DE7103910U

DE7103910U - Electric motor with external rotor

Info

Publication number: DE7103910U
Application number: DE7103910U
Authority: DE
Original assignee: Licentia Oy
Current assignee: Licentia Oy
Publication date: 1974-02-21

Description

FOLD 70A1 26. 1. 1971 FOLD 70A1 January 26, 1971

Ea / no.Ea / no.

Elektromotor mit AußenläuferElectric motor with external rotor

Sie Erfindung bezieht sich, auf einen Elektromotor geringer Leisirang siit auf einer feststehenden Vsllo einseitig gel&^ gerten Außenläufer und mit vorzugsweise polumschaltbarer Ständerwicklung·You invention relates to an electric motor lower Leisirang siit gel on one side on a fixed Vsllo & ^ external rotor and preferably with pole-changing stator winding

Motoren dieser Art werden beispielsweise zum Antrieb größerer Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, und dergleichen benötigt.Motors of this type are required, for example, to drive larger household appliances such as washing machines and the like.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit geringem Aufwand an Material, Werkzeugen und Arbeitszeit in großen Stückzahlen herstellbaren Außenläufermotor kleiner Abmessungen zu schaffen, dessen aktives Material infolge gezielter Belüftung hoch ausnutzbar 1st, dessen Lüftergeräusch unterhalb der für den vorgesehenen Anwendungszweck bestehenden Storgrenze liegt und dessen durch die Belüftung bedingte Leistungsverluste extrem gering sind. Weiterhin soll der Außenläufer des Motors eine solche Stabilität besitzen, daß ein extrem schmaler radialer Luftspalt zwlcehen Ständer- und Läuferblechpaket eingehalten werden kann. Schließlich soll der Außenläufer des Motors als leicht und schnell zu fertigendes, aus wenig Einzelteilen zusammengesetztes Bauteil ausgebildet sein.The invention has for its object to be one with low Expenditure on material, tools and working time to create external rotor motor of small dimensions that can be produced in large numbers, its active material as a result of more targeted Ventilation can be used to a high degree, the fan noise of which is below the disturbance limit existing for the intended application and the performance losses caused by the ventilation are extremely low. Furthermore, the outrunner should of the motor have such a stability that an extremely narrow radial air gap between stator and rotor laminations can be maintained. After all, the external rotor of the motor should be easy and quick to manufacture little individual parts assembled component be formed.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird bei einem ElektromotorTo solve this problem, an electric motor

I · 4 ·I 4

der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, daß der Außenläufer des Motors zwischen der Lageraufnahme und dem Kurzechlußring der Läufer-Stabwicklung als Lüfterflügel wirkende Rippen besitzt, welche sich in Motorachsrichtung vom Lager bis zur Riemenscheibe eretröököü und. deren iuueukanten auf ihrer gesamten Länge durch eine glockenförmige Kappe überdeckt sind, in welcher maximal zwischen Je zwei Rippen eine unmittelbar an die Riemenscheibe angrenzende Lufteintrittsöffnung und eine unmittelbar an den Kurzschlußring angrenzende Luftaustrittsöffnung angeordnet ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird weiterhin vorgeschlagen, dall¹ am freien Ende des AuB^ '^ fers Lüfterflügel angeordnet sind, welche durch einen ·. migen Luftleitring abgedeckt sind, der sen dem Luft*. ■ * dienende Mittelöffnung die Welle des Motors in vorbei;ttj.mmton Abstand umgibt und deren Randzone i"¹ Querschnitt in J?orm einer Kurve ausgebildet ist.Proposed of the type described above that the external rotor of the motor between the bearing seat and the short-circuit ring of the rotor-rod winding has ribs acting as fan blades, which eretröököü and in the motor axis direction from the bearing to the pulley. the entire length of which is covered by a bell-shaped cap, in which an air inlet opening directly adjacent to the pulley and an air outlet opening directly adjacent to the short-circuit ring are arranged at most between two ribs. According to an advantageous further development of the invention, it is further proposed that ¹ at the free end of the outer fan blades are arranged, which by a ·. the air guide ring is covered, the air *. ■ * Serving central opening surrounds the shaft of the motor at a distance of ttj.mmton and whose edge zone i " ¹ cross-section is designed in the shape of a curve.

Eil? L·usführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Pig« zeigt einen Schnitt durch einen Außenläufermotor.Hurry? L · usführungsbeispiel the invention is illustrated in the drawing and will be described in more detail below. The Pig «shows a section through an external rotor motor.

