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Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere Elektromotor, mit einem Gehäuse, das durch einen Deckel verschlossen ist, und mit einem zwischen Gehäuse und Deckel gehaltenen Steckerteil zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Maschine, wobei das Gehäuse aus Stahl, das Steckerteil aus Kunststoff und der Deckel aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt sind.
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Stand der Technik
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Elektrische Maschinen der Eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise wird das Steckerteil zunächst mit dem Gehäuse verschraubt und anschließend der Deckel an dem Gehäuse verklebt oder auch mittels einer Verschraubung befestigt. In der Regel besteht das Gehäuse der elektrischen Maschine aus Stahl und das Steckerteil aus Kunststoff. Der Deckel ist üblicherweise aus Stahl, Aluminium oder aus Kunststoff gefertigt. Je nach der vorhandenen Materialpaarung und einer verwendeten Dichtung zwischen den einzelnen Bauteilen besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit, den Deckel mit dem Gehäuse zu verschweißen. Die üblichen Verbindungsarten sind jedoch verhältnismäßig aufwändig in der Herstellung und in der Montage. Zudem gestaltet es sich als schwierig, wenn elektrische/elektronische Bauteile an dem Deckel vorgesehen sind, diese über eine notwendige Masseanbindung an der Gehäuse anzukoppeln.
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Aus der
DE 20 2006 019 832 U1 ist ein Getriebegehäuse bekannt, mit einem Gehäusegrundkörper und einem Deckel, wobei der Gehäusegrundkörper aus Aluminiumdruckguss und der Deckel aus Kunststoff gefertigt ist. Die beiden Gehäuseteile werden durch mehrere Halteklammern aneinander befestigt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass sowohl eine einfache Montage der Gehäuseteile aneinander als auch eine einfache Masseanbindung von elektrischen/elektronischen Bauteilen, die dem Deckel zugeordnet sind, gewährleistet wird. Die erfindungsgemäße Maschine zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse aus Stahl, das Steckerteil aus Kunststoff und der Deckel aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist, und wobei mehrere Stahlfederklammern über den Umfang der elektrischen Maschine verteilt angeordnet sind, die jeweils den Deckel und das Gehäuse vorgespannt hintergreifen, um Deckel, Gehäuse und Steckerteil aneinander zu befestigen. Im Unterschied zum Stand der Technik wird erfindungsgemäß durch die Stahlfederklammern und die elektrisch leitfähige Ausbildung des Deckels eine einfache elektrisch leitfähige Verbindung von dem Deckel zu dem Gehäuse hergestellt, die insbesondere als Masseanschluss beziehungsweise Masseverbindung für an dem Deckel vorgesehene elektrische/elektronische Bauteile genutzt werden kann. Ein aufwändiges Vorsehen von Gewinden oder Schraubeöffnungen entfällt und wird durch die einfachere Konstruktion der Stahlfederklammern und die damit einhergehende vereinfachte Montage ersetzt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem Deckel wenigstens ein elektrisches/elektronisches Bauteil der elektrischen Maschine angeordnet ist. Ein Masseanschluss des Bauteils ist zweckmäßigerweise mit dem Deckel elektrisch leitfähig verbunden, so dass über den Deckel und die Stahlfederklammern die Masseverbindung zu dem Gehäuse gewährleistet ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauteil um ein der Entstörung der elektrischen Maschine dienendes Bauteil.
