DE20100029U1

DE20100029U1 - Electric motor

Info

Publication number: DE20100029U1
Application number: DE20100029U
Authority: DE
Original assignee: BAER JUERGEN PETER
Current assignee: BAER JUERGEN PETER
Priority date: 2001-01-02
Filing date: 2001-01-02
Publication date: 2001-11-08
Anticipated expiration: 2011-01-03

Description

BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere Kurzschlussläufermotor, in Mineralguss-Verbundkonstruktionsbauweise als Antriebsmotor mit einem erhöhten Sicherheitsschutz in Flansch- oder Fußbefestigung oder als Tauchmotorpumpe in einer Motor-Pumpen-Kombination.The invention relates to an electric motor, in particular a squirrel-cage motor, in a mineral cast composite construction as a drive motor with increased safety protection in flange or foot mounting or as a submersible motor pump in a motor-pump combination.

Bekannt ist es, dass speziell im Vorrichtungs- und Maschinenbau verschiedene Bauteile, wie z. B. Werkzeugmaschinengestelle und -schütten, aus Mineralguss mit funktionsbedingten Einlegeteilen aus Stahl hergestellt werden (Profiler, E. K.: Mineralguss im Maschinenbau, Ehringen bei Böblingen, Expert Verlag 1991, S. 19 - 32). Alle Mineralgussteile sind trotz geometrisch unterschiedlicher Bauform und -größe kostengünstig herstellbar, erfüllen die Anforderungen hinsichtlich Stabilität und Genauigkeit und haben eine hohe Lebensdauer. Aus dem Stand der Technik ist durch DE 32 07 952 Al ein Elektromotor, insbesondere Käfigläufermotor, bekannt, der durch den Einsatz von Gießharz preiswert herstellbar, als Grundform für einen Norm-Motor verwendbar und durch einfach darin einbringbare Baukastenteile in unterschiedliche Bauformen anwendbar sein soll. Für den Elektromotor ist kennzeichnend, dass dieser in Art einer Gießharz - Metall - Verbundkonstruktion ausgeführt ist, wobei der Gießharzmantel des vom A-Lagerschild (antriebsseitig) abgewandten Wickelkopfes und die Außenseite des größten Teils des Blechpaketes des Stators frei liegen, das A-Lagerschild mit dem über die antriebsseitigen Wickelköpfe reichenden Gießmantel fest verbunden ist und dieses Lagerschild und der bis über das Blechpaket reichende Außenmantel topfförmig als ein Stück ausgebildet sind.It is known that, especially in the field of fixture and machine construction, various components such as machine tool frames and chutes are made from mineral casting with functional steel inserts (Profiler, E. K.: Mineral casting in mechanical engineering, Ehringen near Böblingen, Expert Verlag 1991, pp. 19 - 32). Despite their geometrically different shape and size, all mineral casting parts can be manufactured inexpensively, meet the requirements in terms of stability and accuracy and have a long service life. From the state of the art, DE 32 07 952 Al discloses an electric motor, in particular a squirrel cage motor, which can be manufactured inexpensively using cast resin, can be used as a basic form for a standard motor and can be used in different designs using modular parts that can be easily inserted into it. The electric motor is characterized by the fact that it is designed in the form of a cast resin - metal composite construction, whereby the cast resin casing of the winding head facing away from the A-bearing shield (drive side) and the outside of the largest part of the stator's laminated core are exposed, the A-bearing shield is firmly connected to the cast casing extending over the drive-side winding heads, and this bearing shield and the outer casing extending over the laminated core are formed as a single pot-shaped piece.

Das topfförmige Lagerschild besteht aus Aluminium und ist am Gießharzmantel durch dessen Klebwirkung im flüssigen Zustand befestigt. Die im Gießharz eingebetteten Wickelköpfe sind nach außen hermetisch abgeschlossen, so dass der Elektromotor die Anforderungen der höchsten Schutzklasse, wie z. B. bei Antrieben in Nassräumen, erfüllt. Ebenfalls soll durch dasThe pot-shaped bearing plate is made of aluminum and is attached to the cast resin casing by its adhesive effect in the liquid state. The winding heads embedded in the cast resin are hermetically sealed to the outside, so that the electric motor meets the requirements of the highest protection class, such as for drives in wet rooms. The

