DE102007033838A1 - Außenläufer-Elektromotor, Kraftfahrzeug mit Außenläufer-Elektromotor und Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Außenläufer-Elektromotor für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Fahrrad mit Elektroantrieb. Sie betrifft weiter ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Außenläufer-Elektromotor und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs.
- Fahrräder mit einem Elektromotor als Hilfsantrieb weisen üblicherweise ein erstes Antriebsmittel wie eine Kette auf, die das durch den Fahrer über Pedalen bereitgestellte Drehmoment von einem vorderen Kettenrad auf ein hinteres Kettenrad und damit auf die Räder überträgt, und ein zweites Antriebsmittel, das das durch den Elektromotor bereitgestellte Drehmoment auf die Räder des Fahrzeugs überträgt.
- Aus der
DE 195 22 419 A1 ist ein Fahrrad mit einem als bürstenloser Scheibenläufermotor ausgebildeten Elektromotor bekannt, dessen vorderes Kettenrad als Permanentmagnet ausgebildet ist und den Rotor eines Elektromotors bildet. Im Bereich des Tretlagers ist eine Statorscheibe mit Wicklungen eingeklemmt, die auf den Permanentmagneten wirkt. - Nachteilig ist bei dieser Anordnung, dass zur Abstützung des Drehmoments gegen den Fahrzeugrahmen für einen robusten Betrieb des Fahrzeugs Abstützstifte vorgesehen sein müssen. Ferner ist das Kettenrad durch die Ausführung als Permanentmagnet teuer und schwer.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein besonders leichtes und kompaktes Fahrzeug mit Elektromotorantrieb anzugeben, das gleichzeitig einen möglichst einfachen und robusten Aufbau aufweist.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
- Ein erfindungsgemäßer Elektromotor für ein Kraftfahrzeug weist einen Stator mit vorbestimmten Bereichen für eine Verbindung mit einem Fahrzeugrahmen auf, wobei die Verbindung des Stators mit dem Fahrzeugrahmen beispielsweise durch Verschweißen oder durch Verschrauben erfolgen kann und die zur Verbindung vorgesehenen Bereiche entsprechend geeignet ausgebildet sind. Der erfindungsgemäße Elektromotor weist ferner einen Rotor mit vorbestimmten Bereichen für die Aufnahme eines Antriebsmittels auf, wobei der Rotor auf einer Antriebswelle angeordnet ist, die im Stator drehbar gelagert ist. Der Elektromotor ist als Außenläufermotor ausgebildet.
- Der Außenläufermotor weist einen radialen Aufbau aus einer zentralen Welle, die in einer Lageraufnahme des Stators gelagert ist. An die Lageraufnahme schließen sich in radialer Richtung die Elektromagneten des Stators an, die ferromagnetische Joche mit Wicklungen aufweisen, wobei die Wicklungen derart angeordnet sind, dass ihre Längsachse radial ausgerichtet ist und sie somit ein ebenfalls radial ausgerichtetes Magnetfeld erzeugen. An die Jochabschlüsse der Joche wiederum schließen sich in radialer Richtung eine Vielzahl von Permanentmagneten des Rotors an, die auf der Innenseite eines den Stator umgebenden Rings angeordnet sind und die den Jochabschlüssen gegenüberliegen.
- Der erfindungsgemäße Elektromotor weist den Vorteil auf, dass er im Bereich des Tretlagers in den Rahmen fest integrierbar ist und somit als integraler Bestandteil des Fahrzeugrahmens ausgebildet sein kann und somit robust und besonders stabil ist. Beispielsweise kann der Stator mit Rahmenrohren des Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrrads, verschraubt oder verschweißt sein. Eine separate Abstützung des Drehmoments ist somit nicht erforderlich.
