DE102016216311A1 - Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Der Elektromotor (1) umfasst ein Gehäuse (2), das einen Gehäuseinnenraum (3) zumindest teilweise begrenzt. Der Elektromotor (1) umfasst ferner einen einphasig ausgebildeten Außenstator (4), der wenigstens ein elektrisches Spulenelement (5a, 5b) mit einer Statorwicklung (6a, 6b) aufweist. Im Gehäuseinnenraum (3) angeordnet ist ein ringartig ausgebildeter Innenrotor (7), welcher einen Permanentmagneten (8) mit wenigstens zwei magnetischen Polen (N, S) aufweist und relativ zum Außenstator (4) um eine Drehachse (D) drehbar am Gehäuse (2) gelagert ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Elektromotor.
  • Aus der DE 10 2006 004 313 A1 ist ein Elektromotor mit Rotor und Stator bekannt, der ein Außenteil und ein Innenteil aufweist, die konzentrisch zu einer Rotationsachse angeordnet sind und relativ zueinander um diese Rotationsachse drehverstellbar sind. Der bekannte Elektromotor ist als Außenläufer ausgestaltet, so dass das Außenteil einen Außenrotor und das Innenteil einen Innenrotor bildet.
  • Aus dem Stand der Technik sind auch zahlreiche Elektromotoren bekannt, die als Innenläufer ausgestaltet sind, d. h. das Innenteil weist einen Innenrotor und das Außenteil einen Außenstator auf. Herkömmliche Elektromotoren sind häufig als Zwei- oder Mehrphasenmotoren ausgebildet, d. h. die in diesem Elektromotor eingesetzten Spulenelemente sind jeweils separat bestrombar.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, bei der Entwicklung von Elektromotoren, insbesondere für Kraftfahrzeuge, neue Wege aufzuzeigen.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Grundgedanke der Erfindung ist demnach, einen Elektromotor als Innenläufer mit einem einphasig ausgebildeten Außenstator bereitzustellen. Dies ermöglicht einen einfachen konstruktiven Aufbau und insbesondere eine einfache elektrische Verdrahtung des Außenstators, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten auswirkt.
  • Ein erfindungsgemäßer Elektromotor umfasst ein Gehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum zumindest teilweise begrenzt. Im Gehäuseinnenraum ist ein ringartig ausgebildeter Innenrotor angeordnet, welcher einen Permanentmagneten mit wenigstens zwei magnetischen Polen aufweist. Der Innenrotor ist drehbar am Gehäuse gelagert und relativ zum Außenstator um eine Drehachse drehverstellbar. Weiterhin umfasst der Elektromotor einen einphasig ausgebildeten Außenstator. Der Außenstator weist wenigstens ein elektrisches Spulenelement mit einer Statorwicklung auf und ist ortsfest am Gehäuse angebracht.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist am Gehäuse wenigstens ein stiftartig ausgebildeter Statorzahn vorgesehen. Der Statorzahn unterteilt den Gehäuseinnenraum in einen ersten und einen zweiten Teilraum. Bei dieser Variante umfasst der Elektromotor zwei elektrische Spulenelemente, die elektrisch zueinander in Reihe geschaltet sind. Ein erstes elektrisches Spulenelement ist im ersten Teilraum angeordnet. Ein zweites elektrisches Spulenelement ist im zweiten Teilraum angeordnet. Diese Ausführungsform benötigt besonders wenig Bauraum.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Statorzahn nicht-mittig an einer Gehäusewand des Gehäuses angeordnet, so dass das Volumen des ersten Teilraums mit dem ersten elektrischen Spulenelement größer oder kleiner ist als das Volumen des zweiten Teilraums mit dem zweiten elektrischen Spulenelement. Diese, bezüglich der Anordnung der elektrischen Spulenelemente asymmetrische Bauform erleichtert das Starten des Innenrotors.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind die beiden elektrischen Spulenelemente in einem Querschnitt des Gehäuses senkrecht zur Drehachse des Innenrotors winkelig zueinander am Gehäuse angeordnet. Diese Variante ist besonders einfach zu fertigen und somit preisgünstig.
  • Besonders bevorzugt geht der Statorzahn in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse vom Gehäuse weg in einen Polschuh über, welcher den ersten und den zweiten Teilraum mit dem ersten bzw. zweiten elektrischen Spulenelement jeweils teilweise begrenzt. Auch diese Variante erfordert besonders wenig Bauraum.
