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WO2024141169A1 - Elektromotor mit lüfter und lüfterhaube - Google Patents

Elektromotor mit lüfter und lüfterhaube Download PDF

Info

Publication number
WO2024141169A1
WO2024141169A1 PCT/EP2023/025479 EP2023025479W WO2024141169A1 WO 2024141169 A1 WO2024141169 A1 WO 2024141169A1 EP 2023025479 W EP2023025479 W EP 2023025479W WO 2024141169 A1 WO2024141169 A1 WO 2024141169A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric motor
adapter flange
angle sensor
fan cover
axial direction
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/025479
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Li Jinchang
Original Assignee
Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN202211706778.5A external-priority patent/CN118282102A/zh
Application filed by Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg filed Critical Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg
Publication of WO2024141169A1 publication Critical patent/WO2024141169A1/de

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/14—Arrangements for cooling or ventilating wherein gaseous cooling medium circulates between the machine casing and a surrounding mantle
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/12—Machines characterised by the modularity of some components

Definitions

  • a component in particular a coupling, is also arranged between the rotor shaft of the electric motor and the rotor of the angle sensor, which enables a mechanical interface that allows a high degree of variance with a small number of parts.
  • the coupling is arranged within the adapter flange, wherein the area covered by the coupling in the axial direction is contained in the area covered by the fan cover in the axial direction.
  • the holes in the cheek section are designed as circular holes, in particular as axially continuous circular holes.
  • the area covered by the coupling in the axial direction is contained in the area covered by the fan cover in the axial direction. It is advantageous in this case that the coupling is arranged so as to be protected by the fan cover and at least partially by the adapter flange.
  • cooling fins protrude radially outwards on the stator housing, in particular those extending in the axial direction.
  • the advantage here is that efficient heat dissipation is possible.
  • a free space is formed between two adjacent hump areas in the circumferential direction, which is limited radially inward by the bearing plate and radially outward by the fan cover and/or through which the air flow conveyed by the fan wheel exits to the cooling fins, and the radial distance area covered by the cooling fins overlaps with the radial distance area covered by the free space.
  • the advantage here is that the air conveyed by the fan Air flow enters directly into the area of the cooling fins and then flows along the cooling fins.
  • Figure 2 shows an adapter flange 5 in an oblique view.
  • Figure 3 shows an intermediate ring 8 in an oblique view.
  • Figure 5 shows a fan wheel 10 in an oblique view.
  • Figure 7 shows an angle sensor of the electric motor in an oblique view.
  • Figure 8 shows a bolt 10 of the electric motor in an oblique view.
  • the electric motor has a stator housing 1 which has cooling fins on its radial outer circumference that protrude radially outward and extend in the axial direction.
  • a bearing plate 3 is connected to the stator housing 1, which receives a bearing for the rotatable mounting of the rotor shaft 11 of the electric motor.
  • the axial direction is parallel to the direction of the rotation axis of the rotor shaft 11.
  • the coupling 13 is enclosed by the adapter flange 5.
  • the axial area covered by the coupling 13 is enclosed by the axial area covered by the adapter flange 5.
  • the fan wheel 10 which is arranged within the adapter flange 5, is enclosed by the adapter flange 5.
  • the axial area covered by the fan wheel 10 in the axial direction is enclosed by the axial area covered by the adapter flange 5.
  • the intermediate ring 8 is detachably connected to the bearing plate 3.
  • a fan cover 6 is placed over the angle sensor together with the adapter flange 5 and also over the bearing plate 3 together with the hump areas 2 formed on the bearing plate and projecting radially from the bearing plate 3.
  • a radially directed threaded hole is made, into which a screw is screwed that passes through the fan cover 6, the screw head of which rests on the radial outside of the fan cover 6 and presses it against the respective hump area 2.
  • the area covered by the fan cover in the axial direction includes the area covered by the angle sensor, the area covered by the adapter flange 5 and at least partially also the area covered by the bearing plate 3 in the axial direction.
  • the fan cover 6 is radially spaced from the adapter flange 5 and the angle sensor 9.
  • the fan cover 6 On its front side facing axially away from the stator housing 1, the fan cover 6 has continuous grille openings 7, so that an air flow sucked in by the fan wheel 10 in the axial direction enters through the grille openings 7 and flows past the angle sensor, in particular between the stator 9 of the angle sensor and the fan cover 6, and/or through holes which are axially continuous through the cheek section 22, to the fan wheel 10 arranged within the adapter flange.
