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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Statorgehäuse und Lagerflansch.
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Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromotor ein Statorgehäuse aufweist, welches eine Statorwicklung umgibt.
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Aus der
AT 518 125 B1 ist ein Gehäusedeckel für eine elektrische Maschine bekannt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor effizient auszuführen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit Statorgehäuse und Lagerflansch sind, dass am Lagerflansch eine Lageraufnahme ausgebildet ist, in welcher ein Lager, insbesondere Wälzlager, zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufgenommen ist,
wobei am Lagerflansch ein Unterteil eines Anschlusskastens des Elektromotors ausgeformt ist,
insbesondere wobei der Lagerflansch mit dem Anschlusskasten einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildet ist.
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Von Vorteil ist dabei, dass durch die Ausbildung eines Unterteils am Lagerflansch mehr Masse notwendig ist und somit die vom im Lagerflansch aufgenommenen Lager erzeugte Wärme, also der Verlustwärmestrom, verbessert aufspreizbar ist. Somit sind Spitzentemperaturen während des Betriebs vermeidbar. Ein Teil des an die Umgebung abzuführenden Wärmestroms wird über die Wände des Unterteils an die Umgebung abgeführt, ein anderer Teil über den restlichen Lagerflansch. Somit ist der Elektromotor mit hoher Spitzenleistung und auch Dauerleistung betreibbar, ohne dass eine kritische Temperatur überschritten wird.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lageraufnahme in axialer Richtung vom Unterteil beabstandet,
insbesondere wobei die axiale Richtung parallel zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass die elektrischen Anschlüsse von dem Lager beabstandet sind und somit Ableitströme des Lagers eine geringere Störung bewirken, insbesondere Störung auf Signal- und/oder Datenübertragungsleitungen, die ebenfalls von der äußeren Umgebung her in den Anschlusskasten hineingeführt sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf das Unterteil ein Deckelteil aufgesetzt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Anschlusskasten an einer axialen Stirnseite angeordnet ist und somit die Verdrahtung aus axialer Richtung kommend herstellbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung grenzt der vom Deckelteil in axialer Richtung überdeckte Bereich an an den vom Unterteil in axialer Richtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil aus axialer Richtung kommend aufsetzbar ist. Somit ist die Verdrahtung aus axialer Richtung bedienbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der vom Deckelteil in axialer Richtung überdeckte Bereich beabstandet mittels einer zwischengeordneten Dichtung, insbesondere Flachdichtung, von dem vom Unterteil in axialer Richtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass das Deckelteil aus axialer Richtung kommend aufsetzbar ist. Somit ist die Verdrahtung aus axialer Richtung bedienbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen, insbesondere axial zwischen, Unterteil und Deckelteil eine Dichtung, insbesondere Flachdichtung, angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Schutzart erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lagerflansch als Gussteil, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Abfuhr des Verlustwärmestroms an die Umgebung erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich am Lagerflansch Kühlrippen, insbesondere zweite und dritte Kühlrippen, vom Unterteil bis zu einem ersten, auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen Radialabstand,
wobei das Statorgehäuse mit dem Lagerflansch mittels Schrauben verbunden ist, die radial außerhalb der Kühlrippen angeordnet sind und/oder die einen größeren Radialabstand zur Drehachse der Rotorwelle aufweisen als der größte Radialabstand der Kühlrippen beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Wärmeabfuhr unabhängig von der Montageausrichtung des Elektromotors erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der vom Unterteil in Umfangsrichtung überdeckte Umfangswinkelbereich 360°. Von Vorteil ist dabei, dass die gedachte Drehachse der Rotorwelle des Elektromotors den Anschlusskasten mittig durchdringt. Die Wände des Unterteils umgeben somit radial die Drehachse und die Wärme ist an allen Umfangswinkeln in radialer Richtung schnelle und abführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der, insbesondere bezogen auf die Drehachse der Rotorwelle, maximale Radialabstand des Unterteils kleiner als der maximale Radialabstand
- - des Lagerflansches und/oder
- - der zweiten und/oder der dritten Kühlrippen und/oder
- - der Eckbereiche und/oder
- - der den Lagerflansch mit dem Statorgehäuse verbindenden Schrauben.
