DE102017124408A1 - Elektromotor - Google Patents

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Abstract

die Erfindung sieht einen schnell drehenden Elektromotor zur Absaugung eines Benzin-Luft-Gemischs in einem Kraftfahrzeug vor. Der Motor umfasst einen Stator, einen Rotor, der Samarium-Cobalt-Permanentmagnete aufweist, und ein gekapseltes Lager zur Lagerung des Rotors relativ zu dem Stator, das in einer Lagerpatrone vormontiert ist. Der Rotor ist von dem Stator durch eine Trennhülse aus einem elektrisch leitenden, nicht metallischen Material getrennt, und die Lagerpatrone ist mit der Trennhülse formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektromotor, mit einem Stator und einem Rotor, beispielsweise ein BLDC-Motor, der kompakt ist und eine hohe Nenndrehzahl, beispielsweise größer 50.000 U/min, aufweist.
  • Die Verwendung von Elektromotoren als elektrische Stellantriebe findet in der Automobilbranche immer größere Verbreitung. Zum Einsatz kommen beispielsweise Schrittmotoren und BLDC-Motoren, die getriebelos oder in Verbindung mit verschiedenen Getriebearten eingesetzt werden. Sie können zur Einstellung der Position und Ausrichtung der Sitze, für die Zentralverriegelung, als Antrieb für elektrische Fensterheber und Scheibenwischer, als Klappensteller in Lüftungs- und Klimaanlagen, als Lüftermotor, als Antrieb in einem Bremskraftverstärker genutzt werden, um nur einige Beispiele zu nennen.
  • Eine denkbare Verwendung eines Elektromotors im Kraftfahrzeug ist als Antriebsmotor einer Entlüftungspumpe zum Absaugen von Benzin-Gasen bzw. Benzin-Luft-Gemisch zum Beispiel aus dem Brennstofftank des Fahrzeugs, um das Benzin-Luft-Gemisch beispielsweise einem Turbolader zuzuführen. Da das Benzin-Luft-Gemisch eine explosionsfähige Atmosphäre darstellt, ist der Einsatz von Elektromotoren für die Absaugung kritisch und der Anmelderin ist eine solche Verwendung nicht bekannt.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor anzugeben, der sich für die Absaugung eines Benzin-Luft-Gemischs, beispielsweise aus dem Kraftstofftank eines Kraftfahrzeuges eignet.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Der Elektromotor umfasst einen Stator, einen Rotor, der Samarium-Cobalt-Permanentmagnete aufweist, und ein gekapseltes Lager zur Lagerung des Rotors relativ zu dem Stator, das in einer Lagerpatrone vormontiert ist. Der Rotor ist von dem Stator durch eine Trennhülse aus einem elektrisch leitenden, nicht ferromagnetischen Material getrennt, und die Lagerpatrone ist mit der Trennhülse formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden.
  • Diese Anordnung ermöglicht das Design eines kompakten Motors, der selbst dann, wenn das Benzin-Luft-Gemisch in Teile des Motors eindringt, sicher betrieben werden kann und ein äußerst geringes Explosionsrisiko hat. Komponenten, die mit dem Benzin-Luft-Gemisch in Berührung kommen können, sind elektrisch leitend, um statische Aufladung zu vermeiden. Vorzugsweise haben sie einen spezifischen Durchgangswiderstand < 104Ωm, insbesondere < 4·102Ωm.
  • Die für den Rotor verwendeten Samarium-Cobalt (SmCo)-Permanentmagnete haben eine hohe Temperaturbeständigkeit bis zu 300 °C, so dass der Motor in einem großen Temperaturbereich sicher eingesetzt werden kann, beispielsweise im Bereich von -40 ° C bis 150 ° C oder auch bis 180 ° C, wobei im Normalbetrieb des Kraftfahrzeugs die Betriebstemperatur üblicherweise 125 ° C nicht überschreiten sollte. Da Sa-Co-Permanentmagnete eine höhere Remanenz haben als viele andere Magnetmaterialien, tragen sie dazu bei, dass der Elektromotor klein und kompakt aufgebaut werden kann. Der Elektromotor, der als Innenläufer ausgelegt sein kann, kann beispielsweise eine Länge in der Größenordnung von 20 bis 40 mm und einen Durchmesser in der Größenordnung von 40 bis 50 mm aufweisen.
