DE102017124587A1 - Elektromotor und Verfahren zur Abdichtung eines Terminals des Elektromotors - Google Patents

Elektromotor und Verfahren zur Abdichtung eines Terminals des Elektromotors Download PDF

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Peter Würfel
Giovanni Biancuzzi
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MinebeaMitsumi Inc
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Abstract

Die Erfindung sieht ein Elektromotor mit einem Stator und einem Terminal des Stators vor, wobei der Stator mit einem duroplastischen Material umspritzt ist, wodurch ein Spritzkörper gebildet ist. Der Terminal, zum Beispiel ein Anschlussstift, steht aus dem Spritzkörper in einer ersten Richtung nach außen vor. Eine Dichtkappe aus einem thermoplastischen Material umschließt den Terminal und grenzt an den Spritzkörper an. Die Dichtkappe ist derart gestaltet, dass ein Druck auf die Dichtkappe, der in der ersten Richtung wirkt, die Dichtkappe gegen den Spritzkörper drückt.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft die Abdichtung der Anschlüsse eines Elektromotors. Der Elektromotor dient insbesondere zum Antreiben einer Pumpe, beispielsweise einer Pumpe zum Umwälzen von Kühlflüssigkeit in einem Kraftfahrzeug.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Kühlmittelpumpen in einem Kraftfahrzeug, die durch einen Elektromotor angetrieben werden, sind in der Regel so aufgebaut, dass die Abtriebswelle des Elektromotors und ein Flügelrad zum Umwälzen des Kühlmittels auf einer gemeinsamen Achse liegen. Eine Gleitringdichtung kann die Welle der Kühlmittelpumpe nach außen abdichten. Im Betrieb kann jedoch Kühlflüssigkeit in den Rotorraum des Elektromotors eindringen. Innerhalb des Elektromotors werden der Stator, Stator-Anschlüsse und Elektronik abgedichtet, um zu verhindern, dass Kühlflüssigkeit zu stromführenden Teilen vordringt. Die Abdichtung kann beispielsweise durch Umspritzen der entsprechenden Motorteile realisiert werden.
  • Die Abdichtung muss kühlmittelresistent sein und hohen Temperaturschwankungen und Drücken standhalten. In Kühlmittelsystemen von Kraftfahrzeugen z.B. treten in der Regel Temperaturschwankungen in der Größenordnung von -40 °C bis ca. +125 °C und Drücke von bis zu 3 bar auf. Entsprechend besteht Bedarf an Pumpenantriebssystemen, die mindestens für diese Temperaturbereiche und Drücke ausgelegt sind und beispielsweise Betriebstemperaturschwankungen im Bereich von -40 °C bis +180 °C und einem Betriebsdruck von bis zu 10 bar standhalten.
  • Die Abdichtung muss im Betrieb des Elektromotors sicherstellen, dass eine hohe Mediendichtigkeit an allen von der Abdichtung umschlossenen Teilen gewährleistet ist, und dies bei allen zu erwartenden Betriebstemperaturen und -drücken. Das Vordringen von Flüssigkeit und Gasen, wie Kühlmittel, zu stromführenden Teilen auch entlang eventuell vorhandener Kapillarspalte muss sicher verhindert werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor und ein Verfahren zu seiner Abdichtung anzugeben, die es erlauben, stromführende Teile des Elektromotors zuverlässig gegen den Rotor abzudichten.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird durch einen Elektromotor gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung sieht ein Elektromotor mit einem Stator und einem Terminal des Stators vor, wobei der Stator mit einem duroplastischen Material umspritzt ist, wodurch ein Spritzkörper gebildet ist. Der Terminal, zum Beispiel ein Anschlussstift, steht aus dem Spritzkörper in einer ersten Richtung nach außen vor. Eine Dichtkappe aus einem thermoplastischen Material umschließt den Terminal und grenzt an den Spritzkörper an. Die Dichtkappe ist derart gestaltet, dass ein Druck auf die Dichtkappe, der in der ersten Richtung wirkt, die Dichtkappe gegen den Spritzkörper drückt. Der Elektromotor kann auch mehrere Terminals, beispielsweise drei oder vier Terminals und entsprechend viele Dichtkappen aufweisen. Wenn im Folgenden die Erfindung in Bezug auf einen Terminal und eine Dichtkappe beschrieben ist, wird man verstehen, dass entsprechende Anordnungen auch an weiteren Terminals vorgesehen sein können.
