AT509182A1 - Stator für einen elektromotor - Google Patents

Abstract

Ein Elektromotor (1) mit einem Rotor (2) und einem Stator (3), bei welchem der Stator einen Kernblock (5) aus weichmagnetischem Material mit einer Mehrzahl von radial nach innen, in Richtung der Drehachse (a) des Rotors gerichteter Polschuhe aufweist, und auf jedem Polschuh ein Spulenkörper (7) mit einer Spule (8) angeordnet ist, wobei der Querschnitt der stabförmigen Polschuhe ein Aufschieben der Spulenkörper von der Stirnseite der Polschuhe aus ermöglicht, an jedem Spulenkörper zumindest zwei Anschlusskontakte(9) für die Spule (8) angeordnet sind, und der Motor eine Leiterplatte (10) aufweist, welche Anschlussstellen (11), (12) für die Anschlusskontakte besitzt.

Description

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Stator für einen Elektromotor /

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit einem Rotor und einem Stator, bei welchem der Stator einen Kemblock aus weichmagnetischem Material mit einer Mehrzahl von radial nach innen, in Richtung der Drehachse des Rotors gerichteter Polschuhe aufweist, und auf jedem Polschuh ein Spulenkörper mit einer Spule angeordnet ist.

Elektromotoren dieser Art, insbesondere in der Ausführung als Reluktanzmotor, sind weitverbreitet und werden in großen Stückzahlen in der Industrie eingesetzt, sei es als Drehfeld-Reluktanzmotor, als geschalteter Reluktanzmotor oder als Schrittmotor. Reluktanzmotoren eignen sich besonders für rasch laufende Antriebe, z.B. in der Textilindustrie.

In Hinblick auf die erwünschte Kostengünstigkeit der Herstellung stellt der Zusammenbau des Motors, vor allem der Einbau der Statorspulen ein Problem dar. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Motor zu schaffen, der einfach und rasch zusammen gebaut werden kann, ohne dass dies auf Kosten der Stabilität des Aufbaues erfolgt.

Diese Aufgabe wird mit einem Elektromotor der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß der Querschnitt der stabförmigen Polschuhe ein Aufschieben der Spulenkörper von der Stirnseite der Polschuhe aus ermöglicht, an jedem Spulenkörper zumindest zwei Anschlusskontakte für die Spule angeordnet sind, und der Motor eine Leiterplatte aufweist, welche Anschlussstellen für die Anschlusskontakte besitzt.

Dank der Erfindung können die einzelnen Spulenkörper einfach an ihren Platz gebracht und dort durch die Leiterplatte gehalten werden, welche auch den Anschluss der elektrischen Verbindungen in beliebiger Kombination der Spulen einfach ermöglicht.

Bei einer besonders praxistauglichen, da rasch montierbaren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Anschlusskontakte der Spulen als Anschlussstifte und die Anschlussstellen der Leiterplatte als Bohrungen mit Lötaugen ausgebildet sind, wobei die Enden der Anschlussstifte in die Bohrungen eingreifen und mit den Lötaugen verlötet sind.

Im Sinne eines einfachen und kompakten Aufbaus kann es weiters empfehlenswert sein, wenn die Leiterplatte an dem Kemblock fixiert ist Zu diesem Zweck können die Leiterplatte sowie der Kemblock fluchtende Bohrungen für eine Bolzenverbindung aufweisen. - P10943 • ·

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Falls die innen liegenden Endflansche der Spulenkörper um die Drehachse zylindrisch ausgebildet sind und in Umfangsrichtung im wesentlich bündig aneinander liegen, ergibt sich ein mechanisch besonders stabiler und elektrisch wirksamer Aufbau des Motors.

Da eine Information über den Drehwinkel des Sensors in vielen Fällen essentiell für den Betrieb des Motors ist, kann auf der Leiterplatte ein Sensor zum Erfassen der Rotationssituation des Rotors angeordnet sein, wodurch auch die Leiterplatte in mehrfacher Hinsicht ausgenutzt ist und keine weiteren Bauteile erforderlich sind Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Sensor ein Magnetsensor ist, dem ein auf der Motorwelle sitzender Magnet zugeordnet ist.

Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden anhand beispielsweiser Ausführungen in der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen

Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung den Stator eines Reluktanzmotors mit zwölf Spulen und einem schematisch eingesetzten Rotor,

Fig. 2 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 einen Stator, in welchen erst sechs Spulen eingebracht sind, bei weggelassenem Rotor, und

Fig. 3 einen axialen Schnitt durch einen Reluktanzmotor mit Stator, ähnlich den vorigen Ausführungen, mit einer an dem Kernblock angeordneten Leiterplatte.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist ein Elektromotor 1, hier als Reluktanzmotor ausgebildet, einen Rotor 2 sowie einen Stator 3 auf. Bei dem gezeigten Beispiel besitzt der Rotor 2 acht ausgeprägte Pole 2p, die mit dem Rest des Rotors einstückig oder beispielsweise als Ferma-nent-Magnetpole ausgebildet sein können. Der Rotor 2 besitzt eine achsmittige Bohrung 4 mit einer Nut 4n zur Aufnahme einer nicht gezeigten Abtriebswelle.