  • Die Lagerpatrone kann in die Trennhülse eingespritzt sein, wodurch eine innige Verbindung der Lagerpatrone mit der Trennhülse entsteht. Zusätzlich können die Lagerpatrone und die Trennhülse nach Art einer Verzahnung formschlüssig verbunden sein, wodurch eine hohe Dichtigkeit erreicht wird und vermieden werden kann, dass Gase aus dem Rotorraum in Richtung des Stators und/oder der Elektronik dringen. Um sicher zu verhindern, dass Kugellager-Schmiermittel aus der Lagerpatrone herausgedrückt wird, kann die Lagerpatrone eine Labyrinthdichtung aufweisen.
  • Die Trennhülse zwischen Rotor und Stator kann durch ein Rohr gebildet sein, und sie kann an einen Motorflansch angeformt sein. Beispielsweise kann die Trennhülse an den Motorflansch angespritzt sein. Dadurch entsteht eine vollkommen gasdichte Verbindung.
  • Die Trennhülse kann zum Beispiel aus einem Kohlenstoff haltigen thermoplastischen Polymer, insbesondere aus Polyphenylensulfid (PPS) mit einem Graphitanteil, um ein niedrigen spezifischen Durchgangswiderstand zu erreichen, beispielsweise einen spezifischen Durchgangswiderstand < 104 Ωm, insbesondere < 4·102 Ωm.
  • Die Trennhülse kann so ausgebildet sein, dass sie an einem axialen Ende, das dem Motorflansch zugewandt ist, geschlossen und an dem gegenüberliegenden Ende offen ist. Dies erlaubt es, den Rotor zu montieren und nach der Montage zu justieren, beispielsweise auszuwuchten, bevor er vollständig verschlossen wird.
  • Die Permanentmagnete können auf einen Rotorrückschluss aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt, und durch eine die Magnete umgebende Rotorhülse oder einen Ring aus einem nicht ferromagnetischen Material auf dem Rotorrückschluss gesichert sein. Der Rotorrückschluss kann aus einem magnetischen Blechstapel, Stahl oder einem magnetischen Kompositmaterial gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Permanentmagnete durch Umspritzen der Magnete mit einem nicht ferromagnetischen Material auf dem Rotorrückschluss gesichert werden.
  • Das Motorlager kann zwei Kugellager umfassen, die in der Lagerpatrone untergebracht und gegeneinander verspannt sind. Es kann ein Kugellager-Schmiermittel verwendet werden, das eine Medienbeständigkeit gegen Benzin, Diesel und/oder Alkohol aufweist. Das Kugellager-Schmiermittel kann beispielsweise bei einer Temperatur von bis zu 180°C oder bis zu 200 °C betrieben werden. Beispielsweise eignet sich ein auf Perfluorpolyether (PFPE) basierendes Schmiermittel, ein Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Molybdändisulfid (MoS2) enthaltendes Schmiermittel oder ein Harnstoff als Verdicker aufweisendes Schmiermittel als Kugellager-Schmiermittel. Das Kugellager-Schmiermittel ist auch bei hohen Betriebstemperaturen stabil und nicht löslich. Es ist vorzugsweise benzinresistent. Durch das relative Verspannen der Kugellager und die Anordnung der Kugellager mit geringem Abstand zueinander innerhalb der Lagerpatrone können besonders hohe Drehzahlen des Elektromotors erreicht werden.
  • In einer Ausgestaltung kann der Rotor zweipolig oder vierpolig ausgelegt sein und der Stator kann drei bis sechs Statornuten aufweisen. Beispielsweise ist der Rotor zweipolig und der Stator umfasst drei Statornuten. Der Stator kann Statorspulen aus einem Wicklungsdraht aufweisen, dessen Drahtdurchmesser 0,5 mm bis 1 mm, insbesondere 0,8 mm beträgt. Dabei kann der Elektromotor so ausgelegt sein, dass er eine hohe Nenndrehzahl von mindestens 50.000 U/min hat, beispielsweise in der Größenordnung von 50.000 bis 60.000 U/min erzielt und in den Statorblechen Verluste von nicht mehr als 3 W erzeugt, während die Verluste in den Wicklungen vernachlässigbar sind. Die Wicklungen können beispielsweise in einer Sternschaltung miteinander verschaltet sein. Der Anschlusswiderstand der Wicklungen kann beispielsweise in der Größenordnung von unter 100 mΩ, beispielsweise bei etwa 60 mΩ liegen.
