DE102015122631A1

DE102015122631A1 - Electric machine and method for manufacturing an electric machine

Info

Publication number: DE102015122631A1
Application number: DE102015122631.6A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Glatz; Peter Borsai; Martin Winkler
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2015-12-22
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine elektrische Maschine umfassend: ein Trägerbauteil mit einem Flanschkragen, und eine Statoranordnung mit einem Statorkörper, einer Statorwicklung und einer Isolatoreinrichtung zwischen Statorkörper und Statorwicklung, wobei die Statoranordnung auf den Flanschkragen aufgebracht und durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Flanschkragen und der Isolatoreinrichtung fixiert ist.The present invention describes an electrical machine comprising: a support member having a flange collar, and a stator assembly having a stator body, a stator winding and an insulator means between the stator body and the stator winding, the stator assembly being applied to the flange collar and by a material bond between the flange collar and the insulator means is fixed.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, die ein Trägerbauteil mit einem Flanschkragen und eine Statoranordnung umfasst, wobei die Statoranordnung auf den Flanschkragen aufgebracht und dort fixiert ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zu ihrer Herstellung.The invention relates to an electrical machine comprising a support member with a flange collar and a stator assembly, wherein the stator assembly is applied to the flange collar and fixed there. The invention also relates to a process for their preparation.

Eine derartige elektrische Maschine ist beispielsweise aus der DE 10 2009 023 080 A1 bekannt. Das Trägerbauteil (auch als Motorträger bezeichnet) der elektrischen Maschine umfasst eine Grundplatte mit einem Flanschkragen, auf den der Stator aufgeschoben wird. Solche Trägerbauteile wurden in der Vergangenheit häufig aus Metall hergestellt, wobei der Metallflansch mit dem Stator verklebt wurde. Zur Reduzierung von Kosten und Gewicht der Maschine werden zunehmend Träger aus Kunststoff hergestellt. Die Verklebung des Stators mit einem Kunststoffflansch hat jedoch verschiedene Nachteile.Such an electric machine is for example from the DE 10 2009 023 080 A1 known. The support member (also referred to as a motor carrier) of the electric machine comprises a base plate with a flange collar, on which the stator is pushed. Such support components have often been made of metal in the past, with the metal flange bonded to the stator. To reduce the cost and weight of the machine increasingly plastic carriers are produced. However, the bonding of the stator to a plastic flange has several disadvantages.

Zum Beispiel besteht bei einer Verklebung die Gefahr, dass Klebstoff aus der Klebefuge dringt und dadurch die elektrische Maschine verunreinigt. Auch erfordert das Verkleben zusätzliche Arbeitsschritte, in denen der Klebstoff aufgetragen und ausgehärtet wird. Weiterhin besteht bei der Verbindung von Kunststoff und Metall das Problem, dass diese Materialien stark unterschiedliche Temperaturkoeffizienten haben, so dass eine Klebverbindung nicht bei allen Temperaturen zuverlässig ist. Zum Beispiel im Automobil-Bereich müssen Elektromotoren in einigen Anwendungen innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen etwa –40°C und 60°C oder 80°C oder stellenweise sogar über 125°C einsatzbereit sein. Über einem Temperaturbereich von 100°C bis 160°C kann sich Kunststoffmaterial jedoch um bis zu 10% bis 15% verformen. Es ist daher schwierig, einen Stator aus Metall und einen Flansch oder eine Trägerplatte aus Kunststoff dauerhaft und spielfrei miteinander zu verbinden.For example, in the case of bonding, there is the risk that adhesive will penetrate the adhesive joint and thereby contaminate the electrical machine. The bonding also requires additional steps in which the adhesive is applied and cured. Furthermore, there is the problem in the connection of plastic and metal that these materials have very different temperature coefficients, so that an adhesive bond is not reliable at all temperatures. For example, in the automotive field, electric motors in some applications must be operational within a temperature range of between about -40 ° C and 60 ° C or 80 ° C, or sometimes even over 125 ° C. Over a temperature range of 100 ° C to 160 ° C, however, plastic material can deform by up to 10% to 15%. It is therefore difficult to connect a stator made of metal and a flange or a support plate made of plastic permanently and without play.

Die DE 10 2009 023 080 schlägt daher eine elektrische Maschine vor, die eine spielfreie Verbindung zwischen dem Stator und dem Kunststoffflansch dadurch erreicht, dass der Flanschkragen einen Materialüberschuss aufweist, der das Aufschieben des Stators über den Flanschkragen erlaubt, wobei eine Hülse in den Flanschkragen eingefügt wird, welche den Materialüberschuss gegen die Innenseite des Stators drückt. Der Materialüberschuss kann in Form eines Vorsprungs oder Rasthakens auf der Außenseite des Flanschkragens ausgebildet sein.The DE 10 2009 023 080 proposes therefore an electric machine that achieves a play-free connection between the stator and the plastic flange in that the flange collar has an excess of material, which allows the sliding of the stator on the flange collar, wherein a sleeve is inserted into the flange collar, which the excess material against pushes the inside of the stator. The excess material may be formed in the form of a projection or latching hook on the outside of the flange collar.

Die Verbindung der DE 2009 023 080 A1 beruht darauf, dass eine Hülse in den Flanschkragen eingepresst wird, wobei diese Hülse durch den Außenring eines eingepressten Kugellagers oder die Hülse eines fluiddynamischen Lagers bereitgestellt werden kann. Dies wiederum birgt die Gefahr, dass durch die Verbindung zwischen dem Flanschkragen des Trägerbauteils und dem Stator unerwünschte Kräfte auf das Lager wirken.The connection of DE 2009 023 080 A1 Based on the fact that a sleeve is pressed into the flange collar, said sleeve can be provided by the outer ring of a pressed-ball bearing or the sleeve of a fluid dynamic bearing. This, in turn, entails the risk that unwanted forces act on the bearing due to the connection between the flange collar of the carrier component and the stator.

Die metallischen Bauteile der elektrischen Maschine müssen geerdet werden. Hierzu wird in der Regel ein Leiter zwischen dem Statorkern und einer Leiterplatte angeschlossen. Die Leiterplatte ist üblicherweise innerhalb des Motorgehäuses vorgesehen und trägt beispielsweise Sensoren und Teile einer Ansteuerelektronik.The metallic components of the electrical machine must be earthed. For this purpose, a conductor is usually connected between the stator core and a printed circuit board. The circuit board is usually provided within the motor housing and carries, for example, sensors and parts of a control electronics.

Die DE 10 2011 119 789 A1 beschreibt einen Stator für eine permanentmagnetische dielektrische Maschine mit einem Statorkern aus einzelnen Statorblechen und mit Statorwicklungen auf dem Statorkern. Der Stator weist eine Ausnehmung auf, die über seine gesamte axiale Länge geht, und ein elektrischer Leiter ist in die Ausnehmung eingepresst und mit einem Erdungskontakt elektrisch leitend verbunden.The DE 10 2011 119 789 A1 describes a stator for a permanent magnetic dielectric machine with a stator core of individual stator laminations and with stator windings on the stator core. The stator has a recess which extends over its entire axial length, and an electrical conductor is pressed into the recess and electrically connected to a grounding contact.

Die DE 10 2009 049 737 A1 beschreibt eine andere Statoranordnung, mit einem Statorkern, Statorwicklung und einer Nutisolation, wobei ein Kontaktstift in die Nutisolation eingebettet ist und den Statorkern mit einer Leiterplatte elektrisch verbindet.The DE 10 2009 049 737 A1 describes another stator assembly including a stator core, stator winding, and a slot insulation, wherein a contact pin is embedded in the slot insulation and electrically connects the stator core to a circuit board.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Maschine und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, die eine feste und dauerhafte Verbindung zwischen einem Stator und einem Motorträger erreicht und dabei einfach aufgebaut ist. Die elektrische Maschine soll eine einfache und sichere Erdungsverbindung zwischen der Statoreinheit und der Leiterplatte aufweisen.The invention has for its object to provide an electrical machine and a method for their preparation, which achieves a solid and permanent connection between a stator and a motor carrier and is simple in construction. The electric machine should have a simple and secure ground connection between the stator unit and the circuit board.

Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 oder 12 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Patentanspruch 16 oder 24 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by an electric machine having the features of claim 1 or 12 and by a method having the features of claim 16 or 24. Embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Die Erfindung sieht in einem Aspekt eine elektrische Maschine vor, mit einem Trägerbauteil, das einen Flanschkragen aufweist und mit einer Statoranordnung, die einen Statorkörper, eine Statorwicklung und eine Isolatoreinrichtung zwischen Statorkörper und Statorwicklung aufweist. Die Statoranordnung ist auf den Flanschkragen aufgebracht und durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Flanschkragen und der Isolatoreinrichtung fixiert. In der bevorzugten Ausführung bestehen der Flanschkragen und die Isolatoreinrichtung aus Kunststoff und sind miteinander verschweißt. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Schweißverbindung mittels Laserschweißen oder Ultraschallschweißen hergestellt wird. In anderen Ausführungen bestehen der Flanschkragen und die Isolatoreinrichtung wiederum aus Kunststoff, wobei eine stoffschlüssige Verbindung zwischen diesen Teilen mittels Heißverstemmen hergestellt werden kann. Die Isolatoreinrichtung umfasst insbesondere eine Nutisolation.In one aspect, the invention provides an electric machine having a support member having a flange collar and a stator assembly having a stator body, a stator winding and an insulator means between the stator body and the stator winding. The stator assembly is mounted on the flange collar and fixed by a material connection between the flange collar and the insulator device. In the preferred embodiment, the flange collar and the insulator device are made of plastic and are welded together. In particular, it may be advantageous if the welded connection is produced by means of laser welding or ultrasonic welding. In other versions, the Flange collar and the insulator device again made of plastic, with a cohesive connection between these parts can be made by means of hot caulking. The insulator device in particular comprises a slot insulation.

Die Erfindung nutzt die ohnehin vorhandene Statorisolation für die Verbindung zwischen Stator und Trägerbauteil, wobei beide aus Kunststoff bestehen, beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff. Stator und Trägerbauteil können insbesondere auch aus dem gleichen oder in seinen Grundbestandteilen gleichen Kunststoff bestehen und so problemlos miteinander verschweißt werden können. „In ihren Grundbestandteilen gleiche” Kunststoffe sind solche, die zu mindestens 50% aus denselben Grundsubstanzen bestehen, wie Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamid (PA), Polyethylenteraphthalat (PET), Acrylnitryl-Butadien-Styrol (ABS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), oder Mischungen hiervon. Es kann dabei vorteilhaft sein, glasfaserverstäkte Kunststoffe zu verwenden. Beispielsweise kann ein Kunststoff mit einem Glasfaseranteil im Bereich von 10% bis 50%, insbesondere im Bereich von 15% bis 35% verwendet werden.The invention uses the already existing stator insulation for the connection between the stator and the carrier component, wherein both consist of plastic, for example of a thermoplastic material. Stator and support member may in particular also consist of the same or in its basic components the same plastic and can be welded together so easily. "Plastics which are the same in their basic constituents" are plastics which consist of at least 50% of the same basic substances as polybutylene terephthalate (PBT), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polymethylmethacrylate (PMMA), Polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polycarbonate (PC), or mixtures thereof. It may be advantageous to use Glasfaserverstäkte plastics. For example, a plastic with a glass fiber content in the range of 10% to 50%, in particular in the range of 15% to 35% can be used.

Durch das Verschweißen oder Heißverstemmen der Isolatoreinrichtung mit dem Flanschkragen wird eine auf Dauer feste Verbindung des bewegten Stators mit dem Trägerbauteil, z. B. einem Motorträger aus Kunststoff, geschaffen, die sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen, z. B. in der Größenordnung von über 125°C bis unter –30°C, beeinträchtigungsfrei stabil bleibt. Da sich das Trägerbauteil und der Flanschkragen bei schwankenden Temperaturen ähnlich verhalten, bleibt die Verbindung über diesen sehr großen Temperaturbereich stabil.By welding or Heißverstemmen the insulator device with the flange collar is permanently fixed connection of the moving stator with the support member, for. As a motor carrier made of plastic, created both at high and at low temperatures, eg. B. on the order of more than 125 ° C to below -30 ° C, remains stable without impairment. Since the carrier component and the flange collar behave similarly at fluctuating temperatures, the connection remains stable over this very wide temperature range.

In einer Ausgestaltung kann die Isolatoreinrichtung an einem ersten Stirnende der Statoranordnung einen in radialer Richtung vorspringenden ersten Flansch aufweisen, und dieser erste Flansch wird mit einem Stirnende des Flanschkragens stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder heißverstemmt. In einer besonders vorteilhaften Variante dieser Ausgestaltung ist der erste Flansch in mehrere um den Umfang der Isolatoreinrichtung verteilte Flanschabschnitte aufgeteilt, die an der Nutisolation angeformt sind. In dieser Ausgestaltung können die Flanschabschnitte vor ihrer Verbindung mit der Nutisolation federelastisch ausgebildet sein, so dass diese flexiblen Flanschabschnitte sich bei Anlage an das Stirnende des Flanschkragens leicht verformen und anschmiegen können, bis die Flanschabschnitte mit der Nutisolation verschweißt sind. Nach Abschluss des Schweißprozesses, beziehungsweise Verstemmprozesses, bilden die Flanschabschnitte mit dem Stirnende der Isolatoreinrichtung eine feste und starre Verbindung. Auch ist es möglich, an den Flanschabschnitten und/oder am Stirnende des Flanschkragens eine Schweißzugabe vorzusehen, so dass die Flanschabschnitte beim Aufbringen des Stators auf den Flanschkragen leicht ausgelenkt werden, wobei die Schweißzugabe durch den Schweißvorgang oder Verstemmvorgang verbraucht wird und die Flanschabschnitte dadurch wieder in ihre ursprüngliche Position und Form gebracht werden.In one embodiment, the insulator device may have a radially projecting first flange at a first front end of the stator assembly, and this first flange is integrally connected to a front end of the flange collar, in particular welded or heat staked. In a particularly advantageous variant of this embodiment, the first flange is divided into a plurality of flange sections distributed around the circumference of the isolator device, which are integrally formed on the slot insulation. In this embodiment, the flange portions may be formed resiliently before their connection with the slot insulation, so that these flexible flange sections can easily deform when folded against the front end of the Flanschkragens and nestle until the flange are welded to the slot insulation. After completion of the welding process, or Verstemmprozesses, form the flange with the front end of the insulator a firm and rigid connection. It is also possible to provide a welding allowance at the flange sections and / or at the front end of the flange collar, so that the flange sections are easily deflected when the stator is applied to the flange collar, whereby the welding allowance is consumed by the welding process or caulking process and the flange sections are thereby returned to their original position and shape are brought.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Isolatoreinrichtung an ihrem zweiten Stirnende, das dem ersten Stirnende gegenüberliegt, einen zweiten Flansch auf, der in eine Aufnahme in dem Trägerbauteil eingepresst werden kann. Dadurch wird eine zusätzliche Sicherung der gesamten Statoranordnung an dem Flanschkragen bewirkt, so dass die Statoranordnung mit dem Trägerbauteil sicher und dauerhaft, formschlüssig und stoffschlüssig verbunden ist. Die Aufnahme kann z. B. durch mehrere an dem Flanschkragen ausgebildete Taschen bereitgestellt werden.In a further advantageous embodiment, the insulator device has at its second front end, which is opposite to the first end face, a second flange, which can be pressed into a receptacle in the support member. As a result, additional securing of the entire stator arrangement on the flange collar is effected so that the stator arrangement is securely and permanently, positively and materially connected to the carrier component. The recording can z. B. be provided by a plurality of pockets formed on the flange collar.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist es möglich, an dem Flanschkragen zusätzlich Rasthaken vorzusehen, die beim Aufbringen der Statoranordnung gegen die Statoranordnung drücken, um diese während der Montage zu stabilisieren und in Position zu halten. Während diese Rasthaken eine weitere kraftschlüssige Verbindung bereitstellen können, ist ihre Funktion für die dauerhafte feste Verbindung zwischen Statoranordnung und Trägerbauteil, nach dem Verschweißen oder Verstemmen, nicht zwingend notwendig. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist an einem Innenumfang des Flanschkragens ein Lager zum Lager einer Rotoranordnung angeordnet. Dabei ist das Lager derart am Flanschkragen angeordnet, dass beim Aufbringen des Lagers die Rasthaken radial fixiert bleiben und nicht radial nach innen gedrückt werden können. Somit ist bei der Montage sichergestellt, dass die Rasthaken eine in erster Linie formschlüssige und optional auch eine kraftschlüssige Verbindung mit der Statoranordnung eingehen können. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Rasthaken auf einem Statorkern der Statoranordnung aufliegen. Der Statorkern kann beispielsweise aus laminierten Statorblechpaketen bestehen. Als Lager kann insbesondere mindestens ein Kugellager, Wälzlager oder Gleitlager vorgesehen sein. Dabei können auch mehrere Lager, beispielsweise zwei Kugellager, zur Lagerung der Rotoranordnung an dem Innenumfang des Flanschkragens angeordnet sein.In a further advantageous embodiment, it is possible to additionally provide latching hooks on the flange collar, which press against the stator arrangement during application of the stator arrangement, in order to stabilize them during assembly and to hold them in position. While these locking hooks can provide a further frictional connection, their function for the permanent fixed connection between the stator assembly and support member, after welding or caulking, is not mandatory. In a particularly preferred embodiment, a bearing for bearing a rotor assembly is arranged on an inner circumference of the flange collar. In this case, the bearing is arranged on the flange collar so that the latching hooks remain radially fixed during application of the bearing and can not be pressed radially inward. Thus, it is ensured during assembly that the latching hooks can enter into a form-locking and optionally also a frictional connection with the stator arrangement in the first place. In particular, it can be provided that the latching hooks rest on a stator core of the stator arrangement. The stator core can consist of laminated laminated stator laminates, for example. As a bearing, in particular at least one ball bearing, rolling bearing or sliding bearing can be provided. In this case, a plurality of bearings, for example two ball bearings, may be arranged on the inner circumference of the flange collar for mounting the rotor arrangement.

