WO2010066491A2 - Elektromotor, insbesondere stell- oder antriebsmotor in kraftfahrzeugen - Google Patents

Elektromotor, insbesondere stell- oder antriebsmotor in kraftfahrzeugen Download PDF

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WO2010066491A2
WO2010066491A2 PCT/EP2009/063531 EP2009063531W WO2010066491A2 WO 2010066491 A2 WO2010066491 A2 WO 2010066491A2 EP 2009063531 W EP2009063531 W EP 2009063531W WO 2010066491 A2 WO2010066491 A2 WO 2010066491A2
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Stefan Keil
Wolfgang Hilgers
Adolf Dillmann
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K2203/09—Machines characterised by wiring elements other than wires, e.g. bus rings, for connecting the winding terminations

Definitions

  • the invention relates to an electric motor, in particular an actuating or drive motor in motor vehicles.
  • a permanent-magnet internal-rotor DC motor is described, the stator of which comprises in a housing a fixedly arranged stator packet, which is constructed from a plurality of individual lamellae.
  • the lamellae are arranged axially one behind the other and support a stator winding, via which a magnetic field is generated, which with
  • Permanent magnet on the rotor shaft cooperates.
  • the lamellae form a coherent package and are held together axially by suitable clamping means.
  • the invention is based on the object to form an electric motor in such a way that with simple adaptation measures different electric motor sizes can be realized.
  • the electric motor according to the invention is used, for example, as a positioning or drive motor in motor vehicles. Applications may be considered
  • Starter motor as a steering motor or for operating an auxiliary unit such as For example, a windshield wiper, a window lifter or a Wegverstellmotors.
  • the electric motor has a stator in a motor housing and a rotor shaft rotatably mounted in the stator.
  • a bearing plate is arranged in each case, wherein in each bearing plate, a bearing part is received for the rotor shaft.
  • the bearing plates are directly connected to the stator housing.
  • the bearing plates are welded to the motor housing or shrunk onto the motor housing, whereby an improved connection between bearing plates and motor housing is given.
  • the increased rigidity has a positive effect on the torque curve.
  • the heat dissipation is improved since the bearing plates themselves as well as the motor housing participate in the heat radiation.
  • sealing elements which are required in the prior art, between bearing plates and
  • Motor housing can be omitted. Due to the cohesive connection between the bearing plates and motor housing a sufficient tightness is given. The material bond between the bearing plates and the motor housing is produced in particular by welding, wherein in principle also mechanical connection measures such as the above-mentioned shrinking come into consideration. In a preferred embodiment, the bearing plates are fastened exclusively to the motor housing, so that in particular no further connecting elements such as the already mentioned tie rods or the like for the assembly of bearing plates and motor housing are required.
  • At least one of the bearing plates can be a carrier for electronic components which generate actuating signals which act on the electric motor.
  • the relevant bearing plate thus assumes, in addition to its function, the motor housing frontally final function and their task to receive the bearing part for the rotor shaft, an additional component-bearing function.
  • the bearing parts are expediently designed as independent components, in particular as bearing rings, which are used in the bearing plates and are supported by them. Due to the fixed connection between the bearing plates and the motor housing, a secure and centric mounting of the rotor shaft in the electric motor is achieved in this way.
  • the stator consists of a plurality of circumferentially arranged single stator elements, which form carrier teeth, each carrier tooth being provided with a wound coil.
  • the coils on the carrier teeth are electrically connected to each other or are electrically energized from the outside.
  • the electrical contact is produced in particular by means of a contact ring, which is preferably a carrier of contact elements for electrical connection to the coils on the carrier teeth.
  • the contact ring is connected to one of the bearing plates or is held by a bearing plate. This is done in particular in such a way that the contact ring on the end face of the stator is fixed by the bearing plate, which is connected to the motor housing.
  • the electronic components and the contact ring are located on the same bearing plate, contact ring, bearing plate and electronic components expediently form a coherent, prefabricated unit, whereby the assembly is simplified.
  • the carrier teeth are arranged at an angle relative to the stator longitudinal axis, such that the tooth longitudinal axis of each carrier tooth forms an angle with the stator longitudinal axis.
  • This angle is preferably in an angular range of up to about 30 °, in particular up to 10 ° or slightly less than 10 °, with basically any angle values up to the specified maximum values being considered.
  • the angular arrangement of the carrier teeth and the coils located thereon has the advantage that a smoothing of the torque output by the electric motor is achieved.