  • Der Elektromotor eignet sich besonders zur Verwendung in einer Pumpe zur Absaugung von Benzin-Luft-Gemisch. Die Pumpe kann in einem Kraftfahrzeug mit Verbrennungsmotor eingesetzt werden.
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Beispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert.
    • 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Elektromotors gemäß einem Beispiel;
    • 2 zeigt einen Längsschnitt durch den Elektromotor der 1.
    • 3 zeigt eine Draufsicht auf den Elektromotor der 1.
    • 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Elektromotors gemäß einem weiteren Beispiel;
    • 5 zeigt einen Längsschnitt durch den Elektromotor der 4.
    • 6 zeigt eine Draufsicht auf den Elektromotor der 4.
  • 1 bis 3 zeigen ein Beispiel eines Elektromotors 100. Der Elektromotor 100 umfasst einen Rotor 102 und einen Stator 104, die koaxial um eine Rotorwelle 106 angeordnet sind. In 1 ist der Elektromotor als Innenläufer konfiguriert. Der Elektromotor 100 kann ein bürstenloser Gleichstrommotor sein und/oder mehrphasig betrieben werden.
  • Der Stator 104 weist in dem Beispiel einen Statorkörper mit drei Statorzähnen 108 auf, die jeweils mit einer Spule 110 bewickelt sind. Zur besseren Übersichtlichkeit sind insbesondere in dem Fall, dass bestimmte Komponenten in dem Elektromotor mehrfach vorhanden sind, nicht alle Komponenten einzeln mit Bezugszeichen versehen; zum Beispiel nicht alle Statorzähne und nicht alle Statorspulen sind mit Bezugszeichen versehen. Der Statorkörper kann aus einem gestanzten Blechpaket aus ferromagnetischem Stahl hergestellt sein. Die Spulen 110 sind aus Wicklungen eines elektrisch leitfähigen Drahtes um den jeweiligen Statorzahn 108 gebildet. Der Wicklungsdraht hat in einem Beispiel einen Durchmesser von 0,8 mm. Der Stator kann beispielsweise dreiphasig sein, und die Phasenwicklungen in einer Sternschaltung oder einer Dreickschaltung miteinander verschaltet sein. Der Wicklungsdraht hat beispielsweise einen Anschlusswiderstand von ungefähr 60 mΩ.
  • Der Rotor 102 weist vier magnetische Pole 112 auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt auf einem Rotorrückschluss 116 angeordnet sind, zwei N-Pole und zwei S-Pole. Die Pole sind in der Draufsicht der 3 zu erkennen, wobei die über den Magneten liegende Rotorkappe 120 weggelassen ist. Die Pole 112 sind durch Samarium-Cobalt-Permanentmagnete gebildet, die auf den Außenumfang des Rotorrückschlusses 116 aufgebracht, z.B. aufgeklebt sind.
  • Samarium-Cobalt (SmCo) ist eine Legierung des Seltenerdmetalls Samarium (Sm) mit dem Metall Cobalt (Co). Für die Verwendung als Permanentmagnet sind insbesondere zwei Kristallstrukturen geeignet: SmCo5, ohne zusätzliche Legierungselemente, und Sm2Co17 mit Eisen, Kupfer und Zirkon als zusätzliche Legierungselemente. Die Legierung SmCo5 hat eine maximale magnetische Energiedichte von bis zu (BH)max = 200 kJ/m3, die Legierung Sm2Co17 von bis zu 260 kJ/m3. Durch Ersetzen des Sm mit anderen Seltenen Erden, wie etwa Pr oder Gd, kann die Remanenz, und damit das Energieprodukt, verändert werden. Die Curietemperatur der SmCo-Magneten liegt zwischen 700 und 850 °C. SmCo5-Magnete können daher problemlos bis etwa 250 °C Betriebstemperatur eingesetzt werden.
  • Die SmCo-Permanentmagnete können pulvermetallurgisch hergestellt. Ein SmCo-Metallpulver wird dazu in einem Magnetfeld ausgerichtet und, je nach Prozess, gleichzeitig oder danach zu einem Grünling verpresst. Dieser kann in Vakuum oder unter Schutzgas dichtgesintert werden. Durch eine Wärmebehandlung erhalten die Magnete ihre Koerzitivfeldstärke (siehe auch die Seite „Samarium-Cobalt", in: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 8. Juni 2017).
