EP4305735A1 - Elektromotor, aufweisend ein statorgehäuse - Google Patents

Elektromotor, aufweisend ein statorgehäuse

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EP4305735A1
EP4305735A1 EP22708476.1A EP22708476A EP4305735A1 EP 4305735 A1 EP4305735 A1 EP 4305735A1 EP 22708476 A EP22708476 A EP 22708476A EP 4305735 A1 EP4305735 A1 EP 4305735A1
Authority
EP
European Patent Office
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electric motor
tube
housing
motor according
bearing flange
Prior art date
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Pending
Application number
EP22708476.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jochen Rieser
Johannes BRÖDNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Publication of EP4305735A1 publication Critical patent/EP4305735A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
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    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby

Definitions

  • Electric motor having a stator housing
  • the invention relates to an electric motor having a stator housing.
  • the housing of an electric motor is made of a material which has a specified chemical property, in particular for use of the electric motor in an application with specified chemical requirements.
  • a modular electric motor system is known from WO 2020/109897 A1.
  • the invention is therefore based on the object of further developing an electric motor, in which case the electric motor should be able to be used in an environment with specified chemical requirements and should be able to be designed as compactly as possible.
  • the object is achieved with the electric motor according to the features specified in claim 1.
  • stator housing is designed as a composite part, which is formed from a radially inner part and a part radially outer thereto, and/or the stator housing has a tubular part, to which a tube is plugged on, wherein the pipe part is non-positively connected to the pipe.
  • the advantage here is that the motor can be designed as compactly as possible and still be compatible with a desired chemical requirement, ie in particular with as low a requirement as possible Mass, heat can be removed as efficiently as possible and can still be designed with an outside that meets the chemical requirements, in particular that is chemically stable.
  • stator housing which is formed as a composite part and/or from the tube and the tube part, is formed from a radially inner part and a radially outer part thereto.
  • the outer part in particular the pipe, has the desired chemical property, but can be designed with very thin walls, so that the mechanical and heat conduction-related properties are fulfilled by the inner part, in particular the pipe part.
  • the inner part can be made of a material with good thermal conductivity, which quickly spreads the heat of the stator and dissipates it to the housing parts arranged axially on both sides, in particular to a bearing flange and a housing part.
  • the housing part and the bearing flange each accommodate a bearing of the rotor shaft and must therefore also absorb heat from the bearing and dissipate it to the environment, the housing part and the bearing flange have a large thermal capacity and can therefore absorb the heat flows from both heat sources and without any particular temperature increases dissipate to the environment.
  • the pipe is made of a first material, the pipe part being made of a second material, the density of the first material being greater than the density of the second material, in particular the density of the first material being twice or more than is twice the density of the second material.
  • the first material is a metal and the second material is a metal, in particular the specific thermal conductivity of the second material being greater than, in particular more than twice, the specific thermal conductivity of the first material.
  • the pipe is made of steel, in particular high-grade steel, and the pipe part is made of a light metal, in particular aluminum.
  • the advantage here is that a chemically stable surface can be provided towards the environment and the light metal can be used on the inside in order to efficiently dissipate heat and save mass.
  • the pipe part is connected to the pipe in a warm-joined manner.
  • the advantage here is that the stator housing can be produced in a simple manner as a composite part.
  • the tube and the tube part there is a temperature difference between the tube and the tube part, in particular of more than 40 Kelvin, in particular of more than 150 Kelvin, during production of the stator housing before and/or when the tube is pushed onto the tube part.
  • the advantage here is that the non-positive connection has a high load-bearing capacity and the stator housing can therefore be designed as a resilient composite part that is compact and can be designed with little mass, while still having a stable chemical surface to the environment, in particular a stainless steel surface.
  • a rotor shaft of the electric motor is rotatably mounted, in particular relative to the stator housing, by means of a first bearing that is accommodated in a bearing flange of the electric motor and by means of a second bearing that is accommodated in a housing part.
  • first bearing that is accommodated in a bearing flange of the electric motor
  • second bearing that is accommodated in a housing part.
  • the tube, the bearing flange and the housing part consist of and/or are manufactured from the first material, in particular stainless steel.
  • the first material in particular stainless steel.
  • At least one traction device presses the bearing flange and the housing part onto the tubular part, with the tubular part being arranged between the bearing flange and the housing part.
  • the advantage here is that the tubular part can be clamped by the traction mechanism between the bearing flange and the housing part.
  • the tube part is in particular partially inserted into the bearing flange, in particular it is inserted into a cylindrical recess of the bearing flange.
  • the advantage here is that the tubular part can be centered in the bearing flange and can be accommodated safely and securely.
  • the tube part is in particular partially inserted into the housing part, in particular it is inserted into a cylindrical recess of the housing part.
  • the advantage here is that the tubular part can be centered in the housing part and can be accommodated safely and securely.
