator 3 is not designed as a continuous ring, but formed in two parts with two individual segments 3a and 3b, which extend along those angle sections at which no
Magnete befinden. In Umfangsrichtung gesehen weist jedes Segment 3a bzw. 3b einen sich ändernden Querschnitt auf, der in der Mitte am größten ist und zu den beiden seitlichen Enden hin kontinuierlich abfällt. In dem Winkelsegment, welches von den Magneten 4 und 5 abgedeckt wird, befindet sich kein äußeres Statorsegment .Magnets are located. Viewed in the circumferential direction, each segment 3a and 3b, respectively, has a varying cross-section, which is greatest in the middle and continuously drops towards the two lateral ends. In the angular segment, which is covered by the magnets 4 and 5, there is no outer stator segment.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 sind insgesamt vier Magnete 4, 5, 7 und 8 gleichmäßig über den Umfang verteilt am Innenmantel des inneren Statorteiles 2 angeordnet, welches als Ring bzw. Hülse mit konstanter Wandstärke ausgebildet ist. Das äußere Statorteil 3 ist ebenfalls ring- bzw. hülsenförmig ausgebildet, jedoch ist die Wandstärke im Bereich der Winkelsegmente, die einen Magneten aufweisen, reduziert und im Winkelsegment zwischen zwei angrenzenden Magneten verstärkt. Der Übergang zwischen den unterschiedlichen Wandstärken erfolgt fließend. Das Winkelsegment mit einem Magnet beträgt etwa 60°, das Winkelsegment ohne Magnet etwa 30°. Gemäß Fig. 4 ist das äußere Statorteil mit insgesamt vierIn the exemplary embodiment according to FIGS. 3 and 4, a total of four magnets 4, 5, 7 and 8 are distributed uniformly over the circumference on the inner casing of the inner stator part 2, which is designed as a ring or sleeve with a constant wall thickness. The outer stator part 3 is likewise designed in the shape of a ring or sleeve, but the wall thickness in the region of the angular segments which have a magnet is reduced and reinforced in the angular segment between two adjacent magnets. The transition between the different wall thicknesses is fluent. The angle segment with a magnet is about 60 °, the angle segment without a magnet about 30 °. According to FIG. 4, the outer stator part is four in total
Einzelsegmenten 3a, 3b, 3c und 3d ausgeführt, die jeweils in den Winkelabschnitten positioniert sind, in denen sich kein Magnet befindet. Da jedoch jedes Segment 3a bis 3d sich über einen Winkelbereich erstreckt, der größer ist als der magnetfreieIndividual segments 3a, 3b, 3c and 3d carried out, which are respectively positioned in the angle sections in which there is no magnet. However, since each segment 3a to 3d extends over an angular range larger than the magnet free
Winkelbereich, besteht eine Überlappung mit den Abschnitten, in denen die Magnete aufgenommen sind, wobei im Überlappungsbereich die Wandstärke jedes Segmentes 3a bis 3d bereits reduziert ist. Die Wandstärke jedes Segmentes fällt zu jeder seitlichen Stirnseite hin ab. Zwischen benachbarten äußeren Segmenten besteht jeweils eine Lücke.Angle range, there is an overlap with the sections in which the magnets are added, wherein in the overlap region, the wall thickness of each segment 3a to 3d is already reduced. The wall thickness of each segment falls off towards each lateral end face. There is a gap between adjacent outer segments.
