WO2023208774A1 - Two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt - Google Patents

Two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt Download PDF

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WO2023208774A1
WO2023208774A1 PCT/EP2023/060460 EP2023060460W WO2023208774A1 WO 2023208774 A1 WO2023208774 A1 WO 2023208774A1 EP 2023060460 W EP2023060460 W EP 2023060460W WO 2023208774 A1 WO2023208774 A1 WO 2023208774A1
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rotor
phase motor
recesses
parts
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Laoun MAGDI
Poliakine JASHA
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Dr. Fritz Faulhaber Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt.
  • the motor has at least one stator and at least one rotor.
  • the stator has two stator coils.
  • the rotor has external teeth arranged around it.
  • Stepper motors Two-phase motors, in particular stepper motors or hybrid stepper motors, are known in the prior art in a variety of configurations. Stepper motors provide excellent torque, especially at low speeds, making a gearbox unnecessary for many applications. Stepper motors are more reliable than comparable servo motors and less susceptible to thermal damage.
  • Such stepper motors are used, for example, to drive conveyor belts that are used in the production of electrical products and their components or the sorting of components.
  • High demands are placed on generic motors in terms of fine step pitch and high torque.
  • such engines must meet very high reliability requirements.
  • US 2018/093833 A1 describes a drive system with a motorized roller, having a secondary stator outside the roller.
  • An outer shell of the roller has electrically conductive or magnetic material to form an induction, permanent magnet or reluctance motor with the secondary stator and to increase the torque of the motor roller.
  • the systems known from the prior art have the disadvantage that either the design is too large or the achievable holding torque is too low.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a two-phase motor which has a very compact design with a high holding torque at the same time.
  • the aforementioned object is achieved in a generic, two-phase motor according to the characterizing part of claim 1 in that the stator completely surrounds the rotor with internal teeth.
  • the motor is designed, for example, to drive a conveyor belt, in particular a perforated conveyor belt, or a transport belt.
  • the motor is preferably designed as a stepper motor, in particular as a hybrid stepper motor.
  • the at least one, in particular exactly one, stator of the motor preferably has at least one stator body.
  • the stator has at least one, preferably central, stator recess, on the inner circumference of which the internal toothing is formed.
  • the internal toothing of the stator has, for example, between 20 and 70 internal teeth, preferably between 40 and 50 internal teeth, in particular exactly 48 internal teeth.
  • the internal toothing completely surrounds the rotor, which means that at least 90% of the outer circumference of the rotor is surrounded by the internal toothing, in particular an internal tooth or an internal tooth space.
  • the length of an internal tooth - extension in the circumferential direction - corresponds, for example, to the length of an internal tooth space.
  • At least 95%, preferably at least 98%, particularly preferably 100%, of the outer circumference of the rotor is surrounded by the internal toothing, in particular an internal tooth or an internal tooth space.
  • the rotor is advantageously essentially annular and rotatably mounted on at least one bearing ring.
  • the bearing ring preferably has at least one shaft for the output or is coupled to at least one shaft for the output.
  • the at least one, in particular exactly one, rotor has at least one fully arranged external toothing on its outer circumference.
  • the external toothing - sequence of external teeth and external tooth spaces - is preferably formed on at least 95%, in particular 100%, of the outer circumference of the rotor.
  • the rotor preferably has between 30 and 70 external teeth, preferably between 40 and 60 external teeth, in particular exactly 50 external teeth.
  • the radial distance between the inner teeth of the stator and the outer teeth of the rotor is preferably between approximately 0.05 mm and 0.35 mm, preferably approximately 0.1 mm or 0.2 mm.
  • the rotor and the stator are designed to be essentially flat.
  • the thickness of the motor - in particular parallel to the axis of rotation of the rotor - or the thickness of the stator and / or the rotor is preferably between 3.5 mm and 9.5 mm, in particular between 5.5 mm and 8 mm.
  • the thickness is particularly preferably 6.5 mm.
  • the thickness of the stator is preferably less than or equal to the thickness of the rotor.
  • the rotor and the stator are advantageously arranged in a common, imaginary plane E. In particular, the stator preferably extends symmetrically to plane E.
  • the stator in particular has exactly two stator coils - two stator phases.
  • the stator is at least partially wrapped by the stator coils.
  • Each stator coil is preferably arranged on a respective stator core of the stator.
  • the motor is preferably designed and set up in such a way that a holding torque between 140 mNm and 270 mNm can be generated with the motor, in particular of at least 200 mNm, preferably of at least 250 mNm.
  • the holding torque is particularly preferably approximately 257 mNm.
  • the motor has the advantage that it has exactly two stator phases to drive the motor.
  • the invention allows the rotor to be driven step by step by alternating two-phase polarization of the two stator coils.
  • the teeth of the preferably polarized rotor align with the inner teeth of the stator, which are at least partially polarized in opposite directions by the stator coils, with each change in the polarity of the stator coils causing the rotor to move further by one tooth width.
  • the invention is based on the knowledge that increased performance values, in particular an increased holding torque, can be achieved due to the increased number of internal teeth compared to the prior art while maintaining the same size of the stator coils.
  • stator Due to the design of the stator, it is possible to further increase the size of the stator coils. This also leads to reduced heating of the engine, which can advantageously prevent the engine from overheating.
  • the stator surrounds the motor in one piece. At least in the area surrounding the rotor, the stator is advantageously designed in one piece.
  • the stator surrounds the rotor, in particular completely closed around the circumference.
  • the two stator coils are arranged on a common stator body, in particular on stator cores of the stator body.
  • the stator has at least one, in particular essentially semicircular, recess, preferably at least four recesses, on its inner circumference.
  • the recesses are preferably arranged evenly or unevenly distributed on the inner circumference.
  • the recesses are arranged in such a way that They minimize or prevent parasitic flow loops. With this configuration, the holding torque of the motor can be significantly increased.
  • the stator is formed from a plurality of stator parts surrounding the rotor.
  • the stator is composed of a plurality of stator parts, in particular surrounding the rotor.
  • the stator parts are separated in particular orthogonally to plane E, so that all stator parts are arranged in particular within the imaginary plane E.
  • at least two, in particular exactly two, at least three, in particular exactly three, or at least four, in particular exactly four, stator parts are provided.
  • An embodiment with exactly four stator parts that are arranged symmetrically around the rotor is advantageous.
  • Each stator part has a segment of internal teeth to completely surround the rotor. With this configuration, parasitic flux loops within the stator can be reduced.
  • stator parts of the stator lie directly against one another at joints.
  • stator parts of the stator are preferably held in such a way that they lie directly against one another at joints.
  • non-magnetizable joining parts are inserted at the joining points, so that the stator parts rest against the joining parts on both sides.
  • a joining part is arranged at a joint between two stator parts.
  • stator parts of the stator are arranged at a distance from one another at joints.
  • joints By providing the joints with a spaced arrangement, parasitic flux loops can be advantageously reduced and the performance data of the motor can be significantly increased.
  • four joints are preferably provided evenly distributed over the circumference.
  • the width of a joint preferably corresponds to approximately one tooth length, in particular approximately twice the tooth length, preferably approximately three times the tooth length, particularly preferably approximately four times the tooth length.
  • the joints are evenly spaced circumferentially and distributed from one another. With four joints, an angle of approximately 90° is provided between two joints. It is preferably provided that at least one joint is oriented in the direction of a stator coil. The joints oriented in the direction of the stator coils are therefore opposite one another on the circumference. The other two joints - with four joints - are therefore each offset by 90° opposite one another on the inner circumference of the stator.
  • the stator - as already briefly described above - has at least one recess for influencing the magnetic flux in the stator.
  • the recess locally reduces the material thickness of the stator or the stator body, thereby influencing the magnetic flux within the stator. It is preferably provided that at least two, in particular exactly two, preferably three, in particular exactly three, particularly preferably four, in particular exactly four, recesses are formed in the stator, in particular for influencing the magnetic flux in the stator.
  • the recess or recesses is/are introduced into the stator from an outside of the stator.
  • the local reduction in material thickness of the stator therefore occurs from the outside.
  • the recess or recesses is/are arranged to locally interrupt the internal toothing of the stator.
  • the recesses are preferably evenly distributed on the inner circumference. For example, if there are four recesses, they are each at a distance of approximately 90° from one another.
  • the recesses are advantageously arranged slightly offset from one another, for example the recesses are arranged at 0°, -89.1°, -180° and -270.9° on the inner circumference.
  • the width of a recess is preferably approximately one tooth length, in particular approximately two tooth lengths, preferably approximately three tooth lengths, particularly preferably approximately four tooth lengths.
  • the arrangement of the recesses on the inner circumference, so that the internal toothing is locally interrupted or an enlarged internal tooth gap is formed, has the advantage over the prior art that parasitic flow fields within the internal toothing are significantly reduced.
  • each of the two stator coils is wound around a separate stator core.
  • the stator cores are arranged on the stator as part of the stator.
  • the stator cores are attached to the stator in a force-fitting, form-fitting and/or material-locking manner.
  • the stator and the stator cores have corresponding passages so that they can be screwed together.
  • the stator cores are arranged on the stator in particular opposite one another.
  • the stator cores are advantageously arranged in the imaginary plane E.
  • the stator cores are, for example, essentially designed as flat metal webs.
  • the stator cores for example, have a significantly greater length than extension in a width and a height direction.
  • stator cores and the remaining stator are made of the same material, for example a silicon-iron alloy. are trained.
  • the stator as a whole consists, for example, of a silicon-iron alloy.
  • stator cores are made of a first material and the remaining stator is made of at least a second material, the first material and the second material being different.
  • the first material and the second material have different magnetic permeability.
  • the second material is a silicon-iron alloy and/or the first material is a nickel-iron alloy or a cobalt-iron alloy.
  • the magnetic permeability of the first material is advantageously greater than that of the second material. This can advantageously achieve higher saturation for the motor and thus a higher holding torque.
  • the arrangement of the stator coils on the stator can be simplified in that the stator has at least two receiving recesses for the stator coils, and in that two receiving areas are formed on each receiving recess for receiving the opposite ends of a stator core.
  • the stator cores are consequently arranged on the stator in such a way that each stator core at least partially projects beyond a receiving recess and is attached to the stator at its ends.
  • the stator coil is preferably wound in the part of a stator core that projects beyond the receiving recess.
  • each stator core joins two stator parts together, in particular in that each stator core is connected to two stator parts in a force-fitting, positive and/or material-locking manner.
  • each receiving area has at least two receiving wings, which at least partially overlap a stator core on the front and back.
  • At least two receiving wings are provided in the receiving recess. The distance between the receiving wings corresponds approximately to the thickness of a stator core.