- Ferner weist der erfindungsgemäße Elektromotor den Vorteil auf, dass er verhältnismäßig platzsparend und kompakt ausgeführt sein kann aufgrund der günstigen Geometrie des Elektromotors, die eine Vielzahl kleiner Permanentmagnete anstelle einer massiven Scheibe vorsieht. Außenläufermotoren weisen ein verhältnismäßig großes Trägheitsmoment auf, das sich in der vorliegenden Anwendung vorteilhaft auf die Laufruhe des Fahrzeugs auswirkt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Elektromotor als elektronisch kommutierter Gleichstrom-Außenläufermotor ausgebildet. Energiespeicher wie Akkumulatoren zum Betreiben des Elektromotors können im Bereich des Hinterrades oder hinter einem Sitz des Fahrers vorgesehen sein. In dieser Ausführungsform ist der Elektromotor bürstenlos ausgebildet und der Rotor weist eine Anzahl von Permamentmagneten auf. Bürstenlose Elektromotoren haben den Vorteil, dass sie eine höhere Lebensdauer und eine höhere Effizienz aufweisen als solche mit einem Bürstensystem. Durch die Vermeidung des sogenannten Bürstenfeuers wird eine Reduktion hochfrequenter elektromagnetischer Störungen erreicht.
- Die Bereiche zur Aufnahme eines Antriebsmittels sind beispielsweise als Ritzelkranz oder als Zahnriemenscheibe ausgebildet. Vorzugsweise sind die Bereiche zur Aufnahme des Antriebsmittels am Rotor angeschraubt.
- An den Enden der Antriebswelle sind vorzugsweise Kurbeln mit Pedalen befestigbar. Der Elektromotor ist somit in das Tretlager des Fahrrads integrierbar beziehungsweise Teile des Elektromotors bilden das Tretlager und der Elektromotor und die durch die Kraft des Fahrers bewegten Pedalen greifen an derselben Welle an. Dadurch ist der erfindungsgemäße Elektromotor besonders einfach und kompakt aufgebaut.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Antriebswelle in einem Übergangsbereich zum Rotor eine Freilaufeinrichtung auf. Das hat den Vorteil, dass ein Rollen des Fahrzeugs auch ohne eine gleichzeitige Rotation der Antriebswelle möglich ist, so dass der Fahrer nicht ständig treten muss.
- Der Rotor weist in einer Ausführungsform einen Durchmesser D auf mit 250 mm ≤ D ≤ 350 mm. Die Höhe h des Rotors beträgt beispielsweise 30 mm ≤ h ≤ 60 mm. Damit ist der Elektromotor kompakt genug, um im Bereich des Tretlagers zwischen den Fedalkurbeln des Fahrzeugs und damit auch etwa im Schwerpunkt des Fahrzeugs angeordnet zu werden.
- Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Fahrrad mit einem Elektromotor, weist den erfindungsgemäßen Elektromotor auf, wobei der Stator des Elektromotors mit Rahmenrohren des Kraftfahrzeugs verbunden ist und die Antriebswelle durch ein Antriebsmittel mit einem Rad des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Der Stator kann an Rahmenrohre des Fahr zeugs angeschweißt oder angeschraubt sein. In jedem Fall ist er stabil mit dem Fahrzeugrahmen verbunden und benötigt somit keine Drehmomentabstützung gegen des Fahrradrahmen.
- Auf den Enden der Antriebswelle sind vorzugsweise Kurbeln mit Pedalen befestigt. Somit ist der Elektromotor im Bereich des Tretlagers eines Fahrrads befestigt und ersetzt dieses, wobei der Motor und der Fahrer an der gleichen Antriebswelle angreifen.
- Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem als Außenläufermotor ausgebildeten Elektromotor weist folgende Schritte auf: Es wird ein Stator des Elektromotors bereitgestellt mit Wicklungen zur Erzeugung von Magnetfeldern in radialer Richtung, wobei die Wicklungen Anschlüsse für eine Versorgungsspannung aufweisen. Außerdem wird ein Rotor des Elektromotors mit Permanentmagneten bereitgestellt, wobei die Permanentmagnete derart angeordnet werden, dass sie den Wicklungen in Bezug auf eine Antriebswelle in radialer Richtung gegenüberliegen. Die Versorgungsspannung wird derart geschaltet, dass das mittels der stromdurchflossenen Wicklungen erzeugte Magnetfeld eine Anziehungskraft auf die Permanentmagneten des Rotors und damit ein Drehmoment auf den Rotor ausübt.
