DE102013201176A1

DE102013201176A1 - electric motor

Info

Publication number: DE102013201176A1
Application number: DE201310201176
Authority: DE
Inventors: Daniele Ambrosio; Sergej Heinrich; Martin Helmis; Julien Mercier; Thomas Riemay; Alfred Elsässer; Markus Cramme
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2014-07-24
Also published as: WO2014114593A2; WO2014114593A3

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1; 1'; 1''; 1'''), – mit einem Innenstator (3; 3'; 3''; 3'''), – mit einem wenigstens zwei Permanentmagnete (4) aufweisenden Außenrotor (2), welcher relativ zum Innenstator (3; 3'; 3''; 3''') um eine gemeinsame konzentrische Rotationsachse (r) drehverstellbar ist, – wobei der Innenstator (3; 3'; 3''; 3''') wenigstens zweiteilig ausgebildet ist und wenigstens ein Polschuhteil (5; 5'; 5''; 5''') und ein an dem Polschuhteil (5; 5'; 5''; 5''') lösbar befestigtes Spulenträgerteil (6; 6'; 6''; 6''') umfasst.The invention relates to an electric motor (1; 1 '; 1' '; 1' ''), - with an inner stator (3; 3 '; 3' '; 3' ''), - with at least two permanent magnets (4) having an outer rotor (2) which can be rotated relative to the inner stator (3; 3 '; 3' '; 3' '') about a common concentric axis of rotation (r), - the inner stator (3; 3 '; 3' '; 3 '' ') is formed at least in two parts and at least one pole piece (5; 5'; 5 ''; 5 '' ') and one detachably attached to the pole piece (5; 5'; 5 ''; 5 '' ') Coil carrier part (6; 6 '; 6' '; 6' '') includes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor. The present invention relates to an electric motor.

Aus der DE 10 2006 004 313 A1 ist ein Elektromotor mit Rotor und Stator bekannt, der ein Außenteil und ein Innenteil aufweist, welche konzentrisch zu einer Rotationsachse angeordnet sind und relativ zueinander um diese Rotationsachse drehverstellbar sind. Der bekannte Elektromotor ist als Außenläufer ausgestaltet, so dass das Außenteil einen Außenrotor und das Innenteil einen Innenstator bildet. Der Außenrotor ist aus vier Permanentmagneten zusammengebaut. Der Innenstator weist vier Polarme auf, die jeweils eine elektrische Spule tragen. Der bekannte Elektromotor ist insgesamt in der Umfangsrichtung symmetrisch gestaltet. From the DE 10 2006 004 313 A1 an electric motor with rotor and stator is known, which has an outer part and an inner part, which are arranged concentrically to a rotation axis and are rotatable relative to each other about this axis of rotation. The known electric motor is configured as an external rotor, so that the outer part forms an outer rotor and the inner part forms an inner stator. The outer rotor is assembled from four permanent magnets. The inner stator has four polar arms, each carrying an electric coil. The known electric motor is designed symmetrically overall in the circumferential direction.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Elektromotor der vorstehend genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich durch einen vereinfachten Aufbau, und dabei insbesondere durch eine geringe Anzahl an Bauteilen, auszeichnet.The present invention addresses the problem of providing for an electric motor of the type mentioned above an improved embodiment, which is characterized by a simplified structure, and in particular by a small number of components.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent patent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Elektromotor mit einem wenigstens zweiteilig ausgebildeten Innenstator zu versehen, welcher wenigstens ein Polschuhteil und ein an dem Polschuhteil befestigtes Spulenträgerteil aufweist. Am Spulenträgerteil kann eine Spule mit einer elektrischen Wicklung vorgesehen sein. Zum Zusammenbau des Elektromotors kann das Spulenträgerteil somit auf einfache Weise am Polschuhteil befestigt und, falls erforderlich, beispielsweise zu Reparatur- oder Wartungszwecken, von diesem wieder entfernt werden. Im einfachsten Fall ist der gesamte Elektromotor also dreiteilig aufgebaut und umfasst wie vorangehend erläutert einen zweiteiligen Innenstator und einen Außenrotor, welcher relativ zum Innenstator um eine gemeinsame konzentrische Rotationsachse drehverstellbar ist. The invention is based on the general idea to provide the electric motor with an at least two-part inner stator, which has at least one pole piece and a coil support member attached to the pole piece. A coil with an electrical winding can be provided on the coil carrier part. For assembly of the electric motor, the bobbin part can thus be easily attached to the pole piece and, if necessary, for example, for repair or maintenance purposes, be removed from this again. In the simplest case, the entire electric motor is thus constructed in three parts and, as explained above, comprises a two-part inner stator and an outer rotor which is rotatable relative to the inner stator about a common concentric axis of rotation.

