DE102017203261A1 - Method for producing an electrical machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (68) zur Herstellung einer elektrischen Maschine (26) eines Kraftfahrzeugs (4), insbesondere Lenkungsmotor. Ein Gehäuse (30) mit einem Stator (50) wird bereitgestellt, und ein Rotor (48) wird in das Gehäuse (30) eingeführt. Ein Lagerschild (36) mit einem Lager (38) zur drehbaren Lagerung des Rotors (48) wird auf das Gehäuse (30) gesetzt, und eine die Position des Rotors (48) bezüglich des Stators (50) kennzeichnende Größe (78) wird bestimmt. Das Lagerschild (36) wird bezüglich des Gehäuses (30) derart verschoben, dass eine Abweichung (82) zwischen einem Sollwert (84) und der kennzeichnende Größe (78) kleiner oder gleich einem Grenzwert (92) ist, und das Lagerschild (36) wird an dem Gehäuse (30) befestigt. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung (54) zur Herstellung einer elektrischen Maschine (26) eines Kraftfahrzeugs (4), und eine elektrischen Maschine (26) eines Kraftfahrzeugs (4). The invention relates to a method (68) for producing an electrical machine (26) of a motor vehicle (4), in particular a steering motor. A housing (30) with a stator (50) is provided, and a rotor (48) is inserted into the housing (30). An end shield (36) having a bearing (38) for rotatably supporting the rotor (48) is placed on the housing (30) and a variable (78) characterizing the position of the rotor (48) with respect to the stator (50) is determined , The bearing plate (36) is displaced relative to the housing (30) such that a deviation (82) between a nominal value (84) and the characteristic quantity (78) is less than or equal to a limit value (92), and the bearing plate (36). is attached to the housing (30). The invention further relates to a device (54) for producing an electrical machine (26) of a motor vehicle (4), and an electric machine (26) of a motor vehicle (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs und eine elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine ist bevorzugt ein Lenkungsmotor.The invention relates to a method for producing an electrical machine of a motor vehicle and to an apparatus for producing an electrical machine of a motor vehicle and an electrical machine of a motor vehicle. The electric machine is preferably a steering motor.
Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Verstellantrieben auf, die jeweils einen Elektromotor umfassen, mittels dessen ein Verstellteil bewegt wird. Um eine Lenkbewegung bei dem Kraftfahrzeug zu vereinfachen, wird beispielsweise eine Servolenkung verwendet. Hierbei greift ein Elektromotor (Lenkungsmotor) üblicherweise an einem bei einer Lenkung rotierenden Lenkstrang an, mittels dessen eine Zahnstange transversal verbracht wird. Die Zahnstange wiederum ist mit den bei der Lenkung zu bewegenden Rädern des Kraftfahrzeugs gekoppelt. In einer Alternative hierzu greift der Elektromotor direkt an der Zahnstange an und verbringt diese in transversaler Richtung. Mittels des Elektromotors wird bei geeigneter Ansteuerung zudem ein ungewollter Lenkeinschlag vermieden, beispielsweise bei einem Fahren durch ein Schlagloch, wofür die Winkelbewegung des Lenkrads des Kraftfahrzeugs überwacht wird.Motor vehicles have a plurality of adjusting drives, each comprising an electric motor, by means of which an adjusting member is moved. In order to simplify a steering movement in the motor vehicle, for example, a power steering is used. In this case, an electric motor (steering motor) usually engages on a steering line rotating in a steering, by means of which a toothed rack is moved transversely. The rack in turn is coupled to the wheels to be moved in the steering of the motor vehicle. In an alternative, the electric motor acts directly on the rack and spends it in the transverse direction. In addition, an unwanted steering angle is avoided by means of the electric motor with suitable control, for example when driving through a pothole, for which the angular movement of the steering wheel of the motor vehicle is monitored.
Der Elektromotor muss ein vergleichsweise großes Drehmoment aufbringen, damit die Lenkung auch bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs ordnungsgemäß funktioniert; so beträgt das Drehmoment mindestens 3Nm und meist über 6 Nm. Es ist somit erforderlich, dass die einzelnen Bestandteile des Elektromotors auf das jeweilige Drehmoment angepasst sind. Der Elektromotor selbst weist einen Rotor auf, der mittels eines Lagers drehbar gelagert ist. Die Lagerung erfolgt mittels zweier Kugellager, welche an separaten Lagerschilden angebunden sind. Damit die vergleichsweise großen Kräfte aufgebracht werden können, und damit ein Verschleiß gering ist, müssen Fertigungstoleranzen der einzelnen Bestandteile vergleichsweise klein gewählt werden. Auch ist auf diese Weise eine gleichmäßige Krafteinwirkung auf den Lenkstrang gewährleistet. Aufgrund der geringen Fertigungstoleranzen sind jedoch Herstellungskosten erhöht.The electric motor must apply a relatively large torque, so that the steering is working properly even when the vehicle is at a standstill; so the torque is at least 3Nm and usually over 6 Nm. It is thus necessary that the individual components of the electric motor are adapted to the respective torque. The electric motor itself has a rotor which is rotatably supported by means of a bearing. The storage takes place by means of two ball bearings, which are connected to separate end shields. So that the comparatively large forces can be applied, and thus wear is low, manufacturing tolerances of the individual components must be chosen to be comparatively small. Also, a uniform force is ensured on the steering line in this way. Due to the low manufacturing tolerances, however, manufacturing costs are increased.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Lenkungsmotors, und eine besonders geeignete Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs sowie eine besonders geeignete elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere Herstellungskosten gesenkt und vorzugsweise eine Qualität erhöht ist.The invention has for its object to provide a particularly suitable method for producing an electrical machine of a motor vehicle, in particular a steering motor, and a particularly suitable apparatus for producing an electrical machine of a motor vehicle and a particularly suitable electrical machine of a motor vehicle, in particular reduced manufacturing costs and preferably a quality is increased.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 und hinsichtlich der elektrischen Maschine durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.With regard to the method, this object is achieved by the features of claim 1, with respect to the device by the features of claim 9 and with respect to the electrical machine by the features of
Das Verfahren dient der Herstellung einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs. Die elektrische Maschine ist beispielsweise ein Generator. Bevorzugt ist die elektrische Maschine ein Elektromotor und geeigneterweise ein Bestandteil eines Nebenaggregats, wie eines Verstellantriebs. Der Verstellantrieb umfasst ein Verstellteil, das entlang eines Verstellwegs mittels des Elektromotors verbracht wird. In einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung ist der Verstellantrieb eine Servolenkung, und das Verstellteil ist insbesondere entweder ein Lenkstrang, mittels dessen eine Zahnstange verbracht wird, oder aber die Zahnstange selbst, wobei mittels der Zahnstange zumindest ein Rad des Kraftfahrzeugs um eine im Wesentlichen lotrechte Achse verschwenkt wird. Mit anderen Worten ist die elektrische Maschine ein Lenkungsmotor.The method is used to produce an electrical machine of a motor vehicle. The electric machine is for example a generator. Preferably, the electric machine is an electric motor and suitably a component of an auxiliary unit, such as an adjusting drive. The adjusting drive comprises an adjusting part which is moved along an adjustment path by means of the electric motor. In a suitable embodiment of the invention, the adjusting drive is a power steering, and the adjustment is in particular either a steering arm, by means of which a rack is spent, or the rack itself, wherein by means of the rack at least one wheel of the motor vehicle pivots about a substantially vertical axis becomes. In other words, the electric machine is a steering motor.
