Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen elektrischen Maschine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to an electrical machine, and to a method for producing such an electric machine according to the preamble of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Mit der DE 10 2011 084 763 A1 ist eine elektrische Maschine bekannt geworden, bei der ein Stator in einen Poltopf angeordnet ist. Auf dem Poltopf ist ein Deckelteil angeordnet, das ein Lager für die Rotorwelle aufweist. Das Deckelteil ist hierbei aus Kunststoff gefertigt und weist elektrische Leiterelemente zur Kontaktierung der elektrischen Wicklung des Stators auf. Das Deckelteil weist auch eine seitliche Erweiterung auf, die als Anschlussstecker ausgebildet ist. Zur Befestigung des Deckelteils am Poltopf werden weitere Gehäuseteile und Verbindungselemente benötigt.With the DE 10 2011 084 763 A1 An electric machine has become known in which a stator is arranged in a pole pot. On the pole pot, a cover part is arranged, which has a bearing for the rotor shaft. The cover part is in this case made of plastic and has electrical conductor elements for contacting the electrical winding of the stator. The cover part also has a lateral extension, which is designed as a connector. To attach the cover part on the pole pot more housing parts and fasteners are required.
Nachteil einer solchen Ausführung ist, dass ein solcher Lagerdeckel aus Kunststoff nicht geeignet ist, für die Anwendung bei hohen Temperaturen, da dann die exakte Positionierung des Lagers für die Rotorwelle über einen großen Temperaturbereich nicht mehr gewährleistet ist. Das Lagerschild aus Kunststoff verhindert die Ableitung von Wärme aus dem Elektromotor an den Poltopf, so dass die Gefahr besteht, dass sich der Motor überhitzt. Außerdem besteht die Gefahr, dass bei einer hohen Schüttelbelastung der elektrischen Maschine die elektrischen Kontakte zwischen den Spulendrahtwicklungen und den Leiterelementen des Lagerschilds zerstört werden.Disadvantage of such a design is that such a plastic bearing cap is not suitable for use at high temperatures, since then the exact positioning of the bearing for the rotor shaft over a wide temperature range is no longer guaranteed. The plastic end shield prevents the dissipation of heat from the electric motor to the pole pot, so there is a risk that the engine overheats. In addition, there is a risk that at a high shaking load of the electrical machine, the electrical contacts between the coil wire windings and the conductor elements of the end shield are destroyed.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteil der ErfindungAdvantage of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche haben den Vorteil, dass durch die Ausbildung des Lagerschilds aus einem Metallblech einerseits die Lage des Lagers über einen großen Temperaturbereich exakt positioniert bleibt, und andererseits Wärme abgeleitet werden kann. Durch die Schweißverbindung des Lagerschilds mit dem Poltopf kann die Wärme sehr schnell an den Poltopf abgegeben werden. Die Schweißverbindung hält auch einer hohen Schüttelbelastung stand, so dass der Rotor sich zuverlässig axial am Lagerschild abstützen kann. Durch das Festschweißen des Lagerschilds ist der Rotor radial und axial fertig montiert, so dass die Herstellung der elektrischen Kontakte von den Statorspulen zum Anschlussstecker völlig unabhängig von der Lagerung des Rotors vorgenommen werden kann. Daher kann auch eine solche Kontaktierung erschütterungsbeständig und temperaturunempfindlich ausgeführt werden. Weiterer Vorteil der Schweißverbindung ist, dass keine Metallspäne in den Motor gelangen können.The device according to the invention and the method according to the invention with the features of the independent claims have the advantage that on the one hand the position of the bearing over a large temperature range remains exactly positioned by the formation of the end shield from a metal sheet, and on the other hand heat can be dissipated. Due to the welded connection of the bearing plate with the pole pot, the heat can be released very quickly to the pole pot. The weld also withstands a high shaking load so that the rotor can reliably support itself axially on the end shield. By firmly welding the end shield of the rotor is mounted radially and axially ready, so that the production of the electrical contacts from the stator coils to the connector can be made completely independent of the bearing of the rotor. Therefore, such contacting can be performed vibration resistant and temperature insensitive. Another advantage of the welded joint is that no metal chips can get into the engine.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den abhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführungen möglich. Zur Positionierung des Lagerschilds auf dem Poltopf weist letzterer einen umlaufenden Bund auf, in den das Lagerschild eingefügt wird. Um das Lagerschild für den Schweißvorgang exakt zu positionieren, sind am radial äußeren Umfang des Lagerschilds Federlaschen angeordnet, die das Lagerschild im Bund des Poltopfs verspannen. Dadurch ist beim Festschweißen des Lagerschilds am Poltopf eine exakte Positionierung des Lagerschilds gegenüber dem Poltopf gewährleistet.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the given in the dependent claims embodiments are possible. For positioning of the bearing plate on the pole pot latter has a circumferential collar, in which the bearing plate is inserted. In order to position the end plate for the welding process exactly, spring tabs are arranged on the radially outer periphery of the bearing plate, which clamp the bearing plate in the collar of the pole pot. This guarantees exact positioning of the end shield against the pole pot when welding the end shield to the pole pot.
