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CN113728533B - 电动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有定子(3)和转子(4)的电动马达(2)。转子(4)装配有永磁体(7)，永磁体由转子组(8)围绕。散热元件(14)附接到转子组(8)。间隙密封件(16)形成在散热元件(14)的外直径与连接到定子(3)的部件(6)的内直径之间。

Description

电动马达
技术领域
本发明涉及一种具有定子和转子的电动马达，该电动马达的定子和转子的类型在权利要求1中更详细地限定。
背景技术
从DE 10 2007 060 011 A1已知根据引言的电动马达。
WO 2007/028684 A1描述了一种具有定子和转子的电动马达，转子以旋转固定的方式连接到轴。轴被安装在轴承中，轴承被接纳在轴承板中。在轴承板与轴之间设置有空气间隙，该空气间隙用于传导来自转子的热量中的一部分热量。
从DE 10 2016 123 272 A1已知另一种电动马达。
DE 10 2014 202 187 A1描述了一种类似的电动马达，该电动马达设置有冷却单元，该冷却单元用于冷却电动马达的驱动单元或电子单元。
从WO 2017/173075 A1已知另一种具有风扇的无刷电动马达，该风扇与转子组形成为一体件并且由塑料材料构成。
这种无刷电动马达具有装配有永磁体的转子，并且通常被封装以保护转子免受污染，特别是免受由永磁体吸引的金属粉尘的污染。由于转子中的磁反转效应以及从定子到转子的热传递，这种电动马达中的转子在大多数情况下会非常显著地变热。因此，一个特别的问题是，随着电动马达的输出增加，转子的温度也增加，并且由此在电动马达内产生的高温会损坏永磁体。由于马达、特别是转子的所述封装，将转子保持在可接受的温度是非常困难的。
从现有技术已知的技术方案大多在转子的冷却方面也非常复杂，或者对转子的封装不充分，因此转子容易受到污染，这会减少转子的工作寿命。
关于与电动马达的冷却有关的一般的现有技术，可另外参照WO 2006/072 489A1、EP 0425 492 B1、WO 2009/059 863 A1、DE 21 2013 000 108 U1或DE 10 2007 012395 A1。这些文献中的一些文献还描述了非无刷马达。
发明内容
本发明的目的是提供一种避免转子过热的无刷电动马达。
根据本发明，该目的通过权利要求1中提到的特征来实现。
根据本发明的附接到转子组的散热元件在转子在操作期间升温时确保热量被可靠地传导出去，从而避免转子过热。
存在于散热元件与连接到定子的部件之间的间隙密封件防止污染物(例如金属灰尘)到达转子。因此，转子被封装而没有过热的风险。
由于间隙密封件形成在散热元件与连接到定子的线圈主体之间，便利地使用现有部件，因此形成间隙密封件不需要额外的成本支出。
为了能够将特别大量的热量从转子传导出去，可以进一步设置散热元件由具有高导热性的材料构成。
已经发现，如果散热元件由铝构成，则一方面在转子的散热方面以及另一方面在电动马达的低质量方面都是特别有利的。
本发明的在结构方面特别有利的实施例可以在于，散热元件附接到转子组的平坦表面。
此外，可以设置，散热元件与风扇轮连接，或与风扇轮形成为一体件。将风扇轮与散热元件联接导致散热元件的表面积显著增加，从而可以将相应的更大量的热量从转子中带走。
如果风扇轮由具有高导热性的材料构成，则可以进一步增加这种从转子的热量传输。
为了形成间隙密封件，还可以设置，连接到定子的部件与散热元件之间的距离为0.05mm至1mm，优选为0.3mm至0.6mm。这种尺寸的间隙密封件一方面防止污染物进入转子的区域，另一方面使得空气能够流过，从而确保转子的冷却。
具有根据本发明的电动马达的手持式电动工具装置在权利要求8中详细说明。
这种电动手持工具例如可以呈角磨机的形式，由于上述从电动马达进行的良好热量传输，这种电动手持工具可以以非常高的输出运行。
为了改善手持式电动工具装置内的空气供应，还可以设置，在定子和围绕定子的壳体之间存在空气间隙。
根据本发明的示例性实施例的以下描述以及从属权利要求，本发明的进一步特征和优点将变得明显。
此外，需要指出的是，诸如“包括”、“具有”或“有”的术语不排除其他特征或步骤。此外，表示单个数量的步骤或特征的术语“一个”或“该”不排除多个特征或步骤，反之，表示多个数量的特征或步骤的术语也不排除单个数量的特征或步骤。
附图说明
下文将参照附图更详细地描述本发明。附图示出了本发明的彼此结合的多个特征。然而，本领域技术人员当然可以在不进行创造性活动的情况下将该多个特征彼此分开考虑并且可选地将该多个特征组合以形成进一步的有利的子组合。
在以示意形式的附图中：
图1示出了穿过根据本发明的手持式电动工具装置的截面，该手持式电动工具装置具有根据本发明的电动马达。
具体实施方式
图1示出了手持式电动工具装置1，在本实例中，该手持式电动工具装置呈角磨机的形式。手持式电动工具装置1原则上也可以以不同的方式设计，例如被设计为手钻、线锯等。
手持式电动工具装置1具有电动马达2，在本实例中为无刷电动马达2。电动马达2又具有定子3和布置在定子3内的转子4。电动马达2是以正常的电网供电操作的电动马达2，与通过电池或蓄电池操作的电动马达相比，电动马达2的电绝缘性良好，因此上述关于转子4的高温的问题在大多数情况下会增加。
除了本身已知的绕组5以外，定子3还具有本身同样已知的线圈主体6。如无刷电动马达2中的常规转子，转子4装配有永磁体7，永磁体以本身同样已知的方式由金属盖板或转子组8围绕。转子轴9延伸穿过转子4，该转子轴经由传动装置10驱动手持式电动工具装置1的输出轴11。转子轴9通过彼此间隔开的两个轴承装置13安装在手持式电动工具装置1的壳体12中。在所示的示例性实施例中，手持式电动工具装置1的壳体12是两件式的并且具有马达壳体12a和传动装置壳体12b。因此，可以组装手持式电动工具装置1的驱动部件，尤其是电动马达2及其部件、传动装置10、输出轴11和轴承装置13。
在本实例中，散热元件14附接到转子4的转子组8。散热元件14优选地由具有高导热性的材料构成，例如由铝构成，并且用于将热量从转子4中传输出去。散热元件14还应由不可磁化的材料构成，以避免转子4的磁短路。在本实例中，为了从转子4散热，优选为旋转对称形式的散热元件14附接到转子组8的平坦表面8a。换言之，散热元件14被布置为转子组8的轴向延伸部。由于散热元件14的这种布置，转子4中产生的热量经由转子组8传输到散热元件14。然而，散热元件14还可以在除平坦表面8a以外的位置处具有与转子组8接触的一个或多个接触表面，例如，散热元件14具有一个或多个凸起，该凸起轴向地接合到转子组8中。此外，散热元件14还可以呈多件式的，或者一个或多个额外的部件可以被布置在散热元件14和转子组8之间，该额外的部件在本实例中应具有导热性能。例如，散热元件14可以通过合适的、优选为导热的粘合剂附接到转子组8。在本实例中，绝缘材料15位于散热元件14和转子轴9之间，这确保了散热元件14的电绝缘。
散热元件14也可用于平衡转子4，其中，凹陷或类似的材料移除区域被引入到散热元件中或在散热元件上实现。
在散热元件14的外直径与连接到定子3的部件(在本实例中为线圈主体6)的内直径之间形成有间隙密封件16，该间隙密封件防止污染物(例如金属粉尘)进入转子4的区域，尤其是防止污染物进入永磁体7的区域。为了形成间隙密封件16，连接到定子3的部件(即线圈主体6)与散热元件14之间的距离可以为0.05mm至1mm，优选地为0.3mm至0.6mm。因此，可以在形成在线圈主体6与散热元件14之间的间隙的长度上获得良好的密封。在与散热元件14相对的端部处，转子4或转子组8以及永磁体7同样被封装，即，线圈主体6连接到轴承凸缘17并因此防止污染物也从那一侧进入。两个轴承装置13中的一个轴承装置被容纳在轴承凸缘17中。
与散热元件14相邻的是风扇轮18，该风扇轮被布置在转子轴9上。在面对风扇轮18的一侧上，散热元件14设置有流入几何结构，在本实例中，该流入几何结构呈弯曲部分的形式，该流入几何结构改善了进入风扇轮18的空气的流入。由于在形成流入几何结构的表面上的流动，实现了对散热元件14的良好冷却。散热元件14的流入几何结构由此开始于线圈主体6的端部，线圈主体在轴向上短于散热元件14。流动穿过手持式电动工具装置1的壳体12的空气因此可以流动经过散热元件14以对散热元件进行冷却。
为了更进一步改善转子4的散热，散热元件14可以连接到风扇轮18。因此，由转子组8散发到散热元件14的热量中的至少一些热量进一步传递到风扇轮18，热量可以从风扇轮散发到流过手持式电动工具装置1的壳体12的空气中。在本实例中，风扇轮18优选地由具有高导热性的材料构成，例如由铝构成，并且还可用于平衡转子4。当然，风扇轮18还可以由塑料材料构成。
为了改善空气穿过手持式电动工具装置1的壳体12的流动，还在定子3和壳体12之间设置有空气间隙19。流过该空气间隙19的空气直接到达散热元件14，使得热量可以从散热元件传输出去。