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Von Vorteil ist dabei, dass das unterteil mittig am Lagerflansch angeordnet ist und somit in allen radialen Richtungen ein ungefähr ähnlich effizienter Wärmestrom ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung mündet die vom Deckelteil abgedeckte Öffnung des Unterteils in axialer Richtung in die Umgebung und/oder die vom Deckelteil abgedeckte Öffnung des Unterteils ist in axialer Richtung stirnseitig angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass eine Verdrahtung aus axialer Richtung herkommend ermöglicht ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Lagerflansch eine in axialer Richtung durch den Lagerflansch durchgehende, insbesondere in den aus Unterteil und Deckelteil gebildeten Anschlusskasten mündende Ausnehmung auf, insbesondere zur Durchführung der Leitungen zur elektrischen Versorgung der vom Statorgehäuse umgebenen Statorwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass die Drähte der Statorwicklung durch die Ausnehmung direkt in den Anschlusskasten einführbar sind. Somit ist eine Verdrahtung, also ein elektrisches Verbinden mit Versorgungsleitungen, einfach ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem aus dem Unterteil und Deckelteil gebildeten Anschlusskasten Anschlussvorrichtungen, insbesondere ein Klemmbrett, angeordnet, insbesondere zur elektrischen Verbindung der von der Statorwicklung her geführten Leitungen mit von der äußeren Umgebung in den Anschlusskasten geführten elektrischen Versorgungsleitungen. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache effiziente Herstellbarkeit erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Versorgungsleitungen durch eine in einer Wand des Unterteils aufgenommenen Kabeldurchführung hindurchgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Schutzart effizient erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die von der Statorwicklung her, durch die Ausnehmung geführten Leitungen durch eine weitere, am Boden des Unterteils angeordnete Kabeldurchführung hindurchgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Schutzart erreichbar ist. Die Kabeldurchführung ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich am Lagerflansch zweite und dritte Kühlrippen sich vom Unterteil bis zu einem ersten Radialabstand, insbesondere auf die Drehachse der Rotorwelle bezogenen Radialabstand,
wobei die zweiten Kühlrippen zueinander parallel ausgerichtet und/oder voneinander beabstandet sind,
wobei die dritten Kühlrippen zueinander parallel ausgerichtet und/oder voneinander beabstandet sind,
wobei die zweiten Kühlrippen sich nicht parallel zu den dritten Kühlrippen erstrecken, insbesondere, sondern senkrecht zur den dritten Kühlrippen,
insbesondere wobei der von den zweiten Kühlrippen in axialer Richtung überdeckte Bereich dem von den dritten Kühlrippen in axialer Richtung überdeckten Bereich gleicht und/oder zu ihm identisch ist. Von Vorteil ist dabei, dass der Lagerflansch auf seiner vom Statorgehäuse abgewandten Seite einem Rundflansch entsprechend einen Außenumfang aufweist. Die Kühlrippen verlaufen daher nur bis zu diesem Außenumfang wie bei einem Rundflansch. Dadurch, dass die zweiten Kühlrippen nicht zu den dritten Kühlrippen parallel sind, ist eine effiziente konvektive Entwärmung unabhängig von der Einbaulage des Elektromotors ermöglicht.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Lagerflansch in Umfangsrichtung voneinander insbesondere gleichmäßig beabstandete Eckbereiche ausgeformt,
- - die radial außerhalb des von den zweiten und dritten Kühlrippen überdeckten Radialabstandsbereichs angeordnet sind
- - und/oder die axial durch die Eckbereiche durchgehende Ausnehmungen aufweisen, durch welche Schrauben zur Verbindung des Lagerflansches mit dem Statorgehäuse durchgeführt sind.
