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Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Innenläufermotor mit einem Gehäuse zur Aufnahme eines mit einer Rotorwelle versehenen Innenrotors und eines Außenstators.
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Derartige Innenläufermotoren können Innenrotoren und Außenstatoren mit in axialer Richtung gesehen unterschiedlichen Rotor- bzw. Statorlängen aufweisen, z. B. sind elektronisch kommutierte Innenläufermotoren mit Rotor- bzw. Statorlängen von 20 mm, 40 mm und 75 mm verfügbar. Zur Herstellung dieser Innenläufermotoren müssen jeweils unterschiedliche Gehäuse zur Aufnahme entsprechender Außenstatoren bereitgestellt werden, die jeweils eine vorgegebene axiale Länge aufweisen, wobei insbesondere Metallgehäuse Anwendung finden. Die Herstellung dieser mit unterschiedlichen Längen ausgebildeten Metallgehäuse ist jedoch aufgrund einer vergleichsweise hohen Materialzerspanung und einer relativ langen Taktzeit aufwändig und kostspielig.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen Innenläufermotor bereit zu stellen, welcher einfacher und kostengünstiger herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Schutzanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Schutzansprüche.
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Insbesondere wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch einen Innenläufermotor mit einem Gehäuse gemäß Anspruch 1 gelöst. Hierbei kann durch eine Unterteilung des Gehäuses in mehrere Gehäuseabschnitte ein modular herstellbarer, elektronisch kommutierter Innenläufermotor nach dem sogenannten „Baukastenprinzip“ realisiert werden, bei welchem eine Vielzahl unterschiedlicher Komponenten bei Innenläufermotoren mit unterschiedlichen Rotor- und Statorlängen Anwendung finden können.
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Hierbei können die unterschiedlichen Komponenten insbesondere für Innenläufermotoren mit vergleichsweise niedriger Leistung zumindest bereichsweise aus Kunststoff ausgebildet sein, um somit Herstellungskosten einzusparen. Für Motoren mit größerer Leistung, bei denen eine verbesserte Wärmeableitung erforderlich ist, können die unterschiedlichen Komponenten zumindest bereichsweise aus Metall ausgebildet sein, um somit eine bessere Kühlung zu ermöglichen.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Innenläufermotors mit einem modularen Gehäuse gemäß der Erfindung,
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2 eine perspektivische Explosionsansicht des Innenläufermotors von 1,
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3 eine Schnittansicht sowie Draufsichten auf den Innenläufermotor von 1 und 2,
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4 eine Schnittansicht sowie Draufsichten auf einen abtriebsseitigen Gehäuseabschnitt von 1 und 2,
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5 eine Schnittansicht sowie Draufsichten auf einen Leiterplattenseitigen Gehäuseabschnitt von 1 und 2,
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6 eine Schnittansicht sowie Draufsichten auf einen zur Aufnahme eines Außenstators vorgesehenen Gehäuseabschnitt von 1 und 2,
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7 ein schematisches Spritzgusswerkzeug zur Herstellung des Gehäuseabschnitts von 6,
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8 eine perspektivische Explosionsansicht des Innenläufermotors von 1 mit einem modularen Gehäuse gemäß einer Weiterbildung,
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9 eine Schnittansicht sowie Draufsichten auf den Innenläufermotor von 8, und
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10 eine Schnittansicht sowie Draufsichten auf einen etwa zentralen Gehäuseabschnitt von 8 und 9.
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In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe links, rechts, oben und unten auf die jeweilige Zeichnungsfigur und können in Abhängigkeit von einer jeweils gewählten Ausrichtung (Hochformat oder Querformat) von einer Zeichnungsfigur zur nächsten variieren. Gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.
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1 zeigt einen gemäß einer ersten Ausführungsform ausgebildeten Innenläufermotor 100, welcher bevorzugt nach Art eines elektronisch kommutierten Elektromotors ausgebildet ist und ein modulares Gehäuse 110 zur Aufnahme eines mit einer Rotorwelle 122 versehenen Innenrotors 170 sowie eines Außenstators (220 in 2) aufweist. Die Gesamtheit aus Innenrotor 170 und Welle 122 wird auch als Rotor-Welle-Einheit 120 bezeichnet. Der Innenrotor 170 ist beispielhaft als Rotorpaket mit eingebetteten Magneten ausgebildet. Es ist aber auch ein Volleisenkern möglich.
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Das modulare Gehäuse 110 weist bevorzugt einen ersten Gehäuseabschnitt 112, einen zweiten Gehäuseabschnitt 114, ein Trägerelement 116 und einen dritten Gehäuseabschnitt 118 auf.
