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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine beinhaltend einen Klemmbügel, sowie einem Verfahren zum Herstellen der elektrischen Maschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
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Mit der
US 4,372,035 ist ein Elektromotor bekannt geworden, bei dem in einem Polgehäuse zwei gegenüberliegende Permanentmagnete und zwischen diesen zwei so genannte Folgepole angeordnet sind. Zur Ausbildung der Folgepole ist in der Polgehäusewand eine Kontur ausgeformt, deren bogenförmige Innenfläche den gleichen Abstand zum Rotor hat, wie die schalenförmigen Permanentmagnete.
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Zur Befestigung von Permanentmagneten im Polgehäuse sind Magnethaltefedern bekannt, die mittels einer Federkraft die Permanentmagnete gegen die Gehäusewand pressen um diese zu befestigen. Die
DE 102007004873 A1 zeigt beispielsweise eine solche Magnethaltefeder, bei der an den beiden Längsschenkeln zu deren Stabilisierung Wellen ausgeformt sind. Der Bügel zwischen den beiden Längsschenkeln ist eben ausgebildet und in der gleichen Ebene wie die beiden Schenkel angeordnet. Will man solch eine Magnethaltefeder für den oben beschriebenen Folgepolmotor verwenden, besteht die Gefahr, dass die Magnethaltefeder im Bereich der Folgepolkontur radial nach innen gegen den Rotor kippt und diesen berührt. Dies kann zur Zerstörung des Elektromotors führen.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteile der Erfindung
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Die erfindungsgemäße elektrische Maschine, sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer solchen Maschine mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben demgegenüber den Vorteil, dass durch die Anordnung des Klemmbügels an einem einzigen Permanentmagneten in dem abgeflachten Bereich zwischen den Permanentmagneten kein Bügel angeordnet ist, der zwei Schenkel miteinander verbindet. Dadurch dass die Schenkel und der Bügel entlang den Umfangsflächen des einen Permanentmagneten verlaufen, kann die Innenkontur der abgeflachten Bereiche frei gestaltet werden, ohne, dass der Bügel mit der Innenkontur kollidiert, oder dass Gefahr bestehen würde, dass der Klemmbügel den Rotor berührt. Mittels dieses erfindungsgemäßen, den einen Permanentmagneten umschließenden, Federbügels, kann jeder Permanentmagnet unabhängig von der Montage der anderen Permanentmagnete im Polgehäuse fixiert werden.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Schenkel in eine Nut zwischen der tangentialen Seitenfläche des Permanentmagneten und der zu dieser unmittelbar benachbarten Innenwand des Polgehäuses eingreift. Dadurch sind die Schenkel vollständig radial außerhalb des Rotors angeordnet, wodurch der radiale Luftspalt zwischen dem Rotor und den Permanentmagneten minimiert werden kann.
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Um die Permanentmagnete besonders einfach im Polgehäuse zu fixieren, werden die beiden Schenkel des Klemmbügels durch die Federwirkung des Bügels zwischen den gegenüberliegenden Innenwänden eingespannt. Durch die Keilwirkung der keilförmigen Nut zwischen der Innenwand und der Seitenwand des Permanentmagneten, liegt der Schenkel gleichzeitig auch an der Seitenfläche an. Dadurch bilden die Schenkel ein Fixiermittel für den Permanentmagneten, ohne dass der Federbügel den Permanentmagneten direkt gegen die Innenwand presst. Dadurch wird der Permanentmagnet sowohl radial als insbesondere auch axial im Gehäuse fixiert.
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Weil der Klemmbügel keinen Spreizeffekt zwischen zwei unterschiedlichen Permanentmagneten bewirkt, sondern die Spreizkraft quer zur Verbindungslinie der Permanentmagneten – näherungsweise entlang eines einzigen Permanentmagneten – wirkt, kann der Bauraum entlang der abgeflachten Innenwand frei von Magnethaltefedern bleiben. Dadurch kann der Luftspalt zwischen der Innenkontur der abgeflachten Bereiche und dem Rotor ebenfalls minimiert werden, ohne dass es zu einer Kollisionsgefahr mit dem Rotor kommt.