Besonders günstig ist es, wenn das Lagerschild an seinem radial äußeren Umfang radiale Stege aufweist, zwischen denen in Umfangsrichtung jeweils Freiräume ausgespart sind. Durch diese Freiräume können die elektrischen Kontakte der Verschaltungsplatte axial hindurchgeführt werden. Dabei können beispielsweise die radial äußeren Enden der einzelnen Stege direkt an den Poltopf festgeschweißt werden.It is particularly favorable if the end shield has radial webs on its radially outer circumference, between which free spaces are cut out in the circumferential direction. Through these spaces, the electrical contacts of the wiring plate can be passed axially. In this case, for example, the radially outer ends of the individual webs can be welded directly to the pole pot.
In einer alternativen Ausführung kann das Lagerschild radial außerhalb der Stege auch einen geschlossenen Rand aufweisen, der am Polgehäuse festgeschweißt wird. Um die mechanische Stabilisierung des Lagerschilds zu erhöhen und gegebenenfalls Schwingungsanregungen des Lagerschilds zu reduzieren, sind an den radialen Stegen vorteilhaft Sicken angeformt. Diese erstrecken sich bevorzugt radial von den äußeren Enden der Stege hin zu einem radial mittleren Bereich, der vorzugsweise als geschlossener Ring ausgebildet ist. In an alternative embodiment, the bearing plate may also have a closed edge radially outside the webs, which is welded to the pole housing. In order to increase the mechanical stabilization of the bearing plate and possibly to reduce vibration excitations of the bearing plate, beads are advantageously formed on the radial webs. These preferably extend radially from the outer ends of the webs toward a radially central region, which is preferably formed as a closed ring.
In der Mitte des Lagerschilds ist eine runde Aussparung ausgeformt, die zur Aufnahme eines Wälzlagers dient. So kann das zweite Wälzlager mit seinem Außenring fest in diesen Lagersitz eingepresst werden, wobei der Innenring bei der Montage des Lagerschilds auf die Rotorwelle aufgeschoben werden kann. Auf diese Weise kann das Lager im Lagerschild als Loslager ausgebildet sein, wobei das gegenüberliegende Lager am Boden des Poltopfs bevorzugt als Festlager ausgebildet ist.In the middle of the bearing plate a round recess is formed, which serves to receive a rolling bearing. Thus, the second rolling bearing with its outer ring can be pressed firmly into this bearing seat, wherein the inner ring can be pushed upon assembly of the bearing plate on the rotor shaft. In this way, the bearing may be formed in the bearing plate as a floating bearing, wherein the opposite bearing is preferably formed at the bottom of the pole pot as a fixed bearing.
Um das Axialspiel zwischen dem Rotor und dem Loslager auszugleichen, ist zwischen dem Rotor und dem Loslager eine Feder angeordnet, die eine Axialkraft auf das Loslager ausübt. Durch die axiale Vorspannung dieses Federelements können verschiedene Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Bauteile ausgeglichen werden. Die Druckfeder dämpft gleichzeitig Vibrationen des Rotors und vermeidet dadurch eine vorzeitige Beschädigung des Wälzlagers. To compensate for the axial clearance between the rotor and the floating bearing, a spring is arranged between the rotor and the movable bearing, which exerts an axial force on the floating bearing. Due to the axial bias of this spring element different expansion coefficients of the different components can be compensated. The spring dampens vibrations of the same time Rotor, thereby avoiding premature damage to the bearing.
Das Lagerschild verspannt vorteilhaft eine Kontaktplatte, die unterhalb dem Lagerschild angeordnet ist, gegenüber dem Stator, so dass auch Vibrationen der Kontaktplatte gedämpft werden. Dabei liegt die Kontaktplatte axial einerseits an den Spulenträgern der elektrischen Wicklungen an und axial gegenüberliegend an axial wirkenden Federelementen des Lagerschilds.The bearing plate advantageously braces a contact plate, which is arranged below the bearing plate, with respect to the stator, so that vibrations of the contact plate are damped. In this case, the contact plate is axially on the one hand to the coil carriers of the electrical windings and axially opposite to axially acting spring elements of the bearing plate.