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Der erste Gehäuseabschnitt 112 ist bevorzugt rohrförmig ausgebildet und dient zur Aufnahme und bevorzugt auch zur Lagerung des Außenstators (220 in 2) und wird nachfolgend zwecks Vereinfachung der Beschreibung als „Statorgehäuse“ 112 bezeichnet. Der zweite Gehäuseabschnitt 114 dient zur Aufnahme eines ersten Lagerelements 130 zur drehbeweglichen Lagerung der Rotorwelle 122, sowie zum Ab- bzw. Verschluss eines abtriebsseitigen axialen Endes des Innenläufermotors 100. Es wird nachfolgend zwecks Vereinfachung der Beschreibung als „A-Flansch“ 114 bezeichnet. Das erste Lagerelement 130 ist z.B. nach Art eines Wälzlagers, insbesondere eines Kugellagers ausgebildet. Das Trägerelement 116 dient zur Aufnahme eines zweiten Lagerelements (230 in 2) zur drehbeweglichen Lagerung der Rotorwelle 122, sowie zur lösbaren Befestigung einer Leiterplatte (240 in 2) in dem Gehäuse 110, und wird nachfolgend zwecks Vereinfachung der Beschreibung als „B-Flansch“ 116 bezeichnet. Das zweite Lagerelement (230 in 2) ist ebenfalls z.B. nach Art eines Wälzlagers, insbesondere eines Kugellagers ausgebildet. Der dritte Gehäuseabschnitt 118 dient insbesondere zur Abdeckung der Leiterplatte (240 in 2) und zum Ab- bzw. Verschluss eines dem abtriebsseitigen axialen Ende gegenüberliegenden axialen Endes des Innenläufermotors 100, und wird nachfolgend zwecks Vereinfachung der Beschreibung als „Abdeckung“ 118 bezeichnet.
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Der A-Flansch 114 ist bevorzugt an einem ersten axialen Endbereich 111 des Statorgehäuses 112 fixiert und zur Befestigung an einer Vielzahl von Statorgehäusen mit unterschiedlichen axialen Längen ausgebildet, z.B. mit axialen Längen von 20 mm, 40 mm, 60 mm, 80 mm usw. Der A-Flansch 114 liegt bevorzugt mit einem an seinem Außenumfang ausgebildeten Abstützkragen 191 gegen den ersten axialen Endbereich 111 an. Bevorzugt ist der A-Flansch 114 über eine Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung 113 am ersten axialen Endbereich 111 befestigt und schließt das Gehäuse 110 somit abtriebsseitig ab. Die Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung 113 wird bevorzugt von einer Mehrzahl von Schnapp-, Klipps- oder Rastgliedern 180 ausgebildet, die am ersten axialen Endbereich 111 ausgebildet sind und bevorzugt an zugeordneten Haltegliedern 190, die am A-Flansch 114 ausgebildet sind, gehalten werden. Bevorzugt werden die Schnapp-, Klipps- oder Rastglieder 180 mit drei Rastzungen bzw. Schnapphaken 182, 184, 186 realisiert und die Halteglieder 190 mit drei zugeordneten Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 192, 194, 196.
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Der B-Flansch 116 ist bevorzugt an einem zweiten axialen Endbereich 119 des Statorgehäuses 112 fixiert und ebenfalls zur Befestigung an einer Vielzahl von Statorgehäusen mit unterschiedlichen axialen Längen ausgebildet, z.B. für Innenrotoren 170 mit axialen Längen von 20 mm, 40 mm, 60 mm, 80 mm usw., bzw. für Statorpakete 222 (vgl. 3) mit axialen Längen von 20 mm, 40 mm, 60 mm, 80 mm usw., wobei der B-Flansch 116 bevorzugt mit einem an seinem Außenumfang ausgebildeten Abstützkragen 181 gegen den zweiten axialen Endbereich 119 anliegt. Bevorzugt ist der B-Flansch 116 über eine Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung 117 am zweiten axialen Endbereich 119 befestigt. Die Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung 117 wird bevorzugt von einer Mehrzahl von Schnapp-, Klipps- oder Rastgliedern 160 ausgebildet, die am zweiten axialen Endbereich 119 ausgebildet sind und bevorzugt an zugeordneten Haltegliedern (280 in 2), die am B-Flansch 116 ausgebildet sind, gehalten werden. Bevorzugt werden die Schnapp-, Klipps- oder Rastglieder 160 mit drei Rastzungen bzw. Schnapphaken 164, 166 (und 162 in 6) realisiert und die Halteglieder (280 in 2) mit drei zugeordneten Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen (284, 286 in 2 und 282 in 5).