Die elektrische Maschine gemäß den obigen und weiteren Ausgestaltungen kann ferner eine Leiterplatte aufweisen, die auf den Flanschkragen aufgebracht ist. Diese Leiterplatte wird mit dem Statorkörper über einen Erdungsstift gekoppelt, der in das Trägerbauteil eingesetzt wird und die Leiterplatte kontaktiert. Der Erdungsstift kann z. B. durch die Leiterplatte geführt sein.The electric machine according to the above and other embodiments may further include a printed circuit board mounted on the flange collar. This circuit board is coupled to the stator body via a ground pin which is inserted into the support member and the Printed circuit board contacted. The ground pin can z. B. be guided by the circuit board.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine vorgesehen, die ein Trägerbauteil mit einem Flanschkragen und eine Statoranordnung, die auf den Flanschkragen aufgebracht ist, aufweist. Bevor die Statoranordnung auf den Flanschkragen aufgebracht wird, wird ein Erdungsstift in das Trägerbauteil eingesetzt. Anschließend wird eine Leiterplatte auf den Flanschkragen aufgeschoben, so dass er die Leiterplatte kontaktiert. Der Erdungsstift kann z. B. in axialer Richtung durch die Leiterplatte geführt werden. Erst dann wird die Statoranordnung auf den Flanschkragen aufgebracht, wobei der Erdungsstift zwischen der Statoranordnung und dem Flanschkragen zu liegen kommt und eine Verbindung zwischen der Statoranordnung und der Leiterplatte bereitstellt. Dadurch wird eine einfache und sichere Verbindung zwischen der Statoreinheit und der Leiterplatte der elektrischen Maschine hergestellt, die als Steckkontakt realisiert sein kann. Der Erdungsstift muss lediglich in das Trägerbauteil eingelegt werden, und anschließend wird die Leiterplatte über den Flanschkragen aufgebracht und auf den Erdungsstift gedrückt. Dieser kann einen Presskontakt zu der Leiterplatte herstellen. Wenn dann der Stator auf den Flanschkragen aufgebracht wird, gleitet er über den Erdungsstift, der mit einer vorgegebenen Kraft, z. B. durch ein Federelement des Erdungsstiftes, gegen den Stator drückt und den gewünschten Kontakt herstellen kann.According to a further aspect of the invention, an electrical machine is provided, which has a support member with a flange collar and a stator assembly which is applied to the flange collar. Before the stator assembly is applied to the flange collar, a ground pin is inserted into the support member. Subsequently, a circuit board is pushed onto the flange collar, so that it contacts the circuit board. The ground pin can z. B. are guided in the axial direction through the circuit board. Only then is the stator assembly applied to the flange collar, with the grounding pin between the stator assembly and the flange collar coming to rest and providing a connection between the stator assembly and the circuit board. As a result, a simple and secure connection between the stator and the circuit board of the electrical machine is made, which can be realized as a plug contact. The grounding pin only needs to be inserted into the support member, and then the circuit board is applied over the flange collar and pressed onto the grounding pin. This can make a press contact to the circuit board. Then, when the stator is applied to the flange collar, it slides over the ground pin, which is fixed with a predetermined force, e.g. B. by a spring element of the ground pin, presses against the stator and can make the desired contact.

In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung wird die erfindungsgemäße elektrische Maschine zum Antrieb mindestens eines Lüfterrads verwendet, beispielsweise in einem Lüfter zum Kühlen einer Leuchtdioden-Anordnung. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf eine Anwendung zum Antrieb von Lüfterrädern beschränkt, sondern kann in einer Vielzahl von elektrischen Maschinen, insbesondere in unterschiedlichsten Elektromotoren und Generatoren verwendet werden.In preferred embodiments of the invention, the electric machine according to the invention is used to drive at least one fan wheel, for example in a fan for cooling a light-emitting diode arrangement. However, the invention is by no means limited to an application for driving fan wheels, but can be used in a variety of electrical machines, in particular in a wide variety of electric motors and generators.

Gemäß einem Aspekt umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine gemäß der Erfindung das Bereitstellen eines Trägerbauteils, das einen Flanschkragen aufweist und das Aufschieben einer Statoranordnung auf den Flanschkragen. Die Statoranordnung weist einen Statorkörper, eine Statorwicklung und eine Isolatoreinrichtung zwischen Statorkörper und Statorwicklung auf. Die Statoranordnung wird mit dem Flanschkragen durch eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Flanschkragen und der Isolatoreinrichtung, insbesondere durch Kunststoff-Schweißen verbunden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Energie zum Verschweißen der beiden Teile in Richtung zur Rotationsachse der elektrischen Maschine bewirkt wird. In anderen Worten werden der Stator und des Trägerbauteil durch Aufbringen von Energie in der Richtung ihrer Montage zusammengefügt. Diese Art der Verbindung erzeugt keine Verwerfungen in der gefügten Anordnung, und es werden keine Kräfte oder Spannungen quer zur Rotationsachse der Maschine aufgebracht. Ferner werden keine Spannungen auf ein in dem Flanschbauteil aufzunehmendes Kugellager aufgebracht. Gegebenenfalls kann vor dem Verschweißen ein Dummy, beispielsweise in Form eines Dorns, in den Flanschkragen eingebracht werden, um die Anordnung für den Schweißprozess zu stabilisieren. Dieser wird nach der Herstellung der Verbindung wieder entfernt.According to one aspect, a method of manufacturing an electric machine according to the invention comprises providing a support member having a flange collar and sliding a stator assembly onto the flange collar. The stator arrangement has a stator body, a stator winding and an isolator device between the stator body and the stator winding. The stator assembly is connected to the flange collar by a material connection between the flange collar and the insulator device, in particular by plastic welding. It is particularly advantageous if the energy for welding the two parts is effected in the direction of the axis of rotation of the electric machine. In other words, the stator and the support member are joined together by applying energy in the direction of their mounting. This type of connection does not create distortions in the joined assembly, and no forces or stresses are applied across the axis of rotation of the machine. Furthermore, no stresses are applied to a ball bearing to be received in the flange component. Optionally, a dummy, for example in the form of a mandrel, may be introduced into the flange collar prior to welding in order to stabilize the assembly for the welding process. This is removed after the connection has been established.

Wie erläutert können an dem Flanschkragen Rasthaken ausgebildet sein, die die Statoranordnung beim Aufbringen und während des Verschweißens fixieren. Für die endgültige Verbindung zwischen Stator und Trägerplatte sind sie nicht notwendig.As explained, latching hooks can be formed on the flange collar, which fix the stator arrangement during application and during welding. For the final connection between stator and carrier plate they are not necessary.

Vor dem Aufbringen der Statoranordnung auf den Flanschkragen kann ein Erdungsstift in das Trägerbauteil eingesetzt werden und eine Leiterplatte kann auf den Flanschkragen aufgeschoben werden, so dass der Erdungsstift die Leiterplatte kontaktiert. Wenn anschließend die Statoranordnung auf den Flanschkragen aufgeschoben wird, gleitet sie über den Erdungsstift, so dass eine Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Statorkörper hergestellt wird. Zwischen dem Statorkörper und dem Erdungsstift und/oder zwischen der Leiterplatte und dem Erdungsstift kann ein Presskontakt und/oder ein Federkontakt bestehen. Der Erdungsstift kann aus einem Blechstück gestanzt sein. Ebenso sind Stanz-Prägeteile oder auf andere Art und Weise gefertigte Varianten möglich. In manchen Ausführungen ist der Erdungsstift aus einem Federstahl gefertigt.Prior to applying the stator assembly to the flange collar, a ground pin may be inserted into the support member and a circuit board may be slid onto the flange collar so that the ground pin contacts the circuit board. Then, when the stator assembly is slid onto the flange collar, it slides over the ground pin to form a connection between the circuit board and the stator body. There may be a press contact and / or a spring contact between the stator body and the ground pin and / or between the circuit board and the ground pin. The grounding pin can be stamped from a piece of sheet metal. Likewise, punched or stamped parts or variants made in other ways are possible. In some designs, the ground pin is made of spring steel.

