DE102013105964B4 - Rotor with bearing device - Google Patents

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DE102013105964B4 DE102013105964.3A DE102013105964A DE102013105964B4 DE 102013105964 B4 DE102013105964 B4 DE 102013105964B4 DE 102013105964 A DE102013105964 A DE 102013105964A DE 102013105964 B4 DE102013105964 B4 DE 102013105964B4
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Abstract

Rotor (1) für einen Elektromotor (2), mit einem Rotormagneten (32), der an einem Rotorkörper (30) gehalten ist und mit einer Lagerbuchse (36), die innerhalb des Rotorkörpers (30) angeordnet ist, wobei auf einer axialen Seite des Rotorkörpers (30) eine Rotorwelle (42) angeordnet ist, die ein Zahnrad (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (36) mit zumindest zwei Lagerstellen (37) versehen ist, durch die der Rotorkörper (30) an einer Achse (17) gelagert ist, wobei die Lagerbuchse (36) als Hohlwelle ausgebildet ist und von dem Material des Rotorkörpers (30) umspritzt ist.Rotor (1) for an electric motor (2), with a rotor magnet (32) which is held on a rotor body (30) and with a bearing bush (36) which is arranged within the rotor body (30), on one axial side of the rotor body (30) a rotor shaft (42) is arranged which has a gear (18), characterized in that the bearing bush (36) is provided with at least two bearing points (37) through which the rotor body (30) on an axis (17) is mounted, wherein the bearing bush (36) is designed as a hollow shaft and is encapsulated by the material of the rotor body (30).

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor mit einem ringförmigen Permanentmagneten, der als Rotormagnet an einem Rotorkörper gehalten ist und mit einer Lagerbuchse, die innerhalb des Rotorkörpers angeordnet ist, wobei auf einer Seite des Rotorkörpers eine Rotorwelle ausgebildet ist, an deren abtriebsseitigem Ende ein Zahnrad zur Übertragung der Drehbewegung des Rotors an ein nachfolgendes Getriebe angeformt ist.The invention relates to a rotor for an electric motor with an annular permanent magnet, which is held as a rotor magnet on a rotor body and with a bearing bushing which is arranged within the rotor body, a rotor shaft being formed on one side of the rotor body and a gearwheel at its output end is molded to transmit the rotary motion of the rotor to a subsequent gear.

Derartige Rotoren kennt man beispielweise aus der DE 101 52 151 A1 . Diese offenbart einen Permanentmagnetrotor mit einem Gleitlager, das in einem Kunststofftragteil angeordnet ist. Das Kunststofftragteil weist an einer axialen Seite des Rotors eine Rotorwelle auf, an die endseitig ein Ritzel zur Übertragung der Drehbewegung angeformt ist. Dieses Ritzel weist einen großen axialen Abstand zum Gleitlager auf, wodurch das Lager höhere radiale Kräfte aufnehmen muss und somit eine erhöhte Kippsteifigkeit aufweisen muss.Such rotors are known, for example, from DE 101 52 151 A1 . This discloses a permanent magnet rotor with a plain bearing which is arranged in a plastic support part. On one axial side of the rotor, the plastic support part has a rotor shaft, onto which a pinion for transmitting the rotational movement is formed on the end. This pinion has a large axial distance from the sliding bearing, which means that the bearing has to absorb higher radial forces and therefore has to have increased tilting rigidity.

Aus der CH 307 077 A ist eine Gleitlagerung mit Schmiermittelaufnahmeraum für Wellen von Elektromotoren bekannt, bei welcher die Lagerstellen durch einen das Schmiermittel enthaltenden und den Lagerzapfen ringförmig umgebenden Hohlraum verbunden sind.From the CH 307 077 A a sliding bearing with a lubricant receiving space for shafts of electric motors is known, in which the bearing points are connected by a cavity containing the lubricant and annularly surrounding the bearing journal.

Aus der DE 10 2012 010 945 A1 ist ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Spindelmotors bekannt. Das Lagersystem weist ein erstes Lagerbauteil, das mindestens eine Lagerbuchse mit einer Lagerbohrung umfasst, und ein zweites Lagerbauteil, das mindestens eine in der Lagerbohrung angeordnete Welle, ein die Welle aufnehmendes feststehendes Lagerbauteil und ein an der Welle angeordnetes ringförmiges Lagerbauteil umfasst, auf, wobei das erste und das zweite Lagerbauteil durch einen mit einem Lagerfluid gefüllten Lagerspalt voneinander getrennt und mittels zweier axial voneinander beabstandeten fluiddynamischen Radiallagern und mindestens einem fluiddynamischen Axiallager relativ zueinander drehgelagert sind. Der Lagerspalt ist durch einen sich an den Lagerspalt anschließenden ersten Dichtungsspalt abgedichtet.From the DE 10 2012 010 945 A1 a fluid dynamic bearing system for the rotary bearing of a spindle motor is known. The bearing system has a first bearing component, which comprises at least one bearing bush with a bearing bore, and a second bearing component, which comprises at least one shaft arranged in the bearing bore, a stationary bearing component receiving the shaft and an annular bearing component arranged on the shaft, wherein the The first and the second bearing component are separated from one another by a bearing gap filled with a bearing fluid and are rotatably mounted relative to one another by means of two axially spaced fluid dynamic radial bearings and at least one fluid dynamic axial bearing. The bearing gap is sealed by a first sealing gap adjoining the bearing gap.

