DE102011108066A1

DE102011108066A1 - Rotary electrical machine e.g. electric motor, for e.g. electric car, has damping element including vibration reducing material and placed in intermediate area between axial end area of stator carrier and housing

Info

Publication number: DE102011108066A1
Application number: DE102011108066A
Authority: DE
Inventors: Joachim Raff
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2012-07-12

Abstract

The machine (1) has a stator carrier (4) inserted into a housing (2) and supported in an axial end area (A1) opposite to the housing. A damping element (12) including a vibration reducing material e.g. knitted wire and/or elastomer, is placed in an intermediate area between the axial end area of the carrier and the housing. A clamping ring (7) is provided opposite to the housing during direct support of another axial end of the carrier for pretensioning the carrier in an axial direction by a spring unit (10). Support areas (S1) are arranged around a periphery of the carrier.

Description

Die Erfindung betrifft eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor und/oder Generator für ein Kraftfahrzeug, welches insbesondere als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet ist, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to a rotating electrical machine, in particular an electric motor and / or generator for a motor vehicle, which is designed in particular as a hybrid or electric vehicle, having the features of the preamble of patent claim 1.

Eine rotierende elektrische Maschine, wie insbesondere ein Elektromotor oder ein Generator, weist typischerweise einen Rotor auf, welcher in einem Gehäuse um eine Rotationsachse drehbar gelagert ist. Ein zur Rotationsachse koaxial angeordneter Stator mit Statorträger ist über eine radiale und/oder axiale Anlage im Gehäuse eingebracht.A rotating electrical machine, such as in particular an electric motor or a generator, typically has a rotor which is rotatably mounted in a housing about a rotation axis. A coaxial with the axis of rotation arranged stator with stator is introduced via a radial and / or axial contact with the housing.

Die Druckschrift DE 10 2008 035 896 A1 der Anmelderin zeigt eine Halterung für einen Statorträger in einem Gehäuse, insbesondere in einem Getriebegehäuse eines Kraftfahrzeugs. Der Statorträger ist in das Gehäuse eingesetzt und über kegelförmige Auflageflächen an den axialen Enden des Stators gegenüber dem Gehäuse abgestützt. Die Auflageflächen erstrecken sich über den gesamten Umfang des Statorträgers.The publication DE 10 2008 035 896 A1 the applicant shows a holder for a stator in a housing, in particular in a transmission housing of a motor vehicle. The stator is inserted into the housing and supported by tapered bearing surfaces at the axial ends of the stator relative to the housing. The bearing surfaces extend over the entire circumference of the stator.

Aus der Druckschrift DE 10 2006 038 376 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Befestigung eines Stators bekannt, welcher mit dem Gehäuse an vier Stützstellen verschraubt wird. Die Stützstellen sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet.From the publication DE 10 2006 038 376 A1 For example, a method for fixing a stator is known, which is bolted to the housing at four support points. The support points are spaced apart in the circumferential direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte rotierende elektrische Maschine anzugeben, bei der die während des Betriebs auftretenden Schwingungen bzw. Vibrationen zumindest reduziert sind.The invention has for its object to provide an improved rotating electrical machine in which the vibrations occurring during operation or vibrations are at least reduced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine rotierende elektrische Maschine mit den charakterisierenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.The object is achieved by a rotating electrical machine with the characterizing features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine rotierende elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor und/oder Generator, für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Hybridfahrzeug oder Elektrofahrzeug, weist ein Gehäuse und einen in das Gehäuse eingesetzten Statorträger auf. Der Statorträger ist in einem ersten axialen Endbereich gegenüber dem Gehäuse abgestützt. Erfindungsgemäß ist in einem Zwischenbereich zwischen dem ersten axialen Endbereich des Statorträgers und dem Gehäuse ein Dämpfungselement, welches zumindest ein schwingungsdämpfendes Material aufweist, eingebracht.A rotating electrical machine, in particular electric motor and / or generator, for a motor vehicle, in particular hybrid vehicle or electric vehicle, has a housing and a stator carrier inserted into the housing. The stator carrier is supported in a first axial end region relative to the housing. According to the invention, an attenuation element, which has at least one vibration-damping material, is introduced in an intermediate region between the first axial end region of the stator carrier and the housing.

Das Dämpfungselement bildet eine Abkopplungsschicht im Auflagebereich zwischen Gehäuse und Statorträger, die eine Körperschallübertragung zwischen diesen beiden Bauteilen zumindest mindert. Es hat sich gezeigt, dass so insbesondere hochfrequente Körperschallanregungen und deren Weiterleitung in das Gehäuse und weiter in andere Komponenten des Kraftfahrzeugs reduziert werden. Die Abstrahlung von elektromotortypischen Geräuschen wird somit in besonders vorteilhafterweise bereits am Entstehungsort eingeschränkt, so dass aufwändige Änderungen von weiteren Komponenten im Übertragungspfad der Schallentwicklung vermieden sind. Somit ermöglicht das Dämpfungselement eine besonders effektive, einfache und kostengünstige Reduzierung der Körperschallanregung.The damping element forms a decoupling layer in the contact area between the housing and the stator carrier, which at least reduces a structure-borne sound transmission between these two components. It has been shown that in particular high-frequency structure-borne sound excitations and their transmission into the housing and further into other components of the motor vehicle are reduced. The emission of typical electrical engine noise is thus restricted in a particularly advantageous manner already at the point of origin, so that costly changes of other components in the transmission path of the sound development are avoided. Thus, the damping element allows a particularly effective, simple and cost-effective reduction of structure-borne noise excitation.

