Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rotoreinheit für einen bürstenlosen Elektromotor mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie einen bürstenlosen Elektromotor.

Aus dem Stand der Technik sind Elektromotoren bekannt, bei denen der Rotor Permanentmagnet trägt. Die Permanentmagnete sind um einen Rotorkern herum angeordnet und sitzen auf dessen Außenseite. Der Rotor definiert die geometrischen Achsen und Richtungen, die auch in dieser Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet werden sollen. Eine Mittelachse fällt mit der Symmetrieachse des Rotors zusammen und stellt in dem Elektromotor auch die Drehachse des Rotors dar. In Richtung der Drehachse verläuft die Axial- richtung der Anordnung. Die Radialrichtung ist durch zunehmenden Abstand von der Mittelachse gekennzeichnet. Die Permanentmagnete des Rotors liegen also in Radialrichtung außen. Tangential zu dem Rotor verläuft die Umfangs- richtung, an der jeder Richtungsvektor senkrecht zu einem Radius der

Anordnung ausgerichtet ist.

Der Elektromotor weist nach dem Stand der Technik außerdem einen radial außerhalb des Rotors angeordneten Stator auf, der den Rotor außen ring- förmig umgibt. Der Stator enthält eine Anzahl von Elektromagneten, die im Allgemeinen von einem Eisenkern und einer Wicklung gebildet werden. Eine geeignete Bestromung der Wicklungen des Stators erzeugt ein drehendes Feld, das entsprechend ein Drehmoment in dem Rotor erzeugt. Der Stator ist in einem Motorgehäuse angeordnet, in dem der Rotor mit seiner Motorwelle drehbar gelagert ist.

Die Permanentmagnete des Rotors sind üblicherweise aus einem spröden Material gefertigt. Die Magnete sind nicht mit dem Rotorkern verschraubt, sondern sitzen auf nach außen weisenden Planflächen des Rotorkerns, wo sie von einem Magnethalter mechanisch gehalten werden. Die Permanentmagnete des Rotors sind dabei auf der Innenseite plan ausgestaltet und liegen in Anlage mit dem Rotor. Auf der Außenseite sind die Permanentmagnete konvex ausgeformt. Die Konvexität bringt den Vorteil, dass das Magnetfeld zum Stator hin auf einen in Umfangsrichtung kleinen Bereich fokussiert wird und somit dort eine höhere Magnetflussdichte aufweist. Wirbelstromverluste können so reduziert werden.

Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 056 882 Al ist bekannt die

Permanentmagnete des Rotors quaderförmig auszuformen und in Taschen eines lamellenförmigen Rotorkerns zu platzieren. Der Rotorkern umschließt die darin aufgenommen Magnete ringsherum und ist auf der Außenseite in den Bereichen der Taschen konvex ausgeformt. Dies hat den Vorteil, dass die spröden Magnete einfacher herzustellen sind. Außerdem werden durch das Blechpaket Wirbelstromverluste zwischen den Magneten und dem

umgreifenden Stator reduziert. Die Herstellung des Rotorkerns mit den

Taschen ist allerdings relativ aufwendig, was unerwünschte Kosten verursacht.

DE 10 2011 079 245 Al offenbart Aufnahmetaschen für Permanentmagnete, die in Radialrichtung einseitig offen ausgebildet sind, was die Möglichkeit eröffnet, die Magnete in Radialrichtung von außen in die Aufnahmetaschen am Lamellenpaket des Rotorkerns einzusetzen. Auf der der Aufnahmetasche abgewandten Seite sind Träger von Lamellensegmenten vorgesehen, die zur Reduzierung von Wirbelstromverlusten beitragen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Rotoreinheit und einen

Elektromotor zu schaffen, bei denen der Rotor besonders einfach und kostengünstig herzustellen ist. Diese Aufgabe wird von einer Rotoreinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einem Elektromotor mit einer solchen Rotoreinheit gelöst.

Demnach ist eine Rotoreinheit für einen bürstenlosen Elektromotor aufweisend

- einen ringförmigen Rotorkern, der eine Mittelachse umgibt,

- eine Mehrzahl von Permanentmagneten, die in einer Umfangsrichtung der Rotoreinheit um den Rotorkern herum angeordnet sind, und die jeweils eine plane äußere Anlagefläche, eine plane innere Anlagefläche, zwei axiale

Stirnflächen und zwei Seitenflächen aufweisen, - eine Mehrzahl an

Magnetflussleitern, wobei jeweils ein Magnetflussleiter einem Permanent- magneten zugewiesen ist, und wobei die Magnetflussleiter jeweils eine konvexe äußere Umfangsfläche und eine plane innere Anlagefläche aufweisen, wobei die plane innere Anlagefläche des jeweiligen Magnetflussleiters in Anlage mit der planen äußeren Anlagefläche des entsprechenden Permanent- magnetes steht, vorgesehen, wobei die Magnetflussleiter jeweils einstückig und in einem Strangpressverfahren ausgeformt sind.

