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Stand der Technik
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Die Erfindung betritt einen Elektromotor nach Gattung des Hauptanspruchs. Es sind schon Elektromotoren mit Rotorführungsmittel und Gehäuseelemente bekannt. Weiterhin ist bekannt, dass die Gehäuseelemente mittels Druckguss, insbesondere Zink-, Aluminium- oder Magnesiumdruckguss, hergestellt werden. Druckguss wird verwendet um Gehäuseelemente mit ausreichender Stabilität herstellen zu können.. Gehäuseelemente aus Druckguss sind jedoch schwer und teuer.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil einer vereinfachten und damit kostengünstigen Herstellung des Elektromotors. Als weiteren Vorteil ist anzusehen, dass aufgrund der Verwendung eines Blechbiegeteils, insbesondere eines tiefgezogenen Blechs als Gehäuseelement, gegenüber dem Druckguss Gehäuseelement weniger Material benötigt wird und damit das Gewicht des Gehäuseelements, bzw. des Elektromotors vermindert werden kann. Ferner ist die Herstellung eines Blechbiegeteils weniger Aufwendig und damit günstiger als die Herstellung eines Gussteils.
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Besonders vorteilhaft ist, dass das Trägermittel eine, insbesondere durchgehende, erste Ausnehmung aufweist. Ferner ist in der ersten Ausnehmung des Trägermittels das Rotorführungsmittel drehfest oder drehbar gehaltert. Durch die Aufnahme des Rotorführungsmittels in einer Ausnehmung des Trägermittels kann die Stabilität des Elektromotors erhöht werden. Weiterhin ist vorteilhaft, dass die Montage und damit die Herstellung des Elektromotors vereinfacht werden kann.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass das Rotorführungsmittel und das Trägermittel, insbesondere form- und/oder kraftschlüssig, verbunden sind. Durch die kraft- und/oder formschlüssige Verbindung des Trägermittels mit dem Rotorführungsmittels wird eine drehfeste Verbindung zwischen dem Trägermittel und dem Rotorführungsmittel erreicht. Eine drehfeste Verbindung des Trägermittels mit dem Rotorführungsmittels ist vorteilhaft für bestimmt Elektromotoraufbauten, insbesondere Außenläufermotoren. Ferner ist zur Erhöhung der Stabilität vorteilhaft, dass das Rotorführungsmittel in die erste Ausnehmung des Trägers eingepresst oder eingegossen ist.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass das Trägermittel ein Lagerelement aufweist. Insbesondere ist das Lagerelement in der ersten Ausnehmung des Trägermittels angeordnet. Das Lagerelement führt, insbesondere lagert, das Rotorführungsmittel drehbar gegenüber dem Trägermittel. Die drehbare Lagerung des Rotorführungsmittels gegenüber dem Trägermittel ist vorteilhaft für Elektromotoren, die einen gegenüber dem Stator innenliegenden Rotor aufweisen.
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Eine Weiterbildung der Erfindung ist, dass der Elektromotor einen Stator aufweist. Der Stator ist insbesondere mit dem Trägermittel form- und/oder kraftschlüssig verbunden. Durch die form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stator und dem Trägermittel, können Kräfte oder Drehmomente, die zwischen dem Rotor und dem Stator im Betrieb oder im Stillstand auftreten, optimal weitergeleitet werden.
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Besondere vorteilhaft ist, dass der Trägermittel ein Ausrichtungsmittel aufweist, das den Stator gegenüber dem Rotorführungsmittel ausrichtet, insbesondere zentriert. Durch die Ausrichtungsmittel an dem Trägermittel wird die Montage der einzelnen Elemente des Motors vereinfacht, was eine beschleunigte Herstellung des Elektromotors zu Folge hat. Vorteilhaft kann das Trägermittel ein Ausrichtungsmittel aufweisen, das eine Ausrichtung gegenüber dem Gehäuseelement bewirkt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist, dass der Elektromotor ein Verbindungsmittel aufweist, wobei das Verbindungsmittel das Trägermittel mit dem Gehäuseelement und/oder einem Stator form- und/oder kraftschlüssig verbindet. Durch das Verbindungsmittel ist ein Verbinden des Trägermittels mit dem Gehäuseelement und/oder dem Stator einfach möglich.