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Ist der Klemmbügel derart ausgebildet, dass er über seine gesamte axiale Baulänge an keiner Stelle radial mit der radialen Abmessung des Rotors überlappt, kann die Baulänge des Polgehäuses entsprechen reduziert werden, wodurch Bauraum und Gewicht des Elektromotors eingespart wird.
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Besonders günstig ist es, wenn der Bügel zwischen den beiden Schenkeln entlang der Stirnseite des Permanentmagneten verläuft. Dadurch ragt der Bügel bogenförmig radial nach außen aus der Ebene heraus, die die beiden Schenkel aufspannen. Da der Wickelkopf des Rotors axial länger baut, als die axiale Länge der Permanentmagneten, wird die Gesamtbaulänge des Motors durch die Bügel, die zwischen den Stirnseiten der Permanentmagneten und dem Polgehäuseboden angeordnet sind, nicht beeinflusst.
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Ist hingegen in einer alternativen Ausführung genügend axialer Bauraum vorhanden, kann der Bügel in der gleichen Ebene mit den Schenkeln als 2-dimensionaler Klemmbügel ausgebildet sein, der einfacher zu fertigen ist. Hierbei überlappt der Bügel an einer axialen Endefläche radial mit dem Rotor, weshalb entsprechend axialer Bauraum zwischen der Rotorendfläche (Wickelkopf) und dem Polgehäuseboden zur Verfügung gestellt werden muss.
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Durch die unterschiedlich lange Ausbildung der Schenkel, liegen deren freie Enden axial an unterschiedlichen Stellen an den beiden Seitenflächen an, wodurch ein axiales Verkippen der Permanentmagnete wirkungsvoll unterbunden wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist an einem axialen Ende eines Schenkels ein Fortsatz winklig abgebogen, so dass dieser radial mit der axialen Stirnfläche des Permanentmagneten überlappt. Dieser Fortsatz weist eine Anschlagsfläche auf, an der der Permanentmagnet mit seiner Stirnfläche axial anliegt, um eine axiale Verschiebung des Permanentmagneten zu verhindern.
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Die Folgepole werden besonders günstig durch das Anformen jeweils zweier in Axialrichtung verlaufender Sicken in der Polgehäusewand realisiert. In Umfangsrichtung wird dadurch eine gewölbte Innenkontur gebildet, die magnetisch mit dem Rotor zusammenwirkt. Diese Sicken bilden bezüglich der Umfangsrichtung die Ränder des Folgepols und bilden gleichzeitig die Begrenzung für die Haltebereiche der Permanentmagnete.
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Die Folgepole und die Permanentmagnete weisen näherungsweise den gleichen Innendurchmesser auf, wobei die Schenkel zwischen den Sicken und den Seitenflächen der Permanentmagnete angeordnet sind.
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Dazu sind zwischen den Sicken der Folgepolkontur und den Seitenflächen der Permanentmagnete keilförmige Spalte ausgebildet, in die die freien Schenkel über die gesamte axiale Länge eingreifen. Der Schenkel liegt hierbei zur definierten Positionierung einerseits an der schräg zur Anpressrichtung angeordneten Innenwand der Sicke an, wodurch der Schenkel aufgrund der Keilwirkung durch die Innenwand gleichzeitig andererseits gegen die Seitenfläche des Permanentmagneten gedrückt wird. Die Federkraft des Bügels presst die freien Schenkel bei der Montage primär gegen die Innenwände der abgeflachten Bereiche. Durch die keilförmige Ausbildung der Nut werden die Schenkel radial nach außen in die Nut gedrückt, wodurch die Schenkel ein Klemmelement für den Permanentmagneten bilden, das verhindert, dass der Permanentmagnet radial nach innen rutscht.
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Das Polgehäuse ist vorteilhaft als Poltopf ausgebildet, das an einer Seite einen – bevorzugt einteilig mit dem Poltopf ausgebildeten – Boden aufweist, der insbesondere eine Lageraufnahme für ein Rotorlager aufweist. Die gegenüberliegende offene Poltopfseite weist einen Flansch auf, der nach dem Zusammenbau an einem korrespondierenden Gegenflansch eines weiteren Gehäuseteils anliegt. Am Flansch sind beispielsweise Löcher als Aufnahmen für Verbindungselemente – bevorzugt Schrauben oder Nieten – zu einem Getriebegehäuse ausgebildet.