Auf d"»r feststehenden, nicht drehbaren Welle 1 ist das Blechpaket 2 des Innenständers befestigt, in dessen Nuten die - vorzugsweise polumschaltbar - Wicklung eingelegt ist. Auf dia Welle 1 sind die Lager 3 und 4 aufgesetzt, in denen der Außenläufer gelagert ist. Die Lager 3 und 4 sind in einer L&geraufnähme 5 angeordnet, welche gleichzeitig als Keilriemenscheibe 6 ausgebildet ist. Zwischen der Lageraufnahme und dem Läuferblechpaket 7 sind als tragende Verbindung annähernd dreieckförmige Rippen 8 angeordnet, welche sich in Motorachsrichtung vom Lager 4 bzw. vom Kurzschlußring 14 bis zur Riemensaheibe 6 erstrecken und der Form der Wickelköpfe angepaßt aind« Sie dienen gleichzeitig als Lüfterflügel zur Förderung der Kühlluft für dia Wickelköpfe 9- Die Außenseiten der Rippen 8 werden auf ihrer gesamten Länge durch eine-This is on the fixed, non-rotatable shaft 1 Fixed laminated core 2 of the inner stator, in the grooves of which the - preferably pole-changing - winding is inserted. On the shaft 1, the bearings 3 and 4 are placed, in which the external rotor is mounted. The bearings 3 and 4 are arranged in a L & geraufnähme 5, which also acts as a V-belt pulley 6 is formed. Between the bearing mount and the laminated rotor core 7 are approximately as a load-bearing connection triangular ribs 8 arranged, which are in Motor axis direction from the bearing 4 or from the short-circuit ring 14 to the belt pulley 6 and the shape of the winding heads adapted aind «They also serve as fan blades to convey the cooling air for the winding heads 9- The outer sides of the ribs 8 are over their entire length by a

glockenförmige Kappe 10 überdeckt, welche zwischen je zwei Rippen Jeweils eine oder mehrere öffnungen 11 und 12 zum Ein- und Austritt der Kühlluft besitzen kann. Die Lufttointrittßöffnungen 11 sind unmittelbar an die Riemenscheibe angrenzend angeordnet, während die Luftaustrittsöffnun&en ''-Z uxuüiiioöluar an den Kürzschüußrixxg V\ .'ingrenzen. Die Kappe kann in besonders vorteilhafter Weise einstückig mit den Rippen 8 bzw. mit dem gesamten Außenläufer ausgebildet sein. Durch Anordnung der Kappe 10 wird einmal der Vorteil erreicht, daß die geförderte Kühlluft gezielt auf die Wickelköpfe 9 gelenkt und dadurch eine optimale Kühlung insbesondere des außenliegenden Wickelkopfes der hochpoligen Wicklung erreicht wird. Dies J.jt besonders wichtig, da die Luftförderung bei eingeschaltetsr hochpoliger - beispielsweise 16-poliger Wicklung erheblich geringer ist als bei niedrigpoliger Drehzahl. Zum anderen ergibt sich der* Vorteil, daß infolge der Abdeckung die Luftreibung der Rippen 8 erheblich herabgesetzt wird. Dadurch wird die Verlustleistung dec /lo'oor^ beträchtlich geringer, denn die Lufteintrittsöffir-mgon siud so bemessen, daß nur noch so viel Kühlluft eintreten und gefördert werden kann, wie tatsächlich benötigt wird, nls weiterer, für den vorgesehenen Anwendungszweck dsa I Io tors sehr wichtiger Vorteil ist anzusehen, daß durch die langgestreckte Form der Kappe 10 mit der geringen Arzahl von öffnungen das Lüftergeräusch ganz erheblich gedämpft wird, da weder die angesaugte noch die ausgeblasene Luft verwirbelt wird, so daß das Betriebsgeräusch des I^-Io tors auch bei zwei-poligen Betrieb innerhalb der zulässigen Werte bleibt. Es entsteht bei einstückig mit den Rippen ausgeführter Kappe auch noch der Vorteil einer höheren Stabilität des Außenläufers, welche es zuläßt, den Luftspalt zwischen Ständer und Läuferblechpaket kleiner als normalerweise bei Außenläufermotoren dblich zu wählen. Schließlich bringt diese Bauart noch den Vorteil mit sich, daß der Kurzschlußring 14-im Querschnitt kleiner bemessen werden kann, als es normalerweise zur Führung des betriebsmäßigen Lauferströmeε erforderlich ist. Dadurch kenn die Luftaustrittsöffnung 12 näher an bell-shaped cap 10, which between two ribs each can have one or more openings 11 and 12 for the inlet and outlet of the cooling air. The Lufttointrittßöffnungen 11 are disposed immediately adjacent to the pulley, while the & Luftaustrittsöffnun s' -Z .'ingrenzen uxuüiiioöluar to the Kürzschüußrixxg V \. The cap can be designed in a particularly advantageous manner in one piece with the ribs 8 or with the entire external rotor. By arranging the cap 10, the advantage is achieved that the conveyed cooling air is specifically directed onto the end windings 9 and thereby optimum cooling, in particular of the external end winding of the multi-pole winding, is achieved. This is particularly important because the air flow when the high-pole winding is switched on, for example a 16-pole winding, is considerably lower than with a low-pole speed. On the other hand, there is the * advantage that the air friction of the ribs 8 is considerably reduced as a result of the cover. As a result, the power loss dec / lo'oor ^ is considerably lower, because the air inlet openings are dimensioned in such a way that only as much cooling air can enter and be conveyed as is actually required, as well as for the intended purpose of use A very important advantage is that the elongated shape of the cap 10 with the low number of openings significantly dampens the fan noise, since neither the air that is sucked in nor the air that is blown out is swirled, so that the operating noise of the I ^- Io tor even with two -pole operation remains within the permissible values. In the case of a cap made in one piece with the ribs, there is also the advantage of greater stability of the external rotor, which allows the air gap between the stator and the rotor core to be smaller than is normally the case with external rotor motors. Finally, this type of construction also has the advantage that the short-circuit ring 14 can be made smaller in cross section than is normally required for guiding the operational running current. As a result, the air outlet opening 12 knows more closely