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Weiterhin ist vorteilhaft, dass das Verbindungsmittel als Schraube, insbesondere als Furchschraube, ausgebildet ist. Ferner ist von Vorteil, dass das Trägermittel eine, insbesondere durchgehende, zweite Ausnehmung aufweist, wobei das Verbindungsmittel und die zweite Ausnehmung zusammenwirken, insbesondere das Verbindungsmittel in die zweite Ausnehmung eingreift. Durch das Zusammenwirken der zweiten Ausnehmung des Trägermittels mit dem Verbindungsmittel wird die Stabilität des Elektromotors verbessert.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass das Gehäuseelement eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung mit dem Verbindungsmittel zusammen wirkt. Durch das Zusammenwirken der Ausnehmung des Gehäuseelements mit dem Verbindungsmittel wird die Stabilität des Elektromotors verbessert. Ferner können Elemente des Elektromotors mit dem Gehäuseelement verbunden werden. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Ausnehmung als Durchzug in dem Blech des Gehäuseelements ausgebildet ist. Die Ausbildung der Ausnehmung als Durchzug ermöglicht eine einfache Herstellung einer Ausnehmung, die eine bestmögliche, insbesondere stabile Verbindung zwischen dem Gehäuseelement und dem Verbindungsmittel ermöglicht.
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Vorteilhaft ist, dass das Trägermittel mindestens eine Speiche aufweist. Ferner ist vorteilhaft, wenn das Trägermittel ein Mittenelement aufweist, wobei das Mittenelement eine erste Ausnehmung aufweist. Die Speiche ist an dem Mittenelement angeordnet. Die mindestens eine Speiche erhöht zusammen mit dem Mittenelement die Stabilität des Trägermittels. Es können im Stillstand oder im Betrieb entstehende Kräfte oder Drehmomente optimal von dem Trägermittel aufgenommen oder abgegeben werden.
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Besonders vorteilhaft ist, dass die Speiche eine, insbesondere durchgehende, zweite Ausnehmung zur Verbindung des Trägermittels mit dem Gehäuseelement und/oder dem Stator aufweist. Die zweite Ausnehmung wirkt mit einem Verbindungsmittel, insbesondere einer Schraube, vorzugsweise einer Furchschraube zusammen. Die Anordnung einer zweiten Ausnehmung in der Speiche und das Zusammenwirken der zweiten Ausnehmung mit einem Verbindungsmittel ermöglicht eine optimale Aufnahme und Abgabe von Kräfte oder Drehmomente auf oder von dem Verbindungsmittel.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist, dass der Elektromotor eine Steuerelektronik aufweist, und die Steuerelektronik an dem Gehäuseelement angeordnet ist, insbesondere das Gehäuseelement Teil des Gehäuses der Steuerelektronik ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 die Schnittansicht durch einen Elektromotor 1
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2 ein Gehäuseelement aus Druckguss,
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3 ein erfindungsgemäßes Gehäuseelement aus einem tiefgezogenen Blechteil in perspektivischer Ansicht,
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4 ein erfindungsgemäßes Trägermittel in perspektivischer Ansicht,
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5 ein Elektromotor mit einem Gehäuseelement, einem Trägermittel, einem Stator und einem drehfesten Rotorführungsmittel,
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6 ein Elektromotor mit einem Gehäuseelement, einem Trägermittel, einem Stator und einem drehfesten Rotorführungsmittel in montiertem Zustand,
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7 ein Elektromotor mit einem Gehäuseelement, einem Trägermittel, einem Stator und einem drehbar gelagerten Rotorführungsmittel,
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8 ein Elektromotor mit einem Gehäuseelement, einem Trägermittel, einem Stator und einem drehbar gelagerten Rotorführungsmittel in montiertem Zustand,
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9 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Lagerelement im Stator und
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10 das weitere Ausführungsbeispiel in montiertem Zustand.
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In 1 ist eine Schnittansicht durch einen Elektromotor 1, insbesondere einen Außenläuferelektromotor gezeigt. Der Elektromotor 1 weist einen Stator 20 mit Statorspulen 22, einen Rotor 24 und ein Rotorführungsmittel 25 auf. Das Rotorführungsmittel 25 führt den Rotor 24, wobei der Rotor 24 gegenüber dem Stator 20 drehbar angeordnet ist. Das Rotorführungsmittel ist gegenüber dem Stator 20 durch das Lagerelement 48 drehbar gelagert. Der Rotor 24 weist Magnete 26 auf.
