DE102016225105A1 - Electric drive motor and household appliance or motor kit containing it - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antriebsmotor, aufweisend einen Stator mit Zähnen und Nuten, und einen Permanentmagnetenrotor 1, der eine Motorwelle und ein auf der Motorwelle sitzendes Blechpaket 2 aufweist, das zumindest eine der Anzahl von Polen 4 des Permanentmagnetenrotors 1 entsprechende Anzahl von Taschen 5 aufweist, in denen in radialer Richtung jeweils ein Permanentmagnet 6 angeordnet ist, die Permanentmagnete 6 in Umfangsrichtung des Permanentmagnetenrotors 1 mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, so dass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten 6 ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Permanentmagnetenrotors 1 verläuft, und sich die Permanentmagneten 6 in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors 1 über das Blechpaket 2 hinaus erstrecken, und wobei zwischen benachbarten Taschen 5 jeweils ein Segment 11 des Blechpaketes 2 angeordnet ist, welches ausgebildet ist, den magnetischen Fluss der jeweiligen Permanentmagnete 6 in einem Luftspalt 7 zwischen Stator und Permanentmagnetenrotor 1 zu konzentrieren, wobei das Blechpaket 2 über jeweils einem Permanentmagneten 6 auf der Seite des Luftspaltes 7 einen sich in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors 1 erstreckenden Stegteil 8 bildet, der zwei Segmente 11 des Blechpaketes 2 miteinander verbindet, und wobei der Stegteil 8 Stegelemente 9 und Stegausnehmungen 10 aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein diesen Antriebsmotor enthaltendes Haushaltsgerät bzw. Motorbaukasten.The invention relates to an electric drive motor, comprising a stator with teeth and grooves, and a permanent magnet rotor 1, which has a motor shaft and a laminated core 2 sitting on the motor shaft, which has at least one number of pockets 5 corresponding to the number of poles 4 of the permanent magnet rotor 1 in which in each case a permanent magnet 6 is arranged in the radial direction, the permanent magnets 6 are distributed in the circumferential direction of the permanent magnet rotor 1 with alternating polarity and magnetized in the tangential direction, so that a magnetic flux emanating from the respective permanent magnet 6 in the tangential direction of the permanent magnet rotor 1 runs, and the permanent magnets 6 extend in the axial direction of the permanent magnet rotor 1 on the laminated core 2 addition, and wherein between adjacent pockets 5 each have a segment 11 of the laminated core 2 is arranged, which is formed, the magnetic flux d he particular permanent magnets 6 in an air gap 7 between stator and permanent magnet rotor 1 to concentrate, wherein the laminated core 2 forms a respective in the axial direction of the permanent magnet rotor 1 extending web portion 8 via a respective permanent magnet 6 on the side of the air gap 7, the two segments 11 of the laminated core 2 with each other, and wherein the web portion 8 web elements 9 and web recesses 10 has. The invention also relates to a domestic appliance or motor construction kit containing this drive motor.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antriebsmotor sowie einen diesen elektrischen Antriebsmotor enthaltenden Motorbaukasten und ein diesen elektrischen Antriebsmotor enthaltendes Haushaltsgerät. Insbesondere betrifft die Erfindung einen elektrischen Antriebsmotor, aufweisend einen Stator mit Zähnen und Nuten und einen Permanentmagnetenrotor, der eine Motorwelle und ein auf der Motorwelle sitzendes Blechpaket aufweist, das zumindest eine der Anzahl von Polen des Permanentmagnetenrotors entsprechende Anzahl von Taschen aufweist, in denen in radialer Richtung jeweils ein Permanentmagnet angeordnet ist, die Permanentmagnete in Umfangsrichtung des Permanentmagnetenrotors mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, so dass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Permanentmagnetenrotors verläuft, und sich die Permanentmagneten in axialer Richtung des Rotors über das Blechpaket hinaus erstrecken, und wobei zwischen benachbarten Taschen jeweils ein Segment des Blechpaketes angeordnet ist, welches ausgebildet ist, den magnetischen Fluss der jeweiligen Permanentmagnete in einem Luftspalt zwischen Stator und Permanentmagnetenrotor zu konzentrieren, wobei das Blechpaket über jeweils einem Permanentmagneten auf der Seite des Luftspaltes einen sich in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors erstreckenden Stegteil bildet, der zwei Segmente des Blechpaketes miteinander verbindet, sowie diesen Antriebsmotor enthaltende Haushaltsgeräte und Motorbaukasten.The invention relates to an electric drive motor and a motor kit containing this electric drive motor and a household appliance containing this electric drive motor. More particularly, the invention relates to an electric drive motor comprising a stator with teeth and grooves and a permanent magnet rotor having a motor shaft and a laminated core seated on the motor shaft having at least one of the number of poles of the permanent magnet rotor corresponding number of pockets in which in radial Direction of a permanent magnet is arranged, the permanent magnets distributed in the circumferential direction of the permanent magnet rotor with alternating polarity and magnetized in the tangential direction, so that a outgoing of the respective permanent magnet magnetic flux in the tangential direction of the permanent magnet rotor, and the permanent magnet in the axial direction of the Rotor extend beyond the laminated core, and wherein between adjacent pockets each have a segment of the laminated core is arranged, which is formed, the magnetic flux of the respective permanent magnets in a Concentrate m air gap between the stator and the permanent magnet rotor, wherein the laminated core on each of a permanent magnet on the side of the air gap forms a extending in the axial direction of the permanent magnet rotor web portion which connects two segments of the laminated core together, and this drive motor containing household appliances and motor kit.

Elektrische Antriebsmotoren, insbesondere BLDC-Motoren, werden häufig in Haushaltsgeräten eingesetzt. Wünschenswert ist es dabei, dass die eingesetzten elektrischen Antriebsmotoren einen definierten Leistungs- bzw. Drehzahl-Drehmoment-Bereich abdecken. Dies kann durch die Bereitstellung einer geeigneten Anzahl von Varianten z.B. eines BLDC-Motors in Form eines sogenannten Baukastens erreicht werden. Dabei ist es in Hinblick auf die Einfachheit und die Kosten der Bereitstellung der Varianten wünschenswert, dass einerseits die Anzahl der Varianten nicht übermäßig groß ist und anderseits die Unterscheidung der Varianten durch einen limitierten Satz an Konstruktionsmerkmalen bzw. Bauteilen erfolgt. Alle anderen Bauteile sollten vorzugsweise als sogenannte Gleichteile unverändert bleiben.Electric drive motors, in particular BLDC motors, are frequently used in household appliances. It is desirable that the electric drive motors used cover a defined power or speed-torque range. This can be achieved by providing a suitable number of variants e.g. a BLDC motor can be achieved in the form of a so-called kit. It is desirable in view of the simplicity and the cost of providing the variants that on the one hand, the number of variants is not excessively large and on the other hand, the distinction of the variants by a limited set of design features or components. All other components should preferably remain unchanged as so-called equal parts.

Was die Ausgestaltung eines elektrischen Antriebsmotors für ein Haushaltsgerät anbelangt, so ist es gerade auch in Hinblick auf die Bereitstellung von Varianten für einen definierten Leistungs- bzw. Drehzahl-Drehmoment-Bereich sowie einen breiten Einsatz in verschiedenen Haushaltsgeräten wünschenswert, dass wichtige Anwendungseigenschaften wie die Leistungsdichte sowie die Geräuschentwicklung verbessert werden.As far as the configuration of an electric drive motor for a domestic appliance is concerned, it is desirable to have important application properties such as power density, especially with regard to the provision of variants for a defined power or rotational speed torque range as well as widespread use in various domestic appliances as well as the noise development can be improved.

Im Stand der Technik sind verschiedene elektrische Antriebsmotoren bekannt, die insbesondere auch in Haushaltsgeräten eingesetzt werden können.In the prior art, various electric drive motors are known, which can be used in particular in household appliances.

Die Veröffentlichung DE 10 2010 061 784 A1 beschreibt einen Speichenrotor für eine elektrische Maschine mit einer um eine Rotorachse drehbaren Rotorwelle, mit einem Grundkörper, der konzentrisch um die Rotorwelle angeordnet ist, und mit zumindest zwei Dauermagneten, die jeweils in einer Aussparung des Grundkörpers speichenartig angeordnet sind. Der Speichenrotor weist eine Verbindungshülse auf, die einen Innenring und eine erste Rahmenfläche umfasst, wobei die Rahmenfläche quer zur Rotorwelle und der Innenring an der Rahmenfläche angeordnet ist, und wobei sich der Innenring konzentrisch um die Rotorwelle erstreckt und ein Lager für die Dauermagnete bildet. Der Grundkörper besteht aus mehreren Sektoren, die voneinander beabstandet sind, dass zwischen ihnen eine Aussparung gebildet ist, in welche Permanentmagnete eingesetzt werden. Die Sektoren sind insbesondere über Verbindungsstege an ihrer einer Rotorwelle abgewandten Seite miteinander verbunden. Außerdem weisen sie in axialer Richtung der Rotorachse verlaufende Haltestege auf, an denen die Permanentmagnete an ihrer der Rotorwelle abgewandten Seite anliegen. Dadurch sind die Permanentmagnete in radialer Richtung innen durch den Innenring und außen durch die Verbindungsstege und/oder Haltestege gehalten.The publication DE 10 2010 061 784 A1 describes a spoke rotor for an electric machine with a rotor shaft rotatable about a rotor shaft, with a base body which is arranged concentrically around the rotor shaft, and with at least two permanent magnets, which are each arranged in a recess of the main body spoke-like. The spoke rotor has a connecting sleeve comprising an inner ring and a first frame surface, wherein the frame surface is arranged transversely to the rotor shaft and the inner ring on the frame surface, and wherein the inner ring concentrically extends around the rotor shaft and forms a bearing for the permanent magnets. The main body consists of several sectors, which are spaced from each other, that between them a recess is formed, in which permanent magnets are used. The sectors are connected to each other in particular via connecting webs on their side facing away from a rotor shaft. In addition, they have in the axial direction of the rotor axis extending holding webs, against which the permanent magnets abut on their side facing away from the rotor shaft. As a result, the permanent magnets are held in the radial direction on the inside by the inner ring and on the outside by the connecting webs and / or retaining webs.

Die WO 2016/026831 A1 beschreibt einen Rotor für eine elektrische Maschine eines Haushaltsgerätes, mit einer Vielzahl von Permanentmagneten, welche in Umfangsrichtung des Rotors mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, und einem Rotorpaket, welches aus einem magnetisch leitfähigen Material gebildet ist, wobei das Rotorpaket eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist, welche sich in axialer Richtung des Rotors erstrecken und welche in Umfangsrichtung des Rotors beabstandet zueinander verteilt angeordnet sind, wobei in den Durchgangsöffnungen die Permanentmagnete derart angeordnet sind, dass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Rotors verläuft, wobei zwischen benachbarten Durchgangsöffnungen jeweils ein Segment des Rotorpakets ausgebildet ist, welches zur Konzentration des magnetischen Flusses der jeweiligen Permanentmagnete in einem Luftspalt der elektrischen Maschine ausgebildet ist, und wobei die Permanentmagnete im Vergleich zu dem Rotorpaket in axialer Richtung des Rotors eine größere Erstreckung aufweisen. Der Steg kann eine geringe Breite aufweisen, wodurch erreicht werden kann, dass der magnetische Fluss durch den Steg möglichst gering ist.The WO 2016/026831 A1 describes a rotor for an electric machine of a household appliance, with a plurality of permanent magnets, which are arranged distributed in the circumferential direction of the rotor with alternating polarity and magnetized in the tangential direction, and a rotor core, which is formed of a magnetically conductive material, wherein the rotor core a Having a plurality of through holes, which extend in the axial direction of the rotor and which are arranged distributed in the circumferential direction of the rotor spaced from each other, wherein in the through holes, the permanent magnets are arranged such that a magnetic flux emanating from the respective permanent magnet in the tangential direction of the rotor , wherein between adjacent passage openings in each case a segment of the rotor packet is formed, which for the concentration of the magnetic flux of the respective Permanent magnets is formed in an air gap of the electric machine, and wherein the permanent magnets in comparison to the rotor core in the axial direction of the rotor have a greater extent. The web can have a small width, which can be achieved that the magnetic flux through the web is as low as possible.

Die Veröffentlichung WO 2014/082839 A2 beschreibt einen permanentmagnetischen Spoke-Rotor, der den rotierenden Teil eines elektrischen Motors innerhalb eines Stators bildet und einen Luftspalt zwischen der inneren Oberfläche des Stators und sich selbst hat, umfassend einen zylindrischen ferromagnetischen Kern, einen Schaft, welcher die Rotationsachse davon bildet, eine Nabe, welche im Zentrum des Kerns angeordnet ist und die ein Schaftloch hat, welches den Schaft trägt, mehr als ein Polsegment, welche um die Nabe herum angeordnet sind, mehr als eine Magnetaussparung zwischen den Polsegmenten, mehr als einen Magneten, welche in den Magnetaussparungen angeordnet sind und sich nach außen in radialer Richtung erstrecken, und zwei Endringe aus einem nichtmagnetischen Material, welche auf der vorderen und hinteren planaren Oberfläche des Kerns mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden. Die Magnete, deren Länge in axialer Richtung größer ist als die Länge der Magnetaussparungen, sind in die Endringe eingebettet.The publication WO 2014/082839 A2 describes a permanent magnetic spoke rotor which forms the rotating part of an electric motor within a stator and has an air gap between the inner surface of the stator and itself comprising a cylindrical ferromagnetic core, a shaft forming the axis of rotation thereof, a hub, which is arranged in the center of the core and which has a shaft hole which carries the shaft, more than one pole segment, which are arranged around the hub, more than one magnetic recess between the pole segments, more than one magnet, which are arranged in the magnetic recesses and extending outward in the radial direction, and two non-magnetic material end rings made on the front and back planar surfaces of the core by an injection molding process. The magnets whose length in the axial direction is greater than the length of the magnetic recesses are embedded in the end rings.