  • Zweckmäßig kann das Gehäuse den Gehäuseinnenraum mit dem Innenrotor vollständig begrenzen. Auf diese Weise kann der Innenrotor besonders gut gegen jedwede Form äußerer Störeinflüsse geschützt werden. Bei geeigneter Wahl des Gehäusematerials kann der Gehäuseinnenraum außerdem wirksam gegen äußere elektromagnetische Störeinflüsse abgeschirmt werden.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform begrenzt das Gehäuse den Gehäuseinnenraum nur teilweise und besitzt in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse eine U-förmige Geometrie mit einer Basis und zwei von der Basis abstehenden Schenkeln. Bei dieser Variante ist das elektrische Spulenelement für einen Werker besonders gut zugänglich. Das zumindest eine elektrische Spulenelement ist bei dieser Variante an der Basis angeordnet. Die gilt bevorzugt auch für eine Weiterbildung der Variante mit zwei elektrischen Spulenelementen, die ebenfalls beide an der Basis angeordnet sind.
  • Als technisch besonders einfach zu realisieren und somit auch kostengünstig erweist sich eine weitere bevorzugte Ausführungsform, bei welcher ein erster Schenkel durch eine erste Gehäusewand und ein zweiter Schenkel durch eine zweite Gehäusewand gebildet sind. In dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse entspricht eine Innenkontur einer dem Gehäuseinnenraum zugewandten Innenseite zumindest einer Gehäusewand zumindest abschnittsweise einer Außenkontur des ringförmigen Innenrotors.
  • Besonders bevorzugt sind die beiden Gehäusewände in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse gekrümmt ausgebildet.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse mindestens zweiteilig ausgebildet. Bei dieser Variante bildet ein erstes Gehäuseteil den ersten Schenkel des U-förmigen Gehäuses und ein zweites Gehäuseteil die Basis und den zweiten Schenkel. Diese Variante erleichtert den Zusammenbau des Elektromotors und dabei insbesondere die Montage des Spulenelements am Gehäuse.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse dreiteilig ausgebildet. Bei dieser Variante bildet ein erstes Gehäuseteil den ersten Schenkel des U-förmigen Gehäuses und ein zweites Gehäuseteil den zweiten Schenkel des U-förmigen Gehäuses. Ein drittes Gehäuseteil bildet die Basis des U-förmigen Gehäuses. Auch diese Variante erleichtert den Zusammenbau des Elektromotors.
  • Zweckmäßig können das erste Spulenelement auf dem ersten Schenkel und das zweite Spulenelement auf dem zweiten Schenkel angeordnet sein. Der sich ergebende, symmetrische Aufbau sorgt für einen besonders hohen Wirkungsgrad des Elektromotors.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Gehäuse in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse U-förmig ausgebildet und umfasst eine Basis sowie zwei von der Basis abstehende Schenkel. Hierbei geht ein erster Schenkel zum Innenrotor hin in einen Polschuh über. Eine dem Innenrotor zugewandte Innenkontur entspricht dabei der Außenkontur des Innenrotors. Diese Variante lässt sich besonders einfach herstellen und ist daher besonders preisgünstig.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist das elektrische Spulenelement auf dem Polschuh angeordnet. Bei dieser Variante ist der Feldlinienverlauf der vom elektrischen Spulenelement erzeugten Feldlinien optimiert.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Gehäuse einen Gehäusedeckel, welcher den Gehäuseinnenraum verschließt. Auf diese Weise kann der Gehäuseinnenraum gegenüber der äußeren Umgebung des Elektromotors hermetisiert und somit insbesondere gegen unerwünschte äußere elektromagnetische Störeinflüsse geschützt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist die Statorwicklung des zumindest einen elektrischen Spulenelements direkt auf das Gehäuse aufgewickelt. Diese Variante des Elektromotors erfordert eine geringe Anzahl an Bauteilen und ist somit besonders einfach zu realisieren. Alternativ dazu kann das zumindest eine elektrische Spulenelement einen Wicklungsträger umfassen, auf welchem die Statorwicklung aufgewickelt ist und welcher an dem Gehäuse angebracht ist. Diese Variante ermöglicht die Montage des elektrischen Spulenelements samt Statorwicklung als Einheit und erleichtert somit die Montage des Spulenelements am Gehäuse. Dies gilt auch für eine Demontage des Spulenelements vom Gehäuse, falls dies – etwa im Reparaturfall – erforderlich werden sollte. Im Vergleich zu Elektromotoren mit direkter Bewicklung weist diese Variante mit einem auf das Gehäuse aufsteckbaren Wicklungsträger auch einen besonders hohen Kupfer-Füllfaktor auf.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einem voranstehend vorgestellten Elektromotor. Die Vorteile des Elektromotors übertragen sich daher auch auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
  • 18 Beispiele eines erfindungsgemäßen Elektromotors, jeweils in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung.
