WO2020083427A1 - Elektromotor für einen aktor eines kraftfahrzeuges mit befestigungskonzept für rotor; sowie kupplungsaktor - Google Patents

Elektromotor für einen aktor eines kraftfahrzeuges mit befestigungskonzept für rotor; sowie kupplungsaktor Download PDF

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WO2020083427A1
WO2020083427A1 PCT/DE2019/100848 DE2019100848W WO2020083427A1 WO 2020083427 A1 WO2020083427 A1 WO 2020083427A1 DE 2019100848 W DE2019100848 W DE 2019100848W WO 2020083427 A1 WO2020083427 A1 WO 2020083427A1
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rotor
sheet metal
caulking
carrier
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PCT/DE2019/100848
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Jie Zhou
Arthur-Richard Matyas
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • Electric motor for an actuator of a motor vehicle with fastening concept for rotor Electric motor for an actuator of a motor vehicle with fastening concept for rotor; and clutch actuator
  • the invention relates to an electric motor for an actuator, preferably a clutch actuator, of a motor vehicle / motor vehicle drive train, with a stator and a rotor rotatably mounted relative to the stator, the rotor having a plurality of stacked sheet metal segments and a plurality of magnets accommodated in the sheet metal segments and the sheet metal segments are fixed relative to one another via a common carrier (of the rotor). Furthermore, the invention relates to a clutch actuator for a motor vehicle drive train, with the electric motor.
  • the applicant is aware of the internal state of the art, which has not yet been published and discloses a rotor with a corresponding carrier.
  • the carrier holds several individual sheet segments.
  • the manufacturing effort for the rotor is relatively high.
  • the carrier is designed to be relatively complex, so that the manufacturing process is relatively extensive.
  • the carrier has at least one holding section which penetrates the sheet metal segments and which has at least one holding section towards an axial side of the rotor with a calking axially fixing an end-side sheet metal segment.
  • the carrier consists of a plastic material, additional weight can be saved. Furthermore, the caulking must be trained with a low energy expenditure.
  • the carrier is produced in an injection molding process. As a result, the carrier is largely formed in a single manufacturing step.
  • the carrier consists of a cold-formable metal material (preferably steel). This significantly increases the stiffness of the wearer.
  • the caulking is advantageously implemented as hot caulking (preferably when the carrier is made from plastic material) or as force caulking / cold caulking (preferably when the carrier is made from cold-formable metal material). This further increases the efficiency of the manufacturing process.
  • the at least one holding section has a cylindrical rod area which projects through a plurality of through holes of the sheet metal segments which are aligned with one another, a particularly simple receptacle is provided in the sheet metal segments.
  • a plurality of holding sections are arranged distributed in the circumferential direction.
  • the plurality of holding sections then preferably each protrude through a separate through hole of the respective sheet metal segment.
  • the carrier is particularly simple in construction and manufacture.
  • the robustness of the carrier is further increased if it has a sleeve-like receiving area arranged radially inside the at least one holding section and the at least one holding section is supported on the receiving area via a radially extending web / merges into this receiving area.
  • the caulking is designed in such a way that a magnet which is offset in the circumferential direction from the at least one holding section is supported in the axial direction by the caulking before falling out of the sheet metal segments.
  • the respective magnet is then preferably fixed in both directions between the disk area and the caulking in the axial direction. This further simplifies the structure.
  • the invention relates to a clutch actuator, preferably an electric pump actuator or an MCA, for a motor vehicle drive train, with an electric motor according to the invention according to at least one of the embodiments described above and an actuator which can be driven by the rotor.
  • a carrier has a multiplicity of cylindrical elements (holding sections) which are inserted into holes (through holes) in a rotor lamination stack (stack / package on sheet metal segments, preferably referred to as a sheet metal package).
  • the cylindrical elements protrude from the rotor lamination stack to a side of the cylindrical elements opposite the insertion side. Protruding parts of the cylindrical elements on the side opposite to the insertion side are deformed by hot caulking or force caulking (cold caulking).