  • the air flow conveyed by the fan wheel 10 in the radial direction then exits in the radial direction from the adapter flange 5 between the web sections 21 and then from the space surrounded by the fan cover 6 to the cooling fins of the stator housing 1, wherein the cooling fins extend in the axial direction.
  • the bump regions 2 are all at the same axial position and all at the same radial distance, but spaced from each other in the circumferential direction.
  • the fan cover 6 has a continuous recess 40 which can be covered by a cover part 4. Maintenance can be carried out through the recess 40 and/or electrical cables of the angle sensor can be passed through.
  • the stator winding of the electric motor is connected to electrical contacting elements which are arranged in a connection box 12 which is attached and/or fastened to the outside of the stator housing 1.
  • the adapter flange 5 is also cooled by the air flow.
  • the air flow passes through the continuous recesses of the adapter flange 5 delimited by the web sections 21 and also takes with it the heat loss from the bearing of the rotor shaft of the electric motor.
  • axially continuous holes 23 are arranged through which the air flow is sucked in.
  • the holes 23 are all arranged at the same radial distance and spaced apart from one another in the circumferential direction, in particular regularly.
  • the holes are in particular of the same shape and/or each designed as a round bore, in particular a circular bore.
  • the radial distance range covered by the holes 23, in particular the range that includes all radial distances of the holes, is arranged radially outside the radial distance range covered by the angle sensor.
  • the distance between the cheek section 22 and the fan cover 6 is as small as possible or disappears completely.
  • a radial projection of the cheek section 22 on the adapter flange 5 is advantageous. This prevents returning vortices in the air flow or mixing of the sucked-in and conveyed air flow.
  • the radial distance between the fan cover 6 and the adapter flange 5 is very small.
  • the air flow thus flows in through the holes 23 in an axial direction and is then turned in a radial direction by the fan wheel 10.
  • the radial distance area covered by the fan wheel 10 overlaps with the radial distance area covered by the holes 23.
  • the air conveyed by the fan wheel 10 in the radial direction passes through the circumferential direction between the web sections 21 and is then deflected by the fan cover 6 in the axial direction in order to exit between the fan cover 6 and the bearing plate 3 in the axial direction and to flow along the cooling fins.
  • the intermediate ring 8 and the bearing plate 3 are designed as one piece, i.e. as a single part.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Elektromotor mit Lüfter und Lüfterhaube, wobei der Elektromotor ein Statorgehäuse, ein Lagerschild und einen Winkelsensor aufweist, wobei das Statorgehäuse mit dem Lagerschild verbunden ist, wobei im Lagerschild ein Lager, insbesondere Kugellager, zur Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufgenommen ist, wobei der Winkelsensor an einem Ädapterflansch befestigt ist, wobei der Ädapterflansch am Lagerschild befestigt ist.

Description

Elektromotor mit Lüfter und Lüfterhaube
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Lüfter und Lüfterhaube.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Lüfter zum Kühlen von Vorrichtungen verwendet wird.
Aus der DE 10 2008 028 658 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Elektromotor mit Geber bekannt.
Aus der DE 10 2022 001 255 A1 ist ein Elektromotor mit Statorgehäuse bekannt.
Aus der De 102022 001 256 A1 ist ein Elektromotor mit einer Rotorwelle, einem Statorgehäuse und einem Lagerflansch bekannt.
Aus der DE 10 2022 000 375 A1 ist ein Elektromotor mit einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse bekannt.
Aus der DE 10 2007 034 913 A1 ist ein Umrichtermotor mit Lüfterhaube bekannt.
Aus der DE 31 22 655 C2 ist eine Drehzahlgeber-Vorrichtung bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit Lüfter und Lüfterhaube weiterzubilden, wobei im Elektromotor ein Winkelsensor integriert werden soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromotor nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromotor mit Lüfter und Lüfterhaube sind, dass der Elektromotor ein Statorgehäuse, ein Lagerschild und einen Winkelsensor aufweist, wobei das Statorgehäuse mit dem Lagerschild verbunden ist,
IRI \ FIDOPAT 151 1 1 707 1 wobei im Lagerschild ein Lager, insbesondere Kugellager, zur Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufgenommen ist, wobei das Lüfterrad mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, wobei der Winkelsensor an einem insbesondere als Drehmomentstütze fungierenden Adapterflansch befestigt ist, wobei der Adapterflansch am Lagerschild befestigt ist und/oder mit einem Zwischenring verbunden ist, der mit dem Lagerschild verbunden ist, wobei das Lüfterrad innerhalb, insbesondere radial und axial innerhalb, des Adapterflansches angeordnet ist, wobei ein Wangenabschnitt des Adapterflansches axial durchgehende Löcher, insbesondere Kreislöcher, insbesondere Kreislochbohrungen, aufweist,
- welche einen Radialabstandsbereich überdecken, der zumindest teilweise radial außerhalb des vom Stator des Winkelsensors überdeckten Radialabstandsbereichs angeordnet ist, und/oder welche radial außerhalb eines am Wangenabschnitt angeordneten Lochbildes zur Befestigung des Winkelsensors angeordnet sind, insbesondere wobei durch Löcher des Lochbildes des Wangenabschnitts durchgehende, Schrauben durch den Stator des Winkelsensors durchgehen, insbesondere mit welchen der Stator des Winkelsensors am Adapterflansch befestigt ist.