Insbesondere bei der Verwendung der elektrischen Maschine in einem Fahrzeug ist die Geräuschbelastung somit reduziert und der Fahrkomfort erhöht.In particular, when using the electric machine in a vehicle, the noise level is thus reduced and increased ride comfort.

Als schwingungsdämpfendes Material ist insbesondere eine Drahtgestrick und/oder ein Elastomer vorgesehen. Das Dämpfungselement kann beispielsweise als Stahlblech ausgeführt sein, welches mit einem Elastomer beschichtet ist. Alternativ dazu können ganze Bauteile bzw. Baugruppen, welche zur Befestigung des Statorträgers am Gehäuse vorgesehen sind, aus den schwingungsdämpfenden Materialien gefertigt sein. Insbesondere kann das Dämpfungselement vollständig aus einem Drahtgestrick bestehen und als Spannring ausgebildet sein, der zur Befestigung des Statorträgers dient.As a vibration damping material in particular a wire mesh and / or an elastomer is provided. The damping element may for example be designed as a steel sheet, which is coated with an elastomer. Alternatively, entire components or assemblies, which are provided for attachment of the stator to the housing, be made of the vibration-damping materials. In particular, the damping element may consist entirely of a wire mesh and be designed as a clamping ring, which serves to fasten the stator.

Alternativ oder zusätzlich können gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche im Folgenden beschrieben sind, weitere Maßnahmen zur Schwingungsdämpfung, Vibrationsdämpfung und/oder Geräuschdämpfung vorgesehen sein, um Schwingungen am Stator zu reduzieren bzw. um Schwingungen nicht auf das Gehäuse und somit auf das Fahrzeug zu übertragen. Damit können insbesondere mögliche Resonanzen vermieden sein. Die Reduzierung der Schwingungen vermindert auch die Materialbelastung und Materialermüdung, so dass die Lebensdauer der elektrischen Maschine vorteilhaft erhöht ist.Alternatively or additionally, according to various embodiments of the invention, which are described below, further measures for vibration damping, vibration damping and / or noise damping may be provided to reduce vibrations on the stator or not to transmit vibrations to the housing and thus to the vehicle , This can be avoided in particular possible resonances. The reduction of the vibrations also reduces the material load and fatigue, so that the life of the electric machine is advantageously increased.

Insbesondere können Stützstellen, an denen der Statorträger gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist, als Punktauflagen bzw. als Bereiche kleiner Fläche ausgebildet sein. Die Stützstellen sind voneinander in Umfangrichtung des Statorträgers beabstandet und an Schwingungsknoten des Statorträgers angeordnet. Insbesondere sind die Stützstellen an den Schwingungsknoten zumindest einer radialen Eigenschwingung angeordnet, so dass die Übertragung dieser Eigenschwingung des Statorträgers auf das Gehäuse wesentlich eingeschränkt ist. Zur weiteren Reduzierung der Schwingungsübertragung kann im Bereich der Stützstellen das schwingungsdämpfende Material bzw. das Dämpfungselement eingebracht sein.In particular, support points, on which the stator carrier is supported relative to the housing, may be formed as point supports or as areas of small area. The support points are spaced from each other in the circumferential direction of the stator and arranged at nodes of the stator. In particular, the support points are arranged at the vibration nodes of at least one radial natural vibration, so that the transmission of this natural vibration of the stator is substantially limited to the housing. To further Reduction of the vibration transmission can be introduced in the region of the support points, the vibration damping material or the damping element.

Vorteilhafterweise sind am Gehäuse und/oder am Statorträger schwingungsmindernde Verstärkungen vorgesehen, um die Entstehung von Schwingungen zu reduzieren. Dabei ist die Struktur des Statorträgers und/oder des Gehäuses insbesondere im Bereich der Stützstellen verstärkt. Verstärkungen des Statorträgers haben den Vorteil, dass aufgrund der Masseerhöhung und der stabilisierten Abstützung die Entstehung der Schwingungen direkt am Statorträger reduziert ist. Die Schwingungen werden somit bereits gedämpft, bevor diese an den Stützstellen auf das Gehäuse übertragen werden können. Darüber hinaus nimmt das Gehäuse aufgrund der dort eingebrachten Verstärkungen weniger Schwingungen auf, da diese durch die zusätzlich eingebrachte Masse gedämpft werden bzw. in den Verstärkungen aufgenommen werden.Advantageously, vibration-reducing reinforcements are provided on the housing and / or on the stator to reduce the formation of vibrations. In this case, the structure of the stator carrier and / or the housing is reinforced, in particular in the region of the support points. Reinforcements of the stator carrier have the advantage that due to the increase in mass and the stabilized support the formation of the vibrations is reduced directly on the stator. The vibrations are thus already damped before they can be transmitted to the support points on the housing. In addition, the housing absorbs fewer vibrations due to the reinforcements introduced there, since these are damped by the additionally introduced mass or are absorbed in the reinforcements.