Die DE 199 18 468 A1 beschreibt einen Spindelmotor mit zwei einander gegenüberliegenden Labyrinthdichtungen, der im Wesentlichen aus einer Basisplatte besteht, auf der drehfest eine Welle angeordnet ist, die zwei axial übereinanderliegende Lager aufweist, wobei die Lager jeweils aus einem Innenring und aus einem Außenring bestehen, und der Außenring drehfest mit einem außenliegenden Rotor verbunden ist, und im Lagerdeckel eine Labyrinthdichtung angeordnet ist, die das Ausströmen von Öl aus dem Lager in die Umgebung des Lagers verhindert.the DE 199 18 468 A1 describes a spindle motor with two opposing labyrinth seals, which essentially consists of a base plate on which a shaft is rotatably arranged, which has two axially superposed bearings, the bearings each consisting of an inner ring and an outer ring, and the outer ring rotatably with is connected to an external rotor, and a labyrinth seal is arranged in the bearing cover, which prevents oil from flowing out of the bearing into the vicinity of the bearing.

Die EP 1 115 981 B1 offenbart eine Flüssigkeitspumpe für den Kühl-/Heizkreislauf eines Kraftfahrzeugs, welche einen Stator in Klauenpolkonstruktion und einen von dem Stator durch ein Rohr getrennten, im Kühlwasser eingetauchten und ein Flügelrad bildenden Rotor aufweist. Der Rotor ist radial innerhalb des Stators angeordnet.the EP 1 115 981 B1 discloses a liquid pump for the cooling / heating circuit of a motor vehicle, which has a stator of claw pole construction and a rotor which is separated from the stator by a pipe, is immersed in the cooling water and forms an impeller. The rotor is arranged radially inside the stator.

Die DE 10 2007 054 271 A1 offenbart ein fluiddynamisches Lagersystem zur Drehlagerung eines Motors, umfassend eine zylindrische Lagerbuchse mit einer Lagerbohrung, eine in der Lagerbohrung drehbar aufgenommene Welle mit einer endseitig angeordneten scheibenförmigen Druckplatte, eine in einem axialen Abstand zur Druckplatte auf der Welle angeordnete Dichtungsscheibe, ein zylindrisches und einseitig geschlossenes Gehäuse und mindestens ein Radiallager und ein Axiallager, wobei die Lagerbuchse im Gehäuse befestigt ist und die Druckplatte und die Dichtungsscheibe jeweils in Hohlräumen aufgenommen sind, die durch das Gehäuse und die Lagerbuchse begrenzt sind, wobei ein mit einem Lagerfluid gefüllter Lagerspalt vorhanden ist, der sich zwischen einander zugewandten Oberflächen der Welle, der Lagerbuchse, der Druckplatte, der Dichtungsscheibe und dem Gehäuse erstreckt.the DE 10 2007 054 271 A1 discloses a fluid dynamic bearing system for the rotary bearing of a motor, comprising a cylindrical bearing bush with a bearing bore, a shaft rotatably received in the bearing bore with a disc-shaped pressure plate arranged at the end, a sealing washer arranged on the shaft at an axial distance from the pressure plate, a cylindrical housing closed on one side and at least one radial bearing and one axial bearing, wherein the bearing bush is fastened in the housing and the pressure plate and the sealing washer are each received in cavities which are delimited by the housing and the bearing bush, a bearing gap filled with a bearing fluid being present between facing surfaces of the shaft, the bearing bush, the pressure plate, the sealing washer and the housing.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor zur Verfügung zu stellen, der einfach herzustellen und in einem Motorengehäuse anzuordnen ist sowie mit einfachen Mitteln eine erhöhte Stabilität, insbesondere Kippsteifigkeit, der Lagerung gewährleistet und derart die Zuverlässigkeit eines Elektromotors erhöht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, den axialen Bauraum optimal zu nutzen.It is therefore the object of the present invention to make available a rotor that is easy to manufacture and to be arranged in a motor housing and, with simple means, ensures increased stability, in particular tilting rigidity, of the bearing and thus increases the reliability of an electric motor. Another object of the present invention is to make optimal use of the axial installation space.

Diese Aufgaben werden gelöst durch einen Rotor der eingangs genannten Art, wie er in Anspruch 1 definiert ist, bei dem die Lagerbuchse über einen Großteil der axialen Länge des Rotorkörpers verläuft. Erfindungsgemäß weist die Lagerbuchse zwei axial beabstandete, vorzugsweise in den axialen Endbereichen der Lagerbuchse angeordnete Lagerstellen auf, die als Radiallager gegenüber einer feststehenden Achse wirken, auf welcher der Rotor drehbar um eine Rotationsachse gelagert ist. Vorzugsweise ist sowohl die Lagerbuchse, als auch der Rotormagnet vom Rotorkörper größtenteils umfasst.These objects are achieved by a rotor of the type mentioned at the beginning, as defined in claim 1, in which the bearing bush runs over a large part of the axial length of the rotor body. According to the invention, the bearing bush has two axially spaced bearings, preferably arranged in the axial end regions of the bearing bush, which act as radial bearings with respect to a stationary axis on which the rotor is rotatably mounted about an axis of rotation. Preferably, both the bearing bush and the rotor magnet are largely enclosed by the rotor body.