  • Fig. 1 in an exploded view, the components of an electric motor, wherein the stator is composed of individual carrier teeth, each with a coil which are electrically connected to each other using a contact ring and disposed thereon insulation displacement terminals, as well as disposed on a front side, output side bearing plate, directly with the Motor housing of the electric motor is connected,
  • FIG. 3 is a side view of the stator of the electric motor, which consists of a plurality of circumferentially distributed carrier teeth, which are arranged at an angle relative to the stator longitudinal axis,
  • 4a is a perspective detail view of a carrier tooth with a coil
  • 4b is a side view of a carrier tooth with coil
  • 5 shows a section through a carrier tooth with coil
  • 6 is a plan view of a carrier tooth with coil, wherein the wire ends of the coil winding are each guided over an introduced into the front side of the carrier tooth receiving pocket
  • Fig. 8 is an enlarged view of realized via a clip connection
  • FIG. 9 is a perspective view of a contact ring, consisting of a plurality of individual rings, each having a plurality of insulation displacement terminals, which form contact elements,
  • 1 1 is a perspective view from above of the mounted electric motor
  • FIG. 12 shows a section through the electric motor with a magnet inserted into the front side of the rotor shaft as part of a rotor position sensor system.
  • the electric motor 1 is designed as an internal rotor motor and comprises a rotor shaft 2, which is the carrier of a rotor stack 3.
  • the rotor shaft 2 including the rotor core 3 is in the assembled state in a stator 4, which is the carrier of several, distributed over the circumference coils, which are electrically contacted and supplied with power via an axially arranged on the stator contact ring 5 and disposed thereon insulation displacement terminals 6.
  • a bearing plate 7 which receives a bearing part 8 for the rotor shaft 2.
  • the A-bearing plate 7 is fixedly connected to a motor housing 10 which receives the stator 4 including the rotor shaft 2.
  • On the A-bearing plate 7 axially opposite end face is another bearing part 9 for supporting the rotor shaft 2.
  • the bearing part 9 is in the assembled state in a further bearing plate 1 1 (B-bearing plate, shown in Fig. 2) added.
  • the bearing plate 1 1 is also a carrier of electronic components 12, via which the control or regulation of the electric motor 1 takes place.
  • the A-bearing plate 7 and the B-bearing plate 1 1 grasp the motor housing 10 at opposite axial end faces and are directly or directly connected to the motor housing 10.
  • it is an exclusive connection of each bearing plate 7, 1 1 with the motor housing 10, so that beyond this connection, no further connection measures such as tie rods between the bearing plates or the like are required.
  • the connection is made by welding between the end face of the motor housing 10 and the bearing plates 7 and 1 1 or by shrinking. In any case, a tight connection is achieved, so that can be dispensed with the use of additional sealing elements between the bearing plates and the motor housing.
  • Another advantage is the improved stiffness, which is increased due to the direct connection of bearing plates and motor housing. The improved stiffness also has a positive influence on the torque curve.
  • the contact ring 5 with the contact elements designed as insulation displacement terminals 6 is expediently held by the B support plate 11, just like the bearing part 9.
  • the stator 4 consists of a multiplicity of individual carrier teeth 13, which are distributed over the circumference and which each support a coil 17.
  • the carrier teeth 13 close with the stator longitudinal axis 14, which also forms the longitudinal axis of the electric motor, (FIG. 1), an angle ⁇ .
  • Fig. 3 is a tooth longitudinal axis 15 registered by a support tooth 13, wherein the side edges of each support tooth 13 extend parallel to the tooth longitudinal axis 15.
  • the angle ⁇ under which each carrier tooth 13 is aligned at an angle relative to the stator longitudinal axis 14 lies in the exemplary embodiment in an angular range of less than 10 °, in particular about 8 °.
  • the angle ⁇ can advantageously also assume value ranges greater than 10 °, for example up to 30 °, or even significantly smaller values than 10 °. Basically, ranges of values in arbitrary gradations between approximately 1 ° and approximately 30 ° or possibly even beyond should be possible.
  • the angular arrangement of the carrier teeth 13 with respect to the stator longitudinal axis 14 has the advantage that a smoothing or equalization of the torque curve can be achieved thereby. Since a magnetic field is generated in each individual coil, each coil contributes to the generation of the torque, due to the discrete number and positioning of the coils
  • stator 4 basically sets in a rectilinear positioning of carrier teeth and coils a non-circular torque curve.
  • inclination of the carrier teeth of the non-round torque curve is smoothed.
  • Each carrier tooth 13 has an end portion 16 into which the coil wire ends 17a and 17b are received in cuts 18. Via the coil wire ends 17a and 17b, the electrical contact between the insulation displacement terminals 6 takes place on the contact ring 5 (FIG. 1).