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a clutch actuator in which an electric motor according to the invention, shown schematically according to a preferred embodiment, is used,
  • FIG. 2 shows a perspective view of a rotor used in the electric motor according to FIG. 1 from a front side, to which several caulking on a carrier of the rotor can be seen,
  • FIG. 3 is a perspective view of the rotor that has not yet been fully assembled, several holding sections of the carrier not yet being caulked,
  • Fig. 4 is an exploded perspective view of the rotor of Fig. 3, as well
  • FIG. 5 shows a perspective illustration of a rotor as used in an electric motor according to a second exemplary embodiment, the rotor differing from the first exemplary embodiment in the caulking of the carrier.
  • the electric motor 1 shows a preferred area of application of an electric motor 1 according to the invention in an actuator 2 designed as a clutch actuator.
  • the design of the actuator 2 is only exemplary, since the actuator 2 can in principle be designed in different ways. Accordingly, the actuator 2 can be implemented, for example, as a hydrostatic actuator, electrical pump actuator or MCA.
  • the electric motor 1 is in any case designed to control a corresponding actuator 16 of the actuator 2.
  • the electric motor 1, together with the actuator 2, is thus preferably designed in a motor vehicle drive train, preferably for actuating a clutch, which is not shown here for the sake of clarity.
  • the electric motor 1 shown schematically in FIG. 1 typically has a stator 3 fixed to the housing and a rotor 4 which is rotatably mounted relative to this stator 3.
  • the rotor 4 is only shown schematically in FIG. 1.
  • the more precise design of the rotor 4 is shown in FIGS. 2 to 4.
  • the rotor 4 accordingly has a carrier 7.
  • These sheet metal segments 5 have aligned through-holes, a plurality of through holes 12 arranged in the circumferential direction, each of which is pushed onto a plurality of holding sections 8 in the assembled state of the rotor 4 according to FIG are.
  • the rotor 4 has a plurality of magnets 6, which are distributed in the circumferential direction and are designed as permanent magnets, which are only indicated in FIG. 1 and are shown in FIGS. 2 to 4 can be seen in more detail.
  • the magnets 6 are each plate-shaped (rectangular plate).
  • a multiplicity of sheet metal segments 5 are first stacked on top of one another, with the formation of a holistic sheet stack 18.
  • the sheet metal segments 5 are essentially implemented as identical parts.
  • Each sheet segment 5 is equipped with a plurality of through holes 12 which are distributed in the circumferential direction.
  • Each through hole 12 of a first sheet metal segment 5a (here arranged towards a first axial side 9a at the end of the laminated core 18) is thus flush with a through hole 12 of a second axial side 9b (here opposite to the first axial side 9a, here at the end side) of the laminated core 18) aligned / arranged second sheet metal segment 5b.
  • a radially outwardly open recess 19 is provided for receiving a magnet 6.
  • the recesses 19 of the respective sheet metal segments 5 are also aligned with a recess 19 of the further sheet metal segments 5.
  • the respective magnets 6 are secured in the radial direction by deformed regions of the respective sheet metal segment 5.
  • the carrier 7 is inserted, with one of its several holding sections 8 distributed in the circumferential direction, into a group of through holes 12 of the sheet metal segments 5 of the sheet metal stack 18 that are aligned with one another.
  • Each holding section 8 has a greater length (axial dimension) than the laminated core 18 and therefore protrudes from the laminated core 18 in its unstained state.
  • the respective holding section 8 is provided / caulked with a caulking 10 towards the first axial side 9a of the rotor 4 / of the laminated core 18 in the fully assembled state of the rotor 4, while fixing the sheet metal segments 5 together.
  • the caulking 10 is essentially realized by a circular head region on each holding section 8.
  • the caulking 10 thus forms a flattened area of the holding section 8, which has a larger circumference / diameter than a cylindrical rod area 11 of the holding section 8 arranged in the axial direction in the sheet metal segments 5.
  • the caulking 10 in this exemplary embodiment is of the respective magnet 6 spaced in the circumferential direction and does not abut the magnet 6.
  • the respective magnet 6 is preferably held by a small clearance fit, more preferably by a press fit in the recess 19 of the respective sheet metal segment 5.
  • an interference fit between the holding section 8 and the through hole 12 of the respective sheet metal segment 5 is implemented.
  • the carrier 7 is made of a plastic material.
  • the holding sections 8 merge into a disk region 13 toward the second axial side 9b.
  • the disk region 13 bears on the second axial side 9b of the rotor 4 / of the laminated core 18.
  • the sheet metal segments 5 are secured in position in the axial direction between the pane area 13 and the caulking 10.