  • In dieser Ausgestaltung kann ein Elektromotor erhalten werden, der eine hohe Nenndrehzahl und eine äußerst geringe Verlustleistung hat. Die Nenndrehzahl kann zum Beispiel mindestens 50.000 U/min betragen, und beispielsweise in der Größenordnung von 50.000 bis 60.000 U/min liegen. Der Elektromotor kann beispielsweise in den Statorblechen Verluste von nicht mehr als 3 W erzeugen, während die Verluste in den Wicklung vernachlässigbar sind. Der Anschlusswiderstand der Wicldungen kann beispielsweise in der Größenordnung von unter 100 mΩ, beispielsweise bei etwa 60 mΩ liegen. Der Motor kann in einem großen Temperaturbereich sicher eingesetzt werden, beispielsweise im Bereich von -40 ° C bis 150 ° C oder auch bis 180 ° C. Durch die beschriebene Bauweise kann ein Elektromotor, beispielsweise ein BLDC-Motor mit sehr kleiner Bauform und mit einer Nennleistung der Größenordnung von 20 W bis 50 W erhalten werden. Die Abmessungen des Elektromotors können in der Größenordnung von etwa 2 bis 4 cm in axialer Länge und etwa 5 cm im Durchmesser liegen.
  • Die Permanentmagnete sind in dem gezeigten Beispiel durch eine Rotorhülse 118 geschützt und fixiert, die auf den Außenumfang der Permanentmagnete aufgebracht, z.B. aufgepresst ist. Die Rotorhülse 118 schützt die Permanentmagnete insbesondere bei hohen Drehzahlen, bei denen hohe Zentrifugalkräfte auf die Magnete wirken, gegen Auf- und Abplatzen. Die Rotorhülse 118 fixiert die Permanentmagnete und schützt ferner die restlichen Teile des Elektromotors gegen Eindringen möglicherweise abgeplatzter Magnetteile. Die Rotorhülse 118 kann aus einem nicht ferromagnetischen, elektrisch leitenden Material bestehen, beispielsweise aus elektrisch leitendem Kunststoff. An den Stirnenden des Rotors 102 befinden sich in dem gezeigten Beispiel Rotorkappen 120. Die Rotorhülse 118 kann mit den Rotorkappen 120 verschweißt und/oder verklebt sein. In einer anderen Ausgestaltung kann der Rotor mit einem Duroplast umspritzt sein, um die Permanentmagnete zu fixieren und zu schützen. Alternativ zu dem in 1 bis 3 gezeigten Beispiel kann der Rotor 102 mehr als vier, z.B. acht oder zehn, magnetische Pole aufweisen, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind.
  • Der Rotor 102 sitzt auf der Welle 106, die das Drehmoment des Elektromotors mit einem Abtrieb (nicht gezeigt) verbindet. Die Welle 106 ist über zwei Kugellager 122, 124 relativ zu dem Stator 104 gelagert. Die Kugellager 122, 124 sind in einer Lagerpatrone 126 untergebracht und verkapselt. Innerhalb der Lagerpatrone 126 sind sie über eine Feder 128 verspannt. Im Inneren der Lagerpatrone 126 befindet sich ein Kugellager-Schmiermittel, und die Lagerpatrone 126 ist über eine Labyrinthdichtung 130 nach außen abgedichtet. Das Kugellager-Schmiermittel ist in dem beschriebenen Beispiel hitze- und benzinresistent und kann beispielsweise Polyfluorpolyether (PFPE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Molybdändisulfid (MoS2) oder Harnstoff aufweisen.