  • each support tooth 13 is aligned coaxially or axially parallel to the stator longitudinal axis 14, so that each end portion 16 with the angularly oriented tooth base body 19 of each support tooth 13 also includes an angle ⁇ . This facilitates the axial placement or insertion of the insulation displacement terminals 6, which are held on the contact ring 5, on the
  • FIGS. 4a, 4b, 5 and 6 each show a carrier tooth 13, which forms a single stator element, in a single representation. 4a and 4b it can be seen that the coil 17 is wound around the base body 19 of the carrier tooth 13 and that the free coil wire ends 17a and 17b in the region of the end portion 16, which is formed integrally with the base body 19, are guided by the cuts 18 in the end portion 16.
  • the tooth base body 19 is formed in cross-section double-T-shaped, so that lateral boundaries for the coil 17 are formed and the coil wire is securely held on the tooth base body 19.
  • the surface of the tooth base body 19, which is formed as a laminated core is encapsulated with a plastic casing 20, whereby the coil 17 is electrically insulated from the base body 19.
  • the other areas of the tooth base 19 have no plastic coating.
  • two parallel, mutually staggered receiving pockets 21 are introduced into the upper end face of the end portion 16, over which the coil wire ends 17 a and 17 b are guided.
  • the incisions 18, in which the coil wire ends 17 a, 17 b are inserted, are introduced into the receiving pockets 21 defining walls.
  • the receiving pockets 21 serve on the one hand for receiving a chip (baubles), which can arise during the connection process with the insulation displacement contacts on the contact ring by shearing.
  • the receiving pockets 21 serve to receive the axially projecting part of the insulation displacement terminals, whereby a compact design is achieved in the axial direction.
  • connection between immediately adjacent carrier teeth 13 is shown.
  • the connection is preferably made exclusively by mechanical means using latching elements, which in the exemplary embodiment are designed as a clip connection 22.
  • Each clip connection 22 comprises two latching elements, which are each arranged on a carrier tooth 13 and designed to be complementary to each other.
  • this is a Klipsvorsprung 23 on a first carrier tooth 13 and an associated, complementary formed KArchitectusEnglishung 24 on the immediately adjacent carrier tooth 13.
  • the Klipsvorsprung 23 is ball or teilku- executed gel-shaped or cylindrical, accordingly, the KBAusEnglishung 24 is also provided with a spherical or part-spherical or cylindrical recess.
  • the elements of the clip connection made of a material with sufficient elasticity and / or the clip elements are formed relatively thin-walled or a thin-walled portion with the respective Carrier tooth 13 connected.
  • the clip elements of the clip connection 22 from a plastic material by molding the clip elements directly onto each carrier tooth. But it is also possible a version made of metal.
  • Figures 9 and 10 relate to the contact ring 5, which is carrier of the insulation displacement terminals 6, electrically connected to one another via the coils of different carrier teeth and supplied with current.
  • the contact ring 5 consists of a plurality of individual rings 25, which are each carrier of the insulation displacement terminals 6 and which are axially stacked. Between each two axially adjacent individual rings 25 is a separating ring 27. Axially at the bottom is a base ring 26 as a carrier of all individual rings 25 and separating rings 27th
  • Fig. 1 the electric motor 1 1 is shown in the assembled position, wherein the bearing plate 1 1, which carrier of the electronic components 12 is (Fig. 2), indicated only schematically.
  • the contact ring 5 with the insulation displacement terminals 6 is placed on the front side of the stator for electrical connection with the coils on each support tooth of the stator.
  • axially superior contact elements 28 for e- lektrischen connection to the electronics or the power supply are arranged.
  • a magnetic element 29 is inserted into the axial end face of the rotor shaft 2 on the side facing the contact ring 5. This is preferably located in a recess in the end face of the rotor shaft. 2
  • the magnetic element 29 is part of a rotor position sensor via which the current rotor position of the rotor shaft 2 can be determined.

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Abstract

Ein Elektromotor weist einen Stator in einem Motorgehäuse und eine im Stator gelagerte Rotorwelle auf, wobei an den gegenüberliegenden Stirnseiten des Motorgehäuses jeweils eine Lagerplatte angeordnet ist und in jeder Lagerplatte ein Lagerteil für die Rotorwelle aufgenommen ist, und wobei die Lagerplatten unmittelbar mit dem Motorgehäuse verbunden sind.

Description

Beschreibung
Titel
[ELEKTROMOTOR, INSBESONDERE STELL- ODER ANTRIEBSMOTOR IN KRAFTFAHRZEUGEN!
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbesondere einen Stell- o- der Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen.
