DE3442348A1 - Aussenlaeufermotor - Google Patents

Description

ebm Elektrobau Mulfingen GmbH & Co. 7119 Mulfingen

Außenläufermotor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Außenläufermo¹-tor bestehend aus einem Stator und einem als Außenläufer ausgebildeten Rotor sowie einem Motorflansch, bestehend aus einer Flanschschale sowie einem durch den Stator verlaufenden Lagertragrohr, wobei zwischen der Flanschschale und dem Wickelkopf des Stators eine Leiterplatte angeordnet ist, an die eine elektrische Anschlußleitung sowie die Ständerwicklung angeschlossen sind.

Derartige Außenläufermotoren sind allgemein bekannt.

Hierbei wird der mit den Wicklungen bewickelte Stator vom Rotor glockenförmig umgeben. Der Stator ist mit einer Ihnenbohrung versehen, in die das Lagertragrohr eingepreßt ist. Innerhalb des Lagertragrohres befinden.sich die die Motorwel-Ie tragenden Lagerelemente, die entweder als Gleit- oder Kugellager ausgebildet sein können. Bei diesen Motoren ist der Motorflansch entweder mit dem Lagertragrohr verschraubt

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Patentanwalt Dr. Ing. Dipl.-Ing. A. SoIf (München) Patentanwalt Dipl.-Ing. Chr. Zapf (Wuppertal)

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oder bildet ein einstückiges Bauteil mit ihm. Er ist aus Metall hergestellt, und dient zur statorseitigen Abdeckung des Motors und zur Befestigung des Motors am Einsatzort. Nachteilig bei diesen Motoren ist, daß zwischen dem Motorflansch und den Motorwicklungen Sicherheitsabstände eingehalten werden müssen und darüber hinaus zusätzliche Isolierscheiben vorgesehexi sind, um eine elektrische Trennung zwischen dem metallischen Motorflansch und den Motorwicklungen zu gewährleisten. Hierdurch ist es aber schwierig, eine weitgehende Kapselung des Motors insbesondere für den Spritzwasserschutz durchzuführen und zudem ergeben sich durch die erforderlichen Isolierscheiben zusätzliche Material- und Montagekosten.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Außenläufermotor der eingangs beschriebenen Art, diesen derart zu verbessern, daß eine erhöhte Schutzart, insbesondere ein verbesserter Spritzwasserschutz gegeben ist und eine fertigungstechnisch einfache Montierbarkeit der Bauteile sowie eine preisgünstige Herstellbarkeit erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Flanschschale aus Kunststoff besteht und an ihrer dem Stator zugekehrten Innenseite einen den Wickelkopf umschließenden Ringsteg zur Anlage an dein Statorblechpaket besitzt, und das Lagertragrohr aus Metall besteht und durch die Flansch schale verläuft und einen an deren Außenseite anliegenden Kragen aufweist. Durch die Ausbildung der Flanschschale als Kunststoffteil können die Sicherheitsabstände zwischen Flanschschale und den ·- Statorwicklungen wesentlich verringert werden und es wird hierdurch ein besserer die Wicklung mehr umschließender Schutz vor eindringenden Fremdgegenständen, insbesondere Spritzwasser, verwirklicht. Dabei gewährleistet erst die erfinderische Kombination von Kunst-

stoff-Flanschschale und metallischem Lagertragrohr mit an der Außenseite der Flanschschale anliegendem metallischen Ringkragen den Einsatz von Kunststoff für das Bauteil der Flanschschale, da durch das metallische Lagertragrohr die im Motor entstehende Wärme nach außen geführt und über den Kragen an die Umgebung abgegeben wird. Da der Ringsteg sich am Statorblechpaket abstützt,wird somit durch die erfindungsgemäße Flanschschale eine vollständige Umschließung und Abkapselung des Wickelkopfes bewirkt.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 enthalten.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Verbindung des Schutzleiters der elektrischen Anschlußleitung mit dem Statorblechpaket. Aus der EP-PS 0 026 ist ein Schutzleiteranschluß für einen Außenläufermotor der eingangs beschriebenen Art bekannt, wobei in einer axial verlaufenden Einsteckbohrung im Ständerblechpaket, die dicht unterhalb der äußeren Umfangsfläche des Ständerblechpaketes ausgebildet ist, ein abisoliertes Ende des Schutzleiters ausgebildet und das eingesteckte abisolierte Ende durch ein außen am Ständerblechpaket über der Einsteckbohrung angesetztes Verstemmwerkzeug festklemmbar ist. Diese Ausbildung hat den Nachteil, daß durch das Verstemmwerkzeug"an der Umfangsfläche des Ständerblechpaketes eine Einstemmung erzeugt wird, die zu einer Unsymmetrie des Luftspaltes führt,wodurch aber die Eigenschaften des Elektromotors beeinträchtigt werden.