- Zum Schalten der Versorgungsspannung wird vorteilhafterweise ein elektronischer Kommutator verwendet, so dass der Elektromotor bürstenlos ausgeführt werden kann. Die Versorgungsspannung wird beispielsweise durch einen Hallsensor oder durch Auswerten von Induktionsströmen in den Wicklungen getriggert wird. Auf diese Weise ist eine sehr genaue Triggerung der Versorgungsspannung sichergestellt, so dass auch hohe Drehzahlen des Elektromotors möglich sind.
- Einer der mehreren der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken beinhaltet, dass die Tragebereiche des Stators, die z. B. als Platte oder als Gitterplatte ausgebildet sein können, einen integralen bzw. selbsttragenden Bestandteil des Fahrzeugrahmens darstellen. Dadurch lässt sich der erfindungsgemäße Elektromotor besonders gut und einfach in ein Fahrzeug integrieren. Anders als im Stand der Technik, wo umständliche zusätzliche Bauteile vorgesehen werden müssen, fügt sich der erfindungsgemäße Elektromotor in ein Rahmenkonzept ein, wobei vorteilhafterweise in einer besonderen Ausgestaltung die Ausgangswelle des Elektromotors als Tretlagerachse beispielsweise für ein mit Kurbeln angetriebenes Fahrzeug ausgeführt sein kann.
- Mit der bestehenden Ausgestaltung können auch Elektromotoren mit wesentlich höherem Wirkungsgrad als im Stand der Technik bereit gestellt werden.
- In einem besonderen Fall lassen sich dabei radial am Umfang des Rotors angeordnete Dauermagnete vorsehen, die von den ebenfalls radial vorgesehenen Spulen des Stators mit einer elektromagnetischen Kraft beaufschlagt werden. Radial am Umfang vorgesehene Dauermagnete und entsprechende Joche von Elektromagneten bewähren sich besonders, weil bei diesen die Spaltbreite nur im sehr geringen Ausmaß schwankt, was einen hohen Wirkungsgrad bereit stellt. Bei den im Stand der Technik bekannten Elektromotoren unterliegt die Spaltbreite zwischen Stator und Rotor wesentlich größeren Schwankungen.
- Die Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Wesentlichen mit Dauermagneten am Rotor und mit elektromagnetischen Spulen am Stator beschrieben. Ebenso ist es möglich, Dauermagnete am Stator vorzusehen und diese mit Elektromagneten am Rotor zu betätigen, was einen höheren Schaltungsaufwand bedeutet. Daneben können auch Elektromagnete sowohl am Stator als auch am Rotor vorgesehen werden, ohne einen weiteren der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken zu verlassen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Stator eines erfindungsgemäßen Elektromotors für ein Fahrrad gemäß einer ersten Ausführungsform; -
2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Rotor eines erfindungsgemäßen Elektromotors; -
3 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den Rotor eines erfindungsgemäßen Elektromotors; -
4 zeigt schematisch einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Elektromotor gemäß der ersten Ausführungsform; -
5 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Stator eines erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß einer zweiten und dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors; -
6 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors; -
7 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors und -
8 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors. - Die
1 bis4 zeigen schematisch einen Elektromotor gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. - Der Stator