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Elektronisch kommutierte Elektromotoren gehören zur Gruppe der synchronen Gleichstrommotoren, d. h. ein durch Statorspulen 22 erzeugtes elektromagnetisches Drehfeld hat eine gleiche Drehgeschwindigkeit, wie ein Rotor 24. Um eine Drehbewegung zu erzeugen, müssen die Statorspulen 22 in einer bestimmten Sequenz bestromt werden. Das erzeugte Magnetfeld in den Statorspulen 22 führt zu einer Anziehung oder Abstoßung der Magnete 26 des Rotors 24 und damit zu einer Drehung des Rotors 24. Diese Sequenz wird von einer Elektronik, insbesondere einer Steuerelektronik erzeugt.
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Die Elektronik wird insbesondere zum Schutz oder zur Abfuhr von Wärme an einem Gehäuseelement 10 (siehe 2–10), bzw. in einem Gehäuse 5 angeordnet. Es ist vorteilhaft, wenn die Elektronik möglichst nahe an den Statorspulen 22 angeordnet ist, um Leitungselemente zwischen der Elektronik und den Statorspulen 22 möglichst kurz zu halten. Auch kann durch die Nahe Anordnung der Elektronik an den Statorspulen die Abstrahlung elektromagnetsicher Emission gesenkt werden.
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Der Rotor 24 ist gegenüber dem Stator 20 über das Rotorführungsmittel 25 drehbar angeordnet. Im Betrieb oder im Stillstand wirken zwischen dem Rotor 24 und dem Stator 20 Kräfte und Drehmomente. Diese Kräfte und Drehmomente wirken ebenfalls auf Einrichtungen oder Elemente, die mit dem Elektromotor 1 verbunden sind. Ist der Stator 20 insbesondere an einem Gehäuseelement 10 angebracht, werden die Kräfte und Drehmomente an dieses weiter geleitet. Umgekehrt werden Kräfte und Drehmomente von dem Gehäuseelement 10 an den Stator 20 und/oder den Rotor 24 weitergeleitet. Aus diesem Grund muss der Rotor 24, der Stator 20 und weitere Elemente des Elektromotors 1 eine ausreichende Stabilität aufweisen um die im Stillstand oder im Betrieb auftretenden Kräfte oder Drehmomente aufnehmen und/oder weiterleiten zu können.
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Beispielsweise ist das Gehäuseelement 10 Teil eines Gehäuses 5, insbesondere einer Zarge, einem Getriebe, einer Elektronik oder einem Lüftergehäuse. Das Gehäuseelement 10 dient insbesondere zur Befestigung des Elektromotors 1 an einer Zarge, einem Getriebe, einer Elektronik oder einem Lüftergehäuse. Es wirken auf das Gehäuseelement 10 Kräfte oder Drehmomente von außerhalb des Elektromotors 1. Auch leitet das Gehäuseelement 10 Kräfte, die beispielsweise auf den Rotor 24 wirken an die Umgebung, insbesondere eine Zarge, einem Getriebe oder einem Lüftergehäuse weiter.
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Die Aufgabe des Gehäuseelements 10 umfasst unter anderem neben der Wärmeableitung, dem Schutz der Elektronik, des Rotors 24 oder des Stators 20 auch die Weiterleitung von Kräften, die von außerhalb des Elektromotors 1 auf den Elektromotor 1 und umgekehrt einwirken.
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Im Stand der Technik werden daher gemäß der 2 Gehäuseelemente 10 aus Aluminium Druckguss verwendet. Die Gehäuseelemente 10 bilden gleichzeitig eine Art Motorflansch für den Elektromotor 1. Die Gehäuseelement 10 gemäß dem Stand der Technik weisen zur optimalen Kraftaufnahme und Verteilung eine komplexe Geometrie auf. Auch weisen die Gehäuseelemente 10 weitere Geometrien, wie Befestigungslöcher für Elektronik, Stator- und/oder für Befestigung des Gehäuses in Lüfterzargen auf. Mit Aluminium Druckgussteilen können komplexe Geometrien, die hohe Kräfte und Drehmomente aufnehmen können, realisiert werden. Aus diesem Grund sind Gehäuseelemente 10 im Stand der Technik als Aluminium Druckgussteil umgesetzt.
