DE102016220269A1

DE102016220269A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE102016220269A1
Application number: DE102016220269.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bielesch
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-04-19

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor (1), der zum Beispiel als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet sein kann. Der Elektromotor (1) umfasst einen Stator (2), der eine Motorwicklung (5) mit einem oder mehreren Strängen (6) aufweist, einen Rotor (3) und eine Anschlussplatte (10), die an einem axialen Anschlussende (11) des Stators (2) befestigt ist. Der Stator (2) weist an dem Anschlussende (11) für jeden Strang (6) der Motorwicklung (5) ein Stromkontaktelement (13) auf, das mit dem jeweiligen Strang (6) elektrisch verbunden ist. Die Anschlussplatte (10) weist für jeden Strang (6) der Motorwicklung (5) einen elektrischen Stromkontakt (17) zum Anschließen des Elektromotors (1) an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, vorzugsweise einen bürstenlosen Elektromotor, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Kombination aus einem derartigen Elektromotor und einem Stecker, mit dessen Hilfe der Elektromotor an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung anschließbar ist.
Ein bürstenloser Elektromotor arbeitet beispielsweise als Wechselstrommotor oder als Gleichstrommotor oder als Reluktanzmotor.
Betrachtet man beispielsweise die Ausführung als Gleichstrommotor, so besitzt dieser eine elektronische Kommutierung und wird häufig auch als BLDC-Motor bezeichnet, wobei BLDC für „Brushless Direct Current“ steht.
Ein gattungsgemäßer Elektromotor ist aus der WO 2004/091072 A1 bekannt. Er besitzt einen Stator, der eine mehrsträngige Motorwicklung aufweist, sowie einen Rotor, der mindestens einen Permanentmagneten aufweist. Ferner ist eine Anschlussplatte vorgesehen, die an einem axialen Anschlussende des Stators befestigt ist. Der Stator weist an diesem Anschlussende für jeden Strang der Motorwicklung ein Stromkontaktelement auf, das mit dem jeweiligen Strang elektrisch verbunden ist. Die Anschlussplatte ist nun für jeden Strang der Motorwicklung mit einem elektrischen Stromkontakt zum Anschließen des Elektromotors an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung ausgestattet. Beim bekannten Elektromotor sind die Stromkontakte der Anschlussplatte mit Hilfe eines Stanzgitters mit komplementär zu den Stromkontaktelementen ausgestalteten Gegenkontakten elektrisch verbunden, die ebenfalls an der Anschlussplatte ausgebildet sind. Das Stanzgitter, die Stromkontakte und die Gegenkontakte sind separate Bauteile und sind vom Kunststoff der Anschlussplatte umspritzt. Die Herstellung dieser Anschlussplatte und somit des damit ausgestatteten Elektromotors ist vergleichsweise kostenintensiv.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Elektromotor der beispielsweise vorstehend beschriebenen Art bzw. für eine damit ausgestattete Kombination eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen reduzierten Herstellungsaufwand und somit durch reduzierte Herstellungskosten auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die zum elektrischen Anschließen des Elektromotors an die Energieversorgung und/oder an die Motorsteuerung benötigten Stromkontakte unmittelbar durch Kontaktbereiche der Stromkontaktelemente zu bilden. Um eine elektrische Kontaktierung dieser Stromkontakte bzw. dieser Kontaktbereiche zu ermöglichen, wird ferner vorgeschlagen, die Anschlussplatte für die Stromkontakte mit wenigstens einer axialen Durchgangsöffnung zu versehen. Dabei kann den Stromkontakten jeweils eine separate Durchgangsöffnung zugeordnet sein. Ebenso ist denkbar mehrere oder allen Stromkontakten eine gemeinsame Durchgangsöffnung zuzuordnen. Mit Hilfe der jeweiligen Durchgangsöffnung ist es möglich, die statorseitigen Stromkontaktelemente unmittelbar elektrisch zu kontaktieren, beispielsweise mit Hilfe eines entsprechend ausgestalteten Steckers, der zu den Strom kontakten bzw. zu den Kontaktbereichen komplementäre Gegenkontakte aufweist. Da somit keine separaten Elemente für die elektrische Kontaktierung innerhalb der Anschlussplatte verlegt werden müssen, reduziert sich der Herstellungsaufwand für die Anschlussplatte signifikant, was die Herstellungskosten für die Anschlussplatte und letztlich für den Elektromotor reduziert.
