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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für einen Elektromotor zur Nutzung in einer angetriebenen Handwerkzeugmaschine sowie einen damit bestückten Elektromotor.
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Elektromotoren werden üblicherweise bei Haushaltsgeräten wie auch bei angetriebenen Handwerkzeugmaschinen eingesetzt und umfassen einen Stator sowie einen sich relativ zum Stator um eine Längsachse (Motorlängsachse) drehenden Rotor.
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Üblicherweise umfasst ein Stator eines Elektromotors einen Statorkörper mit einer geschlossenen Statorwand und daran angeordneten Polhörnern bzw. Polspitzen. Innerhalb des Statorkörpers und regelmäßig auch innerhalb dieser Polhörner ist der Rotor des Elektromotors angeordnet, welcher sich innerhalb des Stators relativ zu diesem um die Motorlängsachse dreht.
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Der Statorkörper, welcher üblicherweise aus eisenhaltigen Werkstoffen (Eisen) hergestellt ist, weist eine Anzahl von Spulennuten auf, die jeweils von dem jeweiligen Polhorn und der gegenüberliegenden Statorwand des Stators begrenzt werden. In jede dieser Spulennuten wird üblicherweise ein isolierter Spulendraht in Form einer Spule eingewickelt (Direktbewicklung) oder es werden aus einem derartigen Draht vorgeformte Feldspulen in die Spulennuten eingelegt. Die Spulen dienen zur elektrischen Magnetisierung des Stators.
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Bei einem bürstenlosen Elektromotor wird weiterhin der Rotor mit einem oder mehreren Permanentmagneten realisiert. Die Statorspulen werden von einer elektronischen Schaltung zeitlich versetzt angesteuert, um ein Drehfeld entstehen zu lassen, welches ein Drehmoment am permanent erregten Rotor verursacht, durch die der Rotor mit seinen Permanentmagneten in Drehung versetzt wird. Aus dem Stand der Technik sind Rotoren mit Permanentmagneten für elektrische Maschinen bekannt, bei denen die Permanentmagnete in den Rotorkörper eingebettet sind, d. h. die Permanentmagnete sind von dem Rotorkörper vollständig umgeben (vergrabene oder verdeckte Permanentmagnete).
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So ist beispielsweise in der
EP 909 003 A ein Rotor mit Permanentmagnetpolen beschrieben, der aus einem Rotorkern mit Schlitzen zur Aufnahme von rechteckigen, plattenförmigen Permanentmagneten besteht. Die Schlitze erstrecken sich in axialer Richtung durch den Rotorkern und sind in Rotationsrichtung des Rotors im Wesentlichen äquidistant angeordnet. Die Permanentmagnete sind mittels Klebeverbindung in den Schlitzen des Rotorkerns befestigt.
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Zur Steuerung der elektronischen Schaltung (sensorgesteuerte Kommutierung) ermittelt ein Positionssensor die Position des Rotors. Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt, zur Detektierung der Position des Rotors Hall-Sensoren einzusetzen. Diese nutzen das Magnetfeld eines separat an dem Rotor aufgebrachten Magneten zur Positionserkennung. Üblicherweise sind derartige Sensoren beispielsweise an einer zusätzlichen Platine des Elektromotors angebracht. Alternativ können auch optische Sensoren an dem Stator angebracht sein.
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Regelmäßig ist es notwendig bei der Verwendung von Hall-Sensoren, diese axial beabstandet zum aktiven Feld des Rotors anzuordnen, damit dieses nicht die Messung der Hall-Sensoren beeinträchtigen kann.
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Eine bekannte Anforderung an die Entwicklung von Elektromotoren besteht darin, diese kleiner zu bauen, ohne Leistungsverluste oder auf bekannte Funktionen wie die gesteuerte Kommutierung verzichten zu müssen.