  • a seal in particular an O-ring, is slipped onto the pipe part, which seals the pipe from the housing part, in particular the seal being accommodated in an annular groove of the pipe part, in particular the seal being placed axially between the pipe and the housing part is interposed.
  • the advantage here is that the tube is sealed off from the housing part and also from one or the bearing flange, so that the outer surface of the motor consists only of the material of the bearing flange, the housing part and the tube and also of the material of the seal, in particular this material being similar to the material of a shaft sealing ring accommodated in the bearing flange, which seals the bearing flange to the rotor shaft.
  • the area of the rotor shaft that protrudes outwards is also included in the outer surface.
  • the O-ring which can be accommodated via a ring groove, is positioned by means of the ring groove, which means that the tube can also be positioned axially.
  • a further seal in particular an O-ring, is slipped onto the pipe part, which seals the pipe from the bearing flange, in particular from the environment, in particular the seal being accommodated in an annular groove of the pipe part, in particular the seal being axial is interposed between the tube and the bearing flange.
  • the advantage here is that a high degree of tightness, ie a high degree of protection, can be produced.
  • the seal is snapped into an annular groove so that the seal is positioned axially.
  • the axial area covered by the tube part in the axial direction i.e.
  • the axial area covered by the tube part in the axial direction overlaps with the area covered by the bearing flange in the axial direction, the area covered by the tube in the axial direction being spaced apart from that of the bearing flange area covered in the axial direction.
  • a cover is placed on the housing part at its end area facing away from the pipe part, so that a connection area is surrounded by the cover and housing part to form the housing, in particular with connection means for connecting lines of a supply cable, which is provided through a cable bushing, in particular cable gland, in the connection area. of the cover is led into the connection area, with stator winding lines, in particular with the stator winding wire, in particular the stator winding.
  • a sensor for detecting the angular position of the rotor shaft is arranged on the axial end area of the rotor shaft, the sensor housing of which protrudes into the connection area.
  • the sensor can be arranged within the connection area protected by the cover part and the housing part and is therefore not exposed to the external environment and its chemical requirements.
  • the respective traction means protrudes through a respective axially continuous recess arranged in the tubular part. The advantage here is that the traction mechanism is arranged in a protected manner and that a simple, inexpensive and compact connection can thus be achieved.
  • the respective traction means is designed as a long screw screwed into a respective threaded bore of the bearing flange, which has a screw head on its first axial end area and an external thread on its other axial end area, or as a pull rod with nuts screwed on, or as a long screw with a nut screwed on executed.
  • FIG. 1 shows an oblique view of an electric motor according to the invention.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through the electric motor along a first section plane.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the electric motor along a second section plane.
  • the electric motor is shown in section in an oblique view in FIG.
  • FIG. 5 shows the stator of the electric motor in a sectioned oblique view.
  • the stator of the electric motor is accommodated in a tube part 2, in particular an aluminum tube.
  • the tubular part 2 is arranged between a bearing flange 4 and a housing part 5 .
  • the rotor shaft 9 is rotatably mounted by means of a first bearing, which is accommodated in the bearing flange 4, and by means of a second bearing, which is accommodated in the housing part 5.
  • An active part 8 is connected to the rotor shaft 9 in a torque-proof manner, in particular in a non-positive manner.
  • a connection area 12 is also formed in housing part 5, in which supply lines, which are routed through a cable gland 11 into connection area 12 coming from the outside environment into connection area 12, are connected to connection means, which are each connected to stator winding wire to supply the stator winding 7, which is provided on a stator core 6, in particular wrapped around a stator core 6 is provided.
  • the rotor shaft 9 protrudes with its first axial end area through the first bearing to the outside environment, so that a load to be driven can be connected, in particular a gear.
  • the other axial end area of the rotor shaft 9 protrudes into an angle sensor which is designed to detect the angular position of the rotor shaft 9 and has a sensor housing 13 which is connected to the housing part 5 .
  • the interior of the motor is thus sealed off from the connection area 12 .
  • a shaft sealing ring accommodated in the bearing flange 4 seals the first axial end area of the rotor shaft 9 from the environment.
  • the active part 8 preferably has a squirrel cage, so that the electric motor is designed as an asynchronous motor.
  • the stator winding is designed as a three-phase winding.
  • connection area 12 is delimited by a cover 14 placed on the housing part 5 and by the housing part 5 itself.
  • the cable gland is arranged on the cover 14.
  • the angle sensor has a first part, which is connected to the rotor shaft 9 in a torque-proof manner, and a second part, which is connected to the sensor housing 10 .
  • the second part is embodied as a sensor, which is operatively connected to the first part, embodied as a transmitter, and in particular detects it.
  • the pipe part 2 and the pipe 1 have a temperature difference, in particular of more than 40 Kelvin, in particular of more than 150 Kelvin, during the manufacture of the motor before they are pushed on.
  • the tube 1 lies tightly against the tube part 2 and thus forms together with the tube part 2 a composite part that functions as a stator housing.
