DE102005046284A1

DE102005046284A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE102005046284A1
Application number: DE102005046284A
Authority: DE
Inventors: Michael Bulatow; Andre Dipl.-Ing. Gornott
Original assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-08-31
Also published as: DE112006000352A5; EP1854198A1; WO2006089543A1; US20080157616A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotor, der eine Rotorwelle und einen Rotorkörper umfasst, und einem Stator, der ein Stator-Blechpaket mit einer Vielzahl von Statorblechen und zumindest einen integrierten Lagersitz der Aufnahme eines Lagers, in dem die Rotorwelle drehbar gelagert ist, aufweist, wobei zumindest ein stirnseitiges Statorbleich des Stator-Blechpakets Mittel zur Verstärkung des Lagersitzes aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotor, der eine Rotorwelle und einen Rotorkörper umfasst, und einem Stator, der ein Stator-Blechpaket mit einer Vielzahl von Statorblechen und zumindest einen integrierten Lagersitz zur Aufnahme einer Lagers, in dem die Rotorwelle drehbar gelagert ist, aufweist, sowie Verfahren zur Montage eines solchen Elektromotors.
Die Erfindung ist insbesondere beispielsweise geeignet für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Im Kraftfahrzeugbereich spielen Elektromotoren, die als Kleinmotoren ausgebildet sind, 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 können als Innenläufer- oder 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. Des Weiteren muss der Rotor bzw. die Rotorwelle mittels Lager drehbar gelagert sein. Die Lagerung der Rotorwelle wird beispielsweise mit einem oder mehreren aufwändigen Lagerschilden realisiert. Dabei müssen entsprechend der jeweiligen Motoraußenkontur ein oder mehrere separate Lagerschilde hergestellt werden, denn es besteht eine Vielzahl an Varianten hinsichtlich der Rotorlagerung und der entsprechenden Aufnahmegeometrien im Lagerschild. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Stator integrierte Lagersitze zur Aufnahme von Lagern, in denen die Rotorwelle drehbar gelagert ist, aufweist.

Aus der DE 103 12 614 A1 ist eine elektrische Maschine mit einer in den Stator integrierter Rotorlagerung bekannt. Die Rotorwelle ist in Wälzlagern drehbar gelagert und die Wälzlager sind von Lagerringen aufgenommen, die im Stator der elektrischen Maschine angeordnet sind.

Aus der DE 40 21 599 A1 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor bekannt, mit einer Welle, einem dauermagnetischen Rotor und einem Stator mit mehreren mit Wicklungen versehenen Polschuhen, wobei zwei Schalen aus nichtmagnetischem Werkstoff vorgesehen sind, die jeweils ein Lager für die Welle und Halterungen für die Polschuhe aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass er kompakt und möglichst kleinbauend ist. Ferner soll er einfach und kostengünstig hergestellt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 6 und 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Elektromotor hat einen Rotor, der eine Rotorwelle und einen Rotorkörper umfasst, und einen Stator, der ein Stator-Blechpaket mit einer Vielzahl von Statorblechen und zumindest einen integrierten Lagersitz zur Aufnahme eines Lagers, in dem die Rotorwelle drehbar gelagert ist, aufweist.

Da das Lager durch verschiedene Kräfte beansprucht wird, ist es sinnvoll, den Lagersitz zu verstärken. Dazu ist zumindest ein stirnseitiges Statorblech des Stator-Blechpakets derart ausgebildet, dass es Mittel zur Verstärkung des Lagersitzes aufweist.

Vorteilhafterweise sind die Mittel zur Verstärkung als Verstärkungsanker ausgebildet und am Innendurchmesser des stirnseitigen Statorblechs angeordnet.

In vorteilhafter Weise sind die Verstärkungsanker und das stirnseitige Statorblech einstückig ausgebildet.

