DE102011106895A1 - Electric motor has stator reinforced by the rings, which is provided with stator socket in which rotor shaft of rotor with bearing is rotatably mounted - Google Patents
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Abstract
Der Elektromotor hat einen Statur mit einer Statorbuchse, in der eine Rotorwelle mit wenigstens einem Lager drehbar gelagert ist. Die Statorbuchse besteht wenigstens teilweise aus Kunststoff und ist durch wenigstens einen Ring verstärkt. Die Statorbuchse lässt sich einfach und kostengünstig herstellen. Der Kunststoff ist elektrisch isolierend, so dass das Auftreten von Lagerströmen zuverlässig verine hohe Festigkeit und Stabilität.The electric motor has a stature with a stator bush in which a rotor shaft is rotatably mounted with at least one bearing. The stator is at least partially made of plastic and is reinforced by at least one ring. The stator bushing can be produced easily and inexpensively. The plastic is electrically insulating, so that the occurrence of bearing currents reliably verine high strength and stability.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electric motor according to the preamble of claim 1.
Bei bekannten Elektromotoren besteht die Statorbuchse aus metallischem Werkstoff, in der Regel aus Aluminium. In der Statorbuchse sind die Lager untergebracht, mit denen die Rotorwelle drehbar gelagert wird. Damit im Betrieb des Elektromotors evtl. auftretende Lagerströme nicht zu einer Beschädigung oder gar Zerstörung der Lager führen, werden Hybridlager eingesetzt. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass die Lagerringe aus herkömmlichem metallischem Werkstoff, beispielsweise Wälzlagerstahl, bestehen, während die Lagerkugeln aus einer hochfesten Keramik, beispielsweise Siliziumnitridkeramik, gefertigt werden. Durch die Keramikkugeln wird eine isolierende Wirkung erzielt, die den Stromdurchgang, der aufgrund des Potentialunterschiedes zwischen der Rotorwelle und der Statorbuchse entstehen kann, verhindert. Solche Hybridlager sind jedoch teuer.In known electric motors, the stator is made of metallic material, usually made of aluminum. In the stator bushing, the bearings are housed, with which the rotor shaft is rotatably mounted. So that during operation of the electric motor possibly occurring bearing currents do not lead to damage or even destruction of the bearings, hybrid bearings are used. They are characterized by the fact that the bearing rings made of conventional metallic material, such as bearing steel, while the bearing balls are made of a high-strength ceramic, such as silicon nitride ceramic. By the ceramic balls an insulating effect is achieved, which prevents the passage of current, which may arise due to the potential difference between the rotor shaft and the stator. However, such hybrid bearings are expensive.
Aus diesem Grunde werden die Rotorwellen auch mit einer Kunststoff-Ummantelung versehen, zumindest am Kugellagersitz. Eine solche Ausbildung bedingt jedoch einen erhöhten herstellungstechnischen Aufwand.For this reason, the rotor shafts are also provided with a plastic sheath, at least on the ball bearing seat. However, such a design requires an increased manufacturing effort.
Es ist auch bekannt, zur Vermeidung eines magnetischen Schlusses zwischen dem Stator und dem Rotor über das Lager dieses mit einem am Außenumfang befindlichen Ringkörper aus nicht magnetisierbarem Material zu versehen. Außerdem werden die Lager in einen aus elektrisch isolierendem Kunststoff bestehenden Haltekörper eingesetzt, der einstückig mit einem den Statorkern gegen die Statorwicklung elektrisch isolierenden Kunststoff-Isolierbelag ausgebildet ist eingebaut. Auch eine derartige Ausbildung des Elektromotors bedingt eine kostenintensive Herstellung und Montage.It is also known, in order to avoid a magnetic lock between the stator and the rotor via the bearing to provide this with a located on the outer circumference annular body of non-magnetizable material. In addition, the bearings are inserted into an existing electrically insulating plastic holding body, which is integrally formed with a stator core against the stator winding electrically insulating plastic insulation. Even such a design of the electric motor requires a costly production and assembly.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Elektromotor so auszubilden, dass Lagerströme in konstruktiv einfacher und kostengünstiger Weise vermieden werden.The invention has the object of providing the generic electric motor in such a way that bearing currents are avoided in a structurally simple and cost-effective manner.