  • Each end side of a stator core is inserted between two receiving wings, so that each stator core is affected by the receiving wings on the front and back.
  • the receiving wings are arranged in particular above and below the imaginary plane E. For example, it is provided that each stator core is connected to the receiving wings in a force-fitting, positive and/or material-locking manner.
  • stator cores have at least one laterally arranged stator core recess at the end. It is preferably provided that each stator core has at least two laterally arranged stator core recesses in the area of each of its end sides, outside the area in which the stator coil is arranged. When assembled, the stator core recesses are preferably aligned in the direction of the stator recess in the stator with the internal teeth.
  • the installation space for the motor can be reduced in that the stator - as described above - is designed as a substantially flat body. In this way, for example, a plurality of motors can be arranged close to one another.
  • the rotor has at least one magnetic rotor disk and at least two iron rotor disks in a sandwich construction.
  • the magnetic rotor disk is preferably arranged between the two iron rotor disks.
  • the magnetic rotor disk and the two iron rotor disks are preferably mounted together on the bearing ring.
  • the iron rotor disks each have external teeth.
  • the external teeth of the iron rotor disks are arranged offset from one another, so that the external teeth of a first iron rotor disk each cover the gaps between the external teeth of a second iron rotor disk.
  • One of the iron rotor disks conducts preferably the magnetic north pole of the magnetic rotor disk, the second of the iron rotor disks the magnetic south pole.
  • This arrangement advantageously allows a step-by-step rotary drive of the rotor through alternating two-phase polarization of the two stator coils.
  • the teeth of the polarized iron rotor disks align with the oppositely polarized inner teeth of the stator, with each change in the polarity of the stator phases causing the two iron rotor disks to move forward by one tooth length.
  • the invention relates to a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator and at least one rotor, the stator having two stator coils, the stator coils at least partially surrounding the stator, the rotor having external teeth arranged around it having.
  • the motor is characterized in that the stator is formed in one piece surrounding the rotor. Further refinements of the engine result from the exemplary embodiments described above and the subclaims dependent on claim 1.
  • the invention relates to a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator and at least one rotor, the stator having two stator coils, the stator coils at least partially surrounding the stator, the rotor having external teeth arranged continuously having.
  • the motor is characterized in that the stator is formed from four stator parts surrounding the rotor, in particular that two stator parts are assigned to a stator phase, preferably that the four stator parts are arranged in a common, imaginary plane E. Further refinements of the engine result from the exemplary embodiments described above and the subclaims dependent on claim 1.
  • a third aspect of the invention relates to a method for assembling a two-phase motor, in particular a hybrid stepper motor, preferably according to one of the exemplary embodiments described above, at least comprising the following method steps:
  • stator cores Arranging the stator cores with the stator coils on a stator, in particular from opposite sides in an imaginary plane E, by inserting the stator coils into receiving recesses on the stator and attaching the stator cores at their ends to the stator, preferably non-positively, positively and/or materially. be attached.
  • This method has the advantage that the effort required to produce the stator coils and assemble them on the stator is significantly reduced.
  • a further aspect of the invention relates to a motor, preferably a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator and at least one rotor, the stator having at least two stator coils, the rotor having at least one external toothing arranged continuously.
  • the motor is characterized in that the stator completely surrounds the rotor with internal teeth.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a two-phase motor
  • 2 shows the exemplary embodiment of a two-phase motor according to FIG. 1 in an exploded view
  • FIG. 3 shows the exemplary embodiment of a two-phase motor according to FIGS. 1 and 2 in a top view
  • Fig. 6 shows an embodiment of a two-phase motor in an exploded view.
  • FIG. 1 shows the assembled engine 1 in a perspective view.
  • FIG. 2 shows the motor 1 in an exploded view and
  • FIG. 3 shows the motor 1 in a plan view along the axis of rotation R of the rotor 3 or the motor 1.
  • the motor 1 is intended to drive a conveyor belt.
  • the motor 1 has at least one stator 2 and at least one rotor 3.
  • the stator 2 here has exactly two stator coils 4 - two stator phases - which are wound around the stator 2.
  • the Rotor 3 has at least one external toothing 5.
  • the rotor 3 is arranged in a stator recess 6, which has an internal toothing 7 that completely surrounds the rotor 3 on its inner circumference.
  • the stator 2 surrounds the rotor 3 in one piece.
  • the stator recess 6 is therefore completely closed circumferentially.
  • the rotor 3 rotates in an imaginary plane E - the rotor plane in which the stator 2 is also arranged.
  • stator 4 shows an alternative embodiment of a two-phase motor 1 in a top view, parallel to the axis of rotation R.
  • the rotor 3 is designed identically to the embodiment of FIGS. 1 to 3.
  • the stator 2 has a plurality, here four, of stator parts 2a.
  • the stator parts 2a form the stator recess 6.
  • the internal toothing 7, which completely surrounds the rotor, is arranged on the stator parts 2a.
  • Two stator parts 2a are assigned to a stator coil 4.
  • Joints 8 are provided between the stator parts 2a of the stator 2, at which the stator parts 2a are arranged at a distance from one another.
  • the maximum width of a joint 8 corresponds approximately to three times the tooth length of an external tooth of the external toothing 5 of the rotor 3.
  • the tooth length is the extent of an external tooth in the circumferential direction.
  • the internal toothing 7 completely surrounds the outer circumference of the rotor 3, here on more than 95% of the outer circumference of the rotor 3.
  • the joints 8 are arranged evenly distributed around the circumference. An angle of approximately 90° is formed between the joints 8. All four stator parts 2a are arranged in the imaginary plane E.
  • the joints 8 are arranged in such a way that two joints 8 are aligned in the direction of the stator coils 4 and the further joints 8 are arranged at an angle of approximately 90 ° to them, so that they extend upwards and downwards as shown in FIG.
  • the stator 2 in the exemplary embodiment of FIGS. 1, 2 and 3 is designed to be circumferentially closed in the vicinity of the stator recess 6.
  • the stator 2 has four recesses 9 distributed slightly offset from one another over the circumference on the inner circumference of the stator recess 6. The recesses 9 locally reduce a wall thickness of the stator 2, whereby the magnetic flux in the stator 2 is influenced and in particular parasitic flux fields are minimized.
  • Two of the recesses 9 are each essentially aligned in the direction of a stator coil 4, while the other two recesses 9 are arranged at an angle of approximately 90 ° to it, i.e. extend upwards and downwards as shown in FIG.
  • the recesses are arranged slightly offset from one another, so that the recesses according to FIG. 4 are arranged at 0°, -89.1°, -180° and -270.9° on the inner circumference.
  • the recesses 9 only interrupt the internal toothing 7 locally, so that the rotor 3 is nevertheless completely surrounded by the internal toothing 7.
  • the internal toothing 7, in particular an internal tooth or an internal tooth space, is provided on at least 95% of the outer circumference of the rotor 3.
  • the recesses 9 have a maximum length - in the circumferential direction - of approximately three internal tooth lengths.
  • each of the stator coils 4 is wound around a stator core 10.
  • the stator cores 10 are designed as flat webs with a substantially rectangular cross section.
  • the stator cores 10 are arranged as part of the stator 2 on the stator 2 and, in this exemplary embodiment, are attached to the stator 2 in a form-fitting manner.
  • the stator cores 10 are connected to the stator 2 in a force-fitting and/or material-locking manner.
  • the stator 2 and the stator cores 10 have bushings 11.
  • each stator 2 has at least two receiving recesses 12 in all exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4.
  • the receiving recesses 12 are at least partially invaded by the stator cores 10 in the assembled state.
  • the receiving recesses 12 are arranged opposite one another in the plane E.
  • two receiving areas 13 are provided for receiving one end of a stator core 10.
  • each receiving area 13 has two receiving wings 14 which engage over a stator core 10 on the front and back.
  • Each of the stator cores 10 has at least two laterally arranged stator core recesses 15 at each end, which are aligned with the rotor 3 or the stator recesses 6 in the assembled state.
  • the stator core recesses 15 serve to simplify the assembly of the stator cores 10 on the stator 2.
  • the stator 2 advantageously has a shape corresponding to the stator core recesses 15.
  • the rotor 3 and the stator 2 are designed as essentially flat bodies so that they extend in an imaginary, common plane E.
  • the rotor 3 has a magnetic rotor disk 3a, shown by way of example in FIG. 2, and two iron rotor disks 3b.
  • the magnetic rotor disk 3a is arranged as a sandwich construction between the iron rotor disks 3b.
  • the magnetic rotor disk 3a and the two iron rotor disks 3b are mounted on a bearing ring 3c.
  • the magnetic rotor disk 3a and the iron rotor disks 3b are essentially annular with a central recess 16 for receiving the bearing ring 3c.
  • Each of the iron rotor disks 3b has external teeth 5 on its outer circumference, which together form the external teeth 5 of the rotor 3.
  • the external teeth of the external teeth 5 of the two iron rotor disks 3b are arranged rotationally offset from one another, so that an external tooth of one disk 3b - viewed parallel to the axis of rotation R - covers an external tooth space of the other iron rotor disk 3b.
  • the stator 2 is essentially cassette-shaped with rounded corner regions.
  • the stator cores 10, which are arranged on opposite end sides of the stator 2, as part of the stator 2, have correspondingly rounded corner regions 10a, which are flush with the corner regions of the stator 2 in the assembled state.
  • FIG. 5 shows an example of a schematic sequence of a method 100 for assembling a two-phase motor 1, in particular a hybrid stepper motor.
  • two, in particular web-shaped, separate stator cores 10 - see also Fig. 2 - are wrapped around 101, each with a stator coil 4.
  • the stator cores 10 with the stator coils 4 are arranged on a stator 2, in particular from opposite sides in one imaginary level E, by inserting the stator coils 4 into receiving recesses 12 on the stator 2 and attaching the stator cores 10 at their ends to the stator 2, preferably non-positively, positively and / or materially.
  • the arrangement 102 is preferably carried out in a direction towards the stator recess 6 or the rotor 3 - see FIG. 2 as an example.
  • Each end of a stator core 10 is arranged in particular in a receiving area 13 - see FIG. 2 for example - between two receiving wings 14 and fastened there.
  • Fig. 6 shows an exemplary embodiment of a two-phase motor 1 in an exploded view.
  • the exemplary embodiment essentially corresponds to the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, so that reference is made to the relevant statements.
  • the difference is that the stator cores 10 have no stator core recesses 15 - see e.g. B. Fig. 2 - have.