Der hier vorgestellte Elektromotor ist vorzugsweise ein Einphasenmotor. Grundsätzlich kann es sich dabei jedoch auch um einen Zweiphasenmotor handeln.The electric motor presented here is preferably a single-phase motor. In principle, however, it may also be a two-phase motor.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Spulenträgerteil einen ersten Polarm aufweisen, auf welchem wenigstens ein Spulenelement befestigbar oder befestigt ist. Das bedeutet, dass der Innenstator im einfachsten Fall aus drei Bauteilen aufgebaut sein kann, nämlich dem Polschuhteil, dem Spulenträgerteil und einem auf dem Spulenträgerteil befestigten Spulenelement. Der den Außenrotor umfassende Elektromotor weist folglich wenigstens vier Bauteile auf. Vorzugsweise kann das Spulenelement lösbar am ersten Polarm befestigbar sein, so dass das Spulenelement zu Reparatur- oder Wartungszwecken auf unkomplizierte Weise ausgetauscht werden kann. Das Spulenelement kann ein separates Bauteil sein, auf welchem eine Wicklung angeordnet ist. Alternativ dazu kann das Spulenelement aber auch die Wicklung selbst sein; in diesem Fall ist also die Wicklung in der Art einer Direktwicklung direkt auf dem Spulenträgerteil angeordnet.In a preferred embodiment, the coil support part may have a first pole arm, on which at least one coil element can be fastened or fastened. This means that the inner stator can be constructed in the simplest case of three components, namely the pole piece, the bobbin part and a mounted on the bobbin part coil element. The electric motor comprising the outer rotor thus has at least four components. Preferably, the coil element can be releasably fastened to the first pole arm, so that the coil element can be exchanged for repair or maintenance purposes in an uncomplicated manner. The coil element can be a separate component, on which a winding is arranged. Alternatively, the coil element but also be the winding itself; in this case, therefore, the winding is arranged in the manner of a direct winding directly on the bobbin part.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Polschuhteil ein sich entlang einer ersten radialen Richtung erstreckendes Bodenteil umfassen, welches entlang der ersten radialen Richtung endseitig jeweils in einen zweiten und dritten Polarm übergeht. Der zweite und dritte Polarm sind jeweils zwischen einer Betriebsposition und einer Montageposition schwenkbeweglich am Bodenteil befestigt. Der zweite und der dritter Polarm stehen jeweils in der Betriebsposition in einer zweiten radialen Richtung orthogonal vom Bodenteil ab. Die erste und zweite Richtung bilden also einen Winkel von 90°. Da die drei Polarme in der Betriebsposition in der zweiten radialen Richtung im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, kann auf diese Weise der vom Elektromotor erzeugte Verlauf der Feldlinien des magnetischen Erregerfelds optimiert werden. Für die Montageposition kann daran gedacht sein, den zweiten und dritten Polarm nach außen, also in Richtung der ersten radialen Richtung wegzuklappen, so dass das Spulenelement besonders einfach vom ersten Polarm des Spulenträgerteils entfernt bzw. wieder auf diesem angebracht werden kann.According to an advantageous embodiment, the pole piece part may comprise a bottom part extending along a first radial direction, which merges into a second and third pole arm at the ends along the first radial direction. The second and third pole arms are each pivotally mounted between an operating position and a mounting position on the bottom part. The second and the third pole arm are each in the operating position in a second radial direction orthogonal from the bottom part. The first and second directions thus form an angle of 90 °. In this way, since the three polar arms are arranged substantially parallel to one another in the operating position in the second radial direction, the course of the field lines of the magnetic excitation field generated by the electric motor can be optimized. For the mounting position can be thought to fold away the second and third pole arm outwards, ie in the direction of the first radial direction, so that the coil element can be particularly easily removed from the first polar arm of the bobbin support member or mounted on this again.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Spulenträgerteil ein sich entlang einer axialen Achse erstreckendes Basiselement mit einer Umfangswandung sowie eine erste und zweite, jeweils axial endseitig vom Basiselement abstehende Endwandung umfassen, wobei die erste Endwandung in einem am Polschuhteil montierten Zustand des Spulenträgerteils dem Bodenteil zugewandt ist. Auf der Umfangswandung des Basiselements ist gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung eine Wicklung zur Ausbildung einer angeordnet. Das derartig aufgebaute Spulenträgerteil zeichnet sich durch einen kompakten Aufbau aus und lässt sich auf besonders einfache Weise auf dem Polschuhteil befestigen. Mittels der beiden Endwandungen kann die Wicklung besonders einfach auf dem Basiselement angebracht und zuverlässig auf diesem gehalten werden. In an advantageous development, the coil carrier part may comprise a base element extending along an axial axis with a circumferential wall and first and second end walls protruding axially from the base element, the first end wall facing the bottom part in a state of the coil carrier part mounted on the pole piece part. On the peripheral wall of the base member according to this advantageous development, a winding for forming a arranged. The coil carrier part constructed in this way is characterized by a compact construction and can be fastened on the pole shoe part in a particularly simple manner. By means of the two end walls, the winding can be particularly easily mounted on the base member and held reliably on this.

Vorzugsweise kann die erste Endwandung radial außen wenigstens ein Befestigungselement aufweisen, welches zur Befestigung des Polschuhteils am Spulenträgerteil in ein am Polschuhteil vorgesehenes Aufnahmeelement eingreift. Dies ermöglicht eine technisch besonders einfache Befestigung des Polschuhteils am Spulenträgerteil.Preferably, the first end wall may have radially outside at least one fastening element, which for fastening the pole piece on the coil support part in a on Polschuhteil provided receiving element engages. This allows a technically particularly simple attachment of the pole piece on the bobbin part.

Bei einer weiterbildenden Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das wenigstens eine Befestigungselement als, sich insbesondere konisch verjüngender, Fortsatz ausgestaltet ist. Das Aufnahmeelement ist gemäß dieser weiterbildenden Ausführungsform entsprechend als zum Fortsatz komplementäre Ausnehmung ausgestaltet. Die Ausnehmung kann einen Übergangsbereich zwischen dem Bodenteil und dem zweiten bzw. dritten Polarm bilden. In a further embodiment, it is proposed that the at least one fastening element is configured as an extension, in particular conically tapering. The receiving element is designed accordingly according to this further embodiment as a complementary extension to the extension. The recess may form a transition region between the bottom part and the second and third pole arm.

