WO2015000475A2 - Statormodul eines elektromotors - Google Patents

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WO2015000475A2
WO2015000475A2 PCT/DE2014/200242 DE2014200242W WO2015000475A2 WO 2015000475 A2 WO2015000475 A2 WO 2015000475A2 DE 2014200242 W DE2014200242 W DE 2014200242W WO 2015000475 A2 WO2015000475 A2 WO 2015000475A2
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electric motor
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housing base
module according
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Friedrich Schuler
Stefan Lintner
Jens Schäfer
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Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg
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    • H02K2205/09—Machines characterised by drain passages or by venting, breathing or pressure compensating means

Definitions

  • the invention relates to a stator module of an electric motor which has a housing base made of plastic, which carries at least one mechanical component, in particular a bearing component, and at least one electrical component.
  • a module for a brushless, polyphase electric motor is known.
  • the module has a plastic support body having plugs and supports for mounting Hall sensors. Furthermore, a temperature sensor is arranged on the module.
  • the module is manufactured using a MID technology ("molded interconnect devices").
  • a brushless DC motor is known for example from DE 103 15 871 A1.
  • This motor has a cover for axially closing a motor housing, which is designed as a plug module made of heat-resistant plastic.
  • the connector module has Hall sensors and current paths in the form of a stamped grid.
  • An electric motor, which housing parts, namely bearing plates, made of plastic, is also known from DE 10 2005 051 245 A1. In each case a rolling bearing for supporting the shaft of the electric motor is held in a front and in a rear bearing plate.
  • the electric motor can be part of it to be an electric hand machine tool.
  • Another electric motor with at least one plastic housing part is known, for example, from EP 0 176 839 A1.
  • a bearing seat for the bearing of a rotor shaft is molded onto a motor housing.
  • the storage itself is designed as a plain bearing.
  • the use of an electric motor in a camshaft adjuster of an internal combustion engine is known, for example, from DE 10 2004 062 037 A1.
  • the electric motor serves as an actuator of an adjusting gear, which is designed as a three-shaft gear.
  • Another electric motor acting as a servomotor of a camshaft adjuster is known, for example, from US Pat. No. 8,220,426 B2.
  • the rotor of this electric motor is mounted by means of two rolling bearings, namely ball bearings.
  • the invention is based on the object of further developing at least one component of an electromotive drive with respect to the cited prior art, in particular with regard to functional reliability, even under highly fluctuating environmental conditions, as well as production engineering favorable design. Description of the invention
  • stator module of an electric motor having the features of claim 1.
  • the stator module includes
  • a housing base made of plastic, which forms a frontal, normal to the axis of rotation of the electric motor wall of the electric motor,
  • metallic stator which at least one current-carrying part, in particular a stator winding, and optionally at least one stator plate, preferably an arrangement of a plurality of stator laminations,
  • a pressure compensation device which is adapted to compensate for a pressure difference between the interior of the electric motor and the surrounding space.
  • the stator module is preferably a component of a servomotor of an electric camshaft adjuster of an internal combustion engine.
  • the electric motor is designed, for example, as a brushless, electronically commutating motor.
  • the electric motor is designed in typical applications as an internal rotor; in principle, however, it can also be designed as an external rotor.
  • the stator module comprises in addition to the housing base made of plastic
  • roller bearing inserted in the housing base body, in particular ball bearings
  • a printed circuit board placed on the housing base body, which carries sensors, namely a number of magnetic field sensors, in particular Hall sensors, and optionally also a temperature sensor,
  • the pressure compensation device is in a preferred embodiment in which the housing base body and the circuit board covering lid, but may also be integrated into the housing base body.
  • Suitable pressure compensation elements of electric motors which are permeable to gas but impermeable to water are generally known, for example, from DE 10 2008 043 926 A1 and from DE 20 2006 014 877 U1.
  • a connector housing can be formed directly.
  • the stator laminations and stator Windings of the electric motor are injected in a preferred embodiment in the housing base body of the stator module in the two-component injection molding process.
  • the outer ring of the rolling bearing located in the stator module is injected into the housing body made of plastic. An additional securing of the outer ring, such as by a retaining ring, is therefore unnecessary.