In den Fig. 5 und 6 ist jeweils ein Längsschnitt durch einen Stator 1 mit innerem Statorteil 2 und äußerem Statorteil 3 und an der Innenwandung des inneren Statorteiles 2 befestigtem Magneten 4 dargestellt. Gemäß Fig. 5 sind beide Statorteile hülsenförmig ausgebildet, die jeweiligen Stirnseiten sind offen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 ist dagegen eine Stirnseite des inneren Statorteils 2 geschlossen ausgebildet, im Bereich dieser Stirnseite befindet sich in der Wandung ein Lager 9 zur Aufnahme der Ankerwelle des Elektromotors.FIGS. 5 and 6 each show a longitudinal section through a stator 1 with an inner stator part 2 and an outer stator part 3 and a magnet 4 fastened to the inner wall of the inner stator part 2. According to Fig. 5, both stator parts are sleeve-shaped, the respective end faces are open. In the embodiment of FIG. 6, however, an end face of the inner stator 2 is formed closed, in the region of this end face is located in the wall of a bearing 9 for receiving the armature shaft of the electric motor.
Die Verbindung zwischen innerem und äußerem Statorteil 2 bzw. 3 erfolgt im Falle eines ring- bzw. hülsenförmigen äußeren Statorteiles durch Aufpressen, Aufrollieren, Aufschrumpfen,The connection between the inner and outer stator 2 and 3 takes place in the case of a ring-shaped or sleeve-shaped outer stator by pressing, rolling, shrinking,
Verprägen oder Ähnliches. Im Falle einzelner Segmente können diese durch Schweißen, Nieten, Prägen etc. fixiert werden.Embossing or similar. In the case of individual segments, these can be fixed by welding, riveting, embossing etc.
Als Material für das innere Statorteil 2 und das äußere Statorteil 3 kommen magnetisch leitfähige Werkstoffe in Betracht, insbesondere weichmagnetische Werkstoffe wie zum Beispiel ferromagnetische Werkstoffe. Möglich ist sowohl eine Ausführung mit gleichem Werkstoff für inneres und äußeres Statorteil als auch eine Ausführung mit unterschiedlichen Werkstoffen.Suitable materials for the inner stator 2 and the outer stator 3 are magnetically conductive materials, in particular soft magnetic materials such as ferromagnetic materials. Possible is both a version with the same material for inner and outer stator and a version with different materials.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist der Stator zur Aufnahme von vier einzelnen Magneten ausgeführt, die über den Umfang an der Innenseite des Stators verteilt angeordnet werden. Das innere Statorteil weist vier einzelne Statorsegmente 2a, 2b, 2c und 2d auf, die jeweils in Umfangsrichtung gesehen einen sich ändernden Querschnitt aufweisen und jeweils in der Mitte die höchsteIn the embodiment of FIG. 7, the stator is designed to accommodate four individual magnets, which are distributed over the circumference on the inside of the stator. The inner stator part has four individual stator segments 2a, 2b, 2c and 2d, each changing in the circumferential direction Have cross section and in the middle of the highest
Wandstärke und zu den Seiten hin eine abnehmende Wandstärke besitzen. Die vier Segmente sind als Einzelsegmente ausgeführt. Das äußere Statorteil 3 ist ring- bzw. hülsenförmig ausgebildet und besitzt in Umfangsrichtung eine annähernd konstante Wandstärke. Die Form des äußeren Statorteiles 3 ist in Umfangsrichtung konvex-konkav, derart, dass sich insgesamt vier konkave Abschnitte mit vier zwischen liegenden konvexen Abschnitten abwechseln. Im Bereich der von außen gesehen konvexen Abschnitte befinden sich die einzelnen Segmente 2a, 2b, 2c und 2d auf der Innenseite des äußeren Ringes 3. Die Magnete werden im Bereich der zwischen liegenden konvexen Abschnitte angeordnet, die zumindest teilweise frei von den inneren Segmenten sind.Wall thickness and to the sides have a decreasing wall thickness. The four segments are designed as individual segments. The outer stator 3 is formed annular or sleeve-shaped and has an approximately constant wall thickness in the circumferential direction. The shape of the outer stator part 3 is convex-concave in the circumferential direction such that a total of four concave sections alternate with four intermediate convex sections. In the region of the convex portions seen from the outside, the individual segments 2a, 2b, 2c and 2d are located on the inside of the outer ring 3. The magnets are arranged in the region of the intermediate convex portions which are at least partially free of the inner segments.