Von Vorteil ist dabei, dass mittels des Adapterflansches eine stabile mechanische Schnittstelle zum Verbinden mit unterschiedlichen Winkelsensoren geschaffen ist. Beispielsweise ist für größere Winkelsensoren der Adapterflansch an seiner dem Winkelsensor zugewandten Seite mit einem anderen, insbesondere größeren Lochbild ausstattbar. Somit ist aber der Elektromotor weiterhin verwendbar. Insgesamt ist bei der Erfindung also eine hohe Varianz von Elektromotoren mit einer geringen Anzahl von Teilen erreichbar. Das Lagerschild der Elektromotoren ist dabei unverändert, also stets baugleich. Trotzdem sind unterschiedliche Winkelsensoren über entsprechend angepasste Adapter integriert im Elektromotor eingebaut.
Zwischen der Rotorwelle des Elektromotors und dem Rotor des Winkelsensors ist ebenfalls eine Komponente, insbesondere nämlich eine Kupplung, angeordnet, die eine mechanische Schnittstelle ermöglichen, welche eine hohe Varianz bei geringer Anzahl von Teilen ermöglicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der in axialer Richtung von der Lüfterhaube überdeckte Bereich den vom Adapterflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich und/oder umfasst den vom Winkelsensor in axialer Richtung überdeckten Bereich. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor und der Adapterflansch und somit auch die vom Adapterflansch umgebenen Komponenten innerhalb der Lüfterhaube angeordnet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lüfterhaube radial beabstandet vom Winkelsensor und vom Adapterflansch, insbesondere wobei der Winkelsensor und der Adapterflansch radial innerhalb der Lüfterhaube angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Winkelsensor und der Adapterflansch und somit auch die vom Adapterflansch umgebenen Komponenten innerhalb der Lüfterhaube angeordnet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Adapterflansch einen Ringabschnitt, Stegabschnitte und den Wangenabschnitt auf, wobei die Stegabschnitte den Ringabschnitt mit dem Wangenabschnitt verbinden, wobei die Stegabschnitte in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei der Ringabschnitt am Lagerschild befestigt ist, insbesondere wobei die Ringachse des Ringabschnitts koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, insbesondere wobei der Wangenabschnitt als ebene Scheibe ausgeführt ist, deren Normalenrichtung koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, insbesondere sodass in Umfangsrichtung zwischen den Stegabschnitten durch den Adapterflansch durchgehende Löcher ausgebildet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Torsionssteifigkeit erreichbar ist und somit der Adapterflansch als Drehmomentstütze für den Winkelsensor fungiert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Stator des Winkelsensors mit dem Wangenabschnitt verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass im Wangenabschnitt unterschiedliche Lochbilder einbringbar sind und somit eine große Fläche viele verschiedene Winkelsensoren zur Anbindung unterstützt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Rotor des Winkelsensors über eine Kupplung, insbesondere Schlitzkupplung, mit einem Bolzen, insbesondere Schraubbolzen, drehfest verbunden, wobei der Bolzen mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, insbesondere wobei der Bolzen in eine Gewindebohrung der Rotorwelle eingeschraubt ist, wobei die Kupplung als mit Schlitzen versehene Hohlwelle ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels der Kupplung einerseits ein mechanischer Ausgleich erreicht ist und andererseits eine mechanische Schnittstelle vorhanden ist, so dass unterschiedliche Winkelsensoren verbindbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wangenabschnitt lochscheibenförmig ausgebildet, wobei die Kupplung durch ein mittig in dem Wangenabschnitt angeordnetes Loch des Wangenabschnitts axial hindurchragt, insbesondere wobei der von dem Wangenabschnitt in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von der Kupplung in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ausführbar ist. Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kupplung innerhalb des Adapterflansches angeordnet, insbesondere wobei der von der Kupplung in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von dem Adapterflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Kupplung geschützt angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Wangenabschnitt ein oder das Lochbild für Schrauben oder die Schrauben auf, welche den Stator des Winkelsensors am Wangenabschnitt befestigen. Von Vorteil ist dabei, dass die Schrauben oder das Lochbild radial innerhalb der für das Durchströmen des angesaugten Luftstroms vorgesehenen Löcher angeordnet sind oder ist. Somit strömt der Luftstrom auch an dem Winkelsensor vorbei und entwärmt diesen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Wangenabschnitt lochscheibenförmig ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass Lochbilder auf unterschiedlich großem Radialabstand anordenbar sind. Außerdem ist der Wangenabschnitt scheibenartig und somit massiv und steif ausgeführt, wobei er zusätzlich eine hohe Wärmekapazität bietet, um die vom Winkelsensor erzeugte Verlustwärme aufzuspreizen.