Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Motor, insbesondere als Antrieb für mindestens ein Flügelrad zur Förderung eines Fluids. Der Motor weist mindestens ein Gehäuse, mindestens einen Stator und mindestens einen Rotor auf. Das Gehäuse ist zumindest in einem Spalt zwischen Stator und Rotor von einem Fluid durchströmbar. Das Gehäuse weist dazu entsprechende Öffnungen an den Endseiten auf. Der Rotor ist fluiddicht ausgebildet, der Stator ist in einem fluiddichten Statorraum angeordnet.

Bürstenlose Motoren, insbesondere bürstenlose Gleichstrommotoren, sind im Stand der Technik in einer Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. Derartige Motoren, insbesondere im Kleinformat, werden beispielsweise als Antrieb für Pumpen zur Förderung von Fluiden, beispielsweise von Kraftstoffen, in der Lebensmittelindustrie oder in der Medizintechnik eingesetzt.

Aus DE 299 21 352 U1 ist beispielsweise eine intravasal anordenbare Blutpumpe mit einem Elektromotor bekannt. An einem ersten Ende des Elektromotors ist auf der Motorwelle ein Flügelrad zur Förderung des Fluids angeordnet. Die Statorwicklungen sind in eine Kunstharzmatrix eingebettet. Der flügellose Rotor ist auf einer Rotorwelle gelagert und gegen den Kontakt mit dem Fluid durch Dichtungen geschützt.

DE 10 2010 005 963 A1 offenbart einen bürstenlosen Elektromotor als Drehantrieb für eine Kraftstoffpumpe. Der Rotor weist eine aus Metall bestehende Hülse auf, die den Rotor hermetisch abdichtet.

Insbesondere bei Verwendung gattungsgemäßer Motoren in der Medizintechnik bestehen vielfältige Herausforderungen bezüglich der Kompaktheit der Motoren sowie der Abdichtung gegenüber Fluiden. Die aus dem Stand der Technik bekannten Motoren können die gestiegenen Anforderungen an eine kompakte Bauform, bei gleichzeitig hoher Leistung und Effizienz oftmals nicht erfüllen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bürstenlosen Motor anzugeben, der bei hoher Leistungsfähigkeit besonders kompakt ausgebildet ist und gesteigerte Anforderungen an eine Abdichtung gegenüber Fluiden gewährleistet.

Die vorgenannte Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Motor gemäß dem Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Statorraum in Richtung des Rotors durch mindestens einen Innenhülse begrenzt wird, und dass sich mindestens ein Rotorlagermittel zur Lagerung des Rotors an einem Innenumfang der Innenhülse abstützt.

Das Gehäuse des Motors ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass es zwischen einer ersten Endseite und einer zweiten Endseite von einem Fluid, beispielsweise einer Spülflüssigkeit, axial durchströmbar ist. Die Durchströmung des Gehäuses erfolgt im Wesentlichen in dem zwischen dem Stator und dem Rotor ausgebildeten Spalt, insbesondere Ringspalt. Der Spalt zwischen Stator und Rotor wird auf der gesamten Länge des Stators in radialer Richtung von der Innenhülse begrenzt. Die Innenhülse ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie den gesamten Fluidpfad innerhalb des Gehäuses radial begrenzt, insbesondere zwischen einem an einem ersten Ende angeordneten Motorflansch und einem an einem zweiten Ende angeordneten Spülanschluss. Die Innenhülse ist Teil des Gehäuses und begrenzt den Spalt in Richtung des den Rotor umgebenden Statorraums. Die Innenhülse umgibt einen Rotorraum, in dem der Rotor rotierbar angeordnet, insbesondere gelagert, ist.

Der Stator umgibt den Rotor, der innerhalb eines Rotorraums um eine Motorachse A rotierbar ist. Der Motor weist vorteilhaft eine Steuer- und/oder Leistungselektronik auf, die zumindest teilweise in dem Gehäuse angeordnet ist. Die Steuer- und/oder Leistungselektronik weist mindestens eine Platine auf, die innerhalb des Gehäuses angeordnet, insbesondere vergossen, ist. Die Platine ist vorzugsweise über mindestens eine, vorzugsweise mindestens zwei oder mindestens drei, aus dem Gehäuse herausführende Anschlussleitung bzw. Anschlussleitungen kontaktierbar.

Insbesondere um eine kompakte Bauform des Motors zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass mindestens ein Rotorlagermittel zur Lagerung des Rotors insbesondere innerhalb der Innenhülse angeordnet ist. Das Rotorlagermittel ist derart angeordnet, dass es sich an einem Innenumfang der Innenhülse abstützt. Vorzugsweise sind mindestens zwei Rotorlagermittel zur Lagerung des Rotors vorgesehen, wobei sich beide Rotorlagermittel an einem Umfang der Innenhülse abstützen. Insbesondere sind beide Rotorlagermittel innerhalb der Innenhülse angeordnet. Mindestens ein Rotorlagermittel ist beispielsweise als Kugellager, Magnetlager, Keramiklager- oder Gleitlager ausgebildet. Vorzugsweise weist mindestens ein Rotorlagermittel eine hydrodynamische Schmierung auf und ist insbesondere als Keramiklager ausgebildet. Vorteilhaft sind beide Rotorlagermittel identisch ausgebildet.

