DE10253072A1

DE10253072A1 - Elektromagnetisches Bauteil

Info

Publication number: DE10253072A1
Application number: DE2002153072
Authority: DE
Inventors: Uwe Klippert
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2004-05-27
Also published as: WO2004042891A1

Abstract

Ein elektromagnetisches Bauteil mit in gleichmäßigen Winkelabständen um eine Achse angeordneten Spulen 5, die einen parallel zur Achse verlaufenden Spulenkern 52, axiale Stirnflächen 521, 53 und eine um den Spulenkern 52 angeordnete Spulenwicklung 50 aufweisen, sind in einem sternförmigen Trägerelement 6 mit radial von einem Trägerkörper 60 abstehenden Stegen 61 angeordnet, die Einschübe 62 mit axialen Führungen 67, 68 zur Aufnahme der Spulen 5 ausbilden, die sich mit den Deckflächen 521, 53 an den axialen Führungen 67, 68 abstützen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der WO 00/48 294 ist eine als Scheibenläufermotor oder -generator ausgebildete elektrische Maschine mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Rotor und mit aus dem Gehäuse herausgeführter Rotorwelle bekannt. Ortsfest im Gehäuse sind eine Vielzahl von Elektromagnet-Bauelemente mit Abstand von der Rotorwellen-Drehachse in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet, die jeweils einen eine Spulenwicklung aus einem oder mehreren Leitern tragenden Spulenkern aufweisen. Die Polflächen der Stirnseiten der Spulenkerne sind zu den Polflächen von drehfest im oder am Rotor angeordneten Permanentmagneten ausgerichtet, die in Umfangsrichtung aufeinanderfolgend jeweils eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Spulenkerne der Elektromagnet-Bauelemente sind parallel zur Drehachse der Rotorwelle im Gehäuseinnern angeordnet, so dass ihre gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils in zwei voneinander beabstandeten, rechtwinklig zur Rotorwellen-Drehachse verlaufenden Ebenen liegen. Die Enden der die Spulenwicklung bildenden elektrischen Leiter der einzelnen Elektromagnet-Bauelemente sind über eine elektrische oder elektronische Steuereinrichtung zu zwei elektrischen Zusammenschlüssen zusammengeschaltet.

Die Elektromagnet-Bauelemente können in gesonderten Trägerelementen angeordnet sein, die in jeweils einer zugeordneten Öffnung in der Umfangswand des Gehäuses eingesetzt werden, so dass die Polflächen der Spulen der Elektromagnet-Bauelemente zu den Polflächen der Permanentmagnete der Läuferscheiben ausgerichtet sind. Dadurch kann das Elektromagnet-Bauelement bei einer Beschädigung oder einem Ausfall der Spulen einzeln demontiert und repariert bzw. durch ein funktionsfähiges neues Elektromagnet-Bauelement ersetzt werden.

Alternativ ist eine vormontierte Anordnung der Elektromagnet-Bauelemente in einer rotierenden, ringförmigen Halterung vorgesehen, die drehbar im Gehäuseinneren angeordnet ist.

Bei beiden Varianten ist die Herstellung des elektromagnetischen Bauteils und dessen Montage aufwändig und kompliziert in der Handhabung. Weiterhin ist ein erheblicher Bauraum insbesondere in axialer Richtung erforderlich, um die Elektromagnet-Bauelemente entweder in der Umfangswand des Gehäuses zu montieren oder in die im Gehäuseinneren gehalterte ringförmige Halterung einzufügen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, ein elektromagnetisches Bauteil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das mit geringem Aufwand herzustellen, platzsparend ausgebildet und mit geringem Montageaufwand in eine elektrische Maschine einzusetzen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein elektromagnetisches Bauteil bereit, das durch die Zusammensetzung aus einzelnen Bauteilkomponenten unter Einbeziehung eines sternförmigen Trägerelements einfach herzustellen und platzsparend ausgebildet ist und mit geringem Montageaufwand in einer elektrischen Maschine einzusetzen ist.