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Vergießen der Wickelköpfe mit Gießharz eine innige Verbindung zwischen der Wicklung und dem Stator sowie dem Lagerschild erreicht werden, womit sich eine gut leitende Wärmebrücke ergibt. Die Kühlrippen gehen über die ganze Länge des Lager-Schildes durch. Ein Lüfterrad soll einen durchlüfteten Elektromotor bewirken. Durch die einstückige Ausbildung des Lagerschildes und des Außenmantels werden zu bearbeitende Teile eingespart, anstelle von zwei Lagerschilden ist nur noch ein Lagerschild erforderlich. An dieses Lagerschild können nach Art eines Baukastensystems verschiedene Teile, wie Fußplatte, Anschlussplatte und Haube, die das Lüfterrad und ein Teil des Gießmantels umgibt, jeweils lösbar befestigt werden. Der Kugellagersitz im A-Lagerschild wird durch einen Lagerhalter aus Kunststoff realisiert. Hierzu hat das Lagerschild ein sogenanntes Innenmantelteil mit einem gestuften Durchgangsloch zur Aufnahme des Lagerhalters. Die Fertigungstechnologie soll einfacher sein, da der Rotor mit Kugellager und Lagerschild in den Stator eingesetzt werden kann. Die Nachteile des in DE 32 07 952 Al dargestellten Elektromotors sind insbesondere in der komplizierten Ausführung des A-Lagerschildes, der aufwendigen Realisierung der unterschiedlichen Bauformen und somit im hohen Fertigungs- und Montageaufwand zu sehen. Deshalb liegt das Problem der Erfindung darin, einen Elektromotor, insbesondere Kurzschlussläufermotor, in Mineralguss-Verbundkonstruktionsbauweise als Antriebsmotor mit einem erhöhten Sicherheitsschutz in Flansch- oder Fußbefestigung oder als Tauchmotorpumpe in einer Motor-Pumpen-Kombination zu schaffen, der einen einfachen Aufbau sowie einen geringen Fertigungs- und Montageaufwand hat. Erreicht wird dies dadurch, dass in einem Mineralguss-Motorblock unterschiedlicher Bauform und -größe ein komplettes Ständerblechpaket vergossen ist und eine Läuferwelle mit Kugellagern und einem Läuferpaket einschiebbar angeordnet ist, wobei bei einem erhöhten Sicherheitsschutz die Läuferwelle und das Läuferpaket durch eine Isolationsbuchse aus Mineralguss getrennt sind, und derBy casting the winding heads with cast resin, an intimate connection can be achieved between the winding and the stator as well as the bearing shield, which results in a good conductive heat bridge. The cooling fins run the entire length of the bearing shield. A fan wheel is intended to provide a ventilated electric motor. The one-piece design of the bearing shield and the outer casing saves parts that need to be machined; instead of two bearing shields, only one bearing shield is required. Various parts, such as the base plate, connection plate and hood that surrounds the fan wheel and part of the casting casing, can be detachably attached to this bearing shield in a modular system. The ball bearing seat in the A-bearing shield is realized by a bearing holder made of plastic. For this purpose, the bearing shield has a so-called inner casing part with a stepped through hole to accommodate the bearing holder. The manufacturing technology is intended to be simpler, since the rotor with ball bearing and bearing shield can be inserted into the stator. The disadvantages of the electric motor shown in DE 32 07 952 A1 are to be seen in particular in the complicated design of the A-end shield, the complex implementation of the different designs and thus in the high manufacturing and assembly costs. Therefore, the problem of the invention is to create an electric motor, in particular a squirrel-cage motor, in a mineral cast composite construction as a drive motor with increased safety protection in flange or foot mounting or as a submersible motor pump in a motor-pump combination, which has a simple structure and low manufacturing and assembly costs. This is achieved by casting a complete stator core in a mineral cast motor block of different design and size and by arranging a rotor shaft with ball bearings and a rotor core so that it can be inserted, whereby the rotor shaft and the rotor core are separated by an insulating bush made of mineral cast for increased safety protection, and the

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Motorblock durch ein A-Lagerschild aus Mineralguss hermetisch verschlossen ist. Damit ist der Vorteil erzielbar, dass der Fertigungs- und Montageaufwand um ca. 45 Prozent gesenkt wird (u. a. Wegfall der Lüfterhaube und des Lüfterrades ). Die Minaralguss-Verbundkonstruktionsbauweise des Elektromotors bewirkt außerdem einen geräuscharmen und schwingungsgedämpften Lauf. Darüber hinaus wirkt das gesamte Antriebsaggregat drehmomentberuhigend. Der neue Elektromotor stellt ein umweltfreundliches Produkt dar, dessen Bauteile unproblematisch zu reparieren, weiter- und wiederzuverwenden sind. Das Läuferpaket, das A-Lagerschild und der Motorblock sind in sich geschlossene und austauschbare Baugruppen des Elektromotors. Der Motorblock ist ein massives Mineralguss-Verbundteil und vereinigt das B-Lagerschild und das komplette Ständerblechpaket, welches im Motorblock mit Mineralguss vergossen ist. Das A-lagerschild ist ebenfalls ein Mineralguss-Bauteil und kann konstruktiv den konkreten Anforderungen angepasst werden. Es ist möglich, den Elektromotor als Antriebsmotor in Flanschoder Fußbefestigung, in Flansch- oder Fußbefestigung mit Ex-Ausführung (erhöhter Sicherheitsschutz) oder als Tauchmotorpumpe in einer Motor-Pumpen-Kombination auszuführen. Der komplette Läufer ist direkt im Motorblock einsetzbar. Für die Ex-Ausführung ist die Läuferwelle mit einer Isolationsbuchse aus Mineralguss zu versehen. Der Werkstoff Mineralguss ist ein Dielektrikum.The motor block is hermetically sealed by an A-bearing shield made of mineral cast. This has the advantage that the manufacturing and assembly costs are reduced by around 45 percent (e.g. elimination of the fan cover and fan wheel). The mineral cast composite construction of the electric motor also ensures quiet and vibration-damped operation. In addition, the entire drive unit has a torque-calming effect. The new electric motor is an environmentally friendly product whose components are easy to repair, reuse and reuse. The rotor package, the A-bearing shield and the motor block are self-contained and replaceable assemblies of the electric motor. The motor block is a solid mineral cast composite part and combines the B-bearing shield and the complete stator core package, which is cast in mineral cast in the motor block. The A-bearing shield is also a mineral cast component and can be structurally adapted to specific requirements. It is possible to design the electric motor as a drive motor with flange or foot mounting, with flange or foot mounting with Ex design (increased safety protection) or as a submersible motor pump in a motor-pump combination. The complete rotor can be used directly in the motor block. For the Ex design, the rotor shaft must be provided with an insulating bush made of mineral cast. Mineral cast is a dielectric.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. Hiezu zeigt die zugehörige Zeichnung die Schnittdarstellung eines Kurzschlussläufermotors mit Flanschbefestigung in Mineralguss-Verbundkonstruktionsbauweise. Es ist dargestellt, dass im Motorblock 1 zentriert ein eingegossenes Ständerblechpaket 6 (gewickelt und getränkt) angeordnet ist.The invention will be described in more detail using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a sectional view of a squirrel-cage motor with flange fastening in a mineral cast composite construction. It is shown that a cast-in stator core 6 (wound and impregnated) is arranged centrally in the motor block 1.