Insbesondere weisen die Statorbleche des Stator-Bleckpakets zumindest einseitig eine Lackschicht, beispielsweise eine Backlackschicht, auf und sind stoffschlüssig durch eine chemisch-thermisch Verbindung miteinander verbunden. Die beschichteten Statorbleche werden zunächst zu einem so genannten Stator-Blechpaket zusammengefügt. Anschließend wird das Stator-Blechpaket kurz erhitzt, wodurch die Lackschicht, insbesondere die Backlackschicht, zum Schmelzen gebracht wird und die Statorbleche somit chemisch-thermisch fest miteinander verbindet.

Um das Stator-Blechpaket mit Wicklungen versehen zu können, müssen das Stator-Blechpaket, insbesondere die Polzähne des Stator-Bleckpakets, elektrisch isoliert werden. Das Stator-Blechpaket wird dazu vorzugsweise mit einem Kunststoff umspritzt. Der Lagersitz am Stator wird während der Umspritzung des Stator-Bleckpakets ausgebildet.

Insbesondere werden vor dem Umspritzen des Stator-Bleckpakets und der Spritzung des Lagersitzes die Verstärkungsanker abgewinkelt, und zwar in diejenige Richtung, in der sich der gespritzte Lagersitz befindet. Im Wesentlichen werden die Verstärkungsanker um 90° abgewinkelt. Nach Fertigung des Lagersitzes wird das Lager in den Lagersitz eingepresst.

Alternativ kann das Lager in ein Spritzwerkzeug eingelegt werden und der Lagersitz wird praktisch während der Umspritzung des Stator-Bleckpakets um das Lager im Spritzwerkzeug „herum gespritzt".

In der nacchfogen 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 eine Ausführungsform des Stators des erfindungsgemäßen Elektromotors in einer perspektivischen Ansicht;
2 eine Ausführungsform des stirnseitigen Statorblechs des erfindungsgemäßen Elektromotors in einer Draufsicht;
3 eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors in einer Längsschnittdarstellung.
1 zeigt eine Ausführungsform eines Stators des erfindungsgemäßen Elektromotors in einer perspektivischen Ansicht. Der Stator 1 besteht aus einem Stator-Blechpaket 2 mit einer Vielzahl von Statorblechen. Das Statorblech 3 an der Stirnseite des Stator-Blechpakets 2 ist derart ausgebildet, dass es Mittel zur Verstärkung des nicht dargestellten Lagersitzes aufweist. Die Mittel zur Verstärkung sind als Verstärkungsanker 4 ausgebildet und am Innendurchmesser 5 des stirnseitigen Statorblechs 3 angeordnet. Die Verstärkungsanker 4 und das stirnseitige Statorblech 3 sind einstückig ausgebildet. Besonders gut ist zu erkennen, dass die Verstärkungsanker 4 vor dem Umspritzen des Stator-Blechpakets 2 abgewinkelt werden, und zwar in diejenige Richtung, in der sich später der nicht dargestellte, gespritzte Lagersitz befindet. Im Wesentlichen werden die Verstärkungsanker 4 um 90° abgewinkelt. Weiterhin sind die Polzähne 6 des Stator-Blechpaktes 2 zu erkennen, die mit nicht gezeigten Wicklungen versehen werden.
2 zeigt eine Ausführungsform des stirnseitigen Statorblechs des erfindungsgemäßen Elektromotors in einer Draufsicht. Das stirnseitige Statorblech 3 weist die Verstärkungsanker 4 zur Verstärkung des nicht dargestellten Lagersitzes auf. Die Verstärkungsanker 4 sind am Innendurchmesser 5 des stirnseitigen Statorblechs 3 angeordnet. Besonders gut ist zu erkennen, dass die Verstärkungsanker 4 und das stirnseitige Statorblech 3 einstückig ausgebildet sind. In 2 sind die Verstärkungsanker nicht abgewinkelt. Weiterhin sind die Polzähne 6 des Stator-Blechpaktes 2 zu erkennen, die mit nicht gezeigten Wicklungen versehen werden.
3 zeigt eine Teilansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors in einer Längsschnittdarstellung. Der Elektromotor 10 hat einen Rotor, der eine Rotorwelle 12 und einen Rotorkörper 11 umfasst, und einen Stator, der ein Stator-Blechpaket 2 mit einer Vielzahl von Statorblechen 7 und einen integrierten Lagersitz 13 zur Aufnahme des Lagers 14, in dem die Rotorwelle 12 drehbar gelagert ist, aufweist.
Da das Lager 14 durch verschiedene Kräfte beansprucht wird, ist es sinnvoll, den Lagersitz 13 zu verstärken. Dazu weist das stirnseitige Statorblech 3 Mittel zur Verstärkung des Lagersitzes 13 auf. Die Verstärkungsmittel sind als Verstärkungsanker 4 ausgebildet und am Innendurchmesser 5 des stirnseitigen Statorblechs 3 angeordnet.
Die Statorbleche 7 weisen zumindest einseitig eine nicht gezeigte Lackschicht auf und sind stoffschlüssig durch eine chemisch-thermisch Verbindung miteinander verbunden.
Um das Stator-Blechpaket 2 mit nicht gezeigten Wicklungen versehen zu können, müssen das Stator-Blechpaket 2, insbesondere die nicht sichtbaren Polzähne 6, elektrisch isoliert werden. Das Stator-Blechpaket 2 wird dazu vorzugsweise mit Kunststoff umspritzt, wodurch die Umspritzung 15 entsteht. Der Lagersitz 13 wird während des Umspritzungsvorgangs des Stator-Blechpakets 2 ausgebildet. Vor dem Umspritzen des Stator-Blechpakets 2 und der Spritzung des Lagersitzes 13 werden die Verstärkungsanker 4 abgewinkelt, und zwar in diejenige Richtung, in der sich der gespritzte Lagersitz 13 befindet. Im Wesentlichen werden die Verstärkungsanker 4 um 90° abgewinkelt. Nach Fertigung des Lagersitzes 13 wird das Lager 14 in den Lagersitz 13 eingepresst.