Insbesondere ist mindestens ein Rotorlagermittel mit Schiebesitz in der Innenhülse montiert, bevorzugt sind beide Rotorlagermittel mit Schiebesitz in der Innenhülse montiert. Alternativ dazu ist vorgesehen, dass mindestens ein Rotorlager, vorzugsweise beide Rotorlager, mit der Innenhülse verbunden, insbesondere verklebt, sind.

Eine sehr geringe Reibung in den Rotorlagern kann dadurch erzielt werden, dass der Rotor mit einer sehr geringen Vorspannkraft in eine Richtung, insbesondere mit mindestens einer Wellfederscheibe, vorgespannt ist. Beispielsweise beträgt die Vorspannkraft genau oder weniger als 5 N, insbesondere genau oder weniger als Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des Lagerkäfigs, vorteilhaft der gesamte Lagerkäfig, aus einem biokompatiblen Kunststoff hergestellt, insbesondere aus Polyetheretherketon (PEEK). Die Anordnung der Rotorlagermittel innerhalb der Innenhülse weist den Vorteil auf, dass für die Rotorlagermittel kein zusätzlicher Bauraum erforderlich ist, was eine kompakte Bauform gewährleistet.

Die Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass insbesondere durch die Innenhülse hohe Sicherheitsanforderungen gegenüber Fluiden bei gleichzeitiger Kompaktheit des Motors erzielt werden. Die zumindest teilweise Durchströmung des Gehäuses im Betrieb mit einem Fluid gewährleistet eine vorteilhafte Wärmeabfuhr, die beispielsweise hohe Temperaturen des Gehäuses auf der Außenseite verhindert. Der Motor ist sehr effizient ausgelegt, um eine zu starke Erwärmung des Fluids zu verhindern.

Gemäß einer ersten Ausgestaltung des Motors hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass das Rotorlagermittel oder die Rotorlagermittel von dem Fluid umströmbar und/oder durchströmbar ausgebildet und angeordnet ist/sind. Das Rotorlagermittel oder die Rotorlagermittel sind folglich derart angeordnet, dass sie von einem in dem Spalt zwischen Stator und Rotor strömenden Fluid zumindest umströmt und/oder durchströmt werden. Besonders vorteilhaft ist dazu vorgesehen, dass beispielsweise als Kugellager ausgebildeten Rotorlagermittel zumindest teilweise aus einem Kunststoff ausgebildet sind. Vorzugsweise ist der Käfig aus einem Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus Polyetheretherketon (PEEK). Beispielsweise sind Kugeln aus einer Keramik und Lagerringe - Innenring und/oder Außenring - aus korrosionsbeständigem Stahl.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Motors sieht vor, dass die Innenhülse einstückig ausgebildet ist. Vorzugsweise erstreckt sich die Innenhülse einstückig vom Motorflansch an einer ersten Endseite bis zur gegenüberliegenden, zweiten Endseite des Motors. Um, insbesondere bei medizinischen Anwendungen, eine Biokompatibilität des Motors zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass die Innenhülse aus einem biokompatiblen Kunststoff besteht. Als geeignete biokompatible Kunststoffe haben sich insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) oder Polytetrafluorethylen (PTFE) herausgestellt. Es ist auch vorgesehen, dass die Innenhülse mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist, und dass die Teile der Innenhülse stoffschlüssig, insbesondere fluiddicht, zusammengefügt sind, vorzugsweise verklebt oder verschweißt sind.

Die Innenhülse ist vorteilhaft derart ausgebildet, dass sie in radialer Richtung einen Rotorraum innerhalb des Gehäuses begrenzt. An einer ersten Endseite ist vorzugsweise der Motorflansch ausgebildet, der den Rotorraum axial begrenzt und den Austritt von Fluid aus dem Gehäuse, insbesondere aus dem Rotorraum, ermöglicht. An einer zweiten Endseite ist der Rotorraum axial vorzugsweise von einem Spülanschluss begrenzt, durch den das Fluid in den Spalt zwischen Rotor und Stator eintreten kann. Die zweite Endseite des Motors bzw. des Gehäuses ist mit einer Vergussmasse, insbesondere einer spannungsarm aushärtenden Vergussmasse, verschlossen.

Die Ausgestaltung der Innenhülse hat einen Einfluss auf die Effizienz des Motors sowie die Baugröße des Motors. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist deshalb insbesondere vorgesehen, dass die Innenhülse zumindest im Bereich zwischen Rotor und Stator, insbesondere auf der Länge der Erstreckung des Stators, eine Wanddicke zwischen 0,075 mm und 1 mm aufweist. Besonders bevorzugt ist eine Wanddicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm. Die Innenhülse weist vorzugsweise zumindest entlang der Erstreckung der Statorwicklungen eine konstante Wanddicke auf. Derartig geringe Wanddicken stellen eine Herausforderung an die Montage dar, weshalb erfindungsgemäß ebenfalls ein nachfolgend beschriebenes Verfahren zur Montage eines Motors beansprucht wird.