Die radiale Lagerung des Rotors an der ihm zugeordneten Achse findet dann mittels der Lagerbuchse genau an diesen beiden Lagerstellen statt, während der dazwischen befindliche Mittelabschnitt der Lagerbuchse, der als Separator bezeichnet wird, einen größeren Innendurchmesser als die beiden Lagerstellen aufweist und somit nicht in Kontakt mit der Achse steht. Zwischen der jeweiligen Lagerstelle und dem Separator befindet sich ein konischer Bereich. Die beiden Lagerstellen können hierbei beispielsweise als Gleitlager oder als fluiddynamisches Lager ausgebildet sein.The radial mounting of the rotor on the axis assigned to it then takes place by means of the bearing bushing precisely at these two bearing points, while the central section of the bearing bushing located in between, which is referred to as the separator, has a larger inner diameter than the two bearing points and is therefore not in contact with the Axis is standing. There is a conical area between the respective bearing point and the separator. The two bearing points can be designed, for example, as slide bearings or as fluid dynamic bearings.

Die Achse zur Aufnahme des Rotors ist auf einer ersten axialen Seite innerhalb des Gehäusedeckels und auf einer zweiten axialen Seite innerhalb eines axial vorstehenden Gehäusesockels, der einteilig mit dem Gehäuse ausgebildet ist, fixiert. Der Gehäusesockel ragt in eine entsprechende Aussparung innerhalb des Rotorkörpers hinein, liegt axial der Lagerbuchse gegenüber und dient somit als axialer Anschlag für einen Schockfall.The axis for receiving the rotor is fixed on a first axial side within the housing cover and on a second axial side within an axially protruding housing base which is formed in one piece with the housing. The housing base protrudes into a corresponding recess within the rotor body, lies axially opposite the bearing bush and thus serves as an axial stop in the event of a shock.

Die zweite Lagerstelle der Lagerbuchse ist vorzugsweise innerhalb des Rotorzahnrads oder mit möglichst geringem axialem Abstand zum Rotorzahnrad angeordnet. Vorzugsweise entspricht dieser axiale Abstand maximal der Wanddicke des Rotorkörpers. Durch die Anordnung der zweiten Lagerstelle innerhalb des Rotorzahnrads oder mit einem lediglich geringen Abstand zum Rotorzahnrad ist die Lagerbuchse in der Lage höhere radiale Kräfte aufzunehmen und weist daher eine erhöhte Kippsteifigkeit auf.The second bearing point of the bearing bush is preferably arranged within the rotor gear or with the smallest possible axial distance from the rotor gear. This axial distance preferably corresponds at most to the wall thickness of the rotor body. Due to the arrangement of the second bearing point within the rotor gear or with only a small distance from the rotor gear, the bearing bush is able to absorb higher radial forces and therefore has an increased tilting rigidity.

Vorzugsweise besteht der Rotorkörper aus Kunststoff und wird erfindungsgemäß als Spritzgussteil hergestellt. Besonders bevorzugt werden dabei sowohl die Lagerbuchse als auch der Rotormagnet umspritzt, das heißt in das Spritzgusswerkzeug eingelegt und von der anschließend eingespritzten Kunststoffmasse umgeben.The rotor body is preferably made of plastic and is manufactured according to the invention as an injection-molded part. Both the bearing bushing and the rotor magnet are particularly preferably encapsulated, that is to say inserted into the injection molding tool and surrounded by the subsequently injected plastic compound.

Vorzugsweise ändert sich der Außendurchmesser der Lagerbuchse im axialen Verlauf, um eine axiale Fixierung der Lagerbuchse innerhalb des Rotorkörpers sicher zu stellen. Besonders bevorzugt ist der Außendurchmesser der Lagerbuchse im Bereich der axial endseitig angeordneten Lagerstellen gegenüber dem Bereich des Separators etwas verringert. Um zusätzlich eine Verdrehsicherung zu gewährleisten, können axial verlaufende Rillen am Außenumfang der Lagerbuchse vorgesehen werden.The outer diameter of the bearing bushing preferably changes in the axial course in order to ensure an axial fixation of the bearing bushing within the rotor body. Particularly preferably, the outer diameter of the bearing bush is somewhat reduced in the area of the bearing points arranged axially at the end compared to the area of the separator. In order to additionally ensure anti-twist protection, axially extending grooves can be provided on the outer circumference of the bearing bush.