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Demgemäß wird ein Rotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Erfindungsgemäß umfasst der Rotor einen Rotorkörper sowie eine damit drehfest verbundene Rotorwelle, wobei der Rotorkörper ein Blechpaket mit axialen Ausnehmungen zur Aufnahme von Permanentmagneten umfasst, wobei die Permanentmagneten im aufgenommenen Zustand in wenigstens einer axialen Richtung wenigstens 1,5 mm Abstand von der nächstgelegenen Stirnfläche des Blechpakets aufweisen.
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Durch diese spezifische Ausgestaltung des Rotorkörpers werden mehrere Vorteile geschaffen, die für sich genommen oder mit weiteren nachfolgend beschriebenen Merkmalen und deren Vorteilen zusammenwirken.
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So ist, wie bereits angedeutet, aus dem Stand der Technik bekannt, zur Detektierung der Position eines Rotors Hall-Sensoren einzusetzen, die das Magnetfeld eines separat an dem Stator aufgebrachten Magneten zur Positionserkennung des Rotors nutzen. Unabhängig davon, wo derartige Sensoren angebracht sind, können diese aufgrund der vorstehend beschriebenen Konfiguration des Rotors das Hauptmagnetfeld, d. h. das aktive Feld des Rotors, zur Detektierung nutzen. Auf das Vorsehen eines zusätzlichen Magneten an dem Rotor kann folglich verzichtet werden, was das Gewicht der zu bewegenden Masse des Rotors im Betrieb verringert und die Herstellungskosten des Rotors senkt.
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Ermöglicht wird dies dadurch, dass der axiale Abstand der Permanentmagneten von der nächstgelegenen Stirnfläche des Rotorkörpers bereits einen ausreichenden axialen Abstand zwischen den vorgesehenen Sensoren und dem Magnetfeld bereitstellt, damit diese nicht durch das aktive Feld des Rotors gestört werden, jedoch das Feld zur Positionserkennung nutzen können.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass der axiale Überstand des Rotorkörpers über das aktive Feld der Permanentmagneten im Bereich der Ausnehmungen derselben für einen vereinfachten Wuchtvorgang verwendet werden kann. Demgemäß können die nach Aufnahme der Permanentmagneten im Bereich der wenigstens einen Stirnfläche verbleibenden Räume der Ausnehmungen zur Aufnahme von Wuchtmasse genutzt werden. Als Wuchtmasse kann insbesondere sogenannter Wuchtkitt verwendet werden.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den zusammengebauten Rotor zu wuchten, um einen möglichst perfekten Umlauf dieses Bauteils im Betrieb des Elektromotors zu gewährleisten. Hierzu werden üblicherweise zwei Messingscheiben von beiden Seiten an die Stirnflächen des Rotorkörpers angelegt, aus denen im Zuge des Wuchtens Material durch Bohren oder dergleichen entnommen werden kann, um Unwuchten des Rotors auszugleichen (negatives Wuchten). Dieses Verfahren hat ich in der Praxis bewährt, bedeutet jedoch auch, dass im Betrieb des Motors, zwei zusätzliche Bauteile mit dem Rotor mitgedreht werden müssen. Weiterhin erhöhen sich durch diese zwei Bauteile die Herstellungskosten des Rotors.
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Durch die bei dem erfindungsgemäßen Rotor ohnehin vorhandenen Aussparungen kann auf das Vorsehen dieser Messingscheiben verzichtet werden, was den Herstellungsprozess einfacher und kostengünstiger macht. Stattdessen wird im Wuchtverfahren nach Bedarf Wuchtkitt in die Aussparungen eingebracht (positives Wuchten), um eventuell auftretende Unwuchten des Rotors auszugleichen.
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Um diesen Vorteil beim Wuchten des Rotors nutzen zu können, ist der Rotorkörper vorteilhaft so ausgebildet, dass die Permanentmagneten im aufgenommenen Zustand auf beiden Seiten des Rotorkörpers in axialer Richtung wenigstens 1,5 mm Abstand von der jeweils nächstgelegenen Stirnfläche des Blechpakets aufweisen kann.
