CH669288A5 - Aussenlaeufermotor. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aussenläufermotor, bestehend aus einem Stator und einem als Aussenläufer ausgebildeten Rotor sowie einem Motorflansch, bestehend aus einer Flanschschale sowie einem durch den Stator verlaufenden Lagertragrohr, wobei zwischen der Flanschschale und dem Wickelkopf des Stators eine Leiterplatte angeordnet ist, an die eine elektrische Anschlussleitung sowie eine Ständerwicklung angeschlossen sind.

Derartige Aussenläufermotoren sind allgemein bekannt. Hierbei wird der mit den Wicklungen bewickelte Stator vom Rotor glockenförmig umgeben. Der Stator ist mit einer Innenbohrung versehen, in die das Lagertragrohr eingepresst ist. Innerhalb des Lagertragrohres befinden sich die die Motorwelle tragenden Lagerelemente, die entweder als Gleit- oder Kugellager ausgebildet sein können. Bei diesen Motoren ist der Motorflansch entweder mit dem Lagertragrohr verschraubt oder bildet ein einstückiges Bauteil mit ihm. Er ist aus Metall hergestellt, und dient zur statorseitigen Abdeckung des Motors und zur Befestigung des Motors am Einsatzort. Nachteilig bei diesen Motoren ist, dass zwischen dem Motorflansch und den Motorwicklungen Sicherheitsabstände eingehalten werden müssen und darüber hinaus zusätzliche Isolierscheiben vorgesehen sind, um eine elektrische Trennung zwischen dem metallischen Motorflansch und den Motor Wicklungen zu gewährleisten. Hierdurch ist es aber schwierig, eine weitgehende Kapselung des Motors insbesondere für den Spritzwasserschutz durchzuführen und zudem ergeben sich durch die erforderlichen Isolierscheiben zusätzliche Material- und Montagekosten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Aussenläufermotor der eingangs beschriebenen Art, diesen derart zu verbessern, dass eine erhöhte Schutzart, insbesondere ein verbesserter Spritzwasserschutz gegeben ist und eine fertigungstechnisch einfache Montierbarkeit der Bauteile sowie eine preisgünstige Herstellbarkeit erreicht wird.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Flanschschale aus Kunststoff besteht und an ihrer dem Stator zugekehrten Innenseite einen den Wickelkopf umschliessenden Ringsteg zur Anlage an dem Statorblechpaket besitzt, und das Lagertragrohr aus Metall besteht und durch die Flanschschale verläuft und einen an der Aussenseite anliegenden Kragen aufweist. Durch die Ausbildung der Flanschschale als Kunststoffteil können die Sicherheitsabstände zwischen Flanschschale und den Statorwicklungen wesentlich verringert werden und es wird hierdurch ein besserer die Wicklung mehr umschliessender Schutz vor eindringenden Fremdgegenständen, insbesondere Spritzwasser, verwirklicht. Dabei gewährleistet erst die erfinderische Kombination von Kunststoff-Flanschschale und metallischem Lagertragrohr mit an der Aussenseite der Flanschschale anliegendem metallischen Ringkragen den Einsatz von Kunststoff für das Bauteil der Flanschschale, da durch das metallische Lagertragrohr die im Motor entstehende Wärme nach aussen geführt und über den Kragen an die Umgebung abgegeben wird. Da der Ringsteg sich im Statorblechpaket abstützt, wird somit durch die erfindungsgemässe Flanschschale eine vollständige Umschliessung und Abkapselung des Wickelkopfes bewirkt.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 enthalten.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Verbindung des Schlutzleiters der elektrischen Anschlussleitung mit dem Statorblechpaket. Aus der EP-PS 0 026 833 ist ein Schlutzleiteranschluss für einen Aussenläufermotor der eingangs beschriebenen Art bekannt, wobei in einer axial verlaufenden Einsteckbohrung im Ständerblechpaket, die dicht unterhalb der äusseren Umfangsfläche des Ständerblechpakets ausgebildet ist, ein abisolierendes Ende des Schutzleiters ausgebildet und das eingesteckte abisolierte Ende durch ein aussen am