Vorzugsweise ist das Rotorzahnrad am axialen Ende der Rotorwelle einstückig mit dem Rotorkörper ausgebildet. Um eine möglichst hohe Untersetzung der ersten Getriebestufe zu erreichen, ist der Außendurchmesser des Rotorzahnrads möglichst gering und vorzugsweise kleiner als der Außendurchmesser der Rotorwelle, während das mit ihm im Eingriff stehende erste Zahnrad des Getriebes im Rahmen des Platzangebots in dem Antriebsgehäuse möglichst groß ausgebildet ist. Die Rotorwelle umfasst einen Teil der Lagerbuchse, insbesondere eine Lagerstelle.The rotor gear at the axial end of the rotor shaft is preferably formed in one piece with the rotor body. In order to achieve the highest possible reduction in the first gear stage, the outer diameter of the rotor gear is as small as possible and preferably smaller than the outer diameter of the rotor shaft, while the first gear of the gear engaged with it is made as large as possible within the space available in the drive housing. The rotor shaft comprises part of the bearing bush, in particular a bearing point.

Um eine Verdrehung des Rotormagneten gegenüber dem Rotorkörper zu verhindern, sind an den axialen Stirnseiten des Rotormagnets nicht-rotationssymmetrische Aussparungen vorgesehen, in welche mit dem Rotorkörper verbundene Vorsprünge eingreifen. Alternativ können die Vorsprünge beziehungsweise die Aussparungen am jeweils anderen Bauteil angeordnet sein.In order to prevent the rotor magnet from rotating with respect to the rotor body, non-rotationally symmetrical cutouts are provided on the axial end faces of the rotor magnet, into which projections connected to the rotor body engage. Alternatively, the projections or the recesses can be arranged on the respective other component.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in den Zeichnungen näher erläutert.

  • 1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht entlang einer in der 2 erkennbaren Schnittlinie A-A durch eine Antriebseinheit.
  • 1a zeigt das Detail Z der 1, das insbesondere den Elektromotor darstellt.
  • 2 zeigt eine geschnittene Aufsicht entlang der in der 1 erkennbaren Schnittlinie B-B.
  • 3 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rotors mit Rotorkörper, Rotormagnet und Zahnrad.
  • 4 zeigt eine Stirnansicht des Rotors aus der 3.
  • 5 zeigt eine entlang der Rotationsachse geschnittene Seitenansicht des Rotors aus den 3 und 4.
  • 5a zeigt eine Detailansicht des Details Y aus der 5.
  • 5b zeigt eine Detailansicht des Details X aus der 5a.
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment in the drawings.
  • 1 FIG. 13 shows a sectional side view along one in FIG 2 recognizable section line AA through a drive unit.
  • 1a shows the detail Z of 1 , which particularly represents the electric motor.
  • 2 FIG. 11 shows a sectional plan view along that in FIG 1 recognizable section line BB.
  • 3 shows a perspective side view of the rotor according to the invention with rotor body, rotor magnet and gear.
  • 4th FIG. 13 shows an end view of the rotor from FIG 3 .
  • 5 FIG. 13 shows a side view of the rotor from FIG. 1 cut along the axis of rotation 3 and 4th .
  • 5a shows a detailed view of the detail Y from FIG 5 .
  • 5b shows a detailed view of the detail X from FIG 5a .

Die 1 und 2 zeigen eine im Ganzen mit 100 bezeichnete Antriebseinheit, bestehend aus einem Elektromotor 2, der einen Stator 3 sowie einen Rotor 1 aufweist. Ferner weist die Antriebseinheit 100 ein Untersetzungsgetriebe bestehend aus mehreren Zahnrädern 14, 20 auf, das gemeinsam mit dem Elektromotor 2 innerhalb eines Antriebsgehäuses 4 angeordnet ist, welches durch einen Gehäusedeckel 46 verschlossen ist.the 1 and 2 show a drive unit, designated as a whole by 100, consisting of an electric motor 2 holding a stator 3 as well as a rotor 1 having. Furthermore, the drive unit 100 a reduction gear consisting of several gears 14th , 20th on that together with the electric motor 2 within a drive housing 4th is arranged, which by a housing cover 46 is locked.