Einem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu Folge sind die Verstärkungen als Struktur des Statorträgers und/oder Gehäuses ausgeformt. Beispielsweise ist die vorhandene Struktur des Statorträgers und/oder des Gehäuses im Bereich der Stützstellen verdickt ausgeführt. Insbesondere kann eine ringförmige Anformung im Bereich der Stützstellen vorgesehen sein, welche das Gehäuse entlang dessen Umfang umgibt. Alternativ dazu kann ein separates Verstärkungselement vorgesehen sein, welches zusätzlich am Gehäuse und/oder am Statorträger angebracht ist. Beispielsweise kann ein ringförmiges Verstärkungselement vorgesehen sein, welches am Gehäuse anliegt und dieses in Umfangsrichtung umgibt. Das Verstärkungselement erhöht über das Massenträgheitsmoment die Sperrmasse und darüber hinaus die Biegesteifigkeit des Verbunds aus Gehäuse und Verstärkungselement. Somit ist der Widerstand insbesondere gegenüber hochfrequenter Biegeschwingung erhöht.According to a preferred embodiment, the reinforcements are formed as a structure of the stator carrier and / or housing. For example, the existing structure of the stator and / or the housing in the area of the support points is made thickened. In particular, an annular molding in the region of the support points may be provided, which surrounds the housing along the circumference. Alternatively, a separate reinforcing element may be provided, which is additionally attached to the housing and / or on the stator. For example, an annular reinforcing element may be provided, which rests against the housing and surrounds it in the circumferential direction. The reinforcing element increases over the mass moment of inertia, the blocking mass and beyond the bending stiffness of the composite of housing and reinforcing element. Thus, the resistance is increased, in particular with respect to high-frequency bending vibration.

Durch geschicktes Anordnen der Stützstellen in Bereiche höherer Gehäuseimpedanz können gezielt Knoten auf dem Statorträger erzeugt werden und somit Schwingformen mit auffälliger Schallabstrahlung unterdrückt und verhindert werden.By cleverly arranging the support points in areas of higher housing impedance nodes can be selectively generated on the stator and thus vibration shapes are suppressed with conspicuous sound radiation and prevented.

Bei elektrischen Maschinen für Kraftfahrzeuge ist es weiterhin vorteilhaft, das Gewicht weitestgehend zu reduzieren. Es ist vorgesehen, die Verstärkungen des Gehäuses und/oder des Statorträgers aus einem alternativen Material, insbesondere einem Leichtbaumaterial zu realisieren, welches gegenüber dem Material des Gehäuses bzw. des Statorträgers weniger schwingungsanfällig ist, aber keine zusätzliche Masse einbringt.In electrical machines for motor vehicles, it is also advantageous to reduce the weight as much as possible. It is envisaged to realize the reinforcements of the housing and / or the stator carrier of an alternative material, in particular a lightweight material, which is less susceptible to vibration than the material of the housing or the stator carrier, but does not introduce additional mass.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung haben den Vorteil, dass die statische Befestigungsstabilität des Statorträgers am Gehäuse nicht gemindert wird. Der Statorträger und ein daran befestigter Stator sind stabil und drehfest am Gehäuse abgestützt, um die Übertragung des Drehmoments zwischen Rotor und Stator sicherzustellen.The described embodiments of the invention have the advantage that the static attachment stability of the stator carrier is not reduced to the housing. The stator and a stator attached thereto are stable and rotationally supported on the housing to ensure the transmission of torque between the rotor and stator.

Die bereits genannten Merkmale, welche im Folgenden noch näher erläutert werden, können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination verwendet werden. Beliebige andere Kombinationen sind möglich ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The features already mentioned, which are explained in more detail below, can not be used only in the combination specified in each case. Any other combinations are possible without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Explosionsdarstellung einer rotierenden elektrischen Maschine, 1 an exploded view of a rotating electrical machine,

2 eine Querschnittsdarstellung der elektrischen Maschine im Bereich eines Gehäuses, 2 a cross-sectional view of the electric machine in the region of a housing,

3A bis 3D Details der Befestigung eines Statorträgers an einem Gehäuse der elektrischen Maschine gemäß verschiedenen Ausführungsformen in schematischen Schnittdarstellungen, und 3A to 3D Details of the attachment of a stator support to a housing of the electric machine according to various embodiments in schematic sectional views, and