  • the composite part thus preferably has steel on its radially outer side and preferably aluminum on its radially inner side.
  • points the tubular part 2 on its radial outer side has an annular groove running continuously in the circumferential direction, in which the seal is accommodated and can thus be positioned axially. The seal 3 then positions the pipe 1.
  • This additional seal 3 is also pushed onto the pipe part 2 .
  • the tubular part 2 has on its radial outer side a further annular groove running continuously in the circumferential direction, in which the further seal 3 is accommodated and can thus be positioned axially.
  • the further seal 3 then positions the pipe 1 in the axial direction with respect to the pipe part 2.
  • the elastic deformation of the seals 3 generates only a small axially directed first force that acts on the pipe 1 .
  • the amount of the second force generated by the traction means 30 and directed axially and introduced into the tubular part 2 is much greater, in particular at least ten times greater, than the first force.
  • the traction means 30 are guided through recesses in the tubular part 2 .
  • the recesses are designed as axial bores in the tubular part 2, so that the outer radial edge of the tubular part 2 has a cylindrical shape and the traction means 30 are surrounded by material all around, with the rigidity of the tubular part 2 also being very high.
  • the recesses can also be implemented as indentations, in particular axial grooves open radially outwards, so that particularly simple assembly is made possible by inserting the traction means 30 coming from the radial direction.
  • the tubular part 2 can preferably be produced as a continuously cast profile part, in particular as an aluminum continuously cast profile part.
  • the traction means 30 are designed either as long bolts with nuts screwed on or as tie rods with nuts screwed on. In any case, the respective mother is attached the side of the bearing flange 4 facing away from the tubular part 2 or on the side of the housing part 5 facing away from the tubular part 2 .
  • the laminated core of the stator consists of a stack of individual laminations, which is preferably connected by means of at least one clamp and/or in a stamped package and is non-positively connected to the tubular part 2, in particular the stator housing.
  • the radial wall thickness of the pipe 1 is smaller, in particular at least four times smaller, than the radial wall thickness of the pipe part 2. A high level of rigidity can thus be achieved with a low mass of the composite part.
  • the tube 1 can be made of steel, in particular stainless steel, so that the housing part 5, which can also be made of stainless steel, and the bearing flange, which can also be made of stainless steel, bring about a chemically uniform outer surface of the electric motor.
  • the rotor shaft 9 can also be made of stainless steel.
  • the electric motor has only stainless steel or sealing material on its entire surface. Therefore, the electric motor can be used in an appropriate environment.
  • the stator housing is designed as a tubular composite part, the density of the material of the composite part being lower on its inside, in particular at least twice smaller than the density of its material on its outside.
  • no angle sensor is provided instead of the angle sensor, so that the sensor housing 13 only functions as a mere covering of the axial shaft end of the rotor shaft 9 .
  • I outer tube in particular steel tube, in particular stainless steel tube 2 tube part, in particular aluminum tube

Landscapes

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Abstract

Elektromotor, aufweisend ein Statorgehäuse, wobei das Statorgehäuse als Verbundteil ausgeführt ist und/oder wobei das Statorgehäuse ein Rohrteil aufweist, auf welches ein Rohr aufgesteckt ist, wobei das Rohrteil mit dem Rohr kraftschlüssig verbunden ist.

Description

Elektromotor, aufweisend ein Statorgehäuse
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Elektromotor, aufweisend ein Statorgehäuse.
Es ist allgemein bekannt, dass das Gehäuse eines Elektromotors aus einem Material ist, welches eine vorgesehen chemische Eigenschaft aufweist, insbesondere für den Einsatz des Elektromotors in einer Anwendung mit spezifizierten chemischen Anforderungen.
Aus der DE 102014001 267 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ist ein Elektromotor bekannt.
Aus der DE 100 39074 A1 ist ein Motorteil bekannt.
Aus der WO 2020/ 109897 A1 ist ein Elektromotoren-Baukasten bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor weiterzubilden, wobei der Elektromotor in einer Umgebung mit spezifizierten chemischen Anforderungen einsetzbar sein soll und möglichst kompakt ausführbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor, aufweisend ein Statorgehäuse, sind, dass das Statorgehäuse als Verbundteil ausgeführt ist, das aus einem radial inneren und einem dazu radial äußeren Teil gebildet ist, und/oder das Statorgehäuse weist ein Rohrteil auf, auf welches ein Rohr aufgesteckt ist, wobei das Rohrteil mit dem Rohr kraftschlüssig verbunden ist.
Von Vorteil ist dabei, dass der Motor möglichst kompakt und trotzdem mit einer gewünschten chemischen Anforderung kompatibel ausführbar ist, insbesondere also mit möglichst geringer Masse, möglichst effizient entwärmbar und trotzdem mit einer die chemischen Anforderungen erfüllenden, insbesondere chemisch stabilen, Außenseite ausführbar ist.