Claims (10)

1.电动马达(2)，所述电动马达具有定子(3)和转子(4)，其中，所述转子(4)装配有永磁体(7)，所述永磁体由转子组(8)围绕，其中，散热元件(14)附接到所述转子组(8)，
其特征在于，间隙密封件(16)形成在所述散热元件(14)的外直径与连接到所述定子(3)的线圈主体(6)的内直径之间，其中，所述间隙密封件(16)形成在所述散热元件(14)与连接到所述定子(3)的所述线圈主体(6)之间，其中，所述散热元件(14)也能用于平衡所述转子(4)，其中，凹陷或类似的材料移除区域被引入到所述散热元件中或在所述散热元件上实现。
2.根据权利要求1所述的电动马达，
其特征在于，所述散热元件(14)由具有高导热性的材料构成。
3.根据权利要求2所述的电动马达，
其特征在于，所述散热元件(14)由铝构成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动马达，
其特征在于，所述散热元件(14)附接到所述转子组(8)的平坦表面(8a)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动马达，
其特征在于，所述散热元件(14)与风扇轮(18)连接或形成为一体件。
6.根据权利要求5所述的电动马达，
其特征在于，所述风扇轮(18)由具有高导热性的材料构成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电动马达，
其特征在于，为了形成所述间隙密封件(16)，连接到所述定子(3)的线圈主体(6)与所述散热元件(14)之间的距离为0.05mm至1mm。
8.根据权利要求7所述的电动马达，
其特征在于，为了形成所述间隙密封件(16)，连接到所述定子(3)的线圈主体(6)与所述散热元件(14)之间的距离为0.3mm至0.6mm。
9.手持式电动工具装置(1)，所述手持式电动工具装置具有根据权利要求1至8中任一项所述的电动马达(2)。
10.根据权利要求9所述的手持式电动工具装置，
其特征在于，在所述定子(3)和围绕所述定子(3)的壳体(12)之间存在空气间隙(19)。
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