Die Innenhülse begrenzt unter anderem den Rotorraum. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors ist vorgesehen, dass an der Außenseite des Gehäuses mindestens eine Außenhülse vorhanden ist. Die Außenhülse begrenzt das Gehäuse, insbesondere den Statorraum, in radialer Richtung außenseitig. Das Gehäuse ist derart ausgebildet, dass die Innenhülse den Statorraum in Richtung des innenliegenden Rotorraums begrenzt. In radialer Richtung begrenzt zudem die Außenhülse das Gehäuse entlang seines gesamten Umfangs. Bei der Außenhülse hat sich eine Wandstärke von 0,05 mm und 1 mm, insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,5 mm als besonders vorteilhaft herausgestellt. Vorzugsweise ist die Außenhülse aus einem korrosionsbeständigen Stahl hergestellt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, wenn an mindestens einer ersten Endseite des Motors ein Motorflansch angeordnet ist. Der Motorflansch stützt vorzugsweise die Innenhülse und die Außenhülse, so dass der Statorraum zwischen Innenhülse und Außenhülse als Ringraum ausgebildet wird. Vorzugsweise ist der Motorflansch mit der Außenhülse verklebt oder verschweißt. Besonders bevorzugt ist eine Laserverschweißung zwischen Außenhülse und Motorflansch. Beispielsweise ist der Motorflansch aus dem gleichen Material wie die Außenhülse ausgebildet.

Der Motorflansch weist vorzugsweise eine zentrale Ausnehmung auf, die eine Öffnung zum Rotorraum bereitstellt, um den Durchfluss von Fluid zu gewährleisten. Zudem weist der Motorflansch mindestens ein zentrales Gewinde auf. An dem Gewinde ist der Motor befestigbar bzw. das Gewinde dient als Schnittstelle zur Befestigung weiterer Bauelemente an dem Motor. Der Motorflansch wird vorzugsweise von mindestens einem Motorwellenabschnitt des Rotors durchtreten. Der Motorwellenabschnitt ist zum Antrieb, beispielsweise einer an den Motorwellenabschnitt ankoppelbaren Welle, ausgebildet. Beispielsweise weist der Motorwellenabschnitt Mittel auf, die dazu ausgebildet sind, formschlüssig, insbesondere zur Übertragung eines Drehmoments, mit einer ankoppelbaren Welle zusammenzuwirken. Zumindest im Betriebszustand des Motors ist der Motorwellenabschnitt rotierbar.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors ist vorgesehen, dass die Innenhülse an der ersten Endseite mindestens einen Flanschabschnitt aufweist, der insbesondere eine zentrale Ausnehmung des Motorflansches auf der Innenseite auskleidet. Der Flanschabschnitt ist vorzugsweise in die Ausnehmung im Motorflansch eingepresst. Die Wanddicke im Bereich des Flanschabschnitts ist vorzugsweise gegenüber der Wanddicke im Bereich zwischen dem Rotor und dem Stator gesteigert, insbesondere mindestens verdoppelt. Ferner ist im Flanschabschnitt der Innenhülse zudem mindestens ein Abschnitt mit reduziertem Durchmesser vorgesehen, so dass mindestens eine Anschlagkante für ein Rotorlagermittel und/oder einen Montagering bereitgestellt ist. Der Montagering ist beispielsweise aus Polyetheretherketon (PEEK) ausgebildet.

Vorzugsweise ist zwischen dem Flanschabschnitt und dem Abschnitt der Innenhülse mit konstanter Wandstärke, die sich zwischen Rotor und Stator erstreckt, eine kragenartige Erweiterung ausgebildet, die sich vorzugsweise in Richtung der Außenhülse des Motors erstreckt. Beispielsweise ist die kragenartige Erweiterung derart angeordnet, dass sie, insbesondere stirnseitig, am Motorflansch anliegt. Die kragenartige Erweiterung dient insbesondere der elektrischen Isolierung gegenüber dem Motorflansch und der axialen Positionierung der Spulen und des Eisenrückschlusses.

Gegenüberliegend zur ersten Endseite des Motors ist das Gehäuse, insbesondere der Statorraum, beispielsweise mit mindestens einer Vergussmasse verschlossen. Insbesondere wird die Vergussmasse von mindestens einer Anschlussleitung für den Motor und/oder von einem Spülanschluss durchtreten. Der Spülanschluss ist vorzugsweise aus dem gleichen Material ausgebildet wie die Außenhülse. Die Vergussmasse füllt vorzugsweise sowohl den Ringraum zwischen Außenhülse und Innenhülse als auch den Endbereich der Innenhülse. Als besonders vorteilhaft haben sich spannungsarm aushärtende Vergussmassen herausgestellt.

Beispielsweise erstreckt sich die Außenhülse an der zweiten Endseite bis zum Ende des Gehäuses, wobei die Innenhülse innerhalb der Vergussmasse einen geringfügigen Abstand zum Ende des Gehäuses aufweist.

Die Verwendung der Vergussmasse weist den Vorteil auf, dass Wärme abgeleitet wird und dass die Innenhülse gestützt und stabilisiert wird. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors ist ferner insbesondere vorgesehen, dass an der zweiten Endseite mindestens ein Zentnerflansch angeordnet ist, der die Innenhülse und die Außenhülse zueinander beabstandet positioniert. Vorzugsweise dient der Zentnerflansch zudem als Begrenzungsmittel für die Vergussmasse. Des Weiteren ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Statorraum, insbesondere die im Statorraum vorhandenen Hohlräume, mit mindestens einer zweiten Vergussmasse, vorzugsweise einer spannungsarm aushärtenden Vergussmasse, insbesondere bis zum Zentrierflansch, vergossen sind. Vorzugsweise weist der Zentrierflansch mindestens eine Durchtretung zum Einbringen von Vergussmasse auf.