Stand der Technik
In der US 2006/0091759 wird ein permanenterregter Innenläufer- Gleichstrommotor beschrieben, dessen Stator in einem Gehäuse ein fest angeordnetes Statorpaket umfasst, welches aus einer Mehrzahl einzelner Lamellen aufgebaut ist. Die Lamellen sind axial hintereinander liegend angeordnet und Träger einer Statorwicklung, über die ein Magnetfeld erzeugt wird, welches mit
Permanentmagneten auf der Rotorwelle zusammenwirkt. Die Lamellen bilden ein zusammenhängendes Paket und werden über geeignete Spannmittel axial zusammengehalten.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Elektromotor in der Weise auszubilden, dass mit einfachen Anpassungsmaßnahmen verschiedene Elektromotorgrößen realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Der erfindungsgemäße Elektromotor wird beispielsweise als Stell- oder An- triebsmotor in Kraftfahrzeugen eingesetzt. In Betracht kommen Anwendungen als
Startermotor, als Lenkmotor oder zur Betätigung eines Hilfsaggregates wie bei- spielsweise eines Scheibenwischers, eines Fensterhebers oder eines Sitzverstellmotors. Der Elektromotor weist in einem Motorgehäuse einen Stator sowie eine im Stator drehbar gelagerte Rotorwelle auf.
An den gegenüberliegenden Stirnseiten des Motorgehäuses ist jeweils eine Lagerplatte angeordnet, wobei in jeder Lagerplatte ein Lagerteil für die Rotorwelle aufgenommen ist. Die Lagerplatten sind unmittelbar mit dem Statorgehäuse verbunden.
Auf diese Weise wird ein modularer Aufbau des Elektromotors erreicht. Je nach
Anforderung können unterschiedlich große bzw. lange Motorgehäuse und entsprechen unterschiedlich ausgebildete Statoren bzw. Rotoren eingesetzt werden, ohne dass dies Auswirkungen auf die Konstruktion der Lagerplatten an den Stirnseiten des Motorgehäuses hat. Somit können die gleichen Lagerplatten an den Stirnseiten für unterschiedliche Motorgehäuse und Statoren bzw. Rotoren eingesetzt werden. Hierdurch wird die Teilevielfalt trotz verschiedener Motorleistungen reduziert.
Da die Lagerplatten unmittelbar mit dem Motorgehäuse verbunden sind, kann auf den Einsatz von Zugankern, die bei Ausführungen im Stand der Technik üblich sind, verzichtet werden.
Ein weiterer Vorteil liegt in der verbesserten Gesamtsteifigkeit des Motors. Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind die Lagerplatten am Motorgehäuse an- geschweißt oder auf das Motorgehäuse aufgeschrumpft, wodurch eine verbesserte Verbindung zwischen Lagerplatten und Motorgehäuse gegeben ist. Die erhöhte Steifigkeit wirkt sich positiv auf den Drehmomentverlauf aus. Außerdem ist die Wärmeableitung verbessert, da die Lagerplatten selbst ebenso wie das Motorgehäuse an der Wärmeabstrahlung teilnehmen. Des Weiteren kann auf Dicht- elemente, die im Stand der Technik erforderlich sind, zwischen Lagerplatten und
Motorgehäuse verzichtet werden. Auf Grund der stoffschlüssigen Verbindung zwischen Lagerplatten und Motorgehäuse ist eine hinreichende Dichtigkeit gegeben. Der Stoffschluss zwischen Lagerplatten und Motorgehäuse wird insbesondere durch Schweißen erzeugt, wobei grundsätzlich auch mechanische Verbin- dungsmaßnahmen wie das oben bereits erwähnte Aufschrumpfen in Betracht kommen. In bevorzugter Ausführung sind die Lagerplatten ausschließlich an dem Motorgehäuse befestigt, so dass insbesondere keine weiteren Verbindungselemente wie die bereits erwähnten Zuganker oder dergleichen für den Zusammenbau von La- gerplatten und Motorgehäuse erforderlich sind.
Des Weiteren ist es möglich, dass zumindest eine der Lagerplatten Träger von Elektronikbauteilen ist, welche den Elektromotor beaufschlagende Stellsignale erzeugen. Die betreffende Lagerplatte übernimmt somit neben ihrer das Motor- gehäuse stirnseitig abschließenden Funktion sowie ihrer Aufgabe, das Lagerteil für die Rotorwelle aufzunehmen, eine zusätzliche, Bauteil tragende Funktion.
Die Lagerteile sind zweckmäßigerweise als eigenständige Bauelemente ausgeführt, insbesondere als Lagerringe, die in die Lagerplatten eingesetzt werden und von diesen getragen werden. Auf Grund der festen Verbindung zwischen Lagerplatten und Motorgehäuse wird auf diese Weise auch eine sichere und zentrische Lagerung der Rotorwelle im Elektromotor erreicht.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht der Stator aus einer Mehr- zahl von über den Umfang angeordneten Einzelstatorelementen, die Trägerzähne bilden, wobei jeder Trägerzahn mit einer gewickelten Spule versehen ist. Die Spulen auf den Trägerzähnen sind miteinander elektrisch verbunden bzw. werden von außen elektrisch bestromt. Der elektrische Kontakt wird insbesondere mithilfe eines Kontaktringes hergestellt, der bevorzugt Träger von Kontaktele- menten zur elektrischen Verbindung mit den Spulen auf den Trägerzähnen ist.