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist der Stator zur Aufnahme von zwei einzelnen Magneten ausgebildet. Das innere Statorteil 2 ist zweiteilig ausgeführt und besitzt zwei gegenüberliegende Segmente 2a, 2b, die nicht miteinander verbunden sind und einen in der vorbeschriebenen Weise ausgeführten Querschnittsverlauf aufweisen. Das äußere, ringförmige Statorteil 3 besitzt eine ovale äußereIn the embodiment of FIG. 8, the stator is designed to receive two individual magnets. The inner stator part 2 is made in two parts and has two opposite segments 2a, 2b, which are not connected to each other and have a cross-sectional shape executed in the manner described above. The outer, annular stator part 3 has an oval outer
Querschnittsform, die Wandstärke des äußeren Statorteils 3 ist in Umfangsrichtung gesehen nicht konstant, sie nimmt in Richtung auf die Einzelabschnitte hin ab, in denen sich kein inneres Segment befindet .Cross-sectional shape, the wall thickness of the outer stator 3 is not constant in the circumferential direction, it decreases in the direction of the individual sections out, in which there is no inner segment.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 entspricht in wesentlichen Teilen demjenigen aus Fig. 7, so dass insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen wird. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist jedoch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 ein zusätzliches zylindrischesThe embodiment of FIG. 9 corresponds in essential parts to that of FIG. 7, so that reference is made in this respect to the description there. In contrast to the embodiment of FIG. 7, however, in the embodiment of FIG. 9 is an additional cylindrical
Halteteil 10 vorgesehen, welches das innerste Statorteil bildet. Auch das zylindrische Halteteil 10 ist aus magnetisch leitfähigem Material, insbesondere aus einem weichmagnetischen Werkstoff gefertigt. Das zylindrische Halteteil 10 besitzt in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke. An der Außenseite des zylindrischen Halteteils 10 sind die Segmente 2a bis 2d des äußeren Statorteiles befestigt, an der Innenwand werden die Magnete angeordnet und befestigt. Die Befestigung sowohl der Segmente an der Außenseite als auch der Magnete an der Innenseite kann beispielsweise mittels ausgestanzter und gebogener Aufnahmen bzw. Laschen an der Wandung des Halteteiles 10 erfolgen.Holding part 10 is provided, which forms the innermost stator. The cylindrical holding part 10 is made of magnetically conductive material, in particular of a soft magnetic material. The cylindrical holding part 10 has a constant wall thickness in the circumferential direction. On the outer side of the cylindrical holding part 10, the segments 2 a to 2 d of the outer stator part are fixed, on the inner wall, the magnets are arranged and fixed. The attachment of both the segments on the outside and the magnets on the inside can be done for example by means of punched and bent shots or tabs on the wall of the holding part 10.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 ist der Stator 1 zur Aufnahme von zwei Permanentmagneten ausgebildet. Wie im vorhergehendenIn the embodiment of FIG. 10, the stator 1 is designed to receive two permanent magnets. As in the previous one
Ausführungsbeispiel ist ein zylindrisches Halteteil 10 vorgesehen, welches das innerste Statorteil bildet. Auf der Außenseite des zylindrischen Halteteils 10 sind zwei einzelne Segmente 2a und 2b des inneren Statorteiles befestigt, die jeweils zur Mitte hin den größten Querschnitt und zu den Seiten hin einen abfallendenEmbodiment, a cylindrical holding part 10 is provided, which forms the innermost stator. On the outside of the cylindrical holding part 10, two individual segments 2 a and 2 b of the inner stator part are fixed, each of the largest cross section towards the center and a sloping towards the sides
Querschnitt aufweisen. Die beiden Segmente 2a und 2b sind von einem ringförmigen, äußeren Statorteil 3 eingefasst, der in Umfangsrichtung eine konstante Wandstärke besitzt. Im Gesamtquerschnitt ist das äußere Statorteil 3 elliptisch ausgebildet.Have cross-section. The two segments 2a and 2b are enclosed by an annular, outer stator part 3, which has a constant wall thickness in the circumferential direction. In the overall cross section, the outer stator part 3 is elliptical.