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Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren des Polgehäuses können mittels Tiefziehen in einem Arbeitsgang der Folgepolbereich mit den Sicken, der Haltebereich für die Permanentmagnete und der Aufnahmebereich mit dem Flansch kostengünstig und präzise ausgebildet werden. Dabei kann die Auslegung der konkreten Abmessungen bestimmter Komponenten und die Wandstärke bei minimalem Materialeinsatz durch die Auswahl des Tiefziehwerkzeugs realisiert werden. Der Klemmbügel kann mit – oder nach – dem Einsetzen der einzelnen Permanentmagnete axial in das Polgehäuse eingefügt werden, wobei die Schenkel vorteilhaft durch die Spreizrichtung des Klemmbügels direkt an die Innenflächen der Folgepole, insbesondere an die schrägen Flanken der Sicken gepresst werden. Dabei liegen die Schenkel an den Seitenflächen an, wobei der die Schenkel verbindenden Bügel entlang der Stirnfläche des Permanentmagneten verläuft. Besonders günstig ist es dabei, wenn der Bügel radial vollständig im Bereich der Stirnflächen liegt, und somit mit dem Rotor radial nicht überlappt. Die axiale Montage des Rotors und des Bürstenhalter-Bauteils in das Polgehäuse ermöglicht eine eindeutig vorgebbare Flansch-Schnittsstelle, die sich besonders günstig für einen modularen Baukasten zur Kombination verschiedener Polgehäuse und Getriebegehäuse eignet. Die Klemmbügel können optional auch in Kombination mit dem Einkleben der Permanentmagnete verwendet werden, um diese während des Klebevorgangs zuverlässig zu fixieren.
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Der Klemmbügel ist besonders kostengünstig aus einem Metalldraht als Drahtbiegeteil hergestellt, bei dem ein einstückiger Draht mit einem runden oder eckigen Querschnitt in ein 2-dimensionsles oder 3-dimensionales Gebilde umgebogen wird. Durch die Verwendung von Federstahl wird der Federbügel bei dessen Einbau elastisch verformt, so dass dieser eine Federkraft auf die Innenwand des Polgehäuses ausübt. Bevorzugt wird der Federbügel so gefertigt, dass die beiden Schenkel vor dem Einbau einen Winkel zueinander bilden, der beispielsweise 5° bis 35° beträgt. Bei dem Einbau wird der Federbügel dann so verformt, dass die beiden Schenkel näherungsweise parallel verlaufen. Da die Schenkel näherungsweise gerade ausgebildet sind, findet die Verformung bei der Montage im Bereich des Bügels, bzw. in den Übergangsbereichen von dem Bügel zu den Schenkeln statt. Zur besseren Anlage der freien Schenkel an den Seitenflächen können die Schenkel oder an den Seitenflächen eine strukturierte Oberfläche aufweisen. Die Permanentmagnete können eine – insbesondere kontinuierliche – Polabhebung oder zweier unterschiedliche diskrete Innenradien aufweisen, wodurch die Seitenfläche einen größeren Abstand zum Rotor aufweist. Die Seitenfläche ist radial oder schräg zur Radialrichtung ausgebildet und weist vorzugsweise am Außenumfang eine Fase auf. Es kann beispielsweise Ferritmaterial für die Permanentmagnete verwendet werden, oder alternativ auch Seltenen Erden Magnetmaterialien.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
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1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen
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Maschine
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2: einen Querschnitt eines Polgehäuses nach dem Stand der Technik
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3: einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Polgehäuses
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4: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Klemmbügels
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5: ein erfindungsgemäßer Klemmbügel in eingebautem Zustand
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6: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Klemmbügels
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7: schematisch eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Klemmbügels.