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Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Rotors ist in der Ausgestaltung der Lagerung des Rotors zu erkennen. Diese kann eine Kombination aus einem Fest- und einem Loslager umfassen, wobei das Festlager fest mit einer Komponente des Motors, insbesondere des Stators verbunden sein kann. Die Rotorwelle kann durch Einpressen in das Festlager oder anderweitig axial unverschieblich mit diesem verbunden sein. Als Lager kann insbesondere ein Kugellager vorgesehen sein. Weiterhin kann die Rotorwelle über ein axial verschiebbares Lager (Loslager) gelagert sein.
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Eine solche Ausgestaltungsvariante ermöglicht einerseits einen Toleranzausgleich, da das Loslager Fertigungstoleranzen in axialer Richtung auszugleichen vermag. Andererseits ermöglicht die vorstehend beschriebene Festlagerung, dass der zugehörige Elektromotor auch in Maschinen mit einem schlagenden Betrieb beispielsweise in einer Schlagbohrmaschine aufgenommen sein kann. Die einseitige Festlagerung der Rotorwelle stellt sicher, dass die Rotorwelle auch im Schlagbohrbetrieb eine definierte axiale Stellung relativ zum Stator hat, wodurch Vibrationen des Motors verringert werden.
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Weiterhin kann die Rotorwelle über korrespondierende Lagerschultern verfügen, die die Axialbewegung des Loslagers begrenzen, so dass dessen „Wanderbewegung” in axialer Richtung auf einen Toleranzausgleich beschränkt ist.
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Weiterhin kann der Rotorkörper einen kreisförmigen Querschnitt und eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme der Rotorwelle aufweisen. Je nach Einsatzzweck des Elektromotors (Gleichstrom- oder Wechselstromquelle), kann die Rotorwelle im Wesentlichen eine glatte Umfangsfläche oder eine umlaufende Nut zur Aufnahme von einem Isoliermittel zwischen Rotorkörper und Rotorwelle aufweisen. In beiden Fällen kann der Rotorkörper zur drehfesten Verbindung auf die Rotorwelle aufgepresst sein. Als Isoliermittel bietet sich Pressmasse an, die zwischen dem Rotorkörper und der Rotorwelle im Bereich der umlaufenden Nut (Wendel) aufgebracht ist.
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Weitere Aspekte der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung der Figuren und den Ansprüche zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren detaillierter beschrieben, wobei in den Figuren ein Ausführungsbeispiel gezeigt sind, in dem einzelne Merkmale der Erfindung in Kombination miteinander gezeigt sind. Obwohl sich bei vielen Merkmalen Synergieeffekte mit weiteren Merkmalen der Erfindung einstellen, sind diese jedoch auch losgelöst voneinander zu betrachten und können von einem Fachmann selbstverständlich ohne weiteres isoliert voneinander oder in weiteren sinnvollen Unterkombination umgesetzt werden.
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Es zeigen schematisch:
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1 einen Stator in isometrischer Ansicht;
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2/3 den Stator gemäß 1 in Seitenansicht;
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2A den Stator in längsgeschnittener Darstellung gemäß der Linie A-A in 2;
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3A den Stator in quergeschnittener Darstellung gemäß der Linie A-A in 3;
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4 einen Statorkern des Stators gemäß 1 in isometrischer Darstellung;
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5 ein Statorgehäuse des Stators gemäß 1 in isometrischer Darstellung;
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6 einen Deckel des Stators gemäß 2 in isometrischer Darstellung;
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6B den Deckel in Schnittansicht gemäß der Linie B-B der 6;
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7 einen Elektromotor in isometrischer Darstellung ohne Deckel;
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8 einen vollständig montierten Elektromotor in isometrischer Darstellung;
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9 einen erfindungsgemäßen Rotor in isometrischer Ansicht; und
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9A den Rotor in längsgeschnittener Darstellung gemäß der Linie A-A in der 9.