Durch die radialen Führungen und die zwischen den Führungen ausgebildeten Einschübe des sternförmigen Trägerelements wird das Einsetzen der vorgefertigten Spulen wesentlich erleichtert, wobei es besonders vorteilhaft ist, dass eine Vielzahl einzelner Spulen auf einem Mehrspindel-Wickelautomaten hergestellt und anschließend durch gleichzeitige Montage von außen nach innen zu dem elektromagnetischen Bauteil zusammengefügt werden kann. Da die Wickelzeiten zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl einzelner Spulen drastisch reduziert werden und zusätzlich die einzelnen Spulen mit großer Geschwindigkeit auf einem Mehrspindel-Wickelautomaten hergestellt werden, wird die Gesamt-Herstellungsdauer deutlich reduziert. Weiterhin ermöglicht die Verwendung eines sternförmigen Trägerelements eine sehr enge Anordnung der einzelnen Spulen, was zu einer entsprechend kompakten Bauform des elektromagnetischen Bauteils und damit einer das elektromagnetische Bauteil verwendenden elektrischen Maschine führt, wobei die Einschübe die Spulen axial fixieren, aber selbst keine zusätzliche Bauhöhe beanspruchen, so dass auch in axialer Richtung eine kompakte Bauform gewährleistet ist.

Durch die Integration oder den Einsatz einer Lagerbuchse in den Trägerkörper für die Welle des elektromagnetischen Bauteils erfüllt das sternförmige Trägerelement gleichzeitig statische Funktionen für dessen Verwendung in einer elektrischen Maschine, so dass die Einhaltung der Luftspalte zwischen dem sternförmigen Trägerelement und Läuferscheiben der elektrischen Maschine nur von der Abstimmung der Welle und der Lagerbuchse abhängt, da keine Teile mit ihren Toleranzen zwischen dem sternförmigen Trägerelement und den Läuferscheiben angeordnet sind, die ein Einmessen beispielsweise mit dünnen Paßscheiben notwendig machen würden.

Weiterhin können an einer Stirnfläche des Trägerkörpers mit den Einschüben zur Aufnahme der Spulen fluchtende Ausnehmungen zur Aufnahme der Wicklungsenden der Spulen vorgesehen werden, so dass nach der Verbindung der Spulen mit dem sternförmigen Trägerelement eine elektrische Verbindung der Spulen herzustellen ist, um das elektromagnetische Bauteil in der gewünschten Weise zu komplettieren und an die dem elektromagnetischen Bauteil zugewiesene Funktion anzupassen.

Das sternförmige Trägerelement selbst kann aus einem Kunststoff-Formteil aus einem warmfesten Kunststoff oder aus einem Leichtmetall-Gusswerkstoff, vorzugsweise aus Zink- oder Aluminium-Druckguss, bestehen und dementsprechend gegossen, gefräst oder gestanzt werden.

Vorzugsweise eignet sich das elektromagnetische Bauteil zur Verwendung als Stator einer elektrischen Maschine mit einer gegenüber einer Stirnfläche des elektromagnetischen Bauteils angeordneten Läuferscheibe, die mit der Welle verbunden ist und Permanentmagnete aufweist, deren Polflächen auf die Stirnflächen der Spulen des elektromagnetischen Bauteils ausgerichtet sind, eine mit den Enden der Spulenwicklung des elektromagnetischen Bauteils verbundene Steuereinrichtung und mit einem das Magnetfeld des elektromagnetischen Bauteils weitgehend einschließenden magnetischen Rückschluss aus weich- oder hartmagnetischem Material.

Alternativ eignet sich das elektromagnetische Bauteil zur Verwendung als Stator einer elektrischen Maschine mit zwei gegenüber den Stirnflächen des elektromagnetischen Bauteils angeordneten Läuferscheiben, die mit der Welle verbunden sind und Permanentmagnete aufweisen, deren Polflächen auf die Stirnflächen der Spulen des elektromagnetischen Bauteils ausgerichtet sind, und einer mit den Enden der Spulenwicklung des elektromagnetischen Bauteils verbundenen Steuereinrichtung.

