DE102005044218A1

DE102005044218A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE102005044218A1
Application number: DE102005044218A
Authority: DE
Inventors: Michael Bulatow
Original assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Current assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Priority date: 2005-09-15
Filing date: 2005-09-15
Publication date: 2007-03-22
Also published as: DE112006000183A5; WO2007031056A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotorkörper (1), der aus einer Vielzahl von Einzelblechen (7) als übereinander gestapeltes Blechpaket in Form von Blechschichten ausgebildet ist, wobei der Rotorkörper (1) derart ausgestaltet ist, dass er Rotornuten (4) zur Aufnahme von Rotormagneten (10) aufweist und jede Rotornut (4) eine Nutmitte (5) aufweist. Zumindest eine Rotornut (4) weist eine Nutmitte (5) auf, die in axialer Richtung nicht parallel zu einer Rotorachse (3) verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotorkörper, der aus einer Vielzahl von Einzelblechen als übereinander gestapeltes Blechpaket in Form von Blechschichten ausgebildet ist, wobei der Rotorkörper derart ausgestaltet ist, dass er Rotornuten zu Aufnahme von Rotormagneten aufweist und jede Rotornut eine Nutmitte aufweist.
Die Erfindung ist beispielsweise geeignet für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Im Kraftfahrzeugbereich spielen Elektromotoren, die als Kleinmotoren ausgebildet sind, wie beispielsweise Lenkungsmotoren, aufgrund des begrenzten Bauraums eine bedeutende Rolle. Kleinmotoren sind Elektromotoren mit geringen Ausmaßen und haben in der Regel eine Leistung bis zu 1 kW.
Elektromotoren der gattungsgemäßen Art sind allgemein bekannt. Elektromotoren, sowohl mechanisch als auch elektronisch kommutiert, können als Innenläufer- oder als Außenläufermotoren ausgebildet sein. Innenläufermotoren weisen einen feststehenden Stator und einen inneren drehenden Rotor auf. Der Rotor ist koaxial, konzentrisch in den Stator eingefügt. Bei einem Außenläufermotor umgibt der Rotor den Stator konzentrisch. Ferner weisen Elektromotoren typischerweise ein Gehäuse auf, das den Motor vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Schmutz oder Feuchtigkeit, schützt.
Die Laufeigenschaften derartiger Elektromotoren, wie beispielsweise Laufruhe und konstantes Drehmoment, werden im Betrieb durch konstruktiv bedingte Störgrößen negativ beeinflusst.
Eine dieser Störgrößen wird als Rastmoment bezeichnet. Das Rastmoment bewirkt in der Praxis eine Bewegungshemmung, insbesondere beim Start der Bewegung, beispielsweise wenn der Rotor seine Position relativ gegenüber dem Stator verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er minimale bzw. möglichst keine Rastmomente aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Rotorkörper ist aus einer Vielzahl von Einzelblechen als übereinander gestapeltes Blechpaket in Form von Blechschichten ausgebildet. Weiterhin weist der Rotorkörper Rotornuten zu Aufnahme von Rotormagneten auf, wobei jede Rotornut eine Nutmitte aufweist. Zumindest eine Rotornut weist dabei eine Nutmitte auf, die in axialer Richtung nicht parallel zu einer Rotorachse verläuft, so dass die Rotornut schräg zur Rotorachse verläuft.

Durch die Schrägung der Rotornuten erfolgt eine wesentliche Reduzierung des Rastmomentes. Minimale Rastmomente garantieren gute Rundlaufeigenschaften.

Vorzugsweise sind die Rotormagnete in die Rotornuten geklebt.

Die Rotormagnete sind als quaderförmige Elemente ausgebildet. Vorzugsweise sind die Ecken und Kanten der Rotormagnete abgerundet. Es können aber ebenso Rotormagnete verwendet werden, die keine abgerundeten Kanten aufweisen. Dies hat insbesondere die Vorteile, dass die Herstellungs- bzw. Bearbeitungskosten geringer sind.