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In 2 ist ein Druckguss Gehäuseelement 10 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Fest mit dem Gehäuseelement 10 ist die Achse 30 des Elektromotors 1 verbunden. Die Achse 30 ist form- und kraftschlüssig mit dem Gehäuseelement 10 verbunden. Die Achse 30 ist insbesondere in das Gehäuseelement 10 eingegossen. Das Gehäuseelement 10 gemäß der 1 ist somit einteilig ausgebildet. Nachteilig bei einem aus Druckguss hergestellten Gehäuseelement 10 sind vor allem die geringen Werkzeugstandzeiten eines Druckgusswerkzeuges, sowie die notwendigen und aufwändigen/teuren Entgrat- und Reinigungsprozesse eines Aluminiumdruckgussteils, also des Gehäuseelements 10, die für den Verbau der Elektronik sowie für Anwendung eines Flüssigdichtkonzepts zwingend notwendig sind. Außerdem erhöht das Einlegen der Achse 30 im Druckgusswerkzeug die Zykluszeit. Zudem wird durch die eingespritzte Achse 30 das Packvolumen des Gehäuseelements 10 ungünstig beeinflusst. Dieser Platzbedarf führt zu erhöhten Kosten beim Transport.
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In 3 ist ein erfindungsgemäßes Gehäuseelement 10 gezeigt. Das Gehäuseelement 10 ist als tiefgezogenes Blechteil, insbesondere als tiefgezogenes Blechteil aus Aluminium ausgebildet. Das erfindungsgemäße Gehäuseelement 10 wird aus einem Blech mittels tiefziehen hergestellt. Das Gehäuseelement 10 ist Teil eines Gehäuses 5. Insbesondere bilden, insbesondere zwei, Gehäuseelemente 10 ein Gehäuse 5 für den Stator 20 und den Rotor 24 des Elektromotors 1 oder ein Gehäuse 5 für eine Elektronik, die den Elektromotor ansteuert. Die Elektronik und der Stator 20 werden vorteilhaft an dem Gehäuseelement 10 angeordnet, insbesondere sind mit diesem verbunden, vorzugsweise sind an diesem befestigt. Das Gehäuseelement 10 dient somit auch als Verbinder der einzelnen Elemente, wie Rotor 24, Stator 24 und Rotorführungsmittel 25 des Elektromotors 1.
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Das Gehäuseelement 10 weist mindestens eine Ausnehmung 12, insbesondere einen Durchzug oder eine Bohrung auf. Die Ausnehmung 12 wirkt mit einem Verbindungsmittel 50 (siehe 5) zusammen. Die Verbindungsmittel 50 dienen zur Verbindung, insbesondere zur Anbringung der Elemente des Stators 20 an dem Gehäuseelement 10 und umgekehrt. Beispielhaft weist das Gehäuseelement 10 in 3 drei Ausnehmung 12 auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuseelement 10 gemäß 3 eine Rotorführungsmittelausnehmung 14 auf. In der Rotorführungsmittelausnehmung 14 kann das Rotorführungsmittel 25 teilweise angeordnet werden, bzw. von dieser geführt werden. Die Schraubenköpfe in den Öffnungen 16 dienen zur Befestigung eines weiteren Gehäuseelements 11 an dem Gehäuseelement 10, oder zur Anbringung des Gehäuseelements 10 an einem externen Element, insbesondere einer Zarge, einem Getriebe oder einem Lüftergehäuse.
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In 4 ist ein erfindungsgemäßes Trägermittel 40 gezeigt. Das Trägermittel 40 wird, insbesondere als Sinterteil hergestellt. Das Trägermittel 40 gemäß 4 weist beispielhaft drei Speichen 42 auf. Erfindungsgemäß kann das Trägermittel 40 beliebig viele, insbesondere eine, zwei, vier, fünf oder sechs Speichen 42 aufweisen. Ferner weist das Trägermittel 40 ein Mittenelement 41 auf. Um das Mittenelement 41 sind sternförmig die Speichen 42 angeordnet. Die Speichen 42 verlaufen dabei radial nach außen. Die Speichen 42 und das Mittenelement 41 sind einteilig ausgebildet. Das Trägermittel 40 weist eine erste Ausnehmung 44 auf. In der ersten Ausnehmung 44 ist ein Rotorführungsmittel 25 angeordnet. Das Rotorführungsmittel 25 kann drehfest oder drehbar mit dem Trägermittel 40 verbunden werden. Es wird ein drehfest verbundenes Rotorführungsmittel 25 als Achse und ein drehbar angeordnetes Rotorführungsmittel 25 als Welle bezeichnet.