  • the production of a connection between the roller bearing and the stator module by molding the outer ring with plastic has over a pressing of the outer ring in a metal part beyond the advantage that any changes in the bearing clearance in the bearing are excluded by mechanical stress during the assembly process principle.
  • the circuit board on which the temperature sensor and the magnetic field sensors are located, preferably has a circular recess for the shaft of the electric motor as well as the roller bearing, arranged in the housing base body bearings. While the board is offset in relation to a plane defined by the centers of the rolling elements of the rolling bearing outwards, ie towards the front side of the electric motor, the temperature sensor is preferably in such a direction from the board inward, that is directed towards the interior of the electric motor in that the temperature sensor projects beyond the roller bearing in the axial direction on its side facing away from the printed circuit board.
  • the temperature sensor delivers a high-quality, at most minimally delayed temperature signal from the interior of the electric motor, despite its arrangement on the end face mounted on the housing base board.
  • the pressure compensation device combines in an advantageous embodiment, provided by an air-permeable, but hydrophobic and oliophobic membrane protection function from dirt, dust, oils, fats and water droplets with a mechanical protection function, which is realized by a membrane vor now- tes guard, which integrally from the lid may be formed of the stator module.
  • the lid can be connected to the housing base body in a material-locking manner, in particular by ultrasonic or laser welding.
  • the advantage of the invention lies in the fact that a rationally made of plastic stator module of an electric motor, in particular a servomotor of a camshaft adjuster, serves as a carrier of various mechanical and electrical components and at the same time allows pressure equalization between the interior of the electric motor and the exterior.
  • a pressure compensation element is integrated into the electric motor, which prevents the emergence of a significant pressure difference between the environment of the electric motor and the interior even with rapid temperature changes, as they may occur during operation of an internal combustion engine.
  • FIG. 1 shows an electric motor in an exploded view
  • Fig. 2 is a plan view of a stator module of the electric motor according to
  • Fig. 3 shows the electric motor in a view according to FIG. 2, but with
  • FIG. 5 shows a detail "Z" (see FIG. 2), namely a pressure compensation device
  • FIGS. 1 to 6 show an electric motor, generally designated by the reference numeral 1, namely an electronically commutating motor, which is part of a camshaft adjuster of an internal combustion engine (not shown).
  • an electronically commutating motor which is part of a camshaft adjuster of an internal combustion engine (not shown).
  • a camshaft adjuster of an internal combustion engine (not shown).
  • the electric motor 1 has a housing 2, which consists of two housing parts 3, 4, namely a first, cup-shaped, made of metal housing part 3 and a second, essentially made of plastic housing part 4, which is also referred to as a stator assembly or stator module composed is.
  • a housing basic body 5 of the stator module 4 is designed as a plastic injection-molded part, in which numerous functions are integrated, which are explained in more detail below.
  • the metallic housing part 3 is connected to the stator module 4 in a form-fitting manner, namely by clamping, and sealed relative to the stator module 4.
  • a shaft 7 of the electric motor 1 is mounted by means of two rolling bearings 6, which are accommodated in the first housing part 3 or in the housing base body 5 of the stator module 4. Both bearings 6 are designed as deep groove ball bearings.
  • the shaft 7 projects out of the housing 2 at a first end face S1, or more precisely out of the first, metallic housing part 3, and is connected there to a drive element 8 in a torque-proof manner.
  • the drive element 8 is a control shaft or control disk of a three-shaft transmission, not shown, for example, wave gear, swash plate gear, eccentric or planetary gear adjustable, which serves the phase adjustment of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine.
  • wave gear swash plate gear
  • eccentric or planetary gear adjustable which serves the phase adjustment of a camshaft relative to a crankshaft of an internal combustion engine.
  • drive element 8 and shaft 7 rotate at camshaft speed.
  • three-shaft gear is a highly geared transmission. A rotation of the drive element 8 by a certain angle relative to the camshaft thus leads to a change in the phase relation between the crankshaft and camshaft by a much smaller angle.