  • the disk area 13 is selected to be large enough that it also contacts the magnet 6 to the second axial side 9b / prevents it from being pushed out.
  • the carrier 7 On a radial inside, the carrier 7 has a sleeve-shaped receiving region 14, which, as indicated in FIG. 1, is further connected to a bearing 20 which supports the rotor 4 relative to the stator 3.
  • the holding sections 8 each go in with their rod regions 11 inserted axially within the sheet metal segments 5 radial direction via a web 15 into this receiving area 14. This stiffness of the carrier 7 is significantly increased.
  • the carrier 7 from a metal material, such as a steel, in accordance with further preferred embodiments.
  • a metal material such as a steel
  • force caulking / cold caulking is then preferably implemented.
  • the rotor 4 further preferably has a (plastic) encapsulation that completely surrounds it.
  • FIG. 5 A second exemplary embodiment of the electric motor 1 according to the invention can be seen in connection with FIG. 5.
  • this illustration only shows rotor 4, which in turn is inserted in electric motor 1 in the second exemplary embodiment.
  • the further structure and the mode of operation of this second exemplary embodiment essentially correspond to those of the first exemplary embodiment, the differences between the two exemplary embodiments being described only for the sake of brevity.
  • the individual caulking 10 are implemented in such a way that the magnets 6 on the first axial side 9a are also supported by the caulking 10.
  • the caulking 10 is plastically deformed in such a way that two caulking 10 adjacent in the circumferential direction merge into one another via a support area 21, which support area 21 also forms an axial stop for a magnet 6.
  • the support areas 21 of all caulking 10 are a support ring 22 which rotates about the axis of rotation 17.
  • the electric motor 1 implemented according to the invention is preferably a brushless direct current motor with internal magnets 6 in the rotor 4 (IPM - Interior Permanent Magnet). It is a Plastic or a soft metal for fastening a rotor 4 with a spoke arrangement with the help of caulking 10, for example hot caulking.
  • the rotor 4 with a spoke arrangement consists of magnets 6 and a laminated core 18.
  • the rotor 4 is extrusion-coated.
  • a carrier 7 is provided, which also realizes the storage function.
  • a carrier 7 with many cylindrical elements (holding sections 8) is used.
  • the cylindrical elements 8 can be inserted through the holes (through holes 12) in the laminated core 18. Slipping of the laminated core 18 and the carrier 7 can thus be avoided.
  • the cylindrical elements 8 are significantly longer than the length of the laminated core 18.
  • the carrier 18 can be made of metal, since the thermal requirement for the rotor 4 is significantly lower than for the stator 3 (rotor 4 has low thermal loss), but can also be made of plastic.
  • the cylindrical elements 8 are hot-calked in accordance with FIGS. 1 to 5 reshaped, while forming the support 7 from metal, reshaping with caulking is also possible. An axial movement of the laminated core 18 or the magnet 6 during operation is thus avoided in any case. If the clearance between the magnet 6 and the laminated core 18 is very small and there is an interference fit between the cylindrical element 8 and the holes 12 in the laminated core 18, the caulking 10 according to the first exemplary embodiment is sufficient. If not, the cylindrical elements 8 are designed to be long enough to allow deformation 10 according to the second embodiment.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) für einen Aktor (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Stator (3) und einem relativ zu dem Stator (3) verdrehbar gelagerten Rotor (4), wobei der Rotor (4) mehrere gestapelt angeordnete Blechsegmente (5a, 5b) sowie mehrere in den Blechsegmenten (5a, 5b) aufgenommene Magnete (6) aufweist und wobei die Blechsegmente (5a, 5b) über einen gemeinsamen Träger (7) relativ zueinander fixiert sind, wobei der Träger (7) zumindest einen die Blechsegmente (5a, 5b) durchdringenden Halteabschnitt (8) aufweist, welcher zumindest eine Halteabschnitt (8) zu einer axialen Seite (9a) des Rotors (4) hin eine ein endseitiges Blechsegment (5a) axial festlegende Verstemmung (10) aufweist. Zudem betrifft die Erfindung einen Kupplungsaktor (2) mit diesem Elektromotor (1).