In einer weiteren Alternative hierzu ist das Nebenaggregat eine Pumpe, wie zum Beispiel eine Schmiermittelpumpe, insbesondere eine Getriebeöl- oder Motorölpumpe. In einer weiteren Alternative ist der Verstellantrieb eine Wasserpumpe, ein Klimakompressor oder eine Gebläseeinheit, wie ein Kühlerlüfter oder ein Heizgebläse (HVAC). Der Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenbehaftetet Kommutatormotor. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet und vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Die elektrische Maschine ist geeigneterweise eine Synchronmaschine.In a further alternative, the auxiliary unit is a pump, such as a lubricant pump, in particular a transmission oil or engine oil pump. In a further alternative, the adjustment drive is a water pump, an air conditioning compressor or a blower unit, such as a radiator fan or a heater blower (HVAC). The electric motor is, for example, a brushed commutator motor. Particularly preferably, however, the electric motor is designed brushless and preferably a brushless DC motor (BLDC). The electric machine is suitably a synchronous machine.
Das Verfahren sieht vor, dass in einem ersten Arbeitsschritt ein Gehäuse mit einem Stator bereitgestellt wird. Das Gehäuse ist zweckmäßigerweise aus einem Aluminium erstellt, und beispielsweise in einem Druckguss oder Tiefziehverfahren, insbesondere einem sog. Kaltfließpressen, gefertigt. Geeigneterweise ist das Gehäuse zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgestaltet. Der Stator ist vorzugsweise zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Zum Beispiel weist der Stator einen Permanentmagneten auf. Bevorzugt umfasst der Stator eine Anzahl von elektrischen Spulen, die zumindest zu einer elektrischen Wicklung zusammengeschlossen sind. Geeigneterweise umfasst der Stator drei derartige elektrische Wicklungen, die zueinander elektrisch um 120 Grad versetzt sind. Mit anderen Worten ist der Stator dreiphasig aufgebaut. Die elektrischen Spulen liegen beispielsweise an einer Innenwand des hohlzylindrisch ausgestalteten Gehäuses an und sind vorzugsweise an diesem befestigt. In weiteren Alternativen umfasst der Stator redundante Wicklungen und/oder ist sechsphasig oder zwölfphasig ausgestaltet.The method provides that in a first step, a housing is provided with a stator. The housing is expediently made of an aluminum, and, for example, in a die-casting or deep-drawing process, in particular a so-called. Cold extrusion, manufactured. Suitably, the housing is designed at least partially hollow cylindrical. The stator is preferably at least partially disposed within the housing. For example, the stator has a permanent magnet. Preferably, the stator comprises a number of electrical coils, which are connected together at least to form an electrical winding. Suitably, the stator comprises three such electrical windings which are electrically offset 120 degrees from one another. In other words, the stator is constructed in three phases. The electric coils are applied, for example, to an inner wall of the hollow cylindrical housing and are preferably attached thereto. In In other alternatives, the stator comprises redundant windings and / or has six-phase or twelve-phase design.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird ein Rotor in das Gehäuse eingeführt. Der Rotor umfasst beispielsweise eine elektrische Spule, insbesondere eine Anzahl an elektrischen Spulen. Im Montagezustand ist mittels dieser zweckmäßigerweise ein Elektromagnet bereitgestellt. Besonders bevorzugt jedoch umfasst der Rotor einen Permanentmagnet, zweckmäßigerweise eine Anzahl an Permanentmagneten. Diese sind geeigneterweise an einem Blechpaket des Rotors angebunden oder in dieses eingebettet. Das Blechpaket ist beispielsweise im Wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet. Der Rotor umfasst vorzugsweise eine Welle, auf das das etwaige Blechpaket aufgesetzt und zweckmäßigerweise an dieser befestigt ist. Zumindest jedoch sind die Magneten drehfest an der Welle befestigt. Der Rotor wird derart angeordnet, dass dieser zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, und somit zumindest abschnittsweise von dem Gehäuse umfangsseitig umgeben ist.In a further step, a rotor is inserted into the housing. The rotor comprises, for example, an electrical coil, in particular a number of electrical coils. In the assembled state, an electromagnet is expediently provided by means of this. Particularly preferably, however, the rotor comprises a permanent magnet, expediently a number of permanent magnets. These are suitably connected to a laminated core of the rotor or embedded in this. The laminated core is designed, for example, substantially cylindrical. The rotor preferably comprises a shaft, on which the possible laminated core is placed and expediently attached thereto. At least, however, the magnets are rotatably mounted on the shaft. The rotor is arranged such that it is at least partially disposed within the housing, and thus at least partially surrounded by the housing circumferentially.
Beispielsweise weist das Gehäuse oder ein an dem Gehäuse angebundenes Bauteil ein Lager auf, in das der Rotor eingeführt wird, insbesondere wird hierbei die Welle des Rotors in dieses Lager eingeführt. Alternativ hierzu ist an der Welle vor Einführung in das Gehäuse das Lager befestigt und das Lager wird beispielsweise bei Einführen des Rotors in das Gehäuse in einer Aufnahme des Gehäuses oder eines hiermit verbundenen Bauteils positioniert, und beispielweise an diesem befestigt. Der Rotor wird insbesondere durch eine Öffnung des Gehäuses in dieses eingeführt, wobei sich die Öffnung zweckmäßigerweise an einer Stirnseite des Gehäuses befindet. Geeigneterweise ragt nach Einführen der Rotor auf einer Stirnseite, zweckmäßigerweise auf beiden Stirnseiten des Gehäuses aus diesem heraus und steht somit über dieses über.For example, the housing or a component connected to the housing has a bearing into which the rotor is introduced, in particular in this case the shaft of the rotor is introduced into this bearing. Alternatively, the bearing is fixed to the shaft before insertion into the housing and the bearing is positioned, for example, upon insertion of the rotor into the housing in a receptacle of the housing or a component connected thereto, and for example attached thereto. The rotor is introduced in particular through an opening of the housing in this, wherein the opening is expediently located on an end face of the housing. Suitably projects after insertion of the rotor on a front side, expediently on both end sides of the housing out of this and is thus on this over.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird ein Lagerschild mit einem Lager zur drehbaren Lagerung des Rotors auf das Gehäuse gesetzt. Das Lagerschild ist beispielsweise aus einem Metall erstellt, insbesondere einem Aluminium, also reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Vorzugweise ist das Lagerschild aus dem gleichen Material erstellt wie das Gehäuse. Beispielsweise weist das Lagerschild vor Aufsetzen auf den Rotor das Lager auf, durch welches nach Aufsetzen auf das Gehäuse der Rotor, insbesondere die Welle des Rotors, zumindest teilweise ragt. Das Lager dient der drehbaren Lagerung des Rotors und ist zweckmäßigerweise nach Aufsetzen des Lagerschilds auf das Gehäuse sowohl an dem Rotor, insbesondere der Welle, und dem Lagerschild angebunden. Zweckmäßigerweise ist das Lager jeweils drehfest an dem Lagerschild und der Welle befestigt. Mittels des Lagerschilds wird zweckmäßigerweise die Öffnung des Gehäuses zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, verschlossen, durch welche der Rotor in das Gehäuse eingeführt wurde. Geeigneterweise wird mittels des Lagerschilds das Gehäuse verschlossen, und/oder das Lagerschild ist bevorzugt stumpf auf das Gehäuse aufgesetzt. Insbesondere greift das Gehäuse nicht form- und/oder kraftschlüssig in korrespondierende Ausnehmungen oder Verbindungselemente des Lagerschilds oder umgekehrt ein. Zumindest jedoch ist das Lagerschild bezüglich des Gehäuses verschiebbar, zweckmäßigerweise in einer tangentialen und radialen Richtung bezüglich des Rotors, insbesondere der etwaigen Welle des Rotors (Rotorwelle). Das Aufsetzen des Lagerschilds auf das Gehäuse erfolgt beispielsweise nach Einführen des Rotors in das Gehäuse oder gleichzeitig mit diesem. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise der Rotor bereits bevor Einführen in das Gehäuse mit dem Lager des Lagerschilds verbunden.In a further step, a bearing plate with a bearing for rotatably supporting the rotor is placed on the housing. The end shield is made for example of a metal, in particular an aluminum, so pure aluminum or an aluminum alloy. Preferably, the end shield is made of the same material as the housing. For example, the bearing plate prior to placement on the rotor on the bearing, through which after placement on the housing, the rotor, in particular the shaft of the rotor, at least partially protrudes. The bearing serves for the rotatable mounting of the rotor and is expediently connected after placing the bearing plate on the housing both on the rotor, in particular the shaft, and the bearing plate. Conveniently, the bearing is each rotatably attached to the bearing plate and the shaft. By means of the end shield, the opening of the housing is expediently at least partially, preferably completely, closed, through which the rotor has been introduced into the housing. Suitably, the housing is closed by means of the bearing plate, and / or the bearing plate is preferably placed blunt on the housing. In particular, the housing does not engage positively and / or non-positively in corresponding recesses or connecting elements of the bearing plate or vice versa. However, at least the bearing plate is displaceable with respect to the housing, expediently in a tangential and radial direction with respect to the rotor, in particular the possible shaft of the rotor (rotor shaft). The mounting of the bearing plate on the housing, for example, after insertion of the rotor in the housing or simultaneously with this. In this case, the rotor is advantageously already connected before insertion into the housing with the bearing of the bearing plate.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird eine Größe bestimmt, die die Position des Rotors bezüglich des Stators kennzeichnet. Beispielsweise wird hierfür die Position des Rotors bezüglich des Stators bestimmt und als kennzeichnende Größe herangezogen. In einer Alternative hierzu wird eine Größe bestimmt, anhand derer die Position des Rotors bezüglich des Stators ableitbar ist, wobei die Position selbst nicht direkt bestimmt wird. Die Größe wird beispielsweise erfasst, und insbesondere gemessen.In a further step, a variable is determined which characterizes the position of the rotor with respect to the stator. For example, for this purpose, the position of the rotor is determined with respect to the stator and used as a characteristic size. In an alternative to this, a size is determined by means of which the position of the rotor with respect to the stator can be derived, wherein the position itself is not determined directly. The size is detected, for example, and in particular measured.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Lagerschild bezüglich des Rotors verschoben. Beispielsweise wird das Lagerschild bezüglich des Gehäuses in einer radialen und/oder tangentialen Richtung verschoben, wobei diese Richtungen zweckmäßigerweise mittels des Rotors definiert sind. In einer weiteren Alternative wird das Lagerschild in einer axialen Richtung bezüglich des Gehäuses verschoben. Aufgrund der Verschiebung wird auch die Position des Rotors bezüglich des Stators verändert, da der Rotor an dem Lager des Lagerschilds angebunden ist, oder zumindest dessen Position mittels des Lagers bestimmt ist. Der Stator hingegen ist vorzugweise an dem Gehäuse angebunden. Infolgedessen wird aufgrund der Verschiebung des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses die Position des Rotors bezüglich des Stators verändert. Beispielsweise weist das Lagerschild und/oder das Gehäuse einen Anschlag auf, mittels dessen eine mögliche Verschiebung begrenzt wird, sodass das Lagerschild bezüglich des Gehäuses lediglich in bestimmten Grenzen verschoben werden kann. Die Verschiebung ist derart, dass eine Abweichung zwischen einem Sollwert und der kennzeichnenden Größe kleiner oder gleich einem Grenzwert ist. Der Sollwert ist zweckmäßigerweise vorgegeben, und beispielsweise aufgrund konstruktiver Vorgaben erstellt oder korrespondiert zu einer bestimmten Anforderung an die elektrische Maschine. Aufgrund der Verschiebung ist somit die Abweichung zwischen der kennzeichnenden Größe und dem Sollwert kleiner als ein Grenzwert, wobei der Grenzwert beispielsweise fest vorgegeben ist. Der Grenzwert korrespondiert insbesondere zu einer vorgegebenen Fehlertoleranz. Somit weicht die Position des Rotors bezüglich des Stators von einer gewünschten Position lediglich um einen bestimmten Betrag ab, der zu der Abweichung korrespondiert. Die Abweichung selbst wird geeigneterweise vorzeichenlos ermittelt. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Abweichung um einen Absolutbetrag. Falls die Abweichung 0 (Null) beträgt, entspricht die Position des Rotors bezüglich des Stators zweckmäßigerweise einer gewünschten Position. Der Grenzwert selbst ist beispielsweise 0 (Null). Sofern die kennzeichnende Größe bereits um weniger als den Grenzwert von dem Sollwert abweicht, wird beispielsweise kein Verschiebevorgang durchgeführt.In a further step, the bearing plate is moved with respect to the rotor. For example, the bearing plate is displaced with respect to the housing in a radial and / or tangential direction, these directions being expediently defined by means of the rotor. In a further alternative, the end shield is displaced in an axial direction with respect to the housing. Due to the displacement, the position of the rotor is changed with respect to the stator, since the rotor is attached to the bearing of the end shield, or at least whose position is determined by means of the bearing. The stator, however, is preferably connected to the housing. As a result, the position of the rotor with respect to the stator is changed due to the displacement of the bearing plate relative to the housing. For example, the bearing plate and / or the housing has a stop, by means of which a possible displacement is limited, so that the bearing plate with respect to the housing can be moved only within certain limits. The shift is such that a deviation between a target value and the characteristic quantity is less than or equal to a limit value. The desired value is expediently predetermined, and created or corresponds, for example, on the basis of design specifications a specific requirement for the electrical machine. Due to the shift thus the deviation between the characteristic size and the desired value is smaller than a limit value, the limit value, for example, is fixed. The limit value corresponds in particular to a predetermined error tolerance. Thus, the position of the rotor with respect to the stator deviates from a desired position only by a certain amount corresponding to the deviation. The deviation itself is suitably determined to be unsigned. In other words, the deviation is an absolute amount. If the deviation is 0 (zero), the position of the rotor with respect to the stator suitably corresponds to a desired position. The limit itself, for example, is 0 (zero). If the characteristic quantity already deviates from the setpoint value by less than the limit value, for example, no shifting operation is carried out.