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Vorzugsweise weisen die Stahlfederklammer eine C-förmige Grundform auf. Freie Endabschnitte hintergreifen dabei zweckmäßigerweise den Deckel und das Gehäuse, um durch ein Aufweiten der C-Form eine Vorspannung der Stahlfederklammer zu erreichen, die ein sicheres Aneinanderanliegen von Deckel und Gehäuse gewährleistet. Besonders bevorzugt wird dabei das Steckerteil zwischen dem Gehäuse und dem Deckel aufgrund der Vorspannkraft verklemmt und dadurch an der elektrischen Maschine befestigt. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steckerteil an dem Gehäuse oder an dem Deckel verschraubt wird, um eine Vormontagegruppe zu bilden, die anschließend durch das Vorsehen der Stahlfederklammern an dem Gehäuse beziehungsweise an dem Deckel montiert wird.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die freien Endabschnitte der Stahlklammern eine Rundung aufweisen. Bei der Rundung handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Biegung, die in die entgegengesetzte Richtung der C-Form verläuft. Die freien Endabschnitte sind dadurch derart ausgebildet, dass sie keine scharfen Kanten aufweisen, wodurch eine Beschädigung von Gehäuse und Deckel bei der Montage vermieden und ein einfaches Aufclipsen der Stahlklammerfedern gewährleistet wird. Auch lassen sich durch die Rundungen die Stahlfederklammern leichter wieder von der elektrischen Maschine entfernen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Gehäuse und der Deckel für jede der Stahlfederklammern jeweils eine Aufnahmevertiefung für eines der freien Endabschnitte aufweist. Die Aufnahmevertiefungen können beispielsweise durch Radialvorsprünge an Gehäuse und Deckel gebildet werden. Vorteilhafterweise weisen die Radialvorsprünge oder das Gehäuse und der Deckel selbst die jeweilige Aufnahmevertiefung auf, die ein selbsttätiges Lösen der jeweiligen Stahlfederklammer von der elektrischen Maschine verhindert und ein Einclipsen der insbesondere gerundeten Endabschnitte der Stahlfederklammer erlaubt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Steckerteil einen im Wesentlichen kreisförmigen Grundkörper und mindestens einen am Grundkörper angeordneten Steckeranschluss aufweist, wobei der Grundkörper insbesondere einen Gehäuseabschnitt der elektrischen Maschine bildet. Vorzugsweise weist der Grundkörper einen Außendurchmesser auf, der dem Außendurchmesser des Deckels und/oder des Gehäuses entspricht oder zumindest geringfügig kleiner ist, so dass der Grundkörper beziehungsweise das Steckerteil von den Stahlfederklammern einfach überbrückt werden kann. Durch die entsprechende Ausbildung des Grundkörpers bildet dieser einen Gehäuseabschnitt der elektrischen Maschine, der zwischen dem Gehäuse und dem Deckel liegt. Mit anderen Worten wird also ein Axialabschnitt des Maschinengehäuses der elektrischen Maschine durch das Steckerteil gebildet. Dadurch lässt sich das Steckerteil auf einfache Art und Weise zwischen dem Deckel und dem Gehäuse mittels der Stahlfederklammern verklemmen beziehungsweise verspannen. Der Steckeranschluss steht bevorzugt radial von dem Grundkörper ab und ist insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Deckel mehrere Kühlrippen aufweist. Die Kühlrippen sind insbesondere einstückig mit dem Deckel, der vorzugsweise aus Stahl gefertigt ist, ausgebildet. Die Kühlrippen dienen dabei insbesondere der Kühlung des mindestens einen elektronischen /elektrischen Bauteils, das beispielsweise eine Leistungselektronik bildet. Gegebenenfalls kann der Deckel auch eine oder mehrere Öffnungen aufweisen, durch welche Luft zum Kühlen der elektrischen Maschine ein- und/oder wieder austreten kann.
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Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen:
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1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine,
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2A und 2B ein zweites Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine und
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3A bis 3C ein Ausführungsbeispiel einer Stahlfederklammer für die elektrische Maschine.