Die Einzelbleche werden insbesondere in ihrer Umfangsrichtung um einen Winkel zueinander versetzt angeordnet. Dies kann beispielsweise durch „Weiterdrehung" der verbunden Einzelbleche je Schicht um einen bestimmten Winkel erfolgen. Dieser bestimmte Winkel beträgt beispielsweise 0,06°. Eine Versetzung von 0,06° je Einzelblech ergibt eine Gesamtversetzung von ca. 5° bei einer Rotorlänge von 40 mm. Natürlich kann die Gradzahl der Versetzung, beispielsweise in Abhängigkeit der Rotorgeometrie, beliebig variieren.

Vorzugsweise sind die Einzelbleche stanzpaketiert und mit Ringverstemmung zum Blechpaket zusammengefügt.

Vorzugsweise werden die Einzelbleche aneinander, insbesondere übereinander, mit einem Klebstoff, wie beispielsweise Backlack, verbunden. Dabei werden zunächst die Bleche ein- oder zweiseitig mit dem Klebstoff beschichtet, zu einem Blechpaket zusammengefügt und anschließend wärmebehandelt.

Mit besonderem Vorteil weisen die Rotornuten Erhebungen auf. Die Erhebungen sind dabei im Bereich der Nutmitte angeordnet und beispielsweise ca. 0,1 mm hoch. Die Rotormagnete sind in den Rotornuten derart angeordnet, dass sie auf den Erhebungen der Rotornuten aufliegen. Durch die Erhebungen wird ein Klebespalt für die einzuklebenden Rotormagnete definiert, so dass die Rotormagnete sicher und fest positioniert werden können. Weiterhin wälzen sich die Rotormagnete auf der Erhebung ab, so dass immer eine Punktberührung zwischen Rotormagnet und Erhebung besteht. Auf diese Weise haben die Rotormagnete eine saubere Auflage.

Insbesondere weisen die Rotornuten Vertiefungen in axialer Richtung auf. Die Rotormagnete werden in die schrägen Rotornuten eingefügt. Da die Rotormagnete selbst quaderförmig ausgebildet sind und die schrägen Rotornuten eingefügt werden müssen, gewährleisten die Vertiefungen bei der Einführung der Rotormagnete genügend Platz bzw. Spiel, damit die Rotormagnete nicht verkanten.