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Die Abdeckung 118 ist bevorzugt am B-Flansch 116 fixiert und liegt hierbei gegen eine vom Statorgehäuse 112 abgewandte axiale Seite von dessen Abstützkragen 181 an. Bevorzugt ist die Abdeckung 118 über eine Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung 115 am B-Flansch 116 befestigt, und schließt das Gehäuse 110 somit im Bereich des B-Flanschs 116 ab. Die Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung 115 wird bevorzugt von einer Mehrzahl von Schnapp-, Klipps- oder Rastgliedern 150 ausgebildet, die an der Abdeckung 118 ausgebildet sind und bevorzugt an zugeordneten Haltegliedern (270 in 2), die am B-Flansch 116 ausgebildet sind, gehalten werden. Bevorzugt werden die Schnapp-, Klipps- oder Rastglieder 150 mit drei Rastzungen bzw. Schnapphaken 156 (und 152, 154 in 2) realisiert und die Halteglieder (270 in 2) mit drei zugeordneten Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen (274, 276 in 2 und 272 in 5).
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Darüber hinaus weist die Abdeckung 118 bevorzugt eine Aufnahme (218 in 2) auf, an der eine Kabelhaltevorrichtung 140 angeordnet und befestigt ist. Diese dient zur Fixierung und zumindest abschnittsweisen Führung von einem oder mehreren Kabelbäumen 142, 144 am Innenläufermotor 100, wobei der Kabelbaum 142 z.B. zur Ansteuerung und Kommutierung des Innenläufermotors 100 dient und der Kabelbaum 144 z.B. zur Übertragung von Daten vom Innenläufermotor 100 zu einer externen Schnittstelle, beispielsweise zur Übertragung von Drehzahldaten, Stromdaten, Spannungsdaten, Tachosignalen.
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2 zeigt den Innenläufermotor 100 von 1 mit dem Innenrotor 170, einem bevorzugten Außenstator 220 sowie dem modularen Gehäuse 110 von 1, welches das Statorgehäuse 112, den A-Flansch 114, den B-Flansch 116, die Abdeckung 118 und die Kabelhaltevorrichtung 140 von 1 aufweist. Anhand von 2 wird nachfolgend eine bevorzugte Montage des Innenläufermotors 100 beschrieben.
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Gemäß einer Ausführungsform wird in einem ersten Schritt zunächst der mit dem ersten Lagerelement 130 versehene A-Flansch 114 in Richtung eines Pfeils 177 am ersten axialen Endbereich 111 des Statorgehäuses 112 befestigt, z.B. durch ein Verrasten bzw. Einschnappen der Rastzungen bzw. Schnapphaken 182, 184, 186 des Statorgehäuses 112 an bzw. in den Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 194, 196 (und 192 in 4) des A-Flanschs 114. Dann wird der bevorzugt mit einer Motorwicklung 223 versehene Außenstator 220 in Richtung eines Pfeils 175 im Statorgehäuse 112 befestigt und hierzu bevorzugt in dieses eingepresst. Anschließend wird die Rotor-Welle-Einheit 120 mit dem Innenrotor 170 und der Rotorwelle 122 in Richtung des Pfeils 175 durch den Außenstator 220 bzw. die Motorwicklung 223 in das erste Lagerelement 130 eingeführt und hierbei bevorzugt in dieses eingepresst.
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In einem weiteren Schritt wird das zweite Lagerelement 230 im B-Flansch 116 befestigt, z.B. mittels Einpressen, und der derart vorbereitete B-Flansch 116 wird in Richtung des Pfeils 175 am zweiten axialen Endbereich 119 des Statorgehäuses 112 befestigt, z.B. durch ein Verrasten bzw. Einschnappen der Rastzungen bzw. Schnapphaken 164, 166 (und 162 in 6) des Statorgehäuses 112 an zugeordneten Haltegliedern 280, d.h. an bzw. in Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 284, 286 (und 282 in 5) des B-Flanschs 116. Hierbei wird das zweite Lagerelement 230 auf die Rotorwelle 122 aufgeschoben und bevorzugt auf diese aufgepresst und zugeordnete, bevorzugt stiftförmig am B-Flansch 116 ausgebildete Kontaktelemente 205 werden elektrisch leitend mit der Motorwicklung 223 verbunden. Anschließend wird in Richtung des Pfeils 175 zunächst ein ringförmiges Halte- bzw. Abstandsglied 235 an einer vom Außenstator 220 abgewandten Seite des zweiten Lagerelements 230 auf die Rotorwelle 122 aufgeschoben und dort zumindest im Wesentlichen axial unbeweglich angeordnet, und dann eine mit elektronischen Bauteilen 245 bestückte Leiterplatte 240. Diese wird hierbei an zugeordneten Fixiergliedern 250, die bevorzugt drei Schnapphaken 252, 254, 256 aufweisen, befestigt. Darüber hinaus wird die Leiterplatte 240 elektrisch leitend mit den Kontaktstiften 205 verbunden.