Der Stator 3 besitzt einen weichmagnetischen Kemblock 5, der vorzugsweise aus geschichteten Blechen besteht. Eine Anzahl von Bohrungen 6, die in Richtung der Drehachse a des Motors liegen, dient zur Aufnahme beispielsweise von m dieser Figur nicht gezeigten Bolzen, beispielsweise von Befestigungs- oder Spannbolzen zum Zusammenhalten der Bleche des Kemblocks 5 oder zum Verbinden mit nicht dargestellten Gehäuseteilen des Motors.

An dem Kemblock 5 des Stators 3 sind bei der dargestellten Ausführung zwölf Polschuhe 3p ausgebildet, die radial nach innen, in Richtung der Drehachse a gerichtet sind, wobei in bekannter Weise zwischen den Endflächen der Statorpolschuhe 3p und jenen der Rotorpole 1 PI0943 1 PI0943 * *f t« ··** ** · ·· • * ♦ # · * 1 I* · « • · « * t·· • •'i · · ··«· * · V * · **·* « · » I ♦ ·· ·* **· ·» ·*· *«·· 2p ein Luftspalt verbleibt. Im Allgemeinen sind die Endflächen der Statorpolschuhe 3p dem Rotor entsprechend zylindrisch gekrümmt. Auch die innen liegenden Endflansche 7e der Spulenkörper 7 sind um die Drehachse a zylindrisch ausgebildet, wobei sie in Umfangsrichtung im wesentlich bündig aneinander liegen.

Der Querschnitt der Polschuhe 3p ist so ausgebildet, nämlich hier mit in radialer Richtung konstanten Abmessungen, dass er ein Aufschieben von Spulenkörpem 7 von der Stirnseite der Polstfhuhe 3a aus auf diese ermöglicht. Auf jeden Spulenkörper 7 ist eine Spule 8 gewickelt, wobei, wie im Weiteren aus Fig. 2 hervorgeht, an jedem Spulenkörper 7 Anschlusskontaktein Form von Anschlussstiften,*? angeordnet sind.

Nunmehr auch auf Fig. 3 Bezug nehmend, erkennt man in dieser, dass der Motor 1 auch eine Leiterplatte,8 aufweist, welche Anschlussstellen für die Anschlusskontakte der Spulen besitzt, nämlich Bohrungen 11 mit Lötaugen 12, wobei die Enden der Anschlussstifte 9 der Spulen 8 in die Bohrungen 11 eingreifen und mit den Lötaugen 12 verlötet sind.

Die Leiterplatte 10, die zweckmäßigerweise an dem Kemblock 5 fixiert ist, z.B. mit Hilfe von

Bolzen 13, welche durch Bohrungen 14 der Leiterplatte 10 sowie durch die Bohrungen 6 des : <W., f··· ·

Kernblocks 5,und entsprechenden Muttem, Distanzbolzen etc., trägt weiters an ihrer Innenseite einen Sensor 14 dem ein Permanentmagnet 15 zugeordnet ist, der an dem Ende einer in die Bohrung 4 des Rotors 2 eingesetzte Motorwelle 16 sitzt. Der Sensor ist ein handelsüblicher Magnetsensor und liefert in Zusammenwirken mit dem Magnet 15 Information über Stellung und zeitlichen Verlauf des Drehwinkels des Rotors 2. Diese Information wird in einer nicht gezeigten elektronischen Motorsteuerung verwendet, um entsprechend von Vorgaben und in Abhängigkeit von dem Motortyp in bekannter Weise die Spulen 8 gesteuert mit Energie zu versorgen. Selbstverständlich kann der Sensor auch nach einem anderen Prinzip funktionieren und beispielsweiser ein optischer oder kapazitiver Sensor sein, der mit entsprechenden Markierungen auf dem Rotor zusammenwirkt.

In Fig. 3 erkennt man weiters, dass auch der Sensor 14 mit Anschlussstiften 17 in von Lötaugen 18 umgebene Bohrungen 19 eingesetzt ist. Leiterbahnen 20 führen von sämtlichen Lötaugen 12, 18b zw. Anschlussstiften 9,17 über die Leiterplatte zu einer Schnittstelle, die ' hier nicht gezeigt ist, und beispielsweise"eine Vielfachsteckverbindung sein kann.