Des weiteren ist das Ansetzen des Verstemmwerkzeuges montageaufwendig und darüber hinaus besteht der Nachteil, daß der Schutzleiter praktisch unlösbar mit dem Statorblechpaket verbunden ist. Die vorliegende Erfindung schafft auch hier Abhilfe dadurch, daß innerhalb des Ständerblechpakets zwischen zwei Wicklungsnuten radial

zur Paketumfanesfläche etwa bis zur Nutmitte nach innen versetzt eine axial verlaufende Bohrung ausgebildet ist, in der ein Schutzleiteranschlußzapfen eingepreßt ist, mit dem- der Schutzleiter lösbar verbunden ist. Hierbei bietet sich insbesondere eine Steckverbindung zwischen beiden Teilen an. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird einerseits vermieden, daß an der Umfangsfläche des Statorblechpakets Verformungen vorhanden sind, die zu einer Veränderung des Luftspaltes führen,und andererseits ist eine leichte Montage, d.h. Befestigung des Schutzleiters durch Stecken möglich,wie auch eine leichte Lösbarkeit gegeben ist.

V/eitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 8 bis 11 enthalten.

Eine weitere Materialersparnis und eine preisgünstigere Herstellbarkeit wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Leiterplatte derart ausgebildet ist, daß die Leiterplatte in Aufsicht etwa rechteckig geformt ist und an zwei einander gegenüberliegenden Seiten hakenförmige Ansätze zum Befestigen der Wicklungsdrähte derart ausgebildet sind, daß beim Ausstanzen der Leiterplatten praktisch kein Materialverlust entsteht, indem die eine Kante die Negativkontur der anderen ist.

Die vorliegende Erfindung wird anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Außenläufermotor;

Fig. 2: eine perspektivische Ansicht des Stators mit befestigter Leiterplatte und angeschlossener Anschlußleitung des erfindungsgemäßen Außenläufermotors;

Fig. 3: eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Flanschschale;

Fig. 4 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Lagertragrohrs;

Fig. 5 eine Ansicht auf die dem Stator zugekehrte . Innenseite einer erfindungsgemäßen Flanschschale in zwei unterschiedlichen Ausführungen.

Wie sich aus Fig. 1 und 2 ergibt, besteht ein erfindungsgemäßer Außenläufermotor aus einem Stator 1, in dessen Nuten 2 Statorwicklungen 3 gewickelt sind. Zur Isolierung der Statorwicklungen gegenüber dem Statorblechpaket ist dieses sowohl stirnseitig als auch innerhalb der Nuten 2 vollständig mit Kunststoff umspritzt. Hierdurch entstehen an den Stirnseiten des Stators Wandungen 4, an denen jeweils ein rohrförmiger Ansatz 5, der sogenannte Stirnisolationsschaft ,angespritzt ist. Dieser dient einerseits zur Isolation der Statorwicklungen 3 gegenüber einem Lagertragrohr 6 und andererseits zur Aufnahme von Lagerelementen 9. In der dargestellten Zeichnung ist die rotorseitige Lagerung nicht dargestellt. Weiterhin weist der erfindungsgemäße Außenläufermotor einen Motorflansch auf, der aus einer Flanschschale 16 und dem Lagertragrohr 6 besteht. Die Flanschschale 16, siehe Fig. 3 und 5 ist aus Kunststoff hergestellt, insbesondere aus glasfaserverstärktem Polyamid und besitzt an ihrer dem Stator 1 zugekehrten Innenseite einen den Wickelkopf umschließenden Ringsteg 20. Dieser Ringsteg liegt im möntierten Zustand, siehe Fig. 1, an dem Stator 1 bzw. an dem Statorblechpaket an, so daß eine Abkapselung des Wickelkopfes erreicht wird. Der Ringsteg 20 kann,in alternativer Ausführung, siehe linke Hälfte von Fig_r 5,an seinem Umfang zur Anlage am Statorblechpaket im Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge 22 aufweisen. Hierdurch wird eine bessere Durchlüftung des erfindungsgemäßen Motors als bei vollständig geschlossenem Ringsteg erreicht, ohne daß hierdurch die Kapselwirkung der erfindungsgemäßen Schale wesentlich be-