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Besonders vorteilhaft ist, dass das Trägermittel 40, das insbesondere als Sinterteil ausgebildet ist, einen im Wesentlichen gleichen Ausdehnungskoeffizient aufweist wie ein Rotorführungsmittel 25 aus Stahl.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 4 durchragt das Rotorführungsmittel 25 das Trägermittel 40. Das Rotorführungsmittel 25 ragt in montiertem Zustand in die Rotorführungsmittelausnehmung 14 des Gehäuseelements 10.
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Die Speichen ermöglichen eine verbesserte Verteilung der Kraft auf das Gehäuseelement 10 und umgekehrt. Die Speichen 42 weisen eine von dem Drehmoment und der Kraft abhängigen Länge auf. Die Speichen 42 weisen jeweils eine zweite Ausnehmung 45 auf. Die zweite Ausnehmung 45 ist an der dem Rotorführungsmittel 25 abgewandten Ende der jeweiligen Speiche 42 angeordnet. Ferner weisen die Speichen 42 einen Speichenkopf 46 auf. Der Speichenkopf 46 weist die zweite Ausnehmung 45 auf. Der Speichenkopf 46 ist über einen Speichensteg 43 mit dem Mittenelement 41 verbunden. Die Speichenköpfe 46, die Speichenstege 43 und das Mittenelement 41 des Trägermittels 40 sind einteilig ausgebildet.
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Die Speichen 42 sind vorteilhaft in einem gleichmäßigen Winkel zueinander angeordnet. Beispielsweise sind bei einem Trägermittel 40 mit drei Speichen 42, die Speichen 42 mit einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet. Bei einem Trägermittel 40 mit vier Speichen 42 sind die Speichen 42 mit einem Winkel von 90 Grad zueinander angeordnet. Durch eine gleichmäßige Anordnung der Speichen 42 können Kräfte, die über das Rotorführungsmittel 25 auf das Gehäuseelement 10 und umgekehrt wirken, bestmöglich verteilt werden.
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In 5 ist ein Stator 20, ein Rotorführungsmittel 25, ein Trägermittel 40, ein Gehäuseelement 10 und ein Verbindungsmittel 50 eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1 dargestellt. Das Trägermittel 40 und das Gehäuseelement 10 sind gemäß dem Trägermittel 40 aus 4 ausgebildet. Der Stator 20 weist Ausnehmungen 27, insbesondere durchgehende Ausnehmungen 27, vorzugsweise durchgehende Bohrungen auf. Die Ausnehmungen 27 des Stators 20 werden mit den zweiten Ausnehmungen 45 des Trägermittels 40 und den Ausnehmungen 12 des Gehäuseelement 10 deckungsgleich angeordnet. In die die Ausnehmungen 27 des Stators 20, die zweiten Ausnehmungen 45 des Trägermittels 40 und die Ausnehmung 12 des Gehäuseelements 10 ist ein Verbindungsmittel 50 eingeführt, insbesondere eingeschraubt.
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Das Verbindungsmittel 50 ist insbesondere als Schraube mit einem Gewinde, vorteilhaft als Furchschraube ausgebildet. Furchschrauben oder gewindefurchende Schrauben sind Verbindungsmittel 50, die beim Eindrehen in ein Kernloch ihr Mutterngewinde durch spanlose Formgebung selbst herstellen.
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Das Verbindungsmittel 50 stellt einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss zwischen den dem Stator 20, dem Trägermittel 40 und dem Gehäuseelement 10 dar.
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Erfindungsgemäß kann das Verbindungsmittel 50 einen Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem Trägermittel 40 und dem Gehäuseelement 10 darstellen.