  • Die 1 zeigt in einer stark vereinfachten Darstellung ein erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1.
  • Der Elektromotor 1 umfasst ein in 1 nur schematisch angedeutetes Gehäuse 2, welches einen Gehäuseinnenraum 3 teilweise begrenzt. Weiterhin umfasst der Elektromotor 1 einen einphasig ausgebildeten Außenstator 4, der im Beispiel der 1 ein erstes elektrisches Spulenelement 5a mit einer ersten Statorwicklung 6a sowie ein zweites elektrisches Spulenelement 5b mit einer zweiten Statorwicklung 6b aufweist. Weiterhin ist im Gehäuseinnenraum 3 ein ringartig ausgebildeter Innenrotor 7 des Elektromotors 1 angeordnet. Der Innenrotor 7 umfasst einen Permanentmagneten 8, der im Beispiel der 1 einen magnetischen Südpol S und einen magnetischen Nordpol N aufweist. In Varianten des Beispiels kann auch eine größere Anzahl an magnetischen Polen N, S vorgesehen sein. Die magnetischen Pole N, S der Permanentmagnete 8 sind entlang der Umfangrichtung U des Innenrotors 7 mit abwechselnder Polarität (Nord, Süd) angeordnet. Der Innenrotor 7 ist drehbar am Gehäuse 2 gelagert und relativ zum Außenstator 4 und somit auch zum Gehäuse 2 um eine Drehachse D drehverstellbar. Die Darstellung der 1 zeigt demnach einen Querschnitt des Elektromotors 1 senkrecht zur Drehachse D.
  • Im Beispiel der 1 ist am Gehäuse 2 ein stiftartig ausgebildeter Statorzahn 9 vorgesehen. Der Statorzahn 9 ist an einer Gehäusewand 10 des Gehäuses 2 ausgebildet, steht von dieser ab und ragt in den Gehäuseinnenraums 3 hinein. Der Statorzahn 9 unterteilt den Gehäuseinnenraum 3 in einen ersten und in einen zweiten Teilraum 3a, 3b. Das erste Spulenelement 5a ist im ersten Teilraum 3a angeordnet. Das zweite Spulenelement 5b ist im zweiten Teilraum 3b angeordnet. Die beiden Spulenelemente 5a, 5b sind zur Ausbildung des einphasigen Außenstators 4 elektrisch zueinander in Reihe geschaltet, was in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht genauer dargestellt ist. Der Außenstator 4 benötigt folglich nur zwei elektrische Anschlüsse zum elektrischen Bestromen der beiden elektrischen Spulenelemente 5a, 5b.
  • In dem in 1 gezeigten Querschnitt senkrecht zur Drehachse D geht der stiftartig ausgebildete Statorzahn 9 vom Gehäuse 2 weg in einen Polschuh 11 über, welcher den ersten und den zweiten Teilraum 3a, 3b zusammen mit dem Statorzahn 9 jeweils teilweise begrenzt. Mittels des Statorzahns 9 kann der Feldlinienverlauf des vom Außenstator 4 erzeugten magnetischen Feldes optimiert werden. Der Statorzahn 9 kann lösbar, insbesondere mittels einer Steckverbindung, am Gehäuse 2 befestigt sein (in den Figuren nicht gezeigt).