einträchtigt wird. Durch die erfindungsgemäß erzielte Kapselwirkung wird ein verbesserter Spritzwasserschutz erreicht und gleichzeitig können die Sicherheitsabstände zwischen dem Motorflansch und den Motorwicklungen wesentlieh reduziert werden, was zu einer kompakteren Ausführung führt. Wie sich weiterhin aus Fig. 3 und 5 ergibt, weist die Flanschschale eine Durchtrittsöffnung 23 für eine elektrische Anschlußleitung 14 auf . Diese Öffnung 23 befindet sich im dargestellten Ausführungsbeispiel im Randbereich der mittleren scheibenförmigen Platte 30 der Flanschschale 16,und zwar im Bereich des Ringsteges 20, so daß dieser hier unterbrochen ist. Dabei ist um die Öffnung 23 herum eine Vertiefung 21 vorgesehen, die zur Aufnahme einer Zugentlastungsschelle 24, siehe Fig. 1, dient.

In der scheibenförmigen Platte 30 ist eine mittlere Durchtrittsöffnung 31 ausgebildet, durch die das Lagertragrohr verläuft, so daß der Durchmesser des Lagertragrohrs 6 an den Innendurchmesser der Durchtrittsöffnung 31 angepaßt ist.

An den Randbereich der scheibenförmigen Platte 30 schließt sich zunächst ein Schrägabschnitt 18 an, der in einen parallel zur Motorachse verlaufenden Endabschnitt 19 übergeht.
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Wie sich aus Fig. 4 insbesondere ergibt, weist das Lagertragrohr 6 an einem Ende einen Kragen 26 auf, der kreisringförmig geformt ist und in einer entsprechend ausgebildeten Ve.rtiefung 17 in der Außenseite der Flanschschale 16 liegt, siehe Fig. 1, und zwar im montierten Zustand. Somit wird die Flanschschale 16 im montierten Zustand zwischen dem Kragen 26 und dem Statorblechpaket fixiert, indem sie an beiden Teilen anliegt. Eine genaue Positionierung ergibt sich

durch das durch die Öffnung 23 des Motorflansches hindurchgeführte Anschlußkabel bzw. die Anschlußleitung 14. Eine Zugentlastung der Leitung 14 wird durch die Zugentlastungsschelle 24 erreicht. Im dargestellten Beispiel ist die Leitung 14 stirnseitig aus dem Motorflansch herausgeführt, es liegt im Rahmen der Erfindung, diese auch seitlich herauszuführen.

Das Lagertragrohr 6 verläuft durch .die Durchtrittsöffnung 31 und wird in der Innenbohrung des Statorblechpakets eingepreßt.

Das Lagertragrohr 6 ist mit dem Kragen 26 als einstückiges Metallteil, insbesondere aus Aluminiumdruckguß hergestellt und dient insbesondere auch zur Wärmeabfuhr nach außen.

Wie sich weiterhin aus Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 2 ergibt, ist zwischen der Flanschschale 16 und dem Stator 1 auf dem rohrförmigen Ansatz 5 die Leiterplatte 7, die als Schaltplatine dient; befestigt. Diese Leiterplatte 7 weist Leiterbahnen auf und dient zum Anschluß der Statorwicklungen und der Anschlußleitung 14. Erfindungsgemäß ist die Leiterplatte 7, nicht wie bei Motoren bekannter Bauart kreisförmig ausgeführt, sondern weist in der Aufsicht gesehen eine etwa rechteckige Form auf. Dabei sind zur leichteren Montage der Motorwicklungsdrähte 32 an zwei gegenüberliegenden Längsseiten bzw. Kanten 28 hakenförmige Fortsätze 29 ausgestanzt, an denen die Wicklungsdrähte 32 positioniert werden. Dabei sind die Leiterplatten 7 derart ausgestanzt,· 'daß praktisch-kein Material verlust entsteht, so daß eine der einander gegenüberliegenden Stanzkanten 28 mit den hakenförmigen Fortsätzen 29 die Negativkontur der anderen Kante darstellt. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der Leiterplatte 7 wird im Vergleich zu den bekannten kreisförmigen Ausführungen eine Materialersparnis von 25% bis 30% erreicht, und darüber hinaus erleichtern die hakenförmigen Fortsätze 29 die Befestigung der Wick-r lungsdrähte 32.