  • Wie in 1 dargestellt, weist die Lagerpatrone 126 an ihrem Außenumfang eine zahnähnliche Struktur 126' auf, über die sie mit einer Trennhülse 132 in Eingriff ist. Die Trennhülse 132 trennt den Rotor 102 von dem Stator 104 und isoliert so den Raum, in dem sich der Rotor 102 befindet, von dem Raum, in dem sich der Stator 104 und zugehörige Elektronik befinden. Die Trennhülse 132 besteht aus einem nicht ferromagnetischen, elektrisch leitenden Material mit niedrigem Oberflächenwiderstand und Durchgangswiderstand, beispielsweise mit einem spezifischen Durchgangswiderstand < 104 Ωm, insbesondere < 4·102 Ωm. Die Trennhülse 132 kann beispielsweise aus thermoplastischem PPS mit einem Graphitanteil, beispielsweise einem Graphitanteil in der Größenordnung von 10 %, hergestellt sein. Ein Kunststoffmaterial hat gegenüber Metall den Vorteil, dass Wirbelströme vermieden werden können. Die Trennhülse 132 kann eine Wandstärke in der Größenordnung von 0,5 mm bis 1,5 mm, z.B. ca. 1 mm aufweisen. Die Wandstärke wird so gewählt, dass sie einen guten Kompromiss zwischen ausreichender Stabilität und geringem Platzbedarf erfüllt. Da die Trennhülse 132 sich in dem Arbeitsspalt zwischen Rotor und Stator befindet, darf sie nicht zu dick sein. Geht man von einer Wandstärke der Trennhülse 132 von beispielsweise 1,0 mm und einer Wandstärke der Rotorhülse 118 von beispielsweise 0,2 mm aus, so kann der Arbeitsspalt beispielsweise 1,8 mm betragen.
  • In dem gezeigten Beispiel ist die Trennhülse 132 einstückig mit einem Flansch 134 des Elektromotors ausgebildet. Spezieller ist sie in dem Beispiel gemeinsam mit dem Flansch 134 als ein Spritzgussteil hergestellt. Der Flansch hält und fixiert den Stator 104 und kann zur Montage weiterer Komponenten des Elektromotors, wie Anschlussstecker oder -pins 136 und einer Steuerplatine (in den Figuren nicht gezeigt), sowie zur Befestigung des Elektromotors in seinem Anwendungsbereich dienen. Die in den Figuren dargestellten Anschlussenden 110' der Wicklungen 110 können direkt mit einer Steuerplatine verbunden sein.
  • 4 bis 6 zeigen ein weiteres Beispiel eines Elektromotors 200. Der Elektromotor 200 umfasst einen Rotor 202 und einen Stator 204, die koaxial um eine Rotorwelle 206 angeordnet sind. Der Elektromotor 200 ist als Innenläufer konfiguriert und kann ein bürstenloser Gleichstrommotor sein und/oder mehrphasig betrieben werden.
  • Der Stator 204 weist sechs Statorzähne 206, 208 auf. Hiervon sind drei Statorzähne 206 jeweils mit einer Spule 210 bewickelt. Die drei restlichen Statorzähne 208 sind unbewickelt; siehe 6. Zwischen je zwei bewickelten Statorzähnen 206 ist ein unbewickelter Statorzahn 208 angeordnet. Mit anderen Worten, in Umfangsrichtung sind je ein bewickelter Statorzahn 208 und ein unbewickelter Statorzahn 208 abwechselnd angeordnet.
  • Der Rotor 202 weist vier magnetische Pole 212 auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet auf einem magnetischen Rückschluss 214 des Rotors angeordnet sind. Der Rotor 202 sitzt auf einer Welle 210, die das Drehmoment des Elektromotors mit einem Abtrieb (nicht gezeigt) verbindet. Alternativ zu dem in 6 gezeigten Beispiel kann der Rotor 202 mehr als vier, z.B. acht oder zehn, magnetische Pole aufweisen, die in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die magnetischen Pole 212 des Rotors 202 sind durch SmCo-Permanentmagnete gebildet. Die Permanentmagnete können auf einen Rotorrückschluss aufgebracht, zum Beispiel aufgeklebt, und durch eine die Magnete umgebende Rotorhülse oder einen Ring aus einem nicht ferromagnetischen Material auf dem Rotorrückschluss gesichert sein. In Bezug auf die Materialien, Materialeigenschaften und Parameter der Rotor- und Stator-Komponenten, wie elektrischer Widerstand, magnetische Eigenschaften, Abmessungen etc., gilt das oben in Bezug auf die 1 bis 3 Gesagte.