Denn das Statorgehäuse, das als Verbundteil und/oder aus dem Rohr und dem Rohrteil gebildet ist, ist aus einem radial inneren und einem dazu radial äußeren Teil gebildet. Somit weist das äußere Teil, insbesondere Rohr, die gewünschte chemische Eigenschaft auf, ist aber sehr dünnwandig ausführbar, damit die mechanischen und wärmeleitungsbezogenen Eigenschaften von dem inneren Teil, insbesondere Rohrteil, erfüllt werden. Das innere Teil ist aus einem gut wärmeleitenden Material ausführbar, welches die Wärme des Stators schnell aufspreizt und an die axial beidseitig angeordneten Gehäuseteile, insbesondere an einen Lagerflansch und ein Gehäuseteil, ableiten. Zwar nehmen das Gehäuseteil und der Lagerflansch jeweils ein Lager der Rotorwelle auf und müssen somit auch Wärme des Lagers aufnehmen und an die Umgebung abführen, allerdings weisen das Gehäuseteil und der Lagerflansch eine große Wärmekapazität auf und können somit ohne besondere Temperaturerhöhungen die Wärmeströme beider Wärmequellen aufnehmen und an die Umgebung abführen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rohr aus einem ersten Material ausgeführt, wobei das Rohrteil aus einem zweiten Material ausgeführt ist, wobei die Dichte des ersten Materials größer ist als die Dichte des zweiten Materials, insbesondere wobei die Dichte des ersten Materials das Doppelte oder mehr als das Doppelte der Dichte des zweiten Materials beträgt. Von Vorteil ist dabei, dass die verschiedenen Materialeigenschaften radial innen und außen einsetzbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Material ein Metall ist und das zweite Material ein Metall, insbesondere wobei die spezifische Wärmeleitfähigkeit des zweiten Materials größer, insbesondere mehr als das Doppelte, als die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Materials ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine abhängig vom Material eine hohe oder sehr hohe Wärmeleitfähigkeit vorhanden ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rohr aus Stahl, insbesondere Edelstahl, gefertigt und das Rohrteil aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gefertigt ist. Von Vorteil ist dabei, dass zur Umgebung hin eine chemisch stabile Oberfläche vorsehbar ist und das Leichtmetall innen verwendbar ist, um Wärme effizient abzuleiten und Masse einzusparen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rohrteil mit dem Rohr warmgefügt verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass das Statorgehäuse als Verbundteil in einfacher Weise herstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist bei Herstellung des Statorgehäuses vor und/oder beim Aufstecken des Rohrs auf das Rohrteil zwischen dem Rohr und dem Rohrteil eine Temperaturdifferenz, insbesondere von mehr als 40 Kelvin, insbesondere von mehr als 150 Kelvin, vorhanden. Von Vorteil ist dabei, dass die kraftschlüssige Verbindung eine hohe Tragkraft aufweist und somit das Statorgehäuse als belastbares Verbundteil ausführbar ist, das kompakt und mit wenig Masse ausführbar ist, wobei es trotzdem eine stabile chemische Oberfläche zur Umgebung hinaufweist, insbesondere eine Edelstahloberfläche.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Rotorwelle des Elektromotors mittels eines ersten Lagers, das in einem Lagerflansch des Elektromotors aufgenommen, und mittels eines zweiten Lagers, das in einem Gehäuseteil aufgenommen ist, drehbar gelagert ist, insbesondere relativ zum Statorgehäuse. Von Vorteil ist dabei, dass das Rohrteil zwischenordenbar zwischen den Lagerflansch und das Gehäuseteil ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind das Rohr, der Lagerflansch und das Gehäuseteil aus dem ersten Material, insbesondere Edelstahl, bestehen und/oder gefertigt. Von Vorteil ist dabei, dass der Elektromotor außer dem Material der Dichtungen nur das erste Material zur Umgebung hinaufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung drückt mindestens ein Zugmittel den Lagerflansch und das Gehäuseteil auf das Rohrteil, wobei das Rohrteil zwischen dem Lagerflansch und dem Gehäuseteil angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Rohrteil vom Zugmittel zwischen den Lagerflansch und das Gehäuseteil einspannbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rohrteil in den Lagerflansch insbesondere teilweise eingesteckt, insbesondere in eine zylindrische Ausnehmung des Lagerflansches eingesteckt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Rohrteil zentrierbar ist im Lagerflansch und sicher sowie geschützt aufnehmbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Rohrteil in das Gehäuseteil insbesondere teilweise eingesteckt, insbesondere in eine zylindrische Ausnehmung des Gehäuseteils eingesteckt ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Rohrteil zentrierbar ist im Gehäuseteil und sicher sowie geschützt aufnehmbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf das Rohrteil eine Dichtung, insbesondere ein O- Ring, aufgesteckt, welche das Rohr zum Gehäuseteil hin abdichtet, insbesondere wobei die Dichtung