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In 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1 in einem teilweise montierten Zustand gezeigt. Der Stator 20, das Trägermittel 40 und das Gehäuseelement 10 sind mittels eines Verbindungsmittels 50 miteinander verbunden. Das Verbindungsmittel 50 ist insbesondere als Furchschraube ausgebildet. Das Verbindungsmittel 50 umfasst einen Schraubenkopf 51. An der Unterseite des Schraubenkopfes 51 befindet sich eine ringförmige Auflagefläche 52, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an dem Stator 20 anliegt. An die Auflagefläche 52 schließt sich ein Schraubenschaft 53 mit einem, insbesondere selbstfurchenden, Gewinde 44 an. Der Schraubenschaft 53 greift in die Ausnehmung 27 des Stators 20 und in die Ausnehmung 45 des Trägermittels 40 ein. Das Verbindungsmittel 50 ist über das hergestellte Muttergewinde in der Ausnehmung 12 des Gehäuseelements 10 fixiert. Vorteilhaft sind die Ausnehmung 27 des Stators 20 und in die Ausnehmung 45 des Trägermittels 40 minimal größer als der Schraubenschaft 53. Die Ausnehmung 12 des Gehäuseelements 10 ist kleiner als das selbstfurchende Gewinde 44 der Furchschraube 50.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Ausnehmung 12 des Gehäuseelements 10 ein Gewinde und das Verbindungsmittel 50 weist ein zu dem Gewinde des Gehäuseelements 10 korrespondierendes Gewinde auf.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Ausnehmung 12 des Gehäuseelements 10 als Durchzug ausgebildet.
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In 6 ist beispielhaft ein Gehäuseelement 10 mit einer Rotorführungsmittelausnehmung 14 gezeigt. Eine Rotorführungsmittelausnehmung 14 im Gehäuseelement 10 ist nötig wenn das Rotorführungsmittel 25 das Trägermittel 25 durchragt. In der Rotorführungsmittelausnehmung 14 ist das Rotorführungsmittel 14 angeordnet. Die Rotorführungsmittelausnehmung 14 ist tiefgezogen und weist einen Rotorführungsmittelausnehmungsboden 15 auf. Das Rotorführungsmittel 14 liegt an den Rotorführungsmittelausnehmungsboden 15 an.
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In 7 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt. Das Trägermittel 40 weist beispielhaft ein Mittenelement 41 an dem drei Speichen 42 angeordnet sind auf. Das Mittenelement 41 und die Speichen 42 sind einteilig ausgebildet. Das Trägerelement 40 ist vorteilhaft als Sinterteil ausgebildet. Die Speichen 42 weisen an ihren dem Mittenelement 41 abgewandten Enden zweite Ausnehmungen 45 auf. In den Ausnehmungen 45 können insbesondere Verbindungsmittel 50 zur Anbringung, insbesondere Befestigung des Trägermittels 40 an dem Gehäuseelement 10 angeordnet sein. Ferner weisen die Speichen 42 eine ringförmige Umrandung 46 der zweiten Ausnehmungen 45 auf. Die ringförmigen Umrandungen 46 sind über einen Speichensteg 43 mit dem Mittenelement 41 verbunden. Die ringförmigen Umrandungen bilden zusammen mit einer zweiten Ausnehmungen 45 eine Speichenkopf 46. Die ringförmige Umrandung der zweiten Ausnehmungen 45, die Speichenstege 43 und das Mittenelement 41 sind einteilig ausgebildet. Das Trägermittel 40 kann erfindungsgemäß beliebig viele Speichen 42 aufweisen. Abhängig von der Anzahl der Speichen 42 ist die Anordnung der Speichen 42.
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Gemäß 7 sind die Speichen 42 insbesondere gleichmäßig zueinander angeordnet. Beispielsweise sind bei drei Speichen 42, die drei Speichen 42 mit einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet.
