DE102008001098A1 - Stator attachment by means of dowel pins - Google Patents

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Thorsten Rohwer
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    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Befestigung eines Stators (3) in einer Öffnung (11) eines Maschinengehäuses (2) ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Stator (3) an seiner in Einsteckrichtung (12) vorderen Stirnseite (13) mindestens einen in Einsteckrichtung (12) axial vorstehenden Vorsprung (16) und das Maschinengehäuse (2) mindestens eine entgegen der Einsteckrichtung (12) offene Aussparung (15), in die der Vorsprung (16) des Stators (3) passgenau eingreift, aufweist oder umgekehrt, und dass der Stator (3) über mindestens einen radialen Gewinde- oder Spannstift (18), der in einer radialen Bohrung (19) des Maschinengehäuses (2) angeordnet ist, in der gewünschten axialen Lage zum Maschinengehäuse (2) festgeklemmt ist.In a device for fastening a stator (3) in an opening (11) of a machine housing (2), the stator (3) has at least one in the insertion direction (12) at its front end (13) in the insertion direction (12). axially projecting projection (16) and the machine housing (2) at least one against the insertion (12) open recess (15) into which the projection (16) of the stator (3) engages accurately, or vice versa, and that the stator ( 3) via at least one radial threaded or dowel pin (18) which is arranged in a radial bore (19) of the machine housing (2), in the desired axial position to the machine housing (2) is clamped.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Befestigungsvorrichtung für einen Stator nach der Gattung des Patentanspruchs 1.The Invention is based on a fastening device for a stator according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Befestigungsvorrichtung ist beispielsweise durch die DE 103 32 957 A1 bekannt geworden.Such a fastening device is for example by the DE 103 32 957 A1 known.

Bei dieser bekannten Befestigungsvorrichtung sind am inneren Mantelumfang des Gehäuses nach innen vorstehende Längssicken, die über die gesamte Länge des zylindrischen Teils des Gehäuses verlaufen, ausgebildet. Der Stator wird durch diese vorstehenden Längssicken des Gehäuses gehalten, wobei die Längssicken wie ein Federelement wirken und den Stator im Gehäuse festklemmen. Die Klemmkraft ist dabei derart groß, dass der Stator sich nicht relativ zum Gehäuse verdrehen oder in Axialrichtung verschieben kann. Die Längssicken sind am Umfang des Gehäuses jeweils gleich weit voneinander beabstandet, sodass eine gleichmäßige Klemmkraft auf den Stator ausgeübt wird. Durch diese Formgestaltung des Gehäuses kann der Stator ohne Kleben im Gehäuse befestigt werden.at this known fastening device are on the inner shell circumference of the housing inwardly projecting longitudinal beads, over the entire length of the cylindrical part of the housing, formed. The stator is going through held these protruding longitudinal beads of the housing, wherein the longitudinal corrugations act as a spring element and the Clamp the stator in the housing. The clamping force is included so large that the stator is not relative to the housing twist or move in the axial direction. The longitudinal beads are the same distance from each other on the circumference of the housing spaced so that a uniform clamping force is exerted on the stator. Through this design of the housing, the stator without sticking in the housing be attached.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den in Einsteckrichtung in das Maschinengehäuse eingesteckten Stator mittels eines oder mehrerer Vorsprünge, welche an der in Einsteckrichtung vorderen Stirnseite des Stators axial vorstehen und in entsprechende Aussparungen des Maschinengehäuses eingreifen, im Maschinengehäuse in Umfangsrichtung, d. h. tangential, zu fixieren und mittels Gewinde- oder Spannstiften radial und axial festzuspannen. Alternativ können umgekehrt die Aussparungen auch in der in Einsteckrichtung vorderen Stirnseite des Stators und die axial vorstehenden Nasen am Maschinengehäuse vorgesehen sein.According to the invention proposed, in the insertion in the machine housing inserted stator by means of one or more projections, which at the front in the insertion direction of the stator protrude axially and into corresponding recesses of the machine housing engage, in the machine housing in the circumferential direction, d. H. tangential, to fix and by means of threaded or dowel pins clamp radially and axially. Alternatively, vice versa the recesses also in the front in the insertion direction of the stator and the axially projecting lugs on the machine housing be provided.