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In 1 ist eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 10 dargestellt, die als Elektromotor 11 ausgebildet ist. Der Elektromotor 11 ist beispielsweise Bestandteil einer Getriebe-Antriebseinheit, wie sie zum Verstellen eines Schiebedachs, einer Scheibe oder eines Sitzteils im Kraftfahrzeug verwendet wird. Die elektrische Maschine 10 weist einen Stator 12 auf, bei dem zwei Permanentmagnete 18 in einem Polgehäuse 16 gegenüberliegend angeordnet sind. Zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Permanentmagneten 18 sind zwei sich gegenüberliegende Folgepole 22 angeordnet, die durch die Gehäusewand 26 des Polgehäuses 16 gebildet werden. Hierzu sind in abgeflachten Bereichen 20 des Polgehäuses 16 jeweils zwei Sicken 28 ausgebildet, die sich in Axialrichtung 30 erstrecken – vorzugsweise bis zu einem Gehäuseboden 82 des Gehäuses 16. In Umfangsrichtung 32 ist zwischen den beiden Sicken 28 der Folgepol 22 als gewölbte Polgehäusewand 26 ausgebildet, die zusammen mit den Sicken 28 den abgeflachten Bereich 20 des Polgehäuses 16 bildet.
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Die Permanentmagnete 18 sind in kreissegmentförmigen Haltebereichen 34 des Polgehäuses 16 angeordnet, wobei der Durchmesser 35 an den Haltebereichen 34 größer ist, als der Abstand 21 zwischen den abgeflachten Bereichen 20. Das Polgehäuse 16 weist eine axial offene Seite 36 auf, an der ein Flansch 38 zur Verbindung mit einem weiteren Gehäuseteil ausgebildet ist. Der Flansch 38 weist Aufnahmen 42 für Verbindungselemente auf, die beispielsweise als Bohrungen 43 ausgebildet sind. Durch diese Bohrungen 43 können als Verbindungselemente bevorzugt Schrauben in einen korrespondierenden Gegenflansch geschraubt werden. In den Stator 12 ist in 1 ein Rotor 14 eingefügt, wobei ein kleiner radialer Luftspalt 46 zwischen dem Rotor 14 und den Permanentmagneten 18 und Folgepolen 22 ausgebildet ist. Der Rotor 14 weist eine Rotorwelle 60 auf, auf der ein Ankerpaket 62 zur Aufnahme von elektrischen Wicklungen 64 angeordnet ist. Hierzu weist das Ankerpaket 64 Rotorzähne 66 auf, die aus radialen Zahnschäften 68 gebildet sind, die von radial äußeren Zahnköpfen 70 abgeschlossen werden. Die elektrischen Wicklungen 64 sind radial innerhalb der Zahnköpfe 70 auf die Zahnschäfte 68 gewickelt.
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In 2 ist ein bekanntes abgeflachtes Polgehäuse 16 dargestellt, bei dem zwei Magnethaltefedern 48 zwischen zwei Permanentmagneten 18 angeordnet sind. Die Magnethaltefedern 48 sind als u-förmige Federn ausgebildet, die mit ihren beiden freien Schenkeln (90‘, 91‘) die Permanentmagnete 18 gegen die Innenwand 17 des Polgehäuses 16 pressen. Dabei wirkt die Spreizkraft (Pfeile 50) der Magnethaltefeder 48 in einer Richtung parallel zu den abgeflachten Bereichen 20 und somit entlang einer Verbindungslinie (37) der beiden Permanentmagnete 18. Wird nun an den abgeflachten Bereichen 20 eine Innenkontur 72 ausgebildet, würde die Magnethaltefeder 48 radial nach innen gedrückt, wodurch diese mit dem hier nicht dargestellten Rotor 14 kollidieren würde.