in einer Ringnut des Rohrteils aufgenommen ist, insbesondere wobei die Dichtung axial zwischen das Rohr und das Gehäuseteil zwischengeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Rohr zum Gehäuseteil und auch zu einem oder dem Lagerflansch hin abgedichtet ist und somit die äußere Oberfläche des Motors nur aus dem Material des Lagerflansches, des Gehäuseteils und des Rohrs besteht und zusätzlich noch aus dem Material der Dichtung, insbesondere wobei dieses Material dem Material einen im Lagerflansch aufgenommenen Wellendichtrings gleicht, welcher den Lagerflansch zur Rotorwelle hin abdichtet. Gegebenenfalls zählt der nach außen hervorragende Bereich der Rotorwelle noch zur äußeren Oberfläche hinzu. Der über eine Ringnut aufnehmbare O-Ring ist mittels der Ringnut positioniert, wodurch auch das Rohr axial positionierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf das Rohrteil eine weitere Dichtung, insbesondere ein O-Ring, aufgesteckt, welche das Rohr zum Lagerflansch hin abdichtet, insbesondere zur Umgebung hin, insbesondere wobei die Dichtung in einer Ringnut des Rohrteils aufgenommen ist, insbesondere wobei die Dichtung axial zwischen das Rohr und den Lagerflansch zwischengeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Dichtheit, also hohe Schutzrart herstellbar ist. Außerdem ist die Dichtung in einer Ringnut eingeschnappt, so dass die Dichtung axial positioniert ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom Rohrteil in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle, überdeckte axiale Bereich mit dem vom Gehäuseteil in axialer Richtung überdeckten Bereich, wobei der vom Rohr in axialer Richtung überdeckte Bereich beabstandet ist von dem vom Gehäuseteil in axialer Richtung überdeckten Bereich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung überlappt der vom Rohrteil in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle, überdeckte axiale Bereich mit dem vom Lagerflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich, wobei der vom Rohr in axialer Richtung überdeckte Bereich beabstandet ist von dem vom Lagerflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass das Rohrteil in den Lagerflansch einsteckbar und somit von diesem zentrierbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist an seinem vom Rohrteil abgewandten Endbereich ein Deckel auf das Gehäuseteil aufgesetzt, so dass ein Anschlussbereich vom Deckel und Gehäuseteil gehäusebildend umgeben ist, insbesondere wobei im Anschlussbereich Anschlussmittel zur Verbindung von Leitungen eines Versorgungskabels, welches durch eine Kabeldurchführung, insbesondere Kabelverschraubung, des Deckels in den Anschlussbereich hineingeführt ist, mit Statorwicklungsleitungen, insbesondere mit dem Statorwicklungsdraht, insbesondere der Statorwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass das Gehäuseteil nicht nur ein Lager aufnimmt, sondern auch die Anschlussmittel zur Herstellung der elektrischen Versorgung der Statorwicklung des Elektromotors.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am axialen Endbereich der Rotorwelle ein Sensor zur Erfassung der Winkellage der Rotorwelle angeordnet, dessen Sensorgehäuse in den Anschlussbereich hineinragt. Von Vorteil ist dabei, dass der Sensor innerhalb des vom Deckelteil und vom Gehäuseteil geschützten Anschlussbereichs anordenbar ist und somit nicht der äußeren Umgebung und deren chemischen Anforderungen ausgesetzt ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ragt das jeweilige Zugmittel durch eine jeweilige im Rohrteil angeordnete axial durchgehende Ausnehmung hindurch. Von Vorteil ist dabei, dass das Zugmittel geschützt angeordnet ist und dass somit eine einfache kostengünstige und kompakte Verbindung erreichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das jeweilige Zugmittel als in eine jeweilige Gewindebohrung des Lagerflansches jeweils eingeschraubte Langschraube, die an ihrem ersten axialen Endbereich einen Schraubenkopf und an ihrem anderen axialen Endberiech eine Außengewinde aufweist, ausgeführt oder als Zugstange mit aufgeschraubten Muttern oder als Langschraube mit aufgeschraubter Mutter ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige und kompakte Verbindung erreichbar ist.
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.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist eine Schrägansicht eines erfindungsgemäßen Elektromotors dargestellt.
In der Figur 2 ist ein Längsschnitt entlang einer ersten Schnittebene durch den Elektromotor dargestellt.
In der Figur 3 ist ein Längsschnitt entlang einer zweiten Schnittebene durch den Elektromotor dargestellt.
In der Figur 4 ist der Elektromotor angeschnitten in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 5 ist der Stator des Elektromotors angeschnitten in Schrägansicht dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, ist der Stator des Elektromotors in einem Rohrteil 2, insbesondere Aluminiumrohr, aufgenommen. Das Rohrteil 2 ist zwischen einem Lagerflansch 4 und einem Gehäuseteil 5 angeordnet.
