DE102008007578A1

DE102008007578A1 - Verfahren zur Befestigung eines Lagerschildes an einem Statorblechpaket sowie Stator für einen elektromotorischen Antrieb

Info

Publication number: DE102008007578A1
Application number: DE200810007578
Authority: DE
Inventors: Tobias Buban; Marcus Podack; Klaus Zaps
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2009-08-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Lagerschildes an einem Statorblechpaket, bei welchem ein Statorblechpaket bereitgestellt wird, welches an seinem Außenmantel mehrere Vertiefungen aufweist. An diesem Statorblechpaket wird ein Lagerschild in gewünschter Weise positioniert. Das Lagerschild wird mit dem Statorblechpaket mittels eines elektromagnetischen Pulsfügens derart verbunden, dass sich Lagerschildmaterial in die Vertiefungen des Statorblechpaketes formschlüssig einbettet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Lagerschildes an einem Statorblechpaket sowie einen Stator für einen elektromotorischen Antrieb.
Elektromotorische Antriebe weisen einen Stator und einen Rotor auf. Der Stator enthält unter anderem ein Statorblechpaket, welches lamellenförmig aus einer Vielzahl von Einzelblechen aufgebaut ist und mittels eines Stanzpaketiervorganges hergestellt wird. Der Außenmantel des Statorblechpaketes ist zylinderförmig ausgebildet. Das Statorblechpaket weist ein radial außenliegendes Joch und sich vom Joch radial nach innen erstreckende Zähne auf. Der Rotor ist innerhalb des Stators drehbeweglich zu diesem angeordnet. Ein derartiger elektromotorischer Antrieb ist in der Regel in ein Gehäuse eingesetzt und weist in seinen beiden axialen Endbereichen jeweils ein Lagerschild auf.
Dieses Lagerschild wird bei bekannten elektromotorischen Antrieben mittels einer Presspassung auf den Außenmantel des Statorblechpaketes gefügt und danach in einem weiteren Arbeitsschritt mit diesem verschweißt, um eine gewünschte Mindesthaltefestigkeit gegen axiale und radiale Verschiebung bzw. Verdrehung sicherzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zur Befestigung eines Lagerschildes an einem Statorblechpaket anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2–5 angegeben. Die Ansprüche 6–8 haben einen Stator zum Gegenstand, wie er mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden kann.
Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt zunächst eine Bereitstellung eines Statorblechpaketes, welches an seinem Außenmantel mehrere Vertiefungen aufweist. An diesem Außenmantel des Statorblechpaketes wird ein Lagerschild positioniert, bei welchem es sich vorzugsweise um ein Blechtiefziehteil handelt. Anschließend erfolgt ein Verbinden des Lagerschildes mit dem Statorblechpaket mittels eines elektromagnetischen Pulsfügens derart, dass sich Lagerschildmaterial in die Vertiefungen des Statorblechpaketes einbettet.
Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine feste Verbindung zwischen dem Statorblechpaket und dem Lagerschild erreicht. Durch diese formschlüssige feste Verbindung ist sichergestellt, dass beim Auftreten von Zug-, Druck- und Torsionsbelastungen keine axiale Verschiebung und auch keine Verdrehung des Lagerschildes relativ zum Statorblechpaket auftritt. Diese formschlüssige feste Verbindung wird beim erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, ohne dass es eines Schweißvorganges bedarf und ohne dass zusätzliche Verbindungselemente wie beispielsweise Nieten oder Schrauben benötigt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass das Befestigen des Lagerschildes am Statorblechpaket materialschonend erfolgt. Insbesondere ist die Hitzeeinwirkung auf die zu verbindenden Bauteile nur gering und tritt nur im Bereich der Verbindungsstellen auf, so dass sowohl ein unerwünschtes hitzebedingtes Verformen der Bauteile als auch unerwünschte hitzebedingte Gefügeänderungen der Bauteile vermieden werden.
Des Weiteren wird durch den Entfall der Notwendigkeit eines Schweißprozesses die Prozesszeit verringert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die miteinander zu verbindenden Bauteile keine engen Herstellungstoleranzen benötigen.
In vorteilhafter Weise werden die Vertiefungen bereits beim Stanzpaketieren des Statorblechpaketes in dieses eingebracht, so dass das Einbringen dieser Vertiefungen mit keinerlei zusätzlichen Kosten und auch keinem zusätzlichen Arbeitsaufwand verbunden ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Lagerschild, welches am Statorblechpaket befestigt wird, um ein mittels eines Tiefziehvorganges hergestelltes Blechtiefziehteil. Dies begünstigt ein elektromagnetisches Pulsfügen des Lagerschildes an das Statorblechpaket.
Weist das Statorblechpaket an seinem Außenmantel Vertiefungen in Form mehrerer in Axialrichtung verlaufender Vertiefungsreihen auf, dann ist das Positionieren des Lagerschildes am Außenmantel des Statorblechpaketes an einer gewünschten Position vereinfacht.