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Der in den 1 bis 8 gezeigte Stator eines Elektromotors ist allgemein mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet. In den 7 und 8 erkennt man einen zugehörigen Elektromotor 10, der neben dem erfindungsgemäßen Stator 30 einen Rotor 20 umfasst, welcher zumindest teilweise im Inneren des Stators aufgenommen ist. Eine Rotorwelle 22 des Rotors 20, auf der der Läufer (nachfolgend auch als Rotorkörper bezeichnet) 26 des Rotors 20 drehfest angebracht ist, erstreckt sich mit ihren beiden Enden durch Ausnehmungen 52 und 58 des Stators 30. Wie nachfolgend näher erläutert wird, ist die Rotorwelle 22 drehbar gelagert und ermöglicht auf diese Weise eine Drehbewegung des Rotors 20 relativ zu dem Stator 30.
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Bei dem gezeigten Elektromotor 10 handelt es sich um einen sogenannten bürstenlosen Elektromotor, der über die Zuleitung 12 mit elektrischer Leistung versorgt wird. Die nachfolgend erläuterten Vorteile des Stators 30 sind jedoch nicht auf bürstenlose Elektromotoren beschränkt, da ein entsprechend aufgebauter Stator auch bei anderen Arten von Elektromotoren zum Einsatz kommen kann.
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Die 8 zeigt den vollständig montierten Elektromotor 10 mit einem abnehmbaren Statordeckel 60, auf den unter Bezugnahme auf die 6 und 6B nachfolgend näher eingegangen wird. In der 7 ist dieser Deckel 60 entfernt, wodurch ein Blick in das Innere des Stators 30 gewährt wird. Man erkennt, dass der Stator einen außen umlaufenden Statorring 32 (Rückschlussjoch) sowie einen darin aufgenommenen Statorkörper 36 umfasst, an dem die einzelnen Statorspulen 34 aufgenommen sind. Der innerhalb des Statorkörpers 36 angeordnete Rotor 20 weist an seinem Rotorkörper 26 zwei Stirnflächen 26a (von denen in 7 nur eine gezeigt ist) auf, und ist mit axial durchlaufenden Aufnahmeschlitzen 24 zur Aufnahme von Permanentmagneten 28 versehen (vgl. auch 9 und 9A).
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Eine erste Besonderheit des gezeigten Elektromotors besteht in dem Herstellungsverfahren des Stators 30. Bei diesem wird der Statorkörper 36 mit vorgewickelten Spulen 34 bestückt, wobei die vorgewickelten Spulen 34 nicht nur auf einer separaten Form vorgewickelt werden, sondern auch mittels Isolierpapiers 34a oder Isoliertapes (nicht dargestellt) in der vorgewickelten Form vorfixiert werden. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Spulenwindungen auffächern, ehe die Spule 34 abschließend an dem Statorkörper 36 in ihre endgültige Form verpresst wird. Das Isolierpapier 34a oder Isoliertape erfüllt somit mehrere Funktionen, nämlich zum einen die Vorfixierung der vorgewickelten Spule 34 sowie im Betrieb das Sicherstellen der Isolierabstände zwischen der Spule 34 und den metallischen Teilen des Statorkörpers 36.
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Die vorgewickelten und vorfixierten Spulen werden, nachdem die Spulen mit Isolierpapier umwickelt sind, auf die zahnförmigen Vorsprünge 44 (vgl. beispielsweise 4) des Statorkörpers 36 gelegt, die zwischen sich aneinander angrenzende Spulen Nuträume bilden (vgl. auch 3A und 7). In einem sich anschließenden Verfahrensschritt werden die angelegten Spulen 34 an dem Statorkörper 36 verpresst, wobei der Herstellungsschritt des Verpressens unter zusätzlicher Temperatureinwirkung erfolgen kann. Durch diesen Schritt des Verpressens wird zum einen die Packungsdichte der Spulen 34 erhöht und zum anderen dem Spulenkörper eine stabile Form gegeben. Durch die spezifische Ausgestaltung des Statorkörpers und das beschriebene Herstellungsverfahren ist es möglich, auf einfache Weise einen Stator bereitzustellen, bei dem vergleichsweise viel Kupfer in das Statoreisen eingebracht werden kann, was einen höheren Wirkungsgrad des Elektromotors ermöglicht.