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Wangenabschnitt ein Lochbild für Schrauben auf, welche den Stator des Winkelsensors am Wangenabschnitt befestigen. Von Vorteil ist dabei, dass eine hohe Wärmekapazität zum Aufspreizen der vom Winkelsensor erzeugten Verlustleistung vorhanden ist und eine steife Grundlage zum stabilen Anbinden des Stators des Winkelsensors.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Lagerschild nach radial außen hervorragende Höckerbereiche ausgeformt sind, in welche insbesondere radial gerichtete Gewindebohrungen eingebracht sind, wobei in die Gewindebohrungen Schrauben eingeschraubt sind, welche durch die Lüfterhaube hindurchgehen und deren jeweiliger Schraubenkopf die Lüfterhaube zum jeweiligen Höckerbereich hindrückt. Von Vorteil ist dabei, dass die Höckerbereiche einen lichten Freiraum zwischen Lüfterhaube und Lagerschild ermöglichen, durch den der vom Lüfter geförderte Luftstrom zur den Kühlrippen hinausströmt. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung strömt die aus dem von der Lüfterhaube umgebenen Raumbereich zwischen der Lüfterhaube und dem Lagerschild ausströmende Luftstrom entlang der Kühlrippen. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Kühlung ermöglicht ist. Insbesondere überlappt der vom lichten Freiraum überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von den Kühlrippen überdeckten Radialabstandsbereich.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Kupplung innerhalb des Adapterflansches angeordnet, wobei der von der Kupplung in axialer Richtung überdeckte Bereich in dem von der Lüfterhaube in axialer Richtung überdeckten Bereich enthalten ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Kupplung mechanisch geschützt angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung tritt der vom Lüfterrad angesaugte Luftstrom durch Gitteröffnungen der Lüfterhaube durch, insbesondere wobei die Gitteröffnungen an der vom Statorgehäuse axial abgewandten Stirnseite der Lüfterhaube ausgebildet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Lüfterhaube samt Lüfter als vorkomplettierte Einheit ausbildbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Statorgehäuse ein erster Anschlusskasten angeordnet und/oder befestigt. Von Vorteil ist dabei, dass ein einfach zugängliches elektrisches Anschließen ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem von dem Adapterflansch umgebenen Raumbereich das Lüfterrad angeordnet,
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist als Lüfterrad innerhalb des Adapterflansches angeordnet. Von Vorteil ist dabei, dass das Lüfterrad bauraumsparend und geschützt anordenbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung deckt ein Abdeckteil eine Ausnehmung der Lüfterhaube ab, wobei der von der Ausnehmung in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von der Kupplung in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Kupplung durch die Ausnehmung hindurch mit einem Werkzeug verbindbar ist, insbesondere durch Betätigung von Klemmschrauben oder Befestigungsschraubteilen der Kupplung.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Löcher des Wangenabschnitts als Kreislochbohrungen, insbesondere als axial durchgehende Kreislochbohrungen, ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der von der Kupplung in axialer Richtung überdeckte Bereich in dem von der Lüfterhaube in axialer Richtung überdeckten Bereich enthalten. Von Vorteil ist dabei, dass die Kupplung von der Lüfterhaube und zumindest teilweise von dem Adapterflansch geschützt angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung tritt der vom Lüfterrad angesaugte Luftstrom durch Gitteröffnungen der Lüfterhaube und durch die Löcher des Wangenabschnitts durch, insbesondere wobei die Gitteröffnungen an der vom Statorgehäuse axial abgewandten Stirnseite der Lüfterhaube ausgebildet sind und/oder wobei die Löcher an der vom Statorgehäuse axial abgewandten Stirnseite des Adapterflansches ausgebildet sind. Von Vorteil ist dabei, dass der Adapterflansch entwärmt wird und das Lüfterrad geschützt innerhalb des Adapterflansches anordenbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Statorgehäuse nach radial außen hervorragende Kühlrippen ausgeformt, insbesondere welche sich in axialer Richtung erstrecken. Von Vorteil ist dabei, dass eine effiziente Entwärmung ermöglicht ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zwischen zwei in Umfangsrichtung zueinander nächstbenachbarten Höckerbereichen ein Freiraum ausgebildet, der nach radial innen vom Lagerschild und nach radial außen von der Lüfterhaube begrenzt ist und/oder durch den der vom Lüfterrad geförderte Luftstrom zu den Kühlrippen hinaustritt, und der von den Kühlrippen überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von dem Freiraum überdeckten Radialabstandsbereich überlappt. Von Vorteil ist dabei, dass der vom Lüfter geförderte Luftstrom direkt in den Bereich der Kühlrippen eintritt und dann entlang der Kühlrippen weiterströmt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor in Schrägansicht angeschnitten und explodiert dargestellt.