Der Kontaktring ist mit einer der Lagerplatten verbunden bzw. wird von einer Lagerplatte gehalten. Dies erfolgt insbesondere in der Weise, dass der Kontaktring auf der Stirnseite des Stators von der Lagerplatte, die mit dem Motorgehäuse verbunden ist, fixiert wird.
Bevorzugt befinden sich die Elektronikbauteile sowie der Kontaktring an der gleichen Lagerplatte, wobei Kontaktring, Lagerplatte und Elektronikbauteile zweckmäßigerweise eine zusammenhängende, vorgefertigte Baueinheit bilden, wodurch die Montage vereinfacht wird. Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Trägerzähne bezogen auf die Statorlängsachse winklig angeordnet sind, dergestalt, dass die Zahnlängsachse jedes Trägerzahns mit der Statorlängsachse einen Winkel einschließt. Dieser Winkel liegt vorzugsweise in einem Winkelbereich bis etwa 30°, insbesondere bis 10° oder geringfügig weniger als 10°, wobei grundsätzlich beliebige Winkelwerte bis zu den genannten Maximalwerten in Betracht kommen. Die winklige Anordnung der Trägerzähne sowie der darauf befindlichen Spulen hat den Vorteil, dass eine Glättung des vom Elektromotor abgegebenen Drehmomentes erreicht wird.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
Fig. 1 in Explosionsdarstellung die Bauelemente eines Elektromotors, wobei der Stator aus einzelnen Trägerzähnen mit jeweils einer Spule zusammengesetzt ist, die mithilfe eine Kontaktringes und daran angeordneten Schneidklemmen elektrisch miteinander verbunden werden, sowie mit an einer Stirnseite angeordneten, abtriebsseitigen Lagerplatte, die unmittelbar mit dem Motorgehäuse des Elektromotors verbunden wird,
Fig. 2 in Einzeldarstellung eine Elektronikbaueinheit, die auf einer weiteren Lagerplatte aufsitzt, welche an der gegenüberliegenden Stirnseite des E- lektromotors angeordnet ist,
Fig. 3 in Seitenansicht der Stator des Elektromotors, der aus einer Mehrzahl über den Umfang verteilter Trägerzähne besteht, die bezogen auf die Statorlängsachse winklig angeordnet sind,
Fig. 4a in perspektivischer Einzeldarstellung ein Trägerzahn mit einer Spule,
Fig. 4b eine Seitenansicht eines Trägerzahns mit Spule,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen Trägerzahn mit Spule, Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Trägerzahn mit Spule, wobei die Drahtenden der Spulenwicklung jeweils über eine in die Stirnseite des Trägerzahns eingebrachte Aufnahmetasche geführt sind,
Fig. 7 in perspektivischer Ansicht die über Klipse realisierte mechanische Verbindung zwischen benachbarten Trägerzähnen,
Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung der über eine Klipsverbindung realisierten
Verbindung zwischen zwei unmittelbar benachbarten Trägerzähnen,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Kontaktringes, bestehend aus mehreren Einzelringen mit jeweils einer Mehrzahl von Schneidklemmen, die Kontaktelemente bilden,
Fig. 10 der Kontaktring mit den Einzelringen in Explosionsdarstellung,
Fig. 1 1 eine perspektivische Ansicht von oben auf den montierten Elektromotor,
Fig. 12 einen Schnitt durch den Elektromotor mit einem in die Stirnseite der Ro- torwelle eingesetzten Magneten als Bestandteil einer Rotorlagesensorik.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 sind die Bauelemente eines Elektromotors 1 in Explosionsdarstellung gezeigt. Der Elektromotor 1 ist als Innenläufermotor ausgebildet und umfasst eine Rotorwelle 2, die Träger eines Rotorpaketes 3 ist. Die Rotorwelle 2 einschließlich Rotorpaket 3 befindet sich im montieren Zustand in einem Stator 4, der Träger von mehreren, über den Umfang verteilter Spulen ist, welche über einen axial am Stator angeordneten Kontaktring 5 und daran angeordnete Schneidklemmen 6 elektrisch kontaktiert und mit Strom versorgt werden. An der
Abtriebsseite des Elektromotors befindet sich eine erste Lagerplatte 7 (A- Lagerplatte), die ein Lagerteil 8 für die Rotorwelle 2 aufnimmt. Die A-Lagerplatte 7 wird fest mit einem Motorgehäuse 10 verbunden, das den Stator 4 einschließlich der Rotorwelle 2 aufnimmt. Auf der der A-Lagerplatte 7 axial gegenüberliegenden Stirnseite befindet sich ein weiteres Lagerteil 9 zur Lagerung der Rotorwelle 2. Das Lagerteil 9 ist im montierten Zustand in einer weiteren Lagerplatte 1 1 (B-Lagerplatte, dargestellt in Fig. 2) aufgenommen. Die Lagerplatte 1 1 ist zugleich Träger von Elektronik-Bauteilen 12, über die die Steuerung bzw. Regelung des Elektromotors 1 erfolgt.