  • the electric motor 1 is sealed by a shaft sealing ring 10.
  • the shaft seal 10 is in this case space-saving on the interior of the housing 2 facing side of the held in the metallic housing part 3 rolling bearing 6.
  • rotor 1 1 which carries a number of permanent magnets 12
  • the electric motor 1 is designed as a permanent magnet synchronous motor.
  • Starter coils 13 cooperating with the permanent magnets 12 are integrated in the stator module 4.
  • associated stator laminations 14 are accommodated in the stator module 4, namely injected into the housing base body 5.
  • the stator laminations 14 and stator windings 13 are collectively referred to as metallic stator parts 13,14.
  • a plurality of stacked stator laminations 14 forms a stator laminations assembly, which is injected in total into the housing base body 5.
  • the stator windings 13 are generally also referred to as live parts, that is, in normal operation of the electric motor 1, an electrical current-carrying components.
  • sensors which supply an electrical signal are subsumed under the term "current-carrying parts.”
  • the stator module 4 has plugs 15 formed directly on the housing base body 5, which save space on the end face of the housing 2 applied to the drive element 8 extend in the radial direction of the electric motor 1.
  • the electric motor 1 On the drive Ment 8 facing end side of the housing 2, the electric motor 1 to a surrounding structure, namely a cylinder head of the engine, attached.
  • the mechanical connection between the electric motor 1 and the cylinder head is made by a screw, not shown, which is attached to a housing flange 20 which is located on the first housing part 3.
  • the second housing part 4 is not directly mechanically connected to an ambient component.
  • Within the rolling bearing 6 comprehensive bearing assembly which is arranged in the metallic housing part 3 bearings 6 acts as a fixed bearing and injected into the housing base 5 of the stator 4 rolling bearings 6 as a floating bearing.
  • a circuit board 16 For the metallic housing part 3 facing away from the second end face S2 of the electric motor 1 through a circuit board 16 is inserted into the stator module 4, which is closed with a lid 17 made of plastic.
  • the cover 17 may be glued or welded to the housing base body 5. Alternatively, the lid 17 can be removably held on the housing body 5.
  • On the board 16 are a plurality of magnetic field sensors 18, namely Hall sensors, with which the angular position of the shaft 7 is detected, and a temperature sensor 19.
  • a separate sensor ring for detecting the angular position of the rotor 1 1 is not present.
  • the temperature sensor 19 provided for thermal monitoring supplies via one of the plugs 15 a temperature signal to an unillustrated control unit.
  • the cover 17 covering the circuit board 16 on the second end face S2 has a pressure compensation device 21, which will be discussed in more detail below with reference to FIGS.
  • a grid 22 is visible, which is formed by openings in the lid 17 and a membrane 23 protects, which is located on the inside of the lid 17.
  • the membrane 23 is glued to the lid 17 or welded to the lid 17, wherein the lid 17 is thickened in its surrounding the grid 22 annular area, so that the membrane 23 from the grid 22 in the axial direction, based on the rotation axis designated R. of the electric motor 1, is slightly spaced.
  • the bonded or welded to the lid 17 region of the membrane 23 is in turn surrounded by an axially inwardly directed, that is the interior of the electric motor 1 facing, integrally formed with the lid 17 web 24, which also during assembly of the electric motor 1 a Protection against damage to the diaphragm 23 represents.
  • the membrane 23 is made of a material which allows the passage of gas, in particular air, even at low pressure differences, but is largely impermeable to dust, oil, water and aerosols. The electric motor 1 is thus protected in total against environmental influences as well as against overheating.

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Abstract

Ein Statormodul (4) eines Elektromotors (1) umfasst - einen Gehäusegrundkörper (5) aus Kunststoff, welcher eine stirnseitige Wandung des Elektromotors bildet, - in den Gehäusegrundkörper (5) eingespritzte metallische Statorteile (13, 14), welche zumindest ein stromführendes Teil (13), insbesondere eine Statorwicklung, umfassen, - eine Druckausgleichsvorrichtung (21).