Description

Elektromotor für einen Aktor eines Kraftfahrzeuges mit Befestiqunqskonzept für Rotor; sowie Kupplunqsaktor
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für einen Aktor, vorzugsweise einen Kupp- lungsaktor, eines Kraftfahrzeuges / Kraftfahrzeugantriebsstranges, mit einem Stator und einem relativ zu dem Stator verdrehbar gelagerten Rotor, wobei der Rotor meh- rere gestapelt angeordnete Blechsegmente sowie mehrere in den Blechsegmenten aufgenommene Magnete aufweist und wobei die Blechsegmente über einen gemein- samen Träger (des Rotors) relativ zueinander fixiert sind. Des Weiteren betrifft die Er- findung einen Kupplungsaktor für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit dem Elektro- motor.
Der Anmelderin ist interner Stand der Technik bekannt, der noch nicht veröffentlich ist und einen Rotor mit einem entsprechenden Träger offenbart. Der Träger nimmt meh- rere einzelne Blechsegmente auf.
Als Nachteil dieser bekannten Ausführung hat es sich jedoch herausgestellt, dass der Herstellaufwand des Rotors relativ hoch ist. Insbesondere ist der Träger relativ kom- plex ausgebildet, sodass der Herstellungsprozess relativ umfangreich ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere einen Elektromotor zur Verfügung zu stellen, der einen reduzierten Herstell- sowie Montageaufwand ermöglicht.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Träger zumindest einen die Blechsegmente durchdringenden Halteabschnitt aufweist, welcher zumindest eine Halteabschnitt zu einer axialen Seite des Rotors hin eine ein endseitiges Blechseg- ment axial festlegende Verstemmung aufweist.
Durch das Vorsehen dieser Verstemmung wird der Herstellaufwand deutlich reduziert. Vor allem können auch einfache Montagewerkzeuge vorgesehen werden, die den Montageaufwand weiter reduzieren. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind mit den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.
Besteht der Träger aus einem Kunststoffmaterial, lässt sich zusätzliches Gewicht ein- sparen. Des Weiteren ist die Verstemmung mit einem niedrigen Energieaufwand aus- zubilden.
Auch ist es zweckmäßig, wenn der Träger in einem Spritzgießverfahren hergestellt ist. Dadurch wird der Träger weitestgehend in einem einzelnen Herstellschritt ausgebildet.
Alternativ zu der Ausbildung aus Kunststoffmaterial, ist es vorteilhaft, wenn der Träger aus einem kaltumform baren Metallwerkstoff (vorzugsweise Stahl) besteht. Dadurch wird die Steifigkeit des Trägers deutlich gesteigert.
Die Verstemmung ist vorteilhafterweise als Heißverstemmung (vorzugsweise bei Aus- bilden des Trägers aus Kunststoffmaterial) oder als Kraftverstemmung / Kaltverstem- mung (vorzugsweise bei Ausbilden des Trägers aus kaltumform barem Metallwerk- stoff) umgesetzt. Dadurch wird das Herstellverfahren in seiner Effizienz weiter gestei- gert.
Weist der zumindest eine Halteabschnitt einen zylinderförmigen Stabbereich auf, der durch mehrere fluchtend zueinander ausgerichtete Durchgangslöcher der Blechseg- mente hindurchragt, ist eine besonders einfach herstellbare Aufnahme in den Blech- segmenten vorgesehen.
In diesem Zusammenhang ist es insbesondere vorteilhaft, wenn mehrere Halteab- schnitte in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sind. Die mehreren Halteabschnitte ragen dann jeweils bevorzugt durch ein eigenes Durchgangsloch des jeweiligen Blechsegmentes hindurch.
Von Vorteil ist es auch, wenn der zumindest eine Halteabschnitt auf einer der Ver- stemmung abgewandten axialen Seite der Blechsegmente / des Rotors in einen Scheibenbereich übergeht oder mit diesem Scheibenbereich verbunden ist, welcher Scheibenbereich wiederum an den Blechsegmenten abgestützt ist. Dadurch ist der Träger besonders einfach aufgebaut und herstellbar.
Die Robustheit des Trägers wird weiter erhöht, wenn dieser einen radial innerhalb des zumindest einen Halteabschnittes angeordneten hülsenartigen Aufnahmebereich auf- weist und der zumindest eine Halteabschnitt über einen radial verlaufenden Steg an dem Aufnahmebereich abgestützt ist / in diesen Aufnahmebereich übergeht.