  • Im Beispiel der 1 ist der Statorzahn 9 bzgl. einer Erstreckungsrichtung 12 der Gehäusewand 10 des Gehäuses 2 mittig an der Gehäusewand 10 angeordnet, so dass das Volumen des ersten Teilraums 3a mit dem ersten Spulenelement 5a gleich dem Volumen des zweiten Teilraums 3b mit dem zweiten Spulenelement 5b ist. Im Beispiel der 1 sind also die Abstände d1, d2 des Statorzahn 9 zu den einander gegenüberliegenden Gehäusewänden 13a, 13b, die mittels der Gehäusewand 10 miteinander verbunden sind, jeweils gleich.
  • Die 2 zeigt eine erste Variante des Beispiels der 1. Der Elektromotor 1 gemäß 2 unterscheidet sich vom Elektromotor gemäß 1 darin, dass der Statorzahn 9 im Beispiel der 2 nicht mittig, sondern außer-mittig an der Gehäusewand 10 des Gehäuses 2 angeordnet ist. Dies hat zur Folge, dass das Volumen des ersten Teilraums 3a mit dem ersten Spulenelement 5a größer ist als das Volumen des zweiten Teilraums 3b mit dem zweiten Spulenelement 5b. Im Beispiel der 2 sind also die Abstände d1, d2 des Statorzahn 9 zu den beiden einander gegenüberliegenden Gehäusewänden 13a, 13b, die sich in dem in den 1 und 2 gezeigten Querschnitt quer zur Gehäusewand 10 erstrecken, verschieden. Im Beispiel der 2 gilt dabei d1 > d2. Eine solche, nicht-mittige Anordnung der Gehäusewand 10 bezüglich der beiden Gehäusewände 13a, 13b erleichtert das Einschalten des Elektromotors 1, also das In-Bewegung-Setzen des Innenrotors 7. Weiterhin kann beim Elektromotor gemäß 2 gegenüber dem Elektromotor der 1 auf den Polschuh 11 verzichtet sein.
  • In 3 ist eine weitere, zweite Variante des Beispiels der 1 dargestellt. Beim Elektromotor 1 gemäß 3 ist gegenüber dem Elektromotor 1 gemäß 1 das Gehäuse 2 geschlossen ausgebildet, d. h. das Gehäuse 2 begrenzt den Gehäuseinnenraum 3 mit dem Innenrotor 7 vollständig. Die Variante der 3 kann auch mit der Variante der 2 kombiniert werden.
  • Die 4 zeigt eine weitere, dritte Variante des Beispiels der 1. Im Beispiel der 4 sind die beiden Spulenelemente 5a, 5b winkelig unter einem Winkel α relativ zueinander angeordnet, und nicht, wie im Beispiel der 1 unter einem Null-Winkel. Die winkelige Anordnung der beiden Spulenelemente 5a, 5b zueinander bezieht sich dabei auf eine jeweilige axiale Richtung A1, A2 der beiden Spulenelemente 5a, 5b, welche wiederum durch eine Hauptwicklungsrichtung der beiden Statorwicklungen 6a, 6b definiert sein kann. Im Beispiel der 4 ist also die Gehäusewand 10 nicht geradlinig, wie im Beispiel 1 und 3, sondern besitzt Unter-Wandabschnitte, die winkelig zueinander angeordnet sind.
  • Im Beispiel der 1, 2 und 4 begrenzt das Gehäuse 2 den Gehäuseinnenraum 3 jeweils nur teilweise, ist also offen ausgebildet und besitzt in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse D eine U-förmige Geometrie. Hierzu umfasst das Gehäuse 2 eine Basis 14 und zwei von der Basis 14 abstehende Schenkel 15a, 15b. In den vorangehend genannten Beispielen wird die Basis 14 von der Gehäusewand 10 gebildet, wohingegen die beiden Schenkel 15a, 15b von den beiden einander gegenüberliegenden Gehäusewänden 13a, 13b gebildet werden, die mittels der Gehäusewand 10 miteinander verbunden sind. Im Beispiel der 3 wird der Gehäuseinnenraum 3 durch eine der Gehäusewand 10 gegenüberliegende, weitere Gehäusewand 13c verschlossen.
  • In allen vorangehend erläuterten Beispielen gemäß den 1 bis 4 besitzt eine jeweilige Innenseite 16 der Gehäusewand 13a, also eines ersten Schenkels 15a, sowie der zweiten Gehäusewand 13b, also eines zweiten Schenkels 15b, abschnittsweise eine Innenkontur, die identisch ist zu einer Außenkontur des ringförmigen Innenrotors 7. In dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse D gemäß 4 sind die die beiden Schenkel 15a, 15b ausbildenden Gehäusewände 13a, 13b gekrümmt ausgebildet. Mit dieser Maßnahme geht ein verbesserter Feldlinienverlauf des magnetischen Feldes im Gehäuseinnenraum 3 einher.