Das elektromagnetische Bauteil und der bzw. die Läuferscheiben können mit einem separaten Gehäuse umgeben werden, durch das die Welle geführt oder in dem die Welle gelagert und mit einem Getriebe verbunden ist, oder in einem sowohl das elektromagnetische Bauteil und die Läuferscheibe(n) als auch ein Getriebe umgebendes Gehäuse angeordnet werden. Dabei ist gewährleistet, dass das elektromagnetische Bauteil auch ohne Gehäuse funktionsfähig und dementsprechend vorprüfbar ist.

Zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen weisen die sternförmig vom Trägerkörper abstehenden Stege periphere Auskragungen auf, über die die elektrische Maschine mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei zwischen den peripheren Auskragungen und einer Gehäuseabstützung plastische Elemente, vorzugsweise in Form eines an den peripheren Auskragungen anliegenden elastischen Ringes, angeordnet sind.

Zur Herstellung einer selbsthemmenden elektrischen Maschine unabhängig von der Ausgestaltung des Getriebes, um abtriebsseitige Drehmomente zu blockieren, die größer als ein antriebsseitiges Drehmoment sind, ist die Welle der elektrischen Maschine mit einer Schlingfederbremse verbunden.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke näher erläutert werden. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines sternförmigen Trägerelements mit einer darin einsetzbaren, in einer Explosionsdarstellung ihrer Einzelteile gezeigten Spule;

2 das sternförmige Trägerelement gemäß 1 mit mehreren in Einschübe des sternförmigen Trägerelements eingesetzten Spulen;

3 eine perspektivische Darstellung einer Spule;

4 eine perspektivische Darstellung von Schneid- und Klemmelementen zur elektrischen Kontaktierung von in das sternförmige Trägerelement eingesetzten Spulen;

5 eine Explosionsdarstellung eines Axialfeldmotors mit einem als Stator ausgebildeten elektromagnetischen Bauteil und zwei Läuferscheiben mit darauf angeordneten Permanentmagneten;

6 eine Explosionsdarstellung des elektromagnetischen Bauteils mit an beiden Stirnseiten angeordneten Läuferscheiben;

7 einen Längsschnitt durch eine Antriebseinheit für einen Seil-Fensterheber mit einem Axialfeldmotor und einem Stirnradgetriebe;

8 eine Draufsicht auf die Antriebseinheit gemäß 7;

9 und 10 perspektivische Ansichten der Antriebseinheit gemäß den 7 und 8.

In den 1 bis 4 sind die einzelnen Teile eines elektromagnetischen Bauteils dargestellt, das sich aus einem in den 1 und 2 perspektivisch dargestellten sternförmigen Trägerelement 6, in das sternförmige Trägerelement 6 eingesetzten Spulen 5, von denen eine Spule in 3 perspektivisch dargestellt ist, sowie in 4 dargestellten Schneid- und Klemmelementen 7 zur elektrischen Kontaktierung der in das sternförmige Trägerelement 6 eingesetzten Spulen 5 zusammensetzt.

Das sternförmige Trägerelement 6 besteht aus einem zylinderförmigen Trägerkörper 60, von dem radiale Stege 61 abstehen, die zwischen sich Einschübe 62 zur Aufnahme der Spulen 5 ausbilden. Die Spulen 5 sind im Querschnitt als Teil eines Kreisringes ausgebildet und die Einschübe 62 der Querschnittsform der Spulen 5 mit offener Umfangsfläche angepasst. Zur Aufnahme der Spulen 5 weisen die radial vom Trägerkörper 60 abstehenden Stege 61 an beide Stirnseiten des sternförmigen Trägerelements 6 angrenzende radiale Führungen 67, 68 auf, die mit stirnseitigen Führungen 511, 512 der Spulen 5 korrespondieren. Durch Rundungen 66 in dem an den Trägerkörper 60 angrenzenden Bereich der Einschübe 62 sowie durch Verbreiterungen 64, 65 an den peripheren Enden der radialen Stege 61 wird eine Dreipunktauflage zur Aufnahme der Spulen 5 gebildet. Diese Dreipunktauflage kann zusätzlich konisch ausgebildet werden, um eine definierte Anlage am Spulenkörper zu schaffen und Toleranzen für einen festen Sitz auszugleichen.