  • Das Umspritzen des Stators mit dem duroplastischen Material schafft eine hohe Mediendichtigkeit, weil die Temperaturkoeffizienten von Metall und Duroplast ähnlich sind und ihr Ausdehnungsverhalten somit auch bei hohen Temperaturschwankungen weitgehend gleich läuft. Es gibt beispielsweise glasfaserverstärktes Epoxidharz mit einem Temperaturausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung von 18 ppm/K (bei 20 bis 105 °C; gemäß der Norm ISO 11359-2). Der Temperaturausdehnungskoeffizient der für den Stator verwendeten Blechmaterialien liegt im Vergleich hierzu in der Größenordnung von 12 ppm/K, hat also dieselbe Größenordnung. Ferner haftet Duroplast gut an Metall. Der Spritzkörper aus dem duroplastischen Material kann somit eine gute Abdichtung gegen Metall bereitstellen.
  • Duroplast hat bei den Verarbeitungstemperaturen, die während des Spritzgießens auftreten, eine sehr niedrige Viskosität insbesondere auch bei üblichen Spritzguss-Temperaturen von etwa 280 °C bis 300 °C und Spritzdrücken von etwa 500 bis 800 bar. Es ist daher zweckmäßig, Anschlussstifte des Elektromotors oder andere Teile, die aus dem Spritzkörper nach außen vorstehen, separat abzudichten. Aufgrund von Fertigungstoleranzen können nämlich zwischen den Anschlussstiften und dem Spritzgusswerkzeug Spalte gebildet werden, wobei das Duroplast dann während der Verarbeitung schon bei sehr geringen Spaltbreiten, beispielsweise > 15 µm, in die Spalte hineinfließen kann. Ohne separate Abdichtung der Anschlussstifte besteht somit die Gefahr, dass das Duroplast aufgrund von Toleranzschwankungen durch einen Spalt zwischen dem Anschlussstift und dem SpritzgussWerkzeug aus dem Werkzeug ausdringt. Um dies zu verhindern, wird die Dichtkappe auf den Anschlussstift aufgebracht. Die Dichtkappe hat ferner den Zweck, die Anschlussstifte während des Spritzgussvorgangs zu positionieren und fixieren und die Mediendichtigkeit des Spritzkörpers dort, wo Terminals aus dem Spritzkörper austreten, sicherzustellen.
  • Die Dichtkappe besteht aus einem thermoplastischen Material und kann auf die Terminals aufgepresst oder aufgespritzt werden. Grundsätzlich kommt eine Vielzahl thermoplastischer Materialien infrage, zum Beispiel Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyphenylensulfid (PPS) oder ein Kombination hiervon. Das thermoplastische Material sollte zumindest kurzzeitig hochtemperaturbeständig sein und hohen Drücken standhalten, um den beim Verarbeiten des Duroplasts auftretenden hohen Temperaturen und Drücken ohne Beschädigung zu widerstehen. Beim Verarbeiten von Duroplast können durchaus Drücke bis zu 800 bar und Temperaturen bis zu 300 °C auftreten, wie oben erwähnt. Da thermoplastisches Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, der im Vergleich zu Duroplast oder Metall um etwa einen Faktor 10 bis 20 größer ist, sollte die Abdichtung de Stators insgesamt nicht mit thermoplastischem Material erfolgen. Für die Abdichtung des Terminals ist es aber durchaus geeignet. Besonders geeignet als thermoplastisches Material ist beispielsweise PBT, PA und PPS.