Im Einzelnen schlägt die Erfindung vor, den jeweiligen Stromkontakt durch einen Kontaktbereich des jeweiligen Stromkontaktelements zu bilden und für den jeweiligen Kontaktbereich eine axiale Durchgangsöffnung in der Anschlussplatte vorzusehen. Die Anschlussplatte ist bevorzugt aus Aluminium mittels Druckguss hergestellt. Die Anschlussplatte kann aber auch ein Tiefziehteil sein. Alternativ sind Anschlussplatten bestehend aus Kunststoff denkbar, da diese preiswert sind und elektrisch isolieren. Der Stator besteht dagegen bevorzugt aus laminierten gestanzten Eisenblechen. Der Stator wird zweckmäßig an die Anschlussplatte angeschraubt.
Besonders vorteilhaft lässt sich dieser Gedanke bei einem als Außenläufer ausgestalteten Elektromotor realisieren, der sich dadurch charakterisiert, dass der Stator radial innenliegend angeordnet ist, während der Rotor radial außenliegend angeordnet ist.
Im vorliegenden Zusammenhang wird die Axialrichtung des Elektromotors durch die Rotationsachse des Rotors definiert. Üblicherweise fällt die Rotationsachse mit einer Längsmittelachse des Elektromotors zusammen. Die Axialrichtung erstreckt sich somit parallel zur Rotationsachse. Die Radialrichtung verläuft senkrecht zur Axialrichtung und steht insbesondere senkrecht auf der Rotationsachse. Die Umfangsrichtung bezieht sich ebenfalls auf die Rotationsachse und läuft um diese um.
Die Stromversorgung des Elektromotors kann mehrphasig ausgestaltet sein. Insbesondere kann dann den einzelnen Stromkontakten jeweils eine Phase zugeordnet sein.
Grundsätzlich kann für zwei oder mehr oder für alle Stromkontakte bzw. Kontaktbereiche eine gemeinsame Durchgangsöffnung vorgesehen sein. Bevorzugt ist dagegen eine Ausführungsform, bei der die Anschlussplatte für jeden Kontaktbereich eine separate Durchgangsöffnung aufweist.
Bevorzugt ist der Elektromotor als bürstenloser Elektromotor ausgestaltet. Dabei kann der Elektromotor vorzugsweise als Gleichstrommotor oder als Wechselstrommotor oder als Reluktanzmotor ausgestaltet sein. Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor realisieren.
Zweckmäßig weist der Rotor mindestens einen Permanentmagneten auf. Alternativ kann der Rotor auch nach dem Prinzip des magnetischen Rückschlusses arbeiten, z.B. bei einem Reluktanzmotor, so dass er grundsätzlich ohne Permanentmagnete auskommt.
Am Anschlussende des Stators kann bei einer vorteilhaften Ausführungsform außerdem ein Massekontaktelement angeordnet sein, das mit dem Motorgehäuse und/oder mit dem Stator elektrisch verbunden ist und das einen Kontaktbereich aufweist, der einen Massekontakt zum Anschließen an eine Massung oder Erdung bildet. Die Anschlussplatte kann nun eine weitere Durchgangsöffnung für dieses Massekontaktelement aufweisen. Mit Hilfe dieser Maßnahme kann die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des Elektromotors verbessert werden. Je nach Zielsetzung der jeweiligen EMV-Maßnahme kann zwischen Massung und Erdung unterschieden werden. Während Maßnahmen zur Erdung die Sicherheit, also die Reduzierung von Gefahren für Personen und Sachen in der Peripherie des Elektromotors betreffen, betreffen EMV-Maßnahmen zur Massung die Erhöhung eine zuverlässigen Funktion des Elektromotors in seiner Umgebung. Massung und Erdung können auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Elektromotor ein metallisches Motorgehäuse aufweisen, mit dem der Stator fest verbunden ist und an dem der Rotor um seine Rotationsachse drehbar gelagert ist.
Bei einfach aufgebauten Elektromotoren, die als Außenläufer ausgestaltet sind, kann das metallische Motorgehäuse weitgehend oder vollständig durch den Stator gebildet sein. Im Extremfall bildet somit der Stator bereits das Motorgehäuse, so dass an sich kein separates Motorgehäuse erforderlich ist. Dementsprechend ist bei den Fällen, bei denen der Stator das Motorgehäuse bildet, der Rotor am Stator drehbar gelagert.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können sich die Kontaktbereiche in die jeweilige Durchgangsöffnung hinein erstrecken. Insbesondere ist dadurch eine verdeckte bzw. versenkte Anordnung der Kontaktbereiche möglich, bei der die Kontaktbereiche nicht über die, insbesondere ebene, Außenseite der Anschlussplatte vorstehen.
Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der sich die Kontaktbereiche durch die jeweilige Durchgangsöffnung hindurch erstrecken, so dass sie an der, insbesondere ebenen, Außenseite der Anschlussplatte vorstehen. Dies erleichtert den Aufbau eines dazu komplementären Steckers.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann die jeweilige Durchgangsöffnung mit einer Dichtung und/oder Dichtungsmasse dicht verschlossen sein, wobei das jeweilige Kontaktelement die Dichtungsmasse axial durchsetzt. In der Folge kann sich der zugehörige Kontaktbereich an einer vom Anschlussende abgewandten Seite der Dichtungsmasse befinden. Somit kann die Anschlussplatte trotz der Durchgangsöffnungen für Schmutz und Flüssigkeiten dicht ausgestaltet werden.
Zweckmäßig umschließt dabei die Dichtungsmasse das jeweilige Kontaktelement innerhalb der Durchgangsöffnungen in der Umfangsrichtung vollständig, so dass keine elektrische Verbindung zwischen Kontaktelement und Anschlussplatte vorliegt. In diesem Fall kann die Anschlussplatte aus einem Metall hergestellt sein, z.B. Aluminiumdruckguss. Auf eine solche elektrische Isolierung kann verzichtet werden, wenn die Anschlussplatte aus Kunststoff besteht.
Bei einer anderen Ausführungsform kann an der Außenseite der Anschlussplatte in einem die Durchgangsöffnung aufweisenden Anschlussbereich ein Stecker zum Anschließen des Elektromotors an die Energieversorgung anbringbar sein. Mit anderen Worten, der Anschlussbereich ist zum Anbringen eines derartigen Steckers ausgestaltet. Zum Beispiel können Teile von mehrteiligen Befestigungs- und/oder Sicherungsmitteln, z.B. Rastverbindungen, an der Anschlussplatte ausgebildet sein, wobei die dazu komplementären anderen Teile dieser Befestigungs- und/oder Sicherungsmittel dann am Stecker ausgebildet sind. Mit Hilfe eines derartigen Steckers können auf besonders einfache Weise sämtliche Kontaktbereiche gleichzeitig elektrisch kontaktiert werden.
Bevorzugt ist eine Weiterbildung, bei der zum Anbringen des Steckers an der Anschlussplatte eine Buchse an der Außenseite der Anschlussplatte ausgebildet ist, die komplementär zum Stecker geformt ist und die den Anschlussbereich aufweist. Zweckmäßig ist dabei die Buchse integral an der Anschlussplatte ausgeformt. Vorzugsweise wird die Anschlussplatte aus Kunststoff hergestellt, wodurch sich auch die Buchse besonders einfach integrieren lässt.
Bei einer anderen Weiterbildung kann die Buchse zum axialen Stecken des Steckers ausgestaltet sein. Hierdurch gestaltet sich die elektrische Kontaktierung besonders einfach und preiswert. Zweckmäßig kann der Stecker auf geeignete Weise an der Anschlussplatte, vorzugsweise in der Buchse, gesichert sein, um ein unerwünschtes Lösen des Steckers zu verhindern. Hierbei können grundsätzliche beliebige Befestigungsmittel und Sicherungsmittel zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel Schraubverbindungen und Rastverbindungen.
Bei einer anderen Ausführungsform kann an der Anschlussplatte bzw. an der ggf. vorhandenen Buchse oder am Stecker eine axial wirkende Anschlussbereichsdichtung ausgebildet sein, die den Anschlussbereich beispielsweise in Umfangsrichtung geschlossen, vorzugsweise ringförmig, insbesondere kreisförmig oder rechteckig oder oval, einfasst und den Stecker gegenüber der Anschlussplatte bzw. gegenüber der Buchse dichtet. Hierdurch lässt sich dauerhaft eine sichere elektrische Kontaktierung gewährleisten.
Zusätzlich oder alternativ kann an der Anschlussplatte bzw. an der ggf. vorhandenen Buchse oder am Stecker für die jeweilige Durchgangsöffnung eine axial wirkende Kontaktbereichsdichtung ausgebildet sein, die die jeweilige Durchgangsöffnung beispielsweise in Umfangsrichtung geschlossen, vorzugsweise ringförmig, insbesondere kreisförmig oder rechteckig oder oval, einfasst und den Stecker gegenüber der Anschlussplatte bzw. gegenüber der Buchse dichtet. Auch diese Maßnahme führt zu einer dauerhaft zuverlässigen elektrischen Kontaktierung.