Die Veröffentlichung DE 10 2008 007 565 A1 beschreibt eine permanentmagneterregte elektrische Maschine zum Antrieb einer Komponente eines Hausgerätes, mit einem Rotor und einem Stator, wobei der Rotor und/oder der Stator eine Mehrzahl von gestapelten und miteinander verbundenen plattenartigen Blechteilen aufweist und zum modularen Aufbau der Maschine zumindest der Rotor und/oder der Stator abhängig von der Anzahl der Blechteile modular aufbaubar ist. In einer Ausführungsform ist der Stator aus einer Mehrzahl von in axialer Richtung des Stators gestalteten Blechteilen ausgebildet und die Blechteile weisen ein Außenmaß (d) kleiner oder gleich 100 mm auf. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Maschine ist ein Blechteil eines Stators kreisförmig ausgebildet und weist radial orientierte Zähne auf, die an ihrer dem Mittelpunkt zugewandten Seite gerade ausgebildet sind.The publication DE 10 2008 007 565 A1 describes a permanent magnet excited electric machine for driving a component of a domestic appliance, with a rotor and a stator, wherein the rotor and / or the stator has a plurality of stacked and interconnected plate-like sheet metal parts and the modular structure of the machine at least the rotor and / or Depending on the number of sheet metal parts, the stator can be modularly assembled. In one embodiment, the stator is formed of a plurality of sheet metal parts designed in the axial direction of the stator, and the sheet metal parts have an outer dimension (d) of less than or equal to 100 mm. In a further preferred embodiment of the electric machine, a sheet metal part of a stator is circular and has radially oriented teeth which are straight at their side facing the center.

Die Veröffentlichung EP 2 568 578 A2 beschreibt einen Motor, umfassend: einen Stator mit einer Vielzahl von Statorkernen, die in einer Umfangsrichtung des Motors angeordnet sind, und eine Wicklung, welche um die Statorkerne gewickelt ist; und einen Rotor, der an einer inneren Seite der Vielzahl von Statorkernen angeordnet ist, worin der Rotor umfasst: eine Hülse, die ein Schachtloch bildet; eine Vielzahl von Rotorkernen, die in einer Umfangsrichtung des Rotors angeordnet sind; und eine Vielzahl von Permanentmagneten, welche zwischen den Rotorkernen angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Permanentmagneten einen Innenraum bezüglich der Hülse bilden, während sie von der Hülse beabstandet sind; und eine Vielzahl von Unterstützungsvorsprüngen, welche sich von der Hülse in einer äußeren radialen Richtung der Hülse erstrecken, um die Vielzahl der Permanentmagneten zu stützen, während sie jeweils der Vielzahl von Permanentmagneten entsprechen. Der Motor kann insbesondere in einer Waschmaschine, einem Trockner und einer Klimaanlage; und auch in einem elektrischen Fahrzeug verwendet werden, das einen kleinen Motor mit hoher Leistung erfordert.The publication EP 2 568 578 A2 describes a motor comprising: a stator having a plurality of stator cores arranged in a circumferential direction of the motor and a winding wound around the stator cores; and a rotor disposed on an inner side of the plurality of stator cores, wherein the rotor includes: a sleeve forming a well hole; a plurality of rotor cores arranged in a circumferential direction of the rotor; and a plurality of permanent magnets disposed between the rotor cores, wherein the plurality of permanent magnets form an internal space with respect to the sleeve while being spaced from the sleeve; and a plurality of supporting protrusions extending from the sleeve in an outer radial direction of the sleeve to support the plurality of permanent magnets while corresponding to the plurality of permanent magnets, respectively. The engine can be used in particular in a washing machine, a dryer and an air conditioner; and also used in an electric vehicle that requires a small, high power engine.

Die Veröffentlichung EP 2 696 470 A2 beschreibt einen Rotor und ein Herstellungsverfahren für einen Rotor, wobei der Rotor eine Vielzahl von Permanentmagneten aufweist, die in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, sowie einen laminierten Kern, in welchem eine Vielzahl von dünnen Plattenkernen in einer axialen Richtung laminiert sind, sowie einen Teil, der durch Spritzgießen gebildet ist. Beschrieben wird insbesondere ein in Hinblick auf die Verringerung des Spritzdruckes auf den Rotor verbessertes Herstellungsverfahren sowie der dadurch erhaltene Rotor.The publication EP 2 696 470 A2 describes a rotor and a manufacturing method for a rotor, the rotor having a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction, and a laminated core in which a plurality of thin plate cores are laminated in an axial direction, and a part thereof formed by injection molding. A description is given in particular of a production method which has been improved with regard to reducing the injection pressure on the rotor, and the rotor obtained thereby.

Vor diesem Hintergrund war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antriebsmotor, insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor, mit einem verbesserten Permanentmagnetenrotor bereitzustellen. Außerdem soll ein Motorbaukasten sowie ein Haushaltsgerät bereitgestellt werden, welche jeweils diesen elektrischen Antriebsmotor enthalten.Against this background, it was an object of the present invention to provide an electric drive motor, in particular a brushless DC motor, with an improved permanent magnet rotor. In addition, a motor kit and a household appliance to be provided, which each contain this electric drive motor.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch einen elektrischen Antriebsmotor sowie einen diesen elektrischen Antriebsmotor enthaltenden Motorbaukasten und ein diesen elektrischen Antriebsmotor enthaltendes Haushaltsgerät mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsmotors sind in den abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.The solution of this object is achieved according to this invention by an electric drive motor and a motor modular system containing this electric drive motor and a household appliance containing this electric drive motor with the features of the corresponding independent claims. Preferred embodiments of the electric drive motor according to the invention are listed in the dependent claims.

Bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsmotors entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Motorbaukastens sowie des erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts, auch wenn dies hierin nicht explizit festgestellt ist.Preferred embodiments of the electric drive motor according to the invention correspond to preferred embodiments of the motor construction kit according to the invention and of the household appliance according to the invention, even if this is not explicitly stated herein.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrischer Antriebsmotor, aufweisend einen Stator mit Zähnen und Nuten, und einen Permanentmagnetenrotor, der eine Motorwelle und ein auf der Motorwelle sitzendes Blechpaket aufweist, das zumindest eine der Anzahl von Polen des Permanentmagnetenrotors entsprechende Anzahl von Taschen aufweist, in denen in radialer Richtung jeweils ein Permanentmagnet angeordnet ist, die Permanentmagnete in Umfangsrichtung des Permanentmagnetenrotors mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, so dass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Permanentmagnetenrotors verläuft, und sich die Permanentmagneten in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors über das Blechpaket hinaus erstrecken, und wobei zwischen benachbarten Taschen jeweils ein Segment des Blechpaketes angeordnet ist, welches ausgebildet ist, den magnetischen Fluss der jeweiligen Permanentmagnete in einem Luftspalt zwischen Stator und Permanentmagnetenrotor zu konzentrieren, wobei das Blechpaket über jeweils einem Permanentmagneten auf der Seite des Luftspaltes einen sich in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors erstreckenden Stegteil bildet, der zwei Segmente des Blechpaketes miteinander verbindet, und wobei der Stegteil Stegelemente und Stegausnehmungen aufweist. The invention thus relates to an electric drive motor comprising a stator with teeth and grooves, and a permanent magnet rotor having a motor shaft and a laminated core seated on the motor shaft having at least one of the number of poles of the permanent magnet rotor corresponding number of pockets in which arranged in the radial direction in each case a permanent magnet, the permanent magnets distributed in the circumferential direction of the permanent magnet rotor with alternating polarity and are magnetized in the tangential direction, so that an outgoing from the respective permanent magnet magnetic flux in the tangential direction of the permanent magnet rotor, and the permanent magnets in the axial Direction of the permanent magnet rotor extend beyond the laminated core, and wherein between adjacent pockets each have a segment of the laminated core is arranged, which is formed, the magnetic flux of the respective permanent Concentrate magnets in an air gap between the stator and the permanent magnet rotor, wherein the laminated core on each of a permanent magnet on the side of the air gap forms a extending in the axial direction of the permanent magnet rotor web portion which connects two segments of the laminated core together, and wherein the web portion has web elements and web recesses ,

In einer bevorzugten Ausführungsform des elektrischen Antriebsmotors haben die Stegausnehmungen in der tangentialen Richtung jeweils eine gleiche Breite b_gap. Vorzugsweise wird dabei die Breite b_gap mittels der Formel $${\text{b}}_{\text{gap}}={\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}180*\mathrm{\pi }*\text{r}$$

berechnet, worin r ein Außenradius des Permanentmagnetenrotors ist und α_gap mittels der Formel II $${\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}=360\text{°/}\left(\text{2p*N/ggT}\right)\text{/2}$$

berechnet wird, in der 2p die Anzahl der Pole ist, N die Anzahl von Nuten im Stator bedeutet, und ggT der größte gemeinsame Teiler der beiden ist.In a preferred embodiment of the electric drive motor, the web recesses in the tangential direction each have a same width b _gap . Preferably, the width is b _gap by means of the formula $${\text{b}}_{\text{gap}}={\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}180*\mathrm{\pi }*\text{r}$$

calculated, wherein r is an outer radius of the permanent magnet rotor and α _gap by means of the formula II $${\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}=360\text{° /}\left(\text{2p * N / GCD}\right)\text{/ 2}$$

where 2p is the number of poles, N is the number of slots in the stator, and gcd is the largest common divisor of the two.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass das Blechpaket des Permanentmagnetenrotors aus einem Stapel von mehreren Einzelblechen gebildet wird. In diesem Fall haben die Stegausnehmungen vorzugsweise eine Länge l_gap in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Dicke d eines Einzelbleches ist.According to the invention, it is preferred that the laminated core of the permanent magnet rotor is formed from a stack of several individual sheets. In this case, the web recesses preferably have a length l _gap in the axial direction of the permanent magnet rotor, which is an integer multiple of a thickness d of a single sheet.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsmotors sind die Stegausnehmungen durch einen Stapel von geöffneten Einzelblechen und die Stegelemente durch geschlossene Einzelbleche gebildet. Dabei steht der Begriff „geöffnete Einzelbleche“ für Einzelbleche mit offenen Taschenausschnitten und der Begriff „geschlossene Einzelbleche“ für Einzelbleche mit durchgehendem Steg. Vorzugsweise liegt dabei der Anteil der geschlossenen Einzelbleche, bezogen auf die Summe von offenen und geschlossenen Einzelblechen, im Bereich von 5 bis 20 %, mehr bevorzugt im Bereich von 10 bis 15 %.In a particularly preferred embodiment of the electric drive motor according to the invention, the web recesses are formed by a stack of open individual sheets and the web elements by closed individual sheets. The term "open individual sheets" stands for individual sheets with open pocket cutouts and the term "closed single sheets" for single sheets with a continuous web. Preferably, the proportion of closed individual sheets, based on the sum of open and closed individual sheets, is in the range of 5 to 20%, more preferably in the range of 10 to 15%.

Erfindungsgemäß ist überdies ein elektrischer Antriebsmotor bevorzugt, bei dem eine Federvorrichtung ausgebildet ist, um die in die Taschen eingesetzten Permanentmagnete jeweils in radialen Richtungen nach außen vorgespannt innerhalb der Taschen zu fixieren, wobei die Federvorrichtung gebildet wird von jeweils ein oder mehreren, in jeweils eine der Taschen hineinragenden elastischen Nasen und jede Tasche motorwellenfern eine Anschlagvorrichtung aufweist, die an dem Blechpaket festgelegt ist und gegen die der jeweils in eine der Taschen eingesetzte Permanentmagnet durch die ein oder mehreren Nasen der betreffenden Tasche federvorgespannt gedrückt wird. Hierbei ist vorzugsweise das Blechpaket aus einem Stapel von Einzelblechen gebildet und die Federvorrichtung, insbesondere die ein oder mehreren elastischen Nasen, werden durch nach innen vorspringende Randabschnitte von Fensterausschnitten der Einzelbleche gebildet.According to the invention, moreover, an electric drive motor is preferred in which a spring device is designed to fix the permanent magnets inserted into the pockets in each case radially outwardly biased within the pockets, wherein the spring device is formed by one or more, in each one of the Bags protruding elastic lugs and each pocket motorwellenfern has a stop device which is fixed to the laminated core and against which the permanent magnet used in each case in one of the pockets by the one or more lugs of the pocket in question is pressed spring biased. Here, the laminated core is preferably formed from a stack of individual sheets and the spring device, in particular the one or more elastic lugs are formed by inwardly projecting edge portions of window sections of the individual sheets.

Vorzugsweise enthält das Blechpaket Einzelbleche, die als geschlossene Einzelbleche, d.h. Einzelbleche mit durchgehendem Steg ausgebildet sind, bei denen eine elastische Nase einer Federvorrichtung durch nach innen vorspringende Randabschnitte von Fensterausschnitten der Einzelbleche gebildet sind.Preferably, the laminated core contains individual sheets which are designed as closed individual sheets, i. Individual sheets are formed with a continuous web, in which an elastic nose of a spring device are formed by inwardly projecting edge portions of window sections of the individual sheets.

Zur optimalen Fixierung der Permanentmagnete sind im elektrischen Antriebsmotor vorzugsweise die in die Taschen des Blechpaketes eingesetzten Permanentmagnete durch Kunststoff umspritzt. For optimum fixation of the permanent magnets, the permanent magnets inserted in the pockets of the laminated core are preferably encapsulated in the electric drive motor by plastic.

Die Außenkontur des Permanentmagnetenrotors kann verschiedene Formen aufweisen. Es hat sich allerdings gezeigt, dass ein besonders ruhig laufender elektrischer Antriebsmotor erhalten wird, wenn die Außenkontur des Permanentmagnetenrotors kreisförmig ist.The outer contour of the permanent magnet rotor can have different shapes. However, it has been found that a particularly quiet running electric drive motor is obtained when the outer contour of the permanent magnet rotor is circular.

Der elektrische Antriebsmotor weist im Allgemeinen einen feststehenden Außenstator und einen drehbar gelagerten Innenrotor auf. Der Permanentmagnetenrotor weist mehrere Pole, insbesondere vier, sechs, acht oder mehr Pole auf. Jedem Permanentmagneten des Permanentmagnetenrotors ist im üblicherweise verwendeten Blechpaket eine Tasche zugeordnet. In jeweils eine dieser Taschen wird ein einzelner Permanentmagnet eingesetzt und darin insbesondere gegen Verrutschen fixiert. Üblicherweise sind alle Permanentmagnete des Permanentmagnetenrotors identisch ausgebildet. Jeder Permanentmagnet kann eine quaderförmige Gestalt aufweisen. Dabei können die beiden gegenüberliegenden größten Begrenzungsflächen des Permanentmagneten in Umfangsrichtung ausgerichtet sein, wobei seitlich kleinere Begrenzungsflächen die Pole der Magneten bilden. Die Permanentmagnete sind über den Umfang des Pemanentmagnetenrotors gleichmäßig verteilt angeordnet.The electric drive motor generally has a fixed outer stator and a rotatably mounted inner rotor. The permanent magnet rotor has a plurality of poles, in particular four, six, eight or more poles. Each permanent magnet of the permanent magnet rotor is assigned a pocket in the usually used laminated core. In each one of these pockets, a single permanent magnet is used and fixed in particular against slipping. Usually, all permanent magnets of the permanent magnet rotor are identical. Each permanent magnet may have a cuboid shape. In this case, the two opposite largest boundary surfaces of the permanent magnet may be aligned in the circumferential direction, with laterally smaller boundary surfaces forming the poles of the magnets. The permanent magnets are distributed uniformly over the circumference of the Pemanentmagnetenrotors.