Alternativ dazu kann in einer weiterbildenden Ausführungsform die erste Endwandung ein axial zum Bodenteil hin abstehendes Befestigungselement aufweisen, welches zur Befestigung des Polschuhteils am Spulenträgerteil in ein am Bodenteil vorgesehenes komplementäres Aufnahmeelement eingreift. Alternatively, in a further embodiment, the first end wall may have an axially projecting toward the bottom part fastening element which engages for securing the pole piece on the coil support member in a provided on the bottom part complementary receiving element.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Befestigungselement als sich axial zur ersten Endwandung hin verjüngender Fortsatz ausgestaltet und das Aufnahmeelement als dazu komplementäre Ausnehmung ausgestaltet sein. Zur Befestigung des Spulenträgerteils am Polschuhteil wird der Fortsatz entlang einer zur ersten und zweiten Richtung orthogonalen dritten Richtung in die Ausnehmung eingeschoben. Der Ein- bzw. Ausbau des Spulenträgerteils ist in diesem Fall durch Bewegen des Spulenträgerteils entlang der dritten Richtung, welche orthogonal zur ersten und zweiten Richtung verläuft, möglich. Dies ermöglicht eine Montage des Spulenträgerteils auch für den Fall, dass im Bereich um den Elektromotor entlang der zweiten Richtung für Montagearbeiten nur wenig Bauraum zur Verfügung steht.In an advantageous development, the fastening element can be designed as an extension that tapers axially toward the first end wall and the receiving element can be configured as a complementary recess. For fixing the coil support part on the pole piece, the extension is inserted into the recess along a third direction orthogonal to the first and second direction. The installation or removal of the bobbin part is in this case by moving the bobbin part along the third direction, which is orthogonal to the first and second directions, possible. This allows a mounting of the bobbin part also for the case that in the area around the electric motor along the second direction for assembly work only little space is available.

Um die Leistungsfähigkeit des Elektromotors weiter zu verbessern, kann die dem Bodenteil abgewandte zweite Endwandung des Basisteils auch als Polschuh mit einer Außenseite ausgestaltet sein, deren Verlauf derart gewählt ist, dass sich zwischen dem Polschuh und einer Innenkontur der Permanentmagneten des Außenrotors ein Luftspalt mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser ausbildet.In order to further improve the performance of the electric motor, the second end wall of the base part facing away from the bottom part can also be configured as a pole shoe with an outer side, whose course is chosen such that an air gap with an in between the pole piece and an inner contour of the permanent magnet of the outer rotor Essentially constant diameter is formed.

Zur Verbesserung des Wirkungsgrads des Elektromotors kann der Innenstator in einer weiterbildenden Ausführungsform im Wesentlichen um eine sich entlang der ersten Richtung durch das Bodenteil erstreckende Symmetrieachse achsensymmetrisch ausgebildet sein und ein erstes und zweites Spulenträgerteil umfassen, welche beidseitig des Bodenteils am Polschuhteil lösbar befestigbar oder befestigt sind. Der symmetrisch aufgebaute Elektromotor kann somit zwei Spulenelemente tragen, welche jeweils separat unabhängig voneinander am Spulenträger befestigt werden können und mittels der beiden Spulenträgerteile am Polschuhteil befestigt werden können.In order to improve the efficiency of the electric motor, the inner stator in a further embodiment may be substantially symmetrical about a symmetry axis extending along the first direction through the bottom part and comprise first and second coil support parts which are detachably fastened or fastened to the pole piece on both sides of the bottom part. The symmetrically constructed electric motor can thus carry two coil elements, which can each be separately fastened independently of one another on the coil carrier and can be fastened to the pole piece by means of the two coil carrier parts.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Spulenträgerteil vier sich von der Rotationsachse in radialer Richtung erstreckende Spulenträgerarme aufweisen, wobei jeweils zwei benachbarte Spulenträgerarme unter einem Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander angeordnet sind. Auf zwei gegenüberliegenden Spulenträgerarmen ist dabei jeweils ein Spulenelement befestigbar oder befestigt. Das Polschuhteil gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen ringartig ausgebildet und radial zwischen dem Außenrotor des Elektromotors und dem Spulenträgerteil angeordnet. Das Polschuhteil ist am Spulenträgerteil lösbar befestigt. Bei dieser Ausführungsform zeichnet sich der Elektromotor durch einen besonders kompakten und hochsymmetrischen Aufbau bei dennoch geringer Anzahl an benötigten Bauteilen aus.According to another advantageous embodiment, the bobbin part can have four coil carrier arms extending from the axis of rotation in the radial direction, with two adjacent coil carrier arms being arranged at an angle of substantially 90 ° to one another. In each case a coil element can be fastened or fastened on two opposing coil support arms. The pole piece according to this embodiment is formed substantially annular and arranged radially between the outer rotor of the electric motor and the bobbin member. The pole piece is detachably attached to the spool carrier. In this embodiment, the electric motor is characterized by a particularly compact and highly symmetrical structure with still small number of required components.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung kann an den vier Spulenträgerarmen jeweils radial außen ein Befestigungselement vorgesehen sein, welches zur Befestigung des Polschuhteils am Spulenträgerteil jeweils in ein am ringartigen Polschuhteil vorgesehenes komplementäres Aufnahmeelement eingreift. Zum Befestigen des Polschuhteils am Spulenträgerteil wird das Polschuhteil entlang der dritten Richtung auf das Spulenträgerteil aufgeschoben.In an expedient refinement, a fastening element can be provided on the four coil support arms radially on the outside, which in each case engages in a complementary receiving element provided on the ring-like pole piece for fastening the pole shoe part to the coil support part. For fixing the pole piece on the bobbin part, the pole piece is slid along the third direction on the bobbin part.