Eine erfindungsgemäße Kombination umfasst einen Elektromotor der vorstehend beschriebenen Art sowie einen Stecker. Der Stecker weist für jeden Kontaktbereich des Elektromotors einen dazu komplementären Gegenkontakt zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen dem jeweiligen Kontaktbereich und dem zugehörigen Gegenkontakt auf. Ferner weist der Stecker für jeden Gegenkontakt ein elektrisch leitendes Kabel zum Führen des elektrischen Stroms auf, das mit dem jeweiligen Gegenkontakt elektrisch verbunden ist und das an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung anschließbar ist.
Im vorliegenden Zusammenhang umfasst der Begriff „Kontaktelement“ einerseits die bei allen Ausführungsformen vorhandenen Stromkontaktelemente und andererseits das nur bei speziellen Ausführungsformen vorhandene Massekontaktelement.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Kombination kann ein Elektromotor verwendet werden, der ein metallisches Motorgehäuse aufweist, mit dem der Stator fest verbunden ist und an dem der Rotor um seine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Ferner weist bei diesem Elektromotor das Anschlussende außerdem ein Massekontaktelement auf, das mit dem Motorgehäuse elektrisch verbunden ist und das einen Kontaktbereich aufweist, der einen Massekontakt zum Anschließen an eine Massung oder an eine Erdung bildet. Die zugehörige Anschlussplatte weist dann eine weitere Durchgangsöffnung für dieses Massekontaktelement auf. Der zugehörige Stecker besitzt dann für jeden Stromkontakt einen dazu komplementären Stromgegenkontakt, der mit dem jeweiligen Kabel elektrisch verbunden ist. Außerdem besitzt der Stecker für den Massekontakt einen dazu komplementären Massegegenkontakt, der mit einer Abschirmhülle elektrisch verbunden ist, welche die Kabel umhüllt. Durch diese Maßnahme kann die elektromagnetische Verträglichkeit der Kombination erheblich verbessert werden.
Die Stromkontaktelemente sind zweckmäßig als Gleichteile konzipiert. Das Massekontaktelement kann insbesondere baugleich zu den Stromkontaktelementen ausgestaltet sein.
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,

1 eine isometrische Ansicht eines Elektromotors ohne Anschlussplatte,
2 eine vereinfachte axiale Ansicht des Elektromotors mit Anschlussplatte,
3 eine vereinfachte isometrische Ansicht des Elektromotors mit Anschlussplatte,
4 eine Axialansicht des Elektromotors mit Anschlussplatte,
5 eine Ansicht eines Steckers von unten,
6 eine Ansicht des Steckers von oben bei transparentem Steckergehäuse und bei am Elektromotor angebrachtem Stecker.

Entsprechend 1 umfasst ein Elektromotor 1, der als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet ist, einen Stator 2 und einen Rotor 3. Im hier gezeigten bevorzugten Beispiel ist der Elektromotor 1 als Außenläufer ausgestaltet, so dass der Stator 2 radial innen liegt, während der Rotor 3 radial außen liegt. Ferner ist der Stator 2 konzentrisch innerhalb des Rotors 3 angeordnet. Im Betrieb des Elektromotors 1 rotiert der Rotor 3 um eine Rotationsachse 4, die gleichzeitig eine Längsmittelachse des Elektromotors 1 repräsentiert. Die Rotationsachse 4 definiert ferner die Axialrichtung des Elektromotors 1, die parallel zur Rotationsachse 4 verläuft, sowie eine Radialrichtung, die quer zur Axialrichtung verläuft. Ferner bezieht sich eine Umfangsrichtung 9 ebenfalls auf die Rotationsachse 4, so dass sie um die Rotationsachse 4 umläuft.
Der Stator 2 weist eine Motorwicklung 5 auf, die mehrere Stränge 6 besitzt, denen im Betrieb des Elektromotors 1 jeweils eine elektrische Phase zugeordnet ist. Im Beispiel ist der Elektromotor 1 mit einer dreisträngigen Motorwicklung 5 ausgestattet, so dass sie drei Stränge 6 aufweist, wobei jedem Strang 6 jeweils vier Spulen 7 zugeordnet sind. Es ist klar, dass grundsätzlich auch mehr oder weniger als drei Stränge 6 innerhalb der Motorwicklung 5 vorhanden sein können. Der Rotor 3 weist zumindest einen Permanentmagneten 8 auf. Im gezeigten Beispiel sind acht separate Permanentmagnete 8 vorgesehen, die in der Umfangsrichtung 9 entlang des Rotors 3 gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
Entsprechend den 2 bis 4 und 6 ist der Elektromotor 1 außerdem mit einer Anschlussplatte 10 ausgestattet, die an einem in 1 gezeigten axialen Anschlussende 11 des Stators 2 befestigt ist. Die Anschlussplatte 10 weist bei den hier gezeigten Beispielen mehrere radial abstehende Befestigungsabschnitte 12 auf, mit deren Hilfe der gesamte Elektromotor 1 an einer Peripherie befestigt werden kann. Die Anschlussplatte 10 dient dabei zum Anflanschen des Elektromotors 1 an besagte Peripherie und kann daher auch als Flanschplatte bezeichnet werden. Zweckmäßig ist die Anschlussplatte 10 aus einem Kunststoff hergestellt.