4 schematisch eine radiale Eigenschwingung des Statorträgers in einer Schnittdarstellung. 4 schematically a radial natural vibration of the stator in a sectional view.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt eine rotierende elektrische Maschine 1 in einer Explosionsansicht. Die gezeigte elektrische Maschine 1 ist als Elektromotor zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, bei dem es sich insbesondere um ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug handeln kann, vorgesehen. Alternativen Ausführungsbeispielen zu Folge ist die elektrische Maschine 1 als Generator ausgeführt. 1 shows a rotating electric machine 1 in an exploded view. The electric machine shown 1 is provided as an electric motor for use in a motor vehicle, which may be in particular a hybrid or electric vehicle, is provided. Alternative embodiments result in the electric machine 1 executed as a generator.

Die elektrische Maschine 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein Rotor 3 drehbar um eine Rotationsachse R gelagert ist. Bei Betrieb der elektrischen Maschine 1 rotiert der Rotor 3 um die Rotationsachse R. im Gehäuse 2 ist ein Statorträger 4 eingesetzt. Der Statorträger 4 trägt einen Stator 5, welcher bezüglich der Rotationsachse R koaxial angeordnet ist. Zur elektrischen Kontaktierung sind am Stator 5 mehrere Kontaktelemente 6 angeordnet. Ein Spannring 7 stützt den Statorträger 4 gegenüber dem Gehäuse 2, welches von dem Gehäusedeckel 8 verschlossen ist, ab. Am Gehäuse 2 ist ein Getriebegehäuse 9 angeordnet.The electric machine 1 has a housing 2 in which a rotor 3 is rotatably supported about a rotation axis R. During operation of the electrical machine 1 rotates the rotor 3 around the axis of rotation R in the housing 2 is a stator carrier 4 used. The stator carrier 4 carries a stator 5 , which is arranged coaxially with respect to the axis of rotation R. For electrical contacting are on the stator 5 several contact elements 6 arranged. A clamping ring 7 supports the stator carrier 4 opposite the housing 2 which of the housing cover 8th is closed, off. At the housing 2 is a gearbox 9 arranged.

2 zeigt eine Querschnittsdarstellung der elektrischen Maschine 1. Der Statorträger 4 ist gegenüber dem Gehäuse 2 in einem ersten axialen Endbereich A1 abgestützt. Des Weiteren ist der Statorträger 4 in einem gegenüberliegenden zweiten axialen Endbereich A2 mittelbar über eine dazwischen angeordnete Federeinheit 10 und dem Spannring 7 abgestützt. Die Federeinheit 10 kann gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen als Tellerfeder, Wellfeder oder Tellerfederpaket ausgebildet sein und spannt den Statorträger 4 in axialer Richtung entlang der Rotationsachse R vor. 2 shows a cross-sectional view of the electric machine 1 , The stator carrier 4 is opposite the case 2 supported in a first axial end region A1. Furthermore, the stator is 4 in an opposite second axial end region A2 indirectly via a spring unit arranged therebetween 10 and the clamping ring 7 supported. The spring unit 10 may be formed according to preferred embodiments as a plate spring, wave spring or cup spring package and biases the stator 4 in the axial direction along the axis of rotation R before.

Der Statorträger 4 weist im ersten axialen Endbereich A1 radial außen eine kegel- oder kegelsegmentförmige erste Schulter 4.1 auf. Entsprechend weist das Gehäuse 2 einen dazu komplementären Kegelsitz 2.1 auf.The stator carrier 4 has in the first axial end portion A1 radially outward a conical or conical segment-shaped first shoulder 4.1 on. Accordingly, the housing has 2 a complementary conical seat 2.1 on.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden die einzelnen Segmente der kegelsegmentförmigen Schulter 4.1 mit dem Kegelsitz 2.1 eine Vielzahl von in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter Stützstellen S1 aus, an denen der Statorträger 4 gegenüber dem Gehäuse 2 abgestützt ist. Zusätzlich ist an den ersten Stützstellen S1 zwischen Kegelsitz 2.1 und erster Schulter 4.1 ein Dämpfungselement 12, welches ein schwingungsdämpfendes Material aufweist, angeordnet.In a preferred embodiment, the individual segments of the cone segment-shaped shoulder 4.1 with the bowling seat 2.1 a plurality of circumferentially spaced support points S1 from where the stator 4 opposite the housing 2 is supported. In addition, at the first support points S1 between the conical seat 2.1 and first shoulder 4.1 a damping element 12 , which has a vibration damping material arranged.

In einem alternativen Ausbildungsbeispiel ist die erste Schulter 4.1 kegelförmig ausgebildet und erstreckt sich über den gesamten Umfang des Statorträgers 4. Dabei sind vom Kegelsitz 2.1 und von der ersten Schulter 4.1 jeweils umlaufende Auflageflächen ausgebildet.In an alternative embodiment, the first shoulder is 4.1 cone-shaped and extends over the entire circumference of the stator 4 , Here are from the conical seat 2.1 and from the first shoulder 4.1 each circumferential bearing surfaces formed.