  • 5 zeigt eine Variante des Beispiels der 4. Der Elektromotor 1 der 5 unterscheidet sich vom Elektromotor 1 gemäß 4 darin, dass die beiden Spulenelemente 5a, 5b nicht winkelig, sondern unter einem Null-Winkel – in analoger Weise zum Beispiel der 1 bis 3 – zueinander angeordnet sind. Ansonsten gelten hier die Erläuterungen zur 4 analog.
  • Im Beispiel der 1 bis 5 sind die beiden Spulenelemente 5a, 5b jeweils an der Basis 14, also an der Gehäusewand 10 angeordnet. Demgegenüber zeigt die 6 eine Variante des Beispiels der 1, bei welcher die beiden Spulenelemente 5a, 5b jeweils an einem Schenkel 15a, 15b angeordnet sind. Das erste Spulenelement 5a ist also an der den ersten Schenkel 15a ausbildenden ersten Gehäusewand 13a angeordnet. Das zweite Spulenelement 5b ist entsprechend an der den zweiten Schenkel 15b ausbildenden zweiten Gehäusewand 13b angeordnet. Gegenüber dem Beispiel der 1 ist im Beispiel der 6 auf den Statorzahn 9 verzichtet.
  • Es ist klar, dass trotz dieser Unterschiedsmerkmale das Beispiel der 6 mit den Beispielen der 1 bis 5, soweit sinnvoll, kombiniert werden kann.
  • 7 zeigt eine weitere, sechste Variante des Beispiels der 1. Der Elektromotor 1 gemäß 7 unterscheidet sich vom Elektromotor 1 gemäß 1 darin, dass nur ein einziges Spulenelement 5a vorgesehen ist. Auf das zweite Spulenelement 5b ist im Beispiel der 7 also verzichtet. Wie 7 erkennen lässt, ist das einzige Spulenelement 5a auf der die Basis 14 ausbildenden Gehäusewand 10 angeordnet.
  • 8 zeigt eine weitere, siebte Variante des Beispiels der 1. Beim Beispiel der 8 geht die den ersten Schenkel 15a ausbildende Gehäusewand 13a zum Innenrotor 7 hin in einen Polschuh 17 über, dessen dem Innenrotor 7 zugewandte Innenkontur identisch zur Außenkontur des Innenrotors 7 ist. Das einzige Spulenelement 5a ist dabei auf dem Polschuh 17 angeordnet. Das U-förmige Gehäuse 2 kann optional mittels eines Gehäusedeckels 18 verschlossen sein, welcher der Gehäusewand 10 gegenüberliegt. In diesem Fall wird der Gehäuseinnenraum 3 vom Gehäuse 2 mit der Gehäusewand 10, den beiden Gehäusewänden 13a, 13b sowie dem Gehäusedeckel 18 vollständig begrenzt. Dies bewirkt eine verbesserte Abschirmung des Gehäuseinnenraums 3.
  • Bei oben erläuterten Beispielen mit U-förmigen Gehäuse-Geometrien kann das Gehäuse 2 zweiteilig ausgebildet sein. Denkbar ist, dass ein erstes Gehäuseteil 19a den ersten Schenkel 15a des U-förmigen Gehäuses 2 und ein zweites Gehäuseteil 19b die Basis 14 einschließlich des zweiten Schenkels 15b bildet. Die beiden Gehäuseteile 19a, 19b können beispielsweise mittels einer Rast- oder Steckverbindung aneinander befestigbar ausgebildet sein. Ein solches Szenario ist exemplarisch der 7 gezeigt, kann aber, soweit sinnvoll, auch in den Beispielen der verbleibenden 1 bis 6 und 8 realisiert sein.