Auch ist es zweckmäßig, wenn die Verstemmung derart ausgebildet ist, dass ein in Umfangsrichtung versetzt zu dem zumindest einen Halteabschnitt angeordneter Mag- net unmittelbar durch die Verstemmung vor einem Herausfallen aus den Blechseg- menten in axialer Richtung abgestützt ist. Der jeweilige Magnet ist dann bevorzugt zwischen dem Scheibenbereich und der Verstemmung in axialer Richtung in beiden Richtungen fixiert. Dadurch wird der Aufbau weiter vereinfacht.
Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Kupplungsaktor, vorzugsweise einen elektri- schen Pumpenaktor oder einen MCA, für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit ei- nem erfindungsgemäßen Elektromotor nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen sowie einem durch den Rotor antreibbaren Stellglied.
In anderen Worten ausgedrückt, ist somit erfindungsgemäß ein Befestigungskonzept für einen Rotor mit einer Spoke-Anordnung umgesetzt. Erfindungsgemäß weist ein Träger eine Vielzahl an zylindrischen Elementen (Halteabschnitte) auf, die in Löcher (Durchgangslöcher) eines Rotor-Laminierstapels (Stapel / Paket an Blechsegmenten, vorzugsweise als Blechpaket bezeichnet) eingesetzt sind. Die zylindrischen Elemente stehen aus dem Rotor-Laminierstapel zu einer der Einschubseite entgegengesetzten Seite der zylindrischen Elemente hinaus. Hervorstehende Teile der zylindrischen Ele- mente auf der der Einschubseite entgegengesetzten Seite werden durch Heißver- stemmen oder Kraftverstemmen (Kaltverstemmen) verformt.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines Kupplungsaktors, in dem ein erfindungs- gemäßer, schematisch dargestellter Elektromotor nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eingesetzt ist,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines in dem Elektromotor nach Fig. 1 einge- setzten Rotors von einer Vorderseite, zu der mehrere Verstemmungen an einem Träger des Rotors zu erkennen sind,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des noch nicht fertig montierten Rotors, wobei mehrere Halteabschnitte des Trägers noch nicht verstemmt sind,
Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Rotors der Fig. 3, sowie
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Rotors, wie er in einem Elektromotor nach einem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt ist, wobei sich der Ro- tor durch die Verstemmungen des Trägers von dem ersten Ausführungsbei- spiel unterscheidet.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Ver- ständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen ver- sehen. Auch können die unterschiedlichen Merkmale der verschiedenen Ausführungs- beispiele prinzipiell frei miteinander kombiniert werden.
Die Fig. 1 zeigt einen bevorzugten Einsatzbereich eines erfindungsgemäßen Elektro- motors 1 in einem als Kupplungsaktor ausgebildeten Aktor 2. Die Ausführung des Ak- tors 2 ist lediglich exemplarisch, da der Aktor 2 prinzipiell auf unterschiedliche Weise ausgeführt sein kann. Demnach kann der Aktor 2 bspw. als Hydrostataktor, elektri- scher Pumpenaktor oder MCA umgesetzt sein. Der Elektromotor 1 ist jedenfalls zum Ansteuern eines entsprechenden Stellgliedes 16 des Aktors 2 ausgebildet. Der Elekt- romotor 1 ist somit samt des Aktors 2 bevorzugt in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang, bevorzugt zur Betätigung einer hier der Übersichtlichkeit halber nicht weiter dargestell- ten Kupplung, ausgelegt. Der in Fig. 1 schematisch eingezeichnete Elektromotor 1 weist auf typische Weise ei- nen gehäusefest aufgenommenen Stator 3 sowie einen relativ zu diesem Stator 3 ver- drehbar gelagerten Rotor 4 auf. Der Rotor 4 ist in Fig. 1 lediglich schematisch darge- stellt. Die genauere Ausbildung des Rotors 4 geht aus den Fign. 2 bis 4 hervor. Der Rotor 4 weist demnach einen Träger 7 auf. Auf diesem Träger 7 sind mehrere in einer axialen Richtung, d. h. entlang einer Drehachse 17 des Rotors 4, aufeinander gesta- pelte Blechsegmente 5 aufgenommen. Diese Blechsegmente 5 weisen zueinander fluchtend ausgerichtete, mehrere in Umfangsrichtung angeordnete Durchgangslöcher 12 auf, die jeweils im montierten Zustand des Rotors 4 gemäß Fig. 2 auf mehrere Hal- teabschnitte 8 aufgeschoben sind und durch diese Flalteabschnitte 8 in axialer Rich- tung aneinander anliegen sowie fixiert sind. Des Weiteren weist der Rotor 4 mehrere in Umfangsrichtung verteilt aufgenommene, als Permanentmagnete ausgebildete Magnete 6 auf, die in Fig. 1 lediglich angedeutet sind und in den Fign. 2 bis 4 näher erkennbar sind. Die Magnete 6 sind jeweils plattenförmig (Rechteckplatte) ausgebil- det.