In den 1 und 2 erkennt man das Antriebsgehäuse 4 an dessen Stirnseite eine Anschlussbuchse 10 angeordnet ist, an der die nach außen geführten elektrischen Kontakte 11 des Elektromotors 2 mittels eines Steckers (nicht zeichnerisch dargestellt) kontaktiert werden können. Der Elektromotor 2 ist in einer einen kreisrunden Querschnitt aufweisenden Motorenaufnahme 9 im Bodenbereich des Antriebsgehäuses 4 angeordnet. In der Motorenaufnahme 9 sind der Stator 3 und der um eine Achse 17 drehbewegliche Rotor 1 aufgenommen. Das abtriebsseitige Ritzel 18 des Rotors 1 gibt seine Drehbewegung an die erste Getriebestufe 19 des Untersetzungsgetriebes 5 weiter. Über mehrere mit Zahnrädern versehene Getriebestufen wird die Bewegung an ein Abtriebsglied 6 weiter gegeben, das zu seinem Antrieb ein Zahnrad 20 aufweist, das einteilig mit einem Kupplungsstück 8 als Abtrieb der Antriebseinheit 100 ausgestaltet ist und das drehbar in einer Lagerstelle 54, 55 des Gehäuses 4 beziehungsweise des Gehäusedeckels 46 gelagert ist. Die Lagerstellen 54, 55 sind dabei weitgehend hohlzylindrisch ausgebildet wobei insbesondere die untere Lagerstelle 55 Durchbrüche innerhalb der Wandung aufweist.In the 1 and 2 you can see the drive housing 4th a connection socket on its front side 10 is arranged on which the electrical contacts led to the outside 11th of the electric motor 2 can be contacted by means of a plug (not shown in the drawing). The electric motor 2 is in a motor mount with a circular cross-section 9 in the bottom area of the drive housing 4th arranged. In the engine mount 9 are the stator 3 and that around an axis 17th rotating rotor 1 recorded. The pinion on the output side 18th of the rotor 1 gives its rotary motion to the first gear stage 19th of the reduction gear 5 Further. Over several with Gear stages provided with gears are the movement to an output member 6th further given that a gear wheel to drive it 20th has, which is in one piece with a coupling piece 8th as the output of the drive unit 100 is designed and rotatable in a bearing 54 , 55 of the housing 4th or the housing cover 46 is stored. The camps 54 , 55 are designed largely as a hollow cylinder, in particular the lower bearing point 55 Has breakthroughs within the wall.

Radial zwischen dem Kupplungsstück 8 und dem Gehäusedeckel 46 beziehungsweise dem Antriebsgehäuse 4 ist jeweils eine Dichtungsaufnahme 15 in Form eines axial vorstehenden Kragens zur Aufnahme eines Dichtungselements 21 vorgesehen, das das Kupplungsstück 8 gegenüber dem Antriebsgehäuse 4 beziehungsweise dem Gehäusedeckel 46 abdichtet, um ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Antriebseinheit 100 zu verhindern.Radial between the coupling piece 8th and the housing cover 46 or the drive housing 4th is a gasket holder each 15th in the form of an axially protruding collar for receiving a sealing element 21 provided that the coupling piece 8th opposite the drive housing 4th or the housing cover 46 seals to prevent dirt and moisture from entering the drive unit 100 to prevent.

Der Rotor 1 des Elektromotors 2 sowie sämtliche Getriebezahnräder, abgesehen vom Zahnrad des Abtriebsglieds 20, sind gelagert auf feststehenden Achsen, die jeweils im Antriebsgehäuse 4 sowie im Gehäusedeckel 46 befestigt sind. Erkennbar sind insbesondere die Achse 17 zur Lagerung des Rotors 1, sowie die Getriebeachsen 12, 13 und 47, die die zweite bis vierte Getriebestufe 48, 49, 50 lagern. Die erste Getriebestufe 19 ist auf einer in der Zeichnung nicht erkennbaren Achse gelagert, die zwischen einer Getriebeplatte 51 und dem Gehäusedeckel 46 fixiert ist.The rotor 1 of the electric motor 2 as well as all transmission gears, apart from the gear of the output member 20th , are mounted on fixed axes, each in the drive housing 4th as well as in the housing cover 46 are attached. The axis can be seen in particular 17th for the storage of the rotor 1 , as well as the gear axles 12th , 13th and 47 that are the second through fourth gear stages 48 , 49 , 50 to store. The first gear stage 19th is mounted on an axis not visible in the drawing, which is between a gear plate 51 and the housing cover 46 is fixed.

Am für den Betrachter der 1 rechten Ende des Antriebsgehäuses 4 befindet sich eine Befestigungsöse 16.On for the viewer of the 1 right end of the drive housing 4th there is a fastening eyelet 16 .

Die 1a zeigt das Detail Z der 1 im Bereich des Elektromotors 2. Dargestellt ist ein bürstenloser, dreiphasiger Gleichstrommotor (BLDC-Motor), der einen Stator 3 aufweist, der aus gestapelten ferromagnetischen Blechen besteht und der aus einem radial außenliegende Rückschlussring sowie radial nach innen ragende Statorpolen besteht. Der Stator ist zumindest im Bereich der Statorpole mit einer elektrisch isolierenden Nutisolation 52 sowie mit auf die Nutisolation 52 gewickelten Statorwicklungen 53 versehen. Wie in der 2 im Schnitt erkennbar ist, weist der BLDC-Motor neun Statorpole auf. Der Rotormagnet ist beispielsweise derart magnetisiert, dass sich entlang seines Außenumfangs sechs in radiale Richtung weisende Permanentmagnetpole ausbilden.the 1a shows the detail Z of 1 in the area of the electric motor 2 . A brushless, three-phase direct current motor (BLDC motor) is shown, which has a stator 3 has, which consists of stacked ferromagnetic sheets and which consists of a radially outer return ring and radially inwardly protruding stator poles. The stator has an electrically insulating slot insulation at least in the area of the stator poles 52 as well as on the slot insulation 52 wound stator windings 53 Mistake. Like in the 2 can be seen in section, the BLDC motor has nine stator poles. The rotor magnet is magnetized, for example, in such a way that six permanent magnet poles pointing in the radial direction are formed along its outer circumference.