Vorteile der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung sind:

  • – kostengünstige Lösung
  • – Fixierung der axialen und radialen Bewegung des Stators mit demselben Bauteil (Gewinde- oder Spannstifte)
  • – Skalierbarkeit durch Bauteilwiederholung am Umfang
  • – Lösbarkeit/Trennbarkeit der Materialien (Umweltschutzanforderung, Serviceanforderungen)
  • – minimaler Einfluss auf magnetische Randbedingungen (minimale Störfelder)
  • – Vermeidung von unterschiedlichen Materialpassungen, wie z. B. Aluminium in Stahl oder umgekehrt
  • – Verwendung von Standardverbindungsmaterialien (Gewinde- oder Spannstifte)
Advantages of the fastening device according to the invention are:
  • - cost-effective solution
  • - Fixation of the axial and radial movement of the stator with the same component (threaded or dowel pins)
  • - Scalability through component repetition on the circumference
  • - solubility / separability of materials (environmental protection requirement, service requirements)
  • - minimal influence on magnetic boundary conditions (minimal interference fields)
  • - Avoidance of different material adjustments, such. As aluminum in steel or vice versa
  • - Use of standard connection materials (threaded or dowel pins)

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawing and the claims removable.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten Merkmale sind rein schematisch und nicht maßstäblich zu verstehen. Es zeigt:Two Embodiments of the invention Fastening device are shown in the drawing and in the following description. The features shown in the figures are purely schematic and not to scale. It shows:

1 eine schematische Längsschnittansicht einer elektrischen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Statorbefestigung gemäß der Schnittlinie I-I in 2; 1 a schematic longitudinal sectional view of an electrical machine with a stator according to the invention according to the section line II in 2 ;

2 eine schematische Draufsicht auf die elektrische Maschine von 1 2 a schematic plan view of the electrical machine of 1

3 und 4 Detailansichten des Maschinengehäuses (3) und des Statorgehäuses (4) entsprechend dem Detail A in 1; und 3 and 4 Detail views of the machine housing ( 3 ) and the stator housing ( 4 ) according to the detail A in 1 ; and

5 und 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Statorbefestigung in Detailansichten analog zu 3 und 4. 5 and 6 a second embodiment of the stator according to the invention in detail views analogous to 3 and 4 ,

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 eine elektrische Maschine mit einer Statorbefestigung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die elektrische Maschine ist ein EC-Motor, welcher in einem Fahrzeug verwendet wird. 1 ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I in 2.The following is with reference to the 1 to 4 an electric machine with a stator mounting according to the present invention is described. The electric machine is an EC motor used in a vehicle. 1 is a sectional view taken along the line II in FIG 2 ,

Die in 1 und 2 gezeigte elektrische Maschine 1 umfasst ein zylindrisches Maschinengehäuse 2, einen darin befestigten Stator 3, eine Rotorwelle 4 mit einem daran angeordneten Permanentmagneten 5 sowie einen nicht gezeigten elektrischen Steckanschluss. Das Maschinengehäuse 2 ist topfförmig ausgebildet und an seiner offenen Seite mit einem nicht gezeigten Deckelelement verschlossen. Die Rotorwelle 4 ist an ihren beiden Enden in zwei Lagern 6 gelagert, wobei das an der offenen Seite des Maschinengehäuses 2 vorgesehene Lager 6 mittels eines Trägerteils 7 am Maschinengehäuse 2 befestigt ist. Das Drehmoment der Rotorwelle 4 kann über eine Verzahnung 8 an dem der offenen Seite des Maschinengehäuses 2 zugewandten Ende der Rotorwelle 4 abgenommen werden. Der Stator 3 umfasst in bekannter Weise ein hülsenförmiges Statorgehäuse (Innengehäuse) 9, ein darin fixiertes Statorlamellenpaket mit Wicklungen 10 sowie eine Sensorik (nicht gezeigt). Das Maschinengehäuse 2 ist aus einem unteren und einem oberen Maschinengehäuseteil 2a, 2b zusammengesetzt.In the 1 and 2 shown electric machine 1 includes a cylindrical machine housing 2 , a stator mounted therein 3 , a rotor shaft 4 with a permanent magnet arranged thereon 5 and an electrical plug connection, not shown. The machine housing 2 is cup-shaped and closed at its open side with a lid member, not shown. The rotor shaft 4 is at both ends in two camps 6 stored, which at the open side of the machine housing 2 provided bearings 6 by means of a carrier part 7 on the machine housing 2 is attached. The torque of the rotor shaft 4 can have a gearing 8th at the open side of the machine housing 2 facing the end of the rotor shaft 4 be removed. The stator 3 includes in a known manner a sleeve-shaped stator housing (inner housing) 9 , a stator blade set with windings fixed therein 10 and a sensor (not shown). The machine housing 2 is made of a lower and an upper machine housing part 2a . 2 B composed.