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Elektromotor erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention in the generic electric motor with the characterizing features of claim 1.
Beim erfindungsgemäßen Elektromotor besteht die Statorbuchse wenigstens teilweise aus Kunststoff und ist durch wenigstens einen Ring verstärkt. Eine solche Statorbuchse lässt sich sehr einfach und kostengünstig herstellen. Der Kunststoff ist elektrisch isolierend, so dass das Auftreten von Lagerströmen in einfacher Weise und dennoch zuverlässig verhindert wird. Der Ring verleiht der Statorbuchse eine hohe Festigkeit und Stabilität. Der verstärkende Ring kann aus metallischem Werkstoff oder aus entsprechend festem Kunststoff bestehen.In the electric motor according to the invention, the stator is at least partially made of plastic and is reinforced by at least one ring. Such a stator can be very easily and inexpensively. The plastic is electrically insulating, so that the occurrence of bearing currents in a simple manner and yet reliably prevented. The ring gives the stator bushing a high strength and stability. The reinforcing ring may be made of metallic material or of a correspondingly strong plastic.
Damit die Statorbuchse das Lager für die Rotorwelle zuverlässig abstützen kann, weist die Statorbuchse vorteilhaft eine metallische Buchse auf, die zumindest teilweise mit dem Kunststoff umspritzt ist.So that the stator bushing can support the bearing for the rotor shaft reliably, the stator bushing advantageously has a metallic bush which is at least partially encapsulated with the plastic.
Eine einfache und kostengünstige Montage ergibt sich, wenn der Ring an der Innenseite der Statorbuchse anliegt.A simple and inexpensive installation results when the ring rests against the inside of the stator.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Statorbuchse vollständig aus Kunststoff besteht. Dann lässt sich die Statorbuchse durch einen Spritzvorgang sehr einfach herstellen. Da die Statorbuchse in diesem Falle vollständig aus Kunststoff besteht, werden Lagerströme mit Sicherheit verhindert. Das Lager kann in gleicher Weise eingebaut werden wie bei herkömmlichen Elektromotoren, deren Statorbuchse aus metallischem Material besteht.A particularly advantageous embodiment results when the stator is completely made of plastic. Then the stator bushing can be very easily produced by an injection process. Since the stator in this case is made entirely of plastic, bearing currents are prevented with certainty. The bearing can be installed in the same way as in conventional electric motors whose stator is made of metallic material.
Der für die Statorbuchse eingesetzte Kunststoff weist eine ausreichend hohe mechanische Festigkeit und/oder thermische Beständigkeit auf. Dadurch ist sichergestellt, dass die Statorbuchse, insbesondere wenn sie vollständig aus Kunststoff besteht, die Rotorwelle über das Lager zuverlässig abstützen kann. Die thermische Beständigkeit des Kunststoffes gewährleistet, dass die mechanische Festigkeit der Statorbuchse bei der Betriebstemperatur des Elektromotors zumindest annähernd beibehalten wird.The plastic used for the stator bushing has a sufficiently high mechanical strength and / or thermal resistance. This ensures that the stator bushing, especially if it is made entirely of plastic, can reliably support the rotor shaft via the bearing. The thermal stability of the plastic ensures that the mechanical strength of the stator is at least approximately maintained at the operating temperature of the electric motor.
Damit die Statorbuchse ausreichend sicher mit dem Stator verbunden werden kann, ist der Kunststoff der Statorbuchse auf die Innenseite eines Flansches des Stators aufgespritzt. Auf diese Weise ergibt sich eine zuverlässige Befestigung der Statorbuchse.So that the stator can be sufficiently securely connected to the stator, the plastic of the stator is sprayed onto the inside of a flange of the stator. In this way results in a reliable attachment of the stator.
Die Statorbuchse nimmt vorteilhaft zwei Lager zur Abstützung der Rotorwelle auf. Die beiden Lager liegen jeweils an einem Ende eines Ringes elektrisch isoliert an, der an der Innenseite der Statorbuchse anliegt. Dieser Ring bildet somit einen Abstandhalter zwischen den beiden Lagern.The stator bushing advantageously accommodates two bearings for supporting the rotor shaft. The two bearings are each electrically insulated at one end of a ring, which rests against the inside of the stator. This ring thus forms a spacer between the two bearings.