  • the stator cores 10 in particular have a substantially constant cross section.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described, but also includes all embodiments that have the same effect within the meaning of the invention. It is expressly emphasized that the exemplary embodiments are not limited to all features in combination; rather, each individual partial feature can also be used separately from all others Partial features have an inventive significance in themselves. Furthermore, the invention has not yet been limited to the combination of features defined in claim 1, but can also be defined by any other combination of certain features of all of the individual features disclosed overall. This means that, in principle, practically every individual feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application.

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Abstract

The invention relates to a two-phase motor (1), in particular for driving a conveyor belt, comprising at least one stator (2) and at least one rotor (3), wherein the stator (2) has two stator coils (4) and wherein the rotor (3) has at least one circumferentially arranged outer toothing (5). A two-phase motor (1) is provided, which is very compact while simultaneously having a high holding torque, wherein the stator (2) entirely surrounds the rotor (3) with an inner toothing (5).

Description

Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, Faulhaberstraße 1, 71101 Schönaich Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG, Faulhaberstraße 1, 71101 Schönaich
"Zweiphasiger Motor, insbesondere zum Antrieb eines Förderbandes" "Two-phase motor, especially for driving a conveyor belt"
Die Erfindung betrifft einen zweiphasigen Motor, insbesondere zum Antrieb eines Förderbandes. Der Motor weist mindestens einen Stator und mindestens einen Rotor auf. Der Stator weist zwei Statorspulen auf. Der Rotor weist eine um laufend angeordnete Außenverzahnung auf. The invention relates to a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt. The motor has at least one stator and at least one rotor. The stator has two stator coils. The rotor has external teeth arranged around it.
Zweiphasige Motoren, insbesondere Schrittmotoren oder Hybridschrittmotoren, sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. Schrittmotoren bieten insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten ein hervorragendes Drehmoment, wodurch ein Getriebe für viele Anwendungen entbehrlich ist. Schrittmotoren sind betriebssicherer als vergleichbare Servomotoren und weniger anfällig für thermische Beschädigungen. Two-phase motors, in particular stepper motors or hybrid stepper motors, are known in the prior art in a variety of configurations. Stepper motors provide excellent torque, especially at low speeds, making a gearbox unnecessary for many applications. Stepper motors are more reliable than comparable servo motors and less susceptible to thermal damage.
Derartige Schrittmotoren werden beispielsweise zum Antrieb von Förderbändern verwendet, die bei der Herstellung von elektrischen Produkten und deren Komponenten oder der Sortierung von Bauteilen eingesetzt werden. An gattungsgemäße Motoren werden hohe Anforderungen in Bezug auf eine feine Schrittteilung und ein hohes Drehmoment gesetzt. Zudem müssen derartige Motoren sehr hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit gerecht werden. Such stepper motors are used, for example, to drive conveyor belts that are used in the production of electrical products and their components or the sorting of components. High demands are placed on generic motors in terms of fine step pitch and high torque. In addition, such engines must meet very high reliability requirements.
US 2018/093833 A1 beschreibt beispielsweise ein Antriebssystem mit einer motorisierten Rolle, aufweisend einen sekundären Stator außerhalb der Rolle. Ein Außenmantel der Rolle weist elektrisch leitendes oder magnetisches Material auf, um mit dem sekundären Stator einen Induktions-, Permanentmagnet- oder Reluktanzmotor zu bilden und das Drehmoment der Motorrolle zu erhöhen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme weisen allerdings den Nachteil auf, dass entweder die Bauform zu groß oder das erreichbare Haltedrehmoment zu gering ist. US 2018/093833 A1, for example, describes a drive system with a motorized roller, having a secondary stator outside the roller. An outer shell of the roller has electrically conductive or magnetic material to form an induction, permanent magnet or reluctance motor with the secondary stator and to increase the torque of the motor roller. However, the systems known from the prior art have the disadvantage that either the design is too large or the achievable holding torque is too low.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen zweiphasigen Motor anzugeben, der eine sehr kompakte Bauform bei gleichzeitig hohem Haltedrehmoment aufweist. The present invention is therefore based on the object of specifying a two-phase motor which has a very compact design with a high holding torque at the same time.
Die vorgenannte Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen, zweiphasigen Motor gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Stator den Rotor vollumfänglich mit einer Innenverzahnung umgibt. The aforementioned object is achieved in a generic, two-phase motor according to the characterizing part of claim 1 in that the stator completely surrounds the rotor with internal teeth.
Der Motor ist beispielsweise zum Antrieb eines Förderbandes, insbesondere eines perforierten Förderbandes, oder eines Transportgurtes ausgebildet. Der Motor ist vorzugsweise als Schrittmotor, insbesondere als Hybridschrittmotor, ausgebildet. The motor is designed, for example, to drive a conveyor belt, in particular a perforated conveyor belt, or a transport belt. The motor is preferably designed as a stepper motor, in particular as a hybrid stepper motor.
Der mindestens eine, insbesondere genau eine, Stator des Motors weist vorzugsweise mindestens einen Statorkörper auf. Beispielsweise weist der Stator mindestens eine, vorzugsweise zentrale, Statorausnehmung auf, an deren Innenumfang die Innenverzahnung ausgebildet ist. Die Innenverzahnung des Stators weist beispielsweise zwischen 20 und 70 Innenzähne, vorzugsweise zwischen 40 und 50 Innenzähne, insbesondere genau 48 Innenzähne auf. Die Innenverzahnung umgibt den Rotor vollumfänglich, was bedeutet, dass mindestens 90 % des Außenumfangs des Rotors von der Innenverzahnung, insbesondere einem Innenzahn oder einem Innenzahnzwischenraum, umgeben ist. Die Länge eines Innenzahnes - Erstreckung in Umfangsrichtung - entspricht beispielsweise der Länge eines Innenzahnzwischenraums. Vorzugsweise sind mindestens 95 %, bevorzugt mindestens 98 %, besonders bevorzugt 100 %, des Außenumfangs des Rotors von der Innenverzahnung, insbesondere einem Innenzahn oder einem Innenzahnzwischenraum, umgeben. Der Rotor ist vorteilhaft im Wesentlichen ringförmig ausgebildet und auf mindestens einem Lagerkranz rotierbar gelagert. Der Lagerkranz weist vorzugsweise mindestens eine Welle zum Abtrieb auf oder ist mit mindestens einer Welle zum Abtrieb gekoppelt. The at least one, in particular exactly one, stator of the motor preferably has at least one stator body. For example, the stator has at least one, preferably central, stator recess, on the inner circumference of which the internal toothing is formed. The internal toothing of the stator has, for example, between 20 and 70 internal teeth, preferably between 40 and 50 internal teeth, in particular exactly 48 internal teeth. The internal toothing completely surrounds the rotor, which means that at least 90% of the outer circumference of the rotor is surrounded by the internal toothing, in particular an internal tooth or an internal tooth space. The length of an internal tooth - extension in the circumferential direction - corresponds, for example, to the length of an internal tooth space. Preferably at least 95%, preferably at least 98%, particularly preferably 100%, of the outer circumference of the rotor is surrounded by the internal toothing, in particular an internal tooth or an internal tooth space. The rotor is advantageously essentially annular and rotatably mounted on at least one bearing ring. The bearing ring preferably has at least one shaft for the output or is coupled to at least one shaft for the output.
Der mindestens eine, insbesondere genau eine, Rotor weist auf seinem Außenumfang mindestens eine vollumfänglich angeordnete Außenverzahnung auf. Die Außenverzahnung - Abfolge von Außenzähnen und Außenzahnzwischenräumen - ist vorzugsweise auf mindestens 95%, insbesondere 100 %, des Außenumfangs des Rotors ausgebildet. Der Rotor weist vorzugsweise zwischen 30 und 70 Außenzähne, vorzugsweise zwischen 40 und 60 Außenzähne, insbesondere genau 50 Außenzähne auf. The at least one, in particular exactly one, rotor has at least one fully arranged external toothing on its outer circumference. The external toothing - sequence of external teeth and external tooth spaces - is preferably formed on at least 95%, in particular 100%, of the outer circumference of the rotor. The rotor preferably has between 30 and 70 external teeth, preferably between 40 and 60 external teeth, in particular exactly 50 external teeth.
Der radiale Abstand zwischen den Innenzähnen des Stators und den Außenzähnen des Rotors, auch Luftspalt genannt, beträgt vorzugsweise etwa zwischen 0,05 mm und 0,35 mm, vorzugsweise etwa 0,1 mm oder 0,2 mm. The radial distance between the inner teeth of the stator and the outer teeth of the rotor, also called the air gap, is preferably between approximately 0.05 mm and 0.35 mm, preferably approximately 0.1 mm or 0.2 mm.
Der Rotor und der Stator sind im Wesentlichen flachbauend ausgebildet. Die Dicke des Motors - insbesondere parallel zur Rotationsachse des Rotors - bzw. die Dicke des Stators und/oder des Rotors, beträgt vorzugsweise zwischen 3,5 mm und 9,5 mm, insbesondere zwischen 5,5 mm und 8 mm. Ganz besonders bevorzugt beträgt die Dicke 6,5 mm. Die Dicke des Stators ist vorzugsweise geringer oder gleich der Dicke des Rotors. Der Rotor und der Stator sind vorteilhaft in einer gemeinsamen, gedachten Ebene E angeordnet. Insbesondere erstreckt sich der Stator vorzugsweise symmetrisch zur Ebene E. The rotor and the stator are designed to be essentially flat. The thickness of the motor - in particular parallel to the axis of rotation of the rotor - or the thickness of the stator and / or the rotor is preferably between 3.5 mm and 9.5 mm, in particular between 5.5 mm and 8 mm. The thickness is particularly preferably 6.5 mm. The thickness of the stator is preferably less than or equal to the thickness of the rotor. The rotor and the stator are advantageously arranged in a common, imaginary plane E. In particular, the stator preferably extends symmetrically to plane E.
Der Stator weist insbesondere genau zwei Statorspulen - zwei Statorphasen - auf. Der Stator ist zumindest teilweise von den Statorspulen umwickelt. Vorzugsweise ist jede Statorspule an jeweils einem Statorkern des Stators angeordnet. The stator in particular has exactly two stator coils - two stator phases. The stator is at least partially wrapped by the stator coils. Each stator coil is preferably arranged on a respective stator core of the stator.
Der Motor ist vorzugsweise derart ausgebildet und eingerichtet, dass mit dem Motor ein Haltedrehmoment zwischen 140 mNm und 270 mNm erzeugbar ist, insbesondere von mindestens 200 mNm, bevorzugt von mindestens 250 mNm. Besonders bevorzugt beträgt das Haltemoment etwa 257 mNm. The motor is preferably designed and set up in such a way that a holding torque between 140 mNm and 270 mNm can be generated with the motor, in particular of at least 200 mNm, preferably of at least 250 mNm. The holding torque is particularly preferably approximately 257 mNm.