das Blechpaket 7 herangerückt we.v-'u.m, so daß ihre entsprechende Kante in gleicher Ebene 7t.lt den Ender der Nuten-Isolationshülsen 24 liegt. Dadurch wird eine ideale, geradlinige Kühlluftführung erreicht. Bei dieser Ausbildung des Kurzschlußringes 14 fließt ein Teil des Lauferstromes über die Kappe 10.the laminated core 7 moved closer so that its corresponding edge lies in the same plane 7t.lt the end of the grooved insulation sleeves 24. This achieves an ideal, straight-line cooling air flow. With this configuration of the short-circuit ring 14, part of the rotor current flows over the cap 10.

Die Luftführung zu den Wickelköpfen 9 kann in vorteilhafter Weise noch verbessert werden, wenn ein (strichliniert eingezeichneter) Luftleitring 13 vorgesehen wird. Dieser Luftleitring kann ebenfalls einstückig mit den Rippen 8 ausgebildet sein, wobei sich aus formtechnischen Gründen die dargestellte Form ergibt. Es ist Jedoch möglich, den Luftleitring 13 als besonderes Bauteil auszubilden und durch spezielle Formgebung eine noch bessere Luftführung zu erreichen.The air flow to the winding heads 9 can be advantageous Way can be improved if an air guide ring 13 (shown in dashed lines) is provided. This air guide ring can also be formed in one piece with the ribs 8, for technical reasons, the shown form results. However, it is possible to design the air guide ring 13 as a special component and to use it special shape to achieve an even better air flow.

Die Rippen 6 gehen über in den Kursschlußrins 14, welcher die Wicklungsstäbe des Außenläufers miteinander verbindet.The ribs 6 merge into the course closing rins 14, which connects the winding bars of the external rotor to one another.