In einer Alternative erfolgt das Bestimmen der die Position des Rotors bezüglich des Stators kennzeichnende Größe in einem Arbeitsschritt mit dem Aufsetzten des Lagerschilds auf das Gehäuse. Geeigneterweise erfolgt hierbei das Aufsetzten derart, dass die Abweichung zwischen dem Sollwert und der kennzeichnende Größe kleiner oder gleich dem Grenzwert ist. Mit anderen Worten umfasst der Arbeitsschritt des Aufsetzens und des Bestimmens auch das Verschieben des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses, sodass die Abweichung zwischen dem Sollwert und der kennzeichnende Größe kleiner oder gleich dem Grenzwert ist. Dies erfolgt insbesondere mittels geeigneter Fertigungsvorrichtungen. Mit anderen Worten wird das Lagerschild geometrisch mittels der geeigneten Fertigungsvorrichtung zum Gehäuse ausgerichtet. Somit ist kein weiteres Ausrichten erforderlich, und das Lagerschild ist bezüglich des Gehäuses vorzugsweise axiert.In an alternative, the determination of the position of the rotor with respect to the stator characteristic size is done in one step with the placement of the bearing plate on the housing. Suitably, the touchdown is carried out such that the deviation between the desired value and the characteristic size is less than or equal to the limit value. In other words, the landing and determining operation also includes shifting the bearing shield relative to the housing such that the deviation between the desired value and the characteristic magnitude is less than or equal to the limit. This is done in particular by means of suitable manufacturing devices. In other words, the bearing plate is geometrically aligned by means of the appropriate manufacturing device to the housing. Thus, no further alignment is required, and the end shield is preferably axiert with respect to the housing.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Lagerschild an dem Gehäuse befestigt. Beispielsweise werden hierfür Befestigungsmittel herangezogen. Wegen der Befestigung ist eine Verschiebung des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses nicht mehr ermöglicht. Aufgrund des Verfahrens ist die Position des Rotors bezüglich des Stators innerhalb einer Fertigungstoleranz, die vorgegeben ist. Hierbei können das Gehäuse, das Lagerschild, der Rotor und/oder der Stator mit vergleichsweise großen Fertigungstoleranzen gefertigt werden, und die Ausrichtung erfolgt mittels der Verschiebung und der Ermittlung der Abweichung. Auf diese Weise können die Fertigungstoleranzen der Bauteile ausgeglichen werden, wobei die elektrische Maschine zu einem gewünschten Anforderungsprofil korrespondiert. Auch kann die Fertigungstoleranz der gesamten elektrischen Maschine geringer gewählt werden, als eine Fertigungstoleranz, die sich aufgrund von den einzelnen Bauteilen ergeben würde. Somit entspricht die elektrische Maschine im Wesentlichen den Vorgaben, und Fertigungstoleranzen sind verringert. Daher ist die Qualität der elektrischen Maschine erhöht, und Herstellungskosten sind reduziert. Zudem ist auf diese Weise auch ein Ausschuss reduziert, weil bereits vor Befestigung des Lagerschilds an dem Gehäuse sichergestellt ist, dass die kennzeichnende Größe von dem Sollwert um weniger als den Grenzwert abweicht.In a further step, the bearing plate is attached to the housing. For example, fasteners are used for this purpose. Because of the attachment a displacement of the bearing plate with respect to the housing is no longer possible. Due to the method, the position of the rotor with respect to the stator is within a manufacturing tolerance that is predetermined. In this case, the housing, the bearing plate, the rotor and / or the stator can be manufactured with comparatively large manufacturing tolerances, and the alignment is effected by means of the displacement and the determination of the deviation. In this way, the manufacturing tolerances of the components can be compensated, wherein the electrical machine corresponds to a desired requirement profile. Also, the manufacturing tolerance of the entire electrical machine can be chosen lower than a manufacturing tolerance that would result from the individual components. Thus, the electric machine substantially conforms to specifications, and manufacturing tolerances are reduced. Therefore, the quality of the electric machine is increased, and manufacturing costs are reduced. In addition, in this way, a committee is reduced because it is ensured even before attachment of the bearing plate to the housing, that the characteristic size deviates from the target value by less than the limit.
Beispielsweise wird anhand der kennzeichnenden Größe ermittelt, in welche Richtung und/oder um welchen Betrag das Lagerschild bezüglich des Gehäuses verschoben wird. Mit anderen Worten wird nach Bestimmen der kennzeichnenden Größe lediglich ein einziger Verschiebevorgang durchgeführt, und im Anschluss hieran das Lagerschild an dem Gehäuse befestigt. Beispielsweise wird nach Verschieben des Lagerschildes bezüglich des Gehäuses die kennzeichnende Größe erneut bestimmt und somit verifiziert, dass die Abweichung kleiner oder gleich dem Grenzwert ist. Alternativ wird dies mittels Berechnung sichergestellt. In einer Alternative wird eine Anzahl an Verschiebevorgängen durchgeführt, wobei die Verschiebevorgänge beispielsweise im Voraus festgelegt sind, und wobei jeder Verschiebevorgang somit zu einer bestimmten Verschieberichtung und zu einer vorbestimmten Verschiebeweglänge korrespondiert. Beispielsweise sind die Längen der Verschiebevorgänge stets gleich, jedoch ist die Richtung abgeändert. Nach jedem Verschiebevorgang wird die kennzeichnende Größe bevorzugt erneut bestimmt. Mit anderen Worten wird jedem Verschiebevorgang sowie dem ursprünglichen Zustand jeweils eine kennzeichnende Größe zugeordnet. Auf diese Weise ist es ermöglicht, ein Minimum der kennzeichnenden Größe zu finden, wofür beispielsweise ein Minimierungsalgorithmus verwendet wird. Mit anderen Worten wird iterativ die kennzeichnende Größe bestimmt. Aufgrund der Anzahl an Verschiebevorgängen ist es erleichtert, die Stellung des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses zu ermitteln, bei dem die kennzeichnende Größe um höchstens den Grenzwert von dem Sollwert abweicht.For example, it is determined based on the characteristic size, in which direction and / or by what amount the bearing plate is moved with respect to the housing. In other words, after determining the characteristic quantity, only a single displacement operation is performed, and subsequently the end shield is attached to the housing. For example, after moving the bearing plate with respect to the housing, the characteristic size is determined again and thus verified that the deviation is less than or equal to the limit. Alternatively, this is ensured by means of calculation. In an alternative, a number of shift operations are performed, with the shift operations set, for example, in advance, and thus each shift operation corresponds to a particular shift direction and to a predetermined shift travel length. For example, the lengths of the shift operations are always the same, but the direction is changed. After each shift, the characterizing size is preferably determined again. In other words, each shift operation and the original state are each assigned a characteristic size. In this way, it is possible to find a minimum of the characteristic size, for which a minimization algorithm is used, for example. In other words, the characteristic quantity is iteratively determined. Due to the number of displacement operations, it is easier to determine the position of the bearing plate relative to the housing, in which the characteristic size deviates from the nominal value by at most the limit value.
Vorzugsweise wird als Grenzwert die Abweichung zwischen dem Sollwert und der kennzeichnenden Größe desjenigen aller Verschiebevorgänge herangezogen, die minimal ist. Mit anderen Worten wird nach jedem Verschiebevorgang jeweils die kennzeichnende Größe bestimmt, sowie die kennzeichnende Größe, die vor dem ersten Verschiebevorgang vorliegt. Aus dieser Anzahl an kennzeichnenden Größen wird diejenige kennzeichnende Größe bestimmt, die die geringste Abweichung zu dem Sollwert aufweist. Diese Abweichung wird als Grenzwert herangezogen. Im Anschluss hieran wird das Lagerschild bezüglich des Gehäuses erneut verschoben und zwar auf die Stellung des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses, bei der eben die zu dieser Abweichung korrespondierende kennzeichnende Größe vorlag. Somit ist die Abweichung zwischen dem Sollwert und der kennzeichnenden Größe bei dieser Stellung gleich dem Grenzwert. In dieser Stellung wird das Lagerschild an dem Gehäuse befestigt. Somit weist die elektrische Maschine den minimalst möglichen oder zumindest eine minimale Abweichung zu dem Sollwert auf, weswegen die Fertigungstoleranzen bei der elektrischen Maschine vergleichsweise gering sind.The limit value used is preferably the deviation between the nominal value and the characteristic value of that of all shifting operations, which is minimal. In other words, the characteristic size is determined after each shift operation, as well as the characteristic size that exists before the first shift operation. From this number of characteristic quantities, the characteristic quantity which has the smallest deviation from the desired value is determined. This deviation is used as limit value. Following this, the bearing plate is moved again with respect to the housing and indeed to the position of the bearing plate with respect to the housing, in which just that to this Deviation corresponding characteristic size was present. Thus, the deviation between the target value and the characteristic quantity at this position is equal to the limit value. In this position, the bearing plate is attached to the housing. Thus, the electric machine has the minimum possible or at least a minimum deviation from the desired value, which is why the manufacturing tolerances in the electric machine are comparatively low.