Jede Tasche kann eine der Gestalt der Permanentmagnete entsprechende Form aufweisen, wobei die Tasche geringfügig größer ausgebildet ist, so dass jeweils ein einzelner Permanentmagnet in eine Tasche eingefügt werden kann. Das im Allgemeinen verwendete Blechpaket des Permanentmagnetenrotors wird von mehreren, insbesondere gestanzten Blechzuschnitten gebildet, welche deckungsgleich übereinander gestapelt und zu einem kompakten Paket miteinander verbunden sind. Das Blechpaket kann insoweit durch Stanzpacketierung hergestellt sein. Die deckungsgleich übereinander gestapelten Bleche können beispielsweise durch Schweißen, Nieten, Klammern oder eben Stanz- bzw. Klebepacketierung verbunden sein.Each pocket may have a shape corresponding to the shape of the permanent magnets, wherein the pocket is slightly larger, so that in each case a single permanent magnet can be inserted into a pocket. The generally used laminated core of the permanent magnet rotor is formed by a plurality of, in particular punched sheet metal blanks, which are congruently stacked one above the other and connected to form a compact package. The laminated core can be made by stamping so far. The congruent stacked sheets can be connected for example by welding, riveting, stapling or just punching or Klebepacketierung.

Die Permanentmagnete können beispielsweise eine großflächige, im Wesentlichen rechteckige in Umfangsrichtung in Drehrichtung weisende vordere Begrenzungsfläche aufweisen und eine gegenüberliegende gleichgroße, im Wesentlichen rechteckige in Umfangsrichtung entgegen der Drehrichtung weisende hintere Begrenzungsfläche aufweisen. Eine innere schmale Begrenzungsfläche weist auf die Rotorwelle zu und eine gegenüberliegende äußere schmale Begrenzungsfläche bildet einen magnetischen Pol des Rotors. Alle Kanten des quaderförmigen Permanentmagneten können mit einer Fase versehen sein bzw. abgerundet sein.The permanent magnets may, for example, have a large, substantially rectangular front boundary surface pointing in the circumferential direction in the circumferential direction and having an opposite, equally sized, substantially rectangular rear boundary surface pointing in the circumferential direction counter to the direction of rotation. An inner narrow boundary surface faces the rotor shaft and an opposite outer narrow boundary surface forms a magnetic pole of the rotor. All edges of the cuboid permanent magnet can be provided with a chamfer or be rounded.

Die in Ausführungsformen der Erfindung vorhandene Federvorrichtung kann prinzipiell aus einem Teil gebildet werden, aber auch aus mehreren Teilen gebildet werden. Die Federvorrichtung spannt jeden einzelnen Permanentmagneten innerhalb seiner jeweiligen Tasche in eine radial möglichst weit außen liegende Position. Dabei kann der Permanentmagnetenrotor an jeder Tasche einen radial möglichst weit außen liegenden Anschlag aufweisen, gegen den der jeweilige in seiner Tasche eingesetzte Permanentmagnet durch die Federvorrichtung gedrückt wird. Alle Anschläge liegen vorzugsweise auf demselben Durchmesser oder Radius, so dass sämtliche Permanentmagnete durch die Federvorrichtung auf denselben äußeren Durchmesser bzw. Radius positioniert werden. So kann sichergestellt werden, dass alle Permanentmagnete, d.h. alle Pole des Permanentmagnetenrotors, dieselbe magnetische Wirkung im ringförmigen Luftspalt des elektrischen Antriebsmotors erzeugen.The present in embodiments of the invention spring device can in principle be formed from one part, but also formed from several parts. The spring device biases each individual permanent magnet within its respective pocket into a radially outermost position as far as possible. In this case, the permanent magnet rotor on each pocket have a radially outwardmost possible stop, against which the respective inserted in his pocket permanent magnet is pressed by the spring device. All stops are preferably on the same diameter or radius, so that all permanent magnets are positioned by the spring device on the same outer diameter or radius. This ensures that all permanent magnets, i. all poles of the permanent magnet rotor, produce the same magnetic effect in the annular air gap of the electric drive motor.

Vorteilhaft können eine Federvorrichtung bzw. die in ihr enthaltenen Zungen oder Nasen dazu dienen, die in die Taschen eingesetzten Permanentmagnete während der Fertigung und/oder der Montage des Permanentmagnetenrotors vorübergehend zu fixieren, wenn die in die Taschen eingesetzten Permanentmagneten durch ein Umspritzen des Blechpaketes mit einem Kunststoff durch den erhärteten Kunststoff endgültig in ihren Positionen fixiert werden. Eine solche nur vorübergehende Fixierung der in die Taschen eingesetzten Permanentmagnete durch die Federvorrichtung bzw. durch die Zungen verhindert, dass die Permanentmagnete in den Taschen verschoben werden oder sogar ganz herausfallen, wenn der Permanentmagnetenrotor, insbesondere das Blechpaket, während der Fertigung bewegt wird oder vor dem Umspritzen mit Kunststoff vorerwärmt wird, bevor der noch nicht umspritzte Permanentmagnetenrotor in die Spritzgießform eingesetzt wird. Auch kann die Federvorrichtung bzw. die darin eingesetzten Zungen oder Nasen verhindern, dass die in die Taschen eingesetzten Permanentmagnete während des Umspritzvorganges durch den flüssigen Kunststoffstrom verschoben werden. Die federvorspannende Wirkung der Federvorrichtung kann also gegebenenfalls nach einem Umspritzen mit Kunststoff wegfallen. Werden die Permanentmagnete nicht mit Kunststoff umspritzt, soll hingegen die federvorspannende Wirkung der Federvorrichtung stets erhalten bleiben, also nicht nur während der Herstellung und/oder des Zusammenbaues des Permanentmagnetenrotors, sondern auch während des Betriebes des elektrischen Antriebsmotors.Advantageously, a spring device or the tongues or lugs contained therein serve to temporarily fix the permanent magnets inserted into the pockets during manufacture and / or assembly of the permanent magnet rotor when the permanent magnets inserted into the pockets by a molding of the laminated core with a Plastic be finally fixed by the hardened plastic in their positions. Such a temporary fixation of the permanent magnets inserted into the pockets by the spring device or by the tongues prevents the permanent magnets from being displaced in the pockets or even falling out completely when the permanent magnet rotor, in particular the laminated core, is moved during production or before the permanent magnet rotor Overmolding with plastic is preheated before the not yet encapsulated permanent magnet rotor is inserted into the injection mold. Also, the spring device or the tongues or lugs inserted therein can prevent the permanent magnets inserted into the pockets from being displaced by the liquid plastic flow during the insert molding process. The spring-biasing action of the spring device can therefore optionally be omitted after encapsulation with plastic. If the permanent magnets are not encapsulated with plastic, on the other hand, the spring-biasing action of the spring device should always be maintained, not only during the manufacture and / or assembly of the permanent magnet rotor, but also during operation of the electric drive motor.

Die optional eingesetzte Federvorrichtung kann von jeweils ein oder mehreren, in jeweils eine der Taschen hineinragenden elastischen Zungen gebildet werden, wobei jede Zunge einen Zungengrundabschnitt aufweist, der motorwellennah an dem Blechpaket festgelegt ist, ein Zungenspitzenabschnitt in radialer Richtung von der Motorwelle wegweisend in die Tasche hineinragt und jede Tasche motorwellenfern eine Anschlagvorrichtung aufweist, die an dem Blechpaket festgelegt ist und gegen die der jeweils in eine der Taschen eingesetzte Permanentmagnet durch die ein oder mehreren Zungen der betreffenden Tasche federvorgespannt angedrückt wird. The optionally used spring device can be formed by one or more, each in one of the pockets projecting elastic tongues, each tongue has a tongue base portion which is fixed motor shaft close to the laminated core, a tongue tip portion projects in the radial direction of the motor shaft pioneering into the bag and each pocket motor shaft remote has a stop device which is fixed to the laminated core and against which the permanent magnet respectively inserted in one of the pockets is pressed spring-biased by the one or more tongues of the pocket in question.

Die Zungen können sich somit zumindest im Wesentlichen ausgehend von den motorwellennahen Begrenzungsflächen der Taschen radial in Richtung nach außen erstrecken. D.h., die Zungen ragen ausgehend von den motorwellennahen Begrenzungsflächen der Taschen radial in die Taschen hinein. Wenn die Permanentmagnete noch nicht in die Taschen eingesetzt sind, sind die Zungen entspannt, da in ihnen noch keine Federkraft gespeichert ist. Werden nun die Permanentmagnete in axialer Richtung, d.h. in einer parallelen Richtung zur Motorwelle, in den Taschen platziert, drücken die Permanentmagnete die Zungen zur Seite. Die Zungen biegen sich, um den Permanentmagneten auszuweichen und eine Federkraft wird in den Zungen gespeichert. Sind die Permanentmagnete vollständig in den Taschen, dann liegen die Zungenspitzenabschnitte der Zungen an den motorwellennahen schmalen Begrenzungsflächen der Permanentmagnete elastisch vorgespannt an und drücken die Permanentmagnete in radialer Richtung nach außen. In jeder Tasche können ein oder mehrere Zungen vorgesehen sein.The tongues can thus extend radially outwards, at least substantially, starting from the motor shaft-near boundary surfaces of the pockets. That is, the tongues protrude radially into the pockets from the motor shaft near boundary surfaces of the pockets. If the permanent magnets are not yet inserted in the pockets, the tongues are relaxed because they have no spring force stored in them yet. Now, if the permanent magnets in the axial direction, i. In a direction parallel to the motor shaft, placed in the pockets, the permanent magnets push the tabs aside. The tongues bend to avoid the permanent magnet and a spring force is stored in the tongues. If the permanent magnets are completely in the pockets, then the tongue tip sections of the tongues bear elastically prestressed on the narrow shaft boundary surfaces of the permanent magnets, and press the permanent magnets outward in the radial direction. In each pocket, one or more tongues may be provided.

Die Anschlagvorrichtung kann durch mindestens eine Anschlagfläche, mindestens einen Anschlagssteg oder mindestens eine Anschlagskante in den Taschen des Blechpakets gebildet werden.The stop device can be formed by at least one stop surface, at least one stop web or at least one stop edge in the pockets of the laminated core.

Das Blechpaket des Permanentmagnetenrotors kann aus einem Stapel von mehreren Einzelblechen gebildet werden, welche eine der Anzahl von Polen des Permanentmagnetenrotors entsprechende Anzahl von Fensterausschnitten aufweist, welche im gestapelten Zustand des Blechpaketes die Taschen bilden, in welchen die Permanentmagnete eingesetzt sind, wobei die Federvorrichtung, insbesondere die ein oder mehreren Zungen, durch nach innen vorspringende Randabschnitte der Fensterausschnitte der Einzelbleche des Blechpaketes gebildet werden.The laminated core of the permanent magnet rotor can be formed from a stack of several individual sheets, which has a number of poles of the permanent magnet rotor corresponding number of window sections, which form the pockets in which the permanent magnets are inserted, in the stacked state of the laminated core, wherein the spring device, in particular the one or more tongues are formed by inwardly projecting edge portions of the window cutouts of the individual sheets of the laminated core.

Die Fensterausschnitte weise somit im Allgemeinen jeweils einen inneren Randabschnitt auf, wobei die gestapelten Randabschnitte im gestapelten Zustand der Einzelbleche die Seitenwände der Taschen des Blechpaketes bilden. Die Fensterausschnitte weisen eine Kontur auf, die im Wesentlichen der Querschnittskontur der Permanentmagnete entspricht, insbesondere nur geringfügig größer ist, als die Querschnittskontur der Permanentmagnete entspricht, insbesondere nur geringfügig größer ist als die Querschnittskontur der Permanentmagnete. Die Permanentmagnete können daher leichtgängig in die Taschen eingeschoben werden weisen aber in den Taschen kein großes Spiel auf. Die Federvorrichtung, insbesondere die ein oder mehreren Zungen, sind in der Ausführungsform, in der die durch nach innen vorspringende Randabschnitte der Fensterausschnitte der Einzelbleche des Blechpaketes gebildet werden, insoweit einteilig mit dem jeweiligen Einzelblech ausgebildet. Zur Realisierung der Erfindung können Einzelbleche vorgesehen sein, die keine Federvorrichtungen, insbesondere keine Zungen aufweisen. Diese können insbesondere eine Lücke im Steg bilden. Zudem können zur Realisierung der Erfindung Einzelbleche vorgesehen sein, die Federvorrichtungen, insbesondere Zungen aufweisen. Ein Stapel eines Blechpaketes kann von Einzelblechen mit Zungen und von Einzelpaketen ohne Zungen gebildet werden. Es können als Einzelbleche mit Zungen und Einzelbleche ohne Zungen abwechselnd gestapelt sein, wobei auch mehrere Einzelbleche ohne Zungen unmittelbar aufeinanderfolgend gestapelt sein können und sich an eine solche Gruppe ein oder prinzipiell auch mehrere Einzelbleche mit Zungen anschließen können. Vorzugsweise wechseln sich mehrere Einzelbleche ohne Zungen mit Einzelblechen mit Zungen derart ab, dass der Stegteil Stegelemente und Stegausnehmungen aufweist.The window sections thus generally each have an inner edge portion, wherein the stacked edge portions form the side walls of the pockets of the laminated core in the stacked state of the individual sheets. The window cutouts have a contour that substantially corresponds to the cross-sectional contour of the permanent magnets, in particular only slightly larger than the cross-sectional contour of the permanent magnets corresponds, in particular only slightly larger than the cross-sectional contour of the permanent magnets. The permanent magnets can therefore be easily inserted into the pockets but have no great play in the pockets. The spring device, in particular the one or more tongues, in the embodiment in which the inwardly projecting edge portions of the window cutouts of the individual sheets of the laminated core are formed in this respect formed integrally with the respective single sheet. For realizing the invention, individual sheets may be provided which have no spring devices, in particular no tongues. These can in particular form a gap in the web. In addition, for the realization of the invention, individual sheets may be provided which have spring devices, in particular tongues. A stack of a laminated core can be formed by single plates with tongues and by individual packets without tongues. It can be stacked as individual sheets with tongues and individual sheets without tongues alternately, with several individual sheets without tongues can be stacked directly consecutively and can connect to such a group one or, in principle, several individual sheets with tongues. Preferably, a plurality of individual sheets without tongues alternate with individual sheets with tongues such that the web portion has web elements and web recesses.