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In einem weiteren Schritt wird dann die Abdeckung 118 derart in Richtung des Pfeils 175 auf den B-Flansch 116 aufgeschoben und an diesem befestigt, dass die Abdeckung 118 – in radialer Richtung der Leiterplatte 240 gesehen – zumindest die Leiterplatte 240 umschließt. Hierzu werden die an der Abdeckung 118 vorgesehenen Schnapp-, Klipps- oder Rastglieder 150 mit den drei Rastzungen bzw. Schnapphaken 152, 154, 156 an bzw. in zugeordneten Haltegliedern 270 des B-Flanschs 116, welche bevorzugt nach Art von Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 274, 276 (und 272 in 5) ausgebildet sind, befestigt, z.B. verrastet und greifen in zugeordnete Aufnahmen 260 im Statorgehäuse 112 ein. Bevorzugt weisen die Aufnahmen 260 drei Ausnehmungen bzw. Aussparungen 266 (und 264 in 6) auf. Hierbei greifen die Rastzungen bzw. Schnapphaken 164, 166 (und 162 in 6) des Statorgehäuses 112 in zugeordnete Aufnahmen 290 der Abdeckung 118 ein, die beispielhaft drei Ausnehmungen bzw. Aussparungen 292, 294, 296 aufweisen.
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In einem abschließenden Schritt wird die Kabelhaltevorrichtung 140 am Gehäuse 110 befestigt. Hierbei wird diese in einer Aufnahme 218 der Abdeckung 118 angeordnet und befestigt.
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Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die oben stehende, bevorzugte Beschreibung der Montage des Innenläufermotors 100 lediglich bevorzugt ist und nicht als zwingende Einschränkung der Erfindung zu verstehen ist. Vielmehr können die beschriebenen Montageschritte auch in einer anderen Reihenfolge und zumindest teilweise auch parallel zueinander durchgeführt werden. Z.B. kann der Außenstator 220 vorab derart in dem Statorgehäuse 112 befestigt werden, dass der Außenstator 220 nach der Montage des Innenläufermotors 100 im Gehäuse 110 im Bereich zwischen dem A-Flansch 114 und dem B-Flansch 116 angeordnet ist. Die Befestigung kann z.B. durch Einpressen, Kleben oder Einspritzen erfolgen. Das Einpressen kann beispielsweise erfolgen, während das zweite Lagerelement 230 in den B-Flansch 116 eingepresst wird. Darüber hinaus kann z.B. die Rotor-Welle-Einheit 120 am A-Flansch 114 fixiert werden, bevor der A-Flansch 114 am Statorgehäuse 112 befestigt wird. Des Weiteren kann z.B. die Abdeckung 118 am B-Flansch 116 befestigt werden, bevor der B-Flansch 116 am Statorgehäuse 112 befestigt wird, usw.
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3 zeigt eine erste Draufsicht 310 auf den Innenläufermotor 100 von 2 bzw. auf dessen A-Flansch 114 und die Rotorwelle 122 nach der Montage, gesehen in Richtung des Pfeils 177 von 2, eine Schnittansicht 320 des Innenläufermotors 100 gesehen in Richtung von Pfeilen 312, 314 aus der ersten Draufsicht 310, sowie eine zweite Draufsicht 330 auf den Innenläufermotor 100 bzw. auf dessen Abdeckung 118 nach der Montage, gesehen in Richtung des Pfeils 175 von 2. Hierbei wurde zwecks Vereinfachung der Zeichnung auf eine Darstellung der Kabelhaltevorrichtung 140 von 1 und 2 verzichtet.
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3 verdeutlicht eine bevorzugte Ausgestaltung des B-Flanschs 116 von 2, welcher hier bevorzugt mit einem Sinterring 516 (5) versehen ist, in dem das zweite Lagerelement 230 von 2 angeordnet und befestigt ist. Darüber hinaus verdeutlicht 3 die Anordnung des Außenstators 220 von 2 im Statorgehäuse 112, die Befestigung der Leiterplatte 240 von 2 an den Fixiergliedern 250 des B-Flanschs 116 sowie den Aufbau des modularen Gehäuses 110. Der Außenstator 220 hat ein Statorpaket (Statoreisen, englisch: stator core) 222 und die Motorwicklung 223.