Die Herstellung der Magnetflussleiter kann dadurch besonders einfach und kostengünstig erfolgen. Diese einfache Geometrie erlaubt, die

Magnetflussleiter in einem Strangpressverfahren herzustellen.

Die Magnetflussleiter stehen bevorzugt nur über die plane innere Anlagefläche in Anlage mit den Permanentmagneten. Die konvexe äußere Umfangsfläche und eine plane innere Anlagefläche des Magnetflussleiters liegen vorzugsweise unmittelbar in Anlage miteinander, dadurch ergibt sich eine besonders einfache Geometrie des Magnetflussleiters. Der Radius der Konvexität der äußeren Umfangsfläche des Magnetflussleiters ist vorzugsweise kleiner als oder gleich wie der Radius der Einhüllenden des Rotorkerns, insbesondere mindestens halb so groß wie der Radius der Einhüllenden.

Zwischen der Umfangsfläche und der Anlagefläche können Kanten vorgesehen sein, die bevorzugt durch Entgraten nach dem Strangpressen gebildet sind.

Bei dem Strangpressen wird ein Strang gewonnen. Dieses Werkstück wird auf die Höhe eines einzelnen Magnetflussleiters in Axialrichtung wiederholt geschnitten, so dass aus einem langen Strang eine Vielzahl an Magnetflussleitern gewonnen wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Entgraten nach dem Zuschneiden stattfindet.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Magnetflussleiter aus weichem Stahl mit hohem Eisengehalt gefertigt sind, welcher sich besonders einfach verarbeiten lässt.

Vorzugsweise weist die Rotoreinheit einen Magnethalter auf, der eine Anzahl von Halteabschnitten aufweist, die jeweils zwischen zwei in Umfangsrichtung benachbarten Permanentmagneten und Magnetflussleitern angeordnet sind und die an einem Boden des Magnethalters angeformt sind, und die die

Magnetflussleiter an den Permanentmagneten in Radialrichtung halten.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Halteabschnitte einen Schaftabschnitt und einen Kopfabschnitt aufweisen, wobei die Schaftabschnitte in einem Quer- schnitt entlang einer quer zu der Mittelachse verlaufenden Ebene T-förmig ausgebildet sind, so dass die Schaftabschnitte die Lage der Permanent- magneten und der Magnetflussleiter in Radialrichtung fixieren.

Vorzugsweise ist der Magnethalter in einem Spritzgießverfahren an den

Rotorkern angespritzt.

Die Schaftabschnitte greifen bevorzugt zumindest teilweise in axial

verlaufende Nuten des Rotorkerns ein.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Kopfabschnitte in

korrespondierende Ausnehmung des Rotorkerns, die im Bereich der Stirnfläche des Rotorkerns angeordnet sind, eingreifen und somit eine Lage des

Magnethalters gegenüber dem Rotorkern in axialer Richtung definieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Rotorkern einstückig ausgebildet und insbesondere im Kaltpressverfahren hergestellt.

Die Permanentmagnete sind vorzugsweise quaderförmig ausgebildet, was die Herstellung deutlich vereinfacht.

Die Aufgabe wird auch von einem bürstenlosen Elektromotor mit einem Stator, einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Motorwelle, und mit einer auf der Motorwelle befestigten Rotoreinheit mit den vorstehend beschriebenen

Merkmalen und Vorteilen gelöst. Ein solcher Elektromotor ist einfacher zu fertigen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der

Zeichnungen näher beschrieben. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleichen Funktionen tragen gleiche Bezugszeichen. Es zeigen :

Fig. 1 : eine erfindungsgemäße Rotoreinheit in einer Draufsicht in Richtung der Mittelachse,

Fig. 2: die Rotoreinheit aus Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung, sowie

Fig. 3: einen Elektromotor mit einer erfindungsgemäßen Rotoreinheit.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Rotoreinheit 1 mit einer Mittelachse 2, die mit einer vorgesehenen Drehachse der Rotoreinheit 1 zusammenfällt. Die Rotor- einheit 1 weist einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Rotorkern 3 auf, der eine Mittelbohrung 4 zur Aufnahme einer nicht dargestellten