Die Spulen 5 bestehen aus einer Spulenwicklung 50, einem Isolationskörper 51, einem Spulenkern 52 und – je nach Ausbildung des magnetischen Rückschlusses – einem Deckel 53. Der Isolationskörper 51 besteht aus einem die Spulenwicklung 50 aufnehmenden hohlen Wickelkörper 510, insbesondere aus einer dünnwandigen Kunststoffhülle, mit Stirnflächen 511, 512 an seinen stirnseitigen Enden zur axialen Begrenzung der Spulenwicklung 50. Eine axiale Öffnung 515 des Isolationskörpers 51 dient zur Aufnahme des darin einsteckbaren Spulenkerns 52. Die Stirnflächen 511, 512 des Isolationskörpers 51 sind an ihren dem Trägerkörper 60 zugewandten radial innenliegenden Bereich mit Aufnahmeschlitzen 513, 514 versehen, in die die Enden 501, 502 der Spulenwicklung 50 zur elektrischen Kontaktierung mit den anderen Spulen 5 gelegt sind. Die Aufnahmeschlitze 513, 514 sind in symmetrisch an beiden Stirnflächen 511, 512 des Isolationskörpers 51 angeordneten Aufnahmen vorgesehen.

Zur Ausbildung unterschiedlicher Magnetpole werden die Spulenwicklungen 50 mit unterschiedlichem Wickelsinn auf den Wickelkörper 510 des Isolationskörpers 51 gewickelt und die Enden 501, 502 der Spulenwicklung 50 abwechselnd an der oberen und unteren Stirnfläche 511, 512 des Isolationskörpers 51 in die entsprechenden Aufnahmeschlitze 513, 514 eingelegt und in der nachstehend beschriebenen Weise miteinander verbunden.

Der Spulenkern 52 besteht aus einer auf eine Stirnfläche 511 des Isolationskörpers aufliegenden Deckfläche 521 sowie einem der Öffnung 515 des Isolationskörpers 51 angepassten Kern 520, der vorzugsweise als Kaltfließpressteil ausgebildet ist. Auf der der Deckfläche 521 gegenüberliegenden Seite wird der Spulenkern 52 mit einem gestanzten Deckel 53 vorzugsweise mittels Nieten verbunden, wenn das elektromagnetische Bauteil in Verbindung mit zwei Läuferscheiben in einer elektrischen Maschine eingesetzt wird. Alternativ kann der Spulenkern 52 mit einem magnetischen Rückschluss auf der der Deckfläche 521 gegenüberliegenden Seite verbunden werden, der den Deckel 53 für jede einzelne Spule ersetzt.

Die fertige Spule 5 weist die in den 2 und 3 perspektivisch dargestellte Form auf.

Zur Bildung eines Doppel-Axialfeldmotors mit zwei den Stirnseiten des elektromagnetischen Bauteils gegenüberstehenden Läuferscheiben wird der Spulenkern 52 mit dem in 1 dargestellten Deckel 53 verbunden, während bei der Verwendung des elektromagnetischen Bauteils in Verbindung mit einem Einfach-Axialfeldmotor eine Verbindung des Spulenkerns 52 mit einem magnetischen Rückschluss auf der der Deckfläche 521 gegenüberliegenden Seite des elektromagnetischen Bauteils erfolgt.

Zur elektrischen Kontaktierung der Enden 501, 502 der Spulenwicklungen 50 der in das sternförmige Trägerelement 6 eingesetzten Spulen 5 sind in den Trägerkörper 60 Aufnahmetaschen 601, 602 integriert, in die Schneid-Klemmelemente entsprechend der perspektivischen Darstellung gemäß 4 eingesetzt werden. Die Schneid-Klemmelemente bestehen aus in Umfangsrichtung über Stege 71 miteinander verbundenen Schneidklemmen 70, die die Wicklungsenden 501, 502 in Reihe geschaltet miteinander verbinden und über Anschlüsse 72, 73 die Spulenwicklungen mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung bzw. Stromversorgung verbinden.