Wie in Verbindung mit den Fign. 3 und 4 zu erkennen, werden bei der Montage des Rotors 4 eine Vielzahl ab Blechsegmenten 5, unter Ausbildung eines gesamtheitlichen Blechpaketes 18, zunächst aufeinander gestapelt. Die Blechsegmente 5 sind unterei- nander im Wesentlichen als Gleichteile umgesetzt. Jedes Blechsegment 5 ist mit meh- reren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Durchgangslöchern 12 ausgestattet. Jedes Durchgangsloch 12 eines (hier zu einer ersten axialen Seite 9a hin endseitig des Blechpaketes 18 angeordneten) ersten Blechsegmentes 5a ist somit fluchtend zu einem Durchgangsloch 12 eines (hier zu einer, der ersten axialen Seite 9a gegenüber- liegenden, zweiten axialen Seite 9b hin endseitig des Blechpaketes 18 angeordneten) zweiten Blechsegmentes 5b ausgerichtet / angeordnet. In Umfangsrichtung zwischen je zwei benachbarten Durchgangslöchern 12 ist eine radial nach außen geöffnete Aussparung 19 zur Aufnahme eines Magneten 6 vorgesehen. Auch die Aussparungen 19 der jeweiligen Blechsegmente 5 sind fluchtend zu einer Aussparung 19 der weite- ren Blechsegmente 5 angeordnet. In radialer Richtung sind die jeweiligen Magnete 6 durch umgeformte Bereiche des jeweiligen Blechsegmentes 5 gesichert. Der Träger 7 wird gemäß Fig. 3 mit je einem seiner mehrerer in Umfangsrichtung ver- teilt angeordneter Halteabschnitte 8 in eine Gruppe zueinander fluchtend ausgerichte- ter Durchgangslöcher 12 der Blechsegmente 5 des Blechpaketes 18 eingeschoben. Jeder Halteabschnitt 8 weist eine größere Länge (axiales Abmaß) als das Blechpaket 18 auf und steht daher in seinem unverstemmten Zustand aus dem Blechpaket 18 hervor. Erfindungsgemäß, wie dann in Fig. 2 zu erkennen, ist der jeweilige Halteab- schnitt 8 in dem fertig montierten Zustand des Rotors 4 zu der ersten axialen Seite 9a des Rotors 4 / des Blechpaketes 18 hin mit einer Verstemmung 10 versehen / ver- stemmt, unter Fixierung der Blechsegmente 5 aneinander.
In dem ersten Ausführungsbeispiel der Fign. 1 bis 4 ist die Verstemmung 10 im We sentlichen durch einen kreisrunden Kopfbereich an jedem Halteabschnitt 8 realisiert. Die Verstemmung 10 bildet somit einen flachgedrückten Bereich des Halteabschnittes 8, der einen größeren Umfang / Durchmesser aufweist als ein in axialer Richtung in den Blechsegmenten 5 angeordneter zylindrischer Stabbereich 11 des Halteabschnit- tes 8. Die Verstemmung 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel von dem jeweiligen Magneten 6 in Umfangsrichtung beabstandet und liegt nicht an den Magneten 6 an. Vorzugsweise ist der jeweilige Magnet 6 über eine kleine Spielpassung, weiter bevor- zugt über einen Presssitz in der Aussparung 19 des jeweiligen Blechsegmentes 5 ge- halten. Zudem ist eine Übermaßpassung zwischen Halteabschnitt 8 und dem Durch- gangsloch 12 des jeweiligen Blechsegmentes 5 umgesetzt.