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Von Vorteil ist dabei, dass zum Statorgehäuse hin der Lagerflansch einen Außenumfang aufweist, der einem Quadratflansch entspricht. Somit ist eine effiziente Verbindung ausführbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der größte Radialabstand jeder zweiten und jeder dritten Kühlrippe stets gleich, insbesondere also alle zweiten und dritten Kühlrippen sich radial bis zu diesem Radialabstand erstrecken. Von Vorteil ist dabei, dass die Kühlrippen sich bis zum Außenumfang des am Lagerflansch ausgeformten Rundflansches erstrecken.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Lagerflansch sich in radialer Richtung von der Lageraufnahme aus erstreckende Stegbereiche ausgeformt,
wobei die Stegbereiche sich bis zu dem größten Radialabstand aller zweiten und dritten Kühlrippen erstrecken. Von Vorteil ist dabei, dass der vom Lager in den Lagerflansch eingetragenen Verlustwärmestrom durch die Stegbereiche radial aufspreizbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Statorgehäuse in Umfangsrichtung sich erstreckende, in axialer Richtung voneinander beabstandete erste Kühlrippen ausgeformt, insbesondere einstückig und/oder einteilig.
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Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Kühlung erreichbar ist, insbesondere in von der Einbaulage des Motors unabhängiger Weise.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor mit Lagerflansch 1 in Schrägansicht dargestellt.
- In der 2 ist der Lagerflansch e 1 in Schrägansicht auf die Vorderseite des Lagerflansches dargestellt.
- In der 3 ist der Lagerflansch 1 in Schrägansicht auf die Rückseite des Lagerflansches dargestellt.
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Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor ein Statorgehäuse 2 auf, das mit einem Lagerflansch 1 des Elektromotors verbunden ist, welches ein Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors in einer am Lagerflansch 1 ausgeformten Lageraufnahme 30 aufnimmt, aufnimmt.
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Das Statorgehäuse 2 weist in Umfangsrichtung sich erstreckende erste Kühlrippen auf, die jeweils voneinander in axialer Richtung beabstandet sind. Vorzugsweise ist der axiale Abstand, insbesondere also der in Richtung der Drehachse der Rotorwelle gemessene Abstand, zwischen den einzelnen Kühlrippen konstant, also stets gleich.
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Der Lagerflansch ist mit dem Statorgehäuse 2 mittels Schrauben verbunden.
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An der vom Statorgehäuse 2 angewandten Seite des Lagerflansches 1 ist am Lagerflansch 1 ein Unterteil 3 eines Anschlusskastens ausgeformt.
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Auf das Unterteil 3 ist ein Deckelteil 5 aufsetzbar zur Bildung des Anschlusskastens. Zwischen Unterteil 3 und Deckelteil 5 ist eine Dichtung 4 angeordnet zur dichten Verbindung des Unterteils 3 mit dem Deckelteil 5.
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Die Anschlüsse der Statorwicklung sind vom Stator, der vom Statorgehäuse 2 umgeben ist, durch ein durch den Lagerflansch 1 axial durchgehendes Loch hindurchgeführt in den Anschlusskasten hinein. Dabei ist am Boden des Anschlusskastens eine Kabeldurchführung 21 angeordnet durch welche die Anschlüsse, also Draht, hindurchgeführt sind.
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Der Draht ist mittel im Anschlusskasten aufgenommenen Anschlussklemmen, insbesondere eines Klemmenbretts, mit Versorgungsleitungen elektrisch verbunden, die von außen kommend durch in einer Ausnehmung der Wand des Unterteils 3 aufgenommenen weiteren Kabeldurchführung geführt ist.
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Somit ist eine hohe Schutzart, insbesondere Dichtigkeit, erreichbar.
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Somit ist der Lagerflansch 1 einstückig, insbesondere einteilig, mit dem Unterteil 3 des Anschlusskastens ausgebildet.
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Das Unterteil 3 ist vom radialen Außenumfang des Lagerflansches 1 beabstandet.