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4 zeigt eine erste Draufsicht 410 auf den mit dem ersten Lagerelement 130 versehenen A-Flansch 114 von 1 bis 3, gesehen in Richtung des Pfeils 175 von 2, sowie eine Schnittansicht 420 des mit dem ersten Lagerelement 130 versehenen A-Flanschs 114 gesehen in Richtung von Pfeilen 402, 404 in der Draufsicht 410. Darüber hinaus zeigt 4 eine zweite Draufsicht 430 auf den mit dem ersten Lagerelement 130 versehenen A-Flansch 114 von 1 bis 3, gesehen in Richtung des Pfeils 177 von 2, zur Verdeutlichung der Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 194, 196 von 2 sowie einer weiteren Ausnehmung bzw. Ausbuchtung 192.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der A-Flansch 114 zumindest bereichsweise aus Kunststoff ausgebildet, mit welchem das erste Lagerelement 130 zumindest abschnittsweise umspritzt ist, um ein zerstörungsfreies Trennen von A-Flansch 114 und erstem Lagerelement 130 zu verhindern. Somit ist das erste Lagerelement 130 form- und/oder kraftschlüssig im A-Flansch 114 befestigt. Der A-Flansch 114 ist bevorzugt nach Art eines sogenannten „werkzeugfallenden“ Bauteils ausgebildet, d.h. der A-Flansch 114 wird bevorzugt in einem Spritzgusswerkzeug hergestellt und ist nach Entnahme bzw. Herausfallen aus diesem Spritzgusswerkzeug fertig, sodass keine weitere Bearbeitung bzw. Nachbearbeitung des A-Flanschs 114 mehr erforderlich ist, um seine Montage in bzw. am Gehäuse 110 von 1 bis 3 zu ermöglichen. Dies kann man am Bauteil erkennen, da keine weiteren Bearbeitungsspuren vorhanden sind.
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Alternativ hierzu kann der A-Flansch 114 zumindest bereichsweise aus Metall ausgebildet sein, z.B. durch Tiefziehen und/oder Kaltfließpressen. Wenn der A-Flansch 114 derart durch Tiefziehen und/oder Kaltfließpressen hergestellt wird, kann dies vollständig in einem zugeordneten Werkzeug erfolgen, sodass auch in diesem Fall der A-Flansch 114 nach Art eines werkzeugfallenden Bauteils ausgebildet werden kann. Allerdings muss in diesem Fall das Lagerelement 130 im A-Flansch 114 z.B. verstemmt, verklebt und/oder mit einem Sicherungsring gesichert werden. Ein solcher Sicherungsring 131 ist z.B. in 9 oberhalb des Lagerelements 130 gezeigt, und der Sicherungsring 131 wird z.B. eingepresst.
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Bevorzugt ist der A-Flansch 114 becherförmig ausgebildet und mit einem Boden 415 sowie einer umlaufenden Außenwand 412 versehen. Am Boden 415 sind bevorzugt radial ausgerichtete Verstärkungsstreben 419 ausgebildet. Am Außenumfang der Außenwand 412 ist bevorzugt der zumindest bereichsweise ringförmige Abstützkragen 191 von 1 ausgebildet. Innerhalb eines von der Außenwand 412 eingeschlossenen Innenbereichs 499 ist bevorzugt eine Innenwand 414 ausgebildet, welche das erste Lagerelement 130 umschließt bzw. umgreift.
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Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass der A-Flansch 114 in 4 lediglich bevorzugt becherförmig ausgebildet ist. Der A-Flansch 114 kann auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein, wobei der A-Flansch 114 bevorzugt am Statorgehäuse 112 von 1 bis 3 mittels einer Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung befestigbar ist. Z.B. kann der A-Flansch 114 ringförmig ausgeführt sein, d.h. der Innenbereich 499 kann mit Kunststoff und/oder Metall ausgefüllt sein.
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5 zeigt eine erste Draufsicht 510 auf den mit dem Sinterring 516 versehenen B-Flansch 116 von 1 bis 3, gesehen in Richtung des Pfeils 175 von 2.
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Außerdem zeigt sie eine zweite Draufsicht 530 auf den mit dem Sinterring 516 versehenen B-Flansch 116 von 1 bis 3, gesehen in Richtung des Pfeils 177 von 2. Die zweite Draufsicht 530 dient zur Verdeutlichung der Halteglieder 270 mit den Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 274, 276 von 2 und einer weiteren Ausnehmung bzw. Ausbuchtung 272, sowie der Halteglieder 280 mit den Ausnehmungen bzw. Ausbuchtungen 284, 286 von 2 und einer weiteren Ausnehmung bzw. Ausbuchtung 282.