Die Erfindung schafft eine spielfreie, dauerhafte, formhaltige und günstige Lösung zur Verbindung einer Kunststoff-Grundplatte eines Elektromotors mit der Statoranordnung. Da die Verbindungsenergie in derselben Richtung eingeleitet wird wie die Richtung der Montage der einzelnen Bauteilen, nämlich parallel zur Rotationsachse des Motors, erzeugt die Verbindung keine Verwerfungen oder Spannungen quer zur Rotationsachse und insbesondere keine Spannungen, die auf das Kugellager wirken könnten.The invention provides a backlash-free, durable, shape-retaining and inexpensive solution for connecting a plastic base plate of an electric motor to the stator assembly. Since the connection energy is introduced in the same direction as the direction of assembly of the individual components, namely parallel to the axis of rotation of the motor, the compound generates no distortions or stresses transverse to the axis of rotation and in particular no stresses that could act on the ball bearing.

Die Verwendung des Erdungsstiftes, der in das Trägerbauteil eingesetzt wird, folgt demselben Prinzip wie die Verbindung von Stator und Trägerbauteil: Die Verbindung von Leiterplatte und Statoranordnung über den Erdungsstift erfolgt einfach durch axiales Aufschieben, zunächst der Leiterplatte auf den Erdungsstift und dann der Statoranordnung auf den Flanschkragen.The use of the grounding pin, which is inserted into the support member follows the same principle as the connection of stator and support member: The connection of the circuit board and stator assembly on the ground pin is done simply by axial sliding, first the circuit board to the ground pin and then the stator assembly on the flange collar.

Die Erfindung ist im Folgenden anhand verschiedener Ausgestaltungen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to various embodiments with reference to the figures.

1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Trägerbauteils mit einem Flanschkragen für eine elektrische Maschine gemäß einem Beispiel; 1 shows an isometric view of a support member with a flange collar for an electric machine according to an example;

2 zeigt eine vergrößerte Ausschnittdarstellung der 1; 2 shows an enlarged sectional view of the 1 ;

3 zeigt eine geschnittene isometrische Darstellung eines Trägerbauteils der 1 während der Montage weiterer Komponenten der elektrischen Maschine gemäß einem Beispiel; 3 shows a sectioned isometric view of a support member of 1 during assembly of other components of the electric machine according to one example;

4 zeigt eine ähnliche Darstellung wie 3, wobei eine Statoranordnung auf den Flanschkragen aufgeschoben ist; 4 shows a similar representation as 3 wherein a stator assembly is slid onto the flange collar;

5 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnitts Y aus 4; 5 shows an enlarged detail view of the detail Y from 4 ;

6 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Ausschnitts Z aus 4; 6 shows an enlarged detail view of the detail Z from 4 ;

7 zeigt eine isometrische Darstellung eines Trägerbauteils mit Flanschkragen einer elektrischen Maschine gemäß einem weiteren Beispiel; 7 shows an isometric view of a support member with flange collar of an electric machine according to another example;

8 zeigt eine ähnliche Ansicht wie 7, wobei ein Erdungsstift in das Trägerbauteil eingesetzt ist; 8th shows a similar view as 7 wherein a grounding pin is inserted in the support member;

9 zeigt eine isometrische Darstellung einer elektrischen Maschine gemäß einem Beispiel, wobei ein Lüfterrad auf eine Antriebswelle der elektrischen Maschine aufgesetzt ist, gemäß einem Beispiel; 9 FIG. 10 is an isometric view of an electric machine according to an example wherein a fan wheel is mounted on a drive shaft of the electric machine according to an example; FIG.

10 zeigt eine isometrische Darstellung eines Radiallüfters, der eine elektrische Maschine gemäß einem Beispiel verwendet. 10 shows an isometric view of a radial fan, which uses an electric machine according to an example.

11 zeigt eine Schnittansicht eines Radiallüfters, der eine elektrische Maschine gemäß einem Beispiel verwendet. 11 shows a sectional view of a radial fan, which uses an electric machine according to an example.

1 zeigt ein Trägerbauteil 10 einer elektrischen Maschine in Form einer Grundplatte, wobei in der folgenden Beschreibung auf das Trägerbauteil der Einfachheit halber als Grundplatte 10 Bezug genommen wird. An die Grundplatte 10 ist ein Flanschkragen 12 angeformt, der der Aufnahme einer Statoranordnung dient. Die Grundplatte 10 umfasst in dem gezeigten Beispiel ferner eine Ausnehmung 14 zur Aufnahme einer Leiterplatte, die innerhalb des Motorgehäuses vorgesehen sein und beispielsweise Sensoren und Teile der Ansteuerelektronik tragen kann. In dem gezeigten Beispiel weist die Grundplatte 10 Bohrungen 16 zum Befestigen eines Gehäuses auf. In dem konkreten gezeigten Beispiel dient die elektrische Maschine zum Antreiben eines Radiallüfters, und die Grundplatte 10 nimmt das Gehäuse des Radiallüfters auf und ist entsprechend geformt. 1 shows a carrier component 10 an electric machine in the form of a base plate, wherein in the following description on the support member for simplicity as a base plate 10 Reference is made. To the base plate 10 is a flange collar 12 molded, which serves to receive a stator assembly. The base plate 10 further comprises a recess in the example shown 14 for receiving a printed circuit board, which may be provided within the motor housing and may carry, for example, sensors and parts of the control electronics. In the example shown, the base plate 10 drilling 16 for securing a housing. In the concrete example shown, the electric machine serves to drive a radial fan, and the base plate 10 takes the housing of the radial fan and is shaped accordingly.

Grundsätzlich ist die hier offenbarte elektrische Maschine auf keine bestimmte Anwendung beschränkt. Sie kann beispielsweise im Automobilbereich als Stelleinrichtung für Lüfter, Klappen, Lichter, Pumpen und andere bewegliche Fahrzeugkomponenten eingesetzt werden. Sie kann auch als Lüftermotor in einem Computer oder einem anderen Gerät dienen.Basically, the electric machine disclosed herein is not limited to any particular application. For example, it can be used in the automotive sector as a setting device for fans, flaps, lights, pumps and other movable vehicle components. It can also serve as a fan motor in a computer or other device.

Die Grundplatte 10 und der Flanschkragen 12 sind in ihren Abmessungen an die elektrische Maschine und ihre Anwendung angepasst. Die elektrische Maschine kann beispielsweise einen Außendurchmesser von 30 bis 80 mm bei einem Rotordurchmesser von 10 bis 50 mm haben, wobei die Erfindung auf keine bestimmten Abmessungen beschränkt ist.The base plate 10 and the flange collar 12 are adapted in their dimensions to the electrical machine and its application. For example, the electric machine may have an outer diameter of 30 to 80 mm with a rotor diameter of 10 to 50 mm, and the invention is not limited to any particular dimensions.

Die Grundplatte 10 und der daran angeformte Flansch 12 können aus Kunststoff bestehen und werden beispielsweise durch Spritzgießen aus Polyamid (PA) oder Polybutylenterephthalat (PBT) hergestellt, wobei der Kunststoff einen Glasfaseranteil aufweisen kann. Der Glasfaseranteil liegt beispielsweise im Bereich von 10% bis 50%, wobei ein Glasfaseranteil im Bereich von 15% bis 35% vorteilhaft sein kann, um ein festes und gleichzeitig gut formbares Material zu generieren.The base plate 10 and the flange formed thereon 12 can be made of plastic and are made for example by injection molding of polyamide (PA) or polybutylene terephthalate (PBT), wherein the plastic may have a glass fiber content. The glass fiber content, for example, in the range of 10% to 50%, with a glass fiber content in the range of 15% to 35% may be advantageous to generate a solid and at the same time well moldable material.

2 zeigt eine Detailansicht des Flanschkragens 12 der 1 zur Erläuterung weiterer Einzelheiten. Der Flanschkragen 12 ist grundsätzlich zylinderförmig, wobei sich der Zylinder nach oben (mit zunehmendem Abstand von der Grundplatte 10) kontinuierlich oder gestuft verjüngen kann. In dem gezeigten Beispiel weist der Flanschkragen 12 um seinen Umfang verteilt drei Rasthaken 18 oder Rastnasen auf, an denen jeweils ein Materialvorsprung 20 ausgebildet ist. Jeder der Rasthaken 18 ist in dem gezeigten Beispiel an den Flanschkragen 12 angeformt, wobei die Rasthaken 18 beim Spritzgießen des Flanschkragens 12 ausgeformt werden. Die Rasthaken 18 sind aufgrund der Materialeigenschaften des Flanschkragens 12 mit dem Rest des Flanschkragens 12 federnd verbunden. 2 shows a detailed view of the flange collar 12 of the 1 for further details. The flange collar 12 is basically cylindrical, with the cylinder facing upwards (with increasing distance from the base plate 10 ) can rejuvenate continuously or in a stepped manner. In the example shown, the flange collar 12 distributed around its circumference three locking hooks 18 or latching noses, on each of which a material projection 20 is trained. Each of the snap hooks 18 is in the example shown on the flange collar 12 molded, with the locking hooks 18 during injection molding of the flange collar 12 be formed. The locking hooks 18 are due to the material properties of the flange collar 12 with the rest of the flange collar 12 resiliently connected.