Der Träger 7 ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Die Halteabschnitte 8 gehen zu der zweiten axialen Seite 9b hin in einen Scheibenbereich 13 über. Der Scheiben- bereich 13 liegt in dem montierten Zustand des Rotors 4 auf der zweiten axialen Seite 9b des Rotors 4 / des Blechpaketes 18 an. Dadurch sind die Blechsegmente 5 in axia- ler Richtung zwischen dem Scheibenbereich 13 und den Verstemmungen 10 lagege- sichert. Der Scheibenbereich 13 ist prinzipiell so groß gewählt, dass er auch die Mag- nete 6 zu der zweiten axialen Seite 9b hin kontaktiert / vor einem Herausschieben si- chert. Zu einer radialen Innenseite weist der Träger 7 einen hülsenförmigen Aufnah- mebereich 14 auf, der, wie in Fig. 1 angedeutet, mit einem dem Rotor 4 relativ zum Stator 3 lagernden Lager 20 weiter verbunden ist. Die Halteabschnitte 8 gehen mit ih- ren axial innerhalb der Blechsegmente 5 eingeschobenen Stabbereiche 11 jeweils in radialer Richtung über einen Steg 15 in diesen Aufnahmebereich 14 über. Dadurch wird diese Steifigkeit des Trägers 7 deutlich erhöht.
In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass es prinzipiell auch möglich ist, den Träger 7 gemäß weiteren bevorzugten Ausführungen aus einem Metallwerk- stoff, wie einem Stahl, herzustellen. Statt einer bei der Kunststoffausführung bevor- zugten Heißverstemmung ist dann bevorzugt eine Kraftverstemmung / Kaltverstem- mung umgesetzt.
Auch sei darauf hingewiesen, dass der Rotor 4 weiter bevorzugt eine ihn vollständig umschließende (Kunststoff-)Umspritzung aufweist.
In Verbindung mit Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors 1 erkennbar. In dieser Darstellung ist der Übersichtlichkeit halber ledig- lich der Rotor 4 dargestellt, der in dem zweiten Ausführungsbeispiel wiederum in den Elektromotor 1 eingesetzt ist. Der weitere Aufbau sowie die Funktionsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels entsprechen im Wesentlichen denen des ersten Aus- führungsbeispiels, wobei der Kürze wegen lediglich nachfolgend die Unterschiede zwi- schen den beiden Ausführungsbeispielen beschrieben sind.
Wie in Fig. 5 zu erkennen, sind die einzelnen Verstemmungen 10 derart umgesetzt, dass die Magnete 6 zu der ersten axialen Seite 9a ebenfalls durch die Verstemmun- gen 10 abgestützt sind. Die Verstemmungen 10 werden dabei derart plastisch ver- formt, dass je zwei in Umfangsrichtung benachbarte Verstemmungen 10 über einen Stützbereich 21 ineinander übergehen, welcher Stützbereich 21 zugleich einen axia- len Anschlag für einen Magneten 6 bildet. In der fertigen Ausbildung des Rotors 4 sind die Stützbereiche 21 aller Verstemmungen 10 eines um die Drehachse 17 umlaufen- den Stützringes 22.
In anderen Worten ausgedrückt, handelt es sich bei dem erfindungsgemäß umgesetz- ten Elektromotor 1 vorzugsweise um einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit innen- liegenden Magneten 6 im Rotor 4 (IPM - Interior Permanent Magnet). Es ist ein Kunststoff oder ein weiches Metall für die Befestigung eines Rotors 4 mit Spoke-An- ordnung mit Hilfe von Verstemmung 10, bspw. Heißverstemmung, umgesetzt.