Die A-Lagerplatte 7 und die B-Lagerplatte 1 1 fassen das Motorgehäuse 10 an gegenüberliegenden axialen Stirnseiten ein und sind unmittelbar bzw. direkt mit dem Motorgehäuse 10 verbunden. Zweckmäßigerweise handelt es sich um eine ausschließliche Verbindung jeder Lagerplatte 7, 1 1 mit dem Motorgehäuse 10, so dass über diese Verbindung hinaus keine weiteren Verbindungsmaßnahmen wie beispielsweise Zuganker zwischen den Lagerplatten oder dergleichen erforderlich sind. Die Verbindung erfolgt durch Aufschweißen zwischen der Stirnseite des Motorgehäuses 10 und den Lagerplatten 7 bzw. 1 1 oder durch Aufschrumpfen. In jedem Fall wird eine dichte Verbindung erreicht, so dass auf den Einsatz zusätzlicher Dichtelemente zwischen den Lagerplatten und dem Motorgehäuse verzichtet werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt in der verbesserten Steifigkeit, die auf Grund der unmittelbaren Verbindung von Lagerplatten und Motorgehäuse erhöht ist. Die verbesserte Steifigkeit hat außerdem einen positiven Einfluss auf den Drehmomentverlauf. Des Weiteren ist die Wärmeableitung verbessert. Darüber hinaus ist auf diese Weise ein modulares System realisiert, bei dem je nach gefordertem Einsatzzweck unterschiedlich lang ausgebildete Stator- bzw. Motorgehäuse 10 ohne sonstige Änderung in den Bauteilen des Elektromotors eingesetzt werden können. Da die Verbindung zwischen jeder Lagerplatte und dem Motor- gehäuse über Aufschweißen oder Aufschrumpfen oder dergleichen erfolgt und nicht über Zuganker, sind auch bei unterschiedlichen langen Motorgehäusen keine weitergehenden Anpassungsmaßnahmen erforderlich.
Der Kontaktring 5 mit den als Schneidklemmen 6 ausgeführten Kontaktelemen- ten ist zweckmäßigerweise ebenso wie das Lagerteil 9 von der B-Lagerplatte 1 1 gehalten.
Wie Fig. 3 zu entnehmen, besteht der Stator 4 aus einer Vielzahl von über den Umfang verteilt angeordneten, einzelnen Trägerzähnen 13, die jeweils Träger ei- ne Spule 17 sind. Die Trägerzähne 13 schließen mit der Statorlängsachse 14, die zugleich die Längsachse des Elektromotors bildet, (Fig. 1 ), einen Winkel α ein. In Fig. 3 ist eine Zahnlängsachse 15 durch einen Trägerzahn 13 eingetragen, wobei die Seitenkanten jedes Trägerzahns 13 parallel zur Zahnlängsachse 15 verlaufen. Der Winkel α, unter dem jeder Trägerzahn 13 gegenüber der Statorlängsachse 14 winklig ausgerichtet ist, liegt im Ausführungsbeispiel in einem Winkel- bereich von unter 10°, insbesondere etwa 8°. Der Winkel α kann vorteilhafterweise auch Wertebereiche größer als 10° einnehmen, beispielsweise bis zu 30°, o- der auch deutlich kleinere Werte als 10°. Grundsätzlich sollen Wertebereiche in beliebigen Abstufungen zwischen etwa 1 ° und etwa 30° oder ggf. auch darüber hinaus möglich sein.
Die winklige Anordnung der Trägerzähne 13 gegenüber der Statorlängsachse 14 hat den Vorteil, dass hierdurch eine Glättung bzw. Vergleichmäßigung des Drehmomentverlaufes erzielt werden kann. Da in jeder einzelnen Spule ein Magnetfeld erzeugt wird, leistet jede Spule einen Beitrag zur Erzeugung des Dreh- momentes, wobei auf Grund der diskreten Anzahl und Positionierung der Spulen
17 über den Umfang des Stators 4 gesehen sich grundsätzlich bei einer geradlinig ausgerichteten Positionierung von Trägerzähnen und Spulen ein unrunder Drehmomentverlauf einstellt. Durch die vorgeschlagene Schrägstellung der Trägerzähne wird der unrunde Drehmomentverlauf geglättet.