In einer technisch besonders einfach zu realisierenden und somit kostengünstigen Ausführungsform können die Befestigungselemente jeweils als sich in radialer Richtung konisch verjüngender Fortsatz ausgebildet und die Aufnahmeelemente als dazu komplementäre Ausnehmungen an einer Innenfläche des Polschuhteils ausgebildet sein.In a technically particularly easy to implement and thus cost-effective embodiment, the fastening elements can each be designed as a conically tapered extension in the radial direction and the receiving elements can be designed as complementary recesses on an inner surface of the pole piece.

Vorzugsweise kann am Polschuhteil radial außen und entlang der Umfangsrichtung wenigstens ein als Fortsatz ausgebildeter Polschuh vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Homogenität des magnetischen Erregerfelds weiter verbessert werden.Preferably, at least one pole shoe designed as an extension may be provided on the pole piece part radially outside and along the circumferential direction. In this way, the homogeneity of the magnetic excitation field can be further improved.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematischIt show, each schematically

1–5 stark vereinfachte Querschnitte des erfindungsgemäßen Elektromotors bei verschiedenen Ausführungsbeispielen. 1 - 5 highly simplified cross-sections of the electric motor according to the invention in various embodiments.

Entsprechend 1 umfasst der erfindungsgemäße Elektromotor 1 einen Außenrotor 2, welcher relativ zu einem Innenstator 3 um eine gemeinsame konzentrische Rotationsachse r drehverstellbar ist. Der Außenrotor 2 weist zumindest zwei Permanentmagnete 4 auf; im Beispiel der 1 sind jeweils genau vier Permanentmagnete 4 vorgesehen, die in der Umfangsrichtung U verteilt angeordnet sind und sich hinsichtlich ihrer Polarität (Nord bzw. Süd) in der Umfangsrichtung U abwechseln. Es ist klar, dass in Varianten auch eine andere Anzahl an Permanentmagneten 4 vorgesehen sein kann. Der Außenrotor 3 kann ein zylindrisches, vorzugsweise kreiszylindrisches, Gehäuse definieren, welches der Übersichtlichkeit halber in der 1 nicht gezeigt ist, wobei an dessen Innenseite die Permanentmagnete 4 in Form separater Bauteile angebaut sein können. Der Innenstator 3 ist wenigstens zweiteilig ausgebildet und umfasst ein Polschuhteil 5 und ein an dem Polschuhteil 5 lösbar befestigbares Spulenträgerteil 6. Die 1 zeigt das Spulenträgerteil 6 in einem am Polschuhteil 5 befestigten Zustand. Corresponding 1 includes the electric motor according to the invention 1 an outer rotor 2 which is relative to an inner stator 3 about a common concentric rotation axis r is rotatable. The outer rotor 2 has at least two permanent magnets 4 on; in the example of 1 are each exactly four permanent magnets 4 provided, which are arranged distributed in the circumferential direction U and alternate in polarity (north and south) in the circumferential direction U. It is clear that in variants also a different number of permanent magnets 4 can be provided. The outer rotor 3 can define a cylindrical, preferably circular cylindrical, housing, which for the sake of clarity in the 1 is not shown, wherein on the inside of the permanent magnets 4 can be grown in the form of separate components. The inner stator 3 is at least in two parts and includes a pole piece 5 and one on the pole piece 5 releasably attachable bobbin part 6 , The 1 shows the bobbin part 6 in one on the pole piece 5 fastened state.

Das Spulenträgerteil 6 weist einen ersten Polarm 7 auf. Am ersten Polarm 7 ist ein Spulenelement 22 befestigt. Das Spulenelement 22 kann dabei ein separates Bauteil sein, auf welchem eine Wicklung angeordnet ist. Alternativ dazu kann das Spulenelement 22 aber auch die Wicklung selbst sein; in diesem Fall ist also die Wicklung in der Art einer Direktwicklung direkt auf dem Spulenträgerteil 6 angeordnet. Ferner weist das Polschuhteil 5 ein sich entlang einer ersten radialen Richtung R₁ erstreckendes Bodenteil 8 auf, welches entlang der ersten radialen Richtung R₁ endseitig jeweils in einen zweiten und dritten Polarm 9, 10 übergeht. Dies wird aus der Darstellung der 2 ersichtlich, welche das Spulenträgerteil 6 in einem nicht am Polschuhteil 5 befestigten Zustand zeigt. Der zweite und dritte Polarm 9, 10 sind zwischen einer Betriebsposition, die in den 1 und 2 gezeigt ist, und einer Montageposition schwenkbeweglich am Bodenteil 8 befestigt. Zum Bewegen in die Montageposition können der zweite und dritte Polarm 9, 10 zum Bodenteil 8 hin umgeklappt werden (vgl. Pfeile 12 in der 2). In der in den 1 und 2 gezeigten Betriebsposition stehen die beiden Polarme 9, 10 in einer zweiten radialen Richtung R₂ orthogonal vom Bodenteil 8 ab. Die zweite radiale Richtung R₂ bildet also mit der ersten radialen Richtung R₁ einen Winkel von im Wesentlichen 90°. Dieser Winkelbereich umfasst vorzugsweise 85° bis 105°, höchst vorzugsweise 89° bis 91°.The coil carrier part 6 has a first pole arm 7 on. At the first pole arm 7 is a coil element 22 attached. The coil element 22 may be a separate component, on which a winding is arranged. Alternatively, the coil element 22 but also be the winding itself; In this case, therefore, the winding is in the form of a direct winding directly on the bobbin part 6 arranged. Furthermore, the pole piece has 5 a bottom part extending along a first radial direction R ₁ 8th on, which along the first radial direction R ₁ end in each case in a second and third pole arm 9 . 10 passes. This is from the presentation of 2 it can be seen which the coil carrier part 6 in one not on the pole piece 5 attached state shows. The second and third pole arm 9 . 10 are between an operating position in the 1 and 2 is shown, and a mounting position pivotally mounted on the bottom part 8th attached. To move to the mounting position, the second and third pole arm 9 . 10 to the bottom part 8th folded down (see arrows 12 in the 2 ). In the in the 1 and 2 shown operating position are the two polar magnets 9 . 10 in a second radial direction R ₂ orthogonal to the bottom part 8th from. The second radial direction R ₂ thus forms an angle of substantially 90 ° with the first radial direction R ₁ . This angular range preferably comprises 85 ° to 105 °, most preferably 89 ° to 91 °.