Der Motor weist den Vorteil auf, dass er genau zwei Statorphasen aufweist, um den Motor anzutreiben. Die Erfindung erlaubt einen schrittweisen Antrieb des Rotors durch alternierend zweiphasige Polarisation der beiden Statorspulen. Die Zähne des vorzugsweise polarisierten Rotors richten sich zu den durch die Statorspulen zumindest teilweise entgegengesetzt polarisierten Innenzähnen des Stators aus, wobei sich bei jedem Wechsel der Polarität der Statorspulen der Rotor um eine Zahnbreite weiterbewegt. The motor has the advantage that it has exactly two stator phases to drive the motor. The invention allows the rotor to be driven step by step by alternating two-phase polarization of the two stator coils. The teeth of the preferably polarized rotor align with the inner teeth of the stator, which are at least partially polarized in opposite directions by the stator coils, with each change in the polarity of the stator coils causing the rotor to move further by one tooth width.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass durch die im Vergleich zum Stand der Technik erhöhte Anzahl an Innenzähnen bei gleichbleibender Größe der Statorspulen gesteigerte Leistungswerte, insbesondere ein gesteigertes Haltedrehmoment, erreicht werden können. The invention is based on the knowledge that increased performance values, in particular an increased holding torque, can be achieved due to the increased number of internal teeth compared to the prior art while maintaining the same size of the stator coils.
Aufgrund der Gestaltung des Stators ist es ermöglicht, die Größe der Statorspulen weiter zu erhöhen. Das führt auch zu einer verringerten Erwärmung des Motors, wodurch ein Überhitzen des Motors vorteilhaft verhindert werden kann. Due to the design of the stator, it is possible to further increase the size of the stator coils. This also leads to reduced heating of the engine, which can advantageously prevent the engine from overheating.
Um die Leistungsdaten des Motors, insbesondere das Haltedrehmoment, vorteilhaft zu steigern, hat sich gemäß einer ersten Ausgestaltung des Motors als vorteilhaft herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass der Stator den Motor einstückig umgibt. Zumindest in dem den Rotor umgebenden Bereich ist der Stator vorteilhaft einstückig ausgebildet. Der Stator umgibt den Rotor insbesondere umfänglich vollständig geschlossen. Insbesondere sind die beiden Statorspulen an einem gemeinsamen Statorkörper, insbesondere an Statorkernen des Statorkörpers, angeordnet. Beispielsweise ist vorgesehen, dass der Stator auf seinem Innenumfang mindestens eine, insbesondere im Wesentlichen halbkreisförmige, Ausnehmung, vorzugsweise mindestens vier Ausnehmungen, aufweist. In order to advantageously increase the performance data of the motor, in particular the holding torque, according to a first embodiment of the motor it has proven to be advantageous if it is provided that the stator surrounds the motor in one piece. At least in the area surrounding the rotor, the stator is advantageously designed in one piece. The stator surrounds the rotor, in particular completely closed around the circumference. In particular, the two stator coils are arranged on a common stator body, in particular on stator cores of the stator body. For example, it is provided that the stator has at least one, in particular essentially semicircular, recess, preferably at least four recesses, on its inner circumference.
Vorzugsweise sind die Ausnehmungen gleichmäßig oder ungleichmäßig auf dem Innenumfang verteilt angeordnet. Die Ausnehmungen sind derart angeordnet, dass sie parasitäre Flussschleifen minimieren oder verhindern. Mit dieser Ausgestaltung lässt sich das Haltedrehmoment des Motors deutlich steigern. The recesses are preferably arranged evenly or unevenly distributed on the inner circumference. The recesses are arranged in such a way that They minimize or prevent parasitic flow loops. With this configuration, the holding torque of the motor can be significantly increased.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Motors, insbesondere zur Steigerung des Haltedrehmoments, ist vorgesehen, dass der Stator den Rotor umgebend aus einer Mehrzahl an Statorteilen ausgebildet ist. Der Stator ist insbesondere den Rotor umgebend aus einer Mehrzahl an Statorteilen zusammengesetzt. Die Statorteile sind insbesondere orthogonal zur Ebene E separiert, so dass alle Statorteile insbesondere innerhalb der gedachten Ebene E angeordnet sind. Besonders bevorzugt sind mindestens zwei, insbesondere genau zwei, mindestens drei, insbesondere genau drei, oder mindestens vier, insbesondere genau vier, Statorteile vorgesehen. Vorteilhaft ist eine Ausgestaltung mit genau vier Statorteilen, die symmetrisch um den Rotor angeordnet sind. Jedes Statorteil weist ein Segment der Innenverzahnung auf, um den Rotor vollumfänglich zu umgeben. Mit dieser Ausgestaltung können parasitäre Flussschleifen innerhalb des Stators reduziert werden. According to an alternative embodiment of the motor, in particular to increase the holding torque, it is provided that the stator is formed from a plurality of stator parts surrounding the rotor. The stator is composed of a plurality of stator parts, in particular surrounding the rotor. The stator parts are separated in particular orthogonally to plane E, so that all stator parts are arranged in particular within the imaginary plane E. Particularly preferably, at least two, in particular exactly two, at least three, in particular exactly three, or at least four, in particular exactly four, stator parts are provided. An embodiment with exactly four stator parts that are arranged symmetrically around the rotor is advantageous. Each stator part has a segment of internal teeth to completely surround the rotor. With this configuration, parasitic flux loops within the stator can be reduced.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors ist vorgesehen, dass die Statorteile des Stators an Fügestellen unmittelbar aneinander anliegen. Die Statorteile des Stators sind im Montagezustand vorzugsweise derart gehalten, dass sie an Fügestellen unmittelbar aneinander anliegen. Um parasitäre Flussschleifen zu reduzieren, ist insbesondere vorgesehen, dass an den Fügestellen nicht magnetisierbare Fügeteile eingefügt sind, so dass die Statorteile beidseitig an den Fügeteilen anliegen. Zwischen zwei Statorteilen ist an einer Fügestelle jeweils ein Fügeteil angeordnet. According to a further embodiment of the motor, it is provided that the stator parts of the stator lie directly against one another at joints. In the assembled state, the stator parts of the stator are preferably held in such a way that they lie directly against one another at joints. In order to reduce parasitic flux loops, it is in particular provided that non-magnetizable joining parts are inserted at the joining points, so that the stator parts rest against the joining parts on both sides. A joining part is arranged at a joint between two stator parts.
Ferner alternativ dazu ist vorgesehen, dass die Statorteile des Stators an Fügestellen beabstandet zueinander angeordnet sind. Durch das Vorsehen der Fügestellen mit beabstandeter Anordnung können parasitäre Flussschleifen vorteilhaft reduziert und die Leistungsdaten des Motors deutlich gesteigert werden. Bei vier Statorteilen sind vorzugsweise vier gleichmäßig über den Umfang verteilte Fügestellen vorgesehen. Die Breite einer Fügestelle entspricht vorzugsweise etwa einer Zahnlänge, insbesondere etwa einer doppelten Zahnlänge, vorzugsweise etwa einer dreifachen Zahnlänge, besonders bevorzugt etwa einer vierfachen Zahnlänge. Trotz der Fügestellen ist gewährleistet, dass der Stator den Rotor im Sinne der Erfindung vollumfänglich mit einer Innenverzahnung umgibt. Furthermore, as an alternative to this, it is provided that the stator parts of the stator are arranged at a distance from one another at joints. By providing the joints with a spaced arrangement, parasitic flux loops can be advantageously reduced and the performance data of the motor can be significantly increased. With four stator parts, four joints are preferably provided evenly distributed over the circumference. The width of a joint preferably corresponds to approximately one tooth length, in particular approximately twice the tooth length, preferably approximately three times the tooth length, particularly preferably approximately four times the tooth length. Despite the joints, it is guaranteed that the stator completely surrounds the rotor with internal teeth in the sense of the invention.
Als besonders vorteilhaft hat sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass die Fügestellen umfänglich gleichmäßig beabstandet und verteilt zueinander angeordnet sind. Bei vier Fügestellen ist zwischen zwei Fügestellen ein Winkel von etwa 90° vorgesehen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass jeweils mindestens eine Fügestelle in Richtung einer Statorspule orientiert ist. Die in Richtung der Statorspulen orientierten Fügestellen liegen folglich auf dem Umfang gegenüberliegend zueinander. Die weiteren beiden Fügestellen - bei vier Fügestellen - liegen folglich jeweils um 90° versetzt gegenüberliegend auf dem Innenumfang des Stators. According to a further embodiment, it has proven to be particularly advantageous if it is provided that the joints are evenly spaced circumferentially and distributed from one another. With four joints, an angle of approximately 90° is provided between two joints. It is preferably provided that at least one joint is oriented in the direction of a stator coil. The joints oriented in the direction of the stator coils are therefore opposite one another on the circumference. The other two joints - with four joints - are therefore each offset by 90° opposite one another on the inner circumference of the stator.
Vorteilhaft bei einem den Rotor einstückig umgebenden Stator hat sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors als vorteilhaft herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass der Stator - wie vorstehend schon kurz beschrieben - mindestens eine Ausnehmung zur Beeinflussung des Magnetflusses im Stator aufweist. Mit der Ausnehmung wird lokal eine Materialstärke des Stators bzw. des Statorkörpers reduziert, wodurch der Magnetfluss innerhalb des Stators beeinflusst wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass mindestens zwei, insbesondere genau zwei, bevorzugt drei, insbesondere genau drei, besonders bevorzugt vier, insbesondere genau vier, Ausnehmungen, insbesondere zur Beeinflussung des Magnetflusses im Stator, im Stator ausgebildet sind. According to a further embodiment of the motor, it has proven to be advantageous in the case of a stator that surrounds the rotor in one piece if it is provided that the stator - as already briefly described above - has at least one recess for influencing the magnetic flux in the stator. The recess locally reduces the material thickness of the stator or the stator body, thereby influencing the magnetic flux within the stator. It is preferably provided that at least two, in particular exactly two, preferably three, in particular exactly three, particularly preferably four, in particular exactly four, recesses are formed in the stator, in particular for influencing the magnetic flux in the stator.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors ist vorgesehen, dass die Ausnehmung oder die Ausnehmungen ausgehend von einer Außenseite des Stators in den Stator eingebracht ist/sind. Die lokale Reduzierung einer Materialstärke des Stators erfolgt folglich von außen. Besonders bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Ausnehmung oder die Ausnehmungen die Innenverzahnung des Stators lokal unterbrechend angeordnet ist/sind. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise auf dem Innenumfang gleichmäßig verteilt. Beispielsweise weisen bei vier Ausnehmungen diese jeweils einen Abstand von etwa 90° zueinander auf. Vorteilhaft sind die Ausnehmungen geringfügig zueinander versetzt angeordnet, beispielsweise sind die Ausnehmungen bei 0°, -89,1 °, -180° und -270,9° auf dem Innenumfang angeordnet. Die Breite einer Ausnehmung beträgt vorzugsweise etwa eine Zahnlänge, insbesondere etwa zwei Zahnlängen, bevorzugt etwa drei Zahnlängen, besonders bevorzugt etwa vier Zahnlängen. According to a further embodiment of the motor, it is provided that the recess or recesses is/are introduced into the stator from an outside of the stator. The local reduction in material thickness of the stator therefore occurs from the outside. However, it is particularly preferred that the recess or recesses is/are arranged to locally interrupt the internal toothing of the stator. The recesses are preferably evenly distributed on the inner circumference. For example, if there are four recesses, they are each at a distance of approximately 90° from one another. The recesses are advantageously arranged slightly offset from one another, for example the recesses are arranged at 0°, -89.1°, -180° and -270.9° on the inner circumference. The width of a recess is preferably approximately one tooth length, in particular approximately two tooth lengths, preferably approximately three tooth lengths, particularly preferably approximately four tooth lengths.