Bei der Herstellung bzw. dem Zusammenbau eines erfindungsgemäßen Motors werden die fertig gewickelten Spulen 8 mit ihren Spulenkörpern 7 auf die Polschuhe 3p aufgeschoben, l· · wobei sämtliche Anschlussfstifte 9 in die gleiche Richtung zeigen. Sodann wird die Leiterplatte samt dem darauf bereits montierten Sensor 14 so aufgeschoben, dass alle Anschlussstifte|9 * ' P10M3 * ** 999· *· 9 ·· • • 9 9 9 .4 99 9 9 « * 9 999 9 9 • • t 9 9 • 9 9 * • · 9 * • 9 9 ·· ·· 999 99 9999999 Λ durch die Bohrungen 11 der Leiterplatte ragen und schließlich erfolgt ein Verlöten mit Hilfe eines bekannten Lötverfahrens. Es ist ersichtlich, dass dank der Erfindung die einzelnen Spulenkörper einfach an ihren Platz gebracht und dort durch die Leiterplatte gehalten werden können, welche auch den Anschluss der elektrischen Verbindungen in beliebiger Kombination der Spulen einfach ermöglicht Durch die Anordnung des Sensors und eventuell der gesamten Steuerelektronik auf der Leiterplatte kann diese in mehrfacher Hinsicht ausgenutzt werden, sodass sich eine sehr kompakte Bauform des Motors ergibt Durch Vakuumtränken der gesamten Baugruppe als letzten Fertigungsschritt kann der Motor dann auch für diverse mechanische und elektrische Beanspruchungen bevorzugt eingesetzt werden.

Wien, den 27. Mai 2008 1 P10S43 ' • ft ·· ft·«· • ft • *· • ft * ft « * kä »·* · · ft ft ft ft ··· ••Jf • • ft « ft • * ß • • • * # » • • *· • « • ft ft« «ft* ·· ***···* Α^/0% 1

Liste der Bezugszeichen 1 Elektromotor 2 Rotor 2p |RotorJpole 3 Stator 3p Polschuhe 4 Bohrung 4n Nut 5 Kernblock 6 Bohrungen 7 Spulenkörper 7e Endflansche 8 Spulen 9 Anschlussstifte 10 Leiterplatte 11 Bohrungen 12 Lötaugen 13 Bolzen 14 Sensor 15 /Magnet 16 Motorwelle 17 Anschlussstifte 18 Lötaugen 19 Bohrung 20 Leiterbahnen a Drehachse

Claims (8)

1. PI0943 « · V · · · * 9 9 · ·»· · • · I · · φ ·· «· ···· · m # · · » * + • Ψ 99 ·♦· 9ψ

   Α ?«/ο8 Λ PATENTANSPRÜCHE 1. Elektromotor (1) mit einem Rotor (2) und einem Stator (3), bei welchem der Stator einen Kernblock (5) aus weichmagnetischem Material mit einer Mehrzahl von radial nach innen, in Richtung der Drehachse (a) des Rotors gerichteter Polschuhe (3p) aufweist, und auf jedem Polschuh ein Spulenkörper (7) mit einer Spule (8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass I der Querschnitt der'stabförmigen Polschuhe (3p) {ein Aufschieben der Spulenköiper (7) von der Stirnseite der Polschuhe aus ermöglicht, an jedem Spulenkörper zumindest zwei Anschlusskontakte (9) für die Spule (8) angeordnet sind, n., ( ' ,1 und der Motor eine Leiterplatte (10) aufweist, welche Anschlussstellen·^ 1j\l2) für die Anschlusskontakte besitzt.
2. 2. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte der Spulen (8) als Anschlussstifte (9) und die Anschlussstellen der Leiterplatte (10) als Bohrungen (11) mit Lötaugen (12) ausgebildet sind, wobei die Enden der Anschlussstifte in die Bohrungen eingreifen und mit den Lötaugen verlötet sind.
3. 3. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (10) an dem Kemblock (5) fixiert ist.
4. 4. Elektromotor (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (10) sowie der Kemblock (5) fluchtende Bohrungen (6, 14) für eine Bolzenverbindung (13) aufweist.
5. 5. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass^die innen liegenden Endflansche (7e) der Spulenkörper (7) um die Drehachse (a) izylindrisch ausgebildet sind und in Umfangsrichtung im wesentlich bündig aneinander liegen.
6. 6. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (10) ein Sensor (14) zum Erfassen der Rotationssituation des Rotors (2) angeordnet ist, • P10943 1 * • 4 44 «··« 44 • 4 • · » ♦ 4 * • * • 4 4 4*4 4 • 4 4 4 4 4 ·* • 4 4*4 44 4 «··· Λ
7. 7. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) ein Magnetsensor ist, dem ein auf der Motorwelle (16) sitzendet Magnet (15) zugeordnet ist.
8. 8. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Repulsionsmotor ist Wien, den 27. Mai 2008