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Ständerderblechpaket über der Einsteckbohrung angesetztes Verstemmwerkzeug festklemmbar ist. Diese Ausbildung hat den Nachteil, dass durch das Verstemmwerkzeug an der Umfangs-fläche des Ständerblechpakets eine Einstemmung erzeugt wird, die zu einer Unsymmetrie des Luftspaltes führt, wodurch aber die Eigenschaften des Elektromotors beeinträchtigt werden. Des weiteren ist das Ansetzen des Verstemmwerkzeuges montageaufwendig und darüber hinaus besteht der Nachteil, dass der Schutzleiter praktisch unlösbar mit dem Statorblechpaket verbunden ist. Die vorliegende Erfindung schafft auch hier Abhilfe dadurch, dass innerhalb des Ständerblechpakets zwischen zwei Wicklungsnuten radial zur Paketumfangsfläche etwa bis zur Nutmitte nach innen versetzt eine axial verlaufende Bohrung ausgebildet ist, in der ein Schutzleiteranschlusszapfen eingepresst ist, mit dem der Schutzleiter lösbar verbunden ist. Hierbei bietet sich insbesondere eine Steckverbindung zwischen beiden Teilen an. Durch diese erfindungsgemässe Ausbildung wird einerseits vermieden, dass an der Umfangsfläche des Statorblechpakets Verformungen vorhanden sind, die zu einer Veränderung des Luftspaltes führen, und andererseits ist eine leichte Montage, d.h. Befestigung des Schutzleiters durch Stecken möglich, wie auch eine leichte Lösbarkeit gegeben ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 8 bis 11 enthalten.

Eine weitere Materialersparnis und eine preisgünstigere Herstellbarkeit wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Leiterplatte derart ausgebildet ist, dass die Leiterplatte in Aufsicht etwa rechteckig geformt ist und an zwei einander gegenüberliegenden Seiten hakenförmige Ansätze zum Befestigen der Wicklungsdrähte derart ausgebildet sind, dass beim Ausstanzen der Leiterplatten praktisch kein Materialverlust entsteht, indem die eine Kante die Negativkontur der anderen ist.

Die vorliegende Erfindung wird anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemässen Aussenläufermotor;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Stators mit befestigter Leiterplatte und angeschlossener Anschlussleitung des erfindungsgemässen Aussenläufermotors;

Fig. 3 eine Ansicht einer erfindungsgemässen Flanschschale;

Fig. 4 eine Ansicht des erfindungsgemässen Lagertragrohrs;

Fig. 5 eine Ansicht auf die dem Stator zugekehrte Innenseite einer erfindungsgemässen Flanschschale in zwei unterschiedlichen Ausführungen.