Jeder Trägerzahn 13 weist einen Stirnabschnitt 16 auf, in den die Spulendrahtenden 17a und 17b in Einschnitten 18 aufgenommen sind. Über die Spulendrahtenden 17a und 17b erfolgt der elektrische Kontakt zwischen den Schneidklemmen 6 am Kontaktring 5 (Fig. 1 ).
Die Stirnabschnitte 16 an jedem Trägerzahn 13 sind koaxial bzw. achsparallel zur Statorlängsachse 14 ausgerichtet, so dass jeder Stirnabschnitt 16 mit dem winklig ausgerichteten Zahngrundkörper 19 eines jeden Trägerzahns 13 ebenfalls einen Winkel α einschließt. Dies erleichtert das axiale Aufsetzen bzw. Ein- stecken der Schneidklemmen 6, welche am Kontaktring 5 gehalten sind, auf die
Spulendrahtenden 17a und 17b jeder Spule 17.
In den Figuren 4a, 4b, 5 und 6 ist jeweils ein Trägerzahn 13, der ein Statoreinzelelement bildet, in Einzeldarstellung gezeigt. Fig. 4a und 4b ist zu entnehmen, dass die Spule 17 um den Grundkörper 19 des Trägerzahns 13 gewickelt ist und dass die freien Spulendrahtenden 17a und 17b im Bereich des Stirnabschnitts 16, welcher einteilig mit dem Grundkörper 19 ausgebildet ist, durch die Einschnitte 18 im Stirnabschnitt 16 geführt sind.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass der Zahngrundkörper 19 im Querschnitt doppel-T- förmig ausgebildet ist, so dass seitliche Begrenzungen für die Spule 17 gebildet sind und der Spulendraht sicher am Zahngrundkörper 19 gehalten ist. Im Bereich der doppel-T-förmigen Nut ist die Oberfläche des Zahngrundkörpers 19, der als Blechpaket ausgebildet ist, mit einer Kunststoffummantelung 20 umspritzt, wodurch die Spule 17 gegenüber dem Grundkörper 19 elektrisch isoliert ist. Die üb- rigen Bereiche des Zahngrundkörpers 19 weisen keine Kunststoffummantelung auf.
Es kann zweckmäßig sein, die Wandungen des Zahngrundkörpers im Bereich der Doppel-T-Nut mit Nuten für den Draht der Spule 17 zu versehen, in die der Draht eingelegt und hierdurch sicher geführt ist.
Wie Fig. 6 zu entnehmen, sind in die obere Stirnseite des Stirnabschnittes 16 zwei parallele, zueinander versetzt angeordnete Aufnahmetaschen 21 eingebracht, über die die Spulendrahtenden 17a und 17b geführt sind. Die Einschnitte 18, in die die Spulendrahtenden 17a, 17b eingelegt sind, sind in die die Aufnahmetaschen 21 begrenzenden Wandungen eingebracht. Die Aufnahmetaschen 21 dienen zum einen zur Aufnahme eines Spans (Flitter), welcher während des Verbindungsvorganges mit den Schneidklemmen am Kontaktring durch Abscheren entstehen kann. Zum andern dienen die Aufnahmetaschen 21 zur Aufnahme des axial überstehenden Teils der Schneidklemmen, wodurch in Achsrichtung eine kompakte Ausführung erreicht wird.
In den Figuren 7 und 8 ist die Verbindung zwischen unmittelbar benachbarten Trägerzähnen 13 dargestellt. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise auf aus- schließlich mechanischem Wege mithilfe von Rastelementen, die im Ausführungsbeispiel als eine Klipsverbindung 22 ausgeführt sind. Jede Klipsverbindung 22 umfasst zwei Rastelemente, die an jeweils einem Trägerzahn 13 angeordnet und komplementär zueinander ausgebildet sind. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um einen Klipsvorsprung 23 an einem ersten Trägerzahn 13 und eine zugeordnete, komplementär ausgebildete Klipsausnehmung 24 am unmittelbar benachbarten Trägerzahn 13. Der Klipsvorsprung 23 ist kugel- bzw. teilku- gelförmig oder zylindrisch ausgeführt, dementsprechend ist die Klipsausnehmung 24 ebenfalls mit einer kugel- bzw. teilkugelförmigen oder zylindrischen Ausnehmung versehen. Um das erforderliche Maß an Elastizität zur Realisierung der Klipsverbindung zu ermöglichen, in der die Klipselemente miteinander verrastet sind, bestehen die Elemente der Klipsverbindung aus einem Material mit ausreichender Elastizität und/oder sind die Klipselemente verhältnismäßig dünnwandig ausgebildet bzw. über einen dünnwandigen Abschnitt mit dem jeweiligen Trägerzahn 13 verbunden. So ist es beispielsweise möglich, die Klipselemente der Klipsverbindung 22 aus einem Kunststoffmaterial zu fertigen, indem die Klips- elemente unmittelbar an jeden Trägerzahn angespritzt werden. Möglich ist aber auch eine Ausführung aus Metall.