Es wird geeigneterweise eine Anzahl an Verschiebevorgängen durchgeführt, also zumindest zwei Verschiebevorgänge. Vorzugsweise ist die Anzahl der Verschiebevorgänge geringer als zehn Verschiebevorgänge oder acht Verschiebevorgänge. Zweckmäßigerweise ist die Anzahl der Verschiebevorgänge zwischen zwei Verschiebevorgängen und fünf Verschiebevorgängen und geeigneterweise gleich drei Verschiebevorgängen oder vier Verschiebevorgängen. Auf diese Weise ist es möglich, die Veränderung der kennzeichnenden Größe bei den Verschiebevorgängen zu ermitteln und somit im Wesentlichen heuristisch die gewünschte Stellung des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses zu ermitteln, bei der die Abweichung zwischen der kennzeichnenden Größe und dem Sollwert kleiner oder gleich dem Grenzwert ist. Beispielsweise wird anhand dieser Verschiebevorgänge ein theoretisches Minimum der Abweichung oder ein heuristisch gefundenes Minimum der Abweichung bestimmt. Aufgrund der vergleichsweise geringen Anzahl an Verschiebevorgängen ist eine Herstellungszeit nicht übermäßig verlängert.It is suitably carried out a number of shift operations, so at least two shift operations. Preferably, the number of relocations is less than ten relocations or eight relocations. Conveniently, the number of relocations is between two relocations and five relocations, and suitably three relocations or four relocations. In this way, it is possible to determine the change in the characteristic size in the displacement operations and thus essentially heuristically determine the desired position of the bearing plate with respect to the housing, in which the deviation between the characteristic size and the desired value is less than or equal to the limit , For example, a theoretical minimum of the deviation or a heuristically found minimum of the deviation is determined on the basis of these displacement processes. Due to the comparatively small number of displacement processes, a production time is not excessively prolonged.
Geeigneterweise wird das Lagerschild mittels Befestigungsmitteln an dem Gehäuse befestigt. Insbesondere wird als Befestigungsmittel ein Kleber, Klipse oder Schrauben herangezogen. Die Befestigungsmittel sind hierbei derart gewählt, dass das Lagerschild in unterschiedlichen Stellungen bezüglich des Gehäuses befestigt werden kann. Besonders bevorzugt wird das Lagerschild jedoch stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden. Zweckmäßigerweise wird das Lagerschild mit dem Gehäuse verschweißt. Auf diese Weise kann das Lagerschild in unterschiedlichsten Stellungen bezüglich des Gehäuses an diesem befestigt werden. Zweckmäßigerweise wird das Lagerschild mittels Laserverschweißen an dem Gehäuse befestigt. Insbesondere erfolgt hierbei ein Einsatz von Zusatzmaterial, beispielsweise Lot oder dergleichen, oder ein Einsatz von Zusatzmaterial unterbleibt.Suitably, the bearing plate is fastened by means of fastening means to the housing. In particular, an adhesive, clips or screws is used as fastening means. The fastening means are chosen such that the bearing plate can be fixed in different positions with respect to the housing. Particularly preferably, however, the bearing plate is materially connected to the housing. Conveniently, the bearing plate is welded to the housing. In this way, the bearing plate in a variety of positions with respect to the housing can be attached to this. Conveniently, the bearing plate is secured by laser welding to the housing. In particular, in this case there is a use of additional material, such as solder or the like, or a use of additional material is omitted.
Zweckmäßigerweise wird das Gehäuse mittels des Lagerschilds gasdicht verschlossen. Hierfür wird vorzugsweise eine Laserschweißverbindung herangezogen. Aufgrund der gasdichten Verbindung zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse ist ein Eindringen von Fremdpartikeln unterbunden, was eine Zuverlässigkeit der elektrischen Maschine erhöht.Conveniently, the housing is sealed gas-tight by means of the bearing plate. For this purpose, preferably a laser welding connection is used. Due to the gas-tight connection between the bearing plate and the housing intrusion of foreign particles is prevented, which increases reliability of the electrical machine.
Vorzugsweise wird das Lagerschild bezüglich des Gehäuses derart verschoben, dass die kennzeichnende Größe exakt dem Sollwert entspricht. Somit entspricht die Position des Rotors bezüglich des Stators einer exakten Vorgabe. Beispielsweise wird als kennzeichnende Größe eine Konzentrizität des Rotors mit dem Stator herangezogen. Hierbei wird zunächst eine Achse des Stators sowie eine Achse des Rotors bestimmt, wobei diese jeweils insbesondere eine Symmetrieachse darstellen. Geeigneterweise ist der Stator bezüglich der zugeordneten Achse drehsymmetrisch und/oder der Rotor ist bezüglich der dem Rotor zugeordneten Achse drehsymmetrisch. Beispielsweise liegt der Schwerpunkt des Rotors beziehungsweise des Stators auf der jeweils zugeordneten Achse. Als kennzeichnende Größe wird hierbei die Abweichung der beiden Achsen zueinander herangezogen. Preferably, the bearing plate is moved with respect to the housing so that the characteristic size corresponds exactly to the desired value. Thus, the position of the rotor with respect to the stator corresponds to an exact specification. For example, a concentricity of the rotor with the stator is used as the characteristic variable. In this case, an axis of the stator and an axis of the rotor are initially determined, these each representing in particular an axis of symmetry. Suitably, the stator is rotationally symmetric with respect to the associated axis and / or the rotor is rotationally symmetrical with respect to the axis associated with the rotor. For example, the center of gravity of the rotor or of the stator lies on the respectively assigned axis. The characteristic variable used here is the deviation of the two axes from each other.
Beispielsweise wird ein minimaler Abstand der beiden Achsen als kennzeichnende Größe herangezogen, wobei der Abstand beispielsweise lediglich innerhalb des Gehäuses bestimmt wird. Alternativ hierzu wird ein Winkel der beiden Achsen als kennzeichnende Größe herangezogen. Insbesondere ist in diesem Fall der Grenzwert ein bestimmter Winkel beziehungsweise ein bestimmter Abstand der beiden Achsen zueinander. Bei einer Verschiebung des Lagerschilds bezüglich des Rotors wird somit die Position beziehungsweise Ausrichtung der beiden Achsen zueinander verändert und auf diese Weise ebenfalls die kennzeichnende Größe.For example, a minimum distance of the two axes is used as a characteristic size, wherein the distance is determined, for example, only within the housing. Alternatively, an angle of the two axes is used as a characteristic size. In particular, in this case, the limit value is a certain angle or a certain distance of the two axes from each other. Upon a displacement of the bearing plate with respect to the rotor thus the position or orientation of the two axes is changed to each other and in this way also the characteristic size.