Gemäß 1 weist der Stator 2 an seinem Anschlussende 11 für jeden Strang 6 der Motorwicklung 5 ein Stromkontaktelement 13 auf. Dementsprechend sind im hier gezeigten Beispiel genau drei Stromkontaktelemente 13 vorgesehen, so dass jedem Strang 6 genau ein Stromkontaktelement 13 zugeordnet ist. Das jeweilige Stromkontaktelement 13 ist auf geeignete Weise mit dem jeweils zugeordneten Strang 6 elektrisch verbunden. Beispielsweise kann das jeweilige Stromkontaktelement 13 hierzu zwei Klemmbereiche 14 aufweisen, die jeweils eine Klemmverbindung mit einem Drahtende 15 bewirken, wobei die Drahtenden 15 jeweils zu einem Draht 16 gehören, der den jeweiligen Strang 6 bzw. die zugehörigen Spulen 7 des jeweiligen Strangs 6 bildet. Somit sind die Stromkontaktelemente 13 in die Wicklung 5 integriert bzw. eingeschleift.
Gemäß den 2 bis 4 und 6 besitzt die Anschlussplatte 10 für jeden Strang 6 der Motorwicklung 5 einen elektrischen Stromkontakt 17, über den der Elektromotor 1 an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung anschließbar ist. Diese Motorsteuerung ist dann ihrerseits an die Energieversorgung angeschlossen. Beim hier vorgestellten Elektromotor sind diese Stromkontakte 17 jeweils durch einen Kontaktbereich 18 von jeweils einem Stromkontaktelement 13 gebildet. Der jeweilige Kontaktbereich 18 erstreckt sich dabei axial und steht vom Anschlussende 11 des Stators 2 axial ab. Im Beispiel der 1 weist das jeweilige Stromkontaktelement 13 außerdem einen Fixierbereich 19 auf, der in einen dazu komplementären Schlitz 20 eingesteckt ist, der hierzu im Anschlussende 11 des Stators 2 vorgesehen ist. Dementsprechend erstreckt sich der jeweilige Fixierbereich 19 gegenüberliegend des Kontaktbereichs 18 axial. Der Stator ist 2 ist zumindest im Bereich des Anschlussendes 11 bzw. im Bereich der Stromkontaktelemente 13 elektrisch nicht leitend ausgestaltet. Dies kann z.B. durch eine am Anschlussende 11 angebrachte elektrische Isolierung erfolgen oder dadurch erfolgen, dass der Stator 2 im Bereich des Anschlussendes 11 aus einem Kunststoff hergestellt ist.
Gemäß den 2 bis 4 und 6 weist die Anschlussplatte 10 für jeden Kontaktbereich 18 eine separate Durchgangsöffnung 21 auf, die von der Außenseite des Elektromotors 1 her eine elektrische Kontaktierung mit den Kontaktbereichen 18 ermöglicht, um den Elektromotor 1 an die Energieversorgung anschließen zu können.
Im Beispiel der 4 ist außerdem eine weitere separate Durchgangsöffnung 21' mit unterbrochener Linie angedeutet, die für ein Massekontaktelement 13' vorgesehen ist. Ein derartiges Massekontaktelement 13' kann am Anschlussende 11 des Stators 2 angeordnet sein und mit einem hier nicht gezeigten metallischen Motorgehäuse des Elektromotors 1 elektrisch verbunden sein. Das Motorgehäuse ist dabei in üblicher Weise fest mit dem Stator 2 verbunden, während der Rotor 3 am Motorgehäuse drehbar gelagert ist. Sofern wie hier die Stromkontaktelemente 13 unmittelbar mit dem Anschlussende 11 des Stators 2 in Kontakt stehen, ist der Stator 2 zweckmäßig zumindest im Bereich dieses Anschlussendes 11 aus Kunststoff hergestellt. Dabei kann der Stator 2 in üblicher Weise Metallbleche aufweisen, um Spulenkerne für die einzelnen Wicklungen 7 und Polschuhe zu bilden, die mit den Magneten 8 zusammenwirken. Auch das vorstehend genannte Massekontaktelement besitzt einen Kontaktbereich 18', der einen Massekontakt 17' zum Anschließen einer Masse bildet. Die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen für die Kontaktbereiche 18 der Stromkontaktelemente 13 lassen sich auf entsprechende Weise auch für den Kontaktbereich 18' des Massekontaktelements 13' realisieren.