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1A und 1B zeigen jeweils in einer perspektivischen Darstellung eine als Elektromotor ausgebildete elektrische Maschine 1, die ein Gehäuse 2 aufweist, in welchem ein Rotor/Anker mit einer Welle 3 drehbar gelagert und ein Stator fest angeordnet ist. Das Gehäuse 2 ist becherförmig ausgebildet, wobei sein offenes Ende 4 durch einen Deckel 5 verschlossen wird. Der Deckel 5 und das Gehäuse 2 sind jeweils aus Stahl gefertigt, wobei der Deckel 5 an seiner freien Stirnseite eine Vielzahl von Kühlrippen 6 aufweist, die einstückig mit einem Deckel 5 ausgebildet sind. Auf der dem Gehäuse 2 zuweisenden Seite des Deckels 5 sind mehrere elektrische/elektronische Bauteile 7 angeordnet, die insbesondere zur Ansteuerung der elektrischen Maschine 2 dienen und beispielsweise eine Leistungselektronik und eine Entstörelektronik bilden. Zumindest eines der elektronischen Bauteile 7 ist bevorzugt als Entstörkomponente ausgebildet, und insbesondere mit einem Masseanschluss elektrisch leitend mit dem Deckel 5 verbunden.
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Zwischen dem Deckel 5 und dem Gehäuse 2 ist axial außerdem ein Steckerteil 8 vorgesehen, das aus Kunststoff gefertigt ist und einen im Wesentlichen kreisförmigen Grundkörper 9 sowie einen davon radial abstehenden Steckeranschluss 10 aufweist. Der Steckeranschluss 10 ist insbesondere einstückig mit dem Grundkörper 9 ausgebildet und insofern auch aus Kunststoff gefertigt. Der Steckeranschluss 10 ist beispielsweise als Steckdose für einen Anschlussstrecke gebildet, in welcher elektrisch leitfähige Kontakte angeordnet sind, die durch den Grundkörper 9 zu der elektrischen Maschine 2 führen. Die Dimensionen des Grundkörpers 9 sind vorliegend dabei derart gewählt, dass ein Außendurchmesser geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Deckels 5 ausgebildet ist.
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Weiterhin weist die elektrische Maschine drei Stahlfederklammern 11 auf, die zur Montage der elektrischen Maschine dienen. 3A bis 3C zeigen eine der Stahlfederklammern 11 in einer Draufsicht (3A), in einer Seitenansicht (3B) und in einer perspektivischen Darstellung (3C). Die Stahlfederklammer 11 weist eine C-förmige Grundform auf, wie insbesondere 3B zeigt, so dass ihre freien Endabschnitte 12 nach innen gerichtet sind beziehungsweise aufeinander zuweisen. Die freien Endabschnitte 12 sind dabei jeweils mit einer Rundung 13 versehen, die entgegengesetzt zur Krümmung der C-Form ausgerichtet ist, so dass die freien Enden wiederum voneinander weg weisen. Die Stahlfederklammer 11 ist elastisch verformbar ausgebildet, so dass durch Aufweiten der Endabschnitte 12 eine Federkraft erzeugt wird.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1A und 1B sind drei dieser Stahlfederklammern 11 vorgesehen. 1A zeigt die elektrische Maschine 1 in einer Explosionsdarstellung, in welcher der Deckel 5, Steckerteil 8 und Stahlklammern 11 beabstandet zueinander angeordnet und nicht montiert sind.
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Bei der Montage wird zunächst das Steckerteil 8 auf das freie Ende 4 des Gehäuses 2 aufgelegt beziehungsweise aufgesteckt. Zweckmäßigerweise weisen dazu das freie Ende 4 sowie das Steckerteil 8 entsprechende Konturen auf, die ein Ineinandergreifen der beiden Bauteile und damit ein insbesondere zentriertes Ausrichten der Bauteile zueinander ermöglichen. Anschließend wird der Deckel 5 auf die freie Stirnseite des Steckerteils 8 aufgesetzt, wobei auch hier entsprechende Konturen zur Ausrichtung und Zentrierung vorgesehen sein können. Zuletzt werden die Stahlklammern 11 durch Aufclipsen befestigt. Dazu weisen das Gehäuse 2 und der Deckel 5 entsprechende Aufnahmevertiefungen 14 beziehungsweise 15 auf, in welche die freien Endabschnitte 12 der Stahlfederklammern 11 mit den Rundungen 13, das Gehäuse 2 und den Deckel 5 hintergreifend, eingeclipst werden. Vorliegend werden die Aufnahmevertiefungen 14 des Gehäuses 2 durch am Gehäuse 2 angeordnete oder ausgebildete Radialvorsprünge gebildet. Die Größe der Stahlfederklammern 11, insbesondere die Längserstreckung ist dabei derart gewählt, dass im eingeclipsten Zustand die Stahlfederklammern 11 an ihren freien Endabschnitten 12 unter elastischer Verformung aufgeweitet sind, so dass sie eine Vorspannkraft auf Deckel 5 und Gehäuse 2 ausüben, durch welche der Deckel 5 und das Steckerteil 8 an dem Gehäuse 2 befestigt werden.