Alternativ wird als kennzeichnende Größe ein Rastmoment des Rotors herangezogen. Zur Bestimmung des Rastmoments wird beispielsweise der Rotor um einen bestimmten Betrag rotiert, wobei die drehbare Lagerung mittels des Lagers des Lagerschilds zumindest teilweise realisiert ist. Das Rastmoment bezeichnet hierbei insbesondere eine Kraft oder ein Drehmoment, welches aufgewandt werden muss, um den Rotor um einen bestimmten Betrag oder überhaupt um einen Betrag zu drehen. Alternativ wird der Rotor um eine Vollumdrehung, also 360 Grad, rotiert/gedreht, und das hierbei maximale Drehmoment erfasst. Dieses wird beispielsweise als Rastmoment des Rotors herangezogen. Alternativ wird eine Varianz der hierbei auftretenden Kräfte oder eine maximale Abweichung von einem Mittelwert herangezogen. Das Rastmoment des Rotors wird aufgrund einer Wechselwirkung des Rotors mit dem Stator bestimmt. Je nachdem, in welcher Position sich der Rotor zu dem Stator befindet, variiert das Rastmoment, sodass anhand des Rastmoments die Position des Rotors bezüglich des Stators bestimmt werden kann. Zweckmäßigerweise erfolgt die Verschiebung des Lagerschilds bezüglich des Gehäuses derart, dass das Rastmoment minimal ist. Alternatively, a cogging torque of the rotor is used as the characteristic variable. To determine the cogging torque, for example, the rotor is rotated by a certain amount, wherein the rotatable mounting is at least partially realized by means of the bearing of the bearing plate. The cogging torque here refers in particular to a force or a torque which must be expended in order to rotate the rotor by a specific amount or even by an amount. Alternatively, the rotor is rotated / rotated by one complete revolution, ie 360 degrees, and the maximum torque is detected. This is used, for example, as a cogging torque of the rotor. Alternatively, a variance of the forces occurring here or a maximum deviation from a mean value is used. The cogging torque of the rotor is determined due to an interaction of the rotor with the stator. Depending on the position in which the rotor is located to the stator, the cogging torque varies, so that based on the cogging torque, the position of the rotor relative to the stator can be determined. Appropriately, the displacement of the bearing plate relative to the housing takes place in such a way that the cogging torque is minimal.
Alternativ wird als kennzeichnende Größe eine auf den Rotor wirkende Kraft gewählt. Insbesondere wird die Kraft von dem Stator auf den Rotor ausgeübt. Beispielsweise wird hierbei der Stator bestromt. Geeigneterweise ist hierbei die Kraft in eine radiale Richtung bezüglich des Rotors gerichtet. Besonders bevorzugt umfasst die kennzeichnende Größe die Konzentrizität des Rotors mit dem Stator sowie das Rastmoment des Rotors. Alternativ umfasst die kennzeichnende Größe die Konzentrizität des Rotors mit dem Stator und die auf den Rotor wirkende Kraft. In einer weiteren Alternative umfasst die kennzeichnende Größe das Rastmoment des Rotors sowie die auf den Rotor wirkende Kraft. Besonders bevorzugt umfasst die kennzeichnende Größe die Konzentrizität des Rotors mit dem Stator, das Rastmoment des Rotors sowie die auf den Rotor wirkende Kraft. Hierbei umfasst der Grenzwert zweckmäßigerweise jeweils einen dem jeweiligen Bestandteil der kennzeichnenden Größe zugeordneten Untergrenzwert, sodass die Konzentrizität des Rotors mit dem Stator mit einem ersten Untergrenzwert und das Rastmoment des Rotors mit einem zweiten Untergrenzwert und/oder die auf den Rotor wirkende Kraft mit einem dritten Untergrenzwert verglichen wird und jeweils eine separate Abweichung erstellt wird.Alternatively, a characteristic force acting on the rotor is selected as the characteristic variable. In particular, the force is exerted by the stator on the rotor. For example, in this case the stator is energized. Suitably, in this case the force is directed in a radial direction with respect to the rotor. Particularly preferably, the characteristic size includes the concentricity of the rotor with the stator and the cogging torque of the rotor. Alternatively, the characteristic quantity includes the concentricity of the rotor with the stator and the force acting on the rotor. In a further alternative, the characteristic quantity comprises the cogging torque of the rotor and the force acting on the rotor. Particularly preferably, the characteristic variable includes the concentricity of the rotor with the stator, the cogging torque of the rotor and the force acting on the rotor. In this case, the limit expediently in each case comprises a lower limit value assigned to the respective constituent of the characteristic quantity, so that the concentricity of the rotor with the stator with a first lower limit value and the cogging torque of the rotor with a second lower limit value and / or the force acting on the rotor with a third lower limit value is compared and in each case a separate deviation is created.
Beispielsweise wird die Konzentrizität des Rotors optisch bestimmt. Alternativ hierzu wird diese indirekt bestimmt, beispielsweise aufgrund einer Kraft, welche mittels etwaiger Permanentmagneten des Rotors auf den Stator beziehungsweise aufgrund von Permanentmagneten des Stators auf den Rotor hervorgerufen wird. Zum Beispiel wird das Rastmoment direkt bestimmt, indem der Rotor beispielsweise mechanisch gedreht wird. Alternativ hierzu wird das Rastmoment indirekt bestimmt, insbesondere indem eine elektromotorische Kraft bestimmt wird, insbesondere eine Gegenelektromotorische Kraft (Gegen EMK).For example, the concentricity of the rotor is optically determined. Alternatively, this is determined indirectly, for example, due to a force which is caused by means of any permanent magnets of the rotor on the stator or due to permanent magnets of the stator to the rotor. For example, the cogging torque is determined directly by, for example, mechanically rotating the rotor. Alternatively, the cogging torque is determined indirectly, in particular by determining an electromotive force, in particular a counter electromotive force (counter EMF).
Geeigneterweise umfasst die kennzeichnende Größe eine Störgröße, also insbesondere eine Größe, die bei Betrieb der elektrischen Maschine minimal sein soll, und die beispielsweise einen Einfluss auf den Betrieb der elektrischen Maschine ausübt. Insbesondere wird hierbei die elektromotorische Kraft erfasst, welche als Indiz für das Rastmoment des Rotors herangezogen wird. Alternativ oder in Kombination hierzu wird die Kraft erfasst, welche durch etwaige Permanentmagneten des Rotors hervorgerufen wird. Dies wird als Indiz für eine Deachsierung des Rotors bezüglich des Stators, also zu Ermittlung der Konzentrizität des Rotors herangezogen.Suitably, the characteristic quantity comprises a disturbance variable, that is to say in particular a variable which should be minimal during operation of the electrical machine and which, for example, exerts an influence on the operation of the electrical machine. In particular, in this case the electromotive force is detected, which is used as an indication of the cogging torque of the rotor. Alternatively or in combination, the force is detected, which is caused by any permanent magnets of the rotor. This is used as an indication for a Deachsierung of the rotor with respect to the stator, so to determine the concentricity of the rotor.