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Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Elektromotors ist in der Ausgestaltung des Stators 30 selbst zu erkennen. Der bereits angesprochene Statorkörper 36 setzt sich nämlich aus mehreren Bauteilen zusammen. So umfasst dieser einen sternförmigen Statorkern 40 (vgl. 4), der zusätzlich von einem Kunststoffgehäuse 42 (vgl. 5) zumindest teilweise umgeben ist. Das Kunststoffgehäuse 42 wird durch Umspritzen des sternförmigen Statorkerns 40 mit einem geeigneten Kunststoff erzeugt.
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Wie man in der 4 deutlich erkennen kann, umfasst der Statorkern 40 mehrere sich radial erstreckende zahnförmige Vorsprünge 44, die, wie bereits angesprochen, zwischen sich aneinander angrenzende Spulen Nuträume zur Aufnahme der Statorspulen 34 begrenzen. Im montierten Zustand des Stators 30 bildet sich an jedem der zahnförmigen Vorsprünge 44 bei Bestromung der zugehörigen Spule 34 ein magnetischer Pol aus, wobei zur Erzeugung des gewünschten Magnetfelds die zahnförmigen Vorsprünge 44 in elektrischen Kontakt mit dem diese umgebenden Statorring 32 stehen (vgl. beispielsweise 3A, 7 und 8). Zwischen den zahnförmigen Vorsprüngen 44 sind schlitzförmige Ausnehmungen 46 an dem hohlzylindrischen Grundkörper des Statorkerns 40 vorgesehen. Über diese sollen die einzelnen magnetischen Pole weitestgehend entkoppelt werden, wobei die zwischen den Ausnehmungen gebildeten Stege 46a und die an den Stirnflächen ausgebildeten Abschlüsse 46b der Stabilisierung des Statorkerns 40 sowohl während der Herstellung als auch im nachfolgenden Betrieb dienen. Der durch diese hervorgerufene geringfügige Kurzschluss der magnetischen Pole 44 ist aufgrund des geringen Volumenanteils der Verbindungsabschnitte 46a und 46b ist in der Praxis zu vernachlässigen.
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Weiterhin weisen die zahnförmigen Vorsprünge 44 Durchgangsöffnungen 48 auf, die, wie man an der 5 erkennen kann, später von dem Gehäuse 42 hintergriffen sind (Bezugszeichen 58b in 5).
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Das Kunststoffgehäuse 42 ist im umspritzten Zustand ebenfalls im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgebildet und umfasst an einer Seite einen einteilig mit diesem ausgebildeten Deckel 50 (vgl. beispielsweise 2A). Weiterhin erkennt man in der 5 die jeweilige Gegenkontur zu dem Statorkern 40, insbesondere die Ausnehmungen 52, die Vorsprünge 56a sowie die Vorsprünge 58b.
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Der Statorkörper 36 und damit auch dessen Bestandteile Statorkern 40 und das Gehäuse 42 weisen in üblicher Weise eine zentrale Ausnehmung 12 auf, die zur Aufnahme des Rotors 20 dient. Weiterhin ist eine Ausnehmung an dem gehäuseintegralen Deckel 50 (Bezugszeichen 52 in der 8) vorgesehen, durch die sich die Rotorwelle 22 erstrecken kann. Wie in der 2A zu erkennen ist, ist in dem Gehäusedeckel 50 zudem ein Lager 54 (hier als Kugellager ausgebildet) aufgenommen, das zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 22 dient. In vorteilhafter Weise wird das Lager 54 ebenfalls einfach durch Umspritzen in dem Gehäusedeckel 50 des Gehäuses 42 integral aufgenommen. Die Rotorwelle 22 kann bei der Montage einfach axial in die Lageröffnung eingeschoben werden. Eine zusätzliche Lagerschulter 22a begrenzt die axiale Wanderbewegung der Rotorwelle 22 relativ zu dem Lager 54 auf Bewegungen zum Toleranzausgleich. Im Wesentlichen liegt auf Seiten des Lagers 54 eine Loslagerung vor.