In bezüglich der Drehachse der Rotorwelle 9 des Elektromotors Umfangsrichtung voneinander regelmäßig beabstandete Zugmittel 30, insbesondere Langschrauben oder Zugstangen, drücken das Gehäuseteil 5 und den Lagerflansch 4 auf das Rohrteil 2, so dass ein stabiles Motorgehäuse gebildet ist.
Die Rotorwelle 9 ist mittels eines ersten Lagers, das im Lagerflansch 4 aufgenommen ist, und mittels eines zweiten Lagers, das im Gehäuseteil 5 aufgenommen ist, drehbar gelagert.
Ein Aktivteil 8 ist mit der Rotorwelle 9 drehfest verbunden, insbesondere kraftschlüssig verbunden.
Im Gehäuseteil 5 ist auch ein Anschlussbereich 12 ausgebildet, in welchem Versorgungsleitungen, die durch eine Kabelverschraubung 11 in den Anschlussbereich 12 von der äußeren Umgebung herkommend in den Anschlussbereich 12 geführt sind, mit Anschlussmitteln verbunden sind, welche jeweils mit Statorwicklungsdraht verbunden sind zur Versorgung der Statorwicklung 7, die auf einem Statorblechpaket 6 vorgesehen ist, insbesondere um ein Statorblechpaket 6 umwickelt vorgesehen ist. Die Rotorwelle 9 ragt mit ihrem ersten axialen Endbereich durch das erste Lager zur äußeren Umgebung hin hervor, so dass eine anzutreibende Last verbindbar ist, insbesondere ein Getriebe. Der andere axiale Endbereich der Rotorwelle 9 ragt in einen Winkelsensor hinein, der zur Detektion der Winkelstellung der Rotorwelle 9 geeignet ausgeführt ist und ein Sensorgehäuse 13 aufweist, welches mit dem Gehäuseteil 5 verbunden ist. Somit ist der Motorinnenraum zum Anschlussbereich 12 hin abgedichtet. Ein im Lagerflansch 4 aufgenommener Wellendichtring dichtet den ersten axialen Endbereich der Rotorwelle 9 zur Umgebung hin ab.
Das Aktivteil 8 weist vorzugsweise einen Kurzschlusskäfig auf, so dass der Elektromotor als Asynchronmotor ausgebildet ist. hierzu ist die Statorwicklung als Drehstromwicklung ausgeführt.
Der Anschlussbereich 12 ist durch einen auf das Gehäuseteil 5 aufgesetzten Deckel 14 und das Gehäuseteil 5 selbst begrenzt.
Die Kabelverschraubung ist am Deckel 14 angeordnet.
Der Winkelsensor weist einen ersten Teil auf, der drehfest mit der Rotorwelle 9 verbunden ist, und einen zweiten Teil, der mit dem Sensorgehäuse 10 verbunden ist. Dabei ist der zweite Teil als Sensor ausgeführt, der mit dem als Geber ausgeführten ersten Teil in Wirkverbindung ist, insbesondere ihn detektiert.
Ein äußeres Rohr 1, insbesondere Stahlrohr, insbesondere Edelstahlrohr, ist auf das Rohrteil 2, insbesondere Aluminiumrohr, aufgeschoben und kraftschlüssig verbunden. Insbesondere weisen das Rohrteil 2 und das Rohr 1 bei der Herstellung des Motors vor dem Aufschieben eine Temperaturdifferenz, insbesondere von mehr als 40 Kelvin, insbesondere von mehr als 150 Kelvin, auf. Somit liegt das Rohr 1 dicht am Rohrteil 2 an und bildet somit zusammen mit dem Rohrteil 2 ein als Statorgehäuse fungierendes Verbundteil.
An seiner radial äußeren Seite weist das Verbundteil somit vorzugsweise Stahl auf und an seiner radial inneren Seite vorzugsweise Aluminium.
Zwischen dem Rohr 1 und dem Lagerflansch 4 ist eine Dichtung 3, insbesondere O-Ring, angeordnet. Diese Dichtung ist ebenfalls auf das Rohrteil 2 aufgeschoben. Insbesondere weist das Rohrteil 2 an seiner radialen Außenseite eine in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufend ausgeführte Ringnut auf, in welcher die Dichtung aufgenommen ist und somit axial positionierbar ist. Dabei positioniert dann die Dichtung 3 das Rohr 1.
Zwischen dem Rohr 1 und dem Gehäuseteil 5 ist eine weitere Dichtung 3, insbesondere O- Ring, angeordnet. Diese weitere Dichtung 3 ist ebenfalls auf das Rohrteil 2 aufgeschoben. Insbesondere weist das Rohrteil 2 an seiner radialen Außenseite eine in Umfangsrichtung ununterbrochen umlaufend ausgeführte weitere Ringnut auf, in welcher die weitere Dichtung 3 aufgenommen ist und somit axial positionierbar ist. Dabei positioniert dann die weitere Dichtung 3 das Rohr 1 in axialer Richtung bezüglich des Rohrteils 2.