Zweckmäßigerweise wird ein topfförmiges Gehäuse herangezogen. Somit wird der Rotor in das topfförmige Gehäuse eingeführt, wobei die etwaige Welle des Rotors zweckmäßigerweise durch einen Topfboden des topfförmigen Gehäuses hindurch geführt wird und somit durch den Boden hindurch ragt. Auf diese Weise wird das Gehäuse mittels Aufsetzen des Lagerschilds verschlossen, und ein Eindringen von Fremdpartikeln in das Gehäuse ist vergleichsweise effektiv unterbunden. Auch ist eine Stabilität des Gehäuses erhöht. Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu wird als Lagerschild ein A-seitiges Lagerschild herangezogen. Mit anderen Worten wird das Lagerschild auf derjenigen Seite der elektrischen Maschine auf das Gehäuse aufgesetzt, auf der ein mittels der elektrischen Maschine angetriebenes oder ein die elektrische Maschine antreibendes Bauteil des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Somit wird mittels Verschieben des Lagerschilds der Rotor bezüglich des Gehäuses auf der Seite ausgerichtet, auf der vergleichsweise große Kräfte einwirken. Auf diese Weise ist ein Verschleiß verringert und eine Qualität erhöht.Appropriately, a pot-shaped housing is used. Thus, the rotor is inserted into the pot-shaped housing, wherein the possible shaft of the rotor is suitably guided through a pot bottom of the cup-shaped housing and thus protrudes through the bottom. In this way, the housing is closed by placing the bearing plate, and penetration of foreign particles into the housing is relatively effectively prevented. Also, a stability of the housing is increased. Alternatively or particularly preferably in combination with this, an A-side end shield is used as the end shield. In other words, the end shield is placed on the side of the electric machine on the housing on which a powered by the electric machine or a driving the electric machine component of the motor vehicle is arranged. Thus, the rotor is aligned by means of displacement of the bearing plate with respect to the housing on the side on which relatively large forces act. In this way wear is reduced and quality is increased.
Die Vorrichtung zur Herstellung einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Haltevorrichtung für ein Gehäuse der elektrischen Maschine, beispielsweise eine Klaue oder ein Einspannwerkzeug. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Verschiebevorrichtung für ein Lagerschild bezüglich des Gehäuses. Die Verschiebevorrichtung dient beispielsweise auch dem Aufsetzen des Lagerschildes auf das Gehäuse. Mittels der Verschiebevorrichtung ist es möglich, das Lagerschild bezüglich des Gehäuses zu verschieben. Beispielsweise ist die Verschiebevorrichtung ein Roboterarm. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung ein Werkzeug zur Befestigung des Lagerschilds an dem Gehäuse, beispielsweise ein Schweißgerät, insbesondere ein Laserschweißgerät. Besonders bevorzugt umfasst die Vorrichtung eine Erfassungsvorrichtung, insbesondere eine Messvorrichtung, mittels derer eine kennzeichnende Größe bestimmt werden kann. Die kenzeichnende Größe kennzeichnet hierbei die Position eines Rotors der elektrischen Maschine bezüglich eines Stators der elektrischen Maschine. Die Vorrichtung ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, entsprechend einem Verfahren betrieben zu werden, bei dem zunächst das Gehäuse mit dem Stator bereitgestellt wird. Dies erfolgt beispielsweise mittels Aufnahme des Gehäuses in die Haltevorrichtung. Ferner wird der Rotor in das Gehäuse eingeführt, was beispielsweise mittels eines geeigneten Werkzeugs erfolgt. In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Lagerschild mit einem Lager zur drehbaren Lagerung des Rotors auf das Gehäuse gesetzt, wofür beispielsweise die Verschiebevorrichtung herangezogen wird. In einem weiteren Arbeitsschritt wird die die Position des Rotors bezüglich des Stators kennzeichnende Größe bestimmt, wofür insbesondere die Erfassungsvorrichtung herangezogen wird. In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Lagerschild bezüglich des Gehäuses derart verschoben, dass eine Abweichung zwischen einem Sollwert und der kennzeichnende Größe kleiner oder gleich einem Grenzwert ist. In einem weiteren Arbeitsschritt wird das Lagerschild an dem Gehäuse befestigt, wofür insbesondere das Werkzeug zur Befestigung des Lagerschilds an dem Gehäuse herangezogen wird. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Steuereinheit mittels derer das Verfahren ausgeführt wird. Hierfür ist die Steuervorrichtung vorzugsweise geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet.The device for producing an electrical machine of a motor vehicle comprises a holding device for a housing of the electrical machine, for example a claw or a clamping tool. Furthermore, the device comprises a displacement device for a bearing plate with respect to the housing. The displacement device is also used, for example, the placement of the bearing plate on the housing. By means of the displacement device, it is possible to move the bearing plate relative to the housing. For example, the displacement device is a robot arm. In addition, the device comprises a tool for fastening the bearing plate to the housing, for example a welding device, in particular a laser welding device. Particularly preferably, the device comprises a detection device, in particular a measuring device, by means of which a characteristic size can be determined. The kenzeichnende size here indicates the position of a rotor of the electric machine with respect to a stator of the electric machine. The device is suitable, in particular provided and set up, to be operated in accordance with a method in which initially the housing is provided with the stator. This takes place for example by means of receiving the housing in the holding device. Further, the rotor is inserted into the housing, which is done for example by means of a suitable tool. In a further step, the bearing plate is set with a bearing for rotatably supporting the rotor on the housing, for which, for example, the displacement device is used. In a further step, the position of the rotor with respect to the stator characterizing size is determined, for which in particular the detection device is used. In a further step, the bearing plate is moved with respect to the housing such that a deviation between a desired value and the characteristic size is less than or equal to a limit. In a further step, the bearing plate is fastened to the housing, for which purpose in particular the tool for fastening the bearing plate to the housing is used. Preferably, the device comprises a control unit by means of which the method is carried out. For this purpose, the control device is preferably suitable, in particular provided and furnished.
Die elektrische Maschine ist Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und insbesondere ein Bestandteil eines Nebenaggregats des Kraftfahrzeugs, wie eines Verstellantriebs. Insbesondere ist die elektrische Maschine ein Bestandteil einer Pumpe, wie einer Schmiermittelpumpe, insbesondere einer Motoröl- oder Getriebeölpumpe. Alternativ hierzu ist die elektrische Maschine ein Bestandteil einer Wasserpumpe, eines Klimakompressors oder eines Heizgebläses (HVAC). In einer Alternative hierzu ist die elektrische Maschine ein Bestandteil eines elektrischen Fensterhebers, einer elektromotorischen Sitzverstellung, einer elektromotorisch betriebenen Heckklappe oder eines elektrischen Schiebedachs. In einer weiteren Alternative ist die elektrische Maschine ein Bestandteil einer Massageeinrichtung eines Fahrzeugsitzes. Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine ein Elektromotor, beispielsweise ein Synchronmotor. Zum Beispiel ist der Elektromotor ein bürstenbehaftetet Kommutatormotor. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet, insbesondere als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Besonders bevorzugt ist die elektrische Maschine ein Lenkungsmotor uns somit ein Bestandteil einer Lenkvorrichtung des Kraftfahrzeugs. Hierbei wird bei Betrieb insbesondere mittels des Elektromotors eine Lenkstange als Verstellteil bewegt. The electric machine is part of a motor vehicle and in particular a component of an auxiliary unit of the motor vehicle, such as an adjusting drive. In particular, the electric machine is a component of a pump, such as a lubricant pump, in particular an engine oil or transmission oil pump. Alternatively, the electric machine is a component of a water pump, an air conditioning compressor or a fan heater (HVAC). In an alternative to this, the electric machine is a component of an electric window lifter, an electromotive seat adjustment, an electric motor operated tailgate or an electric sunroof. In a further alternative, the electric machine is part of a massage device of a vehicle seat. Particularly preferably, the electric machine is an electric motor, for example a synchronous motor. For example, the electric motor is a brushed commutator motor. However, the electric motor is particularly preferably designed brushless, in particular as a brushless DC motor (BLDC). Particularly preferably, the electric machine is a steering motor us thus a part of a steering device of the motor vehicle. In this case, a steering rod is moved as adjustment in particular by means of the electric motor.