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Im Bereich der anderen Stirnseite des hohlzylinderförmigen Gehäusekörpers 42 ist eine Ausnehmung 58 vorgesehen, durch die bei der Montage des Elektromotors 10 der Rotor 20 in das Statorinnere eingeführt werden kann. Diese Ausnehmung 58 wird abschließend mit einem separat ausgebildeten Gehäusedeckel 60 geschlossen, der in den 6 und 6B detaillierter gezeigt ist.
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Im Bereich der Ausnehmung 58 bildet das Gehäuse einen Kragen mit einer vorgesehenen Klebenut 58a und einer zusätzlichen Aussparung 58c aus, durch welche sich im montierten Zustand des Deckels 60 die Stromleitung 12 erstrecken kann.
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Durch die besondere Gestaltung des Stators mit einem verschließbaren Statorkörper kann im montierten Zustand des Elektromotors 10 eine staubdichte Abkapselung des Rotors 20 im Inneren des Stators 30 erreicht werden.
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So sind auch an dem separaten Deckel 60 eine zentrale Ausnehmung 64 sowie ein integral aufgenommenes Lager 66 vorgesehen, durch welche die Rotorwelle 22 drehbar gelagert an dem Deckel aufgenommen ist und sich durch diesen nach außen erstrecken kann. Die Rotorwelle 22 kann insbesondere in das Lager 66 (das ebenfalls als Kugellager ausgebildet sein kann) eingepresst sein, wodurch zum einen ein Festlager der Rotorwelle 22 auf Seite des separat ausgebildeten Deckels 60 erreicht wird und zum anderen eine hohe Dichtigkeit gewährleistet sein kann.
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Der Deckel 60 kann durch eine Verklebung stoffschlüssig mit dem restlichen Statorkörper 36, insbesondere mit dem Gehäuse 42 im Bereich von dessen Kragen verbunden sein. Hierzu wird Klebstoff in die vorgesehene Nut 58a eingebracht und der Deckel 60 aufgedrückt. Die Klebstoffnut 58a ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung des Klebstoffs und somit eine zuverlässige Abdichtung.
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Auf beiden Seiten des Statorkörpers 36 ist dieser somit über Deckel 50 und 60 staubdicht verschlossen. Auch die Mantelfläche des Statorkörpers 36 ist durch das Vorsehen des Kunststoffgehäuses 42, das stoff- und formschlüssig mit dem Statorkern 40 verbunden ist, luftdicht ausgebildet. Auf diese Weise wird die vorstehend angesprochene Kapselung des Rotors 20 mit Hilfe des Stators 30 ermöglicht.
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Die gesamte Luftkühlung des Motors 10 erfolgt über die Außenseite des Stators 30, d. h. über die an der Außenseite des Statorkörpers 36 angebrachten Spulen 34 und den Statorring 32. Diese äußere Wärmeableitung und somit Kühlung des Elektromotors 10 kann dadurch verbessert werden, dass der gesamte Stator 30 vor Montage des Rotors 20 und des Deckels 60 in ein wärmeleitfähiges Harz getränkt wird, wodurch möglicher Weise bestehende Luftpolster im Bereich der Spulen 34 geschlossen werden und die Wärmeleitfähigkeit nach außen verbessert wird.