Innerhalb des Antriebsgehäuses 4 ist ein axial vorragender Gehäusesockel 45 vorgesehen, in dem die Achse 17 des Rotors 1 des Elektromotors 2 gelagert ist. Ein entsprechender Sockel befindet sich im axial gegenüberliegenden Teil des Gehäusedeckels 46. Weiterhin dient die Achse 17 der Zentrierung der Getriebeplatte 51, welche die erste Getriebestufe 19 lagert. Um axialen Bauraum einzusparen ragt der Gehäusesockel 45 axial in eine entsprechende Aussparung 22 des Rotors 1 ein, so dass es in axialer Richtung eine Überlappung vom Gehäusesockel 45 und Rotormagnet 32 gibt. Der Rotormagnet 32 ist mittig innerhalb des Statorblechpakets angeordnet und stellt ein axiales Magnetlager dar. Im Falle eines axialen Schocks, der den Rotors 1 nach unten in Richtung zum Gehäuseboden beschleunigt, dient die obere Stirnseite des Gehäusesockels 45 als axialer Anschlag gegenüber der Lagerbuchse 36 des Rotors 1. Als oberer axialer Anschlag des Rotors 1 dient die Unterseite der Getriebeplatte 51.Inside the drive housing 4th is an axially protruding housing base 45 provided in which the axis 17th of the rotor 1 of the electric motor 2 is stored. A corresponding base is located in the axially opposite part of the housing cover 46 . The axis is also used 17th the centering of the gear plate 51 , which is the first gear stage 19th camps. The housing base protrudes to save axial installation space 45 axially in a corresponding recess 22nd of the rotor 1 so that there is an overlap from the housing base in the axial direction 45 and rotor magnet 32 gives. The rotor magnet 32 is arranged centrally within the stator core and represents an axial magnetic bearing. In the event of an axial shock, the rotor 1 Accelerated downwards in the direction of the housing base, the upper face of the housing base is used 45 as an axial stop opposite the bearing bush 36 of the rotor 1 . As the upper axial stop of the rotor 1 serves the underside of the gear plate 51 .

Der in den 1 bis 2 in dem Elektromotor 2 angeordnete Rotor 1 ist in den 3 bis 5b in Einzelteildarstellung gezeigt. Der Rotor 1 weist einen Rotorkörper 30 aus Kunststoff auf, der eine weitgehend hohlzylindrische Lagerbuchse 36 umfasst, die zur Lagerung an einer feststehenden Achse 17 dient. Im Zentrum des Rotorköpers 30 ist entsprechend ein axial durchgehender Freiraum vorgesehen. Am Außenumfang des Rotorkörpers 30 ist ein permanentmagnetischer Rotormagnet 32 angeordnet, der an seinen axialen Stirnseiten weitgehend vom Rotorkörper 30 umfasst und gehalten wird. Zur Vermeidung einer Umdrehung des Rotormagneten 32 relativ zum Rotorkörper 30 sind in den axialen Stirnseiten des Rotormagneten 32 nichtumlaufende Aussparungen 33 und in dem Rotorkörper 30 entsprechende Vorsprünge 34 vorgesehen. An einem axialen Ende des Rotorkörpers 30 ist ein Zahnrad 18 angeformt.The one in the 1 until 2 in the electric motor 2 arranged rotor 1 is in the 3 until 5b shown in detail. The rotor 1 has a rotor body 30th made of plastic, which has a largely hollow cylindrical bearing bush 36 includes, for storage on a fixed axis 17th serves. In the center of the rotor body 30th an axially continuous free space is provided accordingly. On the outer circumference of the rotor body 30th is a permanent magnet rotor magnet 32 arranged, which at its axial end faces largely from the rotor body 30th embraced and held. To avoid one rotation of the rotor magnet 32 relative to the rotor body 30th are in the axial end faces of the rotor magnet 32 non-circumferential recesses 33 and in the rotor body 30th corresponding protrusions 34 intended. At one axial end of the rotor body 30th is a gear 18th molded.

Die Lagerbuchse 36 weist zwei axial beabstandete Lagerstellen 37 zur radialen Lagerung an der Achse 17 auf. Der Bereich innerhalb der Lagerbuchse 36, der zwischen beiden Lagerstellen 37 angeordnet ist, weist einen gegenüber den Lagerstellen 37 vergrößerten Innendurchmesser auf, steht nicht im Kontakt mit der Achse 17 und ist als Separator 44 bezeichnet. Die Übergangsbereiche 41 zwischen den Lagerstellen 37 und dem Separator sind weitgehend konisch ausgebildet. Der Außenumfang der Lagerbuchse 36 ist im Bereich der Lagerstellen 37 gegenüber dem Außenumfang der Lagerbuchse 36 im Bereich des Separators 44 verringert, wodurch die Lagerbuchse 36 in dem Rotorkörper 36 gehalten wird.The bearing bush 36 has two axially spaced bearing points 37 for radial mounting on the axle 17th on. The area inside the bearing bush 36 , the one between the two storage locations 37 is arranged, has one opposite the bearing points 37 enlarged inner diameter, is not in contact with the axis 17th and is used as a separator 44 designated. The transition areas 41 between the camps 37 and the separator are largely conical. The outer circumference of the bearing bush 36 is in the area of the storage locations 37 compared to the outer circumference of the bearing bush 36 in the area of the separator 44 reduced, thereby reducing the bearing bush 36 in the rotor body 36 is held.