Die Stegausnehmungen, welche auch als „Lücken im Tangentialsteg“ bezeichnet werden können, sind luftspaltseitig über einem oder mehreren Permanentmagneten angeordnet. Dabei dienen die Stegelemente, die im Allgemeinen aus dem Blech eines eingesetzten Blechpaketes bestehen, dazu, dem Rotorpaket während der Fertigung die notwendige mechanische Stabilität zu verleihen. Insbesondere stabilisiert der Stegbereich, insbesondere die darin vorhandenen Stegelemente, die Masse eines in einem Spritzgießschritt eingesetzten Kunststoffes.The web recesses, which can also be referred to as "gaps in the tangential web", are arranged on the air gap side over one or more permanent magnets. In this case, the web elements, which generally consist of the sheet of an inserted laminated core, serve to give the rotor core during manufacture the necessary mechanical stability. In particular, the web region, in particular the web elements present therein, stabilizes the mass of a plastic used in an injection molding step.

Der Tangentialsteg ist grundsätzlich ein magnetischer Kurzschluss zwischen den Polschuhen und sollte daher einen möglichst großen magnetischen Widerstand aufweisen. Dies kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass die Stärke, d.h. Dicke, des Tangentialstegs auf das mechanisch mögliche Mindestmaß verringert wird und damit eine magnetische Sättigung bereits bei geringen magnetischen Flüssen hervorgerufen wird. Zudem kann erfindungsgemäß der magnetische Widerstand weiter erhöht werden, indem im Stegteil Stegausnehmungen vorhanden sind.The tangential web is basically a magnetic short circuit between the pole pieces and should therefore have the largest possible magnetic resistance. This can advantageously be achieved in that the thickness, ie thickness, of the tangential web is reduced to the mechanically possible minimum and thus a magnetic saturation is already caused at low magnetic fluxes. In addition, according to the invention, the magnetic resistance can be increased further by having web recesses in the web part.

Dabei hat es sich bei Verwendung eines Blechpaketes aus Einzelblechen als vorteilhaft herausgestellt, wenn zur Gewährleistung der mechanischen Stabilität nicht jedes Einzelblech eine Stegausnehmung aufweist, d.h. der Steg nicht bei jedem Einzelblech geöffnet wird, so dass sich Bleche mit Lücke bzw. Ausnehmung und Bleche ohne Lücke in einer bestimmten Reihenfolge abwechseln. So kann z.B. jedes 10. oder 5. Blech mit einem Stegelement und der Rest mit einer Stegausnehmung gestaltet werden. Die Breite der Stegausnehmung kann unter mehreren Gesichtspunkten optimiert werden. So ist der Streufluss umso größer und damit der Nutzfluss geringer, je kleiner die Stegausnehmung ist. Schließlich ändern sich die Spektren der magnetischen Felder im Luftspalt, was dazu führen kann, dass Drehmoment bildende Anteile zu- oder abnehmen und damit im Drehmoment Harmonische höherer Ordnung verstärkt oder aber reduziert werden. Da insbesondere der letzte Aspekt von nichtlinearen Sättigungsverhältnissen abhängt, wird zur Ermittlung einer optimalen Breite der Stegausnehmung in der Regel keine analytische Betrachtung vorgenommen, sondern eine numerische FEM-Analyse unter Variation der wesentlichen Geometrieparameter durchgeführt. Für die vorliegende Erfindung wurde dabei als besonders vorteilhaft eine Breite der Stegausnehmung b_Gap im Bereich von 3,8 bis 4,5 mm, bevorzugt im Bereich von 4 bis 4,3 mm, insbesondere ein Wert von 4,2 mm gefunden.It has been found to be advantageous when using a laminated core of individual sheets, if to ensure the mechanical stability not every single sheet has a Stegausnehmung, ie the web is not opened at each individual sheet, so that sheets with gap or recess and sheets without gap alternate in a specific order. For example, every 10th or 5th plate can be designed with a web element and the rest with a web recess. The width of the Stegausnehmung can be optimized under several aspects. Thus, the stray flux is greater and thus the useful flow is smaller, the smaller the Stegausnehmung. Finally, the spectra of the magnetic fields in the air gap change, which can lead to increasing or decreasing torque-forming portions and thus amplified or reduced in torque higher order harmonics. Since, in particular, the last aspect depends on non-linear saturation conditions, in order to determine an optimum width of the ridge recess, as a rule no analytical examination is carried out, but a numerical FEM analysis is carried out with variation of the essential geometry parameters. For the present invention, a width of the web recess b _gap in the range from 3.8 to 4.5 mm, preferably in the range from 4 to 4.3 mm, in particular a value of 4.2 mm, was found to be particularly advantageous.

Zur Herstellung von Einzelblechen wird im Allgemeinen ein Stanzwerkzeug eingesetzt, wobei im Stanzwerkzeug Einzelbleche mit einem Stegelement sowie mit einer Stegausnehmung hergestellt werden können.For the production of individual sheets, a punching tool is generally used, it being possible to produce individual sheets with a web element and with a web recess in the punching tool.

Die Anzahl der Bleche mit einem Stegelement bestimmt wesentlich die mechanischen Eigenschaften des Rotorpaketes, insbesondere in der Fertigung vor dem Umspritzen mit einem Kunststoff. Dabei wird im Allgemeinen darauf geachtet, dass Anforderungen erfüllt werden, um eine Fertigung von sowohl dem Rotor mit radial angeordneten Permanentmagneten als auch dem weiter unten als Komponente des Baukastens beschriebenen Rotor mit oberflächenmontierten Permanentmagneten zu ermöglichen.The number of sheets with a web element essentially determines the mechanical properties of the rotor package, in particular in the production before encapsulation with a plastic. It is generally ensured that requirements are met in order to enable production of both the rotor with radially arranged permanent magnets and the rotor with surface-mounted permanent magnet described below as a component of the kit.

Bei Verwendung von Einzelblechen in einem Blechpaket können Einzelbleche mit einem durchgehenden Steg, d.h. mit einem Stegelement, identisch sein mit Einzelblechen mit einer Federnase in der Tasche für den Permanentmagneten. Beispielsweise beträgt der Anteil dieser Einzelbleche mindestens 10 %, aber nicht mehr als 15 % des gesamten Blechpaketes. Eine Entkoppelung der Anzahl der Einzelbleche mit durchgehendem Steg, d.h. mit Stegelementen, und der Einzelbleche mit einer Federnase ist möglich, wenn die Steifigkeit des Rotorpaketes und die Federkraft auf die Permanentmagnete unabhängig voneinander beeinflusst werden müssen.When using individual sheets in a laminated core, individual sheets can be formed with a continuous web, i. with a web element, identical to single sheets with a spring nose in the pocket for the permanent magnet. For example, the proportion of these individual sheets is at least 10%, but not more than 15% of the total laminated core. A decoupling of the number of single sheets with a continuous web, i. with web elements, and the individual sheets with a spring nose is possible if the stiffness of the rotor core and the spring force on the permanent magnets must be influenced independently.

Die ein oder mehreren Zungen können jeweils eine trapezförmige Kontur aufweisen, wobei der Zungengrundabschnitt durch die längere Basis der trapezförmigen Zungen gebildet wird und der Zungenspitzenabschnitt durch die kürzere Basis der trapezförmigen Zunge gebildet wird. Bei Verwendung einer Trapezform kann die Federsteifigkeit progressive bzw. degressive ausgebildet werden. Wenn der Zungengrundabschnitt durch die längere Basis der trapezförmigen Zunge gebildet wird und der Zungenspitzenabschnitt durch die kürzere Basis der trapezförmigen Zunge gebildet wird, nimmt die Federsteifigkeit in Richtung des Zungenabschnitts ab, so dass der Zungenspitzenabschnitt leichter umgebogen werden kann. Umgekehrt nimmt die Federsteifigkeit in Richtung des Zungengrundabschnitts zu, so dass mit zunehmender Biegung der Zungen die Federspannkraft, welche die Permanentmagnete innerhalb der Taschen in radialer Richtung nach außen vorspannt, zunimmt.The one or more tongues may each have a trapezoidal contour, wherein the tongue base portion is formed by the longer base of the trapezoidal tongues and the tongue tip portion is formed by the shorter base of the trapezoidal tongue. When using a trapezoidal shape, the spring stiffness can be formed progressive or degressive. When the tongue base portion is formed by the longer base of the trapezoidal tongue and the tongue tip portion is formed by the shorter base of the trapezoidal tongue, the spring stiffness decreases toward the tongue portion, so that the tongue tip portion can be bent more easily. Conversely, the spring stiffness increases in the direction of the tongue base portion, so that with increasing bending of the tongues, the spring tension force, which biases the permanent magnets inside the pockets in the radially outward direction, increases.

Die ein oder mehreren Zungen können in einer Ausführungsform jeweils eine rechteckige Kontur aufweisen, wobei die Federsteifigkeit über die gesamte Länge der Zungen konstant ist.The one or more tongues may each have a rectangular contour in one embodiment, wherein the spring stiffness over the entire length of the tongues is constant.

Der Stapel von Einzelblechen kann aus einer ersten Anzahl von Einzelblechen gebildet werden, welche die Zungen aufweisen und aus einer zweiten Anzahl von Einzelblechen gebildet werden, welche zungenlos ausgebildet sind, wobei die erste Anzahl von Einzelblechen und die zweite Anzahl von Einzelblechen zur Bildung des Stapels des Blechpaketes in einer vorgegebenen, sich abwechselnden Gruppierung übereinanderliegend angeordnet sind. Indem sich die erste Anzahl von Einzelblechen und die zweite Anzahl von Einzelblechen zur Bildung des Stapels des Blechpaktes in einer vorgegebenen, sich abwechselnden Gruppierung übereinanderliegend angeordnet sind, sind schon allein durch das entsprechende Stapeln die einzelnen Zungen beabstandet voneinander angeordnet, so dass entsprechend ausreichend große Abstände zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Zungen vorhanden sind, um eine ausreichende Biegung der Zungen zu ermöglichen, sobald die einzelnen Permanentmagnete in die Taschen eingeschoben werden und die Zungen demgemäß von den Permanentmagneten zur Seite gedrückt werden.The stack of individual sheets can be formed from a first number of individual sheets, which have the tongues and are formed from a second number of individual sheets which are tongue-less, wherein the first number of individual sheets and the second number of individual sheets to form the stack of Laminated cores are arranged one above the other in a predetermined, alternating grouping. By the first number of individual sheets and the second number of individual sheets to form the stack of Blechpaktes are arranged one above the other in a predetermined, alternating grouping, the individual tongues are already spaced apart from each other by the appropriate stacking, so that correspondingly large distances are present between each two immediately adjacent tongues to allow sufficient bending of the tongues as soon as the individual permanent magnets are inserted into the pockets and the tongues are accordingly pushed aside by the permanent magnets.

Die zweite Anzahl von Einzelblechen ist dabei insbesondere um das Achtfache bis Zwölffache größer als die erste Anzahl von Einzelblechen. Ein solches Verhältnis ist besonders zweckmäßig, um einerseits eine entsprechende ausreichend große Anzahl von Zungen je Tasche bereitzustellen, welche die benötigte Federkraft über die gesamte axiale Länge der Permanentmagnete aufbringen kann und um andererseits sicherzustellen, dass die Zungen ausreichend Platz haben, um sich wie gewünscht elastisch umbiegen zu können. The second number of individual sheets is in particular eight times to twelve times larger than the first number of individual sheets. Such a ratio is particularly useful for providing, on the one hand, a corresponding sufficiently large number of tabs per pocket which can apply the required spring force over the entire axial length of the permanent magnets and, on the other hand, ensure that the tabs have sufficient space to resiliently engage as desired to be able to bend.

Dabei kann der Permanentmagnetenrotor an jeder Tasche einen radial möglichst weit außen liegenden Anschlag aufweisen, gegen den der jeweilige in seiner Tasche eingesetzte Permanentmagnet durch die Federvorrichtung gedrückt wird. Alle Anschläge liegen vorzugsweise auf demselben Durchmesser oder Radius, so dass sämtliche Permanentmagnete durch die Federvorrichtung auf denselben äußeren Durchmesser bzw. Radius positioniert werden. So wird erreicht, dass alle Permanentmagnete, d.h. alle Pole des Permanentmagnetenrotors, dieselbe magnetische Wirkung im ringförmigen Luftspalt des Antriebsmotors erzeugen. Wenn die Anschläge radial möglichst weit außen liegen, dann sind die Permanentmagnete aufgrund der Federvorspannung der Federvorrichtung, insbesondere der Zungen, auch möglichst nahe an dem Ringspalt des Antriebsmotors positioniert.In this case, the permanent magnet rotor on each pocket have a radially outwardmost possible stop, against which the respective inserted in his pocket permanent magnet is pressed by the spring device. All stops are preferably on the same diameter or radius, so that all permanent magnets are positioned by the spring device on the same outer diameter or radius. Thus it is achieved that all permanent magnets, i. all poles of the permanent magnet rotor, produce the same magnetic effect in the annular air gap of the drive motor. If the stops are radially as far outside as possible, then the permanent magnets are positioned as close as possible to the annular gap of the drive motor due to the spring bias of the spring device, in particular the tongues.

Jede Tasche des Blechpaketes kann motorwellenfern eine Anschlagsvorrichtung aufweisen, die von Anschlagskanten der Einzelbleche des Blechpaketes gebildet werden, die durch motorwellenferne Randabschnitte von Fensterausschnitten der Einzelbleche des Blechpaketes gebildet werden, welche im gestapelten Zustand des Blechpaketes die Taschen bilden.Each pocket of the laminated core may have motor shaft remote an abutment device, which are formed by abutment edges of the individual sheets of the laminated core, which are formed by motor shaft remote edge portions of window sections of the individual sheets of the laminated core, which form the pockets in the stacked state of the laminated core.

