WO2011012472A2 - Elektromotor mit permanentmagnet-erregung - Google Patents

Abstract

Ein Elektromotor mit einer Permanentmagnet-Erregung weist in einem Polgehäuse gehaltene Permanentmagnete auf, die dem Flussleitelement zugeordnet sind, wobei mindestens ein Permanentmagnet und ein Flussleitelement formschlüssig ineinandergreifend angeordnet sind.

Description

Beschreibung

Titel

Elektromotor mit Permanentmagnet-Erregung Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit einer Permanentmagnet-

Erregung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik Aus der DE 35 39 851 A1 ist ein elektrischer Startermotor für eine Brennkraftmaschine bekannt, der am Polgehäuse Permanentmagnete aufweist, welche eine Ankerwelle mit darauf angeordnetem Anker umschließen. Die Permanentmagnete sind im Gehäuse mithilfe von Haltefedern fixiert, die zwischen benachbarten Magneten angeordnet sind und an einer Stirnseite der Magnete federnd anlie- gende Federarme aufweisen. Zur Erzielung einer Reihenschlusscharakteristik, bei der bereits bei kleinen Drehzahlen hohe Drehmomente abgegeben werden, sind den Permanentmagneten Flussleitstücke zugeordnet, die aus einem magnetisch gut leitenden Material bestehen und zur Leitung des Magnetflusses dienen. Gemäß der DE 35 39 851 A1 sind die Haltefedern zusätzlich mit einem Niet am Gehäuse befestigt, um die auf die Flussleitstücke wirkenden Radialkräfte aufnehmen und die Magnete einschließlich der Flussleitstücke im Gehäuse in der gewünschten Position halten zu können.

Gemäß einer weiteren in der DE 35 39 851 A1 beschriebenen Ausführung wer- den die Permanentmagnete einschließlich der Flussleitstücke mithilfe von Halteringen am Polgehäuse positioniert, die die Permanentmagnete und die Flussleitstücke radial gegenüber dem umgreifenden Polgehäuse sichern. Federzungen, die um 90 Grad aus den Halteringen herausstehen, legen die Flussleitstücke in Umfangsrichtung an die Magnete an. Sowohl die Halterung über eingenietete Haltefedern als auch über die Halteringe oder als eingeschweißte bzw. genietete Flussleitstücke mit einfachen Haltefedern stellen verhältnismäßig aufwändige Ausführungen dar.

Offenbarung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Elektromotor mit Permanentmagnet-Erregung mit einfachen konstruktiven Maßnahmen in der Weise auszubilden, dass die Magnete ohne aufwendige Nachbearbeitung, beispielsweise durch Schleifen, und die Flussleitelemente sicher am Polgehäuse gehalten sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor mit Permanentmagnet-Erregung, der beispielsweise als Startermotor für eine Brennkraftmaschine eingesetzt wird.

Der Elektromotor ist insbesondere als Innenläufermotor ausgebildet, dessen Stator eine Ankerwelle mit Anker umschließt. Der Stator umfasst ein Polgehäuse, an dessen Innenseite die Permanentmagnete und die Flussleitelemente mithilfe von Befestigungsmitteln fixiert sind.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens ein Permanentmagnet und mindestens ein zugeordnetes Flussleitelement formschlüssig ineinandergreifend angeordnet sind, wobei der Formschluss in Radialrichtung und vorzugsweise auch in Umfangrichtung besteht. Realisiert wird dies beispielsweise mittels eines sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprunges, der an einem der Bauteile angeordnet ist und der in eine komplementär geformte Ausnehmung am anderen Bauteil einragt. Hierbei sind sowohl Ausführungen möglich, bei denen der Vorsprung an einer Seitenfläche des Permanentmagneten angeordnet und die Ausnehmung in die zugewandte Seitenfläche des Flussleitstückes eingebracht ist als auch umgekehrte Ausführungen mit einem Vorsprung am Flussleitelement und einer Ausnehmung am Permanentmagneten. In beiden Fällen, die ggf. auch miteinander kombiniert werden können, erstrecken sich Vorsprung und Ausnehmung in Umfangsrichtung, so dass in Radialrichtung eine Hinterschneidung zwischen den ineinandergreifenden Abschnitten und damit ein Formschluss gege- ben ist. Die Seitenflächen, an denen der Vorsprung bzw. die Ausnehmung ausgebildet sind, begrenzen das jeweilige Bauteil in Umfangsrichtung. Auf Grund des Formschlusses reicht es prinzipiell aus, lediglich eines der Bauteile, also entweder den Permanentmagneten oder das Flussleitelement, mithilfe des Befestigungsmittels am Polgehäuse zu fixieren. Die Haltekraft wird über den Formschluss auch auf das nicht unmittelbar von dem Befestigungsmittel beaufschlagte Bauteil übertragen und sichert dieses in der Position an der Innenseite des Polgehäuses. Es ist daher grundsätzlich nicht erforderlich, dass das nicht unmittelbar mit dem Befestigungsmittel in Kontakt stehende Bauteil über ein weiteres Befestigungsmittel gesichert wird oder dass beide Bauteile vom gleichen Befestigungsmittel direkt in Position gehalten werden; gleichwohl sind auch diese