Ebenfalls sind alle nicht dargestellten elektrischen Zuleitungen und die beiden Kugellagersitze 7 im Motorblock 1 eingegossen. Der Motorblock 1 ist zu dem als Quader ausgeführt,All electrical supply lines not shown and the two ball bearing seats 7 are also cast into the engine block 1. The engine block 1 is designed as a cuboid,

wodurch die Oberfläche für die Wärmeabstrahlung größer ist. Die geometrische Bauform und -größe des Motorblockes 1 sind den konkreten Bedingungen des Einsatzortes des Elektromotors anpassbar. Dementsprechend kann der Motorblock 1 ebenfalls die Bauform eines Würfels, Zylinders, Prismas oder eine Kombination dieser Bauformen haben. Günstig ist auch, dass der Werkstoff Mineralguss eingefärbt und dann farbig vergossen werden kann. Die eingesetzten Mineralguss-Bauteile des Elektromotors sind der Motorblock 1, das A-Lagerschild 3 und die Isolationsbuchse 4. Diese Bauteile werden nach der Near-Net-Shape-Technologie gefertigt, d. h. im Kaltgussverfahren produzierte Mineralguss-Bauteile ohne mechanische Nacharbeit. Der Zentriersitz 8 für das A-Lagerschild 3, die Kugellagersitze 7 im A-Lagerschild 3 und im Motorblock 1 entstehen durch Gießen auf Passmaß. Der komplette Läufer ist ein Kaufteil und besteht aus der Läuferwelle 5 und dem druckgegossenen Läuferpaket 2 mit Kurzschlussringen. Bei einem erhöhten Sicherheitsschutz sind beide elektrisch durch die Isolationsbuchse 4 aus Mineralguss getrennt.which means that the surface area for heat radiation is larger. The geometric shape and size of the motor block 1 can be adapted to the specific conditions of the location where the electric motor is to be used. Accordingly, the motor block 1 can also have the shape of a cube, cylinder, prism or a combination of these shapes. It is also advantageous that the mineral cast material can be colored and then cast in color. The mineral cast components used in the electric motor are the motor block 1, the A-bearing shield 3 and the insulation bushing 4. These components are manufactured using near-net shape technology, i.e. mineral cast components produced using a cold casting process without mechanical rework. The centering seat 8 for the A-bearing shield 3, the ball bearing seats 7 in the A-bearing shield 3 and in the motor block 1 are created by casting to fit. The complete rotor is a purchased part and consists of the rotor shaft 5 and the die-cast rotor package 2 with short-circuit rings. For increased safety protection, both are electrically separated by the insulating bush 4 made of mineral cast.

Claims

1. Electric motor, in particular a squirrel-cage motor, in a mineral cast composite construction as a drive motor with increased safety protection in flange or foot mounting or as a submersible motor pump in a motor-pump combination, characterized in that a complete stator core ( 6 ) is cast in a mineral cast motor block ( 1 ) of different design and size and a rotor shaft ( 5 ) with ball bearings and a rotor core ( 2 ) is arranged so as to be insertable, wherein with increased safety protection the rotor shaft ( 5 ) and the rotor core ( 2 ) are separated by an insulating bushing ( 4 ) made of mineral cast, and the motor block ( 1 ) is hermetically sealed by an A-bearing shield ( 3 ) made of mineral cast.

2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the rotor assembly ( 2 ), the A-bearing plate ( 3 ) and the motor block ( 1 ) are self-contained and exchangeable assemblies.

3. Electric motor according to claims 1 and 2, characterized in that the motor block ( 1 ) has the shape of a cuboid, a cube, a cylinder, a prism or a combination of the aforementioned shapes.