Die motorwellenfernen Randabschnitte der Fensterausschnitte ersetzen in dieser Ausführungsform die nach innen vorspringenden Nasen der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Es gelten die zu den nach innen vorspringenden Nasen beschriebenen weiteren Aussagen auch für die motorwellenfernen Randabschnitte der Fensterausschnitte dieser Ausführungsform.The motor shaft remote edge portions of the window openings replace in this embodiment, the inwardly projecting lugs of the embodiment described above. The additional statements described in relation to the inwardly projecting lugs also apply to the edge portions of the window cutouts of this embodiment remote from the motor shaft.

Das Blechpaket des Permanentmagnetenrotors kann aus einem Stapel von mehreren Einzelblechen gebildet werden, welche eine der Anzahl von Polen des Permanentmagnetenrotors entsprechende Anzahl von Fensterausschnitten aufweist, welche im gestapelten Zustand des Blechpaketes die Taschen bilden, wobei die Fensterausschnitte eine geschlossenen Kontur aufweisen.The laminated core of the permanent magnet rotor can be formed from a stack of several individual sheets, which has a number of poles of the permanent magnet rotor corresponding number of window cut-outs, which form the pockets in the stacked state of the laminated core, wherein the window cutouts have a closed contour.

Wenn die Fensterausschnitte eine geschlossene Kontur aufweisen, dann wird ein geschlossenes Blechpaket gebildet, bei dem die radial außen liegenden Begrenzungswände der Permanentmagnete von dem Blechpaket umschlossen sind. Dadurch wird ein Stegelement im Sinne der Erfindung realisiert.If the window cutouts have a closed contour, then a closed laminated core is formed, in which the radially outer boundary walls of the permanent magnets are enclosed by the laminated core. As a result, a web element is realized in the sense of the invention.

Das Blechpaket des Permanentmagnetenrotors kann aus einem Stapel von mehreren Einzelblechen gebildet werden, welche eine der Anzahl von Polen des Permanentmagnetenrotors entsprechende Anzahl von Fensterausschnitten aufweist, welche im gestapelten Zustand des Blechpaketes die Taschen bilden, wobei die Fensterausschnitte am motorwellenfernen Randabschnitt eine randoffene Kontur bilden, um eine Lücke im Tangentialsteg zu realisieren.The laminated core of the permanent magnet rotor can be formed from a stack of a plurality of individual sheets, which has a number of poles of the permanent magnet rotor corresponding number of window openings, which form the pockets in the stacked state of the laminated core, the window sections on the motor shaft remote edge portion form an open-edge contour to to realize a gap in the tangential bridge.

Wenn nämlich die Fensterausschnitte eine randoffene Kontur aufweisen, dann wird insoweit ein eine Stegausnehmung bildendes offenes Blechpaket erhalten, bei dem die radial außen liegenden Begrenzungswände der Permanentmagnete von dem Blechpaket nicht umschlossen sind, sondern in Richtung des Ringspaltes freiliegend sind. In dieser Ausführungsform können die Permanentmagnete gegebenenfalls noch näher an den Ringspalt positioniert werden, d.h. auf einem noch größeren Durchmesser oder Radius angeordnet werden. Gegebenenfalls können die Permanentmagnete trotz eines solchen offenen Blechpaketes dennoch mit Kunststoff umspritzt sein, wie es oben beschrieben ist.Namely, if the window openings have an open-edged contour, then a Stegausnehmung forming open laminated core is obtained in which the radially outer boundary walls of the permanent magnets are not enclosed by the laminated core, but are exposed in the direction of the annular gap. In this embodiment, the permanent magnets may optionally be positioned even closer to the annular gap, i. be arranged on an even larger diameter or radius. Optionally, despite such an open laminated core, the permanent magnets may still be encapsulated with plastic, as described above.

Die in die Taschen des Blechpaketes eingesetzten und von der Federvorrichtung, insbesondere von den elastischen Zungen, vorgespannt fixierten Permanentmagnete können demgemäß in allen Ausführungsformen mit einem Kunststoff umspritzt sein.The permanent magnets inserted in the pockets of the laminated core and prestressed by the spring device, in particular by the elastic tongues, can accordingly be encapsulated with a plastic in all embodiments.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine, Waschmaschine, Trockner oder Dunstabzugshaube, aufweisend einen hierin beschriebenen elektrischen Antriebsmotor.The invention also relates to a household appliance, in particular dishwasher, washing machine, dryer or extractor hood, comprising an electric drive motor described herein.

Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch ein Baukasten für einen elektrischen Antriebsmotor für Haushaltsgeräte, insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC), mit mindestens zwei Typen von Permanentmagnetenrotoren und/oder Statoren, so dass die elektrischen Antriebsmotoren einen definierten Leistungs- und/oder Drehzahl-Drehmoment-Bereich abdecken, wobei für den Baukasten ein Stator-Typ sowie mit diesem Stator-Typ verwendbare, untereinander austauschbare Rotor-Typen vorgesehen sind, und wobei die untereinander austauschbaren Rotor-Typen Permanentmagnetenrotoren mit außen liegenden Permanentmagneten sowie Permanentmagnetenrotoren, in denen in radialer Richtung Permanentmagnete in Umfangsrichtung des Permanentmagnetenrotors mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sind.Finally, the subject of the invention is also a construction kit for an electric drive motor for household appliances, in particular a brushless DC motor (BLDC), with at least two types of permanent magnet rotors and / or stators, so that the electric drive motors have a defined Cover power and / or speed-torque range, wherein for the kit a stator type and usable with this type of stator, interchangeable rotor types are provided, and wherein the interchangeable rotor types permanent magnet rotors with external permanent magnets and Permanent magnet rotors in which permanent magnets distributed in the radial direction in the circumferential direction of the permanent magnet rotor with alternating polarity and are magnetized in the tangential direction, are.

Dabei liegt ein BLDC-Motor im Wesentlichen in unterschiedlichen Baugrößen vor, welche sich insbesondere in ihrer axialen Längen und in dem vorgesehenen Leistungsbereich unterscheiden. Dabei wird zur Steigerung der Effizienz bzw. der Ausnutzung der Permanentmagnete neben einem Rotor-Typ mit außenliegenden Permanentmagneten insbesondere auch ein Rotor-Typ mit sich in radialer Richtung erstreckenden, in Taschen angeordneten Permanentmagneten eingesetzt. Letztere Rotoren werden auch als Spoke-Rotoren bezeichnet.In this case, a BLDC motor is essentially in different sizes, which differ in particular in their axial lengths and in the intended power range. In this case, to increase the efficiency or the utilization of the permanent magnets in addition to a rotor type with external permanent magnets in particular also a rotor type with extending in the radial direction, arranged in pockets permanent magnets used. The latter rotors are also referred to as Spoke rotors.

Grundlage des Baukastens ist dabei im Allgemeinen das magnetische Design des BLDC-Motors. Dieses umfasst die Gestaltung von elektromagnetischen Aktivteilen wie Blech(paket), Permanentmagnet, Wicklung. Die axiale Länge dieser Teile ist dabei ein variantenabhängiger Parameter.The basis of the kit is generally the magnetic design of the BLDC motor. This includes the design of electromagnetic active parts such as sheet metal (package), permanent magnet, winding. The axial length of these parts is a variant-dependent parameter.

Bevorzugt ist dabei ein solcher Baukasten, bei dem sich längenabhängige Motorkomponenten über eine Stapellänge von 10 bis 40 mm erstrecken.Preference is given to such a kit in which length-dependent engine components extend over a staple length of 10 to 40 mm.

Insbesondere wird weiter unterteilt in das magnetische Design des Stators und das magnetische Design des Rotors.In particular, it is further divided into the magnetic design of the stator and the magnetic design of the rotor.

Was den Stator im Baukasten für einen elektrischen Antriebsmotor betrifft, so bleibt das Design des Statorblechschnittes im Bereich des Luftspaltes zwischen Stator und Rotor und der Nuten des Stators unverändert. Die Außenkontur kann dabei jedoch an die Einbausituation angepasst werden, wobei eine Mindestjochbreite nicht unterschritten wird, so dass die elektromagnetischen Eigenschaften von der Änderung der Außenkontur nicht beeinflusst sind. Bei einem zu verwendenden Isoliersystem werden im Allgemeinen unabhängig von der axialen Länge in der Regel immer die gleichen Endscheiben verwendet. Die eigentliche Nutisolierung kann vergleichsweise flexibel durch insbesondere zugeschnittenes Isolierpaper erreicht werden. Die Ausgestaltung der Wicklungen ist innerhalb von durch die axiale Länge und den Drahtdurchmesser vorgegebenen Grenzen prinzipiell frei wählbar. In der Regel liegen feste Wicklungskonfigurationen vor, die durch das Material der Wicklung, den Durchmesser des gewählten Wicklungsdrahtes und die Windungszahlen bestimmt werden. Die Kontaktierung erfolgt im Allgemeinen für alle Varianten einheitlich, beispielsweise durch Schneid-Klemm-Technik oder einen Stecker.As far as the stator in the construction kit for an electric drive motor is concerned, the design of the stator lamination section remains unchanged in the region of the air gap between stator and rotor and the slots of the stator. However, the outer contour can be adapted to the installation situation, wherein a minimum yoke width is not exceeded, so that the electromagnetic properties are not affected by the change in the outer contour. In an insulating system to be used generally always the same end plates are used regardless of the axial length in general. The actual slot insulation can be achieved comparatively flexible by in particular tailored Isolierpaper. The configuration of the windings is basically freely selectable within given by the axial length and the wire diameter limits. In general, there are fixed winding configurations, which are determined by the material of the winding, the diameter of the selected winding wire and the number of turns. The contacting is generally uniform for all variants, for example by insulation displacement technology or a plug.

Die axiale Länge des Statorpaketes ist fest mit der axialen Länge des Rotorpaketes verknüpft. Die Anzahl der Varianten des Rotors (hierin auch als „Rotorpaket“ bezeichnet) und des Stators (hierin auch als „Statorpaket“ bezeichnet) sind daher im Allgemeinen gleich.The axial length of the stator core is linked to the axial length of the rotor core. The number of variants of the rotor (also referred to herein as the "rotor package") and the stator (also referred to herein as the "stator pack") are therefore generally the same.

Im Baukasten existiert in der Regel eine feste Anzahl unabhängiger Varianten von Wicklungen. Diese sind in erster Linie nicht von den anderen Parametern wie axiale Länge und Rotortopologie abhängig. Allerdings wird eine Motorvariante in der Regel über eine feste Zuordnung zwischen axialer Länge, Rotortopologie, Windungszahl und Wicklungsmaterial definiert.In the modular system there is usually a fixed number of independent variants of windings. These are not primarily dependent on the other parameters such as axial length and rotor topology. However, an engine variant is usually defined by a fixed allocation between axial length, rotor topology, number of windings and winding material.

Wie bereits erwähnt, werden im erfindungsgemäßen Baukasten vorteilhaft im Allgemeinen zwei unterschiedliche Rotortopologien verwendet. Dabei wird für die gemeinsame Nutzung eines Stators in der Regel eine Nutzschlitzbreite gewählt, die sich in beiden Fällen günstig hinsichtlich des resultierenden Luftspaltes, der Minimierung von Nutrasten durch Drehmomentschwankungen und der Möglichkeiten der Fertigung und Bewicklung darstellt. Dabei hat sich ein Verhältnis т_P/b_NS zwischen Nutteilung und Nutschlitzbreite im Bereich von 4,5 bis 5,5, insbesondere im Bereich von 5 bis 5,2 als vorteilhaft herausgestellt. Daraus ergibt sich beispielsweise eine Nutschlitzbreite b_NS von 3,3 mm.As already mentioned, two different rotor topologies are generally advantageously used in the construction kit according to the invention. In this case, a Nutzschlitzbreite is selected for the common use of a stator in the rule, which is favorable in both cases with regard to the resulting air gap, the minimization of Nutrasten by torque fluctuations and the possibilities of production and winding. In this case, a ratio т _P / b _NS between slot pitch and groove slot width in the range of 4.5 to 5.5, in particular in the range of 5 to 5.2 has been found to be advantageous. This results, for example, in a slot slot width b _NS of 3.3 mm.

Der Rotor im Baukasten ist insbesondere in zwei unterschiedlichen Topologien vorgesehen. Eine Topologie umfasst einen Rotor mit oberflächenmontierten Magneten. Hierbei wird im Allgemeinen ein geblechtes Rotorjoch auf eine Welle gepresst. Auf das Rotorjoch werden dann die Permanentmagnete montiert und in der Regel mit einer Bandage fixiert. Diese Topologie liegt in unterschiedlichen axialen Längen vor, wobei die Länge des Rotorjoches durch die Anzahl der Einzelbleche im Blechpaket bestimmt wird. Die Wellen sowie die Permanentmagnete sind in ihrer axialen Länge der jeweiligen Variante angepasst. Üblicherweise wird für das Rotorpaket die gleiche Anzahl Bleche verwendet wie für das Statorpaket, so dass ein zur Herstellung üblicherweise verwendeter Stanzprozess mit einer sehr geringen Menge an Verschnitt durchgeführt werden kann. The rotor in the modular system is provided in particular in two different topologies. A topology includes a rotor with surface mounted magnets. In this case, a laminated rotor yoke is generally pressed onto a shaft. On the rotor yoke then the permanent magnets are mounted and fixed usually with a bandage. This topology is available in different axial lengths, wherein the length of the rotor yoke is determined by the number of individual sheets in the laminated core. The shafts and the permanent magnets are adapted in their axial length of the respective variant. Usually for the Rotor package the same number of sheets used as for the stator, so that a commonly used for the production punching process can be performed with a very small amount of waste.