Wie sich aus Fig. 1 und 2 ergibt, besteht ein erfindungsge-mässer Aussenläufermotor aus einem Stator 1, in dessen Nuten 2 Statorwicklungen 3 gewickelt sind. Zur Isolierung der Statorwicklungen gegenüber dem Statorblechpaket ist dieses sowohl stirnseitig als auch innerhalb der Nuten 2 vollständig mit Kunststoff umspritzt. Hierdurch entstehen an den Stirnseiten des Stators Wandungen 4, an denen jeweils ein rohrförmiger Ansatz 5, der sogenannte Stirnisolationsschaft, angespritzt ist. Dieser dient einerseits zur Isolation der Statorwicklungen 3 gegenüber einem Lagertragrohr 6 und andererseits zur Aufnahme von Lagerelementen 9. In der dargestellten Zeichnung ist die rotorsei tige Lagerung nicht dargestellt. Weiterhin weist der erfindungsgemässe Aussenläufermotor einen Motorflansch auf, der aus einer Flanschschale 16 und dem Lagertragrohr 6 besteht. Die Flanschschale 16, siehe Fig. 3 und 5, ist aus Kunststoff hergestellt, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polyamid und besitzt an ihrer dem Stator 1 zugekehrten Innenseite einen den Wickelkopf umschliessenden Ringsteg 20. Dieser Ringsteg liegt im montierten Zustand, siehe Fig. 1, an dem Stator 1 bzw. an dem Statorblechpaket an, so dass eine Abkapselung des Wickelkopfes erreicht wird. Der Ringsteg 20 kann, in alternativer Ausführung, siehe linke Hälfte von Fig. 5, an seinem Umfang zur Anlage am Statorblechpaket im Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge aufweisen. Hierdurch wird eine bessere Durchlüftung des erfindungsgemässen Motors als bei vollständig geschlossenem Ringsteg erreicht, ohne dass hierdurch die Kapselwirkung der erfindungsgemässen Schäle wesentlich beeinträchtigt wird. Durch die erfindungsgemäss erzielte Kapselwirkung wird ein verbesserter Spritzwasserschutz erreicht und gleichzeitig können die Sicherheitsabstände zwischen dem Motorflansch und den Motorwicklungen wesentlich reduziert werden, was zu einer kompakteren Ausführung führt. Wie sich weiterhin aus Fig. 3 und 5 ergibt, weist die Flanschschale eine Durchtrittsöffnung 23 für eine elektrische Anschlussleitung 14 auf. Diese Öffnung 23 befindet sich im dargestellten Ausführungsbeispiel im Randbereich der mittleren scheibenförmigen Platte 30 der Flanschschale 16, und zwar im Bereich des Ringsteges 20, so dass dieser hier unterbrochen ist. Dabei ist um die Öffnung 23 herum eine Vertiefung 21 vorgesehen, die zur Aufnahme einer Zugentlastungsschelle 24, siehe Fig. 1, dient.

In der scheibenförmigen Platte 30 ist eine mittlere Durchtrittsöffnung 31 ausgebildet, durch die das Lagertragrohr 6 verläuft, so dass der Durchmesser des Lagertragrohrs 6 an den Innendurchmesser der Durchtrittsöffnung 31 angepasst ist. An den Randbereich der scheibenförmigen Platte 30 schliesst sich zunächst ein Schrägabschnitt 18 an, der in einen parallel zur Motorachse verlaufenden Endabschnitt 19 übergeht.

Wie sich aus Fig. 4 insbesondere ergibt, weist das Lagertragrohr 6 an einem Ende einen Kragen 26 auf, der kreisringförmig geformt ist und in einer entsprechend ausgebildeten Vertiefung 17 in der Aussenseite der Flanschschale 16 liegt, siehe Fig. 1, und zwar im montierten Zustand. Somit wird die Flanschschale 16 im montierten Zustand zwischen dem Kragen 26 und dem Statorblechpaket fixiert, indem sie an beiden Teilen anliegt. Eine genaue Positionierung ergibt sich durch das durch die Öffnung 23 des Motorflansches hindurchgeführte Anschlusskabel bzw. die Anschlussleitung 14. Eine Zugentlastung der Leitung 14 wird durch die Zugentlastungsschelle 24 erreicht. Im dargestellten Beispiel ist Leitung 14 stirnseitig aus dem Motorflansch herausgeführt, es liegt im Rahmen der Erfindung, diese auch seitlich herauszuführen. Das Lagertragrohr 6 verläuft durch die Durchtrittsöffnung 31 und wird in der Innenbohrung des Statorblechpakets eingepresst. Das Lagertragrohr 6 ist mit dem Kragen 26 als einstückiges Metallteil, insbesondere aus Alumi-niumdruckguss hergestellt und dient insbesondere auch zur Wärmeabfuhr nach aussen.