Zur Herstellung des in den 1 bis 4 dargestellten elektromagnetischen Bauteils werden nach dem Bewickeln der Isolationskörper 51 der Spulen 5 und dem Zusammenbau der Spulen 5 durch Einstecken des Spulenkerns 52 in die Öffnung 515 des Isolationskörpers 51 und gegebenenfalls dem Verbinden des Spulenkerns 52 mit dem Deckel 53 die so komplettierten Spulen 5 in die Einschübe 62 des sternförmigen Trägerelements 6 eingesetzt, wobei die Spulen 5 durch die die Spulen 5 umgreifenden Einschübe 62 ohne zusätzliche Befestigungsmittel radial fixiert werden. Anschließend wird durch Einfügen der Schneid-Klemmelemente 7 in die hierfür vorgesehenen Taschen 601, 602 des Trägerkörpers 60 die elektrischen Verbindungen der Spulen so hergestellt, dass abwechselnd jeweils zwei Nord- und Südpole des elektromagnetischen Bauteils ausgebildet werden.

Zum Einsatz des elektromagnetischen Bauteils in einer elektrischen Maschine weist der Trägerkörper 60 eine integrierte oder in eine Öffnung oder Bohrung 63 einsetzbare Lagerbuchse 10 (5) auf, so dass das elektromagnetische Bauteil sowohl als Stator als auch als Rotor in einer elektrischen Maschine eingesetzt werden kann.

5 zeigt in einer Explosionsdarstellung und 6 in einer perspektivischen Darstellung die Verwendung des elektromagnetischen Bauteils als Stator eines Doppel-Axialfeldmotors.

Nach dem Zusammenbau des elektromagnetischen Bauteils in der vorstehend beschriebenen Weise wird eine Welle 11 in die in den Trägerkörper 60 integrierte oder in die Öffnung 63 des Trägerkörpers 60 des sternförmigen Trägerelements 6 eingesetzte Lagerbuchse 10 eingesteckt, wobei ein Bund 13 an der Lagerbuchse 10 der axialen Festlegung der Lagerbuchse dient. Anschließend wird die Welle 11 beidseitig mit den Läuferscheiben 31, 32 verbunden. Die Läuferscheiben 31, 32 weisen mit den Läuferscheiben 31, 32 verbundene Permanentmagnete 310, 320 mit entlang des Umfangs der Läuferscheiben 31, 32 unterschiedlicher Polung auf, die beispielsweise auf die Läuferscheiben 31, 32 aufgeklebt und analog zu der Querschnittsform der Spulen 5 als Teil eines Kreisringteiles ausgebildet sind.

Um Rückwirkungen seitens der von der Antriebsvorrichtung angetriebenen Verstelleinrichtung zu vermeiden, d. h. eine unbeabsichtigte Verstellung der Verstelleinrichtung bei einem Verstellmoment zu verhindern, das größer ist als das Antriebsmoment der Antriebsvorrichtung, wird eine Bremseinrichtung vorgesehen, die eine Selbsthemmung der Antriebsvorrichtung bei einem Drehmoment der Verstelleinrichtung gewährleistet, die vom Abtrieb zum Antrieb geleitet wird. Zu diesem Zweck und zur Schaffung einer möglichst flachen Antriebsvorrichtung weist der in 6 dargestellte Doppel-Axialfeldmotor eine Bremsvorrichtung in Form einer Schlingfederbremse mit einer Schlingfeder 12 auf, die zwischen der Läuferscheibe 31 und einem mit der Läuferscheibe 31 verbundenen Ritzel 21 eines abtriebsseitig vorgesehenen Getriebes angeordnet ist und die unter Vorspannung an der Außenwand der feststehenden Lagerbuchse 10 anliegt, in der die Welle 11 drehbar gelagert ist.