Der Motor, insbesondere der Statorraum, ist somit vorteilhaft redundant gegen Umgebungsmedien abgedichtet, an der ersten Endseite durch den Motorflansch und die Vergussmasse im Statorraum, an der zweiten Endseite durch die außenliegende Vergussmasse und die zweite Vergussmasse im Statorraum.

Der Spülanschluss im zweiten Endbereich des Gehäuses weist außerhalb des Gehäuses mindestens eine Anschlusskontur, beispielsweise für einen Schlauch, auf. Die Anschlusskontur ist beispielsweis als Dornprofil ausgebildet. Der Spülanschluss dient dem Durchleiten von Fluid, beispielsweise einer Spülflüssigkeit, durch die Vergussmasse in das Gehäuse des Motors, insbesondere aus dem Innenumfang der Innenhülse, so dass das Fluid den Rotor umspülen und im Spalt zwischen Rotor und Stator in axialer Richtung strömen kann. Vorzugsweise weist der Außendurchmesser des Spülanschlusses im Bereich der Innenhülse einen mit dem Innendurchmesser der Innenhülse übereinstimmenden Durchmesser auf. Der Spülanschluss weist zum Innenumfang der Innenhülse vorzugsweise einen Schiebesitz auf.

Im Bereich der zweiten Endseite des Motors ist vorzugsweise mindestens eine, beispielsweise ringförmige, Platine mit Steuer- und/oder Leistungselektronik für den Motor im Gehäuse, insbesondere im Statorraum, angeordnet. Vorzugsweise wird die Platine von einem sich ringförmig um den Außenumfang der Innenhülse erstreckenden Platinenträger gehalten.

Der Rotor ist vorzugsweise vollständig innerhalb der Innenhülse gelagert. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors hat sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Rotor mindestens eine Rotorhülse aufweist, und dass die Rotorhülse an einer ersten Endseite einen ersten Wellenansatz und an einer zweiten Endseite einen zweiten Wellenansatz aufweist. Vorzugsweise ist der Rotor an den Wellenansätzen der Rotorhülse gelagert.

Innerhalb der Rotorhülse ist mindestens ein Permanentmagnet des Rotors, insbesondere eine Mehrzahl von Permanentmagneten, angeordnet. Der mindestens eine Permanentmagnet ist in der Rotorhülse, zwischen dem ersten Wellenansatz und dem zweiten Wellenansatz angeordnet. Vorzugsweise ist der Permanentmagnet als Vollzylindermagnet, insbesondere als Neodym-Eisen-Bor-Magnet, ausgebildet.

Die Rotorhülse besteht beispielsweise aus dem gleichen Material wie die Außenhülse des Motors. Ebenso bestehen beispielsweise der erste Wellenansatz und der zweite Wellenansatz aus diesem Material. Beispielsweise sind der erste Wellenansatz und/oder der zweite Wellenansatz mit der Rotorhülse verschweißt, insbesondere per Laserschweißung.

Der erste Wellenansatz an einer ersten Endseite des Motors ragt zumindest teilweise in die Rotorhülse hinein und ist vorzugsweise auf der Innenseite mit einem Stopfen, insbesondere einem Stopfen aus Polyetheretherketon (PEEK), verschlossen, um den Eintritt von Fluid zu verhindern. Der erste Wellenansatz weist zudem einen Motorwellenabschnitt auf, an dem beispielsweise das erste Lagermittel angeordnet ist. Insbesondere tritt der Motorwellenabschnitt durch den Motorflansch aus dem Gehäuse heraus, um beispielsweise eine mit dem Motorwellenabschnitt verbindbare Welle anzutreiben. Beispielsweise wird die verbindbare Welle zum Verbinden zumindest teilweise in den Motorwellenabschnitt eingeschoben. Der Motorwellenabschnitt stellt insbesondere eine Schnittstelle zur Übertragung eines Drehmoments dar. Der Motorwellenabschnitt weist beispielsweise zumindest teilweise eine profilierte Außenkontur oder Innenkontur auf, insbesondere einen Außenvierkant und/oder einen Innenvierkant.

Der zweite Wellenansatz an einer zweiten Endseite des Gehäuses dringt ebenfalls zumindest teilweise in die Rotorhülse ein und ist vorzugsweise mit dieser verschweißt. Im in Richtung des zweiten Endbereichs orientierten Ende des zweiten Wellenansatzes ist der Durchmesser derart reduziert, dass er dem Innendurchmesser des dort angeordneten Rotorlagermittels entspricht. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser beider Rotorlagermittel im Wesentlichen identisch. Zudem ist am zweiten Wellenansatz eine Federscheibe, insbesondere Wellfederscheibe, angeordnet, die sich vorzugsweise gegen den Spülanschluss abstützt, um den Rotor in axialer Richtung mit Schiebesitz zu lagern. Der Rotor ist durch die Federscheibe vorzugsweise vorgespannt, insbesondere mit einer Vorspannkraft von gleich oder weniger als 5 N, bevorzugt gleich oder weniger als 3 N vorgespannt. Die Vorspannung erfolgt vorzugsweise in Richtung der ersten Endseite des Motors. Vorteilhaft ist die Rotorhülse fluiddicht mit den Wellenansätzen verbunden.