Beim Anziehen der Zugmittel 30 wird vom Lagerflansch 4 die Dichtung 3 auf das Rohr 1 gedrückt und vom Gehäuseteil 5 die andere Dichtung 3 auf das Rohr 1 gedrückt. Allerdings ist dieses Zusammendrücken der Dichtungen dadurch begrenzt, dass das Rohrteil 2 am Lagerflansch 4 anliegt und auch am Gehäuseteil 5.
Somit wird von den Dichtungen 3 durch deren elastische Verformung nur eine geringe axial gerichtete erste Kraft erzeugt, die auf das Rohr 1 einwirkt. Die von den Zugmitteln 30 erzeugte axial gerichtete, in das Rohrteil 2 eingeleitete zweite Kraft ist betragsmäßig viel größer, insbesondere mindestens zehnmal größer, als die erste Kraft.
Die Zugmittel 30 sind durch Ausnehmungen des Rohrteils 2 geführt. Die Ausnehmungen sind als Axialbohrungen im Rohrteil 2 ausgeführt, so dass der äußere radiale Rand des Rohrteils 2 zylindrisch ausgeformt und die Zugmittel 30 rundum von Material umgeben sind, wobei außerdem die Steifigkeit des Rohrteils 2 sehr hoch ist. Alternativ sind die Ausnehmungen auch als Vertiefungen, insbesondere nach radial außen geöffnete Axialnuten, ausführbar, so dass eine besonders einfache Montage durch Einlegen der Zugmittel 30 aus radialer Richtung herkommend ermöglicht ist.
Das Rohrteil 2 ist vorzugsweise als Stranggussprofilteil, insbesondere als Aluminiumstranggussprofilteil, herstellbar.
Die Zugmittel 30 sind entweder als Langschraube mit aufgeschraubter Mutter oder als Zugstange mit aufgeschraubten Muttern ausgeführt. In jedem Fall liegt die jeweilige Mutter an der vom Rohrteil 2 abgewandten Seite des Lagerflansches 4 an beziehungsweise an der vom Rohrteil 2 abgewandten Seite des Gehäuseteils 5 an.
Das Statorblechpaket besteht aus einem Stapel von Einzelblechen, das vorzugsweise mittels zumindest einer Klammer und/oder stanzpaketiert verbunden ist und in das Rohrteil 2, insbesondere Statorgehäuse kraftschlüssig verbunden ist.
Die radiale Wandstärke des Rohrs 1 ist kleiner, insbesondere mindestens viermal kleiner, als die radiale Wandstärke des Rohrteils 2. Somit ist eine hohe Steifigkeit bei geringer Masse des Verbundteils erreichbar. Außerdem ist das Rohr 1 aus Stahl, insbesondere Edelstahl, ausführbar, so dass das ebenfalls aus Edelstahl ausführbare Gehäuseteil 5 sowie der ebenfalls aus Edelstahl ausführbare Lagerflansch eine chemisch einheitliche äußere Oberfläche des Elektromotors bewirken. Im Übrigen wird auch die Rotorwelle 9 aus Edelstahl ausführbar.
Somit weist der Elektromotor an seiner gesamten Oberfläche nur Edelstahl oder Dichtungsmaterial auf. Daher ist der Elektromotor in einer entsprechenden Umgebung einsetzbar.
Erfindungsgemäß ist also das Statorgehäuse als rohrförmiges Verbundteil ausgeführt, wobei die Dichte des Materials des Verbundteils an seiner Innenseite geringer, insbesondere mindestens zweimal kleiner, ist als die Dichte seines Materials an seiner Außenseite.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Winkelsensors kein Winkelsensor vorgesehen, so dass das Sensorgehäuse 13 nur als bloße Abdeckung des axialen Wellenendes der Rotorwelle 9 fungiert.