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Dritte und zweite, am Lagerflansch 1 ebenfalls ausgeformte, insbesondere also am Lagerflansch 1 einstückig, insbesondere einteilig, ausgebildete, Kühlrippen (20, 22) erstrecken sich vom Unterteil 3 zum Außenumfang des Lagerflansches 1. Die zweiten Kühlrippen 20 sind zueinander parallel ausgebildet. Die dritten Kühlrippen sind ebenfalls zueinander parallel ausgebildet.
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Jedoch verlaufen die zweiten Kühlrippen 20 senkrecht zu den dritten Kühlrippen 22. Somit ist in jeder Montagerichtung eine möglichst effiziente konvektive Kühlung erreichbar.
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Der vom Lager erzeugte Verlustwärmestrom ist über die zweiten und dritten Kühlrippen effizient an die Umgebungsluft abführbar.
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Außerdem ist durch die zur Rotorwelle und/oder zum Lager koaxiale Ausrichtung des Anschlusskastens und/oder des Unterteils 3 in radialer Richtung eine kompakte Bauart erreichbar. Die Betätigung der Anschlussklemmen ist aus axialer Richtung herkommend ermöglicht, da die Wände des Unterteils die Anschlussklemmen radial umgeben.
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Insbesondere umfasst der von den Wänden des Unterteils 3 in axialer Richtung überdeckte axiale Bereich den von den Anschlussklemmen in axialer Richtung überdeckten Bereich.
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An der dem Statorgehäuse 2 zugewandten Innenseite des Lagerflansches 1 sind Stegbereiche 30, insbesondere zum Statorgehäuse 2 und/oder in axialer Richtung hervorstehende Stegbereiche 30, ausgeformt, insbesondere und einstückig, insbesondere einteilig, mit dem Lagerflansch 1 ausgebildet.
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Vorzugsweise sind die Stegbereiche 30 in Umfangsrichtung voneinander gleichmäßig beabstandet. Die Stegbereiche 30 erstrecken sich dabei von der Lageraufnahme bis zum radial äußeren Rand des Lagerflansches 1 und tragen somit zu einem effizienten Abtransport des vom Lager erzeugten Verlustwärmestroms bei.
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Der Lagerflansch 1 weist einen zylindrischen Außenumfang auf, an welchem vier, in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Eckbereiche 23 radial aufgesetzt und einstückig, insbesondere einteilig, mit dem restlichen Lagerflansch 1 ausgeformt sind, insbesondere als Gussteil.
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Statorgehäuse 2 und Lagerflansch 1 sind jeweils aus Stahl oder aus einem Stahlguss ausgeführt.
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Die Schrauben zur Verbindung des Lagerflansches 1 mit dem Statorgehäuse 2 sind durch in den Eckbereichen 23 angeordneten, axial durchgehende Bohrungen durchgeführt.
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Somit ist der Lagerflansch 1 einem Quadratflansch entsprechend mit dem Statorgehäuse 2 verbunden. Jedoch sind die Kühlrippen bis zu einem zylindrischen Außenumfang herausgeführt, so dass der Lagerflansch auf seiner vom Statorgehäuse2 abgewandten Seite einem Rundflansch gleicht.
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Vorzugsweise ist der maximale Radialabstand der Eckbereiche 23 derselbe wie der maximale Radialabstand des zylindrischen Außenumfangs.
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Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird der Lagerflansch 1 aus Aluminium ausgeführt, um eine verbesserte Wärmeabfuhr zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lagerflansch
- 2
- Statorgehäuse mit ersten Kühlrippen
- 3
- Unterteil des Anschlusskastens
- 4
- Dichtung
- 5
- Deckelteil des Anschlusskastens
- 20
- zweite Kühlrippen
- 21
- Kabeldurchführung
- 22
- dritte Kühlrippen
- 23
- Eckbereiche
- 30
- Stegbereich
- 31
- Lageraufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202007019072 U1 [0003]
- DE 102008053573 A1 [0004]
- AT 518125 B1 [0005]