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Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Elektromotors ist in der spezifischen Ausgestaltung des separat ausgebildeten Statordeckels 60 zu erkennen. So dient dieser nicht nur zur Abkapselung des in dem Statorkörper 36 aufgenommenen Rotors 20, sondern, wie bereits beschrieben auch der Lagerung der Rotorwelle 22 mit Hilfe des Lagers 66. Darüber hinaus erkennt man in der 6 jedoch auch, dass der Deckel 60 elektronische Komponenten 70, 72 und die Kontaktierung der Spulen 62 trägt. Dies bringt mehrere Vorteile mit sich. So kann je nach Ausgestaltung der an dem Deckel 60 angebrachten Elemente 62 zur Kontaktierung der Spulen und der zugehörigen vorgesehenen Schalttopologie durch den Wechsel eines Deckels die Charakteristik des Stators verändert werden, ohne die restlichen Bauteile des Stators nennenswert zu verändern (Gleichteilestrategie).
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Weiterhin ist es möglich, anders als bei der bekannten Verwendung von separaten Platinen, eine vergleichsweise dicke Kupferschicht in Form der vorgesehenen Kupferschiene 70 zur Stromleitung bereit zu stellen, wodurch der Elektromotor auch im Bereich der Spulenverschaltung vergleichsweise niederohmig gehalten wird.
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Schließlich können neben den Elektronik-Komponenten 72 auch Sensoren 74, insbesondere Hall-Sensoren an dem Deckel 60 vorgesehen sein, mit denen eine Positionserkennung des Rotors 22 ermöglicht wird.
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Die Funktionsvereinigung der Funktionen der Kapselung des Rotors, Kontaktierung der Spulen, Lagerung der Rotors, Bereitstellung von Elektronik und Sensorik in einem einzigen Bauteil, nämlich in Form des Deckels 60 ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen Elektromotors.
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Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Elektromotors 10 ist in der Ausgestaltung des Rotors 20 zu sehen. Dieser umfasst eine Rotorwelle 22 sowie einen damit drehfest verbundenen Rotorkörper 26 (Läufer), der in üblicher Weise axial verlaufende Aufnahmeschlitze 24 aufweist, die zur Aufnahme von Permanentmagneten 28 ausgebildet sind.
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Anders als im Stand der Technik sind jedoch die Permanentmagneten 28 in ihrer axialen Erstreckung kürzer als die Aufnahmeschlitze 24 und werden derart angeordnet, dass sie zumindest bezüglich einer Stirnfläche, bevorzugt aber bezüglich beider Stirnflächen 26a axial nach innen versetzt angeordnet sind (vgl. 9A). Hierdurch entsteht ein axialer Abstand d1 bzw. d2, der mehrere Vorteile bringt. Zum einen können die Hall-Sensoren axial näher an die Stirnflächen 26a des Rotorkörpers 26 gebracht werden, da durch den axialen Abstand (d1 bzw. d2) der Permanentmagneten zu der benachbarten Stirnfläche 26a auch das aktive Feld des Rotors axial beabstandet zu den Stirnflächen 26a des Rotorkörpers 26 ist. Hierdurch werden störende Streuungen, die durch das aktive Feld des Rotors bei der Positionserkennung mit Hilfe eines Hall-Sensors auftreten, vermieden, sodass die verwendete Positionssensorik, insbesondere die Hall-Sensoren, das aktive Feld des Rotors zur Positionserkennung nutzen können.
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Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, den Rotor zur Vermeidung von Unwuchten abschließend zu wuchten. Während im Stand der Technik hierfür in der Regel separate Wuchtscheiben verwendet werden, aus denen Löcher zum Wuchten gebohrt werden müssen (negatives Wuchten), ist es vorliegend möglich, die frei bleibenden Abschnitte der Ausnehmungen 24 zur Aufnahme von Wuchtkitt zu nutzen (positives Wuchten). Insgesamt kann also auch über die Maßnahme der benötigte Bauraum des Motors 10 verringert werden und durch Reduzierung der verwendeten Bauteile die Herstellungs- und Montagekosten gesenkt werden.
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Die vorstehend beschriebenen einzelnen Besonderheiten des Elektromotors 10 wirken zwar vorteilhaft zusammen, können jedoch auch jeder für sich in bekannte Elektromotoranordnungen integriert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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