Varianten möglich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführung ist darin zu sehen, dass die Seitenflächen der Permanentmagnete keiner oder einer geringeren Nachbe- arbeitung unterzogen werden müssen, als dies im Stand der Technik der Fall ist.

Grundsätzlich genügt es, die Magnete nach deren Herstellung ohne Bearbeitung der seitlichen Begrenzungsflächen, insbesondere ohne Schleifvorgänge direkt in den Elektromotor einzubauen, da auch herstellungsbedingt parallele Seitenflächen an den Magneten auf Grund des formschlüssigen Hintergreifens durch das Flussleitelement eingesetzt werden können. Die nach dem Pressen vorliegenden

Magnete mit parallel liegenden Seitenflächen an den Magneten können in dieser Form unmittelbar in das Polgehäuse eingesetzt werden.

Gegebenenfalls werden die Seitenflächen einer Nachbearbeitung unterzogen, die jedoch verglichen mit Ausführungen aus dem Stand der Technik geringer ausfallen kann. So kann es beispielsweise genügen, die Seitenflächen lediglich über einen Teil ihrer radialen Erstreckung anzuschleifen, so dass sich eine winkelförmige seitliche Begrenzungsfläche an dem Permanentmagneten ergibt. Auf Grund der winkligen Ausrichtung der angeschliffenen Teilfläche kann ein form- schlüssiges Hintergreifen durch das Flussleitelement realisiert werden, ohne dass dies einen zusätzlichen Bauraum beim Ineinandergreifen von Permanentmagnet und Flussleitelement erfordert.

Zusätzlich zur formschlüssigen Sicherung wird der Gewölbeeffekt für die Halte- rung der Permanentmagnete an der Innenseite des Polgehäuses genutzt, indem die Permanentmagnete an den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen abge- - A - stützt sind, wobei an einer Seite ein Flussleitelement angeordnet ist. Da die Flussleitelemente beim Einschalten des Startermotors erhöhten, radial nach innen wirkenden Kräften unterworfen sind, wird über die formschlüssige Verbindung zwischen Flussleitelement und angrenzendem Permanentmagneten eine verbesserte gegenseitige Abstützung gegen ein radiales Verschieben in Richtung der Ankerwelle erreicht.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung liegt im Bereich der Kontaktfläche zwischen dem Flussleitelement und dem Permanentmagneten ein Spalt, der sich in Radialrichtung zumindest über einen Teilbereich der einander zugewandten Seitenflächen erstreckt. Der Spalt dient zum Kompensieren von Fertigungstoleranzen des Magneten und/oder des Flussleitelementes, so dass insbesondere bei der Herstellung des Magneten auf eine schleifende Nachbearbeitung verzichtet werden kann. Der Spalt reduziert zudem den magnetischen Kurzschluss durch das Flussleitelement.

