Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektromotoren, die als Innenläufer bezeichnet werden, weisen einen Rotor auf, der mit einer Motorwelle verbunden ist und in einem Gehäuse drehbar gelagert ist. Der Rotor ist mit Permanentmagneten versehen. Um den Motor herum ist ein Stator angeordnet, der auf einem Eisenkern eine Anzahl von Wicklungen trägt. Bei geeigneter Ansteuerung erzeugen die Wicklungen ein Magnetfeld, das den Rotor zur Rotation antreibt. Die Wicklungen werden üblicherweise dreiphasig gewickelt und werden dementsprechend mit drei elektrischen Anschlüssen versehen, über die die Wicklungen mit einer Steuereinheit (ECU) verbunden werden können. Die Wicklungsenden werden über Stromschienen bzw. Sammelschienen kontaktiert. Zur Fixierung des Rotors sind üblicherweise zwei Lagersysteme vorgesehen. Oft werden diese Lager als Kugellager ausgeführt, wobei die elektromagnetischen Baugruppen zwischen den Lagern liegen. Bei Motoren mit erhöhten Geräuschanforderungen werden die Lager mit einem Federelement vorgespannt. Dadurch werden die die Lager aufnehmenden Lagerschilde mit einer axialen Kraft beaufschlagt. Deshalb müssen beide Lagerschilde so an das Motorgehäuse angebunden werden, dass die Schnittstellen die auftretenden Axialkräfte aufnehmen können.

Mehrpolige bürstenlose Elektromotoren beinhalten Statoren mit Spulen, welche elektrisch verschaltet werden. Bei Elektromotoren, die in Großserien hergestellt werden, wird dies oft mit einer Sammelschieneneinheit realisiert. Die Sammelschieneneinheit bestehend aus einem Sammelschienenhalter und darin angeordneten Sammelschienen hat dabei mit dem Stator eine mechanische Verbindung. Es ist bekannt, dass die Sammelschieneneinheit eine Anbindung an einen der Langerschilde ausbildet. Die mechanische Verbindung muss daher, die axialen Kräfte aufnehmen können. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Elektromotor anzugeben, der eine einfache und eine die Axialkräfte aufnehmende Verbindung der Sammelschieneneinheit mit dem Stator aufweist.

Diese Aufgabe wird von einem Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Zum Zwecke der geometrischen Beschreibung des Elektromotors, insbesondere eines mehrpoligen bürstenlosen Elektromotors, wird zum einen die Drehachse des Motors als Mittelachse und Symmetrieachse angenommen. Der Stator ist konzentrisch mit der Drehachse und dem Rotor angeordnet. Die Drehachse definiert gleichzeitig eine Axialrichtung, in der die Dicke des Statorpakets und die axiale Länge des Motors angegeben werden. Außerdem wird bezüglich der Mittelachse von einer Radialrichtung gesprochen, die den Abstand von der Mittelachse angibt, sowie von einer Umfangsrichtung, die tangential zu einem bestimmten in Radialrichtung angeordneten Radius ausgezeichnet ist. Die Anschlussseite des Stators, an der die Wicklungsdrähte mit der Stromschienenanordnung verbunden werden, wird als Oberseite des Stators beschrieben.

Es ist ein Elektromotor mit einem Rotor und einem den Rotor außen umgebenden Stator, der gewickelte Spulen aufweist, vorgesehen. Die Wicklungen sind aus wenigstens einem Wicklungsdraht mit Wicklungsdrahtendabschnitten gebildet und die Wicklungsdrahtendabschnitte sind elektrisch mit Sammelschienen einer Sammelschieneneinheit stirnseitig kontaktiert, wobei die Sammelschieneneinheit auf der Oberseite des Stators angeordnet ist. Eine einfache und sichere Verbindung zwischen Stator (6) und der Sammelschieneneinheit wird mittels eines Bajonettverschlusses hergestellt. Dieser kann Axialkräfte gut aufnehmen und erleichtert zudem die Montage, da keine hohen Montagekräfte benötigt werden und auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Stator Isolatoren, die jeweils eine Wickelkammer mit einem Wickelraum aufweisen, wobei der Wickelraum auf einer Innenseite von einem Innenflansch und auf der Außenseite von einem Außenflansch begrenzt ist, wobei die Wicklungen der Spulen um die Isolatoren im Wickelraum ausgebildet sind, und wobei die Isolatoren Vorsprünge aufweisen, die in korrespondierende Ausnehmungen auf der Unterseite der Sammelschieneneinheit einsetzbar sind, um den Bajonettverschluss auszubilden. Diese Ausführungsform ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar, da die ineinandergreifenden Abschnitte bei der Herstellung der Isolatoren und der Sammelschieneneinheit mit ausgebildet werden können. Bevorzugt werden beide Bauteile mittels Spritzgussverfahren gebildet.