Das Dämpfungselement 12 besteht zumindest teilweise aus dem schwingungsdämpfenden Material, welches beispielsweise ein Drahtgestrick oder ein Elastomer umfasst. Das Gehäuse 2.1 kann beispielsweise im Bereich des Kegelsitzes 2.1 mit dem Elastomer beschichtet sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Drahtgestrick im Bereich des Kegelsitzes 2.1 eingebracht. Das schwingungsdämpfende Material reduziert die dynamische Steifigkeit des Auflagebereichs zwischen Statorträger 4 und Gehäuse 2, so dass die Übertragung von Schwingungen reduziert ist.The damping element 12 consists at least partially of the vibration damping material, which includes, for example, a wire mesh or an elastomer. The housing 2.1 For example, in the area of the conical seat 2.1 be coated with the elastomer. According to another embodiment, the wire mesh is in the region of the conical seat 2.1 brought in. The vibration-damping material reduces the dynamic rigidity of the bearing area between the stator carrier 4 and housing 2 so that the transmission of vibrations is reduced.

Ferner weist die rotierende elektrische Maschine 1 eine Kupplungseinheit 11 auf, mittels derer ein Drehmoment des Rotors 3 auf ein in dem Getriebegehäuse 9 angeordnetes Getriebe übertragbar ist. Die Kupplungseinheit 11 ist hier beispielhaft als Lammellenkupplung mit einem Torsionsdämpfer ausgeführt.Furthermore, the rotating electrical machine 1 a coupling unit 11 on, by means of which a torque of the rotor 3 on one in the transmission housing 9 arranged transmission is transferable. The coupling unit 11 is here exemplified as Lammellenkupplung with a torsion damper.

Im zweiten axialen Endbereich A2 ist der Statorträger 4 mittelbar gegenüber dem Gehäuse 2 abgestützt. Dazu weist der Statorträger 4 radial außen eine kegel- oder kegelsegmentförmige zweite Schulter 4.2 auf. Äquivalent zur Abstützung im ersten axialen Endbereich bildet die kegelsegmentförmige zweite Schulter 4.2 eine Vielzahl von separaten zweiten Stützstellen 52 aus. Im Auflagebereich der zweiten Stützstellen S2 ist zwischen Spannring 7 und zweiter Schulter 4.2 ein weiteres Dämpfungselement 12 zur Trennung des Schwingverhaltens des Stators 5 und des Gehäuses 2 angeordnet.In the second axial end region A2 is the stator 4 indirectly opposite the housing 2 supported. For this purpose, the stator support 4 radially outside a cone or cone segment-shaped second shoulder 4.2 on. Equivalent to the support in the first axial end region forms the cone-segment-shaped second shoulder 4.2 a plurality of separate second support points 52 out. In the contact area of the second support points S2 is between clamping ring 7 and second shoulder 4.2 another damping element 12 for the separation of the vibration behavior of the stator 5 and the housing 2 arranged.

3A bis 3D zeigen in Schnittdarstellungen Details der Abstützung des Statorträgers 4 gegenüber dem Gehäuse 2 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Es ist jeweils beispielhaft der Bereich einer zweiten Stützstelle S2 am zweiten axialen Endbereich A2 des Statorträgers 4 gezeigt. Es versteht sich, dass die in 3A bis 3D gezeigten Strukturen entsprechend auch im ersten axialen Endbereich A1 zwischen Statorträger 4 und Gehäuse 2 ausgeführt sind, um eine Abstützung des Statorträgers 4 gegenüber dem Gehäuse 2 zu erreichen. 3A to 3D show in sectional views details of the support of the stator 4 opposite the housing 2 according to various embodiments. In each case, for example, the area of a second support point S2 at the second axial end area A2 of the stator carrier is shown 4 shown. It is understood that in 3A to 3D shown structures also in the first axial end portion A1 between the stator 4 and housing 2 are designed to support the stator 4 opposite the housing 2 to reach.

3A zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, wobei die dem Statorträger 4 im zweiten axialen Endbereich A2 angeformte zweite Schulter 4.2 den Statorträger 4 in radialer und in axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse 2 abstützt. Die Abstützung erfolgt mittels des dazwischen angeordneten Spannrings 7, der eine zur zweiten Schulter 4.2 korrespondierende Stützkontur aufweist. Zwischen Spannring 7 und Statorträger 4 ist das Dämpfungselement 12 angeordnet, welches hier aus schwingungsdämpfenden Drahtgestrick besteht. Die Federeinheit 10 spannt den Statorträger 4 in axialer Richtung parallel zur Rotationsachse R vor. 3A shows a preferred embodiment of the invention, wherein the stator 4 formed in the second axial end portion A2 second shoulder 4.2 the stator carrier 4 in the radial and in the axial direction relative to the housing 2 supported. The support is effected by means of the clamping ring arranged therebetween 7 , one to the second shoulder 4.2 having corresponding support contour. Between clamping ring 7 and stator carrier 4 is the damping element 12 arranged, which consists here of vibration-damping wire mesh. The spring unit 10 clamps the stator carrier 4 in the axial direction parallel to the rotation axis R before.