Diese Federelemente können in sehr einfacher Weise direkt aus dem Lagerschild ausgestanzt werden, so dass Federlaschen axial nach unten abgewinkelt sind. Diese Federlaschen sind axial soweit abgebogen, dass sie eine axiale Federkraft auf die Kontaktplatte ausüben, sobald das Lagerschild am Poltopf festgeschweißt ist. These spring elements can be punched out in a very simple manner directly from the bearing plate, so that spring tabs are angled axially downwards. These spring tabs are bent axially so far that they exert an axial spring force on the contact plate, as soon as the bearing plate is welded to the pole pot.
In einem weiteren Montageschritt wird auf das Lagerschild axial ein Steckergehäuse aufgesetzt, das einen Anschlussstecker für die Bestromung der elektrischen Maschine aufweist. Dabei sind in den Kunststoffkörper des Steckergehäuses elektrische Leiter eingelegt, die als Stecker-Pins für die elektrische Bestromung dienen. Die gegenüberliegenden Enden der elektrischen Leiter können vorteilhaft mit den Anschluss-Pins der Kontaktplatte verbunden werden, die durch die Freisparungen im Lagerschild axial nach oben ragen. Zur Herstellung eines erschütterungsfesten, thermisch stabilen elektrischen Kontakts können die Anschluss-Pins mit den Leitern des Steckergehäuses verschweißt werden.In a further assembly step, a plug housing is mounted axially on the end plate, which has a connector for the energization of the electric machine. In this case, electrical conductors are inserted into the plastic body of the plug housing, which serve as plug pins for the electrical current supply. The opposite ends of the electrical conductors can be advantageously connected to the terminal pins of the contact plate, which protrude axially through the recesses in the bearing plate upwards. To create a shock-resistant, thermally stable electrical contact, the connection pins can be welded to the conductors of the connector housing.
Durch die Ausbildung des Lagerschilds als Biege-Stanz-Teil kann in einem Arbeitsschritt mit der Herstellung des Lagerschilds auch eine Drehsicherung gegenüber der Kontaktplatte und gegenüber dem Steckergehäuse realisiert werden. Hierzu werden bevorzugt von dem Lagerschild ein erstes Zentrierelement axial nach unten und ein weiteres Zentrierelement axial nach oben gebogen. Diese axialen Zentrierelemente greifen jeweils in entsprechende Aussparungen in der Kontaktplatte und im Steckergehäuse. Gegebenenfalls kann an die Zentrierelemente oder an die entsprechenden Aussparungen auch ein Konus angeformt werden, um die einzelnen Bauteile bei deren Montage in die korrekte Drehlage zu bewegen. Die Kontaktplatte weist Befestigungsabschnitte auf, die mit dem Spulendraht der elektrischen Wicklungen verbunden sind. Diese Verbindungsstellen können vorteilhaft in die axialen Freisparungen des Lagerschilds eingreifen. Des Weiteren stehen von der Kontaktplatte Anschluss-Pins für die Phasen U, V, W ab, die axial berührungslos durch das Lagerschild hindurchgeführt sind, um innerhalb des Steckergehäuses mit den Anschluss-Pins des Anschluß-Steckers verschweißt zu werden. Due to the design of the bearing plate as a bending-punching part can be realized in one step with the production of the bearing plate and a rotation against the contact plate and against the connector housing. For this purpose, a first centering element is preferably bent axially downwards and another centering element axially upwards from the bearing plate. These axial centering engage in respective recesses in the contact plate and in the connector housing. Optionally, a cone can be formed on the centering or on the corresponding recesses in order to move the individual components during their assembly in the correct rotational position. The contact plate has attachment portions which are connected to the coil wire of the electrical windings. These joints can advantageously engage in the axial recesses of the bearing plate. Furthermore, stand from the contact plate terminal pins for the phases U, V, W, which are passed axially contactless through the bearing plate to be welded within the connector housing with the terminal pins of the connector connector.
Um unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Lagerschilds einen zuverlässigen Masse-Kontakt zur Verfügung zu stellen, ist am Lagerschild ein Kontaktelement aus einem elektrisch gut leitenden Material, beispielsweise Kupfer, befestigt. Dieser Masse-Kontakt kann beispielsweise am Lagerschild angenietet sein und wird nach der Montage des Lagerschilds mit elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise einem Entstörkondensator oder einem Drehlagensensor, elektrisch verbunden.In order to provide a reliable ground contact regardless of the surface finish of the end shield, a contact element made of a material with good electrical conductivity, for example copper, is fastened to the end shield. This ground contact, for example, be riveted to the bearing plate and is electrically connected to the assembly of the bearing plate with electronic components, such as a suppression capacitor or a Drehlagensensor.