Der in Fig. 11 dargestellte Stator 1 weist zwei Statorteile 2 und 3 auf, deren Mantelfläche jeweils konvex und konkav geformt ist. Bei beiden Statorteilen wechseln sich in Umfangsrichtung konvexe Abschnitte mit konkaven Abschnitten ab. Die Wandstärke des inneren Statorteiles 2 variiert in Umfangsrichtung, wobei die konvexen Abschnitte eine größere Wandstärke und die konkaven Abschnitte eine geringere Wandstärke aufweisen. Die Wandstärke des äußeren Statorteiles 3, das an die äußere Mantelfläche des inneren Statorteiles angepasst ist, ist dagegen konstant. Es sind insgesamt über den Umfang verteilt vier konvexe Abschnitte und vier konkave Abschnitte vorgesehen.The stator 1 shown in FIG. 11 has two stator parts 2 and 3, whose lateral surface is in each case convex and concave. In the case of both stator parts, convex sections with concave sections alternate in the circumferential direction. The wall thickness of the inner stator part 2 varies in the circumferential direction, wherein the convex portions have a greater wall thickness and the concave portions have a smaller wall thickness. The wall thickness of the outer stator 3, which is adapted to the outer circumferential surface of the inner stator, however, is constant. There are a total of four circumferentially distributed convex portions and four concave sections provided.
Der Stator 1 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 ist zur Aufnahme von zwei Permanentmagneten ausgelegt und weist zwei ring- bzw. hülsenförmige Statorteile 2 und 3 auf, von denen das innere Statorteil 2 eine wechselnde Wandstärke aufweist, wohingegen das äußere Statorteil 3 eine konstante Wandstärke besitzt. Beide Statorteile 2 und 3 besitzen eine elliptische Querschnittsform.The stator 1 in the embodiment of FIG. 12 is designed to receive two permanent magnets and has two annular or sleeve-shaped stator 2 and 3, of which the inner stator 2 has an alternating wall thickness, whereas the outer stator 3 has a constant wall thickness , Both stator parts 2 and 3 have an elliptical cross-sectional shape.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 sind drei Statorteile vorgesehen, nämlich zusätzlich zum inneren Statorteil 2 und dem äußeren Statorteil 3 das zylindrische Halteteil 10, welches das in Radialrichtung innerste Statorteil bildet. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 entspricht im Wesentlichen demjenigen nach Fig. 9, jedoch mit dem Unterschied, dass das innere Statorteil 2 als umlaufender Ring ausgebildet ist, wohingegen nach Fig. 9 das Statorteil 2 einzelne, voneinander unabhängige Segmente 2a bis 2d aufweist. In Fig. 13 sind zusätzlich die Magnete 4, 5, 7 und 8 eingetragen, die sich jeweils im Bereich der Winkelsegmente mit geringer Wandstärke befinden.In the embodiment according to FIG. 13, three stator parts are provided, namely, in addition to the inner stator part 2 and the outer stator part 3, the cylindrical holding part 10, which forms the radially innermost stator part. The embodiment according to FIG. 13 essentially corresponds to that according to FIG. 9, However, with the difference that the inner stator 2 is formed as a circumferential ring, whereas in FIG. 9, the stator 2 has individual, independent segments 2a to 2d. In Fig. 13, the magnets 4, 5, 7 and 8 are additionally registered, which are each in the range of angular segments with a small wall thickness.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 entspricht demjenigen nach Fig. 12, jedoch sind in Fig. 14 zusätzlich zwei Permanentmagnete 4 und 5 auf diagonal gegenüberliegenden Innenseiten des innerenThe embodiment according to FIG. 14 corresponds to that according to FIG. 12, but in FIG. 14 additionally two permanent magnets 4 and 5 are arranged on diagonally opposite inner sides of the inner
Statorteiles 2 eingezeichnet. Die Magnete 4 und 5 befinden sich im Bereich der dünneren Wandstärken des inneren Statorteiles 2.Stator part 2 located. The magnets 4 and 5 are in the range of thinner wall thicknesses of the inner stator 2.