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Ein erfindungsgemäßes Polgehäuse 16 mit einer Innenkontur 72 an den abgeflachten Bereichen 20 ist in 3 in einem Schnitt dargestellt. Die Permanentmagnete 18 liegen in ihren Haltebereichen 34 an der Innenwand 17 des Polgehäuses 16 an. Die beiden Permanentmagnete 18 sind in Radialrichtung 31 gleichsinnig magnetisiert, so dass beide beispielsweise an ihrer radialen Innenseite einen Südpol bilden. Über das Polgehäuse 16, das einen magnetischen Rückschluss bildet, wird ein magnetischer Fluss zu den Folgepolen 22 erzeugt, die dann beispielsweise an der Innenwand 17 des Polgehäuses 16 jeweils einen Nordpol bilden. Da im Bereich der Folgepole 22 keine Permanentmagnete 18 angeordnet sind, ist die maximale Abmessung 21 des Polgehäuses 16 zwischen den abgeflachten Bereichen 20 deutlich geringer, als der Durchmesser 35 in Richtung der beiden Permanentmagneten 18. Die Permanentmagnete 18 weisen in Umfangsrichtung 32 Seitenflächen 74 auf, die beispielsweise näherungsweise in Radialrichtung 31 verlaufen. In Umfangsrichtung 32 gegenüberliegend zu den Seitenflächen 74 sind an den abgeflachten Bereichen 20 Sicken 28 ausgeformt, die an der Innenwand 17 eine Flanke 29 bilden, die schräg zum abgeflachten Bereich 20, beziehungsweise zur Verbindungslinie 37 ausgebildet ist. Die Flanke 29 der Sicke 28 bildet mit der Seitenfläche 74 eine keilförmige Nut 76 zwischen dem Permanentmagneten 18 und der Innenwand 17. In dieser Nut 76 ist ein freier Schenkel 90, 91 eines Klemmbügels 77 eingefügt, der die Permanentmagneten 18 fixiert. Der Klemmbügel 77 weist einen ersten Schenkel 90 und einen zweiten Schenkel 91 auf, die an ihren nicht freien Enden mittels eines Bügels 92 miteinander verbunden sind. Der Bügel 92 übt auf die Schenkel 90, 91 eine Spreizkraft 51 aus, die die Schenkel 90, 91 nach außen gegen die Innenwand 17 presst. Einem einzigen Permanentmagneten 18 ist dabei ein einziger Klemmbügel 77 zugeordnet, dessen Spreizwirkung 51 quer zur Verbindungslinie 37 ausgerichtet ist. Die Schenkel 90, 91 werden durch das Anpressen gegen die schräge Flanke 29 aufgrund der Keilwirkung der Nut 76 radial nach außen und dadurch tiefer in die Nut 76 gedrückt, wodurch die Schenkel 90, 91 an der Seitenfläche 74 anliegen. Somit bilden die Schenkel 90, 91 einen Keil in der keilförmigen Nut 76, wodurch die Permanentmagnete 18 radial außen an der Innenwand 17 der Haltebereiche 34 gehalten werden. Der Bügel 92 ist gewölbt ausgebildet und verläuft entlang einer Stirnseite 75 des Permanentmagneten 18. Dadurch ist der Klemmbügel 77 vollständig entlang der Seitenflächen 74 und der Stirnfläche 75 angeordnet, womit entlang der abgeflachten Bereiche 20 zwischen den Permanentmagneten 18 – im Gegensatz zur herkömmlichen Ausbildung der Magnethaltefedern 48 in 2 – keine Bügel 92 angeordnet sind. Damit steht dieser Bauraum radial bis zur Innenkontur 72 vollständig mit den Sicken 28 für den Rotor 14 zur Verfügung. Die Klemmbügel 77 wirken also nicht zwischen den Permanentmagneten 18, sondern ein Klemmbügel 77 verklemmt sich im Polgehäuse 16, um als Keilelement einen einzigen Permanentmagneten 18 an der Innenwand 17 zu halten. Dabei ragt der Bügel 92 aus einer Ebene 88, die die beiden Schenkel 90, 91 aufspannen heraus und ist radial nach außen von der Rotorwelle 60 weg ausgeformt, so dass der Bügel 92 nicht mit dem Rotor 14 überlappt.
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In 4 ist ein erfindungsgemäßer Klemmbügel 11 ohne elektrische Maschine 10 dargestellt. Die beiden Schenkel 90, 91 sind gerade ausgebildet und weisen freie Enden 95 auf. An den gegenüberliegenden Enden sind die Schenkel 90, 91 mittels des Bügels 92 miteinander verbunden. Die beiden Schenkel 90, 91 bilden eine Ebene 88, wobei der Bügel 92 aus dieser Ebene 88 heraus ragt. Dadurch ist der Klemmbügel 77 3-dimensional ausgebildet. Der Bügel 92 weist hier einen gebogenen Verlauf auf, der etwa der Wölbung des Permanentmagneten 18 entspricht. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Schenkel 90, 91 mit einem Winkel zueinander innerhalb der Ebene 88 angeordnet, der beispielsweise etwa 5° bis 40° beträgt. Beim Einbau in das Polgehäuse 16 – wie dies in 3 dargestellt ist – wird der Klemmbügel 77 dann elastisch umgeformt, so dass die Schenkel 90, 91 dann an der Innenwand 17 anliegen und näherungsweise parallel zu den Seitenflächen 74 der Permanentmagnete 18 ausgerichtet sind.