1 des erfindungsgemäßen Außenläufer-Elektromotors, der in1 schematisch in Draufsicht gezeigt ist, weist eine Platte2 auf, die in dieser Ausführungsform integraler Bestandteil des Rahmens eines nicht näher dargestellten Fahrrads ist, von dem in der1 lediglich Abschnitte von drei Rahmenrohren3 gezeigt sind. Die Platte2 weist an ihrem äußeren Rand Bereiche4 auf, die zur Befestigung an den Rahmenrohren3 vorgesehen sind. Jeder Bereich4 ist in dieser Ausführungsform als rechteckiger Flanschträger ausgebildet. - Die Platte
2 des Stators1 weist innen eine Lageraufnahme8 mit einem Kugellager12 auf. Das Kugellager12 umfasst einen Außenring9 , einen Innenring11 und zwischen dem Außenring9 und dem Innenring11 angeordnete Kugeln10 . Der Innenring11 umschließt eine Öffnung24 , die einen Durchmesser di aufweist. Die Öffnung24 ist zur Aufnahme einer in der1 nicht gezeigten Antriebswelle vorgesehen. di kann zum Beispiel 20 mm betragen. - Die Lageraufnahme
8 des Stators1 wird von dem Basisring5 umschlossen, der die Joche6 des Stators1 trägt. Die Joche6 sind jeweils mit Wicklungen7 versehen, die über hier nur schematisch dargestellte Zuleitungen23 mit Strom versorgt werden. Die Joche6 mit den Wicklungen7 erstrecken sich radial von dem Basisring5 nach außen und weisen sich radial an die Wicklungen7 anschließende Jochabschlüsse34 auf. An die Jochabschlüsse schließt sich ebenfalls in radialer Richtung ein Laufbereich35 für den in1 nicht gezeigten Rotor des Elektromotors an. - In der Figur sind lediglich wenige Joche
6 gezeigt. Für ein ruhiges Laufverhalten des Fahrrads und zur Bereitstellung eines hohen Drehmoments ist jedoch eine weitaus größere Zahl von Jochen6 mit Wicklungen7 vorgesehen. -
2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Rotor13 des erfindungsgemäßen Elektromotors. Der Rotor13 weist eine Topfform mit einem Boden14 und einem Rand15 auf. Der Rotor13 weist einen Durchmesser D auf mit 250 mm ≤ D ≤ 350 mm. - An der Innenseite
26 des Randes15 ist eine Vielzahl von Permanentmagneten16 angeordnet. Die Permanentmagnete16 sind derart angeordnet, dass ihre Polung in der Richtung des Umfangs des Rotors13 , die durch den Pfeil36 angedeutet ist, wechselt. - Der Rotor
13 ist in dieser Ausführungsform fest auf der Antriebswelle17 des Fahrrads angeordnet, er kann auch einstückig mit der Antriebswelle17 ausgeführt sein. Die Antriebswelle17 weist einen Durchmesser da auf, der beispielsweise 20 mm betragen kann. Die Antriebswelle17 weist an jedem ihrer Enden Vierkantverbindungen18 zur Anbringung einer Kurbel19 für eine Pedale20 auf. Die Pedalen sind dabei mittels eines Befestigungselements21 wie einer Schraube an den Kurbeln19 befestigt. -
3 zeigt einen Querschnitt durch den Rotor13 . In dieser Darstellung ist erkennbar, dass der Rotor13 eine Höhe h aufweist, die typischerweise 30 bis 60 mm beträgt. - In dieser Darstellung ist auch erkennbar, dass der Rotor
13 im Bereich seines Bodens14 einen Ritzelkranz22 zur Aufnahme einer nicht gezeigten Kette aufweist. Der Ritzelkranz22 ist in dieser Ausführungsform mit dem Boden14 des Rotors13 verschraubbar. Dazu sind Gewindelöcher27 vorgesehen. -
4 zeigt schematisch einen Querschnitt entlang der Linie A-A aus1 , wobei in dieser Darstellung nicht nur der Stator1 , sondern auch der Rotor13 gezeigt ist. Der Rotor13 ist derart angeordnet, dass sich die Antriebswelle17 durch die Öffnung24 im Innenring11 des Kugellagers12 erstreckt und mittels des in dieser Figur lediglich symbolisch dargestellten Kugellagers12 gelagert ist. Dabei entspricht der Durchmesser di des zentralen Lochs24 im Wesentlichen dem Durchmesser da der Antriebswelle17 . - Der mit den Permanentmagneten