Motorwelle aufweist. Der Rotorkern ist ein Innenläufer-Rotorkern und Teil eines als Innenläufer ausgebildeten, bürstenlosen Elektromotors. An seiner Außenseite weist der Rotorkern 3 flache Außenflächen 5 auf, und zwar in diesem Ausführungsbeispiel insgesamt acht Außenflächen 5, die jeweils die gleiche Größe und die gleiche Form aufweisen, und die in gleichförmigen Winkelabstand entlang der äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns 3 verteilt sind. Der Rotorkern 3 ist einstückig hergestellt. Er besteht also nicht aus mehreren, aufeinanderliegenden Lamellen, beziehungsweise er liegt nicht als geschichteter Kern vor. Er ist aus einem Werkstück gebildet. Er besteht bevorzugt aus einem weichen Stahl mit hohem Eisengehalt und ist bevorzugt im Kaltpressverfahren hergestellt. Zwischen jeweils zwei Außenflächen 5 ist eine nicht dargestellt Nut vorgesehen, die von außen in Radialrichtung in die Kante eingeformt ist, die die beiden aneinander angrenzenden Außenflächen 5 in diesem Bereich bilden. Die Nut ist radial nach außen hin offen und verläuft parallel zu der Mittelachse 2. An den Außenflächen 5 liegen insgesamt acht quaderförmige Permanentmagnete 7 an, die einen rechteckigen Querschnitt mit einer inneren planen Anlagefläche 8, einer äußeren planen Anlagefläche 9, und zwei planen Seitenflächen 10,11 aufweisen. Die innere Anlagefläche 8 der Permanentmagnete 7 weist radial nach innen zu dem Rotorkern 3 und die äußere Anlagefläche 9 liegt der inneren Anlagefläche gegenüber und weist radial nach außen, von dem Rotorkern 3 weg. Die Seitenflächen 10,11 erstrecken sich in radialer Richtung, senkrecht zu den Anlageflächen 8,9.

Schließlich weisen die Permanentmagnete 7 noch axiale Stirnflächen 12 auf.

Die Permanentmagnete 7 sind bevorzugt aus Neodym oder Ferriten hergestellt und werden vorzugsweise in einem Sinterprozess gefertigt.

An den äußeren Anlageflächen 9 der Permanentmagnete liegen jeweils

Magnetflussleiter 14 an, die jeweils die gleiche Größe und die gleiche Form aufweisen, und die in gleichförmigen Winkelabstand entlang der äußeren Umfangsfläche des Rotorkerns 3 verteilt sind. Die Magnetflussleiter 14 weisen jeweils eine plane Anlagefläche 15 auf, sowie eine konvexe äußere Umfangs- fläche 16 und Seitenflächen 17 und 18. Die plane Anlagefläche 15 der Magnet- flussleiter weist radial nach innen zu dem Rotorkern 3 und die konvexe äußere Umfangsfläche 16 weist radial nach außen von dem Rotorkern 3 weg. Die Seitenflächen 17 und 18 der Magnetflussleiter erstrecken sich in etwa jeweils in Radialrichtung und liegen sich in Umfangsrichtung gegenüber. Schließlich weisen die Magnetflussleiter 14 noch axiale Stirnflächen 19, 20 auf. Die Magnetflussleiter 14 liegen mit ihrer planen Anlagefläche 15 in Anlage mit der äußeren Anlagefläche 9 der Permanentmagnete und erstrecken sich über einen Bereich von wenigstens 80% der Breite der äußeren Anlagefläche in Umfangsrichtung. In Axialrichtung weisen die Permanentmagnete und die Magnetflussleiter bevorzugt dieselbe Länge auf. Der Radius der Konvexität der äußeren Umfangsfläche 16 des Magnetflussleiters 14 ist kleiner als oder gleich wie der Radius der Einhüllenden des Rotorkerns, insbesondere mindestens halb so groß wie der Radius der Einhüllenden. Die Magnetflussleiter 14 sind bevorzugt aus einem weichen Stahl mit einem hohen Eisengehalt gefertigt. Die Magnetflussleiter 14 sind dabei vorzugsweise einstückig, bestehen also nicht aus mehreren, aufeinanderliegenden Lamellen. Sie werden aus einem

Werkstück, vorzugsweise in einem Strang pressverfahren hergestellt und auf ihre sich in Axialrichtung erstreckende Länge zugeschnitten. Die Seitenflächen 17,18 der Magnetflussleiter 14 werden durch Entgraten der Kanten gebildet. Das macht die Herstellung der Magnetflussleiter besonders einfach.

Die Magnetflussleiter sind dazu vorgesehen, die mittels der Permanent- magnete erzeugten Magnetflüsse zu beeinflussen. Durch die Konvexität der Magnetflussleiter wird der Magnetfluss so fokussiert, dass sich ein begrenzter Bereich mit höherer Flussdichte in Radialrichtung nach außen, von dem

Rotorkern weggehend, ausformt.