  • Wie in der zuvor beschriebenen Ausgestaltung, umfasst der Elektromotor 200 eine Trennhülse 220 zwischen dem Rotor 202 und dem Stator 204 und einen Flansch 218, der mit der Trennhülse 220 gasdicht verbunden ist. In diesem Beispiel ist die Trennhülse 220 auf einen Ansatz 218' des Flansches 218 aufgepresst und mit diesem verklebt und/oder verschweißt. Kugellager 222, 224 zur Lagerung des Rotors 202 relativ zu dem Stator 204 sind in einer Lagerpatrone 226 untergebracht und verkapselt. Innerhalb der Lagerpatrone 226 sind sie über eine Feder 228 verspannt. Im Inneren der Lagerpatrone 126 befindet sich ein Kugellager-Schmiermittel. Die Lagerpatrone 226 kann über eine Labyrinthdichtung (nicht gezeigt) nach außen abgedichtet sein. Auch hinsichtlich Funktion und Materialien der Trennhülse und des Lagers gilt das oben in Bezug auf die 1 bis 3 Gesagte.
  • Bei dem in 4 bis 6 gezeigten Beispiel ist das Statorjoch 216 in den Abschnitten zwischen den bewickelten Statorzähnen 206 derart radial nach innen verlagert, dass das Statorjoch 218 die unbewickelten Statorzähne 208 bildet. Die unbewickelten Statorzähne 208 sind in radialer Richtung verkürzt, so dass sie in das Statorjoch 218 übergehen. Ferner verläuft das Statorjoch 218 geradlinig in den Abschnitten gegenüber den bewickelten Statorzähne 206. Damit sind V-förmige Ausnehmungen 228 gebildet, in welchen ein Kühlmittelkanal aufgenommen sein kann. Ferner verläuft das Statorjoch 218 entlang der jeweiligen Seitenfläche der Statorspulen 210, so dass die Statornuten minimiert und die Hohlräume für den magnetischen Rückschluss ausgenutzt werden. Auf diese Weise können die magnetischen Kreise verkleinert und die Leistungsdichte erhöht werden. Weitere Einzelheiten des Statordesigns dieses und ähnlicher Elektromotoren sind in der anhängigen Deutsche Patentanmeldung DE 10 2017 112 591 derselben Anmelderin beschrieben.
  • Der Elektromotor gemäß den verschiedenen Ausführungsbeispielen eignet sich besonders als Antriebsmotor einer Pumpe zum Absaugen von Benzingasen bzw. eines Benzin-Luft-Gemisch, im Folgenden einfach als Benzingas bezeichnet. Das Benzingas kann beispielsweise aus dem Innenraum eines Benzintanks abgesaugt und einem Turbolader zugeführt werden. Da hierfür vorzugsweise ein sehr schnell drehender getriebeloser Elektromotor verwendet wird, können nicht alle Komponenten zu 100 % abgedichtet werden. Benzingas kann daher in den Innenraum des Motors bzw. in den Rotorraum eindringen. Alle Komponenten, die mit dem Benzingas in Berührung kommen könnten, werden daher vorzugsweise elektrisch leitend ausgestaltet, um elektrostatische Aufladung zu vermeiden. Die Kugellager werden durch die gekapselte Anordnung in der Lagerpatrone und die zusätzliche Labyrinthdichtung geschützt, wobei auch das Kugellager-Schmiermittel Benzin bzw. Gas resistent sein sollte. Der Rotorbereich wird von dem Stator durch die Rotorhülse getrennt, um die Benzingase sicher von dem Stator und der zugehörigen Elektronik fernzuhalten und jede Explosionsgefahr zu vermeiden. Die Rotorhülse kann, wie oben dargelegt, durch Spritzgießen einstückig mit dem Flansch ausgebildet sein, sie kann durch ein getrenntes Rohr oder durch ein Rohr, das in den Flansch eingespritzt wird, gebildet werden.