Es ist vorteilhaft, wenn die Vorsprünge jeweils an der Außenseite des Außenflansches stirnseitig obenliegend ausgebildet sind, wobei die Sammelschieneneinheit eine zentrale, durchsetzende Öffnung aufweist und die Ausnehmungen lauf der Innenseite der Sammelschieneneinheit stirnseitig, unten liegend ausgebildet sind.

Vorzugsweise weisen die Vorsprünge Haken auf, die jeweils in eine Hinterschneidung der Ausnehmung greifen, um eine Verbindung des Stators mit der Sammelschieneneinheit in Axialrichtung auszubilden.

Bevorzugt ist der Bajonettverschluss über eine in der Sammelschieneneinheit ausgebildete Rastnase gesichert. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Stator ein Statorblechpaket aufweist, das auf der Außenseite in Radialrichtung nach außen offene Nuten aufweist, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind und in Längsrichtung verlaufen, wobei zur Sicherung des Bajonettverschlusses die Rastnase in eine der Nuten stirnseitig eingreift.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Isolatoren mittels der Spulen an das Statorblechpaket des Stators angebunden sind, wobei der Stator wiederum in einem Motorgehäuse des Elektromotors über eine Schnittstelle zwischen dem Statorblechpaket und einer Innenwandung des Motorgehäuses befestigt ist.

Die in das oberhalb der Sammelschieneneinheit liegende Lagerschild eingeleitete Kräfte können so sicher aufgenommen werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen: Fig. 1: einen Längsschnitt durch eine Sammelschieneneinheit und einen

Teil eines Stators,

Fig. 2: eine Detailansicht der Figur 1,

Fig. 3: eine räumliche Ansicht der miteinander verbunden Bauteile der

Figur 1,

Fig. 4: eine räumliche Darstellung der Sammelschieneneinheit und des gesamten Stators, sowie

Fig. 5: eine Detailansicht der Figur 4.

Figur 1 zeigt einen Ausschnitt einer Sammelschieneneinheit 1, die oberhalb eines Stators 2 eines Elektromotors liegt. Die Sammelschieneneinheit 1 umfasst herkömmlicherweise einen Sammelschienenhalter 3 und in dem Sammelschienenhalter 3 angeordnete nicht dargestellte Sammelschienen. Die Sammelschienen sind aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, vorzugsweise Metall, insbesondere Kupfer. Der Sammelschienenhalter 3 besteht wenigstens zum Teil oder vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material, so dass Kurzschlüsse zwischen den Sammelschienen effektiv verhindert werden können. Der Sammelschienenhalter 3 ist bevorzugt durch Spritzgießen hergestellt. Der Sammelschienenhalter 3 liegt auf einer axialen Seite des Stators 2 (Oberseite) mit diesem in Anlage und ist mit diesem verbunden. In Figur 1 sind nur die Isolatoren 4 des Stators dargestellt. Ein Isolator 4 umgibt jeweils einen nicht dargestellten Statorzahn und isoliert diesen von einer Wicklung einer Spule. Der Isolator 4 weist zur Aufnahme des Wicklungsdrahtes jeweils eine Wickelkammer 5 auf, die einen Wickelraum ausbildet, der in Radialrichtung zur Längsachse des Stators auf der Innenseite von einem Innenflansch 6 und auf der Außenseite von einem Außenflansch 7 begrenzt ist. Die Isolatoren 4 sind über die Spulengruppen an ein nicht dargestelltes Statorblechpaket des Stators angebunden. Der Stator 2 wird wiederum im Motorgehäuse über eine Schnittstelle zwischen dem Statorblechpaket und einer Innenwandung eines Motorgehäuses befestigt. Die nicht dargestellten Wicklungsdrahtenden der im Stator 2 angeordneten Wicklungen sind mit den Sammelschienen in bekannter Weise elektrisch verbunden. Die Sammelschieneneinheit 1 ist dazu eingerichtet, die Spulen des Stators mittels der Sammelschienen elektrisch zu kontaktieren. Jede der Sammelschienen weist ein Leistungsquellenverbindungsanschlusselement 8 auf, welches dazu eingerichtet ist, mit einer Leistungsquelle elektrisch verbunden zu werden. Die Spulen sind in drei Phasengruppen gruppiert. Insgesamt sind daher drei Leistungsquellenverbindungsanschlusselemente 8 vorgesehen, die, wie in Figur 1 und 3 dargestellt, aus der Oberseite der Sammelschieneneinheit 1 hervorragen und einen Steckverbinder 9 zur elektrischen Anbindung an eine nicht dargestellte Steuereinheit ausbilden.