  • Die Planfläche der Dichtkappe dient zum Abdichten der Terminals im Spritzgusswerkzeug. Um bei Betrieb des Elektromotors die Mediendichtigkeit des Spritzkörpers auch im Bereich der Dichtkappe sicherzustellen, ist diese so gestaltet, dass ein Druck auf die Dichtkappe, der in Richtung des austretenden Terminals wirkt, die Dichtkappe gegen den Spritzkörper drückt. Wenn somit ein in dem Elektromotor vorhandenes Medium, zum Beispiel durch Kapillarspalte, an einer Grenzfläche des Spritzkörpers zu der Dichtkappe vordringt und gegen die Dichtkappe drückt, wird diese aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung gegen den Spritzkörper gedrückt und wirkt somit wie eine Art Rückschlagventil, welches das Gesamtsystem abdichtet. Das durch den Spalt eindringende Fluid baut dabei einen Druck auf, der mit der besonderen Formgebung der Dichtkappe genutzt wird, um die Dichtkappe gegen den Duroplast-Spritzkörper zu drücken.
  • Erfindungsgemäß ist zwischen der Dichtkappe und dem Spritzkörper ein erster Grenzflächenabschnitt gebildet, der senkrecht oder schräg zu der ersten Richtung verläuft, insbesondere in einem Winkel zwischen 30° und 120° zu der ersten Richtung. Bevorzugt verläuft der erste Grenzflächenabschnitt senkrecht oder ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung.
  • In einer Ausgestaltung ist auf den Stator eine Nutisolation aufgebracht, und die Dichtkappe ist mit der Nutisolation in Eingriff, insbesondere formschlüssig verbunden, um die Dichtkappe in dem Spritzwerkzeug zu positionieren und zu fixieren. Hierzu kann die Nutisolation einen sich in der ersten Richtung erstreckten Vorsprung aufweisen, und die Dichtkappe kann eine Ausnehmung aufweisen, in die der Vorsprung eingreift. Auch die umgekehrte Konfiguration ist möglich, also ein Vorsprung an der Dichtkappe und eine Ausnehmung an der Nutisolation, die ineinandergreifen. Auch andere komplementäre Formen zum Abstützen der Dichtkappe an der Nutisolation sind möglich, beispielsweise ineinandergreifende Stufen, Zähne oder dergleichen.
  • Zwischen der Dichtkappe und der Nutisolation und zwischen der Dichtkappe und dem Spritzkörper können Spalte gebildet sein, die einen Kriechweg für Fluid darstellen, wobei der Kriechweg zumindest teilweise in der ersten Richtung verläuft, und wobei zwischen der Dichtkappe und der Nutisolation und/oder zwischen der Dichtkappe und dem Spritzkörper ein zweiter Grenzflächenabschnitt gebildet ist, der senkrecht oder schräg zu der ersten Richtung verläuft, so dass ein Fluid, das in den Spalt eindringt, einen Druck in der ersten Richtung gegen den zweiten Grenzflächenabschnitt ausübt, sodass die Dichtkappe an dem ersten Grenzflächenabschnitt gegen den Spritzkörper gedrückt wird. Der Spalt kann einen Kapillarspalt für das Fluid darstellen, der beispielsweise eine Spaltbreite von ungefähr 15 µm oder im Bereich von 15 µm bis 100 µm, insbesondere im Bereich von 15 µm bis 50 µm oder von 15 µm bis 25 µm hat. Die zweite Grenzflächenabschnitt kann senkrecht oder ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung verlaufen.
  • Der Elektromotor kann als Pumpenmotor zur Förderung eines Fluids verwendet werden, z.B. zum Umwälzen eines Kühlmittels für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Das Fluid kann unter Druck stehen, beispielsweise unter einem Druck von bis zu 10 bar oder von ungefähr 10 bar.