Der Anschluß eines Schutzleiters 33 der Anschlußleitung erfolgt erfindungsgemäß direkt am Statorblechpaket. Hierzu ist innerhalb des Statorblechpakets zwischen zwei Wicklungsnuten 2 radial zur Paketumfangsflache etwa bis zur Nutmitte nach innen versetzt in einer axial verlaufenden Bohrung 10 ein Schutzleiteranschlußzapfen 11 eingepreßt, der in seinem oberen Teil als Anschlußfahne 12 .ausgebildet ist. Auf diese Anschlußfahne wird der mit einem Stecker 13 versehene Schutzleiter 33 der Anschlußleitung aufgesteckt..Die Bohrung 10 kann beispielsweise nachträglich, nach dem Schichten des Statorblechpakets eingebohrt werden. Eine derartige Bohrung ist dann als Sacklochbohrung ausgeführt. Alternativ hierzu liegt es ebenfalls im Rahmen der Erfindung, wenn die Bohrung 10 dadurch erreicht wird, daß jedes einzelne Statorblech mit einer kreisförmigen rechteckigen oder auch dreieckigen Ausstanzung versehen ist, so daß sich nach dem Aufeinanderschichten der einzelnen Bleche zum Statorblechpaket die Bohrung 10 ausbildet, die in diesem Fall als Durchgangsbohrung ausgeführt wäre. Wesentlich ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung, daß diese Bohrung relativ weit nach innen von der Statorumfangsflache aus gemessen angeordnet ist, so daß keine Schwächung des Statorblechpakets ain Umfang besteht. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, um eine Berührung des Schutzleiteranschlusses mit den Wicklungsdrähten auszuschließen, daß der Schutzleiteranschluß an mindestens drei Seiten von einem Isoliersteg 15 umgeben ist. Dieser Isoliersteg 15 ist in Aufsicht etwa U-förmig ausgebildet, wobei seine Öffnung radial nach außen weist. Der Isoliersteg ragt, ausgehend von der stirnseitigen isolierenden Wandung 4 des Statorblechpakets, in axiale Richtung und hat etwa eine axiale Erstreckung, die der Höhe des aus dem Statorblechpaket herausragenden Teils des eingepreßten Anschlußzapfens 11 entspricht. Hierdurch ist gewährleistet,

daß eine Berührung von Wicklungsdrähten und Schutzleiter-' anschluß nicht möglich ist. Zur Befestigung des erfindungsgemäßen Motors am Einsatzort dienen Schrauben, die nicht dargestellt sind, die in Gewindebohrungen 34 im Kragen 26 eingeschraubt werden können.

Nachdem das statorseitige Lagerelement im Innenraum des Lagertragrohrs 6 bzw. das rotorseitige Lagerelement im in der Zeichnung nicht dargestellten rohrförmigen Ansatz befestigt ist, erfolgt die Montage des Rotors. Eine stirnseitige Öffnung 27 des Lagertragrohrs 6 wird dann mittels einer nicht dargestellten Abdeckkappe verschlossen.

Die vorliegende Erfindung umfaßt nicht nur die dargestellte Ausführungsform, sondern bezieht sich auch auf alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Mittel.