Die Isolatoren 4 sind unmittelbar mit der Sammelschieneneinheit 1 mittels eines Bajonettverschlusses 10 verbunden.

Wie in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, weist der Außenflansch des Isolators 7 stirnseitig obenliegend auf der Außenseite einen Vorsprung 11 auf, der in eine korrespondierende Ausnehmung 12 auf der Innenseite der Sammelschieneneinheit 1 eingreift und somit den Bajonettverschluss 10 ausbildet. Die Vorsprünge 11 sind hakenartig, insbesondere L-förmig und werden in Axialrichtung von unten nach oben in den Sammelschienenhalter 1 eingesetzt. Der Sammelschieneneinheit 1 weist unten eine im Wesentlichen kreisrunde durchsetzende Öffnung 13 auf, die im unteren Bereich einen umlaufenden Rand 14 ausbildet. Bei der Montage wird in die Öffnung 13 der Stator 2 mit den Isolatoren 4 von unten her eingesetzt. Die Ausnehmungen 12 sind auf der Innenseite des Randes 14 vorgesehen. Die Ausnehmungen 12 sind so ausgebildet, dass der Stator 2 mit den Isolatoren 4 eingesetzt werden kann, um dann um einen bestimmten Winkel in Umfangsrichtung zur Axialrichtung gegenüber der Sammelschieneneinheit 1 verdreht zu werden, so dass die Flaken 11 in Flinterschnitte 15 der Ausnehmung 12 greifen und eine in Axialrichtung belastbare feste Verbindung der beiden Bauteile 1,2 ausbilden. Die Bauteile 1,2 können durch Drehung in entgegengesetzte Richtung wieder voneinander getrennt werden. Figur 4 zeigt den Stator 2 mit Statorblechpaket 16 sowie die oberhalb des Stators 2 unmittelbar mittels Bajonettverschlusses 10 verbundene Sammelschieneneinheit 1. Das Statorblechpaket 16 weist auf der Außenseite in Radialrichtung nach außen offene Nuten 17 auf, die sich parallel zur Längsachse erstrecken und in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet sind. An der Unterseite der Sammelschieneneinheit 1 ist eine Rastnase 18 ausgebildet, die sobald der Bajonettverschluss durch Drehen der Sammelschieneneinheit mit dem Stator eine Axialverbindung ausbildet, in eine der Nuten 17 im Statorblechpaket von oben her eingreift bzw. einrastet und als Sicherung gegen ein Lösen des Bajonettverschlusses 10 dient.

In Figur 5 ist im Detail der Eingriff der Rastnase 18 in die Nut des Statorblechpaketes 17 dargestellt. Beim Verdrehen der zu verbindenden Bauteile 1,2 gegeneinander ist die Rastnase 18 zuerst in Axialrichtung vorgespannt. Sobald beim Drehen die Nut 17 erreicht wird, rastet die Rastnase 18 in diese in Axialrichtung nach unten ein und bildet eine Sicherung gegen

Öffnen des Bajonettverschlusses aus.