Description

Statormodul eines Elektromotors
Beschreibung
Gebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Statormodul eines Elektromotors, welches einen aus Kunststoff gefertigten Gehäusegrundkörper aufweist, der mindestens eine mechanische Komponente, insbesondere Lagerkomponente, sowie mindestens eine elektrische Komponente trägt. Hintergrund der Erfindung
Aus der DE 10 2005 021 726 A1 ist ein Modul für einen bürstenlosen, mehrphasigen Elektromotor (BLDC-Motor) bekannt. Das Modul weist einen Tragkörper aus Kunststoff auf, der Stecker und Träger zur Befestigung von Hall- Sensoren besitzt. Ferner ist ein Temperatursensor auf dem Modul angeordnet. Das Modul ist unter Verwendung einer MID-Technologie („molded interconnect devices") hergestellt.
Ein bürstenloser Gleichstrommotor ist beispielsweise aus der DE 103 15 871 A1 bekannt. Dieser Motor weist einen Deckel zum axialen Verschließen eines Motorgehäuses auf, welcher als Steckermodul aus warmfestem Kunststoff ausgebildet ist. Das Steckermodul weist Hallsensoren sowie Strombahnen in Form eines Stanzgitters auf. Ein Elektromotor, welche Gehäuseteile, nämlich Lagerschilde, aus Kunststoff aufweist, ist auch aus der DE 10 2005 051 245 A1 bekannt. In einem vorderen und in einem hinteren Lagerschild ist hierbei jeweils ein Wälzlager zur Lagerung der Welle des Elektromotors gehalten. Der Elektromotor kann Bestandteil einer elektrischen Hand-Werkzeugmaschine sein.
Ein weiterer Elektromotor mit mindestens einem Gehäuseteil aus Kunststoff ist zum Beispiel aus der EP 0 176 839 A1 bekannt. Ein Lagersitz für die Lagerung einer Läuferwelle ist hierbei an ein Motorgehäuse mit angespritzt. Die Lagerung selbst ist als Gleitlager ausgeführt.
Die Verwendung eines Elektromotors in einem Nockenwellenversteller einer Brennkraftmaschine ist zum Beispiel aus der DE 10 2004 062 037 A1 bekannt. Der Elektromotor dient hierbei als Stellantrieb eines Verstellgetriebes, welches als Dreiwellengetriebe ausgebildet ist.
Ein weiterer als Stellmotor eines Nockenwellenverstellers fungierender Elektromotor ist beispielsweise aus der US 8,220,426 B2 bekannt. Der Rotor dieses Elektromotors ist mittels zweier Wälzlager, nämlich Kugellager, gelagert.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, zumindest eine Komponente eines elektromotorischen Antriebs gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere hinsichtlich Funktionssicherheit, auch unter stark schwankenden Umgebungsbedingungen, sowie fertigungstechnisch günstiger Gestaltung weiterzuentwickeln. Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Statormodul eines Elektromotors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Das Statormodul umfasst
- einen Gehäusegrundkörper aus Kunststoff, welcher eine stirnseitige, zur Rotationsachse des Elektromotors normale Wandung des Elektromotors bildet,
- in den Gehäusegrundkörper eingespritzte metallische Statorteile, welche zumindest ein stromführendes Teil, insbesondere eine Statorwicklung, sowie optional mindestens ein Statorblech, vorzugsweise eine Anordnung aus mehreren Statorblechen, umfassen,
- eine Druckausgleichsvorrichtung, welche dazu ausgebildet ist, einen Druckunterschied zwischen dem Innenraum des Elektromotors und dem umgebenden Raum auszugleichen.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Statormodul um ein Bauteil eines Stellmotors eines elektrischen Nockenwellenverstellers einer Brennkraftmaschine. Der Elektromotor ist beispielsweise als bürstenloser, elektronisch kommutie- render Motor ausgebildet. Der Elektromotor ist in typischen Anwendungsfällen als Innenläufer gestaltet; prinzipiell kann er jedoch auch als Außenläufer gestaltet sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung mit höherer Funktionsintegration umfasst das Statormodul zusätzlich zum Gehäusegrundkörper aus Kunststoff
- ein in den Gehäusegrundkörper eingesetztes Wälzlager, insbesondere Kugellager,
- eine auf den Gehäusegrundkörper aufgesetzte Platine, welche Sensoren, nämlich eine Anzahl Magnetfeldsensoren, insbesondere Hall- Sensoren, sowie optional auch einen Temperatursensor, trägt,
- einen die Platine abdeckenden Deckel,
wobei mindestens eines der Bauteile Gehäusegrundkörper und Deckel die Druckausgleichsvorrichtung aufweist. Die Druckausgleichsvorrichtung befindet sich in bevorzugter Ausgestaltung in dem den Gehäusegrundkörper sowie die Platine abdeckenden Deckel, kann jedoch auch in den Gehäusegrundkörper integriert sein. Geeignete Druckausgleichselemente von Elektromotoren, welche gasdurchlässig, jedoch wasserundurchlässig sind, sind allgemein zum Beispiel aus der DE 10 2008 043 926 A1 sowie aus der DE 20 2006 014 877 U1 bekannt.