Betrachtet man das Spulenträgerteil 6 in der Darstellung der 2, so erkennt man, dass es ein sich entlang einer axialen Achse A erstreckendes Basiselement 11 mit einer Umfangswandung 13 aufweisen kann. Das Basiselement 11 ist Teil des ersten Polarms 7. Axial endseitig vom Basiselement 11 sind eine erste und zweite Endwandung 14, 15 vorgesehen, die beide in radialer Richtung R vom Basiselement 11 abstehen. Die erste Endwandung 14 ist einem am Polschuhteil 5 befestigten Zustand (vgl. 1) dem Bodenteil 8 zugewandt. Auf der Umfangswandung 13 des Basiselements 11 ist das Spulenelement 22 angeordnet, welches eine Wicklung aus einem elektrischen Draht (der Übersichtlichkeit halber in den 1 und 2 nicht gezeigt) umfassen kann. Die zweite Endwandung 15 kann in einer Variante in der Art von zwei separaten Einlegteilen 25a, 25b ausgebildet sein, welche lösbar am Basiselement 11 befestigt sein können und in einem befestigten Zustand in Umfangsrichtung des Außenrotors 2 vom Basiselement 11 abstehen.Looking at the bobbin part 6 in the presentation of the 2 , it can be seen that it is a base element extending along an axial axis A. 11 with a peripheral wall 13 can have. The basic element 11 is part of the first polar arm 7 , Axial end of the base element 11 are a first and second end wall 14 . 15 provided, both in the radial direction R from the base element 11 protrude. The first end wall 14 is one on the pole piece 5 attached state (see. 1 ) the bottom part 8th facing. On the peripheral wall 13 of the base element 11 is the coil element 22 arranged, which is a winding of an electric wire (for clarity in the 1 and 2 not shown). The second end wall 15 can in a variant in the way of two separate inserts 25a . 25b be formed, which releasably on the base element 11 can be fixed and in a fixed state in the circumferential direction of the outer rotor 2 from the base element 11 protrude.

Die erste Endwandung 14 weist radial außen ein Befestigungselement 16 auf, welches zur Befestigung des Polschuhteils 5 am Spulenträgerteil 6 in ein am Polschuhteil 5 vorgesehenes komplementäres Aufnahmeelement 17 eingreift. Das Befestigungselement 16 kann als radialer Fortsatz ausgestaltet sein, welcher sich wie in der 2 gezeigt entlang der radialen Richtung R konisch verjüngen kann. Entsprechend kann das Aufnahmeelement 17 dann als zu diesem Fortsatz komplementäre Ausnehmung ausgestaltet sein. Vorzugsweise kann das Aufnahmeelement 17 wie in der 2 gezeigt einen Übergangsbereich zwischen dem Bodenteil 8 und dem zweiten bzw. dritten Polarm 9, 10 bilden, welcher einen reduzierten Durchmesser aufweist.The first end wall 14 has radially outward a fastener 16 on, which for fixing the pole piece 5 on the coil carrier part 6 in a on the pole piece 5 provided complementary receiving element 17 intervenes. The fastener 16 can be configured as a radial extension, which is as in the 2 shown tapered conically along the radial direction R. Accordingly, the receiving element 17 then be configured as complementary to this extension recess. Preferably, the receiving element 17 like in the 2 shown a transition area between the bottom part 8th and the second and third pole arms, respectively 9 . 10 form, which has a reduced diameter.

Der Innenstator 3 kann asymmetrisch ausgebildet sein. Eine solche Asymmetrie kann durch einen am Bodenteil 8 vorgesehenen Fortsatz 24 gebildet sein, welcher auf einer vom ersten Polarm 7 abgewandten Seite des Bodenteils 8 von diesem absteht. Mittels des Fortsatzes 24 und des damit verbundenen asymmetrischen Aufbaus des Innenstators 3 kann ein Anfahren des Elektromotors 1 erleichtert werden. Weiterhin kann bei einer alternativen Ausgestaltung auch der erste, weite oder/und Polarm 7, 8, 9 asymmetrisch ausgebildet sein.The inner stator 3 can be asymmetrical. Such asymmetry can be due to a at the bottom part 8th provided extension 24 be formed, which on one of the first polar arm 7 opposite side of the bottom part 8th protrudes from this. By means of the extension 24 and the associated asymmetric structure of the inner stator 3 can be a start of the electric motor 1 be relieved. Furthermore, in an alternative embodiment, the first, wide and / or pole arm 7 . 8th . 9 be formed asymmetrically.