Der Stator 3 ist in die kreisrunde Öffnung 11 des oberen Maschinengehäuseteils 2b in Pfeilrichtung 12 axial eingesetzt, beispielsweise bis das Statorgehäuse 9 mit seiner in Einsteckrichtung 12 vorderen Stirnseite 13 an einem Ringabsatz 14 des oberen Maschinengehäuseteils 2b anliegt. Der Ringabsatz 14 weist drei entgegen der Einsteckrichtung 12 offene Aussparungen 15 auf, von denen in 3 eine im Detail gezeigt ist. Das Statorgehäuse 9 weist an seiner vorderen Stirnseite 13 drei in Einsteckrichtung 12 axial vorstehende Vorsprünge 16 auf, von denen in 4 einer im Detail gezeigt ist. Beim Einsetzen des Statorgehäuses 9 in das obere Maschinengehäuseteil 2b greifen die Vorsprünge 16 passgenau in die Aussparungen 15 ein und fixieren so das Statorgehäuse 9 in Umfangsrichtung, d. h. tangential. Genauer gesagt entspricht die Breite der Aussparungen 15 in Umfangsrichtung der Breite der Vorsprünge 16, wodurch das Statorgehäuse 9 innerhalb des Maschinengehäuses 2 drehfest um die Rotorachse 17 (1) fixiert ist. Die Aussparungen 15 und die Vorsprünge 16 sind in Umfangsrichtung des Statorgehäuses 9 jeweils gleichweit, d. h. im 120°-Abstand, voneinander beabstandet angeordnet.The stator 3 is in the circular opening 11 of the upper machine housing part 2 B in the direction of the arrow 12 used axially, for example until the stator housing 9 with his in the insertion direction 12 front end 13 on a ring heel 14 of the upper machine housing part 2 B is applied. The ring heel 14 has three opposite to the insertion direction 12 open recesses 15 on, of which in 3 one is shown in detail. The stator housing 9 points to its front face 13 three in the insertion direction 12 axially projecting protrusions 16 on, of which in 4 one is shown in detail. When inserting the stator housing 9 in the upper machine housing part 2 B grab the protrusions 16 precisely in the recesses 15 and fix so the stator housing 9 in the circumferential direction, ie tangential. More specifically, the width of the recesses corresponds 15 in the circumferential direction of the width of the projections 16 , whereby the stator housing 9 inside the machine housing 2 rotatably around the rotor axis 17 ( 1 ) is fixed. The recesses 15 and the projections 16 are in the circumferential direction of the stator housing 9 each equidistant, ie at 120 ° spacing, spaced from each other.

Über Gewinde- oder Spannstifte 18 (z. B. Wurm- oder Madenschrauben), die in radiale Gewindebohrungen 19 des oberen Maschinengehäuseteils 2b eingeschraubt sind, wird das Statorgehäuse 9 in der gewünschten axialen Lage zum oberen Maschinengehäuseteil 2b festgeklemmt. Wie in 4 gezeigt, kann das Statorgehäuse 9 am Außenumfang eine kegelförmige bzw. konische Bohrung (Sackbohrung) 20 für die Spitze des Gewindestifts 18 aufweisen, um das Statorgehäuse 9 relativ zu den Gewindestiften 18 zu zentrieren. Das Statorgehäuse 9 ist im oberen Maschinengehäuseteil 2b durch einen Dichtungsring 21 abgedichtet.Via threaded or dowel pins 18 (eg worm or grub screws), which are in radial threaded holes 19 of the upper machine housing part 2 B are screwed, the stator is 9 in the desired axial position to the upper machine housing part 2 B clamped. As in 4 shown, the stator housing 9 on the outer circumference a conical or conical bore (blind bore) 20 for the tip of the grub screw 18 have to the stator housing 9 relative to the grub screws 18 to center. The stator housing 9 is in the upper machine housing part 2 B through a sealing ring 21 sealed.