3B zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei der der gesamte Spannring 7 aus Drahtgestrick ausgeführt ist und somit gleichzeitig als Dämpfungselement 12 fungiert. 3B shows a similar embodiment in which the entire clamping ring 7 made of wire mesh and thus simultaneously as a damping element 12 acts.

Alternativ kann das Dämpfungselement 12 aus dem Elastomer bestehen.Alternatively, the damping element 12 consist of the elastomer.

3C zeigt eine weitere alternative Ausführungsform, bei der das zwischen zweitem axialen Endbereich A2 des Statorträgers 4 und Spannring 7 angeordnete Dämpfungselement 12 als Stahlblech ausgeführt ist, das beidseitig mit dem Elastomer beschichtet ist. 3C shows a further alternative embodiment, in which between the second axial end portion A2 of the stator 4 and clamping ring 7 arranged damping element 12 designed as a steel sheet, which is coated on both sides with the elastomer.

Alternativ oder zusätzlich Ist die Struktur des Statorträgers 4 im ersten und zweiten axialen Endbereich A1, A2 verstärkt. Die Erhöhung der Wandstärke des Statorträgers 4 bewirkt eine Erhöhung der Biegesteifigkeit und eine Masseerhöhung des Statorträgers 4 im Bereich dessen Anbindung an das Gehäuse 2. Die angeformten Verstärkungen absorbieren zumindest teilweise entstehende Schwingungen, bevor diese auf das Gehäuse übertragen werden.Alternatively or additionally, the structure of the stator is 4 reinforced in the first and second axial end portion A1, A2. The increase of the wall thickness of the stator carrier 4 causes an increase in the bending stiffness and an increase in mass of the stator 4 in the area of its connection to the housing 2 , The molded reinforcements absorb at least partially resulting vibrations before they are transferred to the housing.

Zusätzlich dazu kann auch das Gehäuse 2 schwingungsmindernde Verstärkungen aufweisen, die dem Gehäuse 2 entsprechend auf der Höhe des ersten und/oder des zweiten axialen Endbereichs A1, A2 angeformt sind. Die Verstärkungen erhöhen lokal die Masse und die Biegesteifigkeit des Gehäuses 2 und dämpfen somit die Weiterleitung von Schwingungen und Vibrationen. Die schwingungsmindernden Verstärkungen des Gehäuses 2 können einem Ausführungsbeispiel zu Folge als umlaufende Anformungen ausgeführt sein, die das Gehäuse 2 außenseitig entlang des Umfangs verstärken.In addition, the housing can also 2 have vibration-reducing reinforcements that the housing 2 are integrally formed at the height of the first and / or the second axial end portion A1, A2. The reinforcements locally increase the mass and flexural rigidity of the housing 2 and thus dampen the transmission of vibrations and vibrations. The vibration-reducing reinforcements of the housing 2 According to one embodiment, as a consequence, they can be embodied as peripheral moldings, which form the housing 2 reinforce the outside along the circumference.

Alternativ dazu kann die Verstärkung auch als separates und ringförmiges Bauteil ausgeführt sein, welches das Gehäuse 2 außenseitig umgibt und fest damit verbunden ist.Alternatively, the reinforcement can also be designed as a separate and annular component, which the housing 2 surrounds the outside and is firmly connected to it.

3D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Abstützung des Statorträgers 4 nicht mittels schräger kegel- oder kegelsegmentähnlicher Stützstellen S1, S2 erfolgt. Stattdessen weist der erste und der zweite axiale Endbereich A1, A2 jeweils eine kragenförmige Verstärkung auf, die dem Gehäuse 2 in radialer Richtung anliegt. Die kragenförmige Verstärkung liegt dem Gehäuse 2 am ersten analen Endbereich A1 und der Federeinheit 10 am zweiten axialen Endbereich A2 an. Die axiale Anlage des Statorträgers 4 erzeugt bei Schwingung eine Scherung und damit Reibung, die die Schwingung zusätzlich dämpft. 3D shows a further embodiment of the invention, in which the support of the stator 4 not by means of oblique conical or conical segment-like support points S1, S2 takes place. Instead, the first and the second axial end region A1, A2 each have a collar-shaped reinforcement, which the housing 2 in the radial direction. The collar-shaped reinforcement lies the housing 2 at the first anal end portion A1 and the spring unit 10 at the second axial end portion A2. The axial contact of the stator carrier 4 generates vibration and thus friction during oscillation, which additionally dampens the vibration.