In der 3 ist eine Variante des Ausführungsbeispiels der 1 und 2 gezeigt. Die 3a zeigt den Elektromotor 1' in einer perspektivischen Ansicht, die 3b in einem stark vereinfachten Querschnitt. In der Variante gemäß der 3 weist die erste Endwandung 14’ ein axial zum Bodenteil 8’ hin abstehendes Befestigungselement 16’ auf, welches zur Befestigung des Polschuhteils 5’ am Spulenträgerteil 6’ in ein am Bodenteil 8’ vorgesehenes komplementäres Aufnahmeelement 17’ eingreift. Das Befestigungselement 16’ kann als sich axial zur ersten Endwandung 14’ hin verjüngender Fortsatz ausgebildet sein. Entsprechend kann das Aufnahmeelement 17’ als zu diesem Fortsatz komplementäre Ausnehmung ausgestaltet sein. Zur Befestigung des Spulenträgerteils 6’ am Polschuhteil 5’ wird das als Fortsatz ausgebildete Befestigungselement 16’ entlang einer zur ersten und zweiten Richtung orthogonalen dritte Richtung R₃ in die zum Fortsatz komplementäre Ausnehmung eingeschoben. Hinsichtlich des weiteren Aufbaus des Elektromotors 1’ gemäß der 3 gelten mutatis mutandis die Erläuterungen zum Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2. In weiteren Varianten können Befestigungselement 16' und Aufnahmeelement 17' im Spulenträgerteil 6' entlang des ersten Polarms 7' vorgesehen sein. Auch ist vorstellbar, dass der Polschuh 18' ein Befestigungselement aufweist, welches in eine am ersten Polarm 7' vorgesehene Aufnahmeöffnung eingreift oder umgekehrt. In the 3 is a variant of the embodiment of 1 and 2 shown. The 3a shows the electric motor 1' in a perspective view, the 3b in a much simplified cross section. In the variant according to the 3 has the first end wall 14 ' an axial to the bottom part 8th' towards protruding fastener 16 ' on, which for fixing the pole piece 5 ' on the coil carrier part 6 ' in a on the bottom part 8th' provided complementary receiving element 17 ' intervenes. The fastener 16 ' can be considered axially to the first end wall 14 ' be formed tapering extension. Accordingly, the receiving element 17 ' be designed as complementary to this extension recess. For fastening the coil carrier part 6 ' on the pole piece 5 ' is formed as an extension fastener 16 ' along a direction orthogonal to the first and second direction third direction R ₃ inserted into the recess complementary to the extension. With regard to the further construction of the electric motor 1' according to the 3 apply mutatis mutandis the explanations to the embodiment according to the 1 and 2 , In other variants, fastener 16 ' and receiving element 17 ' in the coil carrier part 6 ' along the first pole arm 7 ' be provided. It is also conceivable that the pole piece 18 ' a fastening element, which in one of the first pole arm 7 ' provided receiving opening engages or vice versa.

Im Elektromotor 1, 1’ gemäß den 1 bis 3 kann eine dem Bodenteil 8, 8’ abgewandte Endwandung 15, 15’ des Basiselements 11’ als Polschuh 18, 18’ mit einer Außenseite 19, 19’ vorgesehen sein, deren Verlauf derart gewählt sein kann, dass sich zwischen dem Polschuh 18, 18’ und einer Innenkontur der Permanentmagnete 4 des Außenrotors 2 (vgl. 1) ein Luftspalt 20 mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser bildet. Dies gilt auch für das Ausführungsbeispiel gemäß der 3, in welcher der Außenrotor der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. In the electric motor 1 . 1' according to the 1 to 3 can one the bottom part 8th . 8th' opposite end wall 15 . 15 ' of the base element 11 ' as a pole piece 18 . 18 ' with an outside 19 . 19 ' be provided, the course can be chosen such that between the pole piece 18 . 18 ' and an inner contour of the permanent magnets 4 of the outer rotor 2 (see. 1 ) an air gap 20 with a substantially constant diameter. This also applies to the embodiment according to the 3 in which the outer rotor is not shown for the sake of clarity.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 4 ist der Innenstator 3’’ des Elektromotors 1’’ im Wesentlichen um eine sich entlang der ersten Richtung R₁ durch das Bodenteil 8’’ erstreckenden Symmetrieachse S achsensymmetrisch ausgebildet. Der Innenstator 3’’ umfasst ein erstes und zweites Spulenträgerteil 6’’, welche beidseitig des Bodenteils 8’’ am Polschuhteil 5’’ lösbar befestigt sind. Hinsichtlich der Befestigung der beiden Spulenträgerteile 6’’ wird auf die Erläuterungen zu den Elektromotoren 1, 1’’ gemäß den 1 bis 3 verwiesen. Der Übersichtlichkeit halber sind in der 4 die im Zusammenhang mit den 1 bis 3 erläuterten Befestigungselemente 16, 16’ nicht gezeigt. In weiterbildenden Varianten sind auch Elektromotoren mit einer anderen Anzahl an Spulenträgerteilen 6'' vorstellbar. Gleiches gilt entsprechend für die Anzahl an Polschuhen 18''.In the embodiment according to the 4 is the indoor stator 3 '' of the electric motor 1'' essentially about a along the first direction R ₁ through the bottom part 8th'' extending symmetry axis S formed axially symmetrical. The inner stator 3 '' comprises a first and second bobbin part 6 '' , which on both sides of the bottom part 8th'' on the pole piece 5 '' are releasably secured. With regard to the attachment of the two coil carrier parts 6 '' is based on the explanations to the electric motors 1 . 1'' according to the 1 to 3 directed. For the sake of clarity are in the 4 which in connection with the 1 to 3 explained fasteners 16 . 16 ' Not shown. In further-forming variants are also electric motors with a different number of coil support parts 6 '' imaginable. The same applies accordingly for the number of pole shoes 18 '' ,

In einer vereinfachten Ausführungsvariante der Elektromotoren 1, 1’, 1’’ gemäß den 1 bis 3 kann auf die erste Endwandung 14, 14’, 14’’ verzichtet sein.In a simplified embodiment of the electric motors 1 . 1' . 1'' according to the 1 to 3 can on the first end wall 14 . 14 ' . 14 '' be dispensed with.