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5 zeigt einen Axialschnitt durch das Polgehäuse 16. Der Bügel 92 ist radial außerhalb des Rotors 14 angeordnet und erstreckt sich zwischen der Stirnseite 75 des Permanentmagneten 18 und einem Gehäuseboden 82 des Polgehäuses 16. Da die axiale Ausdehnung des Rotors 14 aufgrund des an dessen Endfläche 15 ausgebildeten Wickelkopfes länger ist, als die Permanentmagneten 18, wird gegenüber dem Stand der Technik gemäß 2 die axiale Baulänge des Polgehäuses 16 um die Dicke 93 des Bügels 92 reduziert. Die Baulänge des Polgehäuses 16 – einschließlich der daran angeformten Lageraufnahme 83 für die Rotorwelle 60 – wird somit direkt von dem Abstand 13 des Wickelkopfes zur Innenseite des Gehäusebodens 82 bestimmt.
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In 6 ist eine alternative Ausführung des Klemmbügels 77 dargestellt, bei dem der Bügel 92 zusammen mit den Schenkeln 90, 91 in einer gemeinsamen Ebene 88 liegt. Ein solcher Klemmbügel 77 ist fertigungstechnisch günstiger herstellbar, benötigt jedoch in Axialrichtung 30 mehr Bauraum, da der Bügel 92 nun zwischen dem Endfläche 15 des Rotors 14 und dem Gehäuseboden 82 verläuft. Durch diesen radialen Überlapp des Bügels 92 mit dem Rotor 14 verlängert sich die Baulänge entsprechend der Dicke 93 des Bügels 92. In 6 ist am Gehäuseboden 82 der zentrale axiale Fortsatz der Lageraufnahme 83 dargestellt, in den die Rotorwelle 60 mittels eines Wälz- oder Gleitlagers einfügbar ist. Entsprechend der Darstellung in 1 ist ein axialer Übergangsbereich 37 zwischen den Sicken 28 und dem Flansch 38 ausgebildet, um eine definierte einheitliche Schnittstelle zu einem Getriebegehäuse zur Verfügung zu stellen. Der Flansch 38 weist hier auf einer Flanschhälfte drei Aufnahmen 42 auf um ein flexibles Anschraubbild für unterschiedliche Getriebegehäuse bereit zu stellen. Am Permanentmagneten 18 ist an der äußeren Ecke zwischen der Seitenfläche 74 und der äußeren Umfangsfläche eine Phase 94 oder Abschrägung ausgebildet, um den Permanentmagneten 18 an die Innenkontur 72 des abgeflachten Bereichs 20 anzupassen. Dadurch wird vermieden, das der Permanentmagnet 18 tangential an der Innenwand 17 anstößt, damit die Keilwirkung der radialen Nut 76 nicht beeinträchtigt wird.
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7 zeigt schematisch einen einzigen Permanentmagneten 18 mit zugeordneten Klemmbügel 77 in einer weiteren Ausführungsvariante. Gut zu erkennen ist die unterschiedliche axiale Länge 85 des ersten und des zweiten Schenkels 90, 91. Der erste Schenkel 90 erstreckt sich etwa bis zur axialen Mitte des Permanentmagneten 18, wohingegen sich der zweite Schenkel 91 über die gesamte axiale Länge erstreckt. Gegenüberliegend zu der Stirnseite 75 an der der Bügel 92 angeordnet ist, weist der längere Schenkel 91 einen abgewinkelten Fortsatz 96 auf. Der Fortsatz 96 überlappt mit der Stirnseite 75 des Permanentmagneten 18 und bildet einen axialen Anschlag 97 für den Permanentmagneten 18, damit dieser axial zuverlässig fixiert bleibt. Die Schenkel 90, 91 und der Bügel 92 umschließen den Permanentmagneten 18, wodurch mit lediglich einem Klemmbügel 77 der Permanentmagnet 18 fixiert wird. Die Schenkel 90, 91 sind schematisch entsprechend dem eingebauten Zustand gezeichnet, wobei der Übersichtlichkeit halber das Polgehäuse 16 weggelassen wurde. Die Schenkel 90, 91 liegen hier über deren ganze Länge an den Seitenflächen 74 an und gleichzeitig an der nicht dargestellten gegenüberliegenden Flanken 29 der Sicken 28.