Gemäß einer weiteren zweckmäßige Ausführung sind die einander zugewandten Seitenflächen von Permanentmagnet und zugeordnetem Flussleitelement mit einer Geometrie versehen, bei der eine radial außen liegende Kante des Perma- nentmagneten einerseits und eine radial weiter innen liegende Kante des Fluss- leitelements andererseits bezogen auf eine Radiale, welche durch den Kontaktbereich gelegt wird, auf unterschiedlichen Seiten liegen. Dies bedeutet, dass bei ebener Ausführung die Kontaktfläche zwischen Permanentmagnet und Flussleitelement unter einem Winkel zur Radialen liegt, womit ein ausreichender Form- Schluss gewährleistet ist. Hierbei kommen sowohl Ausführungen in Betracht, bei denen die radial außen liegende Kante des Permanentmagneten sich weiter in Umfangsrichtung erstreckt als die radial innen liegende Kante des Permanentmagneten, als auch Ausführungen, bei denen sich die radial außen liegende Kante weniger weit in Umfangsrichtung erstreckt als die radial innen liegende Kante an der gleichen Seitenfläche, wobei die zugewandte Seitenfläche des

Flussleitelementes jeweils eine komplementäre Querschnittsgeometrie aufweist. Möglich sind darüber hinaus auch winklige Seitenflächengeometrien mit zwei zueinander winklig angeordneten Teilflächen sowohl auf Seiten des Permanentmagneten als auch auf Seiten des Flussleitelementes. Gemäß noch einer weiteren Ausführung ist grundsätzlich auch eine Kontaktfläche möglich, die sich in Radialrichtung erstreckt, wobei in diesem Fall der Form- schluss über zumindest einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Vorsprung an einem der Bauteile und eine entsprechend ausgeführte Ausnehmung am an- deren Bauteil gewährleistet wird.

Gemäß noch einer weiteren Ausführung ist das Befestigungsmittel zur Halterung des Permanentmagneten und des zugeordneten Flussleitelementes an der Innenseite des Polgehäuses als Haltefeder ausgeführt, die durch den Gewölbeef- fekt am Polgehäuse anliegt und beispielsweise über Nasen im Polgehäuse in

Position gehalten wird. Die Haltefeder weist vorzugsweise U-Form auf, wobei ein Schenkel in Umfangsrichtung gegen das Flussleitelement bzw. gegen den Permanentmagneten drückt. Die Haltefeder ist genau einer Magnet- Flussleitelement-Kombination zugeordnet, wobei ggf. auch eine Ausführung der Haltefeder in Betracht kommt, bei der zwei benachbarte Permanentmagnete einschließlich Flussleitelemente über eine gemeinsame Feder gesichert werden. Ein Schenkel der Haltefeder drückt entweder punktförmig, linienförmig oder flächig gegen das Flussleitelement bzw. den Permanentmagneten. Grundsätzlich möglich ist auch eine Ausführung des Befestigungsmittels als stirnseitige Halteringe mit angeformtem Bund, die das Flussleitelement und/oder den Permanentmagneten radial gegenüber dem Polgehäuse in Position halten.

Gemäß noch einer weiteren zweckmäßige Ausführung ist vorgesehen, dass das Flussleitelement in Radialrichtung gesehen einen konstanten Querschnitt aufweist, ungeachtet seiner Grundgeometrie, die beispielsweise eine rechteckförmi- ge, eine teilkreisförmige oder eine winkelförmige Querschnittsfläche aufweisen kann. Es können aber auch Flussleitelemente eingesetzt werden, die in Radialrichtung einen sich ändernden Querschnitt aufweisen, insbesondere einen sich radial von innen nach außen vergrößernden Querschnitt.

Die Flussleitelemente sind vorzugsweise als Blech-, Biege-, Stanz- oder Fließpressteil ausgeführt. Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen: Fig. 1 einen Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine im Längsschnitt,