Die Stromkontaktelemente 13 sind zweckmäßig Gleichteile. Das Massekontaktelement 13' ist zweckmäßig identisch wie die Stromkontaktelemente 13 ausgestaltet.
Grundsätzlich können sich die Kontaktbereiche 18 bis in die jeweilige Durchgangsöffnung 21 hinein erstrecken. Dabei ist eine versenkte Anordnung möglich, so dass die Kontaktbereiche 18 nicht über eine vom Stator 2 abgewandte Außenseite 22 der Anschlussplatte 10 vorstehen. Bevorzugt ist jedoch gemäß 3 eine Ausführungsform, bei der sich die Kontaktebereiche 18 durch die jeweilige Durchgangsöffnung 21 hindurch erstrecken, und zwar so weit, dass sie an der Außenseite 22 der Anschlussplatte 10 axial über die Anschlussplatte 10 vorstehen und dort vorzugsweise freistehend enden.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Durchgangsöffnung 21 gemäß den 2 und 4 mit einer Dichtung 23 und/oder Dichtungsmasse 23 dicht verschlossen ist. Dabei durchsetzt das jeweilige Kontaktelement 13 bzw. der zugehörige Kontaktbereich 18 diese Dichtungsmasse 23 bzw. die Dichtung 23 so weit, dass sich der zugehörige Kontaktbereich 18 an einer vom Anschlussende 11 abgewandten Seite der Dichtung 23 befindet. Zweckmäßig sind die Kontaktelemente 13 bzw. deren Kontaktbereiche 18 in der zugehörigen Durchgangsöffnung 21 so positioniert, dass sie die Anschlussplatte 11 nicht berühren. Insbesondere kann die Dichtung 23 somit das jeweilige Kontaktelement 13 bzw. dessen Kontaktbereich 18 in der Umfangsrichtung 9 vollständig umschließen.
Gemäß 4 kann an der Außenseite 22 der Anschlussplatte 10 ein Anschlussbereich 24 ausgebildet sein, in dem sich die Durchgangsöffnungen 21 befinden und der so adaptiert ist, dass darüber ein in den 5 und 6 gezeigter Stecker 25 an der Anschlussplatte 10 festlegbar ist. Über diesen Stecker 25 erfolgt dann die Energieversorgung und/oder die elektrische Steuerung des Elektromotors 1. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Weiterbildung, bei welcher zum Anbringen des Steckers 25 an der Anschlussplatte 22 eine Buchse 26 an der Außenseite 22 der Anschlussplatte 10 ausgebildet ist. Diese Buchse 26 ist komplementär zum Stecker 25 geformt und umfasst den Anschlussbereich 24. Mit anderen Worten, die Durchgangsöffnungen 21 und die zugehörigen Kontaktbereiche 18 bzw. die Stromkontakte 17 befinden sich innerhalb der Buchse 26. In 4 ist die Buchse 26 stark vereinfacht mit einem rechteckigen Rahmen 27 ausgestattet, der den Anschlussbereich 24 einfasst und komplementär zum rechteckigen Stecker 25 geformt ist. Zweckmäßig sind Buchse 26 und Stecker 25 so aufeinander abgestimmt, dass der Stecker 25 axial mit der Buchse 26 steckbar ist. Ferner können geeignete Fixierungsmittel und/oder Sicherungsmittel vorgesehen sein, um den Stecker 25 dauerhaft an der Anschlussplatte 10 bzw. an der Buchse 26 zu fixieren. Denkbar sind beispielsweise Rastmittel. Im Beispiel der 5 und 6 sind am Stecker 25 bzw. an dessen Gehäuse 28 seitliche Laschen 29 ausgebildet, die eine Schraubverbindung mit der Anschlussplatte 10 ermöglichen.