Die dem Antriebsgehäuse 4 benachbarte Lagerstelle 37 innerhalb der Lagerbuchse 36 befindet sich axial auf einer Höhe mit dem Bereich des unteren Drittels des Rotormagneten 32. Die dem Gehäusedeckel 46 benachbarte Lagerstelle 37 befindet sich innerhalb etwa der axialen Mitte der Rotorwelle 42. Axial unmittelbar angrenzend ist das Zahnrad 18 einteilig mit dem Rotorkörper 30 ausgebildet. Der axiale Abstand zwischen der Stirnseite der Lagerbuchse 36 und dem Beginn der Verzahnung des Zahnrads 18 beträgt lediglich die Wandstärke des Rotorkörpers 30. Alternativ zu der in der 5 gezeigten Rotoranordnung ist es denkbar, dass die abtriebsseitige Lagerstelle 37 axial innerhalb des Zahnrads 18 angeordnet wird. The drive housing 4th neighboring storage location 37 inside the bearing bush 36 is axially level with the area of the lower third of the rotor magnet 32 . The case cover 46 neighboring storage location 37 is located within approximately the axial center of the rotor shaft 42 . The gear wheel is directly axially adjacent 18th one piece with the rotor body 30th educated. The axial distance between the face of the bearing bush 36 and the beginning of the toothing of the gear 18th is only the wall thickness of the rotor body 30th . As an alternative to the one in the 5 It is conceivable that the bearing point on the output side 37 axially within the gear 18th is arranged.

Die 5a und 5b zeigen jeweils vergrößerte Ausschnitte der Lagerstellen 37 innerhalb der Lagerbuchse 36.the 5a and 5b each show enlarged sections of the bearing points 37 inside the bearing bush 36 .

Die Herstellung des Rotorkörpers 30 geschieht vorzugsweise mittels eines Spritzgussprozesses, während dem zunächst die Lagerbuchse 36 sowie der Rotormagnet 32 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden und anschließend von der Kunststoffmasse umspritzt werden und somit mit dem Rotorkörper 30 drehfest verbunden werden. Vorzugsweise befindet sich dabei kein Kunststoffmaterial an der äußeren Umfangsfläche des Rotormagneten 32, um einen möglichst geringen Abstand zwischen der Außenumfangsfläche des Rotormagneten 32 und der Innenumfangsfläche der Statorpole zu erhalten.The manufacture of the rotor body 30th preferably takes place by means of an injection molding process, during which the bearing bushing is first applied 36 as well as the rotor magnet 32 are inserted into the injection molding tool and then encapsulated by the plastic compound and thus with the rotor body 30th be connected non-rotatably. There is preferably no plastic material on the outer circumferential surface of the rotor magnet 32 to keep the distance between the outer circumferential surface of the rotor magnet as small as possible 32 and the inner peripheral surface of the stator poles.

Demnach betrifft die vorstehend beschriebene Erfindung also einen Rotor 1 für einen Elektromotor 2, mit einem ringförmigen Magneten 32, der an einem Rotorkörper 30 gehalten ist und mit wenigstens einer Lagerbuchse 36, die innerhalb des Rotorkörpers 30 angeordnet ist, wobei der dem Rotormagneten 32 abgewandte Bereich des Rotorkörpers 30 eine Rotorwelle 42 bildet, an deren abtriesseitigem Ende ein Zahnrad 18 zur Vermittlung der Drehbewegung des Rotors 1 an ein Getriebe 5 angeordnet ist. Die Lagerbuchse 36 ist mit zumindest zwei Lagerstellen 37 versehen, durch die der Rotorkörper 30 an einer Achse 17 gelagert ist. Ferner betrifft die Erfindung einen Elektromotor 2 mit einem erfindungsgemäßen Rotor 1 sowie eine Antriebseinheit 100, die ein mehrstufiges Getriebe 5 aufweist, das von einem erfindungsgemäßen Elektromotor 2 angetrieben wird.Accordingly, the invention described above relates to a rotor 1 for an electric motor 2 , with a ring-shaped magnet 32 on a rotor body 30th is held and with at least one bearing bush 36 that are inside the rotor body 30th is arranged, the rotor magnet 32 remote area of the rotor body 30th a rotor shaft 42 forms, at the end of the abtriesseitigem a gear 18th to convey the rotary motion of the rotor 1 to a transmission 5 is arranged. The bearing bush 36 is with at least two bearings 37 provided through which the rotor body 30th on one axis 17th is stored. The invention also relates to an electric motor 2 with a rotor according to the invention 1 as well as a drive unit 100 who have favourited a multi-stage transmission 5 having that of an electric motor according to the invention 2 is driven.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Rotorrotor
22
ElektromotorElectric motor
33
Statorstator
44th
AntriebsgehäuseDrive housing
55
Getriebetransmission
66th
AbtriebsgliedOutput link
77th
DurchgriffPenetration
88th
KupplungsstückCoupling piece
99
MotorenaufnahmeEngine mount
1010
AnschlussbuchseConnection socket
1111
elektrischer Kontaktelectric contact
1212th
GetriebeachseGear axis
1313th
GetriebeachseGear axis
1414th
Zahnradgear
1515th
DichtungsaufnahmeSeal holder
1616
BefestigungsöseFastening eyelet
1717th
Achseaxis
1818th
Zahnrad RotorGear rotor
1919th
erste Getriebestufefirst gear stage
2020th
Zahnrad des AbtriebsgliedsGear of the output member
2121
DichtungselementSealing element
2222nd
AussparungRecess
3030th
RotorkörperRotor body
3232
RotormagnetRotor magnet
3333
AussparungRecess
3434
Vorsprunghead Start
3636
LagerbuchseBearing bush
3737
LagerstelleDepository
3838
QuerschnittsänderungChange in cross-section
4141
konischer Bereichconical area
4242
RotorwelleRotor shaft
4343
RotationsachseAxis of rotation
4444
Separatorseparator
4545
GehäusesockelHousing base
4646
GehäusedeckelHousing cover
4747
GetriebeachseGear axis
4848
zweite Getriebestufesecond gear stage
4949
dritte Getriebestufethird gear stage
5050
vierte Getriebestufefourth gear stage
5151
GetriebeplatteGear plate
5252
NutisoaltionNutisoaltion
5353
WicklungenWindings
5454
LagerstelleDepository
5555
LagerstelleDepository
100100
AntriebseinheitDrive unit