Wie sich weiterhin aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 ergibt, ist zwischen der Flanschschale 16 und dem Stator 1 auf dem rohrförmigen Ansatz 5 die Leiterplatte 7, die als Schaltplan dient, befestigt. Diese Leiterplatte 7 weist Leiterbahnen auf und dient zum Anschluss der Statorwicklungen und der Anschlussleitung 14. Erfindungsgemäss ist die Leiterplatte 7, nicht wie bei Motoren bekannter Bauart kreisförmig ausgeführt, sondern weist in der Aufsicht gesehen eine etwa rechteckige Form auf. Dabei sind zur leichteren Montage der Motorwicklungsdrähte 32 an zwei gegenüberliegenden Längsseiten bzw. Kanten 28 hakenförmige Fortsätze 29 ausgestanzt, an denen die Wicklungsdrähte 32 positioniert werden. Dabei sind die Leiterplatten 7 derart ausgestanzt, dass praktisch kein Materialverlust entsteht, so dass eine der einander gegenüberliegenden Stanzkanten 28 mit den hakenförmigen Fortsätzen 29 die Negativkontur der anderen Kante darstellt. Durch diese erfindungsgemässe Ausgestaltung der Leiterplatte 7 wird im Vergleich zu den bekannten kreisförmigen Ausführungen eine Materialersparnis von 25% bis 30% erreicht, und darüber hinaus erleichtern die hakenförmigen Fortsätze 29 die Befestigung der Wicklungsdrähte 32.

Der Anschluss eines Schutzleiters 33 der Anschlussleitung 14 erfolgt erfindungsgemäss direkt am Statorblechpaket. Hierzu ist innerhalb des Statorblechpakets zwischen zwei Wicklungsnuten 2 radial zur Paketumfangsfläche etwa bis zur Nutmitte nach

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innen versetzt in einer axial verlaufenden Bohrung 10 ein Schutzleiteranschlusszapfen 11 eingepresst, der in seinem oberen Teil der Anschlussfahne 12 ausgebildet ist. Auf diese Anschlussfahne wird der mit einem Stecker 13 versehene Schutzleiter 33 der Anschlussleitung aufgesteckt. Die Bohrung 10 kann beispielsweise nachträglich, nach dem Schichten des Statorblechpakets eingebohrt werden. Eine derartige Bohrung ist dann als Sacklochbohrung ausgeführt. Alternativ hierzu liegt es ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn die Bohrung 10 dadurch erreicht wird, dass jedes einzelne Statorblech mit einer kreisförmigen rechteckigen oder auch dreieckigen Ausstanzung versehen ist, so dass sich nach dem Aufeinanderschichten der einzelnen Bleche zum Statorblechpaket die Bohrung 10 ausbildet, die in diesem Fall als Durchgangsbohrung ausgeführt wäre. Wesentlich ist bei der erfindungsgemässen Ausführung, dass diese Bohrung relativ weit nach innen von der Statorumfangs-fläche aus gemessen angeordnet ist, so dass keine Schwächung des Statorblechpakets am Umfang besteht. Erfindungsgemäss ist weiterhin vorgesehen, um eine Berührung des Schutzleiteranschlusses mit den Wicklungsdrähten auszuschliessen, dass der Schutzleiteranschluss an mindestens drei Seiten von einem Isoliersteg 15 umgeben ist. Dieser Isoliersteg 15 ist in Aufsicht etwa U-förmig ausgebildet, wobei seine Öffnung radial nach aussen weist. Der Isoliersteg ragt, ausgehend von der stirnseitigen isolierenden Wandung 4 des Statorblechpakets, in axiale Rich-5 tung und hat etwa eine axiale Erstreckung, die der Höhe des aus dem Statorblechpaket herausragenden Teils des eingepres-sten Anschlusszapfens 11 entspricht. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine Berührung von Wicklungsdrähten und Schutzleiteranschluss nicht möglich ist. Zur Befestigung des erfindungs-lo gemässen Motors am Einsatzort dienen Schrauben, die nicht dargestellt sind, die in Gewindebohrungen 34 im Kragen 26 eingeschraubt werden können.