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Beim Herstellungsverfahren der elektrischen Maschine 10 wird das Polgehäuse 16 als Poltopf mit dem Flansch 38 und dem Aufnahmebereich 37 als definierte Schnittstelle – vorzugsweise mittels Tiefziehen – gefertigt, wobei die Sicken 28 mit in einem Arbeitsgang angeformt werden. Danach werden die Permanentmagnete 18 in das Polgehäuse 16 eingesetzt, wobei diese optional an dessen Innenwand 17 angeklebt werden können. Zu jedem Permanentmagnet 18 wird genau ein Klemmbügel 77 in die keilförmige Nut 76 zwischen den Seitenflächen 74 und der Innenwand 17 der abgeflachten Bereiche 20 eingefügt. Dabei umschließt der Bügel 92 mit den beiden Schenkeln 90, 91 die Seitenflächen 74 und Stirnfläche 75. Durch das Verklemmen des Klemmbügels 77 wirken die Schenkel 90, 91 als Arretierung, die den Permanentmagnet 18 in seiner Position axial und radial fixiert. Nach der Fixierung der Permanentmagnete 18 wird der Rotor 14 und ein Bürstenträger-Bauteil axial in das Polgehäuse 16 eingefügt, so dass das Bürstenträger-Bauteil im Aufnahmebereich 37 angeordnet ist und axial über den Flansch 38 hinaus ragt. Danach wird ein Getriebegehäuse axial über die Rotorwelle 60 auf das Bürstenträger-Bauteil aufgesetzt, bis der Flansch 38 am Gegenflansch des Getriebegehäuses anliegt. Dann werden Verbindungselemente – bevorzugt Schrauben – in die Aufnahmen 42 des Flanschs 38 eingefügt und mit dem Getriebegehäuse verbunden. Die Rotorwelle 60 weist eine Schnecke auf und wird mittels eines Gleitlagers – insbesondere eines Kalottenlagers – im Bürstenhalter-Bauteil gelagert. Das Getriebe ist beispielsweise als Schneckengetriebe ausgebildet, bei dem die auf der Rotorwelle 60 des Elektromotors 11 angeordnete Schnecke mit einem im Getriebegehäuse gelagerten Schneckenrad kämmt. Vom Schneckenrad wird das Antriebsmoment des Elektromotors 11 an ein Abtriebselement – insbesondere ein Abtriebsritzel – weitergeleitet, das beispielsweise das zu verstellende Teil – insbesondere im Kraftfahrzeug – antreibt. Das Polgehäuse 16 des Elektromotors 11 ist aus Metall hergestellt und dient als magnetischer Rückschluss.
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Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausformung des Klemmbügels 77, insbesondere dessen Bügel 92 variiert und den geometrischen Platz-Verhältnissen des Polgehäuses 16 angepasst werden. Dabei können beispielsweise die Schenkel 90, 91 einen unterschiedlichen Winkel zur Axialachse aufweisen. Anstelle der Sicken 28 kann die Folgepolkontur auch auf andere Weise ausgebildet werden, wobei der Klemmbügel 77 dann entsprechen gegen die Innenkontur 72 gepresst wird. Die elektrische Maschine 10 findet vorzugsweise Anwendung für Stellantriebe im Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Verstellung von Sitzteilen, Fensterscheiben Schiebedächern und Abdeckungen von Öffnungen, ist jedoch nicht auf solche Anwendungen beschränkt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4372035 [0002]
- DE 102007004873 A1 [0003]