An der Innenseite des Flanschkragens 12 sind optional Verstärkungsrippen 22 ausgebildet. Dadurch können, insbesondere bei großen Wandstärken des Flanschkragens 12, Probleme bei Spritzgussprozessen minimiert werden, da Materialanhäufungen aufgrund großer Wandstärken minimiert werden.On the inside of the flange collar 12 are optional reinforcing ribs 22 educated. This can, especially for large wall thicknesses of the flange collar 12 , Problems in injection molding processes are minimized because material accumulations are minimized due to large wall thicknesses.

Im unteren Teil des Flanschkragens 12, angrenzend an die Grundplatte 10 sind in dem gezeigten Beispiel um den Umfang des Flanschkragens 12 verteilte Taschen 24 zur Aufnahme der Statoranordnung (in 2 nicht gezeigt) ausgebildet. An der Innenwand der Taschen 24, die dem Flanschkragen 12 zugewandt ist, sind Materialzugaben 26 in Form von Rippen oder Klemmnasen vorgesehen. In the lower part of the flange collar 12 , adjacent to the base plate 10 are in the example shown around the circumference of the flange collar 12 distributed bags 24 for receiving the stator assembly (in 2 not shown). On the inside wall of the bags 24 that the flange collar 12 facing, are material additions 26 provided in the form of ribs or clamping noses.

Mit Bezug auf die 3 bis 6 ist im Folgenden beschrieben, wie eine Statoranordnung auf der Grundplatte 10 und dem Flanschkragen 12 montiert wird, um eine elektrische Maschine gemäß einem Beispiel aufzubauen. Die Statoranordnung 30 ist in geschnittener isometrischer Darstellung in 3 dargestellt. Sie umfasst einen Statorkörper 32, der in dem gezeigten Beispiel als ein Blechpaket aufgebaut ist und eine Nutisolation 34 trägt. Die Nutisolation 34 ist ein Beispiel einer Isolatoreinrichtung gemäß der Erfindung. Sie dient der elektrischen Isolation zwischen dem Statorkörper 32 und einer Statorwicklung (in den Figuren nicht gezeigt), die auf den Statorkörper 32 aufgebracht wird.With reference to the 3 to 6 is described below as a stator assembly on the base plate 10 and the flange collar 12 is mounted to build an electric machine according to an example. The stator arrangement 30 is in a sectioned isometric view in 3 shown. It comprises a stator body 32 , which is constructed in the example shown as a laminated core and a slot insulation 34 wearing. The slot insulation 34 is an example of an isolator device according to the invention. It serves for electrical insulation between the stator body 32 and a stator winding (not shown in the figures) placed on the stator body 32 is applied.

In dem gezeigten Beispiel umfasst die Nutisolation 34 einen in radialer Richtung nach innen vorspringenden ersten Flansch 36 an einem Stirnende, das bei Montage der Statoranordnung 30 auf dem Flanschkragen 12 mit dem freien Stirnende des Flanschkragens in Kontakt kommt. An dem gegenüberliegenden Stirnende der Statoranordnung 30 befindet sich in dem gezeigten Beispiel ein zweiter Flansch 38, der bei Montage der Statoranordnung 30 auf dem Flanschkragen 12 mit den Taschen 24 in der Nähe der Grundplatte 10 in Eingriff gebracht wird, wie im Folgenden noch beschrieben ist.In the example shown, the slot insulation comprises 34 a radially inwardly projecting first flange 36 at a front end, when mounting the stator assembly 30 on the flange collar 12 comes into contact with the free end of the flange collar. At the opposite front end of the stator assembly 30 is located in the example shown, a second flange 38 when installing the stator assembly 30 on the flange collar 12 with the bags 24 near the base plate 10 is engaged, as described below.

In dem gezeigten Beispiel ist der erste Flansch 36 durch mehrere um den Umfang der Nutisolation 34 verteilte Flanschabschnitte 36a gebildet, die an die Nutisolation 34 angeformt sind. Die radial vorspringenden Flanschabschnitte 36 sind relativ zu der verbleibenden Nutisolation 34 federelastisch, sodass sie sich bei Anlage des Flansches 36 an das freie Stirnende des Flanschkragens 12 leicht verformen können, beispielsweise aufgrund der Materialzugabe für den Schweißprozess.In the example shown, the first flange 36 by several around the circumference of the slot insulation 34 distributed flange sections 36a formed at the groove insulation 34 are formed. The radially projecting flange sections 36 are relative to the remaining slot insulation 34 resilient, so that they attach to the flange 36 to the free front end of the flange collar 12 can easily deform, for example due to the addition of material for the welding process.

Vor dem Aufbringen der Statoranordnung 30 auf den Flanschkragen 12 wird in dem gezeigten Beispiel eine Leiterplatte 40 über den Flanschkragen 12 geschoben und in die Ausnehmung 14 eingesetzt. Diese Leiterplatte 40 kann zum Aufnehmen von Sensoren, beispielsweise Hall-Sensoren und Ansteuerelektronik dienen. Anschließend wird die Statoranordnung 30 über den Flanschkragen 12 auf die Grundplatte 10 aufgeschoben. Dabei werden die Rasthaken 18 leicht nach innen gedrückt.Before applying the stator assembly 30 on the flange collar 12 In the example shown, a printed circuit board 40 over the flange collar 12 pushed and into the recess 14 used. This circuit board 40 can be used to accommodate sensors, such as Hall sensors and control electronics. Subsequently, the stator assembly 30 over the flange collar 12 on the base plate 10 postponed. Here are the latching hooks 18 pressed in slightly.

Die 4 bis 6 zeigen den Aufbau der 3 nach dem vollständigen Aufschieben der Statoranordnung 30 auf den Flanschkragen 12 und die Grundplatte 10. Die in 4 gezeigten Komponenten entsprechen grundsätzlich denen der 3, sodass zur besseren Übersichtlichkeit nicht sämtliche Bezugszeichen übernommen wurden. Auf die obige Beschreibung wird Bezug genommen.The 4 to 6 show the structure of the 3 after the complete sliding of the stator assembly 30 on the flange collar 12 and the base plate 10 , In the 4 components shown basically correspond to those of 3 so that not all reference numbers have been taken over for clarity. Reference is made to the above description.

Wie in 4 dargestellt wird die Statoranordnung 30 auf den Flanschkragen 12 derart aufgeschoben, dass der erste Flansch 36 auf dem oberen freien Stirnende des Flanschkragens zu liegen kommt und der zweite Flansch 38 in die Taschen 24 eingreift.As in 4 the stator arrangement is shown 30 on the flange collar 12 pushed so that the first flange 36 on the upper free end face of the flange collar comes to lie and the second flange 38 in the pockets 24 intervenes.

Die Verbindung zwischen dem zweiten Flansch 38 der Nutisolation 34 und einer der Taschen 24 an dem Flanschkragen 12 ist in 5 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Dort ist auch zu erkennen, dass der zweite Flansch 38 beim Einfügen in die Tasche 24 gegen die rippenförmige Materialzugabe 26 drückt und diese sogar teilweise verdrängen kann. Dadurch wird eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten (unteren) Flansch 38 der Nutisolation 30 und den an dem Flanschkragen 12 angeformten Taschen 24 hergestellt. In dem gezeigten Beispiel werden die Taschen 24 durch L-förmige Vorsprünge gebildet. Während es möglich ist, eine einzige umlaufende Tasche vorzusehen, haben die mehreren einzelnen, um den Umfang des Flanschkragens 12 verteilten Taschen/L-förmigen Vorsprünge den Vorteil, dass sie durch eine gewisse federelastische Nachgiebigkeit das Einfügen des zweiten Flansches 38 erleichtern. Desweiteren haben die mehreren einzelnen, um den Umfang des Flanschkragens 12 verteilten Taschen/L-förmigen Vorsprünge den Vorteil, dass beim Einfügen des zweiten Flansches 38 relativ wenig Material plastisch verformt wird, so dass keine Probleme aufgrund der aus der Verformung resultierenden Materialverdrängung zu erwarten sind. Anstelle oder zusätzlich zu den Taschen 24 sind jedoch auch andere Optionen zum Befestigen des zweiten Flansches möglich. Insbesondere können verschiedene Varianten einer Presspassung realisiert werden. Beispielsweise kann in manchen Ausgestaltungen der Erfindung der Außendurchmesser des Flanschkragens 12 in der Nähe der Grundplatte geringfügig größer gewählt sein, als der Innendurchmesser des zweiten Flansches 38, so dass sich zwischen beiden Bauteilen eine Presspassung ausbildet.The connection between the second flange 38 the slot insulation 34 and one of the bags 24 on the flange collar 12 is in 5 shown in an enlarged view. There it can also be seen that the second flange 38 when inserting into the bag 24 against the rib-shaped material allowance 26 pushes and can even partially replace them. As a result, a positive and non-positive connection between the second (lower) flange 38 the slot insulation 30 and on the flange collar 12 molded pockets 24 produced. In the example shown, the bags 24 formed by L-shaped projections. While it is possible to provide a single circumferential pocket, the several individual have around the circumference of the flange collar 12 distributed pockets / L-shaped protrusions have the advantage that they insert the second flange by a certain resilience 38 facilitate. Furthermore, the several individual have around the circumference of the flange collar 12 distributed pockets / L-shaped protrusions have the advantage that when inserting the second flange 38 relatively little material is plastically deformed, so that no problems due to the deformation resulting from the deformation of the material are to be expected. Instead of or in addition to the bags 24 However, other options for attaching the second flange are possible. In particular, different variants of a press fit can be realized. For example, in some embodiments of the invention, the outer diameter of the flange collar 12 be chosen slightly larger than the inner diameter of the second flange in the vicinity of the base plate 38 , so that forms an interference fit between the two components.