Entsprechend der kegel- bzw. kegelsegmentförmigen Anlage der in 3A bis 3C gezeigten Ausführungsbeispielen kann die kragenförmige Verstärkung den gesamten Umfang des Statorträgers 4 umlaufen und somit eine umlaufende Auflagefläche ausbilden, oder, alternativ dazu, entsprechende Erhebungen aufweisen, so dass der Statorträger 4 nur an in Umfangsrichtung voneinander beabstandeter ersten bzw. zweiten Stützstellen S1, S2 abgestützt ist.According to the conical or conical segment-shaped system of 3A to 3C In the embodiments shown, the collar-shaped reinforcement can cover the entire circumference of the stator carrier 4 revolve and thus form a circumferential bearing surface, or, alternatively, have corresponding elevations, so that the stator 4 is supported only at circumferentially spaced apart first and second support points S1, S2.

Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele können derart ausgebildet sein, dass die Abstützung des Statorträgers 4 gegenüber dem Gehäuse 2 nur an einer Vielzahl von räumlich separierten ersten und/oder zweiten Stützstellen S1, S2 erfolgt. Die ersten bzw. zweiten Stützstellen S1, S2 können somit als Punktauflagen oder als lokalisierte Auflageflächen realisiert sein. Zusätzlich kann der Statorträger 4 am Gehäuse 2 im Bereich der Stützstellen S1, S2 mittels Befestigungsmittel wie Nieten, Schrauben oder Verschweißungen kraft-, form- oder stoffschlüssig verbunden sein, um den Statorträger 4 drehfest am Gehäuse 2 abzustützen und so einen tangentialen Kraftübertrag zwischen Rotor 3 und Stator 5 sicherzustellen.The exemplary embodiments described here can be designed such that the support of the stator carrier 4 opposite the housing 2 only takes place at a plurality of spatially separated first and / or second support points S1, S2. The first or second support points S1, S2 can thus be realized as point supports or as localized bearing surfaces. In addition, the stator can 4 on the housing 2 in the region of the support points S1, S2 by means of fasteners such as rivets, screws or welds force, form or materially connected to the stator 4 rotatably on the housing 2 support and so a tangential force transfer between the rotor 3 and stator 5 sure.

Es hat sich gezeigt, dass der Statorträger 4 bzw. der Verbund aus Statorträger 4 und Stator 5 eine Vielzahl von insbesondere radialen Eigenschwingungen im Frequenzbereich bis 16 kHz aufweist. 4 illustriert schematisch und nicht maßstabsgerecht eine radiale Eigenschwingung des Verbunds aus Statorträger 4 und Stator 5. Die schematisch eingezeichneten Statorzähne des Stators 5 visualisieren eine Senkrechte auf die nicht maßstabsgerechte Eigenschwingung des Stators 5, welche hier zur besseren Verdeutlichung der Schwingungsknoten übertrieben dargestellt ist.It has been shown that the stator 4 or the composite of stator carrier 4 and stator 5 having a plurality of particular radial natural oscillations in the frequency range up to 16 kHz. 4 illustrates schematically and not to scale a radial natural vibration of the composite of stator 4 and stator 5 , The schematically drawn stator teeth of the stator 5 Visualize a perpendicular to the not to scale self-oscillation of the stator 5 , which is exaggerated here to better illustrate the vibration nodes.

Die räumlich lokalisierten ersten und/oder zweiten Stützstellen S1, S2 sind jeweils in Schwingungsknoten zumindest einer der Eigenschwingungen das Statorträgers 4 angeordnet. Die punktuelle Aufnahme an den Schwingungsknoten hat den Vorteil, dass dort der Statorträger 4, falls dieser mit der in 4 gezeigten Eigenschwingung schwingt, praktisch statisch ist. Somit ist eine Übertragung der Eigenschwingung auf das Gehäuse 2 maßgeblich eingeschränkt, da sich der Statorträger 4, abgesehen von den ersten und/oder zweiten Stützstellen S1, S2, in keiner radialen Anlage zum Gehäuse 2 befindet.The spatially localized first and / or second support points S1, S2 are each in vibration nodes of at least one of the natural vibrations of the stator 4 arranged. The selective recording at the nodes has the advantage that there the stator 4 , if this with the in 4 vibrates shown, is virtually static. Thus, a transmission of natural vibration on the housing 2 Significantly limited, since the stator 4 , apart from the first and / or second support points S1, S2, in no radial contact with the housing 2 located.

Somit kann insbesondere eine störende Eigenschwingung bzw. Eigenfrequenz mittels der entsprechenden Anordnung der ersten und/oder zweiten Stützstellen S1, S2 gedämpft werden, um unerwünschte Resonanzeffekte zu vermeiden. Die Befestigung an den Schwingungsknoten des Statorträgers 4 bzw. des Verbunds aus Stator 5 und Statorträger 4 und die Anzahl und Positionierung der ersten und/oder zweiten Stützstellen S1, S2 lassen eine Abstimmung auf einen kritischen und störenden Frequenzbereich der Geräuschentwicklung bei Betrieb der elektrischen Maschine 1 zu.Thus, in particular, a disturbing natural oscillation or natural frequency can be damped by means of the corresponding arrangement of the first and / or second support points S1, S2 in order to avoid undesired resonance effects. The attachment to the vibration node of the stator 4 or the composite of stator 5 and stator carrier 4 and the number and positioning of the first and / or second interpolation points S1, S2 allow tuning to a critical and disturbing frequency range of the noise generation during operation of the electric machine 1 to.