Die Anordnung der Ausnehmungen auf dem Innenumfang, so dass die Innenverzahnung lokal unterbrochen wird bzw. eine vergrößerte Innenzahnlücke ausgebildet wird, hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass parasitäre Flussfelder innerhalb der Innenverzahnung deutlich reduziert werden. The arrangement of the recesses on the inner circumference, so that the internal toothing is locally interrupted or an enlarged internal tooth gap is formed, has the advantage over the prior art that parasitic flow fields within the internal toothing are significantly reduced.
Insbesondere die Montage eines erfindungsgemäßen Motors lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch vereinfachen, dass jede der beiden Statorspulen um einen separaten Statorkern gewickelt ist. Die Statorkerne sind als Teil des Stators an dem Stator angeordnet. Beispielsweise sind die Statorkerne kraft-, form- und/oder stoffschlüssig am Stator befestigt. Beispielsweise weisen der Stator und die Statorkerne korrespondierende Durchtretungen auf, so dass diese miteinander verschraubt werden können. Die Statorkerne sind am Stator insbesondere gegenüberliegend zueinander angeordnet. Die Statorkerne sind vorteilhaft in der gedachten Ebene E angeordnet. In particular, the assembly of a motor according to the invention can be simplified according to a further embodiment in that each of the two stator coils is wound around a separate stator core. The stator cores are arranged on the stator as part of the stator. For example, the stator cores are attached to the stator in a force-fitting, form-fitting and/or material-locking manner. For example, the stator and the stator cores have corresponding passages so that they can be screwed together. The stator cores are arranged on the stator in particular opposite one another. The stator cores are advantageously arranged in the imaginary plane E.
Die Statorkerne sind beispielsweise im Wesentlichen als flache Metallstege ausgebildet. Die Statorkerne weisen beispielsweise eine deutlich größere Länge als Erstreckung in eine Breiten- und eine Höhenrichtung auf. The stator cores are, for example, essentially designed as flat metal webs. The stator cores, for example, have a significantly greater length than extension in a width and a height direction.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Statorkerne und der verbleibende Stator aus dem gleichen Material, beispielsweise einer Silizium-Eisen-Legierung, ausgebildet sind. Der Stator besteht insgesamt beispielsweise aus einer Silizium- Eisen-Legierung. In particular, it is provided that the stator cores and the remaining stator are made of the same material, for example a silicon-iron alloy. are trained. The stator as a whole consists, for example, of a silicon-iron alloy.
Beispielsweise sind die Statorkerne aus einem ersten Material ausgebildet und der verbleibende Stator aus mindestens einem zweiten Material, wobei das erste Material und das zweite Material unterschiedlich sind. For example, the stator cores are made of a first material and the remaining stator is made of at least a second material, the first material and the second material being different.
Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass das erste Material und das zweite Material eine unterschiedliche magnetische Permeabilität aufweisen. Beispielsweise ist das zweite Material eine Silizium-Eisen-Legierung und/oder das erste Material eine Nickel-Eisen-Legierung oder eine Cobalt-Eisen-Legierung. Vorteilhaft ist die magnetische Permeabilität des ersten Materials größer als die des zweiten Materials. Dadurch kann vorteilhaft eine höhere Sättigung für den Motor und damit ein höheres Haltemoment erzielt werden. It is preferably provided that the first material and the second material have different magnetic permeability. For example, the second material is a silicon-iron alloy and/or the first material is a nickel-iron alloy or a cobalt-iron alloy. The magnetic permeability of the first material is advantageously greater than that of the second material. This can advantageously achieve higher saturation for the motor and thus a higher holding torque.
Die Anordnung der Statorspulen an dem Stator lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch vereinfachen, dass der Stator mindestens zwei Aufnahmeausnehmungen für die Statorspulen aufweist, und dass an jeder Aufnahmeausnehmung zwei Aufnahmebereiche zur Aufnahme der gegenüberliegenden Enden eines Statorkerns ausgebildet sind. Die Statorkerne werden folglich so an dem Stator angeordnet, dass jeder Statorkern eine Aufnahmeausnehmung zumindest teilweise überragt und an seinen Enden an dem Stator befestigt ist. In dem die Aufnahmeausnehmung überragenden Teil eines Statorkerns ist vorzugsweise die Statorspule gewickelt. According to a further embodiment, the arrangement of the stator coils on the stator can be simplified in that the stator has at least two receiving recesses for the stator coils, and in that two receiving areas are formed on each receiving recess for receiving the opposite ends of a stator core. The stator cores are consequently arranged on the stator in such a way that each stator core at least partially projects beyond a receiving recess and is attached to the stator at its ends. The stator coil is preferably wound in the part of a stator core that projects beyond the receiving recess.
Insbesondere ist vorgesehen, dass jeder Statorkern jeweils zwei Statorteile zusammenfügt, insbesondere indem jeder Statorkern mit jeweils zwei Statorteilen kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. In particular, it is provided that each stator core joins two stator parts together, in particular in that each stator core is connected to two stator parts in a force-fitting, positive and/or material-locking manner.
Das Montieren der Statorkerne lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors dadurch vereinfachen, dass jeder Aufnahmebereich mindestens zwei Aufnahmeflügel aufweist, die einen Statorkern vorder- und rückseitig zumindest teilweise übergreifen. Beispielsweise sind auf jeder Seite einer Aufnahmeausnehmung mindestens zwei Aufnahmeflügel vorgesehen. Der Abstand der Aufnahmeflügel zueinander entspricht etwa der Dicke eines Statorkerns. Jede Endseite eines Statorkerns ist zwischen jeweils zwei Aufnahmeflügeln eingebracht, so dass jeder Statorkern durch die Aufnahmeflügel vorder- und rückseitig Übergriffen wird. Die Aufnahmeflügel sind insbesondere oberhalb und unterhalb der gedachten Ebene E angeordnet. Beispielsweise ist vorgesehen, dass jeder Statorkern mit den Aufnahmeflügeln kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. According to a further embodiment of the motor, the mounting of the stator cores can be simplified in that each receiving area has at least two receiving wings, which at least partially overlap a stator core on the front and back. For example, there are one on each side At least two receiving wings are provided in the receiving recess. The distance between the receiving wings corresponds approximately to the thickness of a stator core. Each end side of a stator core is inserted between two receiving wings, so that each stator core is affected by the receiving wings on the front and back. The receiving wings are arranged in particular above and below the imaginary plane E. For example, it is provided that each stator core is connected to the receiving wings in a force-fitting, positive and/or material-locking manner.
Des Weiteren ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Statorkerne endseitig mindestens eine seitlich angeordnete Statorkernausnehmung aufweisen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Statorkern im Bereich jeder seiner Endseiten, außerhalb des Bereiches, an dem die Statorspule angeordnet ist, mindestens zwei seitlich angeordnete Statorkernausnehmungen aufweist. Die Statorkernausnehmungen sind im Montagezustand vorzugsweise in Richtung der Statorausnehmung im Stator mit der Innenverzahnung ausgerichtet. Furthermore, according to a further embodiment, it is provided that the stator cores have at least one laterally arranged stator core recess at the end. It is preferably provided that each stator core has at least two laterally arranged stator core recesses in the area of each of its end sides, outside the area in which the stator coil is arranged. When assembled, the stator core recesses are preferably aligned in the direction of the stator recess in the stator with the internal teeth.
Der Bauraum für den Motor lässt sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch reduzieren, dass der Stator - wie vorstehend beschrieben - als im Wesentlichen flacher Körper ausgebildet ist. Auf diese Weise können beispielsweise auch eine Mehrzahl von Motoren dicht nebeneinander angeordnet werden. According to a further embodiment, the installation space for the motor can be reduced in that the stator - as described above - is designed as a substantially flat body. In this way, for example, a plurality of motors can be arranged close to one another.
Insbesondere um eine sehr feine Schrittteilung zu erzielen, hat es sich gemäß einer weiteren Ausgestaltung als vorteilhaft herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass der Rotor mindestens eine magnetische Rotorscheibe und mindestens zwei Eisenrotorscheiben in einer Sandwich-Konstruktion aufweist. Die magnetische Rotorscheibe ist vorzugsweise zwischen den beiden Eisenrotorscheiben angeordnet. Die magnetische Rotorscheibe und die beiden Eisenrotorscheiben sind vorzugsweise gemeinsam auf dem Lagerkranz gelagert. Die Eisenrotorscheiben weisen jeweils eine Außenverzahnung auf. Die Außenverzahnung der Eisenrotorscheiben sind zueinander versetzt angeordnet, so dass die Außenzähne einer ersten Eisenrotorscheibe jeweils die Lücken zwischen den Außenzähnen einer zweiten Eisenrotorscheibe überdecken. Eine der Eisenrotorscheiben leitet vorzugsweise den magnetischen Nordpol der magnetischen Rotorscheibe, die zweite der Eisenrotorscheiben den magnetischen Südpol. In particular, in order to achieve a very fine step pitch, it has proven to be advantageous according to a further embodiment if it is provided that the rotor has at least one magnetic rotor disk and at least two iron rotor disks in a sandwich construction. The magnetic rotor disk is preferably arranged between the two iron rotor disks. The magnetic rotor disk and the two iron rotor disks are preferably mounted together on the bearing ring. The iron rotor disks each have external teeth. The external teeth of the iron rotor disks are arranged offset from one another, so that the external teeth of a first iron rotor disk each cover the gaps between the external teeth of a second iron rotor disk. One of the iron rotor disks conducts preferably the magnetic north pole of the magnetic rotor disk, the second of the iron rotor disks the magnetic south pole.