Die Betätigung der Schlingfeder 12 erfolgt über ihre radial nach außen abstehenden Federenden, die einander radial gegenüber liegen. Im Ruhezustand bzw. stromlosen Zustand wird die Schlingfeder 12 beim Anliegen eines von der Abtriebseite her eingeleiteten Drehmomentes mittels des Ritzels 21 in beiden Drehrichtungen über eines ihrer Federenden derart betätigt, dass sie am äußeren Rand der Lagerbuchse 10 festgeklemmt wird. Hierzu stehen entsprechend der perspektivischen Darstellung gemäß 6 von dem Ritzel 21 entsprechende Fortsätze oder Schaltklauen 210 nach unten ab, die mit jeweils einem der Federenden der Schlingfeder 12 zusammenwirken. Hierdurch wird beim Vorliegen eines abtriebsseitigen Drehmomentes die Schlingfederbremse verriegelt und eine Drehbewegung aufgrund von deren Klemmwirkung verhindert.

Die Schaltklauen 210 des Ritzels 21 wirken bei einem abtriebsseitigen Drehmoment zum Verriegeln der Schlingfederbremse auf die Enden der Schlingfeder 12 ein, um diese zusammenzuziehen, also klemmend an die Außenwand der Lagerbuchse 10 anzulegen.

Jedem der beiden Federenden der Schlingfeder 12 ist außerdem ein Schaltbereich der Läuferscheibe 31 zugeordnet, die die Schlingfederbremse löst, d.h. die Schlingfeder 12 freischaltet, wenn der Axialfeldmotor bestromt wird. In beiden Drehrichtungen des Läuferscheibe 31 wirkt der eine oder andere Schaltbereich auf das zugeordnete Federende der Schlingfeder 12 ein, um diese soweit von der Außenwand der Lagerbuchse 10 abzuheben, dass sie einer Drehbewegung nicht mehr entgegenwirkt und nur möglichst geringe Wirkungsgradverluste beim Betrieb des Axialfeldmotors auftreten.

Weitere Einzelheiten zum Aufbau und zur Funktion der Schlingfederbremse sind der deutschen Patentanmeldung 102 36 372.2 der Anmelderin zu entnehmen, auf deren Inhalt Bezug genommen wird.

7 zeigt einen Längsschnitt durch eine Antriebsvorrichtung für eine Verstelleinrichtung in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise für einen Seilfensterheber zum Heben und Senken einer Fensterscheibe in einer Kraftfahrzeugtür. Die Antriebsvorrichtung enthält den in dem Gehäuse 8 angeordneten Axialfeldmotor 4 mit dem sternförmigen Trägerelement 6 und den in die Einschübe des sternförmigen Trägerelements 6 eingesetzten Spulen 5 und den an beiden Stirnseiten des sternförmigen Trägerelements 6 angeordneten Läuferscheiben 31, 32. Weiterhin ist in dem Gehäuse 8 ein als Stirnradgetriebe 2 ausgebildetes Getriebe und ein Antriebselement der Verstelleinrichtung in Form einer Seilwickelrolle 20 für einen Seilfensterheber angeordnet. Wie der Schnittdarstellung gemäß 7 zu entnehmen ist, zeichnet sich die Antriebsvorrichtung insbesondere durch eine flache Bauweise aus, die durch die Bauform des Axialfeldmotors 4 sowie durch Verwendung eines Stirnradgetriebes 2 und den in axialer Richtung geschachtelten Aufbau der Funktionselemente der Antriebsvorrichtung bedingt ist. Dabei wird trotz des in axialer Richtung minimal gehaltenen Aufbaus eine verspannungsfreie Konstruktion ohne Überbestimmungen gewährleistet.

Eine erste Getriebestufe des Stirnradgetriebes 2 enthält ein mit der in der Lagerbuchse 10 gelagerten Welle 11 verbundenes Ritzel 21, das mit einem auf einer Achse 25 gelagerten Zahnrad 22 kämmt. Das koaxial zum Zahnrad 22 angeordnete Ritzel 23 einer zweiten Getriebestufe des Stirnradgetriebes 2 kämmt mit einem um eine Achse 26 der zweiten Getriebestufe drehenden Zahnrad 24, das wiederum mit dem Antriebselement 20 der von der Antriebsvorrichtung angetriebenen Verstelleinrichtung gekoppelt ist, das in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel aus der Seilwickelrolle 20 besteht.