Die elektrische Maschine ist gemäß einem Verfahren hergestellt, bei dem zunächst ein Gehäuse mit einem Stator bereitgestellt wird. Ein Rotor wird in das Gehäuse eingeführt, und ein Lagerschild mit einem Lager zur drehbaren Lagerung des Rotors wird auf das Gehäuse gesetzt. Im Montagezustand ist hierbei das Lager sowohl an dem Lagerschild als auch an dem Rotor befestigt. Insbesondere ist das Lager nach Aufsetzen des Lagerschilds auf das Gehäuse sowohl an dem Rotor als auch an dem Gehäuse befestigt. In einem weiteren Arbeitsschritt wird eine die Position des Rotors bezüglich des Stators kennzeichnende Größe bestimmt, und das Lagerschild wird bezüglich des Gehäuses derart verschoben, dass eine Abweichung zwischen einem Sollwert und der kennzeichnenden Größe kleiner oder gleich einem Grenzwert ist. Hierfür wird insbesondere nach einem erfolgten Verschiebevorgang die kennzeichnende Größe erneut bestimmt. Im Anschluss wird das Lagerschild an dem Gehäuse befestigt.The electric machine is manufactured according to a method in which first a housing is provided with a stator. A rotor is inserted into the housing, and a bearing plate with a bearing for rotatably supporting the rotor is placed on the housing. In the assembled state in this case the bearing is attached both to the bearing plate and to the rotor. In particular, the bearing is attached after mounting the end shield on the housing both on the rotor and on the housing. In a further step, a variable characterizing the position of the rotor relative to the stator is determined, and the end plate is displaced relative to the housing such that a deviation between a desired value and the characteristic quantity is less than or equal to a limit value. For this purpose, the characteristic size is determined again in particular after a successful shift operation. Subsequently, the end shield is attached to the housing.
Die Erfindung betrifft ferner einen Verstellantrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer derartigen elektrischen Maschine. Der Verstellantrieb weist hierbei ein Verstellteil auf, das mittels der elektrischen Maschine angetrieben ist. Das Verstellteil ist beispielsweise ein Lenkstrang, eine mit dem Langstrang gekoppelte Zahnstange einer Servolenkung, eine Pumpe, wie eine Schmiermittelpumpe, zum Beispiel eine Getriebe- oder Motorölpumpe, oder eine Wasserpumpe. Alternativ ist der Verstellantrieb ein Klimakompressor, ein Heizgebläse, eine elektromotorische Sitzverstellung oder ein elektromotorischer Fensterherber.The invention further relates to an adjustment drive of a motor vehicle with such an electric machine. The adjusting drive in this case has an adjusting part which is driven by means of the electric machine. The adjustment part is, for example, a steering column, a rack coupled to the long strand of a power steering, a pump, such as a lubricant pump, for example a transmission or engine oil pump, or a water pump. Alternatively, the adjustment is an air conditioning compressor, a heater fan, an electromotive seat adjustment or an electromotive Fensterherber.
Die im Hinblick auf das Verfahren, die Vorrichtung und/oder den Verstellantrieb genannten Weiterbildungen, Ausgestaltungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf die elektrische Maschine zu übertragen und umgekehrt.The refinements, refinements and advantages mentioned with regard to the method, the device and / or the adjusting drive are analogously also to be transferred to the electric machine and vice versa.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 eine Servolenkung eines Kraftfahrzeugs, mit einem Elektromotor, -
2 einen Längsschnitts des ein Lagerschild aufweisenden Elektromotors, -
3 ,4 jeweils perspektivisch den Elektromotor, -
5 schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung des Elektromotors, und -
6 ein Verfahren zur Herstellung des Elektromotors.
-
1 a power steering system of a motor vehicle, with an electric motor, -
2 a longitudinal section of the bearing plate having an electric motor, -
3 .4 each perspectively the electric motor, -
5 schematically a device for producing the electric motor, and -
6 a method for producing the electric motor.
Einander entsprechenden Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehenCorresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals
In
Dem zwischen dem Ritzel
In
Mittels der beiden Lager
An der Welle
In
In einem ersten Arbeitsschritt
In einem dritten Arbeitsschritt
In einem vierten Arbeitsschritt
In einem fünften Arbeitsschritt
Nach dem sechsten Arbeitsschritt
In einem sich anschließenden achten Arbeitsschritt wird das A-seitige Lagerschild 36 mittels des Werkzeugs
Die Verbindung ist gasdicht ausgestaltet, so dass ein Eindringen von Fremdpartikeln in das Gehäuse im Bereich der Stoßkanten des A-seitigen Lagerschilds
Zusammenfassend wird die aus einem Aluminium gefertigte und insbesondere aus Aluminium bestehende Kombination aus Gehäuse
Aufgrund der Ausrichtung des A-seitigen Lagerschilds
Aufgrund der Schweißnaht
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Verstellantriebadjustment
- 44
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 66
- Lenkradsteering wheel
- 88th
- Lenkstangehandlebars
- 1010
- Zahnstangerack
- 1212
- Ritzelpinion
- 1414
- Vorderradfront
- 1616
- Achseaxis
- 1818
- Torsionsstabtorsion bar
- 2020
- erster Sensorfirst sensor
- 2222
- zweiter Sensorsecond sensor
- 2424
- Steuereinheitcontrol unit
- 2626
- elektrische Maschineelectric machine
- 2828
- Drehachseaxis of rotation
- 3030
- Gehäusecasing
- 3232
- B-seitiges LagerschildB-side end shield
- 3434
- erstes Kugellagerfirst ball bearing
- 3636
- A-seitiges LagerschildA-side end shield
- 3838
- zweites Kugellagersecond ball bearing
- 4040
- Wellewave
- 4141
- Muldetrough
- 4242
- Kragencollar
- 4444
- Raumroom
- 4646
- Blechpaketlaminated core
- 4848
- Rotorrotor
- 5050
- Statorstator
- 5252
- elektrische Spuleelectric coil
- 5454
- Vorrichtungcontraption
- 5656
- Haltevorrichtungholder
- 5858
- VerschiebevorrichtungShifter
- 6060
- Werkzeug zur Befestigung des Lagerschilds an dem GehäuseTool for attaching the bearing plate to the housing
- 6262
- Messvorrichtungmeasuring device
- 6464
- Einführwerkzeuginsertion tool
- 6666
- Steuereinheitcontrol unit
- 6868
- Verfahrenmethod
- 7070
- erster Arbeitsschrittfirst step
- 7272
- zweiter Arbeitsschrittsecond step
- 7474
- dritter Arbeitsschrittthird step
- 7676
- vierter Arbeitsschrittfourth step
- 7878
- kennzeichnende Größedistinctive size
- 8080
- fünfter Arbeitsschrittfifth step
- 8282
- Abweichungdeviation
- 8484
- Sollwertsetpoint
- 8686
- sechster Arbeitsschrittsixth step
- 8888
- Verschiebevorgangmove operation
- 9090
- siebter Arbeitsschrittseventh step
- 9292
- Grenzwertlimit
- 9494
- achter Arbeitsschritteighth step
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- SchweißnahtWeld
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DE102017203261.8A DE102017203261A1 (en) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | Method for producing an electrical machine |
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Owner name: BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO. KOMMANDITGESELLSC, DE Free format text: FORMER OWNER: BROSE FAHRZEUGTEILE GMBH & CO. KOMMANDITGESELLSCHAFT, WUERZBURG, 97076 WUERZBURG, DE |
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