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Darüber hinaus zeigt 5 eine Schnittansicht 520 des mit dem Sinterring 516 versehenen B-Flanschs 116, gesehen in Richtung von Pfeilen 502, 504 in der Draufsicht 510. Die Draufsicht 510 dient zur Verdeutlichung der nach Art von Schnapphaken 252, 256 ausgebildeten Fixierglieder 250. Diese sind dazu ausgebildet, ein Aufstecken der Leiterplatte 240 von 2 auf den B-Flansch 116 zu ermöglichen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der B-Flansch 116 ebenfalls nach Art eines „werkzeugfallenden“ Bauteils ausgebildet und zumindest bereichsweise aus einem Kunststoff ausgebildet, mit welchem der Sinterring 516 zumindest abschnittsweise umspritzt ist, um ein zerstörungsfreies Trennen von B-Flansch 116 und Sinterring 516 zu verhindern. Somit ist der Sinterring 516 bevorzugt form- und/oder kraftschlüssig im B-Flansch 116 befestigt.
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Alternativ kann der B-Flansch 116 zumindest bereichsweise aus Metall ausgebildet sein z.B. durch Tiefziehen und/oder Kaltfließpressen. Wenn der B-Flansch 116 derart durch Tiefziehen und/oder Kaltfließpressen hergestellt wird, kann dies vollständig in einem zugeordneten Werkzeug erfolgen, sodass auch in diesem Fall der B-Flansch 116 nach Art eines werkzeugfallenden Bauteils ausgebildet werden kann. Allerdings muss in diesem Fall der Sinterring 516 im B-Flansch 116 z.B. verstemmt, verklebt und/oder mit einem Sicherungsring gesichert werden.
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Bevorzugt ist der B-Flansch 116 ringförmig mit einem Körper 515 ausgebildet, an dem bevorzugt radial ausgerichtete Verstärkungsstreben 519 sowie ein zumindest abschnittsweise ringförmiger Positioniervorsprung 599 ausgebildet sind. Der Positioniervorsprung 599 dient zur Positionierung und Ausrichtung des Halte- bzw. Abstandsglied 235 von 2 bei der Montage. Am Außenumfang des B-Flanschs 116 ist bevorzugt der zumindest bereichsweise ringförmige Abstützkragen 181 von 1 ausgebildet. Der B-Flansch 116 umschließt bzw. umgreift den Sinterring 516 derart, dass das zweite Lagerelement 230 von 2 und 3 in axialer Richtung in den Sinterring 516 einführbar ist, wobei hierzu bevorzugt ein geringes Spiel zwischen dem Sinterring 516 und dem zweiten Lagerelement 230 vorhanden ist (Schiebesitz). Des Weiteren sind im B-Flansch 116 bevorzugt Durchtrittsöffnungen 505 zur Aufnahme und Durchführung der Kontaktstifte 205 von 2 vorgesehen.
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Der B-Flansch 116 ist bevorzugt einerseits mit dem Statorgehäuse 112 von 1 bis 3 und andererseits mit der Abdeckung 118 von 1 bis 3 jeweils über eine Schnapp-, Klipps- oder Rastverbindung verbindbar. Der B-Flansch 116 kann ähnlich wie der bei 4 bevorzugt beschriebene A-Flansch 114 becherförmig ausgeführt sein.
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In Bezug auf die Abdeckung 118 von 1 bis 3 sei darüber hinaus darauf hingewiesen, dass diese zwecks Knappheit der Beschreibung und Zeichnungen nicht im Detail dargestellt und beschrieben ist, da deren Aufbau aus 2 und der zugeordneten Beschreibung ausreichend deutlich hervorgeht. Die Abdeckung 118 ist bevorzugt ebenfalls nach Art eines werkzeugfallenden Bauteils zumindest bereichsweise aus Kunststoff ausgebildet und kann darüber hinaus oder alternativ hierzu zumindest bereichsweise aus Metall ausgebildet sein. Dabei wird es z.B. als Tiefziehteil oder Kaltfließpressteil geformt.
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6 zeigt das Statorgehäuse 112 von 1 bis 3 in einer Seitenansicht 610 sowie einer Schnittansicht 620, gesehen in Richtung von in der Draufsicht 610 abgebildeten Pfeilen 602, 604. 6 dient zur Verdeutlichung der am ersten axialen Endbereich 111 ausgebildeten Schnapp-, Klipps- oder Rastglieder 180 mit den Rastzungen bzw. Schnapphaken 182, 184, 186. Darüber hinaus dient 6 zur Verdeutlichung der bevorzugt hülsen- bzw. rohrförmigen Ausgestaltung des Statorgehäuses 112 mit den am axialen Endbereich 119 ausgebildeten Schnapp-, Klipps- oder Rastgliedern 160, welche die Rastzungen bzw. Schnapphaken 164, 166 sowie eine weitere Rastzunge bzw. einen weiteren Schnapphaken 162 aufweisen, und den Aufnahmen 260 mit der Ausnehmung bzw. Aussparung 266 sowie einer weiteren Ausnehmung bzw. Aussparung 264.