Diese Anordnung erlaubt vorteilhaft einen schrittweisen rotativen Antrieb des Rotors durch alternierend zweiphasige Polarisation der beiden Statorspulen. Die Zähne der polarisierten Eisenrotorscheiben richten sich zu den entgegengesetzt polarisierten Innenzähnen des Stators aus, wobei sich bei jedem Wechsel der Polarität der Statorphasen die beiden Eisenrotorscheiben um eine Zahnlänge weiterbewegen. This arrangement advantageously allows a step-by-step rotary drive of the rotor through alternating two-phase polarization of the two stator coils. The teeth of the polarized iron rotor disks align with the oppositely polarized inner teeth of the stator, with each change in the polarity of the stator phases causing the two iron rotor disks to move forward by one tooth length.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen zweiphasigen Motor, insbesondere zum Antrieb eines Förderbandes, aufweisend mindestens einen Stator und mindestens einen Rotor, wobei der Stator zwei Statorspulen aufweist, wobei die Statorspulen den Stator zumindest teilweise umgeben, wobei der Rotor eine um laufend angeordnete Außenverzahnung aufweist. Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator den Rotor umgebend einstückig ausgebildet ist. Weitere Ausgestaltungen des Motors ergeben sich aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen. According to a first aspect, the invention relates to a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator and at least one rotor, the stator having two stator coils, the stator coils at least partially surrounding the stator, the rotor having external teeth arranged around it having. The motor is characterized in that the stator is formed in one piece surrounding the rotor. Further refinements of the engine result from the exemplary embodiments described above and the subclaims dependent on claim 1.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen zweiphasigen Motor, insbesondere zum Antrieb eines Förderbandes, aufweisend mindestens einen Stator und mindestens einen Rotor, wobei der Stator zwei Statorspulen aufweist, wobei die Statorspulen den Stator zumindest teilweise umgeben, wobei der Rotor eine um laufend angeordnete Außenverzahnung aufweist. Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator den Rotor umfänglich umgebend aus vier Statorteilen ausgebildet ist, insbesondere dass jeweils zwei Statorteile einer Statorphase zugeordnet sind, bevorzugt dass die vier Statorteile in einer gemeinsamen, gedachten Ebene E angeordnet sind. Weitere Ausgestaltungen des Motors ergeben sich aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen und den von Anspruch 1 abhängigen Unteransprüchen. Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines zweiphasigen Motors, insbesondere eines Hybridschrittmotors, bevorzugt nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, mindestens aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: According to a second aspect, the invention relates to a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator and at least one rotor, the stator having two stator coils, the stator coils at least partially surrounding the stator, the rotor having external teeth arranged continuously having. The motor is characterized in that the stator is formed from four stator parts surrounding the rotor, in particular that two stator parts are assigned to a stator phase, preferably that the four stator parts are arranged in a common, imaginary plane E. Further refinements of the engine result from the exemplary embodiments described above and the subclaims dependent on claim 1. A third aspect of the invention relates to a method for assembling a two-phase motor, in particular a hybrid stepper motor, preferably according to one of the exemplary embodiments described above, at least comprising the following method steps:
Umwickeln von zwei, insbesondere stegförmigen, separaten Statorkernen mit jeweils einer Statorspule, Wrapping around two, in particular web-shaped, separate stator cores, each with a stator coil,
Anordnen der Statorkerne mit den Statorspulen an einem Stator, insbesondere von gegenüberliegenden Seiten in einer gedachten Ebene E, indem die Statorspulen in Aufnahmeausnehmungen am Stator eingeführt und die Statorkerne jeweils an ihren Enden an dem Stator, vorzugsweise kraft-, form-und/oder stoffschlüssig, befestigt werden. Arranging the stator cores with the stator coils on a stator, in particular from opposite sides in an imaginary plane E, by inserting the stator coils into receiving recesses on the stator and attaching the stator cores at their ends to the stator, preferably non-positively, positively and/or materially. be attached.
Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass der Aufwand für die Herstellung der Statorspulen und die Montage am Stator deutlich reduziert ist. This method has the advantage that the effort required to produce the stator coils and assemble them on the stator is significantly reduced.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Motor, vorzugsweise zweiphasigen Motor, insbesondere zum Antrieb eines Förderbandes, aufweisend mindestens einen Stator und mindestens einen Rotor, wobei der Stator mindestens zwei Statorspulen aufweist, wobei der Rotor mindestens eine um laufend angeordnete Außenverzahnung aufweist. Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stator den Rotor vollumfänglich mit einer Innenverzahnung umgibt. Weitere Ausführungsformen des Motors ergeben sich aus dem Merkmalsinhalt der abhängigen Ansprüche. A further aspect of the invention relates to a motor, preferably a two-phase motor, in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator and at least one rotor, the stator having at least two stator coils, the rotor having at least one external toothing arranged continuously. The motor is characterized in that the stator completely surrounds the rotor with internal teeth. Further embodiments of the engine result from the feature content of the dependent claims.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung und den abhängigen Unteransprüchen. Further advantageous embodiments of the invention result from the following description of the figures and the dependent subclaims.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors, Fig. 2 das Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors gemäß Fig. 1 in einer Explosionsansicht, 1 shows an exemplary embodiment of a two-phase motor, 2 shows the exemplary embodiment of a two-phase motor according to FIG. 1 in an exploded view,
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors gemäß Fig. 1 und 2 in einer Draufsicht, 3 shows the exemplary embodiment of a two-phase motor according to FIGS. 1 and 2 in a top view,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors in Draufsicht, 4 shows a further exemplary embodiment of a two-phase motor in plan view,
Fig. 5 einen schematischen Ablauf eines beschriebenen Verfahrens und 5 shows a schematic sequence of a described method and
Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors in einer Explosionsansicht. Fig. 6 shows an embodiment of a two-phase motor in an exploded view.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen. In the various figures of the drawing, the same parts are always provided with the same reference numbers.
Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung. The following description claims that the invention is not limited to the exemplary embodiments and not to all or several features of the combinations of features described, but rather each individual partial feature of the/each exemplary embodiment is also detached from all other partial features described in connection therewith also in combination with any features of another exemplary embodiment of importance for the subject matter of the invention.
Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors 1 . Fig. 1 zeigt den montierten Motor 1 in einer perspektivischen Ansicht. Fig. 2 zeigt den Motor 1 in einer Explosionsdarstellung und Fig. 3 zeigt den Motor 1 in einer Draufsicht entlang der Rotationsachse R des Rotors 3 bzw. des Motors 1 . Der Motor 1 ist zum Antrieb eines Förderbandes vorgesehen. Der Motor 1 weist mindestens einen Stator 2 und mindestens einen Rotor 3 auf. Der Stator 2 weist hier genau zwei Statorspulen 4 - zwei Statorphasen - auf, die um den Stator 2 gewickelt sind. Der Rotor 3 weist mindestens eine Außenverzahnung 5 auf. Der Rotor 3 ist in einer Statorausnehmung 6 angeordnet, die auf ihrem Innenumfang eine den Rotor 3 vollumfänglich umgebende Innenverzahnung 7 aufweist. 1, 2 and 3 show an exemplary embodiment of a two-phase motor 1. Fig. 1 shows the assembled engine 1 in a perspective view. FIG. 2 shows the motor 1 in an exploded view and FIG. 3 shows the motor 1 in a plan view along the axis of rotation R of the rotor 3 or the motor 1. The motor 1 is intended to drive a conveyor belt. The motor 1 has at least one stator 2 and at least one rotor 3. The stator 2 here has exactly two stator coils 4 - two stator phases - which are wound around the stator 2. The Rotor 3 has at least one external toothing 5. The rotor 3 is arranged in a stator recess 6, which has an internal toothing 7 that completely surrounds the rotor 3 on its inner circumference.
Gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 umgibt der Stator 2 den Rotor 3 einstückig. Die Statorausnehmung 6 ist folglich umfänglich vollständig geschlossen. Im Betrieb rotiert der Rotor 3 in einer gedachten Ebene E - der Rotorebene in der auch der Stator 2 angeordnet ist. According to FIGS. 1 to 3, the stator 2 surrounds the rotor 3 in one piece. The stator recess 6 is therefore completely closed circumferentially. During operation, the rotor 3 rotates in an imaginary plane E - the rotor plane in which the stator 2 is also arranged.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors 1 in Draufsicht, parallel zur Rotationsachse R. Der Rotor 3 ist identisch wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 3 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Stator 2 eine Mehrzahl, hier vier, an Statorteilen 2a auf. Die Statorteile 2a bilden die Statorausnehmung 6. An den Statorteilen 2a ist die Innenverzahnung 7 angeordnet, die den Rotor vollumfänglich umgibt. Jeweils zwei Statorteile 2a sind einer Statorspule 4 zugeordnet. 4 shows an alternative embodiment of a two-phase motor 1 in a top view, parallel to the axis of rotation R. The rotor 3 is designed identically to the embodiment of FIGS. 1 to 3. In this exemplary embodiment, the stator 2 has a plurality, here four, of stator parts 2a. The stator parts 2a form the stator recess 6. The internal toothing 7, which completely surrounds the rotor, is arranged on the stator parts 2a. Two stator parts 2a are assigned to a stator coil 4.
Zwischen den Statorteilen 2a des Stators 2 sind Fügestellen 8 vorgesehen, an denen die Statorteile 2a beabstandet zueinander angeordnet sind. Die maximale Breite einer Fügestelle 8 entspricht etwa dem Dreifachen einer Zahnlänge eines Außenzahns der Außenverzahnung 5 des Rotors 3. Die Zahnlänge ist die Erstreckung eines Außenzahns in Umfangsrichtung. Trotz der Fügestellen 8 umgibt die Innenverzahnung 7 den Außenumfang des Rotors 3 vollumfänglich, hier auf mehr als 95 % des Außenumfangs des Rotors 3. Die Fügestellen 8 sind umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet. Zwischen den Fügestellen 8 ist ein Winkel von etwa 90° ausgebildet. Alle vier Statorteile 2a sind in der gedachten Ebene E angeordnet. Joints 8 are provided between the stator parts 2a of the stator 2, at which the stator parts 2a are arranged at a distance from one another. The maximum width of a joint 8 corresponds approximately to three times the tooth length of an external tooth of the external toothing 5 of the rotor 3. The tooth length is the extent of an external tooth in the circumferential direction. Despite the joints 8, the internal toothing 7 completely surrounds the outer circumference of the rotor 3, here on more than 95% of the outer circumference of the rotor 3. The joints 8 are arranged evenly distributed around the circumference. An angle of approximately 90° is formed between the joints 8. All four stator parts 2a are arranged in the imaginary plane E.