Auf der vom Lager abgewandten Seite des Außenläufers sind am Kurzschlußring 15 Lüfterflügel 16 angebracht, deren Stirnseiten durch einen tellerförmigen, vorzugsweise aus Kunststoff hergestellten Luftleitring 17 abgedeckt sind. Der Luftleitring 17 besitzt zentrisch. eine zum Lufteintritt bestimmte Mittjelöffnung 18, welche die Welle 1 in einem solchen Abstand umgibt, daß zur Kühlung der Wickelköpfe 19 eine optimal bemessene Kühlluftmenge angesaugt were]on kann* Die Mittelöffnung ist in ihrer Raodzone im Querschiaitt in Form einer Kurve 20 ausgebildet, welche bewirkt, daß die eintretende Kühlluft direkt auf die niederpolige Wicklung geleitet wird. Der Luftleitring 17 ist beispielsweise mittels an den Stirnseiten der Lüfterflügel befindlicher Nietzapfen 21 befestigt. Einige oder sämtliche Lüfterfiügel 16 sind von der Stirnseite aus mit einer Sackbohrung 22 versehen, in welcher beschwerendes Material zum Zwecke des Auswuchtens untergebracht werden kann. Die Öffnungen derOn the side of the external rotor facing away from the bearing, fan blades 16 are attached to the short-circuit ring 15, the end faces of which are covered by a plate-shaped air guide ring 17, preferably made of plastic. The air guide ring 17 is centric. a central opening 18 intended for air inlet, which surrounds the shaft 1 at such a distance that an optimally dimensioned amount of cooling air can be sucked in to cool the winding heads 19 that the incoming cooling air is directed directly to the low-pole winding. The air guide ring 17 is fastened, for example, by means of rivet pins 21 located on the end faces of the fan blades. Some or all Lüfterfiügel 16 are provided from the end face of a blind bore 22, can be accommodated in what beschwerendes material for the purpose of balancing. The openings of the

Sackbohrungen 22 werden durch den Luftleitring 17 abgedeckt. Die Wickelköpfe 19 zumindest der hochpoligen Wicklung sind zum Zwecke besserer Kühlung nicht, wie sonst allgemein üblich, mittels Bandagen so zum Ständerblechpaket 2 hin gebogen, daß sie möglichst dicht daran anliegen, sondern bleiben ggf. unbandagiert und stehen senkrecht zum Blechpaket soweit von diesem ab, daß die Kühlluft in vorteilhafter Weise zwischen Blechpaket und Wickelkopf hindurchstreichen kann.Blind bores 22 are covered by the air guide ring 17. For the purpose of better cooling, the winding heads 19 at least of the multi-pole winding are not, as is otherwise generally the case, bent by means of bandages towards the stator core 2 so that they are as close as possible to it, but may remain unbandaged and are perpendicular to the laminated core so far from this that the cooling air is advantageously between Can pass through the laminated core and winding head.

Durch die Anordnung des Luftleitringes 17 wird der Vorteil erzielt, daß die Hange der geförderten Kühlluft bestimmt ist und daß eine gezielte Kühlung erreicht ist. Ein weiterer Vorteil besteht auch hier in der beträchtlichen Hinderung des Lüftergeräusches infolge Abdeckung der freien Lüfterenden und in der Verringerung der Verlustleistung infolge der Begrenzung der Kühlluftmenge auf einen optimalen Wert. Schließlich wird durch die Abdeckung des; Auswuchtöffnungen in vorteilhafter Weise erreicht, daß sie* .ockernde Auswuchtgewichte nicht aus der Bohrung 22 herausgeschleudert werden können.The arrangement of the air guide ring 17 provides the advantage achieved that the slope of the conveyed cooling air is determined and that targeted cooling is achieved. Another advantage is the considerable hindrance of the Fan noise as a result of covering the free fan ends and in the reduction in power loss due to the limitation the amount of cooling air to an optimal value. Finally, through the cover of the; Balancing openings in advantageous Way achieved that they * .loosening balance weights cannot be thrown out of the bore 22.

Die beschriebene Ausgestaltung des Außenläufers bringt es mit sich, daß in vorteilhafter Welse der gesamte Außenläufer mit Ausnahme des Blechpaketes 7 und des Luftleitringes 17 Im gleiten Arbeitsgang aus dem gleichen Werkstoff einstückig her. lbar ist. Als Werkstoff dient vorzugsweise eine im Druckgußverfahren verarbeitbare Aluminiumlegierung. Bei dieser Herstellungsart ergibt sich zu den beschriebenen Vorteilen der lagerseitigen Kühlluftführung noch der Vorteil einer gedrungenen Bauform und einer orheblichen Materialersparnis, da dann der maximale Außendurchmesser der Kappe 10 gleich dem Außendurchmesser der Läufer-Stabwicklung 23 gewählt werden kann, ohne daß die Stabilität des Außenläufers geringer wird. Es ergibt eich bei dieser Herstellungsart auch eine einfache Art zur Befestigung des Luftleitringes 17· Diese Art der Herstellung ist auch relativ unaufwendig bezüglich der benötigten Werkzeuge, des Werkstoffes sowie der Arbeitszeit und daher für eine Produktion in größeren Stückzahlen bestensThe described configuration of the external rotor means that the entire external rotor is advantageous with the exception of the laminated core 7 and the air guide ring 17 Im slide operation made of the same material in one piece here. is lbar. The material used is preferably an im Die-casting process, machinable aluminum alloy. In addition to the advantages described, this type of production results in cooling air duct on the bearing side still has the advantage of a compact design and significant material savings, since then the maximum outer diameter of the cap 10 can be selected to be equal to the outer diameter of the rotor bar winding 23, without the stability of the external rotor being reduced. With this type of production, there is also a simple one Type of attachment of the air guide ring 17 · This type of manufacture is also relatively inexpensive with regard to the required Tools, the material and the working time and therefore ideal for production in larger quantities