Die zweite Topologie ist mit radial eingebetteten Permanentmagneten im sogenannten Spoke-Design ausgeführt. Dabei sind Permanentmagnete speichenförmig im Rotorpaket so angeordnet, dass ihre Magnetisierung tangential ausgerichtet ist. Dadurch wird der magnetische Fluss in den Polen bzw. Polschuhen gesammelt, so dass im Luftspalt höhere magnetische Flussdichten erreicht werden. Ein zusätzlicher Drehmomentanteil wird über den Reluktanzeffekt des Blechpaketes erzeugt. Diese zweite Topologie kann ohne weitere Änderungen in den Bauteilen im gleichen Stator betrieben werden wie die erste Topologie. Im Baukasten entsteht dann hinsichtlich des Stators lediglich dann eine weitere Variante, wenn möglicherweise die Wicklung hinsichtlich Windungsanzahl und Durchmesser des Drahtes angepasst wird. Ist dies jedoch nicht erforderlich, wird lediglich nur ein anderer Rotor eingesetzt. In der Regel sind weitere Änderungen an der Hardware nicht nötig. Im Allgemeinen wird jedoch eine Software zur Steuerung des elektrischen Antriebsmotors mit einem angepassten Parametersatz betrieben.The second topology is implemented with radially embedded permanent magnets in the so-called Spoke design. In this case, permanent magnets are arranged like spokes in the rotor core so that their magnetization is oriented tangentially. As a result, the magnetic flux is collected in the poles or pole shoes, so that higher magnetic flux densities are achieved in the air gap. An additional torque component is generated via the reluctance effect of the laminated core. This second topology can be operated in the same stator without further changes in the components as the first topology. In the kit then arises only with respect to the stator another variant, if possibly the winding is adjusted in terms of number of turns and diameter of the wire. However, if this is not required, only one other rotor will be used. As a rule, further changes to the hardware are not necessary. In general, however, a software for controlling the electric drive motor is operated with an adapted parameter set.

Ein erfindungsgemäß eingesetzter Rotor im hierin beschriebenen Spoke-Design ermöglicht eine weitere Steigerung der Leistungsdichte. Dieser Umstand kann entweder zur Verbesserung des Antriebswirkungsgrades oder zur Reduzierung der Materialmenge in den elektromagnetischen Aktivteilen oder zu einer Kombination aus beidem genutzt werden. Dabei wird im Allgemeinen berücksichtigt, dass beim Spoke-Design eine erhöhte Drehmomentschwankung verbunden mit einem erhöhten Laufgeräusch auftreten kann. Es kann dann insbesondere eine gewünschte Kombination zwischen einer erhöhten Leistungsdichte und einer Geräuschoptimierung eingestellt werden.An inventively used rotor in Spoke design described herein allows a further increase in power density. This circumstance may be used either to improve the drive efficiency or to reduce the amount of material in the electromagnetic active parts or to combine both. It is generally considered that the Spoke design can cause increased torque fluctuation and increased running noise. In particular, a desired combination between an increased power density and a noise optimization can then be set.

Der erfindungsgemäße Baukasten ermöglicht eine im Wesentlichen uneingeschränkte Austauschbarkeit von Bauteilen, insbesondere von Rotoren. Um eine solche uneingeschränkte Austauschbarkeit zu erreichen, erfolgt die Auslegung des Designs unter in der Regel engen Vorgaben, insbesondere in Hinblick auf den Außendurchmesser des Rotors. Vorzugsweise wird dabei das magnetische Design optimiert, um im Zusammenspiel mit der Statorgeometrie ein Optimum zwischen dem magnetischen Fluss im Luftspalt, d.h. der Leistungsdichte, der Reduktion der Drehmomentschwankung, d.h. dem Laufgeräusch, und der mechanischen Festigkeit zu erreichen. Dazu kann insbesondere die Kontur des Luftspaltes des Rotors variiert und angepasst werden. Da der magnetische Kreis teilweise hoch gesättigt ist, wird eine solche Untersuchung im Allgemeinen mittels numerischer FEM-Simulation erfolgen.The modular system according to the invention allows a substantially unlimited interchangeability of components, in particular of rotors. In order to achieve such an unrestricted interchangeability, the design of the design takes place under generally narrow specifications, in particular with regard to the outer diameter of the rotor. Preferably, the magnetic design is optimized to provide, in interaction with the stator geometry, an optimum between the magnetic flux in the air gap, i. the power density, the reduction of the torque fluctuation, i. the running noise, and the mechanical strength to achieve. For this purpose, in particular the contour of the air gap of the rotor can be varied and adapted. Since the magnetic circuit is partially highly saturated, such an investigation will generally be done by numerical FEM simulation.

Die vorgenannte Drehmomentschwankung setzt sich grundsätzlich aus zwei Komponenten zusammen. Die erste Komponente ist das bereits erwähnte Nutrasten, das aus den magnetischen Vorzugspositionen zwischen Nut bzw. Zahn und Pol resultiert. Die zweite Komponente entsteht durch Oberwellen im magnetischen Feld des Luftspaltes bzw. in den drehmomentbildenden Anteilen, die von einem Erreger- und Ankerfeld hervorgerufen werden. Zur Reduzierung dieser Anteile wird im Allgemeinen zu unterschiedlichen Methoden gegriffen, beispielsweise zu einer Anpassung der Geometrie des Luftspaltes. In der Regel wird dabei der Stator nicht mehr verändert, sondern nur der Rotor optimiert. Für die Außenkontur des Rotors gibt es verschiedene Möglichkeiten, insbesondere eine einfache Kreisform mit einem konstanten Radius oder eine sogenannte „flower shape“. Bei der „flower shape“ ist der Luftspalt im Bereich der Polübergänge aufgeweitet, so dass ein weniger starkes Einrasten der Zähne vor den Polen stattfindet. Zu berücksichtigen ist dabei in der Regel eine allgemeine Abnahme des sog. permanenterregten Luftspaltflusses durch die Vergrößerung des effektiven Luftspaltes sowie die Modulation des mechanischen Luftspaltes, welche zu unerwünschten Geräuschen führen kann.The aforementioned torque fluctuation basically consists of two components. The first component is the already mentioned grooved, resulting from the magnetic preferred positions between groove and tooth and pole. The second component is created by harmonics in the magnetic field of the air gap or in the torque-forming portions, which are caused by a field and armature field. To reduce these proportions is generally used to different methods, for example, to adapt the geometry of the air gap. As a rule, the stator is no longer changed, but only the rotor optimized. For the outer contour of the rotor, there are various possibilities, in particular a simple circular shape with a constant radius or a so-called "flower shape". In the "flower shape", the air gap in the area of the pole junctions is widened, so that there is less engagement of the teeth in front of the poles. As a rule, a general decrease of the so-called permanent-excited air gap flux due to the enlargement of the effective air gap as well as the modulation of the mechanical air gap, which can lead to undesired noises, must be considered.

Die Länge des Luftspaltes wird im Allgemeinen durch verschiedene Faktoren bestimmt. Dabei ist im Allgemeinen aufgrund der Herstellungsbedingungen ein Mindestspalt einzuhalten, beispielsweise 0,4 mm. Hinsichtlich einer optimalen Ausnutzung der Permanentmagnete, also eines möglichst großen magnetischen Flusses im Luftspalt, sollte der Spalt so klein wie möglich sein. Je kleiner der Luftspalt, desto stärker ausgeprägt ist jedoch das Nutrasten und damit eine eventuelle Geräuschentwicklung. Im Allgemeinen wird ein Optimum zwischen Nutrasten und Ausnutzung des magnetischen Flusses eingestellt. Erfindungsgemäß wurde dabei eine optimale Luftspaltlänge δ im Bereich von 0,5 bis 0,7 mm, insbesondere 0,6 mm gefunden.The length of the air gap is generally determined by various factors. It is generally due to the manufacturing conditions to maintain a minimum gap, for example, 0.4 mm. With regard to an optimal utilization of the permanent magnets, ie the largest possible magnetic flux in the air gap, the gap should be as small as possible. The smaller the air gap, the more pronounced, however, is the cogging and thus a possible noise development. In general, an optimum is set between cogging and utilization of the magnetic flux. According to the invention, an optimum air gap length δ in the range of 0.5 to 0.7 mm, in particular 0.6 mm was found.

Die elektrischen Antriebsmotoren des Baukastens werden im Allgemeinen mit einer einheitlichen Software angesteuert, die jeweils mit einem individuellen Parametersatz angepasst wird. Im Allgemeinen wird zur Motorsteuerung auch eine einheitliche Elektronik eingesetzt.The electrical drive motors of the modular system are generally controlled with a uniform software, which is adapted in each case with an individual parameter set. In general, a uniform electronics is used for motor control.

Darüber hinaus sind alle weiteren Teile, die für den mechanischen Aufbau der elektrischen Antriebsmotoren benötigt werden, ebenfalls einheitlich gestaltet. So unterscheiden sich im Allgemeinen die Lagerschilde aus Aluminium-Druckguss sowie Lagersitze und Lager zumindest in der Anwendung in einer Waschmaschine nicht. Für andere Anwendungen, z.B. in einer Dunstabzugshaube, können die Lagerschilde für die Anbindung aber auch modifiziert werden. In addition, all other parts that are needed for the mechanical structure of the electric drive motors, also designed uniformly. Thus, in general, the end shields made of die-cast aluminum and bearing seats and bearings, at least in the application in a washing machine do not differ. For other applications, eg in an extractor hood, the end shields for the connection can also be modified.

Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zu dem im elektrischen Antriebsmotor bevorzugt eingesetzten Rotor mit einem besonders ausgestalteten Stegteil.Incidentally, the above statements apply to the rotor preferably used in the electric drive motor with a specially designed web part.

Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Der erfindungsgemäße elektrische Antriebsmotor kann mit größerer Effizienz betrieben werden, da die Permanentmagnete besser ausgenutzt werden können. Dies ist ohne Abstriche bei der Stabilität des Rotors, insbesondere auch während des Herstellungsverfahrens, beispielsweise in einem Spritzgießschritt, möglich. Der erfindungsgemäße Baukasten für einen elektrischen Antriebsmotor für Haushaltsgeräte hat den Vorteil, dass er insbesondere BLDC-Motoren mit mehreren Typen von Statoren bzw. Rotoren umfasst, wobei nur wenige Varianten von Statoren und Rotoren eingesetzt werden, die untereinander im Wesentlichen austauschbar sind. Für mindestens zwei Typen von BLDC-Motoren für unterschiedliche Haushaltsgeräte-Reihen kann die Anzahl der Einzelteile für die jeweils bereitzustellenden elektrischen Antriebsmotoren, insbesondere BLDC-Motoren, minimiert werden, indem durch die Standardisierung von Einzelteilen über höhere Stückzahlen Rationalisierungseffekte erzielbar sind. Der erfindungsgemäße Baukasten ermöglicht eine flexible Anpassung des elektrischen Antriebs an eine jeweilige Anwendung, ohne dass die Komplexität übermäßig zunimmt. Die Herstellungskosten und die Effizienz des elektrischen Antriebsmotors sind damit skalierbar und können gegeneinander optimiert werden. Neue Varianten können aus dem Baukasten heraus bedient werden. Außerdem sind neue Varianten in ihrem Betriebsverhalten gut vorhersagbar bzw. vorausberechenbar. Varianten können mit hoher Flexibilität produziert werden, da für einen Variantenwechsel lediglich eine Teilumstellung der Fertigung erforderlich ist. Schließlich gestaltet sich auch die Lagerhaltung einfacher, da es viele gleiche Teile gibt. The invention has numerous advantages. The electric drive motor according to the invention can be operated with greater efficiency, since the permanent magnets can be better utilized. This is possible without compromising the stability of the rotor, in particular also during the production process, for example in an injection molding step. The modular system according to the invention for an electric drive motor for household appliances has the advantage that it comprises in particular BLDC motors with several types of stators or rotors, wherein only a few variants of stators and rotors are used, which are substantially interchangeable with each other. For at least two types of BLDC motors for different domestic appliance series, the number of individual parts for the respective electric drive motors to be provided, in particular BLDC motors, can be minimized by rationalization effects being achievable by standardizing parts over larger quantities. The modular system according to the invention allows a flexible adaptation of the electric drive to a respective application without the complexity increasing excessively. The manufacturing costs and the efficiency of the electric drive motor are thus scalable and can be optimized against each other. New variants can be operated out of the kit. In addition, new variants in their operating behavior are well predictable or predictable. Variants can be produced with high flexibility, since only a partial change of production is required for a variant change. Finally, the storage is easier, because there are many equal parts.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von erfindungswesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsmotors. Dabei wird Bezug genommen auf die 1 bis 8. Bestimmte einzelne Merkmale dieser Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in anderen als den dargestellten Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.Further details of the invention will become apparent from the following description of essential to the invention components of an electric drive motor according to the invention. Reference is made to the 1 to 8th , Certain individual features of these embodiments, regardless of the specific context in which they are mentioned, may, if appropriate also individually or in combinations other than those shown, represent general features of the invention.

Es zeigen:

• 1 einen Permanentmagnetenrotor mit Taschen für hier nicht gezeigte Permanentmagneten.
• 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Permanentmagnetenrotor von 1, in dem eine Tasche für einen nicht gezeigten Permanentmagneten sowie der Übergangsbereich zu einem Luftspalt gezeigt wird, welcher zwischen dem Permanentmagnetenrotor sowie einem hier nicht gezeigten Stator angeordnet ist.
• 3 eine geschnittene perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Permanentmagnetenrotors mit einem Blechpaket und in Taschen des Blechpakets angeordneten Permanentmagneten;
• 4 eine geschnittene perspektivische Darstellung des Permanentmagnetenrotors von 3 mit eingesetzten Permanentmagneten, die von einem Kunststoff umspritzt sind;
• 5 eine perspektivische Darstellung des Permanentmagnetenrotors von 3 und 4 mit dem Blechpaket, das die Taschen bildet, in welche die Permanentmagneten eingesetzt sind;
• 6 eine perspektivische Darstellung des Blechpakets des Permanentmagnetenrotors mit einer abwechselnden Gruppierung von wenigen Einzelblechen aus der Gruppe der ersten Anzahl von Einzelblechen mit Nasen, und vielen Einzelblechen aus der Gruppe der zweiten Anzahl von nasenlosen Einzelblechen, bei entnommenen Permanentmagneten;
• 7 einen vergrößerten Ausschnitt eines Einzelbleches eines Blechpakets, wobei das Einzelblech hier ein geschlossenes Einzelblech ist, das zudem eine rechteckige Nase aufweist;
• 8 einen vergrößerten Ausschnitt eines Einzelbleches eines Blechpakets, wobei das Einzelblech hier ein offenes Einzelblech ist, das zudem keine rechteckige Nase aufweist.