Die Fügestellen 8 sind derart angeordnet, dass jeweils zwei Fügestellen 8 in Richtung der Statorspulen 4 ausgerichtet sind und die weiteren Fügestellen 8 in einem Winkel von etwa 90° dazu angeordnet sind, so dass sie sich gemäß Fig. 4 nach oben und nach unten erstrecken. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist der Stator 2 bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3 in der Umgebung der Statorausnehmung 6 umfänglich geschlossen ausgebildet. Um parasitäre Flussfelder zu reduzieren, weist der Stator 2 auf dem Innenumfang der Statorausnehmung 6 vier geringfügig zueinander versetzt über den Umfang verteilte Ausnehmungen 9 auf. Die Ausnehmungen 9 reduzieren lokal eine Wandstärke des Stators 2, wodurch der Magnetfluss im Stator 2 beeinflusst wird und insbesondere parasitäre Flussfelder minimiert werden. Zwei der Ausnehmungen 9 sind jeweils im Wesentlichen in Richtung einer Statorspule 4 ausgerichtet, während die anderen beiden Ausnehmungen 9 in einem Winkel von etwa 90° dazu angeordnet sind, also sich gemäß Fig. 4 nach oben und nach unten erstrecken. Die Ausnehmungen sind dabei geringfügig zueinander versetzt angeordnet, so dass die Ausnehmungen gemäß Fig. 4 bei 0°, -89,1 °, -180° und -270,9° auf dem Innenumfang angeordnet sind. Die Ausnehmungen 9 unterbrechen die Innenverzahnung 7 nur lokal, so dass der Rotor 3 gleichwohl vollumfänglich von der Innenverzahnung 7 umgeben ist. Auf mindestens 95 % des Außenumfangs des Rotors 3 ist die Innenverzahnung 7, insbesondere ein Innenzahn oder ein Innenzahnzwischenraum, vorgesehen. Die Ausnehmungen 9 haben eine maximale Länge - in Umfangsrichtung - von etwa drei Innenzahnlängen. The joints 8 are arranged in such a way that two joints 8 are aligned in the direction of the stator coils 4 and the further joints 8 are arranged at an angle of approximately 90 ° to them, so that they extend upwards and downwards as shown in FIG. In contrast to the exemplary embodiment of FIG. 4, the stator 2 in the exemplary embodiment of FIGS. 1, 2 and 3 is designed to be circumferentially closed in the vicinity of the stator recess 6. In order to reduce parasitic flux fields, the stator 2 has four recesses 9 distributed slightly offset from one another over the circumference on the inner circumference of the stator recess 6. The recesses 9 locally reduce a wall thickness of the stator 2, whereby the magnetic flux in the stator 2 is influenced and in particular parasitic flux fields are minimized. Two of the recesses 9 are each essentially aligned in the direction of a stator coil 4, while the other two recesses 9 are arranged at an angle of approximately 90 ° to it, i.e. extend upwards and downwards as shown in FIG. The recesses are arranged slightly offset from one another, so that the recesses according to FIG. 4 are arranged at 0°, -89.1°, -180° and -270.9° on the inner circumference. The recesses 9 only interrupt the internal toothing 7 locally, so that the rotor 3 is nevertheless completely surrounded by the internal toothing 7. The internal toothing 7, in particular an internal tooth or an internal tooth space, is provided on at least 95% of the outer circumference of the rotor 3. The recesses 9 have a maximum length - in the circumferential direction - of approximately three internal tooth lengths.
Bei allen Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 bis Fig. 4 ist jede der Statorspulen 4 um einen Statorkern 10 gewickelt. Die Statorkerne 10 sind als flache Stege mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt ausgebildet. Die Statorkerne 10 sind als Teil des Stators 2 an dem Stator 2 angeordnet und bei diesem Ausführungsbeispiel formschlüssig am Stator 2 befestigt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist auch vorgesehen, dass die Statorkerne 10 kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Stator 2 verbunden sind. Der Stator 2 und die Statorkerne 10 weisen Durchführungen 11 auf. Die Durchführungen 11 dienen der Befestigung der Statorkerne 10, beispielsweise mittels einer Schraube oder eines verpressten Zylinderstiftes, an dem Stator 2 sowie der Befestigung des Stators 2 mit den Statorkernen 10 an einem Motorgehäuse - nicht dargestellt. Um die Statorspulen 4 im Stator 2 aufzunehmen, weist jeder Stator 2 bei allen Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 mindestens zwei Aufnahmeausnehmungen 12 auf. Die Aufnahmeausnehmungen 12 werden im Montagezustand von den Statorkernen 10 zumindest teilweise Übergriffen. Die Aufnahmeausnehmungen 12 sind in der Ebene E gegenüberliegend zueinander angeordnet. An jeder Aufnahmeausnehmung 12 sind zwei Aufnahmebereiche 13 zur Aufnahme jeweils eines Endes eines Statorkerns 10 vorgesehen. Bei diesen Ausführungsbeispielen weist jeder Aufnahmebereich 13 zwei Aufnahmeflügel 14 auf, die einen Statorkern 10 vorder- und rückseitig übergreifen. Jeder der Statorkerne 10 weist an jedem Ende mindestens zwei seitlich angeordnete Statorkernausnehmungen 15 auf, die im Montagezustand auf den Rotor 3 bzw. die Statorausnehmungen 6 ausgerichtet sind. Die Statorkernausnehmungen 15 dienen einer Vereinfachung der Montage der Statorkerne 10 an dem Stator 2. Der Stator 2 weist vorteilhaft eine zu den Statorkernausnehmungen 15 korrespondierende Form auf. Der Rotor 3 und der Stator 2 sind als im Wesentlichen flache Körper ausgebildet, so dass sie sich in einer gedachten, gemeinsamen Ebene E erstrecken. In all exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4 , each of the stator coils 4 is wound around a stator core 10. The stator cores 10 are designed as flat webs with a substantially rectangular cross section. The stator cores 10 are arranged as part of the stator 2 on the stator 2 and, in this exemplary embodiment, are attached to the stator 2 in a form-fitting manner. Alternatively or additionally, it is also provided that the stator cores 10 are connected to the stator 2 in a force-fitting and/or material-locking manner. The stator 2 and the stator cores 10 have bushings 11. The bushings 11 serve to fasten the stator cores 10, for example by means of a screw or a pressed cylinder pin, to the stator 2 and to fasten the stator 2 with the stator cores 10 to a motor housing - not shown. In order to accommodate the stator coils 4 in the stator 2, each stator 2 has at least two receiving recesses 12 in all exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4. The receiving recesses 12 are at least partially invaded by the stator cores 10 in the assembled state. The receiving recesses 12 are arranged opposite one another in the plane E. At each receiving recess 12, two receiving areas 13 are provided for receiving one end of a stator core 10. In these exemplary embodiments, each receiving area 13 has two receiving wings 14 which engage over a stator core 10 on the front and back. Each of the stator cores 10 has at least two laterally arranged stator core recesses 15 at each end, which are aligned with the rotor 3 or the stator recesses 6 in the assembled state. The stator core recesses 15 serve to simplify the assembly of the stator cores 10 on the stator 2. The stator 2 advantageously has a shape corresponding to the stator core recesses 15. The rotor 3 and the stator 2 are designed as essentially flat bodies so that they extend in an imaginary, common plane E.
Bei allen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis Fig. 4 weist der Rotor 3 eine beispielhaft in Fig. 2 dargestellte magnetische Rotorscheibe 3a sowie zwei Eisenrotorscheiben 3b auf. Die magnetische Rotorscheibe 3a ist als Sandwich- Konstruktion zwischen den Eisenrotorscheiben 3b angeordnet. Die magnetische Rotorscheibe 3a und die beiden Eisenrotorscheiben 3b sind auf einem Lagerkranz 3c gelagert. Die magnetische Rotorscheibe 3a sowie die Eisenrotorscheiben 3b sind im Wesentlichen ringförmig mit einer zentralen Ausnehmung 16 zur Aufnahme des Lagerkranzes 3c ausgebildet. Jede der Eisenrotorscheiben 3b weist auf ihrem Außenumfang eine Außenverzahnung 5 auf, die gemeinsam die Außenverzahnung 5 des Rotors 3 bilden. Die Außenzähne der Außenverzahnungen 5 der beiden Eisenrotorscheiben 3b sind rotativ versetzt zueinander angeordnet, so dass jeweils ein Außenzahn der einen Scheibe 3b - betrachtet parallel zur Rotationsachse R - einen Außenzahnzwischenraum der anderen Eisenrotorscheibe 3b überdeckt. Bei allen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis Fig. 4 ist der Stator 2 im Wesentlichen kassettenförmig mit abgerundeten Eckbereichen ausgebildet. Die Statorkerne 10, die an gegenüberliegenden Endseiten des Stators 2, als Teil des Stators 2, angeordnet sind, weisen korrespondierend abgerundete Eckbereiche 10a auf, die im Montagezustand bündig mit den Eckbereichen des Stators 2 fluchten. In all exemplary embodiments of FIGS. 1 to 4, the rotor 3 has a magnetic rotor disk 3a, shown by way of example in FIG. 2, and two iron rotor disks 3b. The magnetic rotor disk 3a is arranged as a sandwich construction between the iron rotor disks 3b. The magnetic rotor disk 3a and the two iron rotor disks 3b are mounted on a bearing ring 3c. The magnetic rotor disk 3a and the iron rotor disks 3b are essentially annular with a central recess 16 for receiving the bearing ring 3c. Each of the iron rotor disks 3b has external teeth 5 on its outer circumference, which together form the external teeth 5 of the rotor 3. The external teeth of the external teeth 5 of the two iron rotor disks 3b are arranged rotationally offset from one another, so that an external tooth of one disk 3b - viewed parallel to the axis of rotation R - covers an external tooth space of the other iron rotor disk 3b. In all exemplary embodiments of FIGS. 1 to 4, the stator 2 is essentially cassette-shaped with rounded corner regions. The stator cores 10, which are arranged on opposite end sides of the stator 2, as part of the stator 2, have correspondingly rounded corner regions 10a, which are flush with the corner regions of the stator 2 in the assembled state.