  • Die Erfindung sieht auch ein Verfahren zur Abdichtung eines Terminals, der mit einem Stator eines Elektromotors gekoppelt ist, vor. Zunächst wird eine Dichtkappe aus einem thermoplastischen Material auf den Terminal aufgebracht, zum Beispiel aufgespritzt oder ein Vorspritzling wird aufgepresst. Der Stator mit dem Terminal und der darauf sitzenden Dichtkappe wird in ein Spritzgusswerkzeug eingebracht und mit einem duroplastischen Material umspritzt, wodurch ein Spritzkörpers gebildet wird, wobei der Terminal aus dem Spritzkörper in einer ersten Richtung nach außen vorsteht und die Dichtkappe an den Spritzkörper angrenzt. Eine Grenzfläche zwischen der Dichtkappe und dem Spritzkörper wird derart gestaltet, dass ein Druck auf die Dichtkappe, der in der ersten Richtung wirkt, die Dichtkappe gegen die Grenzfläche drückt, so dass ein zwischen der Dichtkappe und dem Spritzkörper vorhandener Spalt verringert oder geschlossen wird. Die Grenzfläche umfasst vorzugsweise einen ersten Grenzflächenabschnitt, der senkrecht oder ungefähr senkrecht oder schräg, und jedenfalls nicht parallel zu der ersten Richtung. Ferner kann ein zweiter Grenzflächenabschnitt vorgesehen sein, der zu dem ersten Grenzflächenabschnitt parallel oder im Wesentlichen parallel ist.
  • Der Stator kann vor dem Umspritzen mit einer Nutisolation versehen werden, wobei die Dichtkappe beim Aufbringen auf den Terminal mit der Nutisolation in Eingriff gebracht wird.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung ist im Folgenden anhand eines Beispiels mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
    • 1 zeigt eine Längsschnittdarstellung durch einen Teil eines Elektromotors gemäß einem Beispiel, wobei der Stator im Bereich des Statorjoches angeschnitten ist;
    • 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung der 1, in dem in 1 mit X gekennzeichneten Bereich;
    • 3 zeigt eine Querschnittdarstellung durch einen Teil des Elektromotors, wobei die Schnittebene der 1 durch die Linie A-A dargestellt ist.
  • DETAILLIETE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In der Längsschnittdarstellung der 1 und 2 ist ein Teil eines Stators 10 dargestellt, der aus einem Blechstapel aufgebaut ist. Eine Querschnittdarstellung des Stators 10 ist in 3 zu sehen. Der Stator 10 kann aus einzelnen Blechschnitten mit einem Statorjoch 10' und Statorzähnen 10'', die gestanzt und zu einem Stapel paketiert sind, aufgebaut sein. Der Stator weist eine Statorisolation oder Nutisolation 12 auf, die auf die Wandflächen der Statornuten aufgebracht ist und die Statorzähne 10' und das Statorjoch 10'' von Statorwicklungen 14 trennt und elektrisch isoliert. Die Nutisolation 12 kann aufgespritzt oder vorgefertigt sein und in die Statornuten eingeschoben werden. In dem gezeigten Beispiel steht die Nutisolation 12 in axialer Richtung an beiden Seiten des Stators 10 vor und bildet eine Aufnahme für einen Anschlussstift 16 des Stators, der ein Beispiel eines Statorterminals ist. Der Anschlussstift 16 ist in seinem Fußbereich 16' mit einem Ende 14' der Statorwicklung 14 gekoppelt. In diesem Beispiel ist eine Klemm-Presspassung zwischen dem Anschlussstift 16 und dem Ende der Statorwicklung 14 vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel ist die Nutisolation 12 nur innerhalb der Statornuten vorgesehen, wobei der Innenumfang des Statorjoches keine entsprechende Isolation aufweist. Die Nutisolation 12 kann aus einem Polyestermaterial oder einem Polymermaterial hergestellt sein, beispielsweise auf der Basis von PA.