Der Lagersitz im Lagerschild kann prozesstechnisch günstig mittels Tiefziehen einer zylindrischen Hülse hergestellt werden. Diese Hülse erstreckt sich bevorzugt axial in eine entsprechende zentrale Ausnehmung der Kontaktplatte hinein. Dadurch kann das Wälzlager innerhalb der axialen Ausdehnung der Kontaktplatte angeordnet werden, wodurch die axiale Baulänge der elektrischen Maschine deutlich reduziert wird. Dabei sind die radialen Stege bevorzugt entlang der Axialrichtung gewölbt oder abgewinkelt ausgebildet, so dass das Lagerschild die Kontaktplatte in Axialrichtung weitgehend umschließt.The bearing seat in the bearing plate can be made process technically favorable by deep drawing a cylindrical sleeve. This sleeve preferably extends axially into a corresponding central recess of the contact plate. Thereby, the rolling bearing can be arranged within the axial extent of the contact plate, whereby the axial length of the electric machine is significantly reduced. The radial webs are preferably curved or angled along the axial direction, so that the bearing plate largely surrounds the contact plate in the axial direction.
Zur Realisierung einer Drehlageerfassung des Rotors kann die Rotorwelle besonders vorteilhaft axial das Loslager durchdringen und an ihrem freien Ende ein Sensormagnet befestigt werden. Axial gegenüber zum Sensormagnet ist am Steckergehäuse ein Magnetsensor befestigt, der die Drehlage des Sensormagneten erfasst. Dabei können die Sensorsignale durch Einlegekontakte im Steckergehäuse direkt zum Anschlussstecker geführt werden.In order to realize a rotary position detection of the rotor, the rotor shaft can penetrate the floating bearing axially in a particularly advantageous manner and a sensor magnet can be fastened to its free end. Axially opposite to the sensor magnet, a magnetic sensor is attached to the connector housing, which detects the rotational position of the sensor magnet. The sensor signals can be guided by insert contacts in the connector housing directly to the connector.
Um das Steckergehäuse mit dem Anschlussstecker gegenüber dem Poltopf zuverlässig abzudichten, ist das Steckergehäuse von einem weiteren Metallgehäuse über den gesamten Umfang umschlossen. Das Metallgehäuse ist dicht mit dem Flansch des Poltopfs verschweißt. Dabei ist um den Anschlussstecker eine ringförmige Dichtung zwischen dem Steckergehäuse und dem Metallgehäuse eingefügt.In order to reliably seal the connector housing with the connector with respect to the pole pot, the connector housing is enclosed by a further metal housing over the entire circumference. The metal housing is tightly welded to the flange of the pole pot. In this case, an annular seal between the connector housing and the metal housing is inserted around the connector.
Durch das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren kann mit dem Verschweißen des Lagerschilds eine vorgefertigte Baueinheit gebildet werden, bei der der Rotor vollständig axial und radial gelagert ist. Durch das Einfügen der Statorelemente und des Rotors in den Poltopf kann durch die Montage der axialen Federelemente eine Vibrationsdämpfung erzielt werden, die auch bei großen Schüttelbelastungen über die gesamte Lebenszeit der elektrischen Maschine standhält. Durch das Einfügen der axialen Druckfeder zwischen dem Rotor und dem Innenring des Wälzlagers und den integral an das Lagerschild angeformten Federlaschen, die an der Verschaltungsplatte anliegen, können sowohl die Schwingungen des Rotors als auch der Verschaltungsplatte zuverlässig gedämpft werden. Das Verschweißen des Lagerschilds versteift den Gesamtaufbau der elektrischen Maschine und gewährt die Wärmeableitung aus den elektrischen Wicklungen.By the manufacturing method according to the invention, a prefabricated structural unit can be formed with the welding of the bearing plate, in which the rotor is mounted completely axially and radially. By inserting the stator elements and the rotor in the pole pot can be achieved by mounting the axial spring elements vibration damping, which withstands large shaking loads over the entire lifetime of the electric machine. By inserting the axial compression spring between the rotor and the inner ring of the bearing and integrally formed on the bearing plate spring tabs, which rest against the circuit board, both the vibrations of the rotor and the wiring plate be reliably damped. The welding of the bearing plate stiffens the overall structure of the electric machine and allows the heat dissipation from the electrical windings.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. Show it:
1 ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine, 1 a section through a first embodiment of an electrical machine according to the invention,
2 eine Draufsicht auf das Lagerschild ohne Streckergehäuse gemäß 1, 2 a plan view of the end plate without straightener housing according to 1 .