16 bestückte Rand15 des Rotors13 ist in dem Laufbereich35 des Stators1 angeordnet, der sich in radialer Richtung an die Jochabschlüsse34 des Stators1 anschließt. Die Permanentmagnete16 des Rotors13 liegen den Hochabschlüssen34 der Joche6 mit den Wicklungen7 gegenüber. - Zur Montage des erfindungsgemäßen Elektromotors wird folgendermaßen vorgegangen: Die Platte
2 des Stators1 wird in den dazu vorgesehenen Bereichen4 mit dem Rahmen eines Fahrrads verbunden, in dem er beispielsweise, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, mit den Rahmenrohren3 verschweißt wird. Anschließend wird das Kugellager12 in der Lageraufnahme8 montiert und die Joche6 mit den Jochabschlüssen34 und den Wicklungen7 werden am Basisring5 mit der Lageraufnahme8 verbunden. - Ferner wird der Rotor
13 mit den an der Innenseite26 seines Randes15 angebrachten Permanentmagneten16 bereitgestellt. Der Rotor13 wird in den in dieser Ausführungsform topfförmigen Stator1 eingesetzt und mit diesem durch Einführen der Antriebswelle17 in die Öffnung24 im Innenring11 mit dem Kugellager12 verbunden. Dabei kommt der Rand15 mit den Permanentmagneten16 im Laufbereich35 des Stators1 zu liegen. Abschließend werden die Kurbeln19 mit den Pedalen20 auf der Antriebswelle17 montiert. - Es ist auch möglich, den Elektromotor
25 zunächst durch Einsetzen des Rotors13 in den Stator1 zusammenzufügen und erst danach mit den Rahmenrohren3 zu verbinden. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Verbindung der Platte2 des Stators1 mit den Rahmenrohren3 durch Verschrauben und nicht durch Verschweißen erfolgt. - Im Betrieb sind die Wicklungen
7 von einem elektrischen Strom durchflossen und stellen ein Magnetfeld bereit, das durch die Wechselwirkung mit den Permanentmagneten16 des Rotors13 ein Drehmoment erzeugt. Dazu wird die den Strom durch die Wicklungen bereitstellende Spannung in jedem Moment so geschaltet, dass die Permanentmagnete16 von dem in Richtung des Umfangs des Rotors13 jeweils folgenden Jochabschluss34 angezogen werden, während sie durch den gerade passierten Jochabschluss34 abgestoßen werden. - Zum Schalten der Versorgungsspannung für die Wicklungen (
7 ) kann ein elektronischer Kommutator verwendet werden. Das Triggern der Spannung erfolg dabei beispielsweise kontaktlos durch einen Hallsensor oder durch Auswerten von Induktionsströmen in den Wicklungen. - Das Drehmoment wird über den fest auf dem Rotor
13 montierten Ritzelkranz22 mittels einer nicht gezeigten Kette auf die Räder des Fahrrads übertragen. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist anstelle des Ritzelkranzes eine Zahnriemenscheibe vorgesehen und anstelle einer Kette ein Zahnriemen. - Das Fahrrad mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor
25 kann jedoch zusätzlich auch durch den Fahrer über die an der Antriebswelle17 montierten Pedalen20 angetrieben werden. Sowohl der Elektromotor25 als auch die Pedalen20 greifen demnach an der gleichen Antriebswelle17 an und benötigen daher zur Übertragung des Drehmoments lediglich eine einzige, gemeinsame Kette oder einen Zahnriemen. -
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine zweite bzw. dritte Ausführungsform des Stators1 des erfindungsgemäßen Elektromotors. In diesen Ausführungsformen ist die Platte2 des Stators1 nicht direkt an die Rahmenrohre3 angeschweißt. Stattdessen sind an die Rahmenrohre3 Halteplatten28 angeschweißt, die in5 lediglich gestrichelt angedeutet sind. Anstelle separater Halteplatten28 für jedes Rahmenrohr3 kann auch ein gemeinsamer Haltering31 vorgesehen sein, der in5 ebenfalls gestrichelt angedeutet ist, oder eine andere Art der gemeinsamen Halteplatte. Dabei hat ein gemeinsamer Haltering31 oder eine anders geformte gemeinsame Halteplatte den Vorteil, dass der Rahmen des Fahr rads auch ohne den Elektromotor zusammenhängt und selbsttragend ist. - Die Platte