8 zeigt eine Draufsicht auf die in dem Gehäuse 8 angeordneten Funktionsteile der Antriebsvorrichtung 1 mit dem Axialfeldmotor 4 und dem Stirnradgetriebe 2, von dem die Zahnräder 22 und 24 zu erkennen sind. Die Draufsicht verdeutlicht nochmals die umfangsseitige Abstützung der die Welle 11 aufnehmenden Lagerbuchse 10 mittels der radialen Stege 61 des sternförmigen Trägerelements 6.

Die 9 und 10 zeigen in verschiedenen perspektivischen Ansichten den Axialfeldmotor 4 mit den Läuferscheiben 31, 32 und den auf die Auskragungen der radialen Stege aufgelegten elastischen Ring 9 sowie die Ritzel 21, 23 und Zahnräder 22, 24 des Stirnradgetriebes 2 und die Seilwickelrolle 20 eines von der Antriebsvorrichtung 1 angetriebenen Seilfensterhebers.

1: Antriebsvorrichtung
2: Stirnradgetriebe
4: Axialfeldmotor
5: Spule
6: sternförmiges Trägerelement
7: Schneid- und Klemmelemente
8: Gehäuse
9: elastischer Ring
10: Lagerbuchse
11: Welle
12: Schlingfeder
20: Seilwickelrolle
21, 23: Ritzel
22, 24: Zahnrad
25, 26: Achse
31, 32: Läuferscheibe
50: Spulenwicklung
51: Isolationskörper
52: Spulenkern
53: Deckel
60: Zylinderförmiger Trägerkörper
61: radiale Stege
62: Einschübe
63: Öffnung
64, 65: Verbreiterungen
66: Rundungen
67, 68: radiale Führungen
70: Schneidklemmen
71: Stege
72: Anschlüsse
210: Schaltklauen
310, 320: Permanentmagnete
501, 502: Enden der Spulenwicklung
510: Hohler Wickelkörper
511, 512: Stirnflächen
513, 514: Aufnahmeschlitze
515: axiale Öffnung
520: Kern
521: Deckfläche