Die Permanentmagnete 7 und Magnetflussleiter 14 werden an dem Rotorkern 3 mittels eines Magnethalters 21 gehalten. Der Magnethalter 21 besteht bevorzugt aus einem spritzfähigen Kunststoff, vorzugsweise

Polybutylenterephthalat mit 30% Glasfaser (PBT 30) oder Polyamid (PA), und wird vorzugsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Der Magnethalter 21 weist Halteabschnitte 22 auf, die jeweils einen Schaftabschnitt 23 und einen Kopfabschnitt 24 aufweisen, wobei der Schaftabschnitt 23 mittel eines Stegs in die Nut des Rotorkerns hinein reicht und dort formschlüssig gehalten ist. Die Schaftabschnitte 23 der Halteabschnitte 22 gehen senkrecht von einem ringförmigen Boden 25 des Magnethalters 21 ab. Die Halteabschnitte 22 sind dabei außen an dem Boden 25 angeformt. Der Boden 25 ist so

dimensioniert, dass der Rotorkern 3, die Permanentmagnete 7 und die

Magnetflussleiter 14 mit ihrer einen Stirnseite zumindest teilweise auf dem Boden 25 aufliegen. Der Kopfabschnitt 24 ist an der bodenfernen Seite des Schaftabschnitts 23 angeformt und erstreckt sich in Radialrichtung der

Anordnung, von dem Schaftabschnitt 23 in Richtung des Rotorkerns 3. Die Permanentmagnete 7 und die Magnetflussleiter 14 werden von den Halte- abschnitten 22 in Umfangsrichtung der Rotoreinheit 1 fixiert, indem sie mit ihren Seitenflächen an dem jeweils benachbarten Schaftabschnitt 23 anliegen. In Radialrichtung nach außen werden die Permanentmagnete 7 und die

Magnetflussleiter 14 ebenfalls von den Schaftabschnitten 23 gehalten. Die Schaftabschnitte 23 weisen dafür einen Sitz für die Permanentmagnete 7 und einen Sitz für die Magnetflussleiter 14 auf. Die Schaftabschnitte 23 sind dafür im Querschnitt im Wesentlichen T-förmig ausgeformt, wobei der sich in

Radialrichtung erstreckende Teil in die Nut des Rotorkerns greift und der sich in Umfangsrichtung erstreckende Teil die Magnetflussleiter 14 und die Permanentmagnete 7 in Radialrichtung in Position hält. Der Kopfabschnitt 24 greift in eine korrespondierende Ausnehmung 26 des Rotorkerns 3, die im Bereich der Stirnfläche des Rotorkerns 3 angeordnet ist und bildet somit eine Fixierung des Magnethalters 21 gegenüber dem Rotorkern 3 in axialer

Richtung mit Hilfe des Bodens 25 des Magnethalters 21. Der Kopfabschnitt 24 ist weiterhin in radialer Richtung derart ausgeformt, dass er in Hinterschnitte der Ausnehmung greift und somit den Magnethalter 21 an dem Rotorkern 3 zusätzlich in Radialrichtung fixiert. Die Permanentmagnete 7 werden in den Magnethalter 21 in Richtung auf den Boden 25 zugehend hereingeschoben. Die Schaftabschnitte 23 dienen dabei als Führung. Der Boden 25 als Anschlag in axialer Richtung. Nachdem die Permanentmagnete 7 eingesetzt wurden, werden die Magnetflussleiter 21 in der gleichen Richtung eingeschoben, auch hier dienen die Schaftabschnitte 23 als Führung und der Boden 25 als

Anschlag. Zum Schluss wird eine nicht dargestellte Hülse auf die Rotoran- Ordnung in Richtung auf den Boden zugehend aufgeschoben, die die

Stirnflächen der Elemente 7,14,3 auf der bodenabgewandten Seite überdeckt und somit die Lage der Permanentmagnete 7 und der Magnetflussleiter 14 in Axialrichtung mit Hilfe des Bodens 25 relativ zu dem Magnethalter 21 fixiert.

Figur 3 zeigt einen Elektromotor 27 in einer Querschnittsdarstellung mit erfindungsgemäßer Rotoreinheit 1. Der Elektromotor 27 umfasst den Stator 28. Innerhalb des Stators 28 ist die Rotoreinheit 1 in an sich bekannter Weise drehbar gelagert. Die Anordnung ist umgeben von einem Motorgehäuse 29, dass Wälzlager 30 zur drehbaren Lagerung der Rotoreinheit 1 trägt.