Dabei sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die ersten Stützstellen S1 von den zweiten Stützstellen S2 in Umfangsrichtung voneinander versetzt angeordnet, um die Ausbildung von einzelnen Schwingungsformen zu reduzieren. Hochfrequente Körperschallanregungen und deren Weiterleitung in andere Fahrzeugkomponenten sind somit vermindert. Vorzugsweise ist die radiale Anlage der ersten und/oder zweiten Stützstellen S1, S2 auf Eigenschwingungen abgestimmt, die bei der Abstrahlung des elektromotortypischen Geräusches maßgeblich beteiligt sind.In this case, in a preferred embodiment, the first support points S1 are arranged offset from one another by the second support points S2 in the circumferential direction in order to reduce the formation of individual vibration modes. High-frequency structure-borne sound excitations and their transmission in other vehicle components are thus reduced. Preferably, the radial contact of the first and / or second interpolation points S1, S2 is tuned to natural oscillations, which are significantly involved in the emission of the electric motor typical noise.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: elektrische Maschineelectric machine
22: Gehäusecasing
2.12.1: Kegelsitzconical seat
33: Rotorrotor
44: Statorträgerstator
4.14.1: erste Schulterfirst shoulder
4.24.2: zweite Schultersecond shoulder
55: Statorstator
66: Kontaktelementcontact element
77: Spannringclamping ring
88th: Gehäusedeckelhousing cover
99: Getriebegehäusegearbox
1010: Federeinheitspring unit
1111: Kupplungseinheitclutch unit
1212: Dämpfungselementdamping element
RR: Rotationsachseaxis of rotation
A1A1: erster axialer Endbereichfirst axial end region
A2A2: zweiter axialer Endbereichsecond axial end region
S1S1: erste Stützstellefirst support point
S2S2: zweite Stützstellesecond support point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008035896 A1 [0003]
DE 102006038376 A1 [0004]

Claims

Rotating electrical machine, in particular electric motor and / or generator, for a motor vehicle, in particular hybrid vehicle or electric vehicle, having a housing ( 2 ) and one in the housing ( 2 ) used stator carrier ( 4 ), wherein the stator carrier ( 4 ) in a first axial end region (A1) with respect to the housing ( 2 ) is supported, characterized in that in an intermediate region between the first axial end region (A1) of the stator ( 4 ) and the housing ( 2 ) a damping element ( 12 ), which has at least one vibration-damping material, is introduced.

Electrical machine according to claim 1, characterized in that a second axial end region (A2) of the stator carrier ( 4 ), which is opposite to the first axial end region (A1), opposite the housing (FIG. 2 ) is indirectly or directly supported, wherein in the intermediate region between housing ( 2 ) and the second axial end region (A2) of the stator carrier ( 4 ) another damping element ( 12 ), which has at least one vibration-damping material.

Electrical machine according to claim 2, characterized in that in the indirect support of the second axial end (A2) of the stator ( 4 ) opposite the housing ( 2 ) a clamping ring ( 7 ) is provided, which by means of a spring unit ( 10 ) the stator carrier ( 4 ) in the axial direction.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the vibration-damping material is a wire mesh and / or an elastomer.

Electrical machine according to claim 3, characterized in that the damping element ( 12 ) is at least partially coated with the elastomer.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the first axial end region (A1) of the stator carrier ( 4 ) opposite the housing ( 2 ) is supported by a plurality of mutually circumferentially spaced first support points (S1), which around a circumference of the stator ( 4 ) are arranged and / or the second axial end portion (A2) of the stator ( 4 ) opposite the housing ( 2 ) is indirectly or directly supported by means of a plurality of spaced apart in the circumferential direction second support points (S2), which around a circumference of the stator ( 4 ) are arranged.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator carrier ( 4 ) at at least one of the first and / or second support points (S1, S2) with the housing ( 2 ) is positively and / or positively connected.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator carrier ( 4 ) at the first support point (S1) radially outward a conical or conical segment-shaped first shoulder ( 4.1 ), which the stator ( 4 ) to one for the first shoulder ( 4.1 ) complementary conical seat ( 2.1 ) which supports the housing ( 2 ) or by the damping element ( 12 ) is formed.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator carrier ( 4 ) at the second support point (S2) radially outward a conical or conical segment-shaped second shoulder ( 4.2 ) and the clamping ring ( 7 ) has a support to the second support point (S2) complementary support contour.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the stator carrier ( 4 ) and / or the housing ( 2 ) have in the region of the first and / or second support points (S1, S2) vibration-reducing reinforcements.