Weist jede dieser Vertiefungsreihen mehrere voneinander beabstandete Vertiefungen auf, dann ist die Wahrscheinlichkeit einer eventuellen axialen Verschiebung oder einer relativen Verdrehung zwischen dem Lagerschild und dem Statorblechpaket beim Auftreten von Zug-, Druck- oder Torsionsbelastungen weiter reduziert.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt
1 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Statorblechpaketes,
2 eine perspektivische Schnittdarstellung eines Lagerschildes und
3 eine perspektivische Schnittdarstellung, gemäß welcher das Lagerschild am Statorblechpaket befestigt ist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befestigung eines Lagerschildes an einem Statorblechpaket sowie einen Stator für einen elektromotorischen Antrieb.
Gemäß dem Verfahren wird zunächst in einem ersten Verfahrensschritt ein Statorblechpaket 2 bereitgestellt, wie es in der 1 dargestellt ist. Dieses Statorblechpaket, das aus einer Vielzahl von Blechlamellen besteht, die durch einen Stanzpaketiervorgang zu einem Statorblechpaket zusammengesetzt wurden, weist einen zylinderförmigen Außenmantel 2a auf. Im Rahmen dieses Stanzpaketiervorganges werden in den Außenmantel des Statorblechpaketes Vertiefungen 2b eingebracht, deren Länge in Axialrichtung jeweils größer ist als deren Länge in Radialrichtung. Die Vertiefungen 2b bilden mehrere am Außenmantel 2a des Statorblechpaketes 2 vorgesehene Vertiefungsreihen 2c, wobei jede dieser Vertiefungsreihen 2c mehrere voneinander beabstandete Vertiefungen 2b aufweist. Die Vertiefungen dieser Vertiefungsreihen sind vorzugsweise so angeordnet, dass sie in Axialrichtung über die gesamte Länge des Statorblechpaketes symmetrisch angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass das Statorblechpaket beim Zusammensetzen mit dem jeweiligen Lagerschild auch im Bereich seiner jeweils anderen Stirnseite mit dem Lagerschild verbunden werden kann.
Den radial äußeren Bereich des Statorblechpaketes bildet das Joch 2d. Von diesem Joch 2d aus erstrecken sich Zähne 2e radial nach innen, wobei im radial inneren Bereich des Statorblechpaketes ein zylindrischer Bereich frei bleibt. In diesem freien zylindrischen Bereich ist beim fertiggestellten elektromotorischen Antrieb der relativ zum Stator drehbeweglich gelagerte Rotor positioniert.
In einem nachfolgenden zweiten Schritt wird ein Lagerschild 1, wie es in der 2 veranschaulicht ist, am Außenmantel des Statorblechpaketes positioniert. Bei diesem Lagerschild 1 handelt es sich vorzugsweise um ein Blechtiefziehteil. Dieses weist eine hohlzylindrische, umlaufende Seitenwand 1a und einen geformten axialen Abschlussbereich 1b auf.
Ist das in der 2 gezeigte Lagerschild 1 in gewünschter Weise am Außenmantel 2a des Statorblechpaketes 2 positioniert, dann erfolgt in einem dritten Schritt eine Verbindung des Lagerschildes mit dem Statorblechpaket mittels eines elektromagnetischen Pulsfügens derart, dass sich Lagerschildmaterial in die Vertiefungen des Statorblechpaketes einbettet. Dadurch entsteht eine sichere formschlüssige Befestigung des Lagerschildes am Statorblechpaket, so dass im späteren Betrieb des fertiggestellten elektromotorischen Antriebs auch bei einem Auftreten von Zug-, Druck- oder Torsionsbelastungen eine relative axiale Verschiebung und auch eine Verdrehung zwischen Lagerschild und Statorblechpaket sicher verhindert wird.
Die genannten Vertiefungen 2b am Außenmantel des Statorblechpaketes können – wie bereits oben ausgeführt wurde – bereits beim Stanzen der Bleche und damit im Rahmen des Stanzpaketiervorganges eingebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass es keinerlei zusätzlichen Arbeitsaufwands und auch keiner zusätzlichen Kosten bedarf, um diese Vertiefungen herzustellen.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass auf ein Verschweißen von Lagerschild und Statorblechpaket, wie es beim Stand der Technik vorgesehen ist, verzichtet werden kann. Dies wiederum hat den Vorteil, dass eine großflächige Wärme- bzw. Hitzebildung, wie sie beim Stand der Technik beim Schweißvorgang auftritt, vermieden wird. Eine derartige Hitzebildung könnte zu einem unerwünschten Materialverzug und auch zu unerwünschten Gefügeänderungen der Bauteile führen. Dies wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die Verwendung eines elektromagnetischen Pulsfügens verhindert, bei welchem die Hitzebelastung gering ist und nur in den lokal begrenzten Bereichen auftritt, an denen das Lagerschild mit dem Statorblechpaket verbunden wird.
Die 3 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung, gemäß welcher das Lagerschild 1 am Statorblechpaket 2 befestigt ist. Die Stellen des Lagerschildes, an denen das Lagerschild durch das elektromagnetische Pulsfügen mit dem Statorblechpaket verbunden ist, sind in der 3 mit den Bezugszeichen 1c bezeichnet.