  • Der Stator 12 ist in einen Spritzkörper 18 eingebettet, der den Stator 12 an seinem Außenumfang umgibt und einbettet. Zusätzlich kann es in anderen Ausführungen vorgesehen sein, dass der Stator 12 auch an seinem Innenumfang umspritzt und damit vollständig vom Sprtizkörper 18 umgeben und in diesen eingebettet ist. Der Spritzkörper 18 ist aus einem Duroplast hergestellt, beispielsweise einem glasfaserverstärkten Epoxidharz, das an dem Metall des Stators gut haftet und einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist. Mit „ähnlicher Wärmeausdehnungskoeffizient“ ist beispielsweise ein Wärmeausdehnungskoeffizient bezeichnet, der von dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Statormaterials um nicht mehr als <15 ppm/K abweicht.
  • Wie in 1 dargestellt, können sowohl am Außenumfang des Stators 10 als auch am Außenumfang der Nutisolation 12 Vorsprünge und Ausnehmungen 20 ausgebildet sein, die mit entsprechenden Vorsprüngen und Ausnehmungen in dem Spritzkörper 18 nach Art einer Verzahnung in Eingriff kommen, um eine besonders innige Verbindung zwischen dem Spritzkörper 18 und dem Stator 10 bzw. der Nutisolation 12 zu erzielen. Die Verzahnung im Bereich der Vorsprünge und Ausnehmungen 20 wirkt wie eine Labyrinthdichtung. Zusätzlich können zwischen dem Stator 10 und dem Spritzkörper 18 und/oder zwischen der Nutisolation 12 und dem Spritzkörper 18 Dichtringe 22 eingebracht sein, wobei die in den 1 und 2 gezeigten Dichtringe 22 beispielhaft sind und mehr oder weniger Dichtringe an verschiedenen Positionen vorgesehen sein können.
  • Der Spritzkörper 18 kann, wie in 1 gezeigt, so ausgebildet sein, dass er nicht nur den Stator 10 isoliert, sondern dass auch weitere Funktionsteile angeformt sind, zum Beispiel ein Steckergehäuse 24, ein Flansch und/oder Laschen 26 zur Montage des Elektromotors, ein Elektronikraum 28 mit einer Halterung 30 zur Aufnahme einer Steuerplatine (nicht gezeigt). Der Spritzkörper 18 trennt und isoliert den Stator 10 und den Rotor (nicht gezeigt) von dem Elektronikraum 28. Der Rotor (nicht gezeigt) ist in dem gezeigten Beispiel im Innern des Stators 10 umlaufend angeordnet, wobei der Rotorraum 32 in 3 illustriert ist. Der Rotorraum 32 ist ebenso wie der Stator 10 von dem Elektronikraum 28 durch den Spritzkörper 18, insbesondere dessen Stirnwand 18' getrennt und elektrisch isoliert.
  • Der Rotor (nicht gezeigt) weist eine Antriebswelle (nicht gezeigt) auf, über die die Drehbewegung des Elektromotors beispielsweise auf ein Flügelrad einer Pumpe oder auf eine andere anzutreibende Einheit übertragen werden kann.
  • Wie am besten in 2 zu erkennen ist, ist an der dem Elektronikraum 28 zugewandten Stirnseite der Nutisolation 12 ein Vorsprung 12' ausgebildet, der mit einer Dichtkappe 36 in Eingriff ist. Die Dichtkappe 36 kann aus einem thermoplastischen Material hergestellt und auf den Anschlussstift 16 aufgepresst oder aufgespritzt sein. In dem gezeigten Beispiel weist sie eine Ausnehmung 36' auf, die mit dem Vorsprung 12' der Nutisolation 12 in Eingriff ist, um die Dichtkappe 36 zu positionieren und fixieren. Zwischen der Dichtkappe 36 und dem Spritzkörper 18 ist eine Grenzfläche mit mehreren Stufen oder Absätzen gebildet, die in dem gezeigten Beispiel wenigstens einen ersten Grenzflächenabschnitt 40 und wenigstens einen zweiten Grenzflächenabschnitt 42 umfassen. In dem gezeigten Beispiel erstrecken sich die Grenzflächenabschnitte 40, 42 senkrecht oder ungefähr senkrecht zu der Richtung, in welcher der Anschlussstift 16 aus dem Spritzkörper 18 austritt. Anders als gezeigt können die Grenzflächenabschnitte aber auch schräg zu dieser Richtung verlaufen, beispielsweise in einem Winkel zwischen 30° und 120°. Der erste Grenzflächenabschnitt 40 ist dem Stirnende des Spritzkörpers 18, an dem der Anschlussstift 16 austritt, zugewandt (hier als erste Richtung bezeichnet), und der zweite Grenzflächenabschnitt 42 ist dem Stator 10 zugewandt. Die beiden Grenzflächenabschnitte 40, 42 weisen somit in entgegengesetzte Richtungen.