7103S1Q21.2.747103S1Q21.2.74

geeign^ .suitable

Die intensiv wirksame gezielte Kühlung läßt es in vorteilhafter Weise zu, daß gegenüber Motoren gleicher Leistung beträchtliche Einsparungen an aktivem Werkstoff ermöglicht werden.The intensely effective targeted cooling makes it more advantageous Allocate that compared to motors of the same power allows significant savings in active material will.

Insgesamt gesehen bringt die Erfindung eine vorteilhafte Lösung der eingangs gestellten Aufgabe mit sich.Viewed as a whole, the invention brings about an advantageous solution to the object set at the beginning.

- lilatansprüche -- lilat claims -

Claims

Licentia Patent-Verwaltungs-G.m.b.H. ^

Frankfurt? C, Iheodor-Stern-Kai 1 \ J

SOLD 7OA1 January 26, 1971

Ha / nn

υ fa ULn a ό γ ü c h e

1. Low power electric motor with on a fixed one Shaft with one-sided mounted external rotor and preferably with pole-changing stator winding, thereby characterized in that the external rotor of the motor between the bearing seat (5) and the short-circuit ring (14) of the rotor bar winding (23) has ribs (8) acting as fan blades, which extend in the direction of the motor axis extend from the bearing (4) to the pulley (6) and their outer edges over their entire length are covered by a bell-shaped cap (10), in which at most between two ribs (8) one directly on the air inlet opening (11) adjacent to the pulley and one directly on the short-circuit ring (14) adjacent air outlet opening (12) is arranged.

2 · Electric motor according to claim 1, characterized in, that on the free EnCe of the external rotor fan blades (16) are arranged * which are supported by a plate-shaped air guide ring (17) are covered, the middle opening (18) of which serves for the air inlet, the shaft (1) dos motor surrounds at a predetermined distance and the edge zone is designed in cross section in the form of a curve.

3, electric motor according to claims 1 and 2, characterized in that the winding heads (19) of the stator winding at least on that of the Lagerauxxßhmo (5)

facing away from the engine, at least partially are free of bandages and freely protruding from the laminated core (2) «

4. Electric motor according to claim 1, characterized in that that the short-circuit rins (14) at least at the points where the air inlet openings (12) adjoin it, has a smaller cross-section than that of the optimally lossless. Management of the operationally occurring Laufstromes is required and that part of the runner current over cap (10) .flows.

5 * Electric motor according to claims 1, 2 and 4, characterized in that the bearings take (5), the, Hippen (S), the Kapp a (10). the running rods with the associated "short-circuit rings (14,15) and the fan blades (16) in the same operation are made in one piece from the same material.

6..Elektromotor according to claims 1 and 4, thereby known that the largest diameter of the cap (10) equal to the external acid diameter d? Rotor rod winding (2 *> is.

7 · Electric motor according to claims 1 and 5> characterized in that within the cap (10) a ggi. integral with her or with the Ribs (8 ^ one-piece air guide ring (15) is arranged.

S. electric motor according to claims 1 and 2, d a d u! ι? ο b. marked that at least a part of the fan wing (16) with from their end face accessible blind bores (22) are provided, the openings of which are closed by the air guide ring (17).

9. Electric motor according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the Luftleitrinß (17) by means of the front side on the fan blades (16) arranged Hie ^ aapxöä (21) ueieetzt is.

10. Electric motor according to claims 1 to 9 »characterized in that the The inlet openings (11, 18) for the cooling air are dimensioned in this way are that no more air than is necessary for optimal cooling is conveyed.