An das Statormodul, welches rationell im Spritzgussverfahren herstellbar ist, kann ein Steckergehäuse direkt angeformt sein. Die Statorbleche und Stator- Wicklungen des Elektromotors sind in bevorzugter Ausgestaltung in den Gehäusegrundkörper des Statormoduls im Zweikomponenten-Spritzgussverfahren eingespritzt. Ebenso ist in bevorzugter Ausgestaltung der Außenring des im Statormodul befindlichen Wälzlagers in den aus Kunststoff gefertigten Gehäu- segrundkörper eingespritzt. Eine zusätzliche Sicherung des Außenrings, etwa durch einen Sicherungsring, ist damit entbehrlich. Die Herstellung einer Verbindung zwischen dem Wälzlager und dem Statormodul durch Umspritzen des Außenrings mit Kunststoff hat gegenüber einem Einpressen des Außenrings in ein Metallteil darüber hinaus den Vorteil, dass jegliche Veränderungen des Lagerspiels im Wälzlager durch mechanische Belastungen beim Montagevorgang prinzipbedingt ausgeschlossen sind.
Die Platine, auf welcher sich der Temperatursensor sowie die Magnetfeldsensoren befinden, weist vorzugsweise eine kreisrunde Aussparung für die Welle des Elektromotors sowie das die Welle lagernde, im Gehäusegrundkörper angeordnete Wälzlager auf. Während die Platine in Relation zu einer durch die Mittelpunkte der Wälzkörper des Wälzlagers gelegten Ebene nach außen, also zur Stirnseite des Elektromotors hin, versetzt ist, ist der Temperatursensor vorzugsweise derart von der Platine aus nach innen, das heißt zum Innenraum des Elektromotors hin, gerichtet, dass der Temperatursensor das Wälzlager auf dessen der Platine abgewandter Seite in axialer Richtung überragt. Damit liefert der Temperatursensor trotz seiner Anordnung auf der stirnseitig auf den Gehäusegrundkörper aufgesetzten Platine ein hochwertiges, höchstens minimal verzögertes Temperatursignal aus dem Innenraum des Elektromotors.
Die Druckausgleichsvorrichtung vereint in vorteilhafter Ausgestaltung eine durch eine luftdurchlässige, aber hydrophobe und oliophobe Membran bereitgestellte Schutzfunktion vor Schmutz, Staub, Ölen, Fetten und Wassertropfen mit einer mechanischen Schutzfunktion, die durch ein der Membran vorgesetz- tes Schutzgitter realisiert ist, welches einstückig aus dem Deckel des Statormoduls gebildet sein kann.
Unabhängig davon ob der Deckel die Druckausgleichsvorrichtung umfasst, kann der Deckel stoffschlüssig, insbesondere durch Ultraschall- oder Laserver- schweißung, mit dem Gehäusegrundkörper verbunden sein.