Eine weitere Ausgestaltung des Motors sieht vor, dass der erste Wellenansatz an der ersten Endseite mindestens einen Motorwellenabschnitt aufweist. Der Motorwellenabschnitt ist zumindest teilweise hohl ausgebildet, so dass er von einem Fluid durchströmbar ist. Der Motorwellenabschnitt weist eine axial verlaufende Ausnehmung auf. Der Motorwellenabschnitt ist beispielsweise einstückig mit dem ersten Wellenansatz ausgebildet. Alternativ dazu ist auch vorgesehen, dass der Motorwellenabschnitt an dem Wellenansatz angefügt ist. Es ist auch vorgesehen, dass ein erster Motorwellenabschnitt, vorzugsweise ohne Ausnehmung, an dem ersten Wellenansatz angeordnet ist, und dass an dem ersten Motorwellenabschnitt ein zweiter Motorwellenabschnitt, insbesondere als Adapter, befestigbar ist, wobei der zweite Motorwellenabschnitt eine längs verlaufende Ausnehmung, vorzugsweise mit einem Innenvierkant, aufweist. Um die Effizienz des Motors weiter zu steigern, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass der Stator einen Eisenrückschluss mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Einzelblechen aufweist. Der Eisenrückschluss ist zwischen den Wicklungen des Stators und der Außenhülse angeordnet. Die Einzelbleche sind beispielsweise aus Silizium-Eisen oder Nickelblech ausgebildet. Die Einzelbleche des Eisenrückschlusses weisen vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,5 mm auf. Bevorzugt ist zudem eine Dicke zwischen 0,05 mm und 0,3 mm. Besonders bevorzugt ist eine Dicke von etwa 0,1 mm oder 0,2 mm für jedes der Einzelbleche.

Ferner hat sich für die Effizienz als vorteilhaft herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass der Stator mindestens drei oder mindestens vier Spulenpaare aufweist. Die Spulen sind eisenlos gewickelt, vorzugsweise nach dem Prinzip des Glockenankers. Vorzugweise sind jeweils zwei Spulenpaare, insbesondere jeweils im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnete Spulenpaare, in Reihe geschaltet, so dass beispielsweise bei sechs Spulen nur sechs Wicklungsanzapfungen vorhanden sind. Insbesondere sind die Spulen auf der Platine verschaltet.

Die Dimensionierung des Spaltes zwischen der Innenhülse und dem Rotor hat einen starken Einfluss auf die Effizienz des Motors bzw. die Fluidverluste. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Motors hat sich deshalb als vorteilhaft herausgestellt, wenn vorgesehen ist, dass der Spalt zwischen Rotor und Stator auf mindestens 50 % der Länge des Rotors eine Höhe zwischen 0,12 mm und 1 ,5 mm aufweist. Beispielsweise weist der Spalt zwischen Rotor und Stator die vorgenannte Höhe zumindest auf der gesamten Länge der Rotorhülse auf. Besonders bevorzugt ist eine Höhe des Spaltes zwischen 0,25 mm und 1 mm, ganz besonders bevorzugt ist eine Höhe des Spaltes etwa 0,5 mm.

Des Weiteren lässt sich die Effizienz des Motors gemäß einer nächsten Ausgestaltung dadurch beeinflussen, dass das Verhältnis des Außendurchmessers der Innenhülse zum Außendurchmesser des Gehäuses zwischen 0,3 und 0,7 liegt. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis von 0,5. Ferner ist beispielsweise vorgesehen, dass das Verhältnis des Außendurchmessers der Wicklung des Stators zum Außendurchmesser des Eisenrückschlusses zwischen 0,6 und 0,9 beträgt, insbesondere etwa 0,8 beträgt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Montage eines Motors, insbesondere nach einem der vorstehenden Ausführungsbeispiele, zumindest aufweisend die nachfolgenden Verfahrensschritte:

- Bereitstellen eines Motorflansches mit daran angeordneter Außenhülse zur Begrenzung des Gehäuses des Motors und an dem Motorflansch angeordneter Innenhülse, insbesondere wobei ein Flanschabschnitt der Innenhülse in den Motorflansch eintritt,

- Zumindest teilweises Füllen des Statorraums zwischen Innenhülse und Außenhülse mit einer ersten Vergussmasse,

- Anordnen der Statorwicklungen und des Eisenrückschlusses im Statorraum, insbesondere auf einem Außenumfang einer Innenhülse, in der, insbesondere noch nicht verfestigten, ersten Vergussmasse,

- Einbringen des Rotors zusammen mit den Rotorlagermitteln in einen von der Innenhülse ausgebildeten Rotorraum, so dass ein Motorwellenabschnitt des Rotors im Bereich des Motorflansches aus dem Gehäuse hervortritt,

- Anordnen eines Spülflansches, insbesondere zumindest teilweise in der Innenhülse, und mindestens eines Zentrierflansches, insbesondere zwischen Innenhülse und Außenhülse,

- Vergießen des Gehäuses an der zweiten Endseite mit einer zweiten Vergussmasse.