Der auf den Flansch des Stators aufgespritzte Kunststoff überdeckt unter Einhaltung der vorgeschriebenen Kriech- und Luftstrecken vorteilhaft einen benachbarten Wickelkopf des Stators. Dieser Kunststoff kann somit einen Wickelkopf-Schutzteil ersetzen, wodurch die Herstellung und auch die Montage weiter vereinfacht und verbilligt wird. Außerdem kann der Abstand zwischen dem Flansch und dem Wickelkopf minimiert werden, so dass der Elektromotor nur eine geringe axiale Länge hat.The sprayed onto the flange of the stator plastic covered in compliance with the prescribed creepage distances and air gaps advantageously an adjacent winding head of the stator. This plastic can thus replace a winding protection part, whereby the production and also the assembly is further simplified and cheaper. In addition, the distance between the flange and the winding head can be minimized so that the electric motor has only a small axial length.
Um die Montage des Elektromotors zu erleichtern, liegen an der Innenseite der Statorbuchse vorteilhaft zwei Ringe an. Der eine Ring liegt zwischen den Lagern, während der andere, dem Flansch benachbarte Ring zwischen dem einen Lager und einem Verschlussstück liegt. In order to facilitate the assembly of the electric motor, are advantageous to two rings on the inside of the stator. The one ring is between the bearings, while the other, the flange adjacent ring between the one bearing and a closure piece is located.
Der Flansch kann eine Montageöffnung haben, die durch ein Verschlussstück geschlossen werden kann. Bei einer solchen Ausführungsform liegt der zum Flansch benachbarte Ring zwischen dem Verschlussstück und dem benachbarten Lager. Bei der Montage ist die Öffnung im Flansch zunächst offen, so dass von dieser Seite aus das entsprechende Lager und der entsprechende Ring in die Statorbuchse geschoben werden können. Anschließend wird mit dem Verschlussstück die Öffnung geschlossen.The flange may have a mounting opening that can be closed by a closure piece. In such an embodiment, the ring adjacent the flange is between the closure piece and the adjacent bearing. During assembly, the opening in the flange is initially open, so that from this side of the corresponding bearing and the corresponding ring can be pushed into the stator. Subsequently, the opening is closed with the closure piece.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Further features of the invention will become apparent from the other claims, the description and the drawings.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt im Axialschnitt in der oberen Hälfte einen erfindungsgemäßen Elektromotor, in der unteren Hälfte einen Elektromotor nach dem Stand der Technik.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows in axial section in the upper half of an electric motor according to the invention, in the lower half of an electric motor according to the prior art.
Der Elektromotor hat einen Stator
Das Statorpaket
Die Statorbuchse
Das Lager
Im Bereich zwischen den beiden Lagern
Die Ringe
Das Lager
Auf der Rotorwelle
Das Lager
Der zur Herstellung der Statorbuchse
Als Werkstoff für die Statorbuchse
Als Werkstoffe können auch Verbundwerkstoffe verwendet werden. Sie haben Kunststoffe, in die z. B. nachwachsende Rohstoffe, Glasfasern, Kohlefasern, Steinwolle und dergleichen eingebettet sind.As materials and composite materials can be used. You have plastics in the z. B. renewable resources, glass fibers, carbon fibers, rock wool and the like are embedded.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Statorbuchse
Die Ringe
Der Flansch
In die Statorbuchse
Die verschiedenen Sicherungselemente
Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform wird die Statorbuchse
Bei beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen sorgt der Kunststoff als elektrisch isolierendes Material dafür, dass keine schädlichen Lagerströme auftreten, welche die Lager
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die zur Ansteuerung des Elektromotors vorgesehene Elektronik über einen Anschluss
Der die Innenseite des Flansches
Claims (9)
Priority Applications (1)
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| DE102011106895A DE102011106895A1 (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Electric motor has stator reinforced by the rings, which is provided with stator socket in which rotor shaft of rotor with bearing is rotatably mounted |
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| DE102011106895A Ceased DE102011106895A1 (en) | 2011-07-07 | 2011-07-07 | Electric motor has stator reinforced by the rings, which is provided with stator socket in which rotor shaft of rotor with bearing is rotatably mounted |
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