In einer in der 5 gezeigten Variante kann das Spulenträgerteil 6’’’ des Elektromotors 1’’’ vier sich von der Rotationsachse r in radialer Richtung R erstreckende Spulenträgerarme 21’’’ aufweisen. Das Polschuhteil 5''' ist ringartig ausgebildet und radial zwischen dem Außenrotor und dem Spulenträgerteil 6''' angeordnet. Das Polschuhteil 5''' ist weiterhin am Spulenträgerteil 6''' lösbar befestigt ist.In one in the 5 variant shown, the bobbin part 6 ''' of the electric motor 1''' four coil carrier arms extending from the rotational axis r in the radial direction R. 21 ''' exhibit. The pole piece 5 ''' is annular and formed radially between the outer rotor and the bobbin part 6 ''' arranged. The pole piece 5 ''' is still on the bobbin part 6 ''' is releasably attached.

Jeweils zwei benachbarte Spulenträgerarme 21’’’ können wie in der 5 gezeigt unter einem Winkel von im Wesentlichen 90° zueinander angeordnet sein. An zwei gegenüberliegenden Spulenträgerarmen 21’’’ ist jeweils ein Spulenelement 22''' befestigbar. Zur Befestigung des Polschuhteils 5’’’ am Spulenträgerteil 6’’’ ist an den Spulenträgerarmen 21’’’ jeweils radial außen ein Befestigungselement 16’’’ vorgesehen, welches zur Befestigung des Polschuhteils 5’’’ am Spulenträgerteil 6’’’ jeweils in ein am ringartig ausgebildeten Polschuhteil 5’’’ vorgesehenes komplementäres Aufnahmeelement 17’’’ eingreift. Die Befestigungselemente 16’’’ können als sich jeweils in radialer Richtung R konisch verjüngende Fortsätze ausgebildet sein. Entsprechend können die Aufnahmeelemente 17’’’ als dazu komplementäre Ausnehmungen an einer Innenumfangsfläche des Polschuhteils 5’’’ vorgesehen sein. Am Polschuhteil 5’’’ radial außen können Umfangsrichtung U mehrere Polschuhe vorgesehen sein, die als radial nach außen abstehende Fortsätze 23’’’ ausgebildet sein können. Im Ausführungsbeispiel gemäß der 5 sind exemplarisch vier solche Fortsätze 23’’’ gezeigt; es ist klar, dass in Varianten aber auch eine andere Anzahl an solchen Fortsätzen 23’’’ vorstellbar ist. Die Spulenelemente 22''' können dabei separate Bauteile sein, auf welchen eine Wicklung angeordnet ist. Alternativ dazu können das Spulenelement 22 aber auch die Wicklung selbst sein; in diesem Fall ist also die Wicklung in der Art einer Direktwicklung direkt auf dem Spulenträgerteil 6 angeordnet.Two adjacent coil carrier arms 21 ''' can as in the 5 shown at an angle of substantially 90 ° to each other. On two opposite spool carrier arms 21 ''' is in each case a coil element 22 ''' fixable. For attachment of the pole piece 5 ''' on the coil carrier part 6 ''' is at the spool carrier arms 21 ''' each radially outward a fastener 16 ''' provided, which for fastening the pole piece 5 ''' on the coil carrier part 6 ''' each in a ring-shaped pole piece 5 ''' provided complementary receiving element 17 ''' intervenes. The fasteners 16 ''' can be formed as in each case in the radial direction R tapered extensions. Accordingly, the receiving elements 17 ''' as a complementary recesses on an inner peripheral surface of the pole piece 5 ''' be provided. On the pole piece 5 ''' radially outward circumferential direction U can be provided a plurality of pole pieces, as radially outwardly projecting extensions 23 ''' can be trained. In the embodiment according to the 5 are exemplarily four such extensions 23 ''' shown; it is clear that in variants but also a different number of such extensions 23 ''' is conceivable. The coil elements 22 ''' may be separate components, on which a winding is arranged. Alternatively, the coil element 22 but also be the winding itself; In this case, therefore, the winding is in the form of a direct winding directly on the bobbin part 6 arranged.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006004313 A1 [0002]

Claims

Electric motor ( 1 ; 1'; 1''; 1''' ), - with an inner stator ( 3 ; 3 '; 3 ''; 3 ''' ), - with at least two permanent magnets ( 4 ) outer rotor ( 2 ), which relative to the inner stator ( 3 ; 3 '; 3 ''; 3 ''' ) is rotatably adjustable about a common concentric axis of rotation (r), - wherein the inner stator ( 3 ; 3 '; 3 ''; 3 ''' ) is formed at least in two parts and at least one pole piece ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) and one on the pole piece ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) detachably mounted coil carrier part ( 6 ; 6 '; 6 ''; 6 ''' ).

Electric motor ( 1 ; 1'; 1''; 1''' ) according to claim 1, characterized in that the coil carrier part ( 5 ; 5 '; 5 ''; 5 ''' ) a first pole arm ( 7 ; 7 '; 7 '' ), on which at least one coil element ( 22 ; 22 '; 22 ''; 22 ''' ) is attached.