Durch die vorstehend beschriebene Montagereihenfolge lassen sich auch Innenhülsen mit sehr kleiner Wanddicke auf einfache Weise montieren.

Insbesondere ist vorgesehen, dass im Statorraum nach dem Einbringen der Statorwicklungen und des Eisenrückschlusses verbleibende Hohlräume, insbesondere bis zum Zentrierflansch, mit Vergussmasse aufgefüllt werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass vor dem Anordnen des Spülflansches mindestens eine Federscheibe, insbesondere Wellfederscheibe, auf den zweiten Wellenansatz aufgebracht wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Rotor über den Spülflansch in Richtung der ersten Endseite vorgespannt wird, dass anschließend die Vergussmasse eingebracht wird, und dass die Vorspannung nach dem Aushärten der Vergussmasse gelöst wird, so dass der Rotor zwischen Spülflansch und erster Endseite vorgespannt bleibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung und den abhängigen Unteransprüchen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, bürstenlosen Motors in einer seitlichen Schnittansicht, und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines schematischen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen.

Zu der anschließenden Beschreibung wird beansprucht, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsbeispiele und dabei nicht auf alle oder mehrere Merkmale von beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist, vielmehr ist jedes einzelne Teilmerkmal des/jedes Ausführungsbeispiels auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen eines anderen Ausführungsbeispiels von Bedeutung für den Gegenstand der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bürstenlosen Motors 1 in geschnittener Seitenansicht. Der Motor 1 ist insbesondere als Antrieb für eine ankoppelbare Welle, beispielsweise mit mindestens einem Flügelrad zur Förderung eines Fluids, ausgebildet. Der Motor 1 weist mindestens ein Gehäuse 2, einen Stator 3 sowie einen Rotor 4 auf. Das Gehäuse 2 ist derart ausgebildet, dass es in einem Spalt 5, insbesondere einem Ringspalt, zwischen Stator 3 und Rotor 4 von einem Fluid durchströmbar ist. Dazu ist der Stator 3 in einem fluiddichten Statorraum 6 ausgebildet. Der Rotor 4 ist ebenfalls fluiddicht ausgebildet und ist im Betrieb in einem mit Fluid gefüllten Rotorraum 7 angeordnet. Der Spalt 5 im Wesentlichen entlang der Erstreckung des Stators 3 eine kontante Höhe.

Der Statorraum 6 wird in Richtung des Rotors 4, insbesondere in radialer Richtung, durch eine Innenhülse 8 begrenzt. Die Innenhülse 8 begrenzt damit auch den Außenumfang des Rotorraums 7. Innerhalb der Innenhülse 8, also im Rotorraum 7, ist der Rotor 4 angeordnet, der mit Rotorlagermitteln 9 gelagert ist. Der Rotor 4 ist um eine zentral durch das Gehäuse 2 verlaufende Motorachse A rotierbar. Die Rotorlagermittel 9 sind als Kugellager mit einem Käfig aus Polyetheretherketon (PEEK) ausgebildet. Der Lager-Außenring der Rotorlagermittel 9 stützt sich auf einer Innenseite 10 der Innenhülse 8 ab. Zwischen Rotorlagermitteln 9 und der Innenhülse 8 ist ein Schiebesitz ausgebildet. Die Rotorlagermittel 9 sind von einem im Spalt 5 zwischen Rotor 4 und Stator 3 strömenden Fluid durchströmbar ausgebildet.

Die Innenhülse 8 ist aus Polyetheretherketon (PEEK) einstückig ausgebildet und begrenzt den Rotorraum 7 in radialer Richtung. Die Innenhülse 8 begrenzt den gesamten Raum innerhalb des Gehäuses 2, in dem ein Fluid in axialer Richtung das Gehäuse 2 durchströmen kann. Im Bereich der Erstreckung des Stators 3 weist die Innenhülse 8 eine konstante Wandstärke auf, die vorzugsweise etwa 0,5 mm beträgt. Der Statorraum 6 wird auf einem Außenumfang des Gehäuses 2 von einer Außenhülse 11 begrenzt. Die Außenhülse 11 ist vorzugsweise aus einem korrosionsbeständigen Stahl hergestellt und weist eine Wandstärke von etwa 0,5 mm auf.

Die Innenhülse 8 und die Außenhülse 11 werden an einer ersten Endseite 12 des

Motors 1 von einem Motorflansch 13 gestützt. Die Außenhülse 11 ist auf den Motorflansch 13 teilweise aufgeschoben und mit diesem per Laserschweißen verschweißt. Die Innenhülse 8 weist einen Flanschabschnitt 14 auf und erstreckt sich an der ersten Endseite 12 mit dem Flanschabschnitt 14 in den Motorflansch 13 hinein und ist vorzugsweise in den Motorflansch 13 eingepresst. Der Flanschabschnitt 14 erstreckt sich in einer zentralen Ausnehmung 16 innerhalb des Motorflansches 13. Die Innenhülse 8 erstreckt sich bis zum Ende des Motorflansches 13 und schließt bündig mit dem Motorflansch 13 ab.