Fig. 2 der Elektromotor der Startvorrichtung im Schnitt quer zur Längsachse,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine Ansicht eines Permanentmagneten mit einem sich seitlich anschließenden Flussleitelement, das winkelförmig ausgebildet ist, Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante, bei der die beiden Schenkel des winkelförmigen Flussleitelementes asymmetrisch ausgeführt sind,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante, bei der das Flussleitelement einen sich in Radialrichtung ändernden Querschnitt aufweist,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante, bei der ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Vorsprung am Flussleitelement in eine zugeordnete Ausnehmung an der Seitenfläche des Permanentmagneten einragt. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt eine Startvorrichtung 10 in einem Längsschnitt. Diese Startvorrichtung 10 weist beispielsweise einen Startermotor 13 und ein Einrückrelais 16 auf. Der Startermotor 13 und das Einrückrelais 16 sind an einem gemeinsamen An- triebslagerschild 19 befestigt. Der Startermotor 13 dient funktionell dazu, ein Andrehritzel 22 anzutreiben, wenn es im Zahnkranz 25 der hier nicht dargestellten Brennkraftmaschine eingespurt ist.

Der Startermotor 13 ist als Elektromotor mit Permanent-Erregung ausgeführt und weist als Gehäuse ein Polrohr 28 auf, das an seinem Innenumfang Permanentmagnete 31 trägt, denen jeweils Flussleitelemente zugeordnet sind. Die Permanentmagnete 31 umgeben wiederum einen Anker 37, der ein aus Lamellen 40 aufgebautes Ankerpaket 43 und eine in Nuten 46 angeordnete Ankerwicklung 49 aufweist. Das Ankerpaket 43 ist auf eine Anker- bzw. Antriebswelle 44 aufge- presst. An dem Andrehritzel 22 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 ist des weiteren ein Kommutator 52 angebracht, der u.a. aus einzelnen Kommutatorla- mellen 55 aufgebaut ist. Die Kommutatorlamellen 55 sind in bekannter Weise mit der Ankerwicklung 49 derartig elektrisch verbunden, dass sich bei Bestromung der Kommutatorlamellen 55 durch Kohlebürsten 58 eine Drehbewegung des Ankers 37 im Polrohr 28 ergibt. Eine zwischen dem Einspurrelais 16 und dem Star- termotor 13 angeordnete Stromzuführung 61 versorgt im Einschaltzustand die

Kohlebürsten 58 mit Strom. Die Antriebswelle 44 ist kommutatorseitig mit einem Wellenzapfen 64 in einem Gleitlager 67 abgestützt, welches wiederum in einem Kommutatorlagerdeckel 70 ortsfest gehalten ist. Der Kommutatordeckel 70 wiederum wird mittels Zuganker 73, die über den Umfang des Polrohrs 28 verteilt angeordnet sind (Schrauben, beispielsweise 2, 3 oder 4 Stück) im Antriebslagerschild 19 befestigt. Es stützt sich dabei das Polrohr 28 am Antriebslagerschild 19 ab, und der Kommutatorlagerdeckel 70 am Polrohr 28.

In Abtriebsrichtung schließt sich an den Anker 37 ein sogenanntes Sonnenrad 80 an, das Teil eines Planetengetriebes 83 ist. Das Sonnenrad 80 ist von mehreren

Planetenrädern 86 umgeben, üblicherweise drei Planetenräder 86, die mittels Wälzlager 89 auf Achszapfen 92 abgestützt sind. Die Planetenräder 86 wälzen in einem Hohlrad 95 ab, das im Polrohr 28 außenseitig gelagert ist. In Richtung zur Abtriebsseite schließt sich an die Planetenräder 86 ein Planetenträger 98 an, in dem die Achszapfen 92 aufgenommen sind. Der Planetenträger 98 wird wiederum in einem Zwischenlager 101 und einem darin angeordneten Gleitlager 104 gelagert. Das Zwischenlager 101 ist derartig topfförmig gestaltet, dass in diesem sowohl der Planetenträger 98, als auch die Planetenräder 86 aufgenommen sind. Des Weiteren ist im topfförmigen Zwischenlager 101 das Hohlrad 95 angeordnet, das letztlich durch einen Deckel 107 gegenüber dem Anker 37 geschlossen ist.