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Claims (12)

DR. SOLF & ZAPF Zugelassene Vertreter beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys München - Wuppertal 3 4 4 2 J 4 Il/el/. -M400 ebm Elektrobau MuIfingen GmbH & Co. MuIfingen Ansprüche:

1. Außenläufermotor,bestehend aus einem Stator und einem als Außenläufer ausgebildeten Rotor sowie einem Motorflansch, bestehend aus einer Flansehschäle sowie einem durch'*den Stator verlaufenden Lagertragrohr, wobei zwischen der Flanschschale und dem Wickelkopf des Stators eine Leiterplatte angeordnet ist, an die eine elektrische Anschlußleitung sowie die Ständerwicklung angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschschäle (16) aus Kunststoff besteht und an ihrer dem Stator zugekehrten Innenseite einen den Wickelkopf umschließenden Ringsteg (20) zur Anlage am Statorblechpaket besitzt, und das Lagertragrohr (6) aus Metall besteht und durch die Flanschschale (16) verläuft und einen an deren

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Außenseite anliegenden Kragen (26) aufweist.

2. Außenläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringsteg (20) an seinem Umfang zur Anlage am Statorblechpaket im Abstand zueinander angeordnete Vorsprünge (22) besitzt .

3. Außenläufermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschschale (16) aus einer scheibenförmigen Platte (30) mit einer mittigen Durchgangsöffnung (31) für das Lagertragrohr (6)besteht, deren Randbereich zunächst einen Schrägabschnitt (18) und daran anschließend einen parallel zur Motorachse verlaufenden Endabschnitt (19) aufweist.

4. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, · daß in der Flanschschale vorzugsweise im Randbereich der scheibenförmigen Platte (30) eine Durchtrittsöffnung (23) für die Anschlußleitung (14) ausgebildet ist.

5. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprü-

ehe 1 bis 4, dadurch gekennzeichne t, daß der Kragen (26) kre"isringförmig ausgebildet ist und in einer entsprechend ausgebildeten Vertiefung (17) in der Außenseite der Flanschschale (16) liegt.

6. Außenläufermotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kragen (26) Gewindelöcher (34) zum Befestigen des Motors ausgebildet sind.

7. Außenläufermotor, bestehend aus einem Stator und einem

als Außenläufer ausgebildeten Rotor sowie einem Motorflansch, bestehend aus einer Flanschschale sowie. einem durch den Stator verlaufenden Lagertragrohr, wobei zwischen der Flanschschale und dem Wickelkopf des Stators eine Leiterplatte angeordnet ist, an die eine elektrische Anschlußleitung sowie die Ständerwicklung angeschlossen sind, insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Statorblechpakets zwischen zwei Wicklungsnuten (2) radial zur Paketumfangsflache etwa bis zur Nutmitte nach innen versetzt eine axial verlaufende Bohrung (10) ausgebildet ist, in der ein Schutzleiteranschlußzapfen (11) eingepreßt ist, mit dem der Schutzleiter der elektrischen Anschlußleitung

(14) lösbar verbunden ist.

8. Außenläufermotor nach Anspruch 7, dadurch gekenn ze ichne t, daß der Schutzleiter über einen Stecker (13) mit dem Anschlußzapfen (11) verbunden ist.

9. Außenläufermotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennze i chne-t, daß der Steckeranschlußbereich des Anschlußzapfens (11) von einem Isoliersteg

(15) abschirmend gegen den Wickelkopf umgeben ist.

10. Außenläufermotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliersteg (15) etwa in Aufsicht U-förmig ausgebildet ist und seine Öffnung radial nach außen weist, wobei die Steghöhe etwa der axialen Erstreckung des Steckers (13) entspricht .

11. Außenläufermotor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch

gekennzeichnet, daß der Isoliersteg (15) einstückig mit einer stirnseitigen isolierenden Wandung (4) des Statorblechpakets ist.

12. Außenläufermotor bestehend aus einem Stator und einem als Außenläufer ausgebildeten Rotor sowie einem Motorflansch, bestehend aus einer Flanschschale sowie einem durch den Stator verlaufenden Lager tr agrohr, wobei zwischen der Flanschschale und dem Wickelkopf des Stators eine Leiterplatte angeordnet ist, an die eine elektrische Anschlußleitung sowie die Ständerwicklung angeschlossen sind, .insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 6 und/oder den Ansprüchen 7 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (7) in Aufsicht etwa rechteckig geformt ist und an zwei einander gegenüberliegenden Kanten (28) hakenförmige Fortsätze (29) zum Befestigen der Wicklungsdrähte derart aufweist, daß die eine Kante die Negativkontur der anderen Kante darstellt.