  • Der Elektromotor ist auch für andere Zwecke im Automobilbereich und in anderen Anwendungen einsetzbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Elektromotor
    102
    Rotor
    104
    Stator
    106
    Welle
    108
    Statorzahn
    110
    Spule/Wicklung
    110'
    Spule/Wicklung
    112
    Rotorpole
    114
    Rotorabschnitt
    116
    Rotorrückschluss
    118
    Rotorhülse
    120
    Rotorkappe
    122
    Kugellager
    124
    Kugellager
    126
    Lagerpatrone
    126'
    zahnähnliche Struktur
    128
    Feder
    130
    Labyrinthdichtung
    132
    Trennhülse
    134
    Flansch
    136
    Anschlussstecker oder -pins
    200
    Elektromotor
    202
    Rotor
    204
    Stator
    206
    Statorzahn
    208
    Statorzahn
    210
    Welle
    212
    magnetischer Pol
    214
    magnetischer Rückschluss
    216
    Statorjoch
    218
    Flansch
    220
    Trennhülse
    222
    Kugellager
    224
    Kugellager
    226
    Lagerpatrone
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017112591 [0032]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Seite „Samarium-Cobalt“, in: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 8. Juni 2017 [0022]

Claims (19)

  1. Elektromotor umfassend einen Stator (104; 204), einen Rotor (102; 202), der Samarium-Cobalt-Permanentmagnete aufweist, ein gekapseltes Lager zur Lagerung des Rotors (102; 202) relativ zu dem Stator (104; 204), das in einer Lagerpatrone (126; 226) vormontiert ist, wobei der Rotor (102; 202) von dem Stator (104; 204) durch eine Trennhülse (132; 220) aus einem elektrisch leitenden, nicht ferromagnetischen Material getrennt ist und die Lagerpatrone (126; 226) mit der Trennhülse (132; 220) formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die Lagerpatrone (126; 226) in die Trennhülse (132; 220) eingespritzt ist.
  3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lagerpatrone (126; 226) eine Labyrinthdichtung (130) aufweist.
  4. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennhülse (132; 220) durch ein Rohr gebildet ist.
  5. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennhülse (132; 220) an einen Motorflansch (134; 218) angeformt ist.
  6. Elektromotor nach Anspruch 5, wobei die Trennhülse (132; 220) an den Motorflansch (134; 218) angespritzt ist.
  7. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennhülse (132; 220) einen spezifischen elektrischen Durchgangswiderstand < 104 Ω, insbesondere < 5·102 Ωm aufweist.
  8. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trennhülse (132; 220) aus einem kohlenstoffhaltigen thermoplastischen Polymer hergestellt ist.
  9. Elektromotor nach Anspruch 8, wobei die Trennhülse (132; 220) aus Polyphenylensulfid mit einem Graphitanteil hergestellt ist.
  10. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stator (104; 204) an einem Außenumfang der Trennhülse (132; 220) angeordnet ist.
  11. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Permanentmagnete auf einen Rotorrückschluss (116; 214) aufgebracht und durch eine die Magnete umgebende Rotorhülse (118) oder einen Ring aus einem nicht ferromagnetischen Material auf dem Rotorrückschluss (116; 214) gesichert sind.
  12. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Permanentmagnete auf einen Rotorrückschluss (116; 214) aufgebracht und durch Umspritzen der Magnete mit einem nicht ferromagnetischen Material auf dem Rotorrückschluss (116; 214) gesichert sind.
  13. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lager zwei Kugellager (122, 124; 222, 224) umfasst, die in der Lagerpatrone (126; 226) untergebracht und gegeneinander verspannt sind.
  14. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Lager ein Kugellager (122, 124; 222, 224) und Kugellager-Schmiermittel umfasst und das Kugellager-Schmiermittel ein auf Perfluorpolyether (PFPE) basierendes Schmiermittel, ein Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Molybdändisulfid (MoS2) enthaltendes Schmiermittel oder ein Harnstoff als Verdicker aufweisendes Schmiermittel ist.
  15. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, der eine Nenndrehzahl von mindestens 50.000 U/min hat.
  16. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Rotor (102; 202) zweipolig oder vierpolig ist und der Stator (104; 204) drei bis sechs Statornuten aufweist.
  17. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Stator (104; 204) Statorspulen aus einem Wicklungsdraht (110) aufweist, dessen Drahtdurchmesser 0,5 mm bis 1 mm, insbesondere 0,8 mm beträgt.
  18. Verwendung des Elektromotors nach einem der vorangehenden Ansprüche in einer Pumpe zur Absaugung von Benzin-Luft-Gemisch.
  19. Verbrennungsmotor-Kraftfahrzeug mit einer Pumpe zur Absaugung von Benzin-Luft-Gemisch, wobei die Pumpe einen Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 17 aufweist.
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Samarium-Cobalt. In: Wikimedia Foundation Inc. (Hrsg.): Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. 2017, S. 1-2. Bibliographieinformationen ermittelt über: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Samarium-Cobalt&oldid=166185194 [abgerufen am 2018-02-15]. - Version vom 8. Juni 2017 um 07:41 Uhr *
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