Claims

Verfahren zur Befestigung eines Lagerschildes an einem Statorblechpaket mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Statorblechpaketes (2), welches an seinem Außenmantel (2a) mehrere Vertiefungen (2b) aufweist, – Positionieren des Lagerschildes (1) am Außenmantel (2a) des Statorblechpaketes (2) und – Verbinden des Lagerschildes (1) mit dem Statorblechpaket (2) mittels eines elektromagnetischen Pulsfügens derart, dass sich Lagerschildmaterial in die Vertiefungen (2b) des Statorblechpaketes einbettet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket, welches an seinem Außenmantel mehrere Vertiefungen aufweist, mittels eines Stanzpaketiervorganges hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerschild mittels eines Tiefziehvorganges hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Statorblechpaket bereitgestellt wird, welches an seinem Außenmantel Vertiefungen in Form mehrerer in Axialrichtung verlaufender Vertiefungsreihen (2c) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertiefungsreihe (2c) mehrere voneinander beabstandete Vertiefungen (2) aufweist.
Stator für einen elektromotorischen Antrieb, mit einem Statorblechpaket und einem am Außenmantel des Statorblechpaketes befestigten Lagerschild, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (2) an seinem Außenmantel (2a) mehrere Vertiefungen (2b) aufweist, welche mit eingebettetem Lagerschildmaterial gefüllt sind.
Stator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (2) an seinem Außenmantel Vertiefungen in Form mehrerer in Axialrichtung verlaufender Vertiefungsreihen (2c) aufweist.
Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefungsreihen (2c) jeweils mehrere voneinander beabstandete Vertiefungen (2b) aufweisen.