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Der fertige montierte Zustand wird in 1B gezeigt. Da der Deckel 5 und das Gehäuse 2 aus einem elektrisch leitfähigen Material, nämlich vorliegend aus Stahl gefertigt sind, und die Stahlfederklammern 11 ebenfalls elektrisch leitfähig sind, wird durch die Stahlfederklammern 11 auf einfache Art und Weise eine elektrisch leitfähige Verbindung von dem Deckel 5 zu dem Gehäuse 2 realisiert. Diese Verbindung bildet einen Masseanschluss für den Deckel 5, der über die Stehlfederklammern 11 auf einfache Art und Weise an dem Gehäuse 2 der elektrischen Maschine 1 geerdet wird.
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2A und 2B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der elektrischen Maschine 1, das sich in der Anbindung des Steckerteils 8 an das Gehäuse 2 zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel unterscheidet. Gleiche Elemente sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass insofern auf die oben stehende Beschreibung verwiesen wird. 2A zeigt hierbei die elektrische Maschine 1 in einer Teil-Explosionsdarstellung und 2B die elektrische Maschine 1 in fertig montierter Ausführung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Steckerteil 8 zusätzlich an dem Gehäuse 2 verschraubt, so dass das Gehäuse 2 und das Steckerteil 8 eine Vormontagebaugruppe 16 bilden. Das Gehäuse 2 weist an seinem freien Ende 4 einen entsprechenden Flanschabschnitt 17 auf, in welchem mehrere Durchgangsbohrungen vorgesehen sind. Das aus Kunststoff gefertigte Steckerteil 8 weist den Durchgangsbohrungen entsprechende Gewindebohrungen auf, in welche Schrauben zur Befestigung des Steckerteils 8 an dem Gehäuse 2 eingeschraubt werden können. Alternativ sind die Gewindebohrungen des Steckerteils 8 zunächst als einfache Bohrungen ausgebildet, in welche selbstschneidende Schrauben eingedreht werden. Auf die Vormontagebaugruppe 16 wird anschließend der Deckel 6 montiert und mittels der Stahlfederklammern 11 wie zuvor beschrieben befestigt.
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Die Montage der elektrischen Maschine 1 mittels der Stahlfederklammern 11 führt zu einer im Wesentlichen bauraumneutralen Verbindung der einzelnen Bestandteile beziehungsweise Gehäuseteile der elektrischen Maschine 1. Durch die zuvor beschriebene Ausführungsform des Steckerteils 8, bildet dieses außerdem einen Gehäuseabschnitt des Maschinengehäuses, das dann insgesamt durch das Gehäuse 2, das Steckerteil 8 und den Deckel 5 gebildet wird. Zudem ist die vorteilhafte Verbindung mittels der Stahlfederklammern 11 unempfindlich gegenüber Relaxion aufgrund unterschiedlicher Materialien und Temperatureinflüsse. Durch die direkte Kontaktierung des Deckels 5 und des Gehäuses 2 mittels der Stahlfederklammern 11 wird die Massekontaktierung auf einfache Art und Weise realisiert. Die Stahlfederklammern 11 ermöglichen eine einfache, sichere und formschlüssige Montage der einzelnen Bauteile der elektrischen Maschine 1. Darüber hinaus bieten sie eine kostengünstige Alternative zu den sonst üblichen Schraubverbindungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006019832 U1 [0003]