In der Figur 2 ist ein Adapterflansch 5 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 3 ist ein Zwischenring 8 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 4 ist eine Lüfterhaube 6 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 5 ist ein Lüfterrad 10 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 6 ist eine Kupplung 13 in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 7 ist ein Winkelsensor des Elektromotors in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 8 ist ein Bolzen 10 des Elektromotors in Schrägansicht dargestellt.
In der Figur 9 ist der erfindungsgemäße Elektromotor in Schrägansicht angeschnitten und explodiert dargestellt.
Wie in den Figuren dargestellt, weist der Elektromotor ein Statorgehäuse 1 auf, welches an seinem radialen Außenumfang nach radial außen hervorragende, sich in axiale Richtung erstreckende Kühlrippen aufweist.
An einem ersten axialen Ende des Statorgehäuses 1 ist ein Lagerschild 3 mit dem Statorgehäuse 1 verbunden, welches ein Lager zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 11 des Elektromotors aufnimmt.
Die axiale Richtung ist parallel zur Richtung der Drehachse der Rotorwelle 11. Die radiale
Richtung und die Umfangsrichtung sind jeweils auf die Drehachse der Rotorwelle 11 bezogen. Auf das axial stirnseitig am Statorgehäuse hervorragende Ende der Rotorwelle 11 ist ein Lüfterrad 10 aufgesetzt, das, vorzugsweise mittels Passfederverbindung, mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist. Das vom Statorgehäuse abgewandte Ende der Rotorwelle 11 ist mit einer ersten Seite der Kupplung 13 verbunden, welche den Rotor des Winkelsensors mit der Rotorwelle 11 drehfest verbindet.
Der Stator des Winkelsensors ist mit dem Adapterflansch 5 verbunden, welcher als Drehmomentstütze fungiert. Hierzu ist der Stator des Winkelsensors mit einem Wangenabschnitt 22 des Adapterflansches 5 mittels Schrauben verbunden, der über in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Stegabschnitte 21 mit einem Ringabschnitt 20 verbunden ist, der wiederum mittels Schrauben an dem Zwischenring 8 befestigt ist, welcher mit dem Lagerschild 3 verbunden ist.
Die Kupplung 13 ist vom Adapterflansch 5 umfasst. Hierzu ist der von der Kupplung 13 überdeckte axiale Bereich von dem von dem Adapterflansch 5 überdeckten axialen Bereich umfasst.
Ebenso ist das Lüfterrad 10, welches innerhalb des Adapterflansches 5 angeordnet ist vom Adapterflansch 5 umfasst. Hierzu ist der von dem Lüfterrad 10 in axialer Richtung überdeckte axiale Bereich von dem von dem Adapterflansch 5 überdeckten axialen Bereich umfasst
Der Zwischenring 8 ist mit dem Lagerschild 3 lösbar verbunden.
Eine Lüfterhaube 6 ist über den Winkelsensor samt des Adapterflansches 5 übergestülpt und auch über das Lagerschild 3 samt der am Lagerschild ausgeformten, radial am Lagerschild 3 hervorstehenden Höckerbereiche 2 übergestülpt. In jeden der Höckerbereiche 2 ist eine radial gerichtete Gewindebohrung eingebracht, in welche jeweils eine durch die Lüfterhaube 6 durchgehende Schraube eingeschraubt ist, deren Schraubenkopf an der radialen Außenseite der Lüfterhaube 6 anliegt und diese an den jeweiligen Höckerbereich 2 andrückt.