Statt als Sackbohrung kann die Bohrung 20 auch als Gewindebohrung ausgebildet sein, wobei in diesem Fall der Gewindestift 18 in die Gewindebohrungen 19, 20 des oberen Maschinengehäuseteils 2b und des Statorgehäuses 9 eingeschraubt wird und dadurch das Statorgehäuse 9 im oberen Maschinengehäuseteil 2b festklemmt. In einer weiteren Befestigungsvariante durchgreift eine Schraube die Bohrung 19 des oberen Maschinengehäuseteils 2b und wird in die Gewindebohrung 20 des Statorgehäuses 9 eingeschraubt, bis sie mit ihrem Schraubenkopf außen am oberen Maschinengehäuseteil 2b anliegt und dadurch das Statorgehäuse 9 im oberen Maschinengehäuseteil 2b festklemmt.Instead of a blind hole, the bore 20 be designed as a threaded hole, in which case the threaded pin 18 into the threaded holes 19 . 20 of the upper machine housing part 2 B and the stator housing 9 is screwed and thereby the stator housing 9 in the upper machine housing part 2 B clamps. In another mounting variant, a screw passes through the hole 19 of the upper machine housing part 2 B and gets into the tapped hole 20 of the stator housing 9 screwed in until they with their screw head outside on the upper machine housing part 2 B abuts and thereby the stator housing 9 in the upper machine housing part 2 B clamps.

Statt Schrauben, Gewinde- oder Spannstiften kann die Befestigung auch mit Blindnieten erfolgen, die in die entsprechenden Bohrungen 19, 20 eingeführt werden und das Statorgehäuse 9 in der gewünschten axialen Lage zum Maschinengehäuse 2 festklemmen.Instead of screws, threaded or dowel pins, the attachment can also be done with blind rivets, in the corresponding holes 19 . 20 are introduced and the stator housing 9 in the desired axial position to the machine housing 2 Clamp.

5 und 6 zeigen – in Detailansichten analog zu 3 und 4 – ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Statorbefestigung, wobei hier die Aussparungen 15 in der vorderen Stirnseite 13 des Statorgehäuses 9 und die Vorsprünge 16 am Ringabsatz 14 des oberen Maschinengehäuseteils 2b, und zwar über den Ringabsatz 14 entgegen der Einsteckrichtung 12 axial vorstehend, vorgesehen sind. Beim Einsetzen des Statorgehäuses 9 in das obere Maschinengehäuseteil 2b greifen die Vorsprünge 16 passgenau in die entgegen der Einsteckrichtung 12 axial offenen Aussparungen 15 ein und fixieren so das Statorgehäuse 9 in Umfangsrichtung, d. h. tangential, im Maschinengehäuse 2. 5 and 6 show - in detail views analogous to 3 and 4 - A second embodiment of the invention Statorbefestigung, in which case the recesses 15 in the front end 13 of the stator housing 9 and the projections 16 at the ring heel 14 of the upper machine housing part 2 B , over the ring heel 14 contrary to the insertion direction 12 axially projecting, are provided. When inserting the stator housing 9 in the upper machine housing part 2 B grab the protrusions 16 exactly in the opposite direction of insertion 12 axially open recesses 15 and fix so the stator housing 9 in the circumferential direction, ie tangentially, in the machine housing 2 ,

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 10332957 A1 [0002] - DE 10332957 A1 [0002]

Claims (10)