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein rationell aus Kunststoff hergestelltes Statormodul eines Elektromotors, insbesondere eines Stellmotors eines Nockenwellenverstellers, als Träger verschiedener mechanischer und elektrotechnischer Komponenten dient und zugleich einen Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Elektromotors und dem Außenraum ermöglicht. In platzsparender Weise ist damit ein Druckausgleichselement in den Elektromotor integriert, welches auch bei raschen Temperaturwechseln, wie sie beim Betrieb eines Verbrennungsmotors auftreten können, die Entstehung eines signifikanten Druckunterschiedes zwischen der Umgebung des Elektromotors und dessen Innenraum verhindert. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen: Fig. 1 einen Elektromotor in einer Explosionsansicht,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Statormodul des Elektromotors nach
Fig. 1 Fig. 3 den Elektromotor in einer Ansicht gemäß Fig. 2, jedoch mit
abgenommenen, stirnseitig angeordneten Komponenten,
Fig. 4 den Elektromotor in einer Schnittdarstellung (Schnitt ,,Α-Α'
s. Fig. 2),
Fig. 5 ein Detail „Z" (s. Fig. 2), nämlich eine Druckausgleichsvorrich- tung,
des Elektromotors Fig. 6 die Druckausgleichsvorrichtung (Schnitt„B-B", s. Fig. 5) des
Elektromotors in einer Schnittdarstellung. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
In den Figuren 1 bis 6 ist ein insgesamt mit den Bezugszeichen 1 gekennzeichneter Elektromotor, nämlich elektronisch kommutierender Motor, gezeigt, welcher Teil eines nicht weiter dargestellten Nockenwellenverstellers eines Verbrennungsmotors ist. Hinsichtlich der prinzipiellen Funktion eines solchen Nockenwellenverstellers wird beispielhaft auf die eingangs genannten Dokumente DE 10 2004 062 037 A1 sowie US 8,220,426 B2 verwiesen.
Der Elektromotor 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches aus zwei Gehäuseteilen 3, 4, nämlich einem ersten, topfförmigen, aus Metall gefertigten Gehäuseteil 3 und einem zweiten, im Wesentlichen aus Kunststoff gefertigten Gehäuseteil 4, welches auch als Statorbaugruppe oder Statormodul bezeichnet wird, zusammengesetzt ist. Ein Gehäusegrundkörper 5 des Statormoduls 4 ist als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet, in welches zahlreiche Funktionen integ- riert sind, die im Folgenden noch detailliert erläutert werden. Das metallische Gehäuseteil 3 ist mit dem Statormodul 4 formschlüssig, nämlich durch Ver- stemmung, verbunden und gegenüber dem Statormodul 4 abgedichtet.
In dem Gehäuse 2 ist mittels zweier Wälzlager 6, welche im ersten Gehäuseteil 3 beziehungsweise im Gehäusegrundkörper 5 des Statormoduls 4 aufgenommen sind, eine Welle 7 des Elektromotors 1 gelagert. Beide Wälzlager 6 sind als Rillenkugellager ausgebildet.
Die Welle 7 ragt an einer ersten Stirnseite S1 aus dem Gehäuse 2 - genauer: aus dem ersten, metallischen Gehäuseteil 3 - heraus und ist dort drehfest mit einem Antriebselement 8 verbunden. Durch das Antriebselement 8 ist eine Stellwelle oder Steuerscheibe eines nicht dargestellten Dreiwellengetriebes, beispielsweise Wellgetriebes, Taumelscheibengetriebes, Exzentergetriebes oder Planetengetriebes verstellbar, welches der Phasenverstellung einer Nockenwelle relativ zu einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors dient. Solange die Phasenrelation zwischen Nockenwelle und Kurbelwelle nicht verändert wird, rotieren das Antriebselement 8 und die Welle 7 mit Nockenwellendreh- zahl. Bei dem durch den Elektromotor 1 betätigten Dreiwellengetriebe handelt es sich um ein hoch übersetztes Getriebe. Eine Verdrehung des Antriebselementes 8 um einen bestimmten Winkel relativ zur Nockenwelle führt somit zu einer Veränderung der Phasenrelation zwischen Kurbelwelle und Nockenwelle um einen vielfach geringeren Winkel.