Show it:

• 1 a permanent magnet rotor with pockets for permanent magnets, not shown here.
• 2 an enlarged section of the permanent magnet rotor of 1 in which a pocket for a permanent magnet, not shown, as well as the transition region to an air gap is shown, which is arranged between the permanent magnet rotor and a stator, not shown here.
• 3 a sectional perspective view of a permanent magnet rotor according to the invention with a laminated core and arranged in pockets of the laminated core permanent magnet;
• 4 a sectional perspective view of the permanent magnet rotor of 3 with inserted permanent magnets, which are encapsulated by a plastic;
• 5 a perspective view of the permanent magnet rotor of 3 and 4 with the laminated core forming the pockets into which the permanent magnets are inserted;
• 6 a perspective view of the laminated core of the permanent magnet rotor with an alternating grouping of a few individual sheets from the group of the first number of individual sheets with lugs, and many individual sheets from the group of the second number of nonslip sheets, with removed permanent magnet;
• 7 an enlarged section of a single sheet of a laminated core, wherein the single sheet is here a closed single sheet, which also has a rectangular nose;
• 8th an enlarged section of a single sheet of a laminated core, wherein the single sheet is here an open single sheet, which also has no rectangular nose.

Die 1 bis 8 zeigen Bauteile eines beispielhaften elektrischen Antriebsmotors einer beispielhaften Waschmaschine bzw. eines diesen Antriebsmotor enthaltenden Baukastens, aufweisend einen Stator mit Polschuhen und wenigsten einer elektrisch ansteuerbaren Statorwicklung, und einen im Feld der Statorwicklung unter Belassen eines Ringspaltes drehantreibbar gelagerten Permanentmagnetenrotors 1, der eine Motorwelle und ein auf der Motorwelle sitzendes Blechpaket 2 aufweist, in den jeweils einer der Permanentmagnete 6 eingesetzt ist.The 1 to 8th show components of an exemplary electric drive motor of an exemplary washing machine or a construction kit containing this drive motor, comprising a stator with pole pieces and at least one electrically controllable stator winding, and a rotor in the field of the stator winding while leaving an annular gap rotatably mounted permanent magnet rotor 1 , the motor shaft and a seated on the motor shaft laminated core 2 in each case one of the permanent magnets 6 is used.

Der elektrische Antriebsmotor weist in dieser Ausführungsform einen feststehenden Außenstator und einen drehbar gelagerten Innenrotor 1 auf. Der Permanentmagnetenrotor 1 weist mehrere Pole, insbesondere acht Pole auf. Jedem Permanentmagneten des Permanentmagnetenrotors 1 ist eine Tasche 5 im Blechpaket 2 zugeordnet.The electric drive motor has in this embodiment a fixed outer stator and a rotatably mounted inner rotor 1 on. The permanent magnet rotor 1 has several poles, in particular eight poles. Each permanent magnet of the permanent magnet rotor 1 is a bag 5 in the laminated core 2 assigned.

1 zeigt einen Permanentmagnetenrotor 1 eines ansonsten nicht näher gezeigten erfindungsgemäßen elektrischen Antriebsmotors mit Taschen 5 für hier nicht gezeigte Permanentmagneten. In radialer Richtung ist am Ende der Tasche 5 ein Stegteil 8 angeordnet. Der Stegteil 8 enthält Stegelemente 9, die aus dem gleichen Material bestehen wie die Blechpakete 2 und insbesondere der Stabilität des Permanentmagnetenrotors 1 dienen. Zwischen den Stegelementen 9 befinden sich Stegausnehmungen 10. 11 bedeutet ein Segment von Blechpaket 2. 1 shows a permanent magnet rotor 1 an otherwise not shown in detail electrical drive motor according to the invention with pockets 5 for permanent magnets, not shown here. In the radial direction is at the end of the bag 5 a bridge part 8th arranged. The web part 8th contains web elements 9 , which are made of the same material as the laminated cores 2 and in particular the stability of the permanent magnet rotor 1 serve. Between the bridge elements 9 there are web recesses 10 , 11 means a segment of laminated core 2 ,

2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Permanentmagnetenrotor von 1, in dem eine Tasche 5 für einen nicht gezeigten Permanentmagneten sowie der Übergangsbereich zu einem Luftspalt 7 gezeigt wird, welcher zwischen dem Permanentmagnetenrotor sowie einem hier nicht gezeigten Stator angeordnet ist. 2 shows an enlarged section of the permanent magnet rotor of 1 in which a bag 5 for a permanent magnet, not shown, and the transition region to an air gap 7 is shown, which is arranged between the permanent magnet rotor and a stator, not shown here.

Die Tasche 5 wird durch einen Stegteil 8 begrenzt, der aus hier nicht weiter erkennbaren Stegelementen und Stegausnehmungen besteht. Die Stegausnehmung hat eine Breite b_gap 12.The pocket 5 is through a web part 8th limited, which consists of not further recognizable web elements and web recesses. The Stegausnehmung has a width b _gap 12th

3 zeigt eine geschnittene perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß vorgesehenen Permanentmagnetenrotors 1 mit einem Blechpaket 2 und in Taschen 5 des Blechpakets 2 angeordneten Permanentmagneten 6. In jeweils einer der Taschen 6 ist ein einzelner Permanentmagnet 6 eingesetzt und darin insbesondere gegen Verrutschen fixiert. Bei der hier gezeigten Ausführungsform sind alle Permanentmagnete 6 des Permanentmagnetenrotors 1 identisch ausgebildet, wobei sie hier jeweils eine quaderförmige Gestalt aufweisen. Dabei können die beiden gegenüberliegenden größten Begrenzungsflächen des Permanentmagneten 6 in Umfangsrichtung ausgerichtet sein, wie insbesondere in 3 gezeigt, wobei umfangsseitige Begrenzungsflächen die Pole der Magneten bilden. Die Permanentmagnete 6 sind über den Umfang des Permanentmagnetenrotors 1 gleichmäßig verteilt angeordnet. 3 shows a sectional perspective view of an inventively provided permanent magnet rotor 1 with a laminated core 2 and in bags 5 of the laminated core 2 arranged permanent magnets 6 , In each case one of the pockets 6 is a single permanent magnet 6 used and in particular fixed against slipping. In the embodiment shown here are all permanent magnets 6 of the permanent magnet rotor 1 formed identically, they each have a cuboid shape. In this case, the two opposite largest boundary surfaces of the permanent magnet 6 be aligned in the circumferential direction, in particular in 3 shown, with peripheral boundary surfaces form the poles of the magnets. The permanent magnets 6 are beyond the circumference of the permanent magnet rotor 1 arranged evenly distributed.

Jede Tasche 5 kann eine der Gestalt der Permanentmagnete 6 entsprechende Form aufweisen, wobei die Tasche 5 geringfügig größer ausgebildet ist, so dass jeweils ein einzelner Permanentmagnet 6 in eine Tasche 5 eingefügt werden kann. Das Blechpaket 2 des Permanentmagnetenrotors 1 wird hier von mehreren, insbesondere gestanzten Blechzuschnitten gebildet, wie in den 6 bis 8 gezeigt, welche deckungsgleich übereinander gestapelt (6) und zu einem kompakten Paket miteinander verbunden sind. Das Blechpaket 2 kann insoweit durch eine Stanzpacketierung hergestellt sein. Die deckungsgleich übereinander gestapelten Einzelbleche 3 können beispielsweise durch Schweißen, Nieten, Klammern oder eine Stanz- bzw. Klebepacketierung verbunden sein.Every bag 5 can be one of the shape of the permanent magnets 6 have corresponding shape, the bag 5 is slightly larger, so that in each case a single permanent magnet 6 in a bag 5 can be inserted. The laminated core 2 of the permanent magnet rotor 1 is formed here of several, in particular punched sheet metal blanks, as in the 6 to 8th which congruently stacked one above the other ( 6 ) and are connected together in a compact package. The laminated core 2 can be made in this respect by a stamped packaging. The congruent stacked individual sheets 3 For example, they may be joined by welding, riveting, stapling or stamping or adhesive packaging.

Der hier gezeigte Permanentmagnetenrotor 1 weist eine Federvorrichtung 16 auf, die ausgebildet ist, die in die Taschen 5 eingesetzten Permanentmagnete 6 jeweils in radialen Richtungen nach außen vorgespannt, wie in 3 durch Pfeile P angedeutet, innerhalb der Taschen 5 zu fixieren.The permanent magnet rotor shown here 1 has a spring device 16 which is trained in the pockets 5 used permanent magnets 6 each biased outwardly in radial directions as in 3 indicated by arrows P, within the pockets 5 to fix.

Die Permanentmagnete 6 weisen bei der hier gezeigten Ausführungsform eine großflächige, im Wesentlichen rechteckige, in Umfangsrichtung, d.h. in Drehrichtung des Rotors weisende vordere Begrenzungsfläche 21 auf und eine gegenüberliegende gleichgroße, im Wesentlichen rechteckige, in Umfangsrichtung, d.h. entgegen der Drehrichtung weisende hintere Begrenzungsfläche 22 auf. Eine innere schmale Begrenzungsfläche 23 weist auf eine Rotorwelle zu und eine gegenüberliegende äußere schmale Begrenzungsfläche 24 bildet einen magnetischen Pol des Rotors 1. Alle Kanten des quaderförmigen Permanentmagneten 6 können mit einer Fase versehen sein oder abgerundet sein.The permanent magnets 6 have in the embodiment shown here a large-area, substantially rectangular, in the circumferential direction, ie pointing in the direction of rotation of the rotor front boundary surface 21 on and an opposite equal, substantially rectangular, in the circumferential direction, ie opposite to the direction of rotation facing rear boundary surface 22 on. An inner narrow boundary surface 23 indicates a rotor shaft and an opposite outer narrow boundary surface 24 forms a magnetic pole of the rotor 1 , All edges of the cuboid permanent magnet 6 may be chamfered or rounded.

Die Federvorrichtung 16 kann prinzipiell aus einem Teil, aber auch aus mehreren Teilen gebildet sein. Die Federvorrichtung 16 spannt jeden einzelnen Permanentmagneten 6 innerhalb seiner jeweiligen Tasche 5 in eine radial möglichst weit außen liegende Position. Dabei kann der Permanentmagnetenrotor 1 an jeder Tasche 5 eine radial möglichst weit außen liegende Anschlagsvorrichtung 18 aufweisen, gegen die der jeweilige in seiner Tasche 5 liegende Permanentmagnet 7 durch die Federvorrichtung 16 gedrückt wird. Alle Anschlagsvorrichtungen 18 liegen vorzugsweise auf demselben Radius, so dass sämtliche Permanentmagnete 6 durch die Federvorrichtung 16 auf denselben äußeren Radius positioniert werden. Damit kann sichergestellt werden, dass alle Permanentmagnete 6, d.h. alle Pole des Permanentmagnetenrotors 1 dieselbe magnetische Wirkung im Ringspalt des elektrischen Antriebsmotors der Erfindung erzeugen.The spring device 16 can in principle be formed from one part, but also from several parts. The spring device 16 Clamps every single permanent magnet 6 within his respective pocket 5 in a radially outwardmost possible position. In this case, the permanent magnet rotor 1 on every bag 5 a radially as far as possible outside stop device 18 against which the each in his pocket 5 lying permanent magnet 7 through the spring device 16 is pressed. All stop devices 18 are preferably on the same radius, so that all permanent magnets 6 through the spring device 16 be positioned on the same outer radius. This can ensure that all permanent magnets 6 ie all poles of the permanent magnet rotor 1 produce the same magnetic effect in the annular gap of the electric drive motor of the invention.

Die Federvorrichtung 16 kann wie im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels von mehreren, beispielsweise gemäß 3 fünf elastischen Zungen bzw. Nasen 17 je Tasche 5 gebildet werden, die in die Taschen 5 hineinragen, wobei eine Zunge 17 zum Beispiel rechteckig ausgebildet sein kann (vgl. 7).The spring device 16 can, as in the case of the present embodiment of several, for example according to 3 five elastic tongues or noses 17 each pocket 5 are formed, which in the pockets 5 protrude, with a tongue 17 may be rectangular, for example (see. 7 ).

In einem speziellen Anwendungsfall dient die Federvorrichtung 16 bzw. deren Zungen 17 zur vorübergehenden Fixierung der in die Taschen 5 eingesetzten Permanentmagnete 6 während der Fertigung und/oder der Montage des Permanentmagnetenrotors 1, bis die in die Taschen 5 eingesetzten Permanentmagneten 6 durch ein Umspritzen des Blechpaketes 2 mit einem Kunststoff 20 endgültig in ihren Positionen befestigt werden. In a special application, the spring device is used 16 or their tongues 17 for temporary fixation in the pockets 5 used permanent magnets 6 during manufacture and / or assembly of the permanent magnet rotor 1 until those in the pockets 5 used permanent magnets 6 by overmolding the laminated core 2 with a plastic 20 finally be fixed in their positions.

6 zeigt, wie ein Blechpaket 2 des Permanentmagnetenrotors 1 aus einem Stapel von mehreren Einzelblechen 3 gebildet ist, welche einer der Anzahl von Polen des Permanentmagnetenrotors 1 entsprechende Anzahl von Fensterausschnitten 19 aufweist, welche im gestapelten Zustand des Blechpaketes 2 die Taschen 5 bilden, in welchen die Permanentmagnete 6 eingesetzt sind. Die Federvorrichtung 16, insbesondere die Zungen 17, werden durch nach innen vorspringende Randabschnitte der Fensterausschnitte 19 der Einzelbleche 3 des Blechpaketes 2 gebildet. 6 shows how a laminated core 2 of the permanent magnet rotor 1 from a stack of several individual sheets 3 is formed, which is one of the number of poles of the permanent magnet rotor 1 corresponding number of window openings 19 which, in the stacked state of the laminated core 2 the bags 5 form, in which the permanent magnets 6 are used. The spring device 16 , in particular the tongues 17, are formed by inwardly projecting edge portions of the window cutouts 19 the individual sheets 3 the laminated core 2 educated.

Wie insbesondere in 6 gezeigt, kann der Stapel von Einzelblechen 3 aus einer ersten Anzahl von Einzelblechen gebildet werden, welche die Zungen 17 aufweisen, und aus einer zweiten Anzahl von Einzelblechen 3, welche zungenlos ausgebildet sind. Die zweite Anzahl von Einzelblechen 3 kann beispielsweise um das achtfache bis zwölffache größer sein als die erste Anzahl von Einzelblechen 3.As in particular in 6 Shown can be the stack of single sheets 3 are formed from a first number of individual sheets, which the tongues 17 and a second number of individual sheets 3 which are tongue-less trained. The second number of individual sheets 3 For example, it can be eight to twelve times larger than the first number of individual sheets 3 ,

In radialer Richtung ist am Ende der durch die Fensterausschnitte 19 gebildeten Taschen ein Stegteil 8 angeordnet. Der Stegteil 8 enthält Stegelemente 9, die aus dem gleichen Material bestehen wie das Blechpaket 2 und insbesondere der Stabilität des Permanentmagnetenrotors 1 dienen. Zwischen den Stegelementen 9 befinden sich Stegausnehmungen 10.In the radial direction is at the end of the window openings 19 formed pockets a web part 8th arranged. The web part 8th contains web elements 9 , which are made of the same material as the laminated core 2 and in particular the stability of the permanent magnet rotor 1 serve. Between the bridge elements 9 there are web recesses 10 ,

In 7 ist ein geschlossenes Einzelblech 25 mit einer Anschlagvorrichtung 18 gezeigt, die in dem Blechpaket 2 festgelegt ist und gegen die der jeweils in eine der Taschen 5 eingesetzte Permanentmagnet 6 durch die ein oder mehreren Zungen 17 der betreffenden Tasche 5 federvorgespannt angedrückt wird.In 7 is a closed single sheet 25 with a stop device 18 shown in the laminated core 2 is set and against which each one in one of the pockets 5 used permanent magnet 6 through the one or more tongues 17 the bag in question 5 is pressed spring biased.