Der Rotor 4 mit Spoke-Anordnung besteht aus Magneten 6 und einem Blechpaket 18. Wahlweise wird der Rotor 4 zusätzlich umspritzt. Zudem ist ein Träger 7 vorhanden, der auch die Lagerfunktion realisiert. Erfindungsgemäß wird ein Träger 7 mit vielen zy- lindrischen Elementen (Halteabschnitte 8) verwendet. Die zylindrischen Elemente 8 können durch die Löcher (Durchgangslöcher 12) des Blechpakts 18 eingesteckt wer- den. Damit kann ein Verrutschen des Blechpaketes 18 und des Träger 7 vermieden werden. Die zylindrischen Elemente 8 sind deutlich länger als die Länge des Blechpa- kets 18. Der Träger 18 kann aus Metall bestehen, da die thermische Anforderung beim Rotor 4 deutlich niedriger als beim Stator 3 ist (Rotor 4 hat geringen thermischen Verlust), kann jedoch auch aus Kunststoff hergestellt werden. Bei Herstellen des Trä- gers 7 aus Kunststoff, werden die zylindrischen Elemente 8 durch Heißverstemmung gemäß den Fign. 1 bis 5 umgeformt, während bei Herstellen des Trägers 7 aus Metall eine Umformung mit Kraftverstemmung auch möglich ist. Somit wird in jedem Fall eine axiale Bewegung des Blechpaketes 18 bzw. der Magnet 6 im Betrieb vermieden. Falls die Spielpassung zwischen Magnet 6 und Blechpaket 18 sehr klein ist und es eine Übermaßpassung zwischen dem zylindrischen Element 8 und den Löchern 12 des Blechpakets 18 entsteht, reicht die Verstemmung 10 gemäß dem ersten Ausführungs- beispiel aus. Falls nicht, sind die zylindrischen Elemente 8 so lang ausgelegt, um eine Verformung 10 nach gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zu ermöglichen.
Bezuqszeichenliste Elektromotor
Aktor
Stator
Rotor
Blechsegment
a erstes Blechsegment
b zweites Blechsegment
Magnet
Träger
Halteabschnitt
a erste axiale Seite
b zweite axiale Seite
0 Verstemmung
1 Stabbereich
2 Durchgangsloch
3 Scheibenbereich
4 Aufnahmebereich
5 Steg
6 Stellglied
7 Drehachse
8 Blechpaket
9 Aussparung
0 Lager
1 Stützbereich
2 Stützring

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotor (1 ) für einen Aktor (2) eines Kraftfahrzeuges, mit einem Stator (3) und einem relativ zu dem Stator (3) verdrehbar gelagerten Rotor (4), wo bei der Rotor (4) mehrere gestapelt angeordnete Blechsegmente (5a, 5b) sowie mehrere in den Blechsegmenten (5a, 5b) aufgenommene Magnete (6) aufweist und wobei die Blechsegmente (5a, 5b) über einen gemeinsamen Träger (7) relativ zueinander fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) zumindest einen die Blechsegmente (5a, 5b) durchdringenden Halteabschnitt (8) aufweist, welcher zumindest eine Halteabschnitt (8) zu ei- ner axialen Seite (9a) des Rotors (4) hin eine ein endseitiges Blechsegment (5a) axial festlegende Verstemmung (10) aufweist.
2. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der T rä- ger (7) aus einem Kunststoffmaterial besteht.
3. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der T rä- ger (7) in einem Spritzgießverfahren hergestellt ist.
4. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der T rä- ger (7) aus einem kaltumformbaren Metallwerkstoff besteht.
5. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmung (10) als Heiß- oder Kaltverstemmung umgesetzt ist.
6. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Halteabschnitt (8) einen zylinderförmigen Stabbereich (11 ) aufweist, der durch mehrere fluchtend zueinander ausge- richtete Durchgangslöcher (12) der Blechsegmente (5a, 5b) hindurchragt.
7. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Halteabschnitt (8) auf einer der Verstemmung (10) abgewandten axialen Seite (9b) der Blechsegmente (5a, 5b) in einen Scheibenbereich (13) übergeht oder mit diesem Scheibenbereich (13) ver- bunden ist, welcher Scheibenbereich (13) wiederum an den Blechsegmen- ten (5a, 5b) abgestützt ist.
8. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) einen radial innerhalb des zumindest einen Halte- abschnittes (8) angeordneten hülsenartigen Aufnahmebereich (14) aufweist und der zumindest eine Halteabschnitt (8) über einen radial verlaufenden Steg (15) an dem Aufnahmebereich (14) abgestützt ist.
9. Elektromotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstemmung (10) derart ausgebildet ist, dass ein in Umfangs- richtung versetzt zu dem zumindest einen Halteabschnitt (8) angeordneter Magnet (6) unmittelbar durch die Verstemmung (10) vor einem Herausfallen aus den Blechsegmenten (5a, 5b) in axialer Richtung abgestützt ist.
10. Kupplungsaktor (2) für einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, mit einem Elekt- romotor (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 sowie einem durch den Rotor (4) antreibbaren Stellglied (16).
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