Zum Innenraum des Gehäuses 2 hin ist der Elektromotor 1 durch einen Wel- lendichtring 10 abgedichtet. Der Wellendichtring 10 befindet sich hierbei platzsparend auf der dem Innenraum des Gehäuses 2 zugewandten Seite des im metallischen Gehäuseteil 3 gehaltenen Wälzlagers 6. Weiter befindet sich im Innenraum des Gehäuses 2 ein fest mit der Welle 7 verbundener Rotor 1 1 , welcher eine Anzahl Permanentmagnete 12 trägt. Der Elektromotor 1 ist als permanentmagneterregter Synchronmotor ausgebildet. Mit den Permanentmagneten 12 zusammenwirkende Startorwicklungen 13 sind in das Statormodul 4 integriert. Ebenso sind zugehörige Statorbleche 14 im Statormodul 4 auf- genommen, nämlich in den Gehäusegrundkörper 5 eingespritzt. Die Statorbleche 14 und Statorwicklungen 13 werden zusammenfassend als metallische Statorteile 13,14 bezeichnet. Eine Mehrzahl aufeinander gestapelter Statorbleche 14 bildet eine Statorblechanordnung, die insgesamt in den Gehäusegrundkörper 5 eingespritzt ist. Die Statorwicklungen 13 werden allgemein auch als stromführende Teile, das heißt im bestimmungsgemäßen Betrieb des Elektromotors 1 einen elektrischen Strom führende Bauteile, bezeichnet. Ebenso werden Sensoren, welche ein elektrisches Signal liefern, unter den Begriff„stromführende Teile" subsumiert. Für die elektrischen Kontaktierungen weist das Statormodul 4 direkt an den Gehäusegrundkörper 5 angeformte Stecker 15 auf, welche sich an der dem Antriebselement 8 angewandten Stirnseite des Gehäuses 2 platzsparend in radialer Richtung des Elektromotors 1 erstrecken. Auf der dem Antriebsele- ment 8 zugewandten Stirnseite des Gehäuses 2 ist der Elektromotor 1 an einer Umgebungskonstruktion, nämlich einem Zylinderkopf des Verbrennungsmotors, befestigt. Die Abdichtung zum Zylinderkopf hin erfolgt durch eine Dichtung 9, welche das erste Gehäuseteil 3 ringförmig umgibt. Die mechanische Verbin- dung zwischen dem Elektromotor 1 und dem Zylinderkopf ist durch eine nicht dargestellte Verschraubung hergestellt, die an einem Gehäuseflansch 20, welcher sich am ersten Gehäuseteil 3 befindet, angebracht ist. Das zweite Gehäuseteil 4 ist dagegen nicht direkt mechanisch mit einem Umgebungsbauteil verbunden. Innerhalb der die Wälzlager 6 umfassenden Lageranordnung fungiert das im metallischen Gehäuseteil 3 angeordnete Wälzlager 6 als Festlager und das in den Gehäusegrundkörper 5 des Statormoduls 4 eingespritzte Wälzlager 6 als Loslager.
Zur dem metallischen Gehäuseteil 3 abgewandten zweiten Stirnseite S2 des Elektromotors 1 hin ist in das Statormodul 4 eine Platine 16 eingesetzt, welche mit einem Deckel 17 aus Kunststoff verschlossen ist. Der Deckel 17 kann mit dem Gehäusegrundkörper 5 verklebt oder verschweißt sein. Alternativ kann der Deckel 17 abnehmbar auf dem Gehäusegrundkörper 5 gehalten sein. Auf der Platine 16 befinden sich mehrere Magnetfeldsensoren 18, nämlich Hall-Sensoren, mit denen die Winkelstellung der Welle 7 detektiert wird, sowie ein Temperatursensor 19. Ein gesonderter Sensorring zur Erfassung der Winkelposition des Rotors 1 1 ist nicht vorhanden. Der zur thermischen Überwachung vorgesehene Temperatursensor 19 liefert über einen der Stecker 15 ein Temperatursignal an ein nicht dargestelltes Steuergerät.
Der die Platine 16 auf der zweiten Stirnseite S2 abdeckende Deckel 17 weist eine Druckausgleichsvorrichtung 21 auf, auf welche im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 näher eingegangen wird.