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7 zeigt ein bevorzugtes Spritzgusswerkzeug 700 zur Herstellung des zumindest zur Aufnahme des Außenstators 220 des Innenläufermotors 100 von 2 und 3 ausgebildeten Statorgehäuses 112 von 1 bis 3 und 6. Zur Verdeutlichung einer bevorzugten Herstellung des Statorgehäuse 112 ist das Spritzgusswerkzeug 700 sowohl in Schnittansicht, als auch in einer in Richtung eines Pfeils 790 gesehenen Draufsicht gezeigt.
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Bevorzugt weist das Spritzgusswerkzeug 700 zwei – in 7 laterale – Backen 710, 720 zur Fixierung eines Einsatzes 730 auf. Der Einsatz 730 kann ein- oder mehrstückig ausgebildet sein, z.B. mit einem äußeren, ringförmigen Abschnitt und einem inneren, bolzenförmigen Abschnitt.
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Der Einsatz 730 ist bevorzugt austauschbar und weist jeweils vorgegebene Abmessungen, insbesondere jeweils eine vorgegebene axiale Länge L auf, welche dazu geeignet ist, ein Statorpaket mit einer zugeordneten axialen Länge von z.B. 20 mm, 40 mm oder 60 mm zu umschließen. Anders ausgedrückt kann für jede dieser axialen Längen jeweils ein separater Einsatz bereitgestellt werden, sodass eine Vielzahl von austauschbaren Einsätzen mit unterschiedlichen axialen Längen zur Verwendung mit den lateralen Backen 710, 720 vorgesehen sein können. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese axialen Längen lediglich beispielhaft benannt sind und nicht zur Einschränkung der Erfindung dienen, gemäß der beliebige axiale Längen Anwendung finden können.
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Zur Herstellung des Statorgehäuses 112 von 1 bis 3 und 6 wird zunächst der Einsatz 730 ausgewählt, dessen axiale Länge den jeweils vorgegebenen Abmessungen des Statorgehäuses 112, z.B. 20 mm, 40 mm oder 60 mm, entspricht und zwischen den beiden Backen 710, 720 fixiert. In das derart vormontierte Spritzgusswerkzeug 700 wird dann Kunststoff zur Ausbildung des Statorgehäuses 112 eingespritzt, wobei das Statorgehäuse 112 wie oben beschrieben bevorzugt nach Art eines werkzeugfallenden Bauteils ausgebildet wird.
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Das derart hergestellte Statorgehäuse 112 von 1 bis 3 und 6 ist somit vollständig aus Kunststoff hergestellt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass auch eine nur teilweise Herstellung aus Kunststoff möglich ist, bei der das Statorgehäuse nur bereichsweise aus Kunststoff ausgebildet ist. Darüber hinaus oder alternativ hierzu kann das Statorgehäuse 112 zumindest bereichsweise aus Metall (z.B. Tiefziehteil, Kaltfließpressteil) ausgebildet sein, wie unten stehend bei 8 beschrieben.
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Auf diese Art und Weise können einerseits Statorgehäuse mit unterschiedlichen axialen Längen und andererseits unabhängig hiervon ausgebildete A-Flansche, B-Flansche und Abdeckungen Anwendung finden, die in dem modularen Gehäuse 110 von 1 bis 3 miteinander kombinierbar sind. Da somit lediglich für die Herstellung des Statorgehäuses austauschbare Einsätze für das Spritzgusswerkzeug bereitzustellen sind, während die A-Flansche, B-Flansche und Abdeckungen jeweils mit einem einzelnen, invariablen Spritzgusswerkzeug hergestellt werden können, können Kosten für die Spritzgusswerkzeuge eingespart werden und die Herstellungszeiten verkürzt werden, da Werkzeugwechsel bzw. Einsatzwechsel bei der Herstellung der A-Flansche, B-Flansche und Abdeckungen erfindungsgemäß entfallen können.