In axialer Richtung entlang der Motorachse A liegt die Innenhülse 8 mit einer kragenartigen Erweiterung 15 stirnseitig an dem Motorflansch 13 an. Auf der anderen Seite der kragenartigen Erweiterung 15 ist der Stator 3 in dem Statorraum 6 ausgebildet. Die Wanddicke der Innenhülse 8 im Bereich des Flanschabschnitts 14 ist mindestens doppelt so groß wie im Bereich des Spalts 5 zwischen Stator 3 und Rotor 4. Zudem weist der Flanschabschnitt 14 einen Bereich 17 mit reduziertem Durchmesser auf, um eine Montagekante 18 innerhalb des Flanschabschnitts 14 für ein Rotorlagermittel 9 zu gewährleisten. Der Innendurchmesser im Bereich 17 entspricht dem Innendurchmesser der Innenhülse 8 im Bereich zwischen Stator 3 und Rotor 4.

Bei diesem Ausführungsbeispiel liegt an der Montagekante 18 das erste Rotorlagermittel 9 an, so dass das erste Rotorlagermittel 9 in axialer Richtung gestützt ist. An der zweiten Endseite 20 des Motors 1 bzw. des Gehäuses 2 ist ein Zentnerflansch 21 zwischen dem Außenumfang der Innenhülse 8 und dem Innenumfang der Außenhülse 11 angeordnet. Der Zentnerflansch 21 hält die Innenhülse 8 und die Außenhülse 11 beabstandet zueinander. Der Zentnerflansch 21 begrenzt zudem den Statorraum 6 in axialer Richtung. Der Statorraum 6 ist beispielsweise mit einer ersten Vergussmasse 22 vollständig gefüllt.

An der zweiten Endseite 20 ist das Gehäuse 2 bzw. der Motor 1 durch eine zweite Vergussmasse 23 vollständig verschlossen. Die zweite Vergussmasse 23 schließt bündig mit der Außenhülse 11 ab. Die Innenhülse 8 endet beabstandet in der Vergussmasse 23. Die Vergussmasse 23 wird von einer elektrischen Anschlussleitung 24 des Motors 1 sowie von einem an der zweiten Endseite 20 angeordneten Spülanschluss 25 durchtreten. Der Spülanschluss 25 weist außenseitig ein Anschlussprofil 26, beispielsweise für einen Schlauch, auf. Innenseitig dient der Spülanschluss 25 dem Einleiten des in dem Spalt 5 strömenden Fluids und ist formschlüssig in den Innenumfang der Innenhülse 8 eingefügt. Der Spülanschluss 25 liegt vollflächig an der Innenseite 10 der Innenhülse 8 an und bildet vorzugsweise mit der Innenhülse 8 einen Schiebesitz aus. Vorteilhaft ist die Strömungsrichtung eines Fluids vom Spülanschluss 25 zum Motorflansch 13.

In axialer Richtung entlang der Motorachse A ist zwischen dem Rotor 4 und dem Spülanschluss 25 eine Federscheibe 27 angeordnet, die den Rotor 4 in axialer Richtung in Richtung der ersten Endseite 12 vorspannt. Die Rotorlagermittel 9 sind im Rahmen des Schiebesitzes und der Federkraft der Federscheibe 27 axial bewegbar und über die Federkraft gegeneinander verspannt.

Der Rotor 4 weist eine Rotorhülse 28 auf, die an der ersten Endseite 12 an einem ersten Wellenansatz 29 und an der zweiten Endseite 20 an einem zweiten Wellenansatz 30 befestigt ist. Die Rotorhülse 28 ist fluiddicht mit den Wellenansätzen 29, 30 verbunden, indem sie mit den Wellenansätzen 29, 30 verschweißt ist, insbesondere laserverschweißt ist. Auf den ersten Wellenansatz 29 und/oder den zweiten Wellenansatz 30 kann zum Auswuchten des Rotors 4 Material aufgetragen oder es kann Material abgetragen werden.

Der erste Wellenansatz 29 an der ersten Endseite 12 des Motors 1 erstreckt sich zumindest teilweise in die Rotorhülse 28 hinein. Ferner weist der erste Wellenansatz 29 einen Motorwellenabschnitt 31 auf, der an der ersten Endseite 12 aus dem Gehäuse 2 hervortritt, um beispielsweise mit einer Welle - nicht dargestellt - zusammenzuwirken und die Welle anzutreiben. Der Motorwellenabschnitt 31 weist vorzugsweise einen - nicht dargestellten - Innenvierkant auf. Der Motorwellenabschnitt 31 ist hohl ausgebildet. Aus fertigungstechnischen Gründen ist die Bohrung in dem Motorwellenabschnitt 31 bis in den Bereich der Rotorhülse 28 fortgeführt und dort mit einem Verschlussstopfen 33 verschlossen, der das Eintreten von Fluid in den Rotor 4 verhindert. Zwischen dem ersten Wellenansatz 29 und dem zweiten Wellenansatz 30 ist innerhalb der Rotorhülse 28 ein Permanentmagnet 34 in Form eines Vollzylindermagneten angeordnet.

Der zweite Wellenansatz 30 erstreckt sich ebenfalls zumindest teilweise in die Rotorhülse 28 hinein. In Richtung der zweiten Endseite 20 weist der zweite Wellenansatz 30 einen reduzierten Durchmesser auf, so dass er vorteilhaft in dem zweiten Rotorlagermittel 9 lagerbar ist.