In der nachfolgenden Beschreibung werden weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei sind in einzelnen Varianten beschriebene Merkmale und Zusammenhänge grundsätzlich auf alle Ausführungsbeispiele übertragbar. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Rotorkörper, angeordnet auf einer Rotorwelle, des erfindungsgemäßen Elektromotors;
2 den Rotorkörper des erfindungsgemäßen Elektromotors mit Rotormagneten in einer Ansicht von vorne; und
3 ein Einzelblech des erfindungsgemäßen Elektromotors.
1 zeigt einen Rotorkörper 1, der auf einer Rotorwelle 2 angeordnet ist. Der Rotorkörper 1 ist aus einer Vielzahl von Einzelblechen 7 als übereinander gestapeltes Blechpaket in Form von Blechschichten ausgebildet. Weiterhin weist der Rotorkörper 1 Rotornuten 4 zu Aufnahme von nicht gezeigten Rotormagneten auf, wobei jede Rotornut 4 eine Nutmitte 5 aufweist. Die Rotornut 4 weist dabei eine Nutmitte 5 auf, die in axialer Richtung nicht parallel zu einer Rotorachse 3 verläuft, so dass die Rotornut 4 schräg zur Rotorachse 3 verläuft. Durch die Schrägung der Rotornuten 4 erfolgt eine wesentliche Reduzierung des Rastmomentes. Die Einzelbleche 7 werden insbesondere in ihrer Umfangsrichtung 9 um einen Winkel zueinander versetzt angeordnet.
2 zeigt den Rotorkörper 1 mit Rotormagneten 10 in einer Ansicht von vorne. Der Rotorkörper 1 weist die Rotornuten 4 auf, in welchen die Rotormagnete 10 angeordnet sind. Die Rotornuten 4 weisen Erhebungen 8 auf. Die Erhebungen 8 sind dabei im Bereich der Nutmitte 5 angeordnet. Die Rotormagnete 10 sind in den Rotornuten 4 derart angeordnet, dass sie auf den Erhebungen 8 der Rotornuten 4 aufliegen. Durch die Erhebungen 8 wird ein Klebespalt für die einzuklebenden Rotormagnete 10 definiert, so dass die Rotormagnete 10 sicher und fest positioniert sind. Weiterhin wälzen sich die Rotormagnete 10 auf der Erhebung 8 ab, so dass immer eine Punktberührung zwischen Rotormagnet 10 und Erhebung 8 besteht.
Die Rotornuten 4 weisen die Vertiefungen 11 in axialer Richtung auf. Die Rotormagnete 10 werden in die schrägen Rotornuten 4 eingefügt. Da die Rotormagnete 10 selbst quaderförmig ausgebildet sind und die schrägen Rotornuten 4 eingefügt werden müssen, gewährleisten die Vertiefungen 11 bei der Einführung der Rotormagnete 10 genügend Platz bzw. Spiel, damit die Rotormagnete 10 nicht verkanten.
3 zeigt ein Einzelblech 7 des erfindungsgemäßen Elektromotors. Die Rotornuten 4 weisen die Erhebungen 8 auf. Durch die Erhebungen 8 wird ein Klebespalt für die einzuklebenden nicht dargestellten Rotormagnete 10 definiert. Die Rotornuten 4 weisen die Vertiefungen 11 in axialer Richtung auf. Die nicht gezeigten Rotormagnete 10 werden in die schrägen Rotornuten 4 eingefügt. Da die Rotormagnete 10 selbst quaderförmig ausgebildet sind und die schrägen Rotornuten 4 eingefügt werden müssen, gewährleisten die Vertiefungen 11 bei der Einführung der Rotormagnete 10 genügend Platz bzw. Spiel, damit die Rotormagnete 10 nicht verkanten.

1: Rotorkörper
2: Rotorwelle
3: Rotorachse
4: Rotornut
5: Rotornutmitte
6: Rotormagnet
7: Einzelblech
8: Nuterhebung
9: Umfangsrichtung
10: Rotormagnet
11: Vertiefung

Claims

Elektromotor mit einem Rotorkörper (1), der aus einer Vielzahl von Einzelblechen (7) als übereinander gestapeltes Blechpaket in Form von Blechschichten ausgebildet ist, wobei der Rotorkörper (1) derart ausgestaltet ist, dass er Rotornuten (4) zu Aufnahme von Rotormagneten (10) aufweist und jede Rotornut (4) eine Nutmitte (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Rotornut (4) eine Nutmitte (5) aufweist, die in axialer Richtung nicht parallel zu einer Rotorachse (3) verläuft.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornut (4) schräg zur Rotorachse (3) verläuft.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotormagnete (10) in die Rotornuten (4) geklebt sind.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotormagnete (10) abgerundete Ecken und/oder Kanten aufweisen.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor für den Einbau in einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbleche (7) in ihrer Umfangsrichtung (9) um einen Winkel zueinander versetzt angeordnet sind.
Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel gleich 0,06° beträgt.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbleche (7) stanzpaketiert und mit Ringverstemmung zum Blechpaket zusammengefügt sind.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelbleche (7) zumindest einseitig eine Lackschicht aufweisen und chemisch-thermisch zum Blechpaket zusammengefügt sind.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornut (4) Erhebungen (8) aufweist.
Elektromotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotormagnete (10) in der Rotornut (4) derart angeordnet sind, dass sie auf den Erhebungen (8) der Rotornut (4) aufliegen.
Elektromotor nach Anspruch 1, 2, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotornut (4) zumindest eine axiale Vertiefung (11) aufweist.