2 des Stators1 weist Bereiche4 zur Befestigung an den Halteplatten28 oder am Haltering31 des Rahmens auf, wobei die Bereiche4 in dieser Ausführungsform als Platten ausgebildet sind und Löcher29 zur Aufnahme von Befestigungselementen wie Schrauben aufweisen. -
6 zeigt den Elektromotor25 gemäß5 im Querschnitt entlang der Linie A-A. Gezeigt ist die zweite Ausführungsform, bei der die Platte2 des Stators1 in ihren Bereichen4 an separaten Halteplatten28 der Rahmenrohre3 befestigt wird. - Die dritte Ausführungsform des Elektromotors
25 mit einem gemeinsamen Haltering31 ist in7 schematisch im Querschnitt gezeigt. Der Haltering25 ist wie die Halteplatten28 in der zweiten Ausführungsform an der Platte2 des Stators1 befestigt. Zur Aufnahme von Befestigungselementen wie Schrauben sind wiederum Löcher29 vorgesehen. -
8 zeigt eine alternative Ausführungsform des Elektromotors25 schematisch im Querschnitt. In dieser Ausführungsform weist der Rotor13 eine Freilaufeinrichtung33 mit Sperrklingen oder Klemmrollen auf. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein ständiges Treten eines Fahrers nicht erforderlich ist. In dieser Ausführungsform ist es aufgrund des Freilaufs33 für den Fahrer nicht notwendig, ständig die Pedalen zu betätigen, sondern die Rotation der Antriebswelle17 kann auch von der Bewegung des Rotors13 abgekoppelt werden, so dass ein Antrieb des Fahrrads allein über den Elektromotor25 ohne eine Unterstützung durch den Fahrer stattfindet. -
- 1
- Stator
- 2
- Platte
- 3
- Rahmenrohr
- 4
- Bereiche
- 5
- Basisring
- 6
- Joch
- 7
- Wicklungen
- 8
- Lageraufnahme
- 9
- Außenring
- 10
- Kugeln
- 11
- Innenring
- 12
- Kugellager
- 13
- Rotor
- 14
- Boden
- 15
- Rand
- 16
- Permanentmagnet
- 17
- Antriebswelle
- 18
- Vierkantverbindung
- 19
- Kurbel
- 20
- Pedale
- 21
- Befestigungselement
- 22
- Ritzelkranz
- 23
- Zuleitung
- 24
- Öffnung im Innenring
- 25
- Elektromotor
- 26
- Innenseite
- 27
- Gewindeloch
- 28
- Halteplatte
- 29
- Loch
- 31
- Haltering
- 33
- Freilaufeinrichtung
- 34
- Jochabschluss
- 35
- Laufbereich
- da
- Außendurchmesser der Kurbel
- di
- Innendurchmesser des zentralen Lochs
- D
- Durchmesser des Rotors
- h
- Höhe des Rotors
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 19522419 A1 [0003]
Claims (20)
- Elektromotor (
25 ) für ein Kraftfahrzeug, der folgendes aufweist: – einen Stator (1 ) mit vorbestimmten Bereichen (4 ) für eine Verbindung mit einem und selbsttragende Integration in einen Fahrzeugrahmen; – einen Rotor (13 ) mit vorbestimmten Bereichen für die Aufnahme eines Antriebsmittels, wobei der Rotor (13 ) auf einer Antriebswelle (17 ) angeordnet ist, die im Stator (1 ) drehbar gelagert ist; – der Elektromotor (25 ) ist als Außenläufermotor ausgebildet. - Elektromotor (
25 ) nach Anspruch 1, wobei der Elektromotor (25 ) als elektronisch kommutierter Gleichstrom-Außenläufermotor ausgebildet ist. - Elektromotor (