1: Stator
2: Stator-Blechpaket
3: Stirnseitiges Statorblech
4: Verstärkungsanker
5: Innendurchmesser des Statorblechs 3
6: Polzähne
7: Statorbleche
10: Elektromotor
11: Rotorkörper
12: Rotorwelle
13: Lagersitz
14: Lager
15: Umspritzung

Claims

Elektromotor (10) mit einem Rotor, der eine Rotorwelle (12) und einen Rotorkörper (11) umfasst, und einem Stator, der ein Stator-Blechpaket (2) mit einer Vielzahl von Statorblechen (3, 7) und zumindest einen integrierten Lagersitz (13) zur Aufnahme eines Lagers (14), in dem die Rotorwelle (12) drehbar gelagert ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein stirnseitiges Statorblech (3) des Stator-Bleckpakets (2) Mittel zur Verstärkung des Lagersitzes (13) aufweist.
Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Verstärkung als Verstärkungsanker (4) ausgebildet sind.
Elektromotor (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsanker (4) am Innendurchmesser (5) des stirnseitigen Statorblechs (3) angeordnet sind.
Elektromotor (10) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsanker (4) und das stirnseitige Statorblech (3) einstückig aus gebildet sind.
Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorbleche (3, 7) zumindest einseitig eine Lackschicht aufweisen und stoffschlüssig durch eine chemisch-thermisch Verbindung miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Montage eines Elektromotors (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stator-Blechpaket (2) zur elektrischen Isolierung mit Kunststoff umspritzt wird und der Lagersitz (13) am Stator während der Umspritzung des Stator-Blechpakets (2) ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (14) nach Fertigung des Lagersitzes (13) in den Lagersitz (13) ein gepresst wird.
Verfahren zur Montage eines Elektromotors (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stator-Blechpaket (2) zur elektrischen Isolierung mit Kunststoff umspritzt wird und das Lager (14) in ein Spritzwerkzeug eingelegt und der Lagersitz (13) am Stator während der Umspritzung des Stator-Blechpakets (2) ausgebildet wird.