6 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Verbindung zwischen dem ersten (oberen) Flansch 36 der Nutisolation und dem oberen Stirnende des Flanschkragens 18. Wenn die Statoranordnung 30 vollständig auf den Flanschkragen 12 aufgebracht ist, schnappen die Materialvorsprünge 20 der Rasthaken 18 über den oberen Rand des Blechpaketes des Statorkörpers 32 und fixieren so die Statoranordnung 30 auf dem Flanschkragen 12. Gleichzeitig kommen die Flanschabschnitte 36a des ersten Flansches 36 auf der oberen freien Stirnseite des Flanschkragens 12 zu liegen, wo eine Materialzugabe 42 ausgebildet sein kann. Diese Materialzugabe 42 drückt gegen die Flanschabschnitte 36a, wobei die Rasthaken 18 so bemessen sind, dass die Flanschabschnitte 36a leicht nach oben (in Richtung weg von der Grundplatte 10) ausgelenkt werden, wenn der Materialvorsprung 20 über dem Statorkörper 32 einrastet. 6 shows an enlarged view of the connection between the first (upper) flange 36 the slot insulation and the upper front end of the flange collar 18 , When the stator assembly 30 completely on the flange collar 12 is applied, snap the material protrusions 20 the locking hook 18 over the upper edge of the laminated core of the stator body 32 and fix so the stator assembly 30 on the flange collar 12 , At the same time come the flange sections 36a of the first flange 36 on the upper free end of the flange collar 12 to lie where a material allowance 42 can be trained. This material addition 42 presses against the flange sections 36a , where the locking hooks 18 are sized so that the flange sections 36a slightly upwards (towards the base plate 10 ) are deflected when the material projection 20 above the stator body 32 locks.

Eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Flanschkragen 12 und der Nutisolation 34 wird durch Verschweißen der beiden im Kontaktbereich hergestellt. Eine Kunststoffverschweißung kann beispielsweise durch Laserschweißen, Ultraschallschweißen, Wärme-Verstemmen oder eine andere geeignete Kunststoffschweißtechnik erfolgen, wobei dabei die Materialzugabe 42 „aufgebraucht” wird und die Flanschabschnitte 36a wieder in ihre ursprüngliche rechtwinklige Ausrichtung, das heißt rechtwinklig zur Achse des Flanschkragens 12 und der Statoranordnung 30 zu liegen kommen. Dabei wird die für das Schweißen notwendige Energie in Richtung parallel zur Rotationsachse der elektrischen Maschine, das heißt auch parallel zur Achse des Flanschkragens 12 und zur Statoranordnung eingeleitet. Statoranordnung und das Trägerbauteil werden somit durch Aufbringen von Energie in Richtung ihrer Montage zusammengefügt. Dadurch kann vermieden werden, dass Verwerfung in der gefügten Anordnung, und/oder Kräfte oder Spannungen quer zur Rotationsachse der Maschine entstehen.A permanent connection between the flange collar 12 and the slot insulation 34 is made by welding the two in the contact area. A plastic welding can be done for example by laser welding, ultrasonic welding, heat-caulking or another suitable plastic welding technique, in which case the addition of material 42 Is "used up" and the flange sections 36a back to its original rectangular orientation, that is perpendicular to the axis of the flange collar 12 and the stator assembly 30 to come to rest. In this case, the energy required for welding in the direction parallel to the axis of rotation of the electric machine, that is also parallel to the axis of the flange collar 12 and introduced to the stator assembly. Stator assembly and the support member are thus joined together by applying energy in the direction of their assembly. This can be avoided that warp in the joined arrangement, and / or forces or voltages transverse to the axis of rotation of the machine arise.

Zur Stabilisierung des Verbunds aus Statoranordnung und Flanschkragen kann während des Verschweißens ein Bolzen oder eine Hülse, z. B. eine Platzhalter-Hülse (nicht gezeigt) in das Innere des Flanschkragens 12 eingeführt werden. Insbesondere kann dadurch ein Verformen des Lagersitzes eines im Flanschkragen 12 angeordneten Lagers verhindert werden.To stabilize the composite of stator assembly and flange collar can during welding a bolt or sleeve, z. B. a placeholder sleeve (not shown) in the interior of the flange collar 12 be introduced. In particular, this can deform the bearing seat one in the flange collar 12 arranged bearing can be prevented.

Nach dem Verschweißen von Flanschkragen 12 und Nutisolation besteht zwischen der Grundplatte 10 und dem Flanschkragen 12 einerseits und der Statoranordnung 30 andererseits eine dauerhafte, feste, spannungs- und verwerfungsfreie Verbindung, die auch über einen großen Temperaturbereich beeinträchtigungsfrei stabil bleibt. Diese Verbindung wird getragen durch die beschriebene Schweißverbindung von Flanschkragen 12 und erstem Flansch 36 sowie durch die form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem zweiten Flansch 38 und den Taschen 24. Die Rasthaken 18 dienen zur Vorfixierung der Statoranordnung 30 auf dem Flanschkragen 12, sind aber für die spätere endgültige Verbindung nicht mehr notwendig.After welding flange flange 12 and slot insulation exists between the base plate 10 and the flange collar 12 on the one hand and the stator arrangement 30 on the other hand, a durable, solid, stress-free and warp-free connection, which remains stable without impairment over a wide temperature range. This connection is supported by the described weld connection of flange collar 12 and first flange 36 and by the positive and non-positive connection between the second flange 38 and the bags 24 , The locking hooks 18 serve to pre-fix the stator assembly 30 on the flange collar 12 , but are no longer necessary for the subsequent final connection.

7 und 8 zeigen ein Beispiel eines weiteren Aspekts der elektrischen Maschine gemäß der Erfindung. In den 7 und 8 ist die Grundplatte 10 mit dem Statorflansch 12 dargestellt, ähnlich wie in 1. Grundplatte 10 und Statorflansch 12 können grundsätzlich genauso oder ähnlich wie in den zuvor beschriebenen Beispiel ausgestaltet sein, wobei auf die obige Beschreibung Bezug genommen wird. So sind an dem Flanschkragen 12 zum Beispiel Rasthaken 18 und Taschen 24 ausgebildet, wie oben beschrieben. In dem in den 7 und 8 gezeigten Beispiel ist die Ausnehmung 14 zum Aufnehmen einer Leiterplatte rund statt rechteckig. Hierauf kommt es für die Erfindung aber nicht an. 7 and 8th show an example of another aspect of the electric machine according to the invention. In the 7 and 8th is the base plate 10 with the stator flange 12 shown, similar to in 1 , baseplate 10 and stator flange 12 may be basically the same or similar as in the example described above, with reference to the above description. So are on the flange collar 12 for example, latching hooks 18 and bags 24 trained as described above. In the in the 7 and 8th The example shown is the recess 14 for picking up a circuit board round rather than rectangular. But this is not what matters for the invention.