Nachdem das statorseitige Lagerelement im Innenraum des Lagertragrohrs 6 bzw. das rotorseitige Lagerelement im in der 15 Zeichnung nicht dargestellten rohrförmigen Ansatz befestigt ist, erfolgt die Montage des Rotors. Eine stirnseitige Öffnung 27 des Lagertragrohrs 6 wird dann mittels einer nicht dargestellten Abdeckplatte verschlossen.

Die vorliegende Erfindung umfasst nicht nur die dargestellte 20 Ausführungsform, sondern bezieht sich auch auf alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Mittel.

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1 Blatt Zeichnungen

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1. Aussenläufermotor, bestehend aus einem Stator und einem als Aussenläufer ausgebildeten Rotor sowie einem Motorflansch, bestehend aus einer Flanschschale sowie einem durch den Stator verlaufenden Lagertragrohr, wobei zwischen der Flanschschale und dem Wickelkopf des Stators eine Leiterplatte angeordnet ist, an die eine elektrische Anschlussleitung sowie die Ständerwicklung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschschale (16) aus Kunststoff besteht und an ihrer dem Stator (1) zugekehrten Innenseite einen den Wickelkopf umschliessenden Ringsteg (20) zur Anlage am Statorblechpaket besitzt, und das Lagertragrohr (6) aus Metall besteht und durch die Flanschschale (16) verläuft und einen an deren Aussenseite anliegenden Kragen (26) aufweist.

2. Aussenläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringsteg (20) an seinem Umfang zur Anlage am Statorblechpaket im Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge (22) besitzt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Aussenläufermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschschale (16) aus einer scheibenförmigen Platte (30) mit einer mittigen Durchgangsöffnung (31) für das Lagertragrohr (6) besteht, deren Randbereich zunächst einen Schrägabschnitt (18) und daran anschliessend einen parallel zur Motorachse verlaufenden Endabschnitt (19) aufweist.

4. Aussenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flanschschale vorzugsweise im Randbereich der scheibenförmigen Platte (30) eine Durchtrittsöffnung (23) für die Anschlussleitung (14) ausgebildet ist.

5. Aussenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (26) kreisförmig ausgebildet ist und in einer entsprechend ausgebildeten Vertiefung (17) in der Aussenseite der Flanschschale (16) liegt.

6. Aussenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kragen (26) Gewindelöcher (34) zum Befestigen des Motors ausgebildet sind.

7. Aussenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Statorblechpakets zwei Wicklungsnuten (2) radial zur Paketumfangsfläche etwa bis zur Nutmitte nach innen versetzt eine axial verlaufende Bohrung (10) ausgebildet ist, in der ein Schutzleiteranschluss-zapfen (11) eingepresst ist, mit dem der Schutzleiter der elektrischen Anschlussleitung (14) lösbar verbunden ist.

8. Aussenläufermotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzleiter über einen Stecker (13) mit dem Anschlusszapfen (11) verbunden ist.

9. Aussenläufermotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckeranschlussbereich des Anschlusszapfens (11) von einem Isolierring (15) abschirmend gegen den Wickelkopf umgeben ist.

10. Aussenläufermotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Isoliersteg (15) etwa in Aufsicht U-förmig ausgebildet ist und seine Öffnung radial nach aussen weist, wobei die Steghöhe etwa der axialen Erstreckung des Steckers (13) entspricht.

11. Aussenläufermotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Isoliersteg (15) einstückig mit einer stirnseitigen, isolierenden Wandung (4) des Statorblechpakets ist.

12. Aussenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (7) in Aufsicht etwa rechteckig geformt ist und an zwei einander gegenüberliegenden Kanten (28) hakenförmige Fortsätze (29) zum Befestigen der Wicklungsdrähte derart aufweist, dass die eine Kante die Negativkontur der anderen Kante darstellt.