Von der Stirnseite S2 aus ist von der Druckausgleichsvorrichtung 21 lediglich ein Gitter 22 sichtbar, welches durch Öffnungen im Deckel 17 gebildet ist und eine Membran 23 schützt, die sich auf der Innenseite des Deckels 17 befindet. Die Membran 23 ist auf den Deckel 17 aufgeklebt oder mit dem Deckel 17 verschweißt, wobei der Deckel 17 in seinem das Gitter 22 ringförmig umgebenden Bereich verdickt ist, so dass die Membran 23 vom Gitter 22 in axialer Richtung, bezogen auf die mit R bezeichnete Rotationsachse des Elektromotors 1 , etwas beabstandet ist. Der mit dem Deckel 17 verklebte oder verschweißte Bereich der Membran 23 wiederum ist ringförmig umgeben von einem axial nach innen gerichteten, das heißt dem Innenraum des Elektromotors 1 zugewandten, einstückig mit dem Deckel 17 ausgebildeten Steg 24, welcher auch bei der Montage des Elektromotors 1 einen Schutz vor Beschädigung der Membran 23 darstellt. Die Membran 23 ist aus einem Material gefertigt, welches den Durchtritt von Gas, insbesondere Luft, schon bei geringen Druckdifferenzen ermöglicht, jedoch weitestgehend undurchlässig gegenüber Staub, Öl, Wasser und Aerosolen ist. Der Elektromotor 1 ist damit insgesamt sowohl gegen Umwelteinflüsse als auch vor Überhitzung geschützt.
Bezugszahlenliste
1 Elektromotor
2 Gehäuse
3 metallisches Gehäuseteil
4 Statormodul
5 Gehäusegrundkörper
6 Wälzlager
7 Welle
8 Antriebselement
9 Dichtung
10 Wellendichtring
1 1 Rotor
12 Permanentmagnet
13 Statorwicklung
14 Statorblech
15 Stecker
16 Platine
17 Deckel
18 Magnetfeldsensor
19 Temperatursensor
20 Gehäuseflansch
21 Druckausgleichsvorrichtung
22 Gitter
23 Membran
24 ringförmiger Steg
R Rotationsachse
S1 erste Stirnseite
S2 zweite Stirnseite

Claims

Patentansprüche
Statormodul eines Elektromotors, umfassend
- einen Gehäusegrundkörper (5) aus Kunststoff, welcher eine stirnseitige Wandung des Elektromotors bildet,
- in den Gehäusegrundkörper (5) eingespritzte metallische Statorteile (13,14), welche zumindest ein stromführendes Teil (13), insbesondere eine Statorwicklung, umfassen,
- eine Druckausgleichsvorrichtung (21 ).
Statormodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass an den Gehäusegrundkörper (5) ein Gehäuse eines Steckers (15) angeformt ist.
Statormodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Gehäusegrundkörper (5) eine Sensoren (18,19) tragende Platine (16) aufgesetzt ist.
Statormodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (18,19) eine Anzahl Magnetfeldsensoren (18), insbesondere Hallsensoren, umfassen.
Statormodul nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (18,19) einen Temperatursensor (19) umfassen.
Statormodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (19) ein in den Gehäusegrundkörper (5) eingesetztes Wälzlager (6) auf dessen der Platine (16) abgewandter Seite in axialer Richtung überragt.
Statormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (21 ) eine luftdurchlässige Membran (23) aufweist.
8. Statornnodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen den Gehäusegrundkörper (5), insbesondere eine auf diesen aufgesetzte Platine (16), abdeckenden Deckel (17).
9. Statormodul nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (23) durch ein einstückig aus dem Deckel (17) geformtes Gitter (22) abgedeckt ist.
10. Statormodul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (17) stoffschlüssig, insbesondere durch Ultraschallverschweißung, mit dem Gehäusegrundkörper (5) verbunden ist.
1 1 . Statormodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (21 ) in den Gehäusegrundkörper (5) integriert ist.
12. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckausgleichsvorrichtung (21 ) in den Deckel (17) integriert ist.
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