In den Fig. 15 bis 17 sind weitere Ausführungsbeispiele von Statoren 1 im Längsschnitt dargestellt. Gemäß Fig. 15 ist das innere Statorteil 2 ring- bzw. hülsenförmig ausgeführt, wohingegen das äußere Statorteil 3 zusätzlich an einer Stirnseite geschlossen ist und daher Topfform aufweist. Im Bereich der Stirnseite befindet sich in der Wandung ein Lager 9 zur Lagerung der Ankerwelle.FIGS. 15 to 17 show further exemplary embodiments of stators 1 in longitudinal section. According to FIG. 15, the inner stator part 2 has a ring-shaped or sleeve-shaped design, whereas the outer stator part 3 is additionally closed at one end side and therefore has a pot shape. In the area of the front side is located in the wall, a bearing 9 for supporting the armature shaft.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 entspricht im Prinzip demjenigen nach Fig. 15, jedoch ist in Fig. 16 zusätzlich ein Magnet 4 an der Innenwand des inneren Statorteiles 2 eingezeichnet.The embodiment according to FIG. 16 corresponds in principle to that according to FIG. 15, but in FIG. 16 additionally a magnet 4 is drawn on the inner wall of the inner stator part 2.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 17 sind inneres Statorteil 2 und äußeres Statorteil 3 jeweils als Hülse ausgebildet, die an beiden axialen Stirnseiten offen ist. In the embodiment of FIG. 17 inner stator 2 and outer stator 3 are each formed as a sleeve which is open at both axial ends.

Claims

Ansprüche claims
1. Stator in einem Elektromotor, insbesondere einem permanenterregten Gleichstrommotor, insbesondere in Hilfseinrichtungen in Kraftfahrzeugen, mit einem als Hohlkörper ausgebildeten Statorteil (2, 3) mit einem Aufnahmeraum (6) zur Aufnahme eines rotierenden Ankers umfasst, wobei die Wandung des Statorteils (2, 3) aus magnetisch leitfähigem Material besteht und Träger eines Magneten (4, 5, 7, 8) ist und in Umfangsrichtung eine wechselnde Wandstärke aufweist, derart, dass die Wandstärke im Bereich des Magneten (4, 5, 7, 8) verjüngt und im Bereich außerhalb des Magneten (4, 5, 7, 8) mindestens abschnittsweise verstärkt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (1) mindestens zweiteilig mit einem inneren und einem äußeren Statorteil (2, 3) aufgebaut ist, wobei mindestens eines der Statorteile (2, 3) in Umfangsrichtung eine wechselnde Wandstärke aufweist.1. stator in an electric motor, in particular a permanent-magnet DC motor, in particular in auxiliary devices in motor vehicles, with a hollow body formed as a stator (2, 3) with a receiving space (6) for receiving a rotating armature, wherein the wall of the stator (2, 3) consists of magnetically conductive material and carrier of a magnet (4, 5, 7, 8) and in the circumferential direction has an alternating wall thickness, such that the wall thickness in the region of the magnet (4, 5, 7, 8) tapers and im Area outside the magnet (4, 5, 7, 8) at least partially reinforced, characterized in that the stator (1) is at least two parts with an inner and an outer stator (2, 3), wherein at least one of the stator (2, 3) has an alternating wall thickness in the circumferential direction.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung die Übergänge zwischen Abschnitten verjüngter und verstärkter Wandstärken in mindestens einem2. Stator according to claim 1, characterized in that in the circumferential direction, the transitions between sections of tapered and reinforced wall thicknesses in at least one
Statorteil (2, 3) kontinuierlich und frei von Sprüngen erfolgen.Stator part (2, 3) continuously and free of cracks.