Der von der Lüfterhaube in axialer Richtung überdeckte Bereich umfasst den von dem Winkelsensor, den von dem von dem Adapterflansch 5 und zumindest teilweise auch den von dem Lagerschild 3 in axialer Richtung überdeckten Bereich. Die Lüfterhaube 6 ist radial beabstandet vom Adapterflansch 5 und vom Winkelsensor 9.
An ihrer, vom Statorgehäuse 1 axial abgewandten Stirnseite weist die Lüfterhaube 6 durchgehende Gitteröffnungen 7 auf, so dass ein vom Lüfterrad 10 in axialer Richtung angesaugter Luftstrom durch die Gitteröffnungen 7 eintritt und am Winkelsensor vorbei, insbesondere also zwischen dem Stator 9 des Winkelsensors und der Lüfterhaube 6 axial hindurchströmt, und/oder durch Löcher, welche durch den Wangenabschnitt 22 axial durchgehend ausgebildet sind, durchströmt zu dem innerhalb des Adapterflansches angeordneten Lüfterrads 10. Der vom Lüfterrad 10 in radialer Richtung geförderte Luftstrom tritt dann in radialer Richtung aus dem Adapterflansch 5 zwischen den Stegabschnitten 21 heraus und danach aus dem von der Lüfterhaube 6 umgebenen Raumbereich zu den Kühlrippen des Statorgehäuses 1 hin aus, wobei die Kühlrippen sich in axialer Richtung erstrecken.
Das Lüfterrad 10 ist im von der Lüfterhaube 6, insbesondere vom Adapterflansch 5, umgebenen Raumbereich angeordnet.
Vorzugsweise sind die Höckerbereiche 2 alle an derselben axialen Position und alle auf demselben Radialabstand, aber in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.
Die Lüfterhaube 6 weist eine durchgehende Ausnehmung 40 auf, die von einem Abdeckteil 4 abdeckbar ist. Durch die Ausnehmung 40 ist eine Wartung ausführbar und/oder elektrische Leitungen des Winkelsensors sind durchführbar.
Die Statorwicklung des Elektromotors ist an elektrischen Kontaktierungselementen angeschlossen, welche in einem Anschlusskasten 12 angeordnet sind, der an der Außenseite des Statorgehäuses 1 angebracht und/oder befestigt ist.
Durch den Adapterflansch 5 ist eine mechanische Schnittstelle zum Verbinden verschiedenartiger Statoren von Winkelsensoren bereitgestellt. Entsprechend ist auch durch die Kupplung 13 eine Schnittstelle am drehenden Teil bereitgestellt. Daher ist eine Baureihe von Elektromotoren bereitstellbar, deren Varianten verschiedene Winkelsensoren aufweisen. Mit nur einer geringen Anzahl von Komponenten ist somit eine hohe Varianz von Elektromotoren bereitstellbar.
Das Lüfterrad 10 ist innerhalb der Lüfterhaube 6 und innerhalb des Adapterflansches 5 angeordnet.
Erfindungsgemäß wird auch der Adapterflansch 5 vom Luftstrom gekühlt. Außerdem gelangt der Luftstrom auf diese Weise durch die von den Stegabschnitten 21 begrenzten, durchgehenden Ausnehmungen des Adapterflansches 5 und nimmt auch Verlustwärme des Lagers der Rotorwelle des Elektromotors mit.
Im Wangenabschnitt 22 des Adapterflansches sind axial durchgehende Löcher 23 angeordnet, durch welche der Luftstrom angesaugt wird. Die Löcher 23 sind alle auf demselben Radialabstand angeordnet und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, insbesondere regelmäßig. Die Löcher sind insbesondere gleichartig geformt und/oder jeweils als Rundbohrung, insbesondere Kreisbohrung, ausgeführt.
Insbesondere ist der von den Löchern 23 überdeckte Radialabstandsbereich, insbesondere also derjenige Bereich, der alle Radialabstände der Löcher umfasst, radial außerhalb von dem vom Winkelsensor überdeckten Radialabstandsbereich angeordnet.