Die Federscheibe 27 bewirkt eine Federkraft auf den Rotor 4 in Richtung der ersten Endseite 12, so dass der Rotor 4 über das Rotorlagermittel 9 an der ersten Endseite 12 gegen die Montagekante 18 gedrückt wird.

Der Stator 3 weist einen Eisenrückschluss 35 mit einer Vielzahl von Einzelblechen 35a auf, die sich nebeneinander im Statorraum 6 erstrecken. Der Stator 3 weist zudem eine eisenlose Wicklung 36 mit drei Spulenpaaren auf. Die Wicklung 36 erstreckt sich von der kragenartigen Erweiterung 15 an der ersten Endseite 12 bis zu einem Platinenträger 37 an der zweiten Endseite 20. Der Platinenträger 37 ist ringförmig ausgebildet und hält eine ebenfalls ringförmig ausgebildete Platine 38.

Die Platine 38 dient hier der elektrischen Verschaltung der Spulenpaare des Motors 1.

Der Spalt 5 zwischen Rotor 4 und Stator 3 ist derart dimensioniert, dass er zumindest im Bereich der Erstreckung der Rotorhülse 28 eine Höhe von etwa 0,5 mm aufweist. Eine derartige Höhe des Spaltes 5 hat sich für eine Effizienz des Motors 1 als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Fig. 2 zeigt ein ein Ausführungsbeispiel eines schematischen Ablaufs eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100. Zur Montage des Motors 1 wird zunächst die Außenhülse 11 auf den Motorflansch 13 aufgebracht und mit diesem verschweißt, sowie die Innenhülse 8 mit ihrem Flanschabschnitt 14 in die Ausnehmung 16 eingepresst. Der Motorflansch 13 mit der Außenhülse 11 wird bereitgestellt 101. Der zwischen Außenhülse 11 und Innenhülse 8 entstehende Ringraum - der Statorraum 6 - wird anschließend mit einer ersten Vergussmasse 22 gefüllt 102. Die Statorwicklungen 36 werden zusammen mit dem Eisenrückschluss 35 in die noch flüssige erste Vergussmasse 22 eingebracht 104. Nach dem Einbringen des Zentrierflansches 21 werden ggf. im Statorraum 6 vorhandene Hohlräume mit der ersten Vergussmasse 22 aufgefüllt, so dass die zweite Vergussmasse bis an den Zentrierflansch heranreicht. Nachfolgend wird zunächst das erste Rotorlagermittel 9 zusammen mit dem vormontierten Rotor 4 derart in den Rotorraum 7 in der Innenhülse 8 eingebracht 104, dass das erste Rotorlagermittel 9 an der Montagekante 18 anliegt. Die Rotorlagermittel 9 stützen sich dabei an der Innenseite 10 der Innenhülse 8 ab.

Nachfolgend wird die Federscheibe 27 zusammen mit dem Spülanschluss 25 in die Innenhülse angeordnet 105 und eine Kraft in Richtung der ersten Endseite 12 auf den Spülanschluss 25 bewirkt, so dass der Rotor 4 in Richtung der ersten Endseite 12 vorgespannt wird. Abschließend erfolgt ein Vergießen 106 mit der zweiten Vergussmasse 23 an der zweiten Endseite 20. Die Kraft auf den Spülanschluss 25 wird bis zum vollständigen Aushärten der zweiten Vergussmasse 23 aufrechterhalten. Vorzugsweise erfolgt die Vormontage des Stators 3 bis zum Einbringen des Zentnerflansches 21 und dem Aushärten der ersten Vergussmasse 22 sowie die Vormontage des Rotors 4 einschließlich der Lagermittel 10 außerhalb eines Reinraumes. Die Montage des Rotors 4 im Stator 3, einschließlich des Aufbringens und Aushärtens der zweiten Vergussmasse 23 erfolgt vorzugsweise im Reinraum.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Es wird ausdrücklich betont, dass die Ausführungsbeispiele nicht auf alle Merkmale in Kombination beschränkt sind, vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal auch losgelöst von allen anderen Teilmerkmalen für sich eine erfinderische Bedeutung haben. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im Anspruch 1 definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des Anspruchs 1 weggelassen beziehungsweise durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.

Bezuqszeichenliste

1 Motor

2 Gehäuse

3 Stator

4 Rotor

5 Spalt

6 Statorraum

7 Rotorraum

8 Innenhülse

9 Rotorlagermittel

10 Innenseite von der Innenhülse 8

11 Außenhülse

12 Erste Endseite des Motors 1

13 Motorflansch

14 Flanschabschnitt

15 Kragenartige Erweiterung

16 Zentrale Ausnehmung

17 Bereich des Flanschabschnitts 14

18 Montagekante

20 Zweite Endseite des Motors 1

21 Zentrierflansch

22 Erste Vergussmasse

23 Zweite Vergussmasse

24 Anschlussleitung

25 Spülanschluss

26 Anschlussprofil

27 Federscheibe

28 Rotorhülse

29 Erster Wellenansatz

30 Zweiter Wellenansatz

31 Motorwellenabschnitt Verschlussstopfen Permanentmagnet Eisenrückschlussa Einzelbleche Eisenlose Wicklung Platinenträger Platine