In 7 ist zudem gezeigt, dass in radialer Richtung am Ende der Tasche 5 ein Stegteil 8 angeordnet ist. Der Stegteil 8 enthält Stegelemente 9, die aus dem gleichen Material bestehen wie die Blechpakete 2 und insbesondere der Stabilität des Permanentmagnetenrotors 1 dienen. In 7 ist insbesondere ein Einzelblech gezeigtIn 7 is also shown to be in the radial direction at the end of the bag 5 a bridge part 8th is arranged. The web part 8th contains web elements 9 , which are made of the same material as the laminated cores 2 and in particular the stability of the permanent magnet rotor 1 serve. In 7 In particular, a single sheet is shown

In 8 ist ein Einzelblech, insbesondere ein geöffnetes Einzelblech 15, mit einem Stegteil 8 gezeigt, bei dem eine Stegausnehmung 10 vorhanden ist. Bei diesem Einzelblech ist auf eine Zunge verzichtet worden.In 8th is a single sheet, especially an open single sheet 15 , with a bridge part 8th shown in which a Stegausnehmung 10 is available. In this single sheet has been dispensed with a tongue.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

PermanentmagnetenrotorPermanent magnet rotor

22

Blechpaketlaminated core

33

EinzelblecheSingle sheets

44

PolePole

55

TaschenBags

66

Permanentmagnetepermanent magnets

77

Luftspalt (zwischen Stator und Rotor)Air gap (between stator and rotor)

88th

Stegteil, StegbereichBridge part, bridge area

99

Stegelementeweb elements

10 10

StegausnehmungenStegausnehmungen

1111

Segmentsegment

1212

Breite der Stegausnehmung b_gap Width of the web recess b _gap

1313

Länge der StegausnehmungLength of the bridge recess

1414

Dicke eines EinzelblechesThickness of a single sheet

1515

geöffnete Einzelblecheopen individual sheets

1616

Federvorrichtungspring device

1717

Nasen, ZungenNoses, tongues

1818

Anschlagvorrichtungstop device

1919

Fensterausschnittepanes

2020

Kunststoffplastic

2121

vordere Begrenzungsfläche (eines Permanentmagneten)front boundary surface (of a permanent magnet)

2222

hintere Begrenzungsfläche (eines Permanentmagneten)rear boundary surface (of a permanent magnet)

2323

innere schmale Begrenzungsfläche (eines Permanentmagneten)inner narrow boundary surface (of a permanent magnet)

2424

äußere schmale Begrenzungsfläche (eines Permanentmagneten)outer narrow boundary surface (of a permanent magnet)

2525

geschlossene Einzelblecheclosed individual sheets

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102010061784 A1 [0005]DE 102010061784 A1 [0005]
• WO 2016/026831 A1 [0006]WO 2016/026831 A1 [0006]
• WO 2014/082839 A2 [0007]WO 2014/082839 A2 [0007]
• DE 102008007565 A1 [0008]DE 102008007565 A1 [0008]
• EP 2568578 A2 [0009]EP 2568578 A2 [0009]
• EP 2696470 A2 [0010]EP 2696470 A2 [0010]

Claims (15)

Elektrischer Antriebsmotor, aufweisend einen Stator mit Zähnen und Nuten und einen Permanentmagnetenrotor (1), der eine Motorwelle und ein auf der Motorwelle sitzendes Blechpaket (2) aufweist, das zumindest eine der Anzahl von Polen (4) des Permanentmagnetenrotors (1) entsprechende Anzahl von Taschen (5) aufweist, in denen in radialer Richtung jeweils ein Permanentmagnet (6) angeordnet ist, die Permanentmagnete (6) in Umfangsrichtung des Permanentmagnetenrotors (1) mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, so dass ein von dem jeweiligen Permanentmagneten (6) ausgehender magnetischer Fluss in tangentialer Richtung des Permanentmagnetenrotors (1) verläuft, und sich die Permanentmagneten (6) in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors (1) über das Blechpaket (2) hinaus erstrecken, und wobei zwischen benachbarten Taschen (5) jeweils ein Segment (11) des Blechpaketes (2) angeordnet ist, welches ausgebildet ist, den magnetischen Fluss der jeweiligen Permanentmagnete (6) in einem Luftspalt (7) zwischen Stator und Permanentmagnetenrotor (1) zu konzentrieren, wobei das Blechpaket (2) über jeweils einem Permanentmagneten (6) auf der Seite des Luftspaltes (7) einen sich in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors (1) erstreckenden Stegteil (8) bildet, der zwei Segmente (11) des Blechpaketes (2) miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der Stegteil (8) Stegelemente (9) und Stegausnehmungen (10) aufweist.An electric drive motor comprising a stator with teeth and grooves, and a permanent magnet rotor (1) having a motor shaft and a laminated core (2) seated on the motor shaft, which has at least one of the number of poles (4) of the permanent magnet rotor (1) Pockets (5), in which in the radial direction in each case a permanent magnet (6) is arranged, the permanent magnets (6) in the circumferential direction of the permanent magnet rotor (1) arranged distributed with alternating polarity and magnetized in the tangential direction, so that one of the respective Permanent magnet (6) outgoing magnetic flux in the tangential direction of the permanent magnet rotor (1) extends, and the permanent magnets (6) extend in the axial direction of the permanent magnet rotor (1) beyond the laminated core (2), and wherein between adjacent pockets (5) respectively a segment (11) of the laminated core (2) is arranged, which is formed, the magnetic flux to concentrate the respective permanent magnets (6) in an air gap (7) between the stator and permanent magnet rotor (1), wherein the laminated core (2) via a respective permanent magnet (6) on the side of the air gap (7) in the axial direction of the permanent magnet rotor (1) extending web part (8) which connects two segments (11) of the laminated core (2), characterized in that the web part (8) has web elements (9) and web recesses (10). Elektrischer Antriebsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegausnehmungen (10) in der tangentialen Richtung jeweils eine gleiche Breite b_gap (12) haben.Electric drive motor behind Claim 1 , characterized in that the web recesses (10) in the tangential direction each have a same width b _gap (12). Elektrischer Antriebsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass b_gap (12) mittels der Formel I $${\text{b}}_{\text{gap}}={\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}180*\mathrm{\pi }*\text{r}$$

berechnet wird, worin r ein Außsenradius des Permanentmagnetenrotors (1) ist und α_gap mittels der Formel II $${\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}=360°\text{/}\left(2\text{p}*\text{N/ggT}\right)\text{/}2$$

berechnet wird, in der 2p die Anzahl der Pole (4) ist, N die Anzahl von Nuten im Stator bedeutet und ggT der größte gemeinsame Teiler der beiden ist.Electric drive motor behind Claim 2 , characterized in that b _gap (12) by means of the formula I. $${\text{b}}_{\text{gap}}={\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}180*\mathrm{\pi }*\text{r}$$

is calculated, wherein r is an outer radius of the permanent magnet rotor (1) and α _gap by means of the formula II $${\mathrm{\alpha }}_{\text{gap}}\text{/}=360°\text{/}\left(2\text{p}*\text{N / GCD}\right)\text{/}2$$

where 2p is the number of poles (4), N is the number of slots in the stator, and gcd is the largest common divisor of the two. Elektrischer Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (2) des Permanentmagnetenrotors (1) aus einem Stapel von mehreren Einzelblechen (3) gebildet wird.Electric drive motor after one of Claims 1 to 3 , characterized in that the laminated core (2) of the permanent magnet rotor (1) is formed from a stack of a plurality of individual sheets (3). Elektrischer Antriebsmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegausnehmungen (10) eine Länge l_gap (13) in axialer Richtung des Permanentmagnetenrotors (1) haben, die ein ganzzahliges Vielfaches einer Dicke d (14) eines Einzelbleches (3) ist.Electric drive motor behind Claim 4 , characterized in that the web recesses (10) have a length l _gap (13) in the axial direction of the permanent magnet rotor (1), which is an integer multiple of a thickness d (14) of a single sheet (3). Elektrischer Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegausnehmungen (10) durch einen Stapel von geöffneten Einzelblechen (15) und die Stegelemente (9) durch geschlossene Einzelbleche (25) gebildet sind.Electric drive motor after one of Claims 1 to 5 , characterized in that the web recesses (10) are formed by a stack of open individual sheets (15) and the web elements (9) by closed individual sheets (25). Elektrischer Antriebsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der geschlossenen Einzelbleche (25), bezogen auf die Summe von offenen und geschlossenen Einzelblechen, im Bereich von 5 bis 20 % liegt.Electric drive motor behind Claim 6 , characterized in that the proportion of closed individual sheets (25), based on the sum of open and closed individual sheets, in the range of 5 to 20%. Elektrischer Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federvorrichtung (16) ausgebildet ist, um die in die Taschen (5) eingesetzten Permanentmagnete (6) jeweils in radialen Richtungen nach außen vorgespannt innerhalb der Taschen (5) zu fixieren, wobei die Federvorrichtung (16) gebildet wird von jeweils ein oder mehreren, in jeweils eine der Taschen (5) hineinragenden elastischen Nasen (17) und jede Tasche (5) motorwellenfern eine Anschlagvorrichtung (18) aufweist, die an dem Blechpaket (2) festgelegt ist und gegen die der jeweils in eine der Taschen (5) eingesetzte Permanentmagnet (6) durch die ein oder mehreren Nasen (17) der betreffenden Tasche (5) federvorgespannt gedrückt wird.Electric drive motor after one of Claims 1 to 7 characterized in that a spring device (16) is formed to fix the permanent magnets (6) inserted into the pockets (5) biased radially outward within the pockets (5), respectively, forming the spring device (16) of each one or more, in each case one of the pockets (5) projecting elastic lugs (17) and each pocket (5) motorwellenfern a stop device (18) which is fixed to the laminated core (2) and against each of the in one the permanent magnet (6) inserted in the pockets (5) is pressed by the one or more lugs (17) of the relevant pocket (5) in a spring-biased manner. Elektrischer Antriebsmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (2) aus einem Stapel von Einzelblechen (3) gebildet ist und die Federvorrichtung (16), insbesondere die ein oder mehreren elastischen Nasen (17), durch nach innen vorspringende Randabschnitte von Fensterausschnitten (19) der Einzelbleche (3) gebildet werden. Electric drive motor behind Claim 8 , characterized in that the laminated core (2) from a stack of individual sheets (3) is formed and the spring device (16), in particular the one or more elastic lugs (17), by inwardly projecting edge portions of window cutouts (19) of the individual sheets (3) are formed. Elektrischer Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechpaket (2) Einzelbleche (3) enthält, die als geschlossene Einzelbleche (16) ausgebildet sind, bei denen eine elastische Nase (17) einer Federvorrichtung (16) durch nach innen vorspringende Randabschnitte von Fensterausschnitten (19) der Einzelbleche (3) gebildet sind.Electric drive motor after one of Claims 1 to 9 , characterized in that the laminated core (2) contains individual sheets (3), which are formed as closed individual sheets (16), in which an elastic nose (17) of a spring device (16) by inwardly projecting edge portions of window cutouts (19) Individual sheets (3) are formed. Elektrischer Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Taschen (5) des Blechpaketes (2) eingesetzten Permanentmagnete (6) durch Kunststoff (20) umspritzt sind.Electric drive motor after one of Claims 1 to 10 , characterized in that in the pockets (5) of the laminated core (2) used permanent magnets (6) are encapsulated by plastic (20). Elektrischer Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Permanentmagnetenrotors (1) kreisförmig ist.Electric drive motor after one of Claims 1 to 11 , characterized in that the outer contour of the permanent magnet rotor (1) is circular. Haushaltsgerät, insbesondere Geschirrspülmaschine, Waschmaschine, Trockner oder Dunstabzugshaube, aufweisend einen elektrischen Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12.Domestic appliance, in particular dishwasher, washing machine, dryer or extractor hood, comprising an electric drive motor according to one of Claims 1 to 12 , Baukasten für einen elektrischen Antriebsmotor für Haushaltsgeräte, insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC), mit mindestens zwei Typen von Permanentmagnetenrotoren und/oder Statoren, so dass die elektrischen Antriebsmotoren einen definierten Leistungs- und/oder Drehzahl-Drehmoment-Bereich abdecken, dadurch gekennzeichnet, dass für den Baukasten ein Stator-Typ sowie mit diesem Stator-Typ verwendbare, untereinander austauschbare Rotor-Typen vorgesehen sind, wobei die untereinander austauschbaren Rotor-Typen Permanentmagnetenrotoren mit außen liegenden Permanentmagneten sowie Permanentmagnetenrotoren (1), in denen in radialer Richtung Permanentmagnete (6) in Umfangsrichtung des Permanentmagnetenrotors (1) mit abwechselnder Polung verteilt angeordnet und in tangentialer Richtung magnetisiert sind, sind.Building kit for an electric drive motor for household appliances, in particular a brushless DC motor (BLDC), with at least two types of permanent magnet rotors and / or stators, so that the electric drive motors cover a defined power and / or rotational speed torque range, characterized in that for the modular stator type and with this type of stator usable, interchangeable rotor types are provided, the interchangeable rotor types permanent magnet rotors with external permanent magnets and permanent magnet rotors (1) in which in the radial direction permanent magnets (6) are distributed in the circumferential direction of the permanent magnet rotor (1) with alternating polarity and magnetized in the tangential direction, are. Baukasten nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich längenabhängige Motorkomponenten über eine Stapellänge von 10 bis 40 mm erstrecken.Building kit after Claim 14 , characterized in that length-dependent engine components extend over a staple length of 10 to 40 mm.

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