  • Die beschriebene relative Formgebung von Dichtkappe 36 und Spritzkörper 18 hat den Effekt, dass ein Fluid, welches in einen Spalt zwischen der Dichtkappe 36 und dem Spritzkörper 18 eindringt bzw. kriecht, entlang dieses Spaltes bis zur zweiten Grenzfläche 42 vordringt und dort einen Druck P gegen die Dichtkappe 36 in der ersten Richtung ausübt und somit die Dichtkappe 36 gegen die erste Grenzfläche 40 drückt. An der ersten Grenzfläche 40 entsteht dadurch ein Gegendruck P', der die Dichtkappe 36 gegen den Spritzkörper 18 abgedichtet und ein weiteres Vordringen des Fluid verhindert. Die Kriechstrecke des Fluid ist in 2 durch eine Kette von Pfeilen K angedeutet. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien der Dichtkappe 36 und des Spritzkörpers 18 kann zumindest die Bildung eines kapillaren Spaltes nicht sicher verhindert werden. Durch die Formgebung von Dichtkappe 36 und Spritzkörper 18 kann jedoch eine Dichtung zwischen den beiden geschaffen werden, die nach Art eines Rückschlagventils arbeitet und den Spalt schließt, sobald durch das Vordringen des Fluid ein entsprechender Druck in dem Spalt bzw. gegen den zweiten Grenzflächenabschnitt 42 aufgebaut wird. In einigen Ausgestaltungen kann der Anschlussstift 16 selbst mit einem Isolationsmaterial, wie Epoxidharz, ummantelt sein, sodass er nicht separat abgedichtet werden muss.
  • In einem Anwendungsbeispiel wird der Elektromotor zum Antreiben einer Pumpe, beispielsweise einer Pumpe zum Umwälzen eines Kühlmittels eines Kraftfahrzeuges eingesetzt. Der Spritzkörper 18 in Verbindung mit der Dichtkappe 36 stellt bei dieser Anwendung die Mediendichtigkeit zwischen dem Stator 12, den Terminals 16 und der Elektronik in dem Elektronikraum 28 sicher. Die Mediendichtigkeit ist bei allen in diesem Anwendungsbereich auftretenden Temperaturen und Drücken gewährleistet, wie einleitend erläutert ist.
  • Der Elektromotor kann hergestellt werden, indem zunächst die Nutisolation 12 auf den Stator 10 aufgebracht, zum Beispiel aufgespritzt oder in die Nuten eingeschoben wird. Die Statorwicklungen 14 werden auf den Stator 10 aufgebracht. Jeweils ein Anschlussstift 16 wird mit jedem Ende 14' einer Statorwicklung 14 verbunden, und die Dichtkappe 36 wird auf den Anschlussstift 16 aufgeschoben. Alternativ kann ein Anschlussstift 16 mit einer vorab angespritzten oder aufgebrachten Dichtkappe 36 verwendet werden. Die Dichtkappe 36 und die Nutisolation 12 werden in Eingriff gebracht, wobei der Vorsprung 12' der Nutisolation 12 in die Ausnehmung 36' der Dichtkappe 36 eingreifen kann. Auch andere formschlüssige Verbindung sind möglich, beispielsweise mit einem Vorsprung an der Dichtkappe 36, der in eine entsprechende Ausnehmung in der Nutisolation 12 eingreift, oder mit aneinander anliegenden Flächen und/oder Stufen.