Fig. 5 zeigt beispielhaft einen schematischen Ablauf eines Verfahrens 100 zur Montage eines zweiphasigen Motors 1 , insbesondere eines Hybridschrittmotors. Zunächst erfolgt ein Umwickeln 101 von zwei, insbesondere stegförmigen, separaten Statorkernen 10 - siehe auch Fig. 2 - mit jeweils einer Statorspule 4. Nachfolgend erfolgt ein Anordnen 102 der Statorkerne 10 mit den Statorspulen 4 an einem Stator 2, insbesondere von gegenüberliegenden Seiten in einer gedachten Ebene E, indem die Statorspulen 4 in Aufnahmeausnehmungen 12 am Stator 2 eingeführt und die Statorkerne 10 jeweils an ihren Enden an dem Stator 2, vorzugsweise kraft-, form- und/oder stoffschlüssig, befestigt werden. Das Anordnen 102 erfolgt vorzugsweise in einer Richtung auf die Statorausnehmung 6 bzw. den Rotor 3 - siehe beispielhaft Fig. 2 - zu. Jedes Ende eines Statorkerns 10 wird insbesondere in einem Aufnahmebereich 13 - siehe beispielhaft Fig. 2 - zwischen zwei Aufnahmeflügeln 14 angeordnet und dort befestigt. 5 shows an example of a schematic sequence of a method 100 for assembling a two-phase motor 1, in particular a hybrid stepper motor. First, two, in particular web-shaped, separate stator cores 10 - see also Fig. 2 - are wrapped around 101, each with a stator coil 4. Subsequently, the stator cores 10 with the stator coils 4 are arranged on a stator 2, in particular from opposite sides in one imaginary level E, by inserting the stator coils 4 into receiving recesses 12 on the stator 2 and attaching the stator cores 10 at their ends to the stator 2, preferably non-positively, positively and / or materially. The arrangement 102 is preferably carried out in a direction towards the stator recess 6 or the rotor 3 - see FIG. 2 as an example. Each end of a stator core 10 is arranged in particular in a receiving area 13 - see FIG. 2 for example - between two receiving wings 14 and fastened there.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines zweiphasigen Motors 1 in einer Explosionsansicht. Das Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und Fig. 2, so dass auf die diesbezüglichen Ausführungen Bezug genommen wird. Der Unterschied ist, dass die Statorkerne 10 keine Statorkernausnehmungen 15 - siehe z. B. Fig. 2 - aufweisen. Die Statorkerne 10 weisen insbesondere einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt auf. Fig. 6 shows an exemplary embodiment of a two-phase motor 1 in an exploded view. The exemplary embodiment essentially corresponds to the exemplary embodiment of FIGS. 1 and 2, so that reference is made to the relevant statements. The difference is that the stator cores 10 have no stator core recesses 15 - see e.g. B. Fig. 2 - have. The stator cores 10 in particular have a substantially constant cross section.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen beziehungsweise durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. The invention is not limited to the exemplary embodiments shown and described, but also includes all embodiments that have the same effect within the meaning of the invention. It is expressly emphasized that the exemplary embodiments are not limited to all features in combination; rather, each individual partial feature can also be used separately from all others Partial features have an inventive significance in themselves. Furthermore, the invention has not yet been limited to the combination of features defined in claim 1, but can also be defined by any other combination of certain features of all of the individual features disclosed overall. This means that, in principle, practically every individual feature of claim 1 can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application.
Bezuqszeichenliste Reference character list
1 Motor 1 engine
2 Stator 2 stators
2a Statorteil 2a stator part
3 Rotor 3 rotor
3a Magnetische Rotorscheibe3a Magnetic rotor disk
3b Eisenrotorscheibe 3b iron rotor disk
3c Lagerkranz 3c bearing ring
4 Statorspule 4 stator coil
5 Außenverzahnung 5 external teeth
6 Statorausnehmung 6 stator recess
7 Innenverzahnung 7 internal teeth
8 Fügestelle 8 joints
9 Ausnehmung 9 recess
10 Statorkern 10 stator core
10a Eckbereich 10a corner area
11 Durchführung 11 Implementation
12 Aufnahmeausnehmung12 receiving recess
13 Aufnahmebereich 13 recording area
14 Aufnahmeflügel 14 recording wings
15 Statorkernausnehmung15 stator core recess
16 Zentrale Ausnehmung 16 Central recess
100 Verfahren 100 procedures
101 Umwickeln 101 wrapping
102 Anordnen 102 Arrange
E Ebene E level
R Rotationsachse R rotation axis

Claims

Ansprüche Expectations
1 . Zweiphasiger Motor (1 ), insbesondere zum Antrieb eines Förderbandes, aufweisend mindestens einen Stator (2) und mindestens einen Rotor (3), wobei der Stator (2) zwei Statorspulen (4) aufweist, wobei der Rotor (3) mindestens eine um laufend angeordnete Außenverzahnung (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) den Rotor (3) vollumfänglich mit einer Innenverzahnung (5) umgibt. 1 . Two-phase motor (1), in particular for driving a conveyor belt, having at least one stator (2) and at least one rotor (3), the stator (2) having two stator coils (4), the rotor (3) rotating at least one arranged external teeth (5), characterized in that the stator (2) completely surrounds the rotor (3) with internal teeth (5).
2. Zweiphasiger Motor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) den Rotor (3) einstückig umgibt. 2. Two-phase motor (1) according to claim 1, characterized in that the stator (2) surrounds the rotor (3) in one piece.
3. Zweiphasiger Motor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) den Rotor (3) umgebend aus einer Mehrzahl an Statorteilen (2a) ausgebildet ist, insbesondere aus mindestens zwei Statorteilen (2a), mindestens drei Statorteilen (2a) oder mindestens vier Statorteilen (2a). 3. Two-phase motor (1) according to claim 1, characterized in that the stator (2) surrounding the rotor (3) is formed from a plurality of stator parts (2a), in particular from at least two stator parts (2a), at least three stator parts ( 2a) or at least four stator parts (2a).
4. Zweiphasiger Motor (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorteile (2a) des Stators (2) an Fügestellen (8) unmittelbar aneinander anliegen, oder dass die Statorteile (2a) des Stators (2) mit einem zwischengefügten Fügeteil aneinander anliegen, oder dass die Statorteile (2a) des Stators (2) an Fügestellen (8) beabstandet zueinander angeordnet sind. Zweiphasiger Motor (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügestellen (8), insbesondere vier Fügestellen (8), umfänglich gleichmäßig verteilt angeordnet sind, bevorzugt dass jeweils mindestens eine Fügestelle (8) in Richtung einer Statorspule (4) orientiert ist. Zweiphasiger Motor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) mindestens eine Ausnehmung (9), vorzugsweise mindestens oder genau zwei, bevorzugt mindestens oder genau drei, besonders bevorzugt mindestens oder genau vier, Ausnehmungen (9), insbesondere zur Beeinflussung des Magnetflusses im Stator (2) aufweist Zweiphasiger Motor (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (9) oder die Ausnehmungen (9) ausgehend von einer Außenseite des Stators (2) ausgebildet ist/sind und/oder dass die Ausnehmung (9) oder die Ausnehmungen (9) die Innenverzahnung (7) unterbrechend angeordnet sind, vorteilhaft dass die Ausnehmungen (9) in etwa gleichmäßig zueinander beabstandet sind. Zweiphasiger Motor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Statorspulen (4) um einen Statorkern (10) gewickelt ist, und dass die Statorkerne (10) als Teil des Stators (2) an dem Stator (2) angeordnet sind, insbesondere dass die Statorkerne (10) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig am Stator (2) befestigt sind. Zweiphasiger Motor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) mindestens zwei Aufnahmeausnehmungen (12) für die Statorspulen (4) aufweist, und dass an jeder Aufnahmeausnehmung (12) zwei Aufnahmebereiche (13) zur Aufnahme von gegenüberliegenden Enden eines Statorkerns (10) ausgebildet sind. Zweiphasiger Motor (1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Aufnahmebereich (13) mindestens zwei Aufnahmeflügel (14) aufweist, die einen Statorkern (10) vorder- und rückseitig übergreifen. Zweiphasiger Motor (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorkerne (10) endseitig mindestens eine seitlich angeordnete Statorkernausnehmung (15), insbesondere an jeder Endseite mindestens zwei seitlich angeordnete Statorkernausnehmungen (15) aufweisen. Zweiphasiger Motor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) und der Rotor (3) in einer gemeinsamen, gedachten Ebene (E) angeordnet sind, insbesondere dass der Rotor (3) in der Ebene (E) rotierbar gehalten ist. Zweiphasiger Motor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) mindestens eine magnetische Rotorscheibe (3a) und mindestens zwei Eisenrotorscheiben (3b) in einer Sandwichkonstruktion aufweist. 4. Two-phase motor (1) according to claim 3, characterized in that the stator parts (2a) of the stator (2) lie directly against one another at joints (8), or that the stator parts (2a) of the stator (2) with an interposed joining part rest against each other, or that the stator parts (2a) of the stator (2) are arranged spaced apart from one another at joints (8). Two-phase motor (1) according to claim 4, characterized in that the joints (8), in particular four joints (8), are arranged evenly distributed around the circumference, preferably that at least one joint (8) is oriented in the direction of a stator coil (4). . Two-phase motor (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stator (2) has at least one recess (9), preferably at least or exactly two, preferably at least or exactly three, particularly preferably at least or exactly four, recesses ( 9), in particular for influencing the magnetic flux in the stator (2), two-phase motor (1) according to claim 6, characterized in that the recess (9) or the recesses (9) is formed starting from an outside of the stator (2). are and/or that the recess (9) or the recesses (9) are arranged to interrupt the internal toothing (7), advantageously that the recesses (9) are approximately evenly spaced from one another. Two-phase motor (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that each of the stator coils (4) is wound around a stator core (10), and that the stator cores (10) as part of the stator (2) on the stator ( 2) are arranged, in particular that the stator cores (10) are attached to the stator (2) in a force-fitting, positive and/or material-locking manner. Two-phase motor (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the stator (2) has at least two receiving recesses (12) for the stator coils (4), and that two receiving areas (13) are provided on each receiving recess (12). Recording of opposite ends of a stator core (10) are formed. Two-phase motor (1) according to claim 9, characterized in that each receiving area (13) has at least two receiving wings (14) which engage over a stator core (10) on the front and back. Two-phase motor (1) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the stator cores (10) have at least one laterally arranged stator core recess (15) at the end, in particular at least two laterally arranged stator core recesses (15) on each end side. Two-phase motor (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the stator (2) and the rotor (3) are arranged in a common, imaginary plane (E), in particular that the rotor (3) is in the plane (E) is held rotatably. Two-phase motor (1) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the rotor (3) has at least one magnetic rotor disk (3a) and at least two iron rotor disks (3b) in a sandwich construction.
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