  • Alternativ dazu ist aber für alle voranstehend genannten Beispiele gemäß den 1 bis 8 auch eine dreiteilige Ausbildung des Gehäuses 2 vorstellbar. In diesem Fall bildet ein erstes Gehäuseteil 19a den ersten Schenkel 15a des U-förmigen Gehäuses und ein zweites Gehäuseteil 19b den zweiten Schenkel des U-förmigen Gehäuses. Die Basis 14 des U-förmigen Gehäuses 2 ist in diesem Szenario durch ein drittes Gehäuseteil gebildet. Die einzelnen Gehäuseteile können beispielsweise mittels einer Rast- oder Steckverbindung aneinander befestigbar ausgebildet sein.
  • In allen voranstehend erläuterten Beispielen kann die Statorwicklung 6a, 6b des jeweiligen Spulenelements 5a, 5b direkt auf das Gehäuse 2 bzw. auf die entsprechende Gehäusewand 10, 13a, 13b des Gehäuses 2 aufgewickelt sein. Alternativ dazu kann das jeweilige Spulenelement 5a, 5b einen Wicklungsträger umfassen, auf welchem die Statorwicklung 6a, 6b aufgewickelt ist und welcher an dem Gehäuse 2 angebracht ist. In diesem Fall kann die Statorwicklung 6a, 6b zunächst auf den Wicklungsträger gewickelt werden und anschließend der Wicklungsträger mit der Statorwicklung 6a, 6b als Einheit am Gehäuse 2 angebracht werden.
  • Die oben beschriebene zweiteilige, dreiteilige oder mehrteilige Ausbildung des Gehäuses 2 erleichtert den Zusammenbau des Elektromotors 1. Dies gilt auch für die Anbringung der Spulenelemente 5a, 5b am Gehäuse 2. Insbesondere für den Fall, dass die Spulenelemente 5a, 5b wie oben beschrieben Wicklungsträger umfassen, erleichtert eine zweiteilige, dreiteilige oder sogar mehrteilige Ausbildung des Gehäuses 2 die Montage der elektrischen Spulenelemente 5a, 5b am Gehäuse 2. In diesem Fall können die Wicklungsträger der Spulenelemente 5a, 5b vor dem Zusammenbau oder im Zuge des Zusammenbaus der Gehäuseteile 19a, 19b, 19c auf das jeweilige Gehäuseteil 19a, 19b, 19c aufgeschoben oder aufgesteckt werden.
  • Die Variante eines Spulenelements 5a mit aufsteckbarem Wicklungsträger bietet sich insbesondere für das Beispiel der 7 an, wenn das Gehäuse 2 zweiteilig mit zwei Gehäuseteilen 19a, 19b oder dreiteilig mit drei Gehäuseteilen 19a, 19b, 19c ausgebildet ist. In diesem Fall kann der Wicklungsträger auf die Gehäusewand 10 aufgesteckt werden.
  • Ist das Gehäuse 2 hingegen einteilig ausgebildet, so erweist sich eine direkte Bewicklung des Gehäuses 2 bzw. der Gehäusewand 10 als vorteilhaft.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006004313 A1 [0002]

Claims (18)

  1. Elektromotor (1), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, – mit einem einen Gehäuseinnenraum (3) zumindest teilweise begrenzenden Gehäuse (2), – mit einem einphasig ausgebildeten Außenstator (4), der wenigstens ein elektrisches Spulenelement (5a, 5b) mit einer Statorwicklung (6a, 6b) aufweist, – mit einem im Gehäuseinnenraum (3) angeordneten und ringartig ausgebildeten Innenrotor (7), welcher einen Permanentmagneten (8) mit wenigstens zwei magnetischen Polen (N, S) aufweist und relativ zum Außenstator (4) um eine Drehachse (D) drehbar am Gehäuse (2) gelagert ist.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – am Gehäuse (2) wenigstens ein stiftartig ausgebildeter Statorzahn (9) vorgesehen ist, welcher den Gehäuseinnenraum (3) in einen ersten und einen zweiten Teilraum (3a, 3b) unterteilt, – ein erstes elektrisches Spulenelement (5a) im ersten Teilraum (3a) und ein zweites elektrisches Spulenelement (5b) im zweiten Teilraum (3b) angeordnet ist und die beiden Spulenelemente (5a, 5b) elektrisch zueinander in Reihe geschaltet sind.