Die Figuren 9 und 10 beziehen sich auf den Kontaktring 5, welcher Träger der Schneidklemmen 6 ist, über die Spulen unterschiedlicher Trägerzähne elektrisch miteinander verbunden sowie mit Storm versorgt werden. Der Kontaktring 5 besteht aus einer Mehrzahl von Einzelringen 25, die jeweils Träger der Schneidklemmen 6 sind und die axial aufeinandergestapelt werden. Zwischen jeweils zwei axial benachbarten Einzelringen 25 liegt ein Trennring 27. Axial zuunterst befindet sich ein Grundring 26 als Träger sämtlicher Einzelringe 25 und Trenn- ringe 27.
Durch die Kombination verschiedener Einzelringe 25, an denen jeweils Schneidklemmen 6 angeordnet sind, kann eine gewünschte Verschaltung zwischen den verschiedenen Spulen des Stators erreicht werden.
In Fig. 1 1 ist der Elektromotor 1 1 in Zusammenbauposition dargestellt, wobei die Lagerplatte 1 1 , welche Träger der Elektronikbauteile 12 ist (Fig. 2), nur schematisch angedeutet ist. Der Kontaktring 5 mit den Schneidklemmen 6 ist stirnseitig auf den Stator aufgesetzt zur elektrischen Verbindung mit den Spulen an jedem Trägerzahn des Stators. Am Kontaktring 5 sind axial auf der den Schneidklemmen 6 gegenüberliegenden Seite axial überragende Kontaktelemente 28 zur e- lektrischen Anbindung mit der Elektronik bzw. der Stromversorgung angeordnet.
Wie Fig. 12 zu entnehmen, ist auf der dem Kontaktring 5 zugewandten Seite in die axiale Stirnseite der Rotorwelle 2 ein Magnetelement 29 eingesetzt. Dieses befindet sich vorzugsweise in einer Vertiefung in der Stirnseite der Rotorwelle 2. Das Magnetelement 29 ist Teil einer Rotorlagesensorik, über die die aktuelle Rotorlage der Rotorwelle 2 festgestellt werden kann.

Claims

Ansprüche
1 . Elektromotor, insbesondere Stell- oder Antriebsmotor in Kraftfahrzeugen, mit einem Stator (4) in einem Motorgehäuse (10) und einer im Stator (4) gelagerten Rotorwelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass an den gegenüberlie- genden Stirnseiten des Motorgehäuses (10) jeweils eine Lagerplatte (7, 1 1 ) angeordnet ist, wobei in jeder Lagerplatte (7, 1 1 ) ein Lagerteil (8, 9) für die Rotorwelle (2) aufgenommen ist, und dass die Lagerplatten (7, 1 1 ) unmittelbar mit dem Motorgehäuse (10) verbunden sind.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerplatten (7, 1 1 ) ausschließlich am Motorgehäuse (10) befestigt sind.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerplatten (7, 1 1 ) am Motorgehäuse (10) angeschweißt sind.
4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerplatte (7, 1 1 ) Träger von den Elektromotor (1 ) beaufschlagenden Elektronikbauteilen (12) ist.
5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4) eine Mehrzahl von über den Umfang angeordneten Einzelstatorelemente aufweist, die Trägerzähne (13) bilden, wobei jeder Trägerzahn (13) mit einer gewickelten Spule (17) versehen ist und die Spulen (17) auf den Trägerzähnen (13) miteinander elektrisch verbunden sind.
6. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die elektrische Verbindung zwischen den Spulen (17) mittels eines Kontaktrings (5) erfolgt, wobei der Kontaktring (5) mit einer der Lagerplatten (7, 1 1 ) verbunden ist.
7. Elektromotor nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die E- lektronikbauteile (12) und der Kontaktring (5) an der gleichen Lagerplatte (1 1 ) angeordnet sind und eine zusammenhängende Baueinheit bilden.
8. Elektromotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerzähne (13) bezogen auf die Statorlängsachse (14) winklig angeordnet sind, so dass die Zahnlängsachse (15) der Trägerzähne (13) mit der Statorlängsachse (14) einen Winkel (α) einschließt.
9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Trägerzähnen (13) Rastelemente (23, 24) zur mechanischen Verbindung der Trägerzähne (13) untereinander angeordnet sind.
10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Trägerzahn (13) mindestens eine Aufnahmetasche (21 ) gebildet ist, in die ein Kontaktelement (6) einsteckbar ist.
1 1 . Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (6) als Klemmelemente, insbesondere als Schneidklemmen (6) ausgeführt sind.
12. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerzähne (13) mit den Spulen (17) den Stator (4) bilden.
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