Auch das Zwischenlager 101 stützt sich mit seinem Außenumfang an der Innenseite des Polrohrs 28 ab. Der Anker 37 weist auf dem vom Kommutator 52 abgewandten Ende der Antriebswelle 44 einen weiteren Wellenzapfen 1 10 auf, der ebenfalls in einem Gleitlager 1 13 aufgenommen ist, ab. Das Gleitlager 1 13 wie- derum ist in einer zentralen Bohrung des Planetenträgers 98 aufgenommen. Der

Planetenträger 98 ist einstückig mit der Abtriebswelle 1 16 verbunden. Diese Abtriebswelle 1 16 ist mit ihrem vom Zwischenlager 101 abgewandten Ende 1 19 in einem weiteren Lager 122, welches im Antriebslagerschild 19 befestigt ist, abgestützt. Die Abtriebswelle 1 16 ist in verschiedene Abschnitte aufgeteilt: So folgt dem Abschnitt, der im Gleitlager 104 des Zwischenlagers 101 angeordnet ist, ein

Abschnitt mit einer sogenannten Geradverzahnung 125 (Innenverzahnung), die Teil einer sogenannten Wellen-Nabe-Verbindung ist. Diese Welle-Nabe- Verbindung 128 ermöglicht in diesem Fall das axial geradlinige Gleiten eines Mitnehmers 131. Dieser Mitnehmer 131 ist ein hülsenartiger Fortsatz, der einstückig mit einem topfförmigen Außenring 132 des Freilaufs 137 ist. Dieser Freilauf 137 (Drehrichtungssperre) besteht des Weiteren aus dem Innenring 140, der radial innerhalb des Außenrings 132 angeordnet ist. Zwischen dem Innenring 140 und dem Außenring 132 sind Klemmkörper 138 angeordnet. Diese Klemmkörper 138 verhindern in Zusammenwirkung mit dem Innen- und den Keilbahnen des Außenrings eine Relativdrehung zwischen dem Außenring und dem Innenring in einer zweiten Richtung. Mit anderen Worten: Der Freilauf 137 ermöglicht eine

Relativbewegung zwischen Innenring 140 und Außenring 132 nur in eine Richtung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innenring 140 einstückig mit dem Andrehritzel 22 und dessen Schrägverzahnung 143 (Außenschrägverzahnung) ausgeführt.

Der Vollständigkeit halber sei hier noch auf den Einspurmechanismus eingegangen. Das Einrückrelais 16 weist einen Bolzen 150 auf, der ein elektrischer Kontakt ist und der an den Pluspol einer elektrischen Starterbatterie, die hier nicht dargestellt ist, angeschlossen ist. Dieser Bolzen 150 ist durch einen Relaisdeckel 153 hindurchgeführt. Dieser Relaisdeckel 153 schließt ein Relaisgehäuse 156 ab, das mittels mehrerer Befestigungselemente 159 (Schrauben) am Antriebslagerschild 19 befestigt ist. Im Einrückrelais 16 ist weiterhin eine Einzugswicklung 162 und eine sogenannte Haltewicklung 165 angeordnet. Die Einzugswicklung 162 und die Haltewicklung 165 bewirken beide jeweils im eingeschalteten Zu- stand ein elektromagnetisches Feld, welches sowohl das Relaisgehäuse 156

(aus elektromagnetisch leitfähigem Material), einen linear beweglichen Anker 168 und einen Ankerrückschluss 171 durchströmt. Der Anker 168 trägt eine

Schubstange 174, die beim linearen Einzug des Ankers 168 in Richtung zu einem Schaltbolzen 177 bewegt wird. Mit dieser Bewegung der Schubstange 174 zum Schaltbolzen 177 wird dieser aus seiner Ruhelage in Richtung zu zwei Kontakten 180 und 181 bewegt, so dass eine am zu den Kontakten 180 und 181 Ende des Schaltbolzens 177 angebrachte Kontaktbrücke 184 beide Kontakte 180 und 181 elektrisch miteinander verbindet. Dadurch wird vom Bolzen 150 elektrische Leistung über die Kontaktbrücke 184 hinweg zur Stromzuführung 61 und damit zu den Kohlebürsten 58 geführt. Der Startermotor 13 wird dabei bestromt. Das Einrückrelais 16 bzw. der Anker 168 hat aber darüber hinaus auch die Aufgabe, mit einem Zugelement 187 einen dem Antriebslagerschild 19 drehbeweglich angeordneten Hebel zu bewegen. Dieser Hebel 190, üblicherweise als Gabelhebel ausgeführt, umgreift mit zwei hier nicht dargestellten„Zinken" an ihrem Außenumfang zwei Scheiben 193 und 194, um einen zwischen diesen eingeklemmten Mitnehmerring 197 zum Freilauf 137 hin gegen den Widerstand der Feder 200 zu bewegen und dadurch das Andrehritzel 22 in dem Zahnkranz 25 einzuspuren. Der Stator 13 des als Elektromotor ausgeführten Startermotors ist in Fig. 2 im