  3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorzahn (9) außer-mittig an einer Gehäusewand (10) des Gehäuses (2) angeordnet ist, derart, dass das Volumen des ersten Teilraums (3a) mit dem ersten elektrischen Spulenelement (5a) größer oder kleiner ist als das Volumen des zweiten Teilraums (3b) mit dem zweiten elektrischen Spulenelement (5b).
  4. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Statorzahn (9) mittig an einer Gehäusewand (10) des Gehäuses (2) angeordnet ist, so dass das Volumen des ersten Teilraums (3a) mit dem ersten elektrischen Spulenelement (5a) im Wesentlichen gleich dem Volumen des zweiten Teilraums (3b) mit dem zweiten elektrischen Spulenelement (5b) ist.
  5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Querschnitt des Gehäuses (2) senkrecht zur Drehachse (D) die beiden elektrischen Spulenelemente (5a, 5b) winkelig zueinander angeordnet sind.
  6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse (D) der Statorzahn (9) vom Gehäuse (2) weg in einen Polschuh (11) übergeht, welcher den ersten und den zweiten Teilraum (3a, 3b) mit dem ersten bzw. zweiten Spulenelement (5a, 5b) jeweils teilweise begrenzt.
  7. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) den Gehäuseinnenraum (3) mit dem darin angeordneten Innenrotor (7) vollständig begrenzt.
  8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) den Gehäuseinnenraum (3) teilweise begrenzt und in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse (D) eine U-förmige Geometrie mit einer Basis (14) und zwei von der Basis (14) abstehenden Schenkeln (15a, 15b) aufweist, wobei das wenigstens eine elektrische Spulenelement (5a, 5b), vorzugsweise beide Spulenelemente (5a, 5b), an der Basis (14) angeordnet ist/sind.
  9. Elektromotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Schenkel (15a) durch eine erste Gehäusewand (13a) und ein zweiter Schenkel (15b) durch eine zweite Gehäusewand (13b) gebildet sind, wobei in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse (D) eine Innenkontur einer dem Gehäuseinnenraum (3) zugewandten Innenseite (16) zumindest einer Gehäusewand (13a, 13b), vorzugsweise beider Gehäusewände (13a, 13b), zumindest abschnittsweise, vorzugsweise vollständig, einer Außenkontur des ringförmigen Innenrotors (7) entspricht.
  10. Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäusewände (13a, 13b) in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse (D) zumindest abschnittsweise gekrümmt ausgebildet sind.
  11. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Gehäuseteil (19a) den ersten Schenkel (15a) des U-förmigen Gehäuses (2) und ein zweites Gehäuseteil (19b) die Basis (14) und den zweiten Schenkel (15b) bildet.
  12. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) dreiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Gehäuseteil (19a) den ersten Schenkel (15a) des U-förmigen Gehäuses (2) und ein zweites Gehäuseteil (19b) den zweiten Schenkel (15b) des U-förmigen Gehäuses bildet und ein drittes Gehäuseteil (19c) die Basis (14) des U-förmigen Gehäuses (2) bildet.
  13. Elektromotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste elektrische Spulenelement (5a) an dem ersten Schenkel (15a) und das zweite elektrische Spulenelement (5b) an dem zweiten Schenkel (15b) angeordnet ist.
  14. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) in dem Querschnitt senkrecht zur Drehachse (D) U-förmig ausgebildet ist und eine Basis (14) und zwei von der Basis (14) abstehende Schenkel (15a, 15b) aufweist, ein erster Schenkel (15a) zum Innenrotor hin in einen Polschuh (17) übergeht, dessen dem Innenrotor (7) zugewandte Innenkontur im Wesentlichen identisch zu der Außenkontur des Innenrotors (7) ist.
  15. Elektromotor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine elektrische Spulenelement (5a) auf dem Polschuh (17) angeordnet ist.
  16. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) einen Gehäusedeckel (18) umfasst, welcher den Gehäuseinnenraum (3) verschließt.
  17. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklung (6a, 6b) des zumindest einen elektrischen Spulenelements (5a, 5b) direkt auf das Gehäuse (2) aufgewickelt ist, oder dass das zumindest eine elektrische Spulenelement (5a, 5b) einen Wicklungsträger umfasst, auf welchem die Statorwicklung (6a, 6b) aufgewickelt ist und welcher an dem Gehäuse (2) angebracht ist.
  18. Kraftfahrzeug mit wenigstens einem Elektromotor (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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