In dem Beispiel der 7 und 8 ist an dem Flanschkragen 12 eine zusätzliche Aufnahme 50 ausgebildet, welche die Form einer Nut hat, die in einer Aufnahmetasche 52 mündet. Die Aufnahmetasche 52 ist am Fuß des Flanschkragens 12 an die Grundplatte 10 angeformt. Die Aufnahme 50, 52 dient zum Aufnehmen eines Erdungsstiftes 54, der in die Nut und die Aufnahmetasche 52 eingesetzt wird. Der Erdungsstift 54 dient zur Verbindung des Statorkerns 32 mit der Leiterplatte (in den 7 und 8 nicht gezeigt). Der Erdungsstift ist in dem gezeigten Beispiel U-förmig, mit einem längeren Schenkel 56a, der sich in der Nut an dem Flanschkragen 12 entlang erstreckt, und einem kürzeren Schenkel 56b, der aus der Aufnahmetasche 52 nach oben, senkrecht zur Grundplatte 10 vorsteht. Beim Aufschieben der Leiterplatte (in 8 nicht gezeigt) wird der kürzere Schenkel 56b durch eine entsprechende Öffnung in der Leiterplatte gedrückt und kann so einen Kontakt zu einer Leiterbahn oder einem Anschlusspad auf der Leiterplatte herstellen. Der kürzere Schenkel 56b ist in seinem oberen Bereich verbreitet und wird mit der Leiterplatte vorzugsweise im Presssitz verbunden. Der Erdungsstift 54 ist in dem gezeigten Beispiel ferner an die Nut so angepasst, dass der längere Schenkel 56a darin weitgehend vollständig aufgenommen wird und nur an seinem oberen Ende ballig vorsteht, um dann, wenn die Statoranordnung 30 auf den Flanschkragen 12 aufgeschoben wird, mit dieser im Presssitz verbunden zu werden.In the example of 7 and 8th is on the flange collar 12 an additional shot 50 formed, which has the shape of a groove in a receiving pocket 52 empties. The receiving bag 52 is at the foot of the flange collar 12 to the base plate 10 formed. The recording 50 . 52 serves to receive a grounding pin 54 in the groove and the receiving pocket 52 is used. The grounding pin 54 serves to connect the stator core 32 with the circuit board (in the 7 and 8th Not shown). The grounding pin is in the example shown U-shaped, with a longer leg 56a that is in the groove on the flange collar 12 along and a shorter leg 56b coming out of the receiving bag 52 upwards, perpendicular to the base plate 10 protrudes. When sliding the circuit board (in 8th not shown) becomes the shorter leg 56b pressed through a corresponding opening in the circuit board and can thus establish a contact with a conductor or a connection pad on the circuit board. The shorter leg 56b is widespread in its upper region and is preferably connected to the circuit board in a press fit. The grounding pin 54 is further adapted to the groove in the example shown so that the longer leg 56a is largely completely absorbed and protrudes crowned only at its upper end, in order then when the stator assembly 30 on the flange collar 12 is postponed to be connected with this in a press fit.

Der Erdungsstift 54 schafft eine einfache und sichere dauerhafte elektrische Verbindung zwischen dem Statorkern 32 und der Leiterplatte. Der längere Schenkel 56' kann mit Schneidkanten ausgebildet sein, sodass er eine Statorisolation aufritzt und elektrischen Kontakt zu dem Statorblechpaket des Statorkerns herstellt.The grounding pin 54 creates a simple and secure permanent electrical connection between the stator core 32 and the circuit board. The longer thigh 56 ' may be formed with cutting edges so that it scrubs a stator insulation and makes electrical contact with the stator core of the stator core.

Die 9 und 10 zeigen ein Beispiel eines Radiallüfters, der auf der Basis der beschriebenen Anordnung der 1 bis 8 ausgebildet sein kann. Ausgehend von dem Beispiel der 7 und 8 wird in die Grundplatte 10 eine Leiterplatte 40 eingesetzt, indem sie über den Statorflansch 12 geschoben und in die Ausnehmung 14 eingepasst wird. Anschließend wird der Statorkörper auf den Flanschkragen aufgeschoben und mit diesem verbunden, wie oben in Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben wurde.The 9 and 10 show an example of a radial fan based on the described arrangement of 1 to 8th can be trained. Starting from the example of 7 and 8th gets into the base plate 10 a circuit board 40 inserted by passing over the stator flange 12 pushed and into the recess 14 is fitted. Subsequently, the stator is pushed onto the flange collar and connected thereto, as above with respect to the 3 to 6 has been described.

Da vor dem Aufbringen der Leiterplatte 40 und der Statoranordnung 30 schon der Erdungsstift 54 in die Aufnahme eingesetzt wurde, stellt dieser durch einfaches Aufschieben der Leiterplatte 40 und der Statoranordnung 30 auf den Flanschkragen 12 einen elektrischen Kontakt zwischen dem Blechpaket des Statorkerns und der Leiterplatte her, ohne dass Verbindungsleitungen gelegt und mit diesen Bauteilen separat verbunden werden müssen.Because before applying the circuit board 40 and the stator assembly 30 already the grounding pin 54 was inserted into the recording, this is by simply pushing the circuit board 40 and the stator assembly 30 on the flange collar 12 an electrical contact between the laminated core of the stator core and the circuit board ago, without connecting lines must be placed and connected separately with these components.

In der Praxis werden Kugellager, Welle mit Rotor in das Innere des Flanschkragens eingebracht und mit diesem verbunden. Anschließend kann das Lüfterrad 60 aufgesteckt werden oder aber direkt am Rotor angeformt sein. Dann wird, wie in 9 und 10 gezeigt, die Grundplatte 10 mit einem Gehäuse 62 verbunden, um den Radiallüfter der 10 herzustellen, der ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Maschine ist.In practice, ball bearings, shaft with rotor are introduced into the interior of the flange collar and connected thereto. Subsequently, the fan wheel 60 be attached or formed directly on the rotor. Then, as in 9 and 10 shown the base plate 10 with a housing 62 connected to the radial fan of the 10 to produce, which is an application example of the machine according to the invention.

In der 11 ist eine Schnittansicht des beispielhaften Radiallüfters der 9 und 10 dargestellt. Im Beispiel der 11 ist zusätzlich ein als Kugellager ausgebildetes Lager 44 und eine Abtriebswelle 48 eines Rotors gezeigt, der innerhalb des Flanschkragens 12 aufgenommen ist. Der Rotor umfasst einen Rotormagneten 64, der an einem Innenumfang eines magnetischen Rückschlusses 66 angeordnet ist. Am Außenumfang des Rückschlusses 66 ist das Lüfterrad 60 aufgebracht. Alternativ kann auch der Innenumfang des Lüfterrades 60 aus magnetischem Material hergestellt und entsprechend magnetisiert sein, so dass kein gesonderter Rotormagnet 64 und kein Rückschlussbauteil 66 notwendig sind. Dadurch kann eine präzise Bauweise und eine einfache Montage des Lüfters erreicht werden. Ein Rotor wird auch in der elektrischen Maschine gemäß dem Beispiel der 1 bis 6 vorgesehen sein, wenn diese fertig zusammengebaut ist. Das Kugellager 44 dient zur radialen Lagerung des Rotors. Zum Minimieren des radialen Spiels des Kugellagers 44 ist dieses im Beispiel durch eine zwischen dem Kugellager 44 und dem Lüfterrad 60 angeordnete Feder 58 vorgespannt. Das Lüfterrad 60 wird im Beispiel auf einem gerändelten axialen Ende der Welle 48 mittels eines Gussteils 68 befestigt. Das Gussteil 68 ist beispielsweise als Zinkdruckguss oder durch Umspritzen mit einem Plastikwerkstoff realisiert und verbindet das Lüfterrad 60 mit dem gerändelten Ende der Welle 48. Zur axialen Lagerung ist die Welle 48 an ihrem entgegengesetzten axialen Ende mit einem Stopper 49 verbunden. Als Stopper 49 kann beispielsweise ein Stopperring aufgepresst werden, der auf einer Innenbahn eines als Kugellager ausgebildeten unteren Lagers 44 aufliegt. In 11 ist außerdem die Anordnung des Erdungsstiftes 54 in der Aufnahmetasche 52 und dessen Kontaktierung an der Leiterplatte 10 gut zu erkennen.In the 11 is a sectional view of the exemplary radial fan of 9 and 10 shown. In the example of 11 is additionally designed as a ball bearing 44 and an output shaft 48 a rotor shown within the flange collar 12 is included. The rotor comprises a rotor magnet 64 , on an inner circumference of a magnetic return 66 is arranged. On the outer circumference of the conclusion 66 is the fan 60 applied. Alternatively, the inner circumference of the fan wheel 60 made of magnetic material and be magnetized accordingly, so that no separate rotor magnet 64 and no conclusion component 66 necessary. This allows a precise construction and easy installation of the fan can be achieved. A rotor is also used in the electric machine according to the example of 1 to 6 be provided when this is ready assembled. The ball bearing 44 serves for the radial mounting of the rotor. To minimize the radial clearance of the ball bearing 44 this is in the example by a between the ball bearing 44 and the fan wheel 60 arranged spring 58 biased. The fan wheel 60 is in the example on a knurled axial end of the shaft 48 by means of a casting 68 attached. The casting 68 is realized, for example, as zinc die casting or by overmoulding with a plastic material and connects the fan wheel 60 with the knurled end of the shaft 48 , For axial storage is the shaft 48 at its opposite axial end with a stopper 49 connected. As a stopper 49 For example, a stopper ring can be pressed on an inner track of a ball bearing designed as a lower bearing 44 rests. In 11 is also the arrangement of the grounding pin 54 in the receiving bag 52 and its contacting on the circuit board 10 clearly visible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Trägerbauteil, GrundplatteCarrier component, base plate
1212: Flanschkragenflange collar
1414: Ausnehmungrecess
1616: Bohrungendrilling
1818: Rasthakenlatch hook
2020: Materialvorsprungmaterial advantage
2222: Verstärkungsrippenreinforcing ribs
2424: TaschenBags
2626: Materialzugabeaddition of material
3030: Statoranordnungstator
3232: Statorkörperstator
3434: Nutisolationslot insulation
3636: erster Flanschfirst flange
36a36a: Flanschabschnitteflange
3838: zweiter Flanschsecond flange
4040: Leiterplattecircuit board
4242: Materialzugabeaddition of material
4444: Kugellagerball-bearing
4848: Abtriebswelleoutput shaft
4949: Stopperstopper
5050: Aufnahmeadmission
5252: Aufnahmetaschereceiving pocket
5454: Erdungsstiftground pin
5555: unteres Kugellagerlower ball bearing
56a, 56b56a, 56b: längerer und kürzerer Schenkel des Erdungsstifteslonger and shorter leg of the grounding pin
5858: Federfeather
6060: Lüfterradfan
6262: Gehäusecasing
6464: Rotormagnetrotor magnet
6666: Rückschlussconclusion
6868: Gussteilcasting