Der vom Lüfterrad 10 in axialer Richtung überdeckte Bereich ist von dem vom Adapterflansch 5 in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen Wangenabschnitt 22 und Lüfterhaube 6 möglichst gering oder verschwindet ganz. Hierzu ist ein radiales Überstehen des Wangenabschnitts 22 am Adapterflansch 5 vorteilhaft. Somit sind rücklaufende Wirbel im Luftstrom oder es ist eine Vermischung des angesaugten mit dem geförderten Luftstrom verhinderbar.
Um eine kompakte Ausführung zu erreichen, ist der radiale Abstand zwischen der Lüfterhaube 6 und dem Adapterflansch 5 sehr gering. Somit strömt der Luftstrom durch die Löcher 23 in axialer Richtung herein und wird dann vom Lüfterrad 10 in radiale Richtung umgelegt. Der vom Lüfterrad 10 überdeckte Radialabstandsbereich überlappt mit dem von den Löchern 23 überdeckten Radialabstandsbereich.
Die vom Lüfterrad 10 in radiale Richtung geförderte Luft tritt durch die in Umfangsrichtung zwischen den Stegabschnitten 21 hindurch und wird dann von der Lüfterhaube 6 in axiale Richtung umgelenkt, um zwischen der Lüfterhaube 6 und dem Lagerschild 3 in axialer Richtung auszutreten und entlang der Kühlrippen zu strömen.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die Kupplung 13 als eine Schlitzkupplung ausgeführt. Diese ist durch Schlitze hergestellt, die in eine Hohlwelle eingebracht sind, wobei jeder Schlitz in einer Ebene, insbesondere Schlitzebene, angeordnet ist und die Ebenen jeweils axial voneinander beabstandet sind, wobei die Ebenen alle zueinander parallel ausgerichtet sind.
Vorzugsweise ist in der jeweiligen Ebene jeder Schlitz derart ausgeführt, dass nur ein einziger Steg den jeweiligen Schlitz überbrückt oder dass nur zwei Stege den jeweiligen Schlitz überbrücken.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind der Zwischenring 8 und das Lagerschild 3 einstückig, also einteilig, ausgeführt.
Bezugszeichenliste
1 Statorgehäuse
2 Höckerbereich
3 Lagerschild
4 Abdeckteil
5 Adapterflansch
6 Lüfterhaube
7 Gitteröffnungen
8 Zwischenring
9 Statorteil des Winkelsensors
10 Lüfterrad
11 Rotorwelle
12 Anschlusskasten des Elektromotors
13 Kupplung
20 Ringabschnitt
21 Stegabschnitt
22 Wangenabschnitt
23 Loch
40 Ausnehmung
70 Rotor des Winkelsensors
71 Lochbild, insbesondere axial durchgehendes Loch

Claims

Patentansprüche:
1. Elektromotor mit Lüfterrad und Lüfterhaube, wobei der Elektromotor ein Statorgehäuse, ein Lagerschild und einen Winkelsensor aufweist, wobei das Statorgehäuse mit dem Lagerschild verbunden ist, wobei im Lagerschild ein Lager, insbesondere Kugellager, zur Lagerung der Rotorwelle des Elektromotors aufgenommen ist, wobei das Lüfterrad mit der Rotorwelle drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelsensor an einem insbesondere als Drehmomentstütze fungierenden Adapterflansch befestigt ist, wobei der Adapterflansch am Lagerschild befestigt ist und/oder mit einem Zwischenring verbunden ist, der mit dem Lagerschild verbunden ist, wobei das Lüfterrad innerhalb, insbesondere radial und axial innerhalb, des Adapterflansches angeordnet ist, wobei ein Wangenabschnitt des Adapterflansches axial durchgehende Löcher, insbesondere Kreislöcher, insbesondere Kreislochbohrungen, aufweist, welche einen Radialabstandsbereich überdecken, der zumindest teilweise radial außerhalb des vom Stator des Winkelsensors überdeckten Radialabstandsbereichs angeordnet ist, und/oder welche radial außerhalb eines am Wangenabschnitt angeordneten Lochbildes zur Befestigung des Winkelsensors angeordnet sind, insbesondere wobei durch Löcher des Lochbildes des Wangenabschnitts durchgehende, Schrauben durch den Stator des Winkelsensors durchgehen, insbesondere mit welchen der Stator des Winkelsensors am Adapterflansch befestigt ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der in axialer Richtung von der Lüfterhaube überdeckte Bereich den vom Adapterflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst und/oder den vom Winkelsensor in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst, und/oder dass die Lüfterhaube radial beabstandet ist vom Winkelsensor und vom Adapterflansch, insbesondere wobei der Winkelsensor und der Adapterflansch radial innerhalb der Lüfterhaube angeordnet sind.
3. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapterflansch einen Ringabschnitt, Stegabschnitte und den Wangenabschnitt aufweist, wobei die Stegabschnitte den Ringabschnitt mit dem Wangenabschnitt verbinden, wobei die Stegabschnitte in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wobei der Ringabschnitt am Lagerschild befestigt ist, insbesondere mittels Schrauben, insbesondere wobei die Ringachse des Ringabschnitts koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, insbesondere wobei der Wangenabschnitt als ebene Scheibe ausgeführt ist, deren Normalenrichtung koaxial zur Drehachse der Rotorwelle ausgerichtet ist, insbesondere sodass in Umfangsrichtung zwischen den Stegabschnitten durch den Adapterflansch durchgehende Löcher ausgebildet sind, insbeosndere wobei der Ringabschnitt parallel zum Wangenabschnitt ausgerichtet ist.
4. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator des Winkelsensors mit dem Wangenabschnitt verbunden ist.
5. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor des Winkelsensors über eine Kupplung, insbesondere Schlitzkupplung, mit der Rotorwelle drehtest verbunden ist, insbesondere wobei die Kupplung als mit Schlitzen versehene Hohlwelle ausgeführt ist.
6. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wangenabschnitt lochscheibenförmig ausgebildet ist, wobei die Kupplung durch ein mittig in dem Wangenabschnitt angeordnetes Loch des Wangenabschnitts axial hindurchragt, insbesondere wobei der von dem Wangenabschnitt in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von der Kupplung in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist oder dass die Kupplung innerhalb des Adapterflansches angeordnet ist, insbesondere wobei der von der Kupplung in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von dem Adapterflansch in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist.
7. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wangenabschnitt ein Lochbild oder das Lochbild für Schrauben oder die Schrauben aufweist, welche den Stator des Winkelsensors am Wangenabschnitt befestigen.
8. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Lagerschild nach radial außen hervorragende Höckerbereiche ausgeformt sind, in welche insbesondere radial gerichtete Gewindebohrungen eingebracht sind, wobei in die Gewindebohrungen Schrauben eingeschraubt sind, welche durch die Lüfterhaube hindurchgehen und deren jeweiliger Schraubenkopf die Lüfterhaube zum jeweiligen Höckerbereich hindrückt.
9. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem von der Lüfterhaube umgebenen Raumbereich zwischen der Lüfterhaube und dem Lagerschild ausströmende Luftstrom entlang der Kühlrippen strömt.
10. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem von dem Adapterflansch umgebenen Raumbereich das Lüfterrad angeordnet ist, und/oder dass das Lüfterrad innerhalb des Adapterflansches angeordnet ist.
11. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckteil eine Ausnehmung der Lüfterhaube abdeckt, wobei der von der Ausnehmung in axialer Richtung überdeckte Bereich von dem von der Kupplung in axialer Richtung überdeckten Bereich umfasst ist. und/oder dass die Löcher des Wangenabschnitts als Kreislochbohrungen, insbesondere als axial durchgehende Kreislochbohrungen, ausgebildet sind.
12. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Kupplung in axialer Richtung überdeckte Bereich in dem von der Lüfterhaube in axialer Richtung überdeckten Bereich enthalten ist.
13. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Lüfterrad angesaugte Luftstrom durch Gitteröffnungen der Lüfterhaube und durch die Löcher des Wangenabschnitts durchtritt, insbesondere wobei die Gitteröffnungen an der vom Statorgehäuse axial abgewandten Stirnseite der Lüfterhaube ausgebildet sind und/oder wobei die Löcher an der vom Statorgehäuse axial abgewandten Stirnseite des Adapterflansches ausgebildet sind.
14. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Statorgehäuse ein erster Anschlusskasten angeordnet und/oder befestigt ist, und/oder dass am Statorgehäuse nach radial außen hervorragende Kühlrippen ausgeformt sind, insbesondere welche sich in axialer Richtung erstrecken.
15. Elektromotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei in Umfangsrichtung zueinander nächstbenachbarten Höckerbereichen ein Freiraum ausgebildet ist, der nach radial innen vom Lagerschild und nach radial außen von der Lüfterhaube begrenzt ist und/oder durch den der vom Lüfterrad geförderte Luftstrom zu den Kühlrippen hinaustritt, und der von den Kühlrippen überdeckte Radialabstandsbereich mit dem von dem Freiraum überdeckten Radialabstandsbereich überlappt.
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