Vorrichtung zur Befestigung eines Stators (3) in einer Öffnung (11) eines Maschinengehäuses (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) an seiner in Einsteckrichtung (12) vorderen Stirnseite (13) mindestens einen in Einsteckrichtung (12) axial vorstehenden Vorsprung (16) und das Maschinengehäuse (2) mindestens eine entgegen der Einsteckrichtung (12) offene Aussparung (15), in die der Vorsprung (16) des Stators (3) passgenau eingreift, aufweist oder umgekehrt, und dass der Stator (3) über mindestens einen radialen Gewinde- oder Spannstift (18), der in einer radialen Bohrung (19) des Maschinengehäuses (2) angeordnet ist, in der gewünschten axialen Lage zum Maschinengehäuse (2) festgeklemmt ist.Device for fastening a stator ( 3 ) in an opening ( 11 ) of a machine housing ( 2 ), characterized in that the stator ( 3 ) in its plug-in direction ( 12 ) front face ( 13 ) at least one in plug-in direction ( 12 ) axially protruding projection ( 16 ) and the machine housing ( 2 ) at least one opposite to the insertion direction ( 12 ) open recess ( 15 ) into which the lead ( 16 ) of the stator ( 3 ) engages accurately, or vice versa, and that the stator ( 3 ) via at least one radial threaded or dowel pin ( 18 ), which in a radial bore ( 19 ) of the machine housing ( 2 ), in the desired axial position to the machine housing ( 2 ) is clamped. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Vorsprung (16) bzw. die mindestens eine Aussparung (15) des Stators (3) am Außenumfang des Statorgehäuses (9) vorgesehen sind.Fastening device according to claim 1, characterized in that the at least one projection ( 16 ) or the at least one recess ( 15 ) of the stator ( 3 ) on the outer circumference of the stator housing ( 9 ) are provided. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (3) mehrere, insbesondere zwei oder drei Vorsprünge (16) bzw. Aussparungen (15) aufweist, die jeweils in Aussparungen (15) bzw. Vorsprünge (16) des Maschinengehäuses (2) passgenau eingreifen.Fastening device according to claim 1 or 2, characterized in that the stator ( 3 ) several, in particular two or three projections ( 16 ) or recesses ( 15 ), each in recesses ( 15 ) or projections ( 16 ) of the machine housing ( 2 ) intervene precisely. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (15) bzw. die Vorsprünge (16) in Umfangsrichtung des Stators (3) jeweils gleichweit voneinander beabstandet angeordnet sind.Fastening device according to claim 3, characterized in that the recesses ( 15 ) or the projections ( 16 ) in the circumferential direction of the stator ( 3 ) are each equidistantly spaced from each other. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Aussparungen (15) in Umfangsrichtung der Breite der Vorsprünge (16) entspricht.Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the width of the recesses ( 15 ) in the circumferential direction of the width of the projections ( 16 ) corresponds. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewinde- oder Spannstift (18) in eine Gewindebohrung (19) des Maschinengehäuses (2) eingeschraubt ist.Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded or dowel pin ( 18 ) into a threaded hole ( 19 ) of the machine housing ( 2 ) is screwed. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Statur (3) am Außenumfang eine insbesondere kegelförmige Zentrierbohrung (20) für den Gewinde- oder Spannstift (18) aufweist.Fastening device according to claim 6, characterized in that the stature ( 3 ) on the outer circumference of a particular conical center hole ( 20 ) for the threaded or tension pin ( 18 ) having. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewinde- oder Spannstift (18) in eine Bohrung (19) des Maschinengehäuses (2) und in eine Gewindebohrung (20) des Stators (3) eingeschraubt ist.Fastening device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the threaded or dowel pin ( 18 ) into a hole ( 19 ) of the machine housing ( 2 ) and into a threaded hole ( 20 ) of the stator ( 3 ) is screwed. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schraube eine Bohrung (19) des Maschinengehäuses (2) durchgreift und in eine Gewindebohrung (20) des Stators (3) eingeschraubt ist, bis sie mit ihrem Schraubenkopf außen am Maschinengehäuse (2) anliegt.Fastening device according to one of claims 1 to 5, characterized in that a screw has a bore ( 19 ) of the machine housing ( 2 ) and into a threaded hole ( 20 ) of the stator ( 3 ) is screwed in, until with its screw head outside on the machine housing ( 2 ) is present. Befestigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Maschinengehäuse (2) zweiteilig mit einem in Einsetzrichtung (12) vorderen und hinteren Maschinengehäuseteil (2a, 2b) ausgebildet ist.Fastening device according to one of the preceding claims, characterized in that the machine housing ( 2 ) in two parts with one in Einsetzrichtung ( 12 ) front and rear machine housing part ( 2a . 2 B ) is trained.
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