Schnitt dargestellt. Auf der Innenseite des zylindrischen Polgehäuses 28 sind über den Umfang verteilt mehrere Permanentmagnete 31 angeordnet, wobei jedem Permanentmagneten 31 jeweils ein sich in Umfangsrichtung unmittelbar anschließendes Flussleitelement 300 zugeordnet ist, das aus einem magnetisch gut leitfähigen Material besteht. Das Flussleitelement 300 liegt auf Kontakt zum zugeordneten Permanentmagneten 31 ; ggf. befindet sich zwischen den zugewandten Seitenflächen von Permanentmagnet 31 und Flussleitelement 300 ein kleiner fertigungstechnisch bedingter Luftspalt. In Fig. 3 ist die formschlüssige Verbindung zwischen einem Permanentmagneten

31 an der Innenseite des Polgehäuses 28 und dem zugeordneten Flussleitelement 300 dargestellt. Der Permanentmagnet 31 ist bezogen auf eine Magnetmittelebene spiegelsymmetrisch ausgeführt und besitzt eine teilkreisförmige Querschnittsgestalt, wobei die radiale Außenseite 308 unmittelbar an der Innenwand des Polgehäuses 28 anliegt und die radiale Innenseite 307 einen geringen radialen Abstand zum Anker aufweist. Die den Magneten in Umfangsrichtung begrenzenden Seitenflächen 303 sind jeweils winkelförmig ausgebildet und besitzen einen radial außen liegenden Abschnitt 304 sowie einen sich hierzu winklig erstreckenden Fase 305, wobei die Abschnitte 304 und 305 in einem presstechnisch bedingten Winkel kleiner 60° zueinander stehen. In den Übergang zwischen der

Fase 305 und der radialen Innenseite 307 ist ein Magnetfuß 306 angebracht. Die radial außen liegenden Abschnitte 304 an den beiden gegenüberliegenden Seitenflächen des Permanentmagneten 31 liegen parallel zueinander. An eine der seitlichen Begrenzungsflächen 303 schließt sich das Flussleitelement 300 an, dessen Querschnittsgeometrie an die Seitenflächengeometrie des Permanentmagneten 31 angepasst ist. Das Flussleitelement 300 weist auf der dem Permanentmagneten 31 zugewandten Seite eine komplementäre Geometrie zur Seitenfläche 303 des Permanentmagneten auf. Demnach ist auch das Flussleitelement 300 winkelförmig ausgebildet, wobei die beiden Winkelabschnitte et- wa gleich lang sind. Im Kontaktbereich zwischen den zugeordneten Seitenflächen von Permanentmagnet 31 und Flussleitelement 300 befindet sich ein Spalt 309, der als Toleranzspalt dient, um Fertigungstoleranzen insbesondere des Permanentmagneten 31 zu kompensieren. Der Spalt 309 erstreckt sich nicht ü- ber die gesamte axiale Länge des Kontaktbereiches; benachbart zur radialen In- nenseite 307 und zur radialen Außenseite 308 des Permanentmagneten 31 besteht ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Seitenfläche 303 des Permanentmagneten und dem Flussleitelement 300.