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Das Trägermittel 40 weist eine erste Ausnehmung 44 auf. In der ersten Ausnehmung 44 kann ein oder mehrere Lagerelement 48 angeordnet sein. Gemäß 7 ist ein erste Lagerelement 48a und ein erstes Lagerelement 48b angeordnet. Das erste und das zweite Lagerelement 48a und 48b lagern das Rotorführungsmittel 25 drehbar gegenüber dem Trägermittel 40. Das Lagerelement 48a/48b ist insbesondere als Kugellager oder Gleitlager ausgebildet. Die Lagerelemente 48a und 48b sind jeweils in der ersten Ausnehmung 44 des Trägermittels 40 angeordnet. Das Lagerelement 48a wird in Längsrichtung an einem Ende, insbesondere dem oberen Ende des Trägermittels 40 angeordnet. Das Lagerelement 48b wird in Längsrichtung an dem, dem oberen Ende gegenüberliegenden Ende, insbesondere dem unteren Ende des Trägermittels 40 angeordnet. Der Innendurchmesser der ersten Ausnehmung 44 entspricht im Bereich der angeordneten Lagerelemente 48a und 48b dem Außendurchmesser des Lagerelemente 48a und 48b. Ein Anschlag in der Ausnehmung 47 verhindert ein Verschieben des Lagerelements 48a in dem Trägermittel 40. Ein entsprechender Anschlag für das zweite Lagerelement 48b ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Das Trägerelement 40 ist über die Verbindungsmittel 50 mit dem Gehäuseelement 10 verbunden. Das Trägermittel 40 ist an dem Gehäuseelement 10 befestigt. Das Gehäuseelement 10 weist Ausnehmungen 12 auf. Die Ausnehmungen 12 sind insbesondere als Durchzug ausgebildet. Und weisen einen kleineren Innendurchmesser als der Außendurchmesser der Verbindungsmittele 50 auf. Das Verbindungsmittel 50 ist insbesondere als Furchschraube mit einem selbstfurchenden Gewinde 44 ausgebildet. Das Gewinde 44 der Furchschraube 44 erstellt ihr Muttergewinde durch spanlose Formgebung selbst.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Ausnehmungen des Gehäuseelements 10 Gewinde auf. Diese Gewinde wirken mit dem Gewinde der Verbindungsmittel 50, insbesondere der Schrauben zusammen.
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In 8 ist ein teilweise montierter Elektromotor 1 dargestellt. Der Elektromotor 1 weist einen Stator 20 auf. Der Stator 20 weist einen Statorkern 21, der insbesondere als Blechpaket ausgebildet ist auf. Der Statorkern 21 weist Statorzähne auf. Die Statorzähne weisen einen Statorzahnschaft und einen Statorzahnkopf auf. Die Statorzahnschäfte sind mit den Statorspulen 22 umwickelt. Vorteilhaft ist der Statorkern mit einer dünnen Kunststoffschicht 23 umspritzt. Die Kunststoffschicht 23 dient zum Schutz der Statorspulen 22 und zur besseren Anbringung der Statorspulen 22 an dem Statorkern 21.
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Entsprechend der 7 weist das Trägerelement 40 eine erste Ausnehmung 44 auf in der ein Lagerelement 48 angeordnet ist. Das Lagerelement 48 lagert, bzw. führt das Rotorführungsmittel 40 drehbar gegenüber dem Trägermittel 40. Mit dem Rotorführungsmittel 40 ist drehfest der Rotor (nicht eingezeichnet) verbunden. Der Rotor weist mindestens ein Element auf, wobei das Element beispielsweise aus einem ferromagnetischem, einem magnetischen Material, einem Material, welches magnetische Eigenschaften hat, besteht. Die magnetische Kraft, die durch die Bestromung des Stators 20 erzeugt wird, wirkt auf die Elemente des Rotors. Durch die magnetische Kraft wird ein Drehmoment erzeugt, das den Rotor dreht. Die Elemente des Rotors sind in radialer Richtung gegenüber dem Statorspulen 22 angeordnet. Der Rotor dreht sich um den Stator 20. Der Elektromotor 1 ist gemäß 8 als Außenläufermotor ausgebildet.
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Die Verbindungsmittele 50 sind insbesondere als Schrauben, vorteilhaft als Furchschrauben ausgebildet. Die Verbindungsmittele 50 verbinden den Stator 20, das Trägermittel 40 und das Gehäuseelement 10 kraft- und/oder formschlüssig miteinander.
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9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1. Das Trägermittel 40 weist eine erste Ausnehmung 44 auf. Die erste Ausnehmung 44 ist in dem Mittenelement 41 des Trägermittels 40 angeordnet. Innerhalb der ersten Ausnehmung 44 ist ein Lagerelement 48b angeordnet. Ferner weist das Trägermittel 40 drei Speichen 42 auf. Die drei Speichen 42 weisen jeweils einen Speichensteg 43 und eine zweite Ausnehmung 45 auf. Die zweite Ausnehmung 45 ist im Speichenkopf 46 angeordnet. Die Speichen 42 und das Mittenelement 41 sind einteilig ausgebildet. Das Trägermittel 40 wird insbesondere als Sinterteil gefertigt.