  • Der Stator 10, mit der Nutisolation 12 und den Statorwicklungen 14, Anschlussstift(en) 16 und Dichtkappe(n) 36, wird in ein Spritzgusswerkzeug mit einem Formhohlraum entsprechend der Form des Spritzkörpers 18 eingebracht. Das Werkzeug wird geschlossen, und ein duroplastisches Material zur Formung des Spritzkörpers 18 wird in den Formhohlraum eingebracht. Die Dichtkappe 36 wird in dem Formhohlraum mithilfe der Nutisolation 12 positioniert und während des Spritzgussvorgangs fixiert. Die Planfläche oder Stirnfläche 36'' der Dichtkappe 36 kann während des Spritzgussvorgangs den/die Anschlussstift(e) 16 im Spritzgusswerkzeug abdichten. An den Spritzkörper 18 können weitere Funktionselemente, wie ein Flansch, Laschen, ein Steckergehäuse etc. angeformt werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Stator
    10'
    Statorjoch
    10''
    Statorzahn
    12
    Nutisolation
    12'
    Vorsprung der Nutisolation
    14
    Statorwicklungen
    14'
    Ende der Statorwicklungen
    16
    Anschlussstift, Terminal
    16'
    Fußbereich des Anschlussstiftes
    18
    Spritzkörper
    18'
    Stirnwand des Spritzkörpers
    20
    Vorsprünge und Ausnehmungen
    22
    Dichtringe
    24
    Steckergehäuse
    26
    Laschen
    28
    Elektronikraum
    30
    Halterung
    32
    Rotorraum
    36
    Dichtkappe
    36'
    Ausnehmung der Dichtkappe
    36''
    Planfläche, Stirnfläche der Dichtkappe
    40
    erster Grenzflächenabschnitt
    42
    zweiter Grenzflächenabschnitt
    P
    Druck
    P'
    Gegendruck
    K
    Kriechstrecke

Claims (16)

  1. Elektromotor mit einem Stator (10) und einem Terminal (16) des Stators (10), wobei der Stator (10) mit einem duroplastischen Material umspritzt ist, wodurch ein Spritzkörper (18) gebildet ist, wobei der Terminal (16) aus dem Spritzkörper (18) in einer ersten Richtung nach außen vorsteht, und mit einer Dichtkappe (36) aus einem thermoplastischen Material, die den Terminal (16) umschließt und an den Spritzkörper (18) angrenzt, wobei die Dichtkappe (36) derart gestaltet ist, dass ein Druck auf die Dichtkappe (36), der in der ersten Richtung wirkt, die Dichtkappe (36) gegen den Spritzkörper (18) drückt.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1, wobei zwischen der Dichtkappe (36) und dem Spritzkörper (18) ein erster Grenzflächenabschnitt (40) gebildet ist, der senkrecht oder schräg zu der ersten Richtung verläuft, insbesondere in einem Winkel zwischen 30° und 120° zu der ersten Richtung.
  3. Elektromotor nach Anspruch 2, wobei der erste Grenzflächenabschnitt (40) senkrecht oder ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung verläuft.
  4. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei auf den Stator (10) eine Nutisolation (12) aufgebracht ist und die Dichtkappe (36) mit der Nutisolation (12) in Eingriff ist, insbesondere formschlüssig verbunden ist.
  5. Elektromotor nach Anspruch 4, wobei die Nutisolation (12) einen sich in der ersten Richtung erstreckten Vorsprung (12') aufweist und die Dichtkappe (36) eine Ausnehmung aufweist, in die der Vorsprung (12') eingreift; und/oder wobei die Dichtkappe (36) einen sich in der ersten Richtung erstreckten Vorsprung aufweist und die Nutisolation (12) eine Ausnehmung aufweist, in die der Vorsprung eingreift.