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8 zeigt einen gemäß einer zweiten Ausführungsform ausgebildeten Innenläufermotor 800. Dieser entspricht im Wesentlichen dem Innenläufermotor 100 von 1 bis 3, weist aber im Gegensatz zu diesem eine ringförmige Well- bzw. Wellenfeder 830 sowie ein zumindest bereichsweise aus Metall (z.B. Tiefziehteil, Kaltfließpressteil) hergestelltes Statorgehäuse 812 auf. Ein solches Statorgehäuse 812 hat den Vorteil, dass es gut Wärme abführen kann, und dies führt zu einem besseren Wirkungsgrad des Motors. Darüber hinaus können auch der A-Flansch 114 und der B-Flansch 116 und/oder die Abdeckung 118 hier zumindest bereichsweise aus Metall (z.B. Tiefziehteil, Kaltfließpressteil) ausgebildet sein. Dies ist für eine noch bessere Wärmeabfuhr vorteilhaft. Es ist aber auch möglich, den A-Flansch 114 und der B-Flansch 116 aus Kunststoff auszubilden und hierdurch einen Motor bereitzustellen, der über das Statorgehäuse 812 gut Wärme abführen kann, aber durch die Verwendung der Flansche 114, 116 aus Kunststoff trotzdem vergleichsweise kostengünstig ist.
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Die Wellenfeder 830 wird bei der Montage des Innenläufermotors 800 bevorzugt zwischen dem zweiten Lagerelement 230 und dem Halteglied 235 angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform dient die Wellenfeder 830 zur Beaufschlagung des Halteglieds 235 in Richtung der Leiterplatte 240, um somit die Befestigung der Leiterplatte 240 am B-Flansch 116 unanfälliger gegen Vibrationen auszubilden.
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Das Statorgehäuse 812 weist bevorzugt an einem ersten axialen Ende 811 eine Mehrzahl von Ausrichtungsgliedern 880 auf, welche z.B. nach Art von Ausrichtungs- und Führungsstegen 882, 884, 886 ausgebildet sind. Diese dienen zur Führung in den Haltegliedern 190, die am A-Flansch 114 ausgebildet sind, um eine korrekte Positionierung des A-Flanschs 114 am Statorgehäuse 812 zu ermöglichen, wobei der A-Flansch 114 z.B. in das axiale Ende 811 des Statorgehäuse 812 einpressbar ist. Darüber hinaus weist das Statorgehäuse 812 an seinem zweiten axialen Ende 819 eine Mehrzahl von Ausrichtungsgliedern 860 auf, welche z.B. nach Art von Ausrichtungs- und Führungsstegen 864, 866 (und 862 in 10) ausgebildet sind. Diese dienen zur Führung in den Haltegliedern 280, die am B-Flansch 116 ausgebildet sind, um eine korrekte Positionierung des B-Flanschs 116 am Statorgehäuse 812 zu ermöglichen, wobei der B-Flansch 116 z.B. in das axiale Ende 819 des Statorgehäuses 812 einpressbar ist.
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9 zeigt eine erste Draufsicht 910 auf den Innenläufermotor 800 von 8 bzw. auf dessen A-Flansch 114 und die Rotorwelle 122 nach der Montage, gesehen in Richtung des Pfeils 177 von 8, eine Schnittansicht 920 des Innenläufermotors 800 gesehen in Richtung von Pfeilen 912, 914 aus der Draufsicht 910, sowie eine zweite Draufsicht 930 auf den Innenläufermotor 800 bzw. auf dessen Abdeckung 118 nach der Montage, gesehen in Richtung des Pfeils 175 von 8. Hierbei wurde zwecks Vereinfachung der Zeichnung auf eine Darstellung der Kabelhaltevorrichtung 140 von 8 verzichtet.
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9 verdeutlicht die Anordnung der Wellenfeder 830 von 8 im Innenläufermotor 800 zwischen dem Halteglied 235 und dem zweiten Lagerelement 230. Darüber hinaus verdeutlicht 9 einen bevorzugten elektrischen Anschluss 999 der Kontaktstifte 205 an die Motorwicklung 223.
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10 zeigt das Statorgehäuse 812 von 8 und 9 in einer Draufsicht 1010 auf dessen erstes axiales Ende 811, einer Draufsicht 1030 auf dessen zweites axiales Ende 819, sowie einer Schnittansicht 1020, gesehen in Richtung von in der Draufsicht 1010 abgebildeten Pfeilen 1012, 1014. 10 dient zur Verdeutlichung der am ersten axialen Ende 811 ausgebildeten Ausrichtungsglieder 880, welche die Ausrichtungs- und Führungsstege 882, 884, 886 aufweisen, und zur Verdeutlichung der am zweiten axialen Ende 819 ausgebildeten Ausrichtungsglieder 860, welche die Ausrichtungs- und Führungsstege 864, 866 und einen weiteren Ausrichtungs- und Führungssteg 862 aufweisen. Darüber hinaus dient 10 zur Verdeutlichung der bevorzugt hülsen- bzw. rohrförmigen Ausgestaltung des Statorgehäuses 812.
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Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.
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So können an Stelle der an verschiedenen Stellen genannten Schnapp-, Klipps- und Rastverbindungen beispielsweise auch Prägeverbindungen oder Bördelverbindungen genutzt werden.