Claims

Elektromagnetisches Bauteil mit in gleichmäßigen Winkelabständen um eine Achse angeordneten Spulen, die einen parallel zur Achse verlaufenden Spulenkern, axiale Stirnflächen und eine um den Spulenkern angeordnete Spulenwicklung aufweisen, gekennzeichnet durch ein sternförmiges Trägerelement (6) mit radial von einem Trägerkörper (60) abstehenden Stegen (61), die Einschübe (62) zur Aufnahme der Spulen (5) ausbilden.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (5) und die Einschübe (62) im Querschnitt als Teil eines Kreisringes ausgebildet sind.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (61) des Trägerelements (6) radiale Führungen (67, 68) zur Verbindung mit stirnseitigen Führungen (511, 512) der Spule (5) aufweisen.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Trägerkörper (60) eine Lagerbuchse (10) für eine in der Achse angeordnete Welle (11) integriert ist.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (60) eine Bohrung oder Öffnung (63) zur Aufnahme einer Lagerbuchse (10) für eine in der Achse angeordnete Welle (11) vorgesehen ist.
Elektromagnetisches Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stirnfläche des Trägerkörpers (60) mit den Einschüben (62) zur Aufnahme der Spulen (5) fluchtende Ausnehmungen (602) zur Aufnahme von Wicklungsenden (501, 502) der Spulen (5) angeordnet sind.
Elektromagnetisches Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (60) aus einem Kunststoff-Formteil aus einem warmfesten Kunststoff besteht.
Elektronmagnetisches Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (60) aus einem Leichtmetall-Gusswerkstoff, vorzugsweise aus Zink- oder Aluminium-Druckguss besteht.
Elektromagnetisches Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (5) einen Isolationskörper (51) mit einem die Spulenwicklung (50) aufnehmenden hohlen Wickelkörper (510) und den an den stirnseitigen Enden des Wickelkörpers (510) angeordneten Stirnflächen (511, 512) mit Aufnahmeschlitzen (513, 514) für die Enden (501, 502) der Spulenwicklung (50) und den in die Öffnung (513) des hohlen Wickelkörpers (51) einsteckbaren Spulenkern (52) enthalten.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (52) eine auf einer Stirnfläche (511) des Isolationskörpers (51) aufliegende Deckfläche (521) aufweist und an seinem der Deckfläche (521) gegenüberliegenden Ende mit einem Deckel (53) oder einem das sternförmige Trägerelement (6) aufnehmenden magnetischen Rückschluss verbindbar ist.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (521) und/oder der Deckel (53) in die radialen Führungen (67, 68) der vom Trägerkörper (60) abstehenden Stege (61) einsetzbar ist/sind.
Elektromagnetisches Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschübe (62) des sternförmigen Trägerelements (6) eine Drei-Punkt-Auflage (64, 65, 66) zur Aufnahme der Spulen (5) ausbilden.
Elektromagnetisches Bauteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Drei-Punkt-Auflage (64, 65, 66) durch eine Rundung (66) in dem an den Trägerkörper (60) angrenzenden Bereich der Einschübe (62) und eine Verdickung (64, 65) der vom Trägerkörper (60) entfernten Enden der Stege (61) gebildet wird.
Elektromagnetisches Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (60) den Einschüben (62) zugeordnete Aufnahmetaschen (601) für die Wicklungsenden (501, 502) der Spulenwicklung (50) miteinander verbindende und Anschlüsse (72, 73) für das elektromagnetische Bauteil herstellende Schneid- und Klemmelemente (7) aufweist.
Elektrische Maschine mit einem als Stator der elektrischen Maschine ausgebildeten elektromagnetischen Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine gegenüber einer Stirnfläche des elektromagnetischen Bauteils (4) angeordnete Läuferscheibe (31), die mit der Welle (11) verbunden ist und Permanentmagnete (30) aufweist , deren Polflächen auf die Stirnflächen der Spulen (5) des elektromagnetischen Bauteils (4) ausgerichtet sind, eine mit den Enden der Spulenwicklung (50) des elektromagnetischen Bauteils (4) verbundene Steuereinrichtung und einen das Magnetfeld des elektromagnetischen Bauteils (4) weitgehend einschließenden magnetischen Rückschluss aus weich- oder hartmagnetischem Material.
Elektrische Maschine mit einem als Stator der elektrischen Maschine ausgebildeten elektromagnetischen Bauteil nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei gegenüber den Stirnflächen des elektromagnetischen Bauteils (4) angeordnete Läuferscheiben (31, 32), die mit der Welle (11) verbunden sind und Permanentmagnete (30) aufweisen, deren Polflächen auf die Stirnflächen der Spulen (5) des elektromagnetischen Bauteils (4) ausgerichtet sind, und eine mit den Enden der Spulenwicklung (50) des elektromagnetischen Bauteils (4) verbundene Steuereinrichtung.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch ein das elektromagnetische Bauteil (4) und die Läuferscheibe(n) (31, 32) umgebendes Gehäuse, durch das die Welle (11) geführt oder in dem die Welle (11) gelagert und mit einem Getriebe (2) verbunden ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch ein das elektromagnetische Bauteil (4) und die Läuferscheibe(n) (31, 32) und ein Getriebe (2) umgebendes Gehäuse (8).
Elektrische Maschine nach Anspruch 17 oder 18, gekennzeichnet durch periphere Auskragungen (610) der sternförmig vom Trägerkörper (60) abstehenden Stege (61), über die die elektrische Maschine (1) mit dem Gehäuse (8) verbunden ist und ein zwischen den peripheren Auskragungen (610) und einer Gehäuseabstützung angeordneten plastischen Elementen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente aus einem an den peripheren Auskragungen (610) anliegenden elastischen Ring (9) bestehen.
Elektrische Maschine nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) der elektrischen Maschine (1) mit einer Schlingfederbremse (11) verbunden ist.