3. Stator nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Statorteil (3) in Umfangsrichtung eine wechselnde Wandstärke aufweist.3. Stator according to claim 2 or 2, characterized in that the outer stator part (3) has an alternating wall thickness in the circumferential direction.
4. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das innere Statorteil (2) in Umfangsrichtung eine wechselnde Wandstärke aufweist.4. Stator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner stator part (2) has an alternating wall thickness in the circumferential direction.
5. Stator nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorteil (2, 3), das die in Umfangsrichtung wechselnde Wandstärke aufweist, als Statorsegment (2a bis 2d; 3a, 3b) ausgeführt ist, das sich nur über einen Teilumfang erstreckt.5. Stator according to one of claims 3 to 4, characterized in that the stator part (2, 3), which changes in the circumferential direction Has wall thickness, as a stator segment (2a to 2d; 3a, 3b) is executed, which extends only over a partial circumference.
6. Stator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Umfangsrichtung mehrere Statorsegmente (2a bis 2d; 3a, 3b) vorgesehen sind.6. Stator according to claim 5, characterized in that in the circumferential direction a plurality of stator segments (2a to 2d; 3a, 3b) are provided.
7. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Statorteil (2, 3) zylindrisch mit konstanter Wandstärke ausgebildet ist.7. Stator according to one of claims 1 to 6, characterized in that a stator part (2, 3) is cylindrical with a constant wall thickness.
8. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das innere und/oder das äußere Statorteil (2, 3) aus weichmagnetischem Material gefertigt sind.8. Stator according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner and / or the outer stator part (2, 3) are made of soft magnetic material.
9. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass drei radial ineinander liegende Statorteile (2, 3, 10) vorgesehen sind, von denen eines als zylindrisches Halteteil (10) ausgeführt ist.9. Stator according to one of claims 1 to 8, characterized in that three radially intermeshing stator (2, 3, 10) are provided, one of which is designed as a cylindrical holding part (10).
10. Stator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Halteteil (10) das radial innerste Statorteil bildet.10. Stator according to claim 9, characterized in that the cylindrical holding part (10) forms the radially innermost stator part.
11. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Statorteil (2, 3) in Umfangsrichtung abwechselnd konvex und konkav geformte Abschnitte aufweist.11. Stator according to one of claims 1 to 10, characterized in that a stator part (2, 3) in the circumferential direction has alternately convex and concave shaped portions.
12. Verfahren zur Herstellung eines Stators, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt das Statorteil (2, 3) durch Tiefziehen als Bauteil mit konstanter Wandstärke hergestellt wird und in einem zweiten Schritt die Wandstärke im Bereich des mindestens einen anzubringenden Magnets (4, 5, 7, 8) durch Umformen reduziert wird. 12. A method for producing a stator, in particular according to one of claims 1 to 11, characterized in that in a first step, the stator (2, 3) is produced by deep drawing as a component with a constant wall thickness and in a second step, the wall thickness in the area of the at least one magnet to be attached (4, 5, 7, 8) is reduced by forming.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduzierung der Wandstärke mittels Rollieren erfolgt.13. The method according to claim 12, characterized in that the reduction of the wall thickness takes place by means of rolling.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorteil (2, 3) nach dem im ersten Schritt durchgeführten Tiefziehen einen von der kreisförmigen Querschnittsform abweichenden Innendurchmesser aufweist und erst nach dem zweiten Schritt durch das zusätzliche Umformen ein kreisförmiger Innendurchmesser eingestellt wird. 14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the stator (2, 3) after the deep drawing carried out in the first step has a deviating from the circular cross-sectional shape inner diameter and only after the second step by the additional forming a circular inner diameter is set ,
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