Claims (9)

Rotor (1) für einen Elektromotor (2), mit einem Rotormagneten (32), der an einem Rotorkörper (30) gehalten ist und mit einer Lagerbuchse (36), die innerhalb des Rotorkörpers (30) angeordnet ist, wobei auf einer axialen Seite des Rotorkörpers (30) eine Rotorwelle (42) angeordnet ist, die ein Zahnrad (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (36) mit zumindest zwei Lagerstellen (37) versehen ist, durch die der Rotorkörper (30) an einer Achse (17) gelagert ist, wobei die Lagerbuchse (36) als Hohlwelle ausgebildet ist und von dem Material des Rotorkörpers (30) umspritzt ist.Rotor (1) for an electric motor (2), with a rotor magnet (32) which is held on a rotor body (30) and with a bearing bush (36) which is arranged within the rotor body (30), on one axial side of the rotor body (30) a Rotor shaft (42) is arranged, which has a gear (18), characterized in that the bearing bush (36) is provided with at least two bearing points (37) through which the rotor body (30) is mounted on an axis (17), wherein the bearing bush (36) is designed as a hollow shaft and is encapsulated by the material of the rotor body (30). Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei Lagerstellen (37) vorgesehen sind, die in den beiden axialen Endbereichen der Lagerbuchse (36) angeordnet sind.Rotor after Claim 1 , characterized in that exactly two bearing points (37) are provided, which are arranged in the two axial end regions of the bearing bush (36). Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (37) eines ersten Endbereichs der Lagerbuchse (36) axial angrenzend zu einer Aussparung (22), die innerhalb des Rotorkörpers (30) angeordnet ist und in die axial ein Gehäusesockel (45), der die Achse (17) fixiert, hineinragt, angeordnet ist.Rotor after Claim 2 , characterized in that the bearing point (37) of a first end region of the bearing bushing (36) axially adjacent to a recess (22) which is arranged inside the rotor body (30) and into which a housing base (45), which supports the axis ( 17) is fixed, protruding, arranged. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle (37) eines zweiten Endbereichs der Lagerbuchse (36) innerhalb der Rotorwelle (42) angeordnet ist.Rotor after Claim 2 , characterized in that the bearing point (37) of a second end region of the bearing bush (36) is arranged within the rotor shaft (42). Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (36) sich in axialer Richtung über mindestens die Hälfte der axialen Länge des Rotorkörpers (30) erstreckt.Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing bush (36) extends in the axial direction over at least half the axial length of the rotor body (30). Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser der Lagerbuchse (36) im Bereich der Lagerstellen (37) verringert ist, gegenüber einem zwischen den Lagerstellen (37) angeordneten Separator (44).Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the bearing bush (36) is reduced in the area of the bearing points (37) compared to a separator (44) arranged between the bearing points (37). Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser der Lagerbuchse (36) im Bereich des Separators (44) größer ist, als im Bereich der Lagerstellen (37).Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the outer diameter of the bearing bush (36) is larger in the area of the separator (44) than in the area of the bearing points (37). Elektromotor (2) mit einem Stator (3) und einem Rotor (1) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.Electric motor (2) with a stator (3) and a rotor (1) according to one of the preceding claims. Antriebseinheit (100) mit einem Getriebe (5), das durch einen Elektromotor (2) gemäß dem vorangehenden Anspruch angetrieben wird.Drive unit (100) with a gear (5) which is driven by an electric motor (2) according to the preceding claim.
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