Zur Halterung des Permanentmagneten 31 sowie des zugeordneten Flussleit- elementes 300 an der Innenseite des Polgehäuses 28 ist ein als Haltefeder 301 ausgeführtes Befestigungsmittel vorgesehen, das das Flussleitelement 300 in Umfangsrichtung mit einer Haltekraft beaufschlagt. Ein Schenkel der Haltefeder 301 stützt sich an der Innenseite des Polgehäuses 28 ab, der andere Schenkel der Haltefeder steht mit einer Kante des Flussleitelementes 300 in einem linien- förmigen Kontakt und übt auf das Flussleitelement 300 in Umfangsrichtung sowie mit einer zusätzlichen Komponente in Radialrichtung auf das Polgehäuse hin eine Kraft aus. Die Haltefeder 301 ist U-förmig ausgebildet, wobei aus Gründen einer vereinfachten Darstellung lediglich ein Schenkel 302 dargestellt ist. Die Haltefeder 301 ist symmetrisch zur Achse 315, welche sich in Radialrichtung er- streckt ausgebildet. Die Haltefeder wird über nicht dargestellte Nasen im Polgehäuse positioniert.

Das Flussleitelement 300 und der Permanentmagnet 31 sind in Radialrichtung gesehen formschlüssig aneinander gekoppelt, so dass die Halterung des Fluss- leitelementes 300 über die Haltefeder 301 grundsätzlich genügt, um auch den

Permanentmagneten 31 in seiner radialen Position an der Innenseite des Polgehäuses 28 zu sichern. Auf Grund der winkelförmigen Ausführung der Seitenflächen von dem Permanentmagneten 31 und dem Flussleitelement 300 besteht in Radialrichtung ein Formschluss zwischen diesen Bauteilen. Hierbei liegt die radi- al außen liegende Kante 310 des Permanentmagneten 31 bezogen auf eine Radiale 312 durch den Kontaktbereich zwischen Permanentmagnet und Flussleit- element auf der gegenüberliegenden Seite zu einer mittleren Kante 313, die im Winkel zwischen den beiden winkligen Abschnitten des Flussleitelementes 300 gebildet ist. In gleicher Weise liegt die radiale Innenkante 311 des Flussleitelementes 300 auf der gegenüberliegenden Seite der Radialen 312 zur mittleren Kante 314 des Permanentmagneten 31 an der Seitenfläche 303. Auf diese Weise ist sichergestellt, das Permanentmagnet 31 und Flussleitelement 300 in Um- fangsrichtung ineinandergreifen und somit in Radialrichtung ein Formschluss gegeben ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind die beiden seitlichen Abschnitte 304 und 305 an der Seitenfläche 303 des Permanentmagneten 31 jeweils zumindest annähernd gleich lang ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist dagegen der bis zur radialen Außenseite 308 reichende Abschnitt 304 länger ausgebildet als der der radialen Innenseite zugewandte Abschnitt 305. Der Abschnitt 304 ist zumindest doppelt so lang wie der Abschnitt 305. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel liegen die radial nach außen weisenden Abschnitte 304 an den gegenüberliegenden Seitenflächen parallel zueinander.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der Permanentmagnet 31 mit einer Ge- ometrie versehen, die derjenigen aus Fig. 4 entspricht. Das Flussleitelement 301 besitzt im Unterschied zum vorherigen Ausführungsbeispiel eine sich in Radialrichtung ändernde Querschnittsgestalt. Auf der der radialen Innenseite 307 benachbarten Seite besitzt das Flussleitelement 300 in Umfangsrichtung eine kleinere Erstreckung als auf der der radialen Außenseite 308 zugewandten Seite.

Ein weiterer Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen besteht darin, dass am Abschnitt 304, welcher sich bis zur radialen Außenseite 308 erstreckt, ein flächiger Kontakt zwischen dem Permanentmagneten 31 und dem Flussleitelement 300 besteht. Dagegen liegt zwischen dem radial innen liegenden Ab- schnitt 305 an der Seitenfläche 303 und der zugewandten Seitenfläche am Flussleitelement 300 ein Luftspalt 309.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind die angeschliffenen Seitenflächen 303 des Permanentmagneten 31 radial ausgerichtet und mit einer Ausnehmung 316 versehen, in die ein komplementär ausgebildeter Vorsprung 317 am Flussleit- element 300 einragt. Im Bereich des Vorsprungs 317 kann zur Wandung der Ausnehmung 316 hin ein Luftspalt 309 gebildet sein.