Electric motor ( 1 ; 1'; 1'' ) according to claim 2, characterized in that - the pole piece ( 5 ; 5 '; 5 '' ) extending along a first radial direction (R ₁ ) bottom part ( 8th ; 8th'; 8th'' ), which along the first radial direction (R ₁ ) end in each case in a second and third pole arm ( 9 . 10 ; 9 ' . 10 '; 9 '' . 10 '' ), - the second and third pole arms ( 9 . 10 ; 9 ' . 10 '; 9 '' . 10 '' ) each between an operating position and a mounting position pivotally mounted on the bottom part ( 8th . 8th' . 8th'' ), - the second and third pole arms ( 9 . 10 ; 9 ' . 10 '; 9 '' . 10 '' ) in the operating position in a second radial direction (R ₂ ) orthogonal to the bottom part ( 8th ; 8th'; 8th'' ) stand out.

Electric motor ( 1 ; 1'; 1'' ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that - the coil carrier part ( 6 ; 6 '; 6 '' ) a base member extending along an axial axis (A) ( 11 ; 11 '; 11 '' ) with a peripheral wall ( 13 ; 13 '; 13 '' ) and a first and second, respectively axially end of the base element ( 11 ; 11 '; 11 '' ) in the radial direction (R) projecting end wall ( 14 . 15 ; 14 ' . 15 '; 14 '' . 15 '' ), wherein the first end wall ( 14 ; 14 '; 14 '' ) in a pole piece ( 5 . 5 ' . 5 '' ) assembled state of the bobbin part ( 6 ; 6 '; 6 '' ) the bottom part ( 8th ; 8th'; 8th'' ), - on the peripheral wall ( 13 ; 13 '; 13 '' ) of the base member is arranged a winding for forming a coil.

Electric motor ( 1 ) according to claim 4, characterized in that the first end wall ( 14 ; 14 '; 14 '' ) radially outside a fastener ( 16 ), which for fastening the pole piece ( 5 ) on the coil carrier part ( 6 ) in a on Polschuhteil ( 5 ) provided complementary receiving element ( 17 ) intervenes.

Electric motor ( 1 ) according to claim 5, characterized in that - the at least one fastening element ( 16 ) as, in particular conically tapering, radial extension is configured, - the receiving element ( 17 ) is designed as a projection complementary to the recess, which has a transition region between the bottom part ( 8th ) and the second or third pole arm ( 9 . 10 ).

Electric motor ( 1' ) according to claim 4, characterized in that the first end wall ( 14 ' ) an axial to the bottom part ( 8th' ) projecting fastener ( 16 ' ), which for fastening the pole piece ( 5 ' ) on the coil carrier part ( 6 ' ) in a at the bottom part ( 8th' ) provided complementary receiving element ( 17 ' ) intervenes.

Electric motor ( 1' ) according to claim 7, characterized in that - the fastening element ( 16 ' ) than axially to the first end wall ( 14 ' ) tapered extension and the receiving element ( 17 ' ) is designed as a complementary recess, - for attachment of the coil carrier part ( 6 ' ) on the pole piece ( 5 ' ) the extension is inserted or inserted into the recess along a third direction (R ₃ ) orthogonal to the first and second directions (R _1, R ₂ ).

Electric motor ( 1 ; 1'; 1'' ) according to one of claims 4 to 8, characterized in that the bottom part ( 8th ; 8th'; 8th'' ) facing away from the second end wall ( 15 ; 15 ' . 15 '' ) of the base element ( 11 ; 11 '; 11 '' ) as a pole piece with an outside ( 19 ; 19 '; 19 '' ) is configured, whose course is chosen in particular so that between the pole piece and an inner contour of the permanent magnets ( 4 ) of the outer rotor an air gap ( 20 ) having a substantially constant diameter.

Electric motor ( 1'' ) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner stator ( 3 '' ) substantially about a along the first direction (R ₁ ) through the bottom part ( 8th'' ) extending axis of symmetry (S) is formed axially symmetrical and a first and second coil carrier part ( 6 '' ), which on both sides of the bottom part ( 8th'' ) on the pole piece ( 5 '' ) are releasably attachable or attached.

Electric motor ( 1''' ) according to claim 1, characterized in that - the coil carrier part ( 6 ''' ) four coil support arms extending from the rotational axis (r) in the radial direction ( 21 ''' ), wherein in each case two adjacent coil carrier arms ( 21 ''' ) under a Angles of substantially 90 ° to each other are arranged, - that on two opposite Spulenträgerarmen ( 21 ''' ) one coil element each ( 22 ''' ) fastened or fixed, - the pole piece ( 5 ''' ) is formed annularly and radially between the outer rotor and the bobbin part ( 6 ''' ) is arranged and on the coil carrier part ( 6 ''' ) is releasably attached.

Electric motor ( 1''' ) according to claim 11, characterized in that on the four coil carrier arms ( 22 ''' ) each radially outward a fastener ( 16 ''' ) is provided, which for fixing the pole piece ( 5 ''' ) on the coil carrier part ( 6 ''' ) in each case in a ring-like pole piece ( 5 ''' ) provided complementary receiving element ( 17 ''' ) intervenes.

Electric motor ( 1''' ) according to claim 12, characterized in that the fastening elements ( 16 ''' ) are each formed as in the radial direction (R) conically tapering extension and the receiving elements ( 17 ''' ) as complementary recesses on an inner surface of the pole piece ( 5 ''' ) are formed.

Electric motor ( 1''' ) according to claim 12, characterized in that on the pole piece ( 5 ''' ) radially outward and along the circumferential direction at least one as an extension ( 23 ''' ) trained pole piece is provided.