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102009023080 A1 [0002]
DE 102009023080 [0004]
DE 2009023080 A1 [0005]
DE 102011119789 A1 [0007]
DE 102009049737 A1 [0008]

Claims

Electric machine comprising: a carrier component ( 10 ) with a flange collar ( 12 ), and a stator assembly ( 30 ) with a stator body ( 32 ), a stator winding and an isolator device ( 34 ) between the stator body and the stator winding, wherein the stator arrangement ( 30 ) on the flange collar ( 12 ) and by a cohesive connection between the flange collar ( 12 ) and the isolator device ( 34 ) is fixed.

Electric machine according to claim 1, wherein the flange collar ( 12 ) and the isolator device ( 34 ) are made of plastic and welded together.

Electric machine according to claim 1 or 2, wherein the isolator device ( 34 ) comprises a slot insulation.

Electric machine according to one of the preceding claims, wherein the isolator device ( 34 ) at a first end face of the stator assembly has a radially projecting first flange (FIG. 36 ) and the first flange having a front end of the Flanschkragens ( 12 ) is welded.

Electric machine according to claims 3 and 4, wherein the first flange ( 36 ) several around the circumference of the insulator device ( 34 ) distributed flange sections ( 36a ), which are integrally formed on the slot insulation.

Electric machine according to claim 4 or 5, wherein the isolator device ( 34 ) at a second front end, which is opposite to the first front end, a second flange ( 38 ) inserted in a receptacle ( 24 ) in the carrier component ( 10 ) is pressed.

Electric machine according to claim 6, wherein the receptacle ( 24 ) several on the flange collar ( 12 ) comprises formed pockets.

Electric machine according to one of the preceding claims, wherein on the flange collar ( 12 ) at least one latching hook ( 18 ) is formed, which during application of the stator assembly ( 30 ) is biased against the stator assembly to stabilize the stator assembly during assembly.

Electrical machine according to claim 8, characterized in that the latching hook ( 18 ) after application of the stator assembly ( 30 ) on a stator body ( 32 ) of the stator assembly ( 30 ) rests.

Electrical machine according to claim 8 or 9, characterized in that on an inner circumference of the flange collar ( 12 ) a warehouse ( 44 ) is arranged to the bearing of a rotor assembly, wherein the bearing ( 44 ) on the flange collar ( 12 ) is arranged, that the latching hook ( 18 ) when inserting this warehouse ( 44 ) is radially fixed.

Electric machine according to one of the preceding claims, further comprising: a printed circuit board ( 40 ) on the flange collar ( 12 ) is applied; and a grounding pin ( 54 ), the circuit board 40 with the stator body ( 32 ) electrically conductively connected, wherein the grounding pin ( 54 ) in a recess ( 52 ) of the carrier component ( 10 ) is used.

Electric machine comprising: a carrier component ( 10 ) with a flange collar ( 12 ), a stator assembly ( 30 ) with a stator body ( 32 ) and at least one stator winding, wherein the stator arrangement ( 30 ) on the flange collar ( 12 ) is applied, a printed circuit board ( 40 ) on the flange collar ( 12 ) is applied; and a grounding pin ( 54 ), the printed circuit board ( 40 ) with the stator body ( 32 ) electrically conductively connected, wherein the grounding pin ( 54 ) in a recess ( 52 ) of the carrier component ( 10 ) is inserted and between the stator ( 30 ) and the flange collar ( 12 ) lies.

Electric machine according to claim 11 or 12, wherein the printed circuit board ( 40 ) between the carrier component ( 10 ) and the stator assembly ( 30 ) and wherein the grounding pin ( 54 ) from the stator body ( 32 ) to the printed circuit board ( 40 ) between the flange collar ( 12 ) and the stator body ( 32 ) and between the carrier component ( 10 ) and the printed circuit board ( 40 ).

Electric machine according to one of claims 11 to 13, wherein between the stator body ( 32 ) and the grounding pin ( 54 ) and / or between the printed circuit board ( 40 ) and the grounding pin ( 54 ) A press contact is formed.

Electric machine according to one of claims 1 to 14, wherein the electric machine for driving at least one fan ( 60 ) is used.

Method for producing an electrical machine, comprising the steps of: providing a carrier component ( 10 ), which has a flange collar ( 12 ), sliding on a stator arrangement ( 30 ) on the flange collar ( 12 ), wherein the stator arrangement ( 30 ) a stator body ( 32 ), a stator winding and a Isolator device ( 34 ) between stator body and stator winding, and connecting the stator assembly ( 30 ) with the flange collar ( 12 ) by establishing a material connection between the flange collar ( 12 ) and the isolator device ( 34 ).

The method of claim 16, wherein the flange collar ( 12 ) and the isolator device ( 34 ) consist of plastic and are welded together.

Method according to claim 16 or 17, characterized in that the flange collar ( 12 ) and the isolator device ( 34 ) are joined together by laser welding, hot caulking or ultrasonic welding.

The method of claim 17 or 18, wherein the welding or hot caulking is effected by introducing reflow energy in the direction parallel to the axis of rotation of the electric machine.

Method according to one of claims 17 to 19, wherein the isolator device ( 34 ) at a first end face of the stator assembly ( 30 ) a radially projecting first flange ( 36 ) and the first flange ( 36 ) on a first end face of the flange collar ( 12 ) is pushed and connected to the first end cohesively.

The method of claim 20, wherein the isolator device ( 34 ) at a second front end, which is opposite to the first front end, a second flange ( 38 ) inserted in a receptacle ( 24 ) in the carrier component ( 10 ) is pressed.

Method according to one of claims 16 to 21, wherein on the flange collar ( 12 ) at least one latching hook ( 18 ) is formed, which during application of the stator assembly ( 30 ) presses against the stator assembly to stabilize the stator assembly during assembly.

Method according to one of Claims 16 to 22, in which prior to the application of the stator arrangement ( 30 ) on the flange collar ( 12 ) a grounding pin ( 54 ) in the carrier component ( 10 ) and a printed circuit board ( 40 ) on the flange collar ( 12 ) is applied, wherein the grounding pin ( 54 ) contacted the circuit board electrically conductive, and then the stator assembly ( 30 ) on the flange collar ( 12 ) is pushed, the grounding pin ( 54 ) the printed circuit board ( 40 ) with the stator body ( 32 ) couples.

Method for producing an electrical machine, comprising the steps of: providing a carrier component ( 10 ), which has a flange collar ( 12 ), inserting a grounding pin ( 54 ) in the carrier component ( 10 ); Sliding a printed circuit board ( 40 ) on the flange collar ( 12 ), one end of the ground pin ( 54 ) contacted the circuit board electrically conductive; Slide on a stator assembly ( 30 ) on the flange collar ( 12 ), wherein the stator arrangement ( 30 ) a stator body ( 32 ) and a stator winding, and connecting the stator assembly ( 30 ) with the flange collar ( 12 ), the grounding pin ( 54 ) between the stator assembly ( 30 ) and the flange collar ( 12 ) comes to rest and the stator body ( 32 ) with the printed circuit board ( 40 ) couples.

A method according to claim 23 or 24, wherein between the stator body ( 32 ) and the grounding pin ( 54 ) and / or between the printed circuit board ( 40 ) and the grounding pin ( 54 ) a press contact is made.

Method according to one of claims 23 to 25, wherein the grounding pin ( 54 ) is made of a piece of sheet metal.