25 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Elektromotor (25 ) bürstenlos ausgebildet ist und der Rotor (13 ) eine Anzahl von Permanentmagneten (16 ) aufweist. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bereiche zur Aufnahme eines Antriebsmittels als Ritzelkranz (22 ) ausgebildet ist. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bereiche zur Aufnahme eines Antriebsmittels als Zahnriemenscheibe ausgebildet ist. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an den Enden der Antriebswelle (17 ) Kurbeln (19 ) mit Pedalen (20 ) befestigbar sind. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Bereiche zur Aufnahme des Antriebsmittels am Rotor (13 ) angeschraubt sind. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Antriebswelle (17 ) in einem Übergangsbereich zum Rotor (13 ) eine Freilaufeinrichtung (33 ) aufweist. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Rotor (13 ) einen Durchmesser D aufweist mit 250 mm ≤ D ≤ 350 mm. - Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Rotor (13 ) eine Höhe h aufweist mit 30 mm ≤ h ≤ 60 mm. - Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor (
25 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Stator (1 ) des Elektromotors (25 ) mit Rahmenrohren (3 ) des Kraftfahrzeugs verbunden und selbsttragender, integraler Teil des Rahmens ist und die Antriebswelle durch ein Antriebsmittel mit einem Rad des Kraftfahrzeugs verbunden ist. - Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, wobei das Kraftfahrzeug als Fahrrad ausgebildet ist.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Antriebsmittel als Kette ausgebildet ist.
- Kraftfahrzeug nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Antriebsmittel als Zahnriemen ausgebildet ist.
- Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Elektromotor (
25 ) an Rahmenrohre (3 ) des Kraftfahrzeugs angeschweißt ist. - Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Elektromotor (
25 ) an Rahmenrohre (3 ) des Kraftfahrzeugs angeschraubt ist. - Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem als Außenläufermotor ausgebildeten, selbsttragend in einen Rahmen des Fahrzeugs integrierten Elektromotor (
25 ), das folgende Schritte aufweist: – Bereitstellen eines Stators (1 ) des Elektromotors (25 ) mit Wicklungen zur Erzeugung von Magnetfeldern, wobei die Wicklungen (7 ) Anschlüsse (23 ) für eine Versorgungsspannung aufweisen; – Bereitstellen eines Rotors (13 ) des Elektromotors (25 ) mit Permanentmagneten, wobei die Permanentmagneten (16 ) den Wicklungen (7 ) in Bezug auf eine Antriebswelle (17 ) in radialer Richtung gegenüberliegen; – Schalten der Versorgungsspannung derart, dass das mittels der stromdurchflossenen Wicklungen (7 ) erzeugte Magnetfeld eine Anziehungskraft auf die Permanentmagneten (16 ) des Rotors (13 ) und damit ein Drehmoment auf den Rotor (13 ) ausübt. - Verfahren nach Anspruch 17, wobei zum Schalten der Versorgungsspannung ein elektronischer Kommutator verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Versorgungsspannung durch einen Hallsensor getriggert wird.
- Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Versorgungsspannung durch Auswerten von Induktionsströmen in den Wicklungen (
7 ) getriggert wird.
Priority Applications (8)
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EP08789364A EP2178736A4 (de) | 2007-07-18 | 2008-07-18 | Au enlaufer-elektromotor mit oder ohne planetengetriebe, kraft- fahrzeug mit aubenlaufer-elektromotor und verfahren zum betreiben eines solchen fahrzeugs |
US12/669,721 US20100263959A1 (en) | 2007-07-18 | 2008-07-18 | External-rotor electric motor with or without a planetary gear mechanism, motor vehicle with an external-rotor electric motor and a method for operating such a vehicle |
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AU2008277325A AU2008277325A1 (en) | 2007-07-18 | 2008-07-18 | External-rotor electric motor with or without a planetary gear mechanism, motor vehicle with an external-rotor electric motor and a method for operating such a vehicle |
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