  6. Elektromotor nach Anspruch 2 und Anspruch 4 oder 5, wobei zwischen der Dichtkappe (36) und der Nutisolation (12) und zwischen der Dichtkappe (36) und dem Spritzkörper (18) ein Spalt gebildet ist, der einen Kriechweg für ein Fluid darstellt, wobei der Kriechweg zumindest teilweise in der ersten Richtung verläuft, und wobei zwischen der Dichtkappe (36) und der Nutisolation (12) und/oder zwischen der Dichtkappe (36) und dem Spritzkörper (18) ein zweiter Grenzflächenabschnitt (42) gebildet ist, der senkrecht oder schräg zu der ersten Richtung verläuft, so dass ein Fluid, das in den Spalt eindringt, einen Druck in der ersten Richtung gegen den zweiten Grenzflächenabschnitt (42) ausübt, sodass die Dichtkappe (36) an dem ersten Grenzflächenabschnitt (40) gegen den Spritzkörper (18) gedrückt wird.
  7. Elektromotor nach Anspruch 6, wobei der zweite Grenzflächenabschnitt (42) senkrecht oder ungefähr senkrecht zu der ersten Richtung verläuft.
  8. Elektromotor nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, wobei der Spalt eine Spaltbreite von ungefähr 15 µm oder im Bereich von 15 µm bis 100 µm, insbesondere im Bereich von 15 µm bis 50 µm oder von 15 µm bis 25 µm hat.
  9. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dichtkappe (36) auf den Terminal (16) aufgepresst oder aufgespritzt ist.
  10. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen der Dichtkappe (36) und dem Spritzkörper (18) eine Rückschlagventilfunktion gebildet ist.
  11. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das duroplastische Material des Spritzkörpers (18) ein Epoxidharz, insbesondere ein Glasfaser verstärktes Epoxidharz, oder ein Polyurethan oder ein Polyesterharz, oder Phenol oder Melamin umfasst.
  12. Elektromotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das thermoplastische Material der Dichtkappe (36) Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyamide (PA), Polylactat (PLA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyphenylensulfid (PPS) oder ein Kombination hiervon umfasst.
  13. Verwendung des Elektromotors nach einem der vorangehenden Ansprüche als Pumpenmotor zur Förderung eines Fluids bei einem Druck von bis zu 10 bar oder bei ungefähr 10 bar.
  14. Verfahren zur Abdichtung eines Terminals (16), der mit einem Stator (10) eines Elektromotors gekoppelt ist, umfassend: Aufbringen einer Dichtkappe (36) aus einem thermoplastischen Material auf den Terminal (16); Umspritzen des Stators (10) des Elektromotors mit einem duroplastischen Material und dadurch Bilden eines Spritzkörpers (18), wobei der Terminal (16) aus dem Spritzkörper (18) in einer ersten Richtung nach außen vorsteht und die Dichtkappe (36) an den Spritzkörper (18) angrenzt, wobei eine Grenzfläche zwischen der Dichtkappe (36) und dem Spritzkörper (18) derart gestaltet wird, dass ein Druck auf die Dichtkappe (36), der in der ersten Richtung wirkt, die Dichtkappe (36) gegen die Grenzfläche drückt, so dass ein zwischen der Dichtkappe (36) und dem Spritzkörper (18) vorhandener Spalt verringert oder geschlossen wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Grenzfläche einen ersten Grenzflächenabschnitt (40) umfasst, der senkrecht oder ungefähr senkrecht oder schräg zu der ersten Richtung verläuft.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Stator (10) vor dem Umspritzen mit einer Nutisolation (12) versehen wird und wobei die Dichtkappe (36) beim Aufbringen auf den Terminal (16) mit der Nutisolation (12) in Eingriff gebracht wird.
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