Bezugszeichenliste
I äußeres Rohr, insbesondere Stahlrohr, insbesondere Edelstahlrohr 2 Rohrteil, insbesondere Aluminiumrohr
3 Dichtung, insbesondere O-Ring
4 Lagerflansch
5 Gehäuseteil
6 Statorblechpaket 7 Statorwicklung
8 Aktivteil, insbesondere Kurzschlusskäfig
9 Rotorwelle
10 Winkelsensor
I I Kabelverschraubung 12 Anschlussbereich
13 Sensorgehäuse
14 Deckel
30 Zugmittel, insbesondere Langschraube oder Zugstange

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor, aufweisend ein Statorgehäuse, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorgehäuse als Verbundteil ausgeführt ist, insbesondere wobei das Verbundteil an seiner radial äußeren Seite als Rohr insbesondere aus Stahl ausgebildet ist und an seiner radial inneren Seite als Rohrteil insbesondere aus Aluminium, und/oder dass das Statorgehäuse ein Rohrteil aufweist, auf welches ein Rohr aufgesteckt ist, wobei das Rohrteil mit dem Rohr kraftschlüssig verbunden ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr aus einem ersten Material ausgeführt ist, wobei das Rohrteil aus einem zweiten Material ausgeführt ist, wobei die Dichte des ersten Materials größer ist als die Dichte des zweiten Materials, insbesondere wobei die Dichte des ersten Materials das Doppelte oder mehr als das Doppelte der Dichte des zweiten Materials beträgt.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Metall ist und das zweite Material ein Metall ist, insbesondere wobei die spezifische Wärmeleitfähigkeit des zweiten Materials größer, insbesondere mehr als das Doppelte, als die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Materials ist.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr aus Stahl, insbesondere Edelstahl, gefertigt ist und das Rohrteil aus einem Leichtmetall, insbesondere Aluminium, gefertigt ist.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrteil mit dem Rohr warmgefügt verbunden ist und/oder dass bei Herstellung des Statorgehäuses vor und/oder beim Aufstecken des Rohrs auf das Rohrteil zwischen dem Rohr und dem Rohrteil eine Temperaturdifferenz, insbesondere von mehr als 40 Kelvin, insbesondere von mehr als 150 Kelvin, vorhanden ist.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rotorwelle des Elektromotors mittels eines ersten Lagers, das in einem Lagerflansch des Elektromotors aufgenommen ist, und mittels eines zweiten Lagers, das in einem Gehäuseteil aufgenommen ist, drehbar gelagert ist, insbesondere relativ zum Statorgehäuse.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr, der Lagerflansch und das Gehäuseteil aus dem ersten Material, insbesondere Edelstahl, bestehen und/oder gefertigt sind.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrteil in den Lagerflansch insbesondere teilweise eingesteckt ist, insbesondere in eine zylindrische Ausnehmung des Lagerflansches eingesteckt ist, und/oder dass das Rohrteil in das Gehäuseteil insbesondere teilweise eingesteckt ist, insbesondere in eine zylindrische Ausnehmung des Gehäuseteils eingesteckt ist.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugmittel den Lagerflansch und das Gehäuseteil auf das Rohrteil drückt, wobei das Rohrteil zwischen dem Lagerflansch und dem Gehäuseteil angeordnet ist.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Rohrteil eine Dichtung, insbesondere ein O-Ring, aufgesteckt ist, welche das Rohr zum Gehäuseteil hin abdichtet, insbesondere zur Umgebung hin, insbesondere wobei die Dichtung in einer Ringnut des Rohrteils aufgenommen ist, insbesondere wobei die Dichtung axial zwischen das Rohr und das Gehäuseteil zwischengeordnet ist.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Rohrteil eine weitere Dichtung, insbesondere ein O-Ring, aufgesteckt ist, welche das Rohr zum Lagerflansch hin abdichtet, insbesondere zur Umgebung hin, insbesondere wobei die Dichtung in einer Ringnut des Rohrteils aufgenommen ist, insbesondere wobei die Dichtung axial zwischen das Rohr und den Lagerflansch zwischengeordnet ist.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Rohrteil in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle, überdeckte axiale Bereich überlappt mit dem vom Gehäuseteil in axialer Richtung überdeckten Bereich, wobei der vom Rohr in axialer Richtung überdeckte Bereich beabstandet ist von dem vom Gehäuseteil in axialer Richtung überdeckten Bereich.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Rohrteil in axialer Richtung, insbesondere also parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle, überdeckte axiale Bereich überlappt mit dem vom Lagerflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich, wobei der vom Rohr in axialer Richtung überdeckte Bereich beabstandet ist von dem vom Lagerflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an seinem vom Rohrteil abgewandten Endbereich ein Deckel auf das Gehäuseteil aufgesetzt ist, so dass ein Anschlussbereich vom Deckel und Gehäuseteil gehäusebildend umgeben ist, insbesondere wobei im Anschlussbereich Anschlussmittel zur Verbindung von Leitungen eines Versorgungskabels, welches durch eine Kabeldurchführung, insbesondere Kabelverschraubung, des Deckels in den Anschlussbereich hineingeführt ist, mit Statorwicklungsleitungen, insbesondere mit dem Statorwicklungsdraht, insbesondere der Statorwicklung.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am axialen Endbereich der Rotorwelle ein Sensor zur Erfassung der Winkellage der Rotorwelle angeordnet ist, dessen Sensorgehäuse in den Anschlussbereich hineinragt.
16. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Zugmittel durch eine jeweilige im Rohrteil angeordnete axial durchgehende Ausnehmung hindurchragt.
17. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Zugmittel als in eine jeweilige Gewindebohrung des Lagerflansches jeweils eingeschraubte Langschraube, die an ihrem ersten axialen Endbereich einen Schraubenkopf und an ihrem anderen axialen Endberiech ein Außengewinde aufweist, ausgeführt oder als als Zugstange mit aufgeschraubten Muttern oder als Langschraube mit aufgeschraubter Mutter ausgeführt ist.
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