Gemäß den 5 und 6 kann optional eine Anschlussbereichsdichtung 30 vorgesehen sein, die den Anschlussbereich 24 in der Umfangsrichtung 9 ringförmig geschlossen einfasst. Die Anschlussbereichsdichtung 30 dichtet bei angebrachtem Stecker 25 den Stecker 25 gegenüber der Anschlussplatte 10 bzw. gegenüber der Buchse 26. Zusätzlich oder alternativ kann für jede Durchgangsöffnung 21 eine Kontaktbereichsdichtung 31 vorgesehen sein, welche die jeweilige Durchgangsöffnung 21 in der Umfangsrichtung 9 geschlossen ringförmig einfasst. Bei montiertem Stecker 25 dichtet die jeweilige Kontaktbereichsdichtung 31 den Stecker 25 gegenüber der Anschlussplatte 10 bzw. gegenüber der Buchse 26. Die Anschlussbereichsdichtung 30 und die jeweilige Kontaktbereichsdichtung 31 sind hier als axial wirkende Dichtungen ausgestaltet, die beispielsweise in Form separater O-Ringe realisierbar sind. Ebenso ist denkbar, diese Dichtungen 30, 31 an den Stecker 25 oder an die Anschlussplatte 10 anzuspritzen.
Der Elektromotor 1 bildet zusammen mit dem Stecker 25 eine Kombination, die in 6 mit dem Bezugszeichen 32 versehen ist. Entsprechend den 5 und 6 weist der Stecker 25 für jeden Kontaktbereich 18 des Elektromotors 1 einen dazu komplementären Gegenkontakt 33 auf, mit dessen Hilfe eine elektrische Verbindung mit dem jeweiligen Kontaktbereich 18 bzw. dem zugehörigen Stromkontakt 17 hergestellt ist, wenn der Stecker 25 ordnungsgemäß an der Anschlussplatte 10 angebracht ist. Der Stecker 25 weist außerdem für jeden Gegenkontakt 33 ein elektrisch leitendes Kabel 34 auf. Bei einer dreisträngigen bzw. dreiphasigen Motorwicklung 5 sind dementsprechend wenigstens drei Kabel 34 vorgesehen, die jeweils eine elektrische Phase führen. Die Kabel 34 sind einenends mit den Gegenkontakten 33 elektrisch verbunden, während am jeweiligen, hier nicht gezeigten anderen Ende der Anschluss an die jeweilige Phase der elektrische Energieversorgung erfolgt.
Die Kabel 34 besitzen in üblicher Weise einen elektrisch leitenden Kern 36 und eine den Kern 36 umhüllende elektrische Isolierung 37. Innerhalb des Steckers 25 sind die Gegenkontakte 33 auf geeignete Weise mit dem jeweiligen elektrisch leitenden Kern 36 des jeweiligen Kabels 34 elektrisch verbunden.
Sofern ein Elektromotor 1 zum Einsatz kommt, bei dem wie in 4 gezeigt zusätzlich ein Massekontaktelement 13' mit Kontaktbereich 18' zum Erzeugen eines Massekontakts 17' vorgesehen ist, weist der Stecker 25 gemäß 5 zweckmäßig einen zum Massekontakt 17' komplementären Massegegenkontakt 33' auf, der mit einer elektrisch leitenden Abschirmhülle 35 elektrisch verbunden ist. Beispielsweise erstreckt sich die Abschirmhülle 35 bis zum Massegegenkontakt 33' in das Steckergehäuse 28 hinein. Die Abschirmhülle 35 umhüllt die Kabel 34 und bildet eine elektromagnetische Abschirmung.
Dementsprechend weist der Elektromotor 1 bei dieser Ausführungsform mehrere Stromkontakte 17 und den Massekontakt 17' auf. Am Stecker 25 sind dann neben dem zum Massekontakt 17' komplementären Massegegenkontakt 33' für jeden Stromkontakt 17 ein dazu komplementärer Phasengegenkontakt 33 vorgesehen, wobei diese Phasengegenkontakt 33 mit je einem der Kabel 34 elektrisch verbunden sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/091072 A1 [0004]

Claims

Elektromotor (1), - mit einem Stator (2), der eine Motorwicklung (5) aufweist, die einen oder mehrere Stränge (6) aufweist, - mit einem Rotor (3), - mit einer Anschlussplatte (10), die an einem axialen Anschlussende (11) des Stators (2) befestigt ist, - wobei der Stator (2) an dem Anschlussende (11) für jeden Strang (6) der Motorwicklung (5) mindestens ein Stromkontaktelement (13) aufweist, das mit dem jeweiligen Strang (6) elektrisch verbunden ist, - wobei die Anschlussplatte (10) für jeden Strang (6) der Motorwicklung (5) mindestens einen elektrischen Stromkontakt (17) zum Anschließen des Elektromotors (1) an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung aufweist, dadurch gekennzeichnet, - dass der jeweilige Stromkontakt (17) durch einen Kontaktbereich (18) des jeweiligen Stromkontaktelements (13) gebildet ist, - dass die Anschlussplatte (10) für den jeweiligen Kontaktbereich (18) eine axiale Durchgangsöffnung (21) aufweist.
Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussplatte (10) für jeden Kontaktbereich (18) eine separate Durchgangsöffnung (21) aufweist.
Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) als bürstenloser Elektromotor (1), vorzugsweise als Gleichstrommotor oder als Wechselstrommotor oder als Reluktanzmotor, ausgestaltet ist.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) mindestens einen Permanentmagneten (8) aufweist oder nach dem Prinzip des magnetischen Rückschlusses arbeitet.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass an dem Anschlussende (11) außerdem ein Massekontaktelement (13') angeordnet ist, das mit einem Motorgehäuse und/oder mit dem Stator (2) elektrisch verbunden ist und das einen Kontaktbereich (18') aufweist, der einen Massekontakt (17') zum Anschließen an eine Massung oder an eine Erdung bildet, - dass die Anschlussplatte (10) eine weitere Durchgangsöffnung (21') für das Massekontaktelement (13') aufweist.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (1) ein metallisches Motorgehäuse aufweist, mit dem der Stator (2) fest verbunden ist und an dem der Rotor (3) um seine Rotationsachse (4) drehbar gelagert ist.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktbereiche (18, 18') in die jeweilige Durchgangsöffnung (21, 21') hinein erstrecken.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kontaktbereiche (18, 18') durch die jeweilige Durchgangsöffnung (21, 21') hindurch erstrecken, so dass sie an einer vom Stator (2) abgewandten Außenseite (22) der Anschlussplatte (10) vorstehen.
Elektromotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Durchgangsöffnung (21, 21') mit einer Dichtung (23) und/oder Dichtungsmasse (23) dicht verschlossen ist, wobei das jeweilige Kontaktelement (13, 13') die Dichtung (23) und/oder die Dichtungsmasse (23) axial durchsetzt, so dass sich der zugehörige Kontaktbereich (18, 18') an einer vom Anschlussende (11) abgewandten Seite der Dichtung (23) und/oder Dichtungsmasse (23) befindet.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das an einer vom Stator (2) abgewandten Außenseite (22) der Anschlussplatte (10) in einem die Durchgangsöffnungen (18, 18') aufweisenden Anschlussbereich (24) ein Stecker (26) zum Anschließen des Elektromotors (1) an die Energieversorgung und/oder an die Motorsteuerung anbringbar ist.
Elektromotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anbringen des Steckers (25) an der Anschlussplatte (10) eine Buchse (26) an der Außenseite (22) der Anschlussplatte (10) ausgebildet ist, die komplementär zum Stecker (25) geformt ist und den Anschlussbereich (24) aufweist.
Elektromotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (26) zum axialen Stecken des Steckers (25) ausgestaltet ist.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlussplatte (10) oder an der Buchse (26) oder am Stecker (25) eine axial wirkende Anschlussbereichsdichtung (30) ausgebildet ist, die den Anschlussbereich (24) einfasst und den Stecker (25) gegenüber der Anschlussplatte (10) oder gegenüber der Buchse (26) dichtet.
Elektromotor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Anschlussplatte (10) oder an der Buchse (26) oder am Stecker (25) für jede Durchgangsöffnung (21, 21') eine axial wirkende Kontaktbereichsdichtung (31) ausgebildet ist, die die jeweilige Durchgangsöffnung (21, 21') einfasst und den Stecker (25) gegenüber der Anschlussplatte (10) oder gegenüber der Buchse (26) dichtet.
Kombination aus einem Elektromotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und einem Stecker (25), - wobei der Stecker (25) für jeden Kontaktbereich (18, 18') des Elektromotors (1) einen dazu komplementären Gegenkontakt (33, 33') zum Herstellen einer elektrischen Verbindung aufweist, - wobei der Stecker (25) für jeden Strang (6) der Motorwicklung (5) ein Kabel (34) zum Führen des elektrischen Stroms aufweist, das mit dem jeweiligen Gegenkontakt (33) elektrisch verbunden ist und an eine elektrische Energieversorgung und/oder an eine Motorsteuerung anschließbar ist.
Kombination nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, - dass ein Elektromotor (1) nach Anspruch 5 verwendet wird, so dass mehrere Stromkontakte (17) und ein Massekontakt (17') vorhanden sind, - wobei der Stecker (25) für jeden Stromkontakt (17) einen dazu komplementären Stromgegenkontakt (33) aufweist, der mit dem jeweiligen Kabel (34) elektrisch verbunden ist, - wobei der Stecker (25) für den Massekontakt (17') einen dazu komplementären Massegegenkontakt (33') aufweist, der mit einer Abschirmhülle (35) elektrisch verbunden ist, welche die Kabel (34) umhüllt.