Das Flussleitelement 300 besitzt auf seiner dem Vorsprung 317 gegenüberlie- genden Wandseite eine komplementäre Ausnehmung, die dadurch entsteht, dass ein Blech konstanter Dicke, aus dem das Flussleitelement gefertigt wird, mit einer Einprägung versehen wird, um den Vorsprung 317 zu prägen. Wie mit gestrichelter Linie 318 dargestellt, kann das Flussleitelement 300 in Umfangsrich- tung ggf. auch eine größere Dicke aufweisen. Für große Dicken ist ein sich mit zunehmendem Teilkreisdurchmesser vergrößernder Querschnitt vorteilhaft.

Als Befestigungsmittel ist in Fig. 6 ein Haltering 319 vorgesehen, der an der radialen Innenseite 307 angeordnet ist und den Permanentmagneten 31 sowie das Flussleitelement 300 radial abstützt. In Umfangsrichtung wird das Flussleitele- ment 300 durch nicht dargestellte Federzungen an den Magneten 31 angelegt.

Claims

Ansprüche

1 . Elektromotor mit Permanentmagnet-Erregung, mit einem Stator, der ein Polgehäuse (28) und am Polgehäuse (28) gehaltene Permanentmagnete (31 ) aufweist, denen Flussleitelemente (300) zugeordnet sind, wobei Befesti- gungsmittel zur Befestigung der Permanentmagnete (31 ) und der Flussleitelemente (300) an der Innenseite (307) des Polgehäuses (28) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Permanentmagnet (31 ) und ein Flussleitelement (300) formschlüssig ineinander greifend angeordnet sind, derart, dass im montierten Zustand in Radialrichtung ein Formschluss zwischen dem Permanentmagneten (31 ) und dem Flussleitelement (300) besteht.

2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand zusätzlich in Umfangsrichtung ein Formschluss zwischen dem Per- manentmagneten (31 ) und dem Flussleitelement (300) besteht.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich in Umfangsrichtung erstreckender Vorsprung (317) an einem der Bauteile in eine komplementäre Ausnehmung (316) am anderen Bauteil einragt.

4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial außen liegende Kante (310) des Permanentmagneten (31 ) und eine radial nach innen versetzte Kante (314) des Flussleitelements (300) auf gegenüberliegenden Seiten einer Radialen (312) durch den Kontaktbe- reich zwischen Permanentmagnet (31 ) und Flussleitelement (300) liegen.

5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel ausschließlich am Flussleitelement (300) angreift und dieses mit einer Haltekraft beaufschlagt, die das Flussleitelement (300) am Polgehäuse (28) sichert.

6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als Haltefeder (301 ) ausgebildet ist, die am Polgehäuse (28) gehalten ist.

7. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltefeder

(301 ) U-Form aufweist, wobei ein Schenkel (302) der Haltefeder (301 ) in Umfangsrichtung gegen das Flussleitelement (300) bzw. den Permanentmagneten (31 ) drückt und sich am Polgehäuse (28) abstützt.

8. Elektromotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Haltefeder (301 ) und dem Flussleitelement (300) oder dem Permanentmagnet (28) ein linienförmiger Kontakt besteht.

9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel als innen liegender Haltering (319) ausgebildet ist, der das Flussleitelement (300) und/oder den Permanentmagneten (31 ) am Polgehäuse (28) in der radialen Position sichert.

10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Flussleitelement (300) und dem Permanentmagneten

(31 ) ein Spalt (309) liegt, der sich in Radialrichtung über einen Teilbereich der einander zugewandten Seitenflächen (303) von Flussleitelement (300) und Permanentmagnet (28) erstreckt.

1 1. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Flussleitelement (300) einen winkelförmigen Querschnitt aufweist.

12. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Flussleitelement (300) über seine Länge in Radialrichtung gesehen einen konstanten Querschnitt aufweist.

13. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Flussleitelement (300) über seine Länge in Radialrichtung gesehen einen sich ändernden Querschnitt aufweist.

14. Elektromotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Flussleitelements (300) in Radialrichtung zum Polgehäuse (28) hin zunimmt.

15. Startvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 14.