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Ein zweites Lagerelement 48b ist innerhalb einer Ausnehmung 27 des Stators 20 angeordnet. Zwischen dem Stator 20 und dem Lagerelement 48b ist ein Toleranzring 28 angeordnet. Der Toleranzring ermöglicht die Kompensation von Toleranzen bei der Herstellung des Stator 20 und des Lagerelements 48. Ferner weisen der Stator 20 und das Lagerelement 48 unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten auf. Die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten können ebenfalls durch den Toleranzring 28 kompensiert werden. Die Verbindungsmittele 50, insbesondere Schrauben verbinden den Stator 20 mit dem Trägermittel 40 und dem Gehäuseelement 10. Die Verbindungsmittel 50 ermöglichen ein Befestigen des Stators 20 und des Trägermittels 40 an dem Gehäuseelement 10.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Trägermittel 40 ein Ausrichtungsmittel 49 auf. In 9 ist an jedem Speichenkopf 46 ein Ausrichtungsmittel 49 angeordnet. Das Trägermittel 40 weist somit drei Ausrichtungsmittel 49 auf. Die drei Ausrichtungsmittel 49 greifen in Ausnehmungen des Stator 20 ein und richten diesen gegenüber dem Trägermittel 40 aus. Der Stator 20 wird somit gegenüber dem Rotorführungsmittel 25 ausgerichtet.
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In 10 ist der in 9 beschriebene Elektromotor 1 in montiertem Zustand gezeigt. Der Stator 20 ist mittels der Verbindungsmittel, insbesondere der Schrauben 50 mit dem Trägermittel 40 und dem Gehäuseelement 10 form- und kraftschlüssig, insbesondere drehfest verbunden. Ferner ist das Lagerelement 48b in der Ausnehmung des Stators 20 angeordnet. Zwischen dem Lagerelement 48a und dem Stator 20 ist der Toleranzring 28 angeordnet.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsmittel 50 als Niete oder Klammer ausgeführt. Fern kann erfindungsgemäß die Verbindung des Trägermittels 40 mit dem Gehäuseelement 10 insbesondere mittels Schweißen, Löten oder Kleben erfolgen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Gehäuseelement 10 Teil eines Elektromotorgehäuses 5, welches den Elektromotor 1 umgibt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Trägermittel 40 als Blechteil, insbesondere tiefgezogenes Blechteil, oder als Druckgussteil, insbesondere aus Zink, Aluminium oder Magnesium, ausgebildet.
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Vorteilhaft weist das Verbindungsmittel 50 eine Dichtung, insbesondere eine Mikroverkapslung auf. Die Dichtung verhindert einen Austausch von Fluiden zwischen dem Bereich des Stators und dem Bereich des Gehäuseelements 10. Insbesondere ist eine solche Abdichtung wichtig, wenn das Gehäuseelement 10 Teil eines Gehäuses 5 ist, das eine Elektronik umgibt.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen sind die Speichen 42 mit einem Winkel von 30 bis 180 Grad zueinander angeordnet. Der Winkel ist abhängig von der Anzahl der Speichen 42. Die Winkel zwischen den Speichen 42 sind vorteilhaft im Wesentlichen gleich. Der Winkel variiert abhängig von der Anzahl der Speichen 42 vorteilhaft in Stufen/Schritten von 30 Grad. Beispielsweise entspricht der Winkel zwischen den Speichen 42 bei einem Trägermittel 40 mit vier Speichen 42 90 Grad, bei einem Trägermittel 40 mit 12 Speichen entspricht der Winkel 30 Grad. Ein Trägermittel 40 mit im Wesentlichen gleichen Winkeln zwischen den Speichen 42 weist verbessert magnetischen Eigenschaften auf.
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Ein erfindungsgemäßer Elektromotor 1 kann insbesondere als ein Bürstenmotor, bürstenloser Motor, Asynchronmotor, Synchronmotor, elektrisch kommutierter Motor oder als Schrittmotor ausgeführt sein.