3 schematisch eine alternative Ausführung, 3 schematically an alternative embodiment,
4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer elektrischen Maschine, und 4 a further embodiment of an electrical machine, and
5 eine Detailansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels. 5 a detailed view of another embodiment.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer fertig montierten elektrischen Maschine 10, bei der ein Stator 16 in einem Gehäuse 14 einer elektrischen Maschine 10 eingesetzt ist. Dabei weist der Stator 16 Spulenträger 36 auf, die beispielsweise als Einzelsegmente 62 separat ausgebildet sind, und mit elektrischen Wicklungen 17 bewickelt sind. Dabei dient das Gehäuse 14 als Poltopf 15, der einen magnetischen Rückschluss für die elektrischen Wicklungen 17 bildet. Der Poltopf 15 weist an seinem offenen Ende einen Flansch 32 auf, auf den weitere Bauteile aufgesetzt sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist der Poltopf 15 an seiner Bodenfläche 40 eine Öffnung auf, durch die eine Rotorwelle 20 hindurchragt, um ein Drehmoment der elektrischen Maschine 10 über ein Abtriebselement 64 an ein nicht dargestelltes Getriebeelement zu übertragen. An der Bodenfläche 40 ist ein erster Lagersitz 70 ausgeformt, in dem ein erstes Wälzlager 72 eingefügt ist. Der Innenring 73 des ersten Wälzlagers 72 ist dabei fest mit der Rotorwelle 20 verbunden. Somit bildet das erste Wälzlager 72, vorzugsweise ein Kugellager – ein Festlager für den Rotor 18. Der Rotor 18 weist einen Rotorkörper 65 auf, der Permanentmagente 68 trägt, die mit den elektrischen Wicklungen 17 zusammenwirken. Der Rotorkörper 65 besteht beispielsweise aus einzelnen, gestapelten Lamellenblechen 66, in denen Aussparungen 67 für die Permanentmagente 68 ausgestanzt sind. Die Spulendraht-Enden 19 der Wicklungen 17 ragen in Axialrichtung 4 über die elektrischen Spulen 63 hinaus. Eine Verschaltungsplatte 22 ist axial auf den Stator 16 aufgesetzt, wobei aus einem Kunststoffkörper 21 ragende Leiterelemente 23 an Befestigunsabschnitten 25 mit dem Spulendraht der Spulen 63 verbunden sind. Dabei sind die elektrische Verbindungen zwischen dem Spulendraht und den Befestigunsabschnitten 25 beispielsweise durch Verschweißen, Verlöten oder Vercrimpen gebildet. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel weisen genau drei Leiterelemente 23 jeweils einen Anschluss-Pin 26 für die Phasen U, V und W auf. Der Kunststoffkörper 21 stützt sich in Axialrichtung 4 über angeformte Abstandshalter 42 am Stator 16 ab. Die Abstandshalter 42 der Verschaltungsplatte 22 sind an deren radial äußerem Rand angeformt. Im Ausführungsbeispiel liegen die Abstandshalter 42 an den Spulenträger-Elementen 36 an, auf die die elektrischen Wicklungen 17 gewickelt sind. Die Spulenträger-Elemente 36 sind hier als Einzelsegmente 62 für jede Spule 63 ausgebildet. Dabei ist auf den Spulenträger-Elementen 36 jeweils eine Isoliermaske 61 für die elektrische Wicklungen 17 radial innerhalb der Abstandshalter 42 angeordnet. Der Kunststoffkörper 21 ist ringförmig ausgebildet, so dass in seiner mittleren Ausnehmung 44 die Rotorwelle 20 des Rotors 18 hindurchragen kann. 1 shows an embodiment of a fully assembled electric machine 10 in which a stator 16 in a housing 14 an electric machine 10 is used. In this case, the stator 16 coil carrier 36 on, for example, as individual segments 62 are formed separately, and with electrical windings 17 are wound. The housing is used 14 as a pole pot 15 , which provides a magnetic inference for the electrical windings 17 forms. The pole pot 15 has a flange at its open end 32 on, are placed on the other components. In the embodiment according to 1 has the pole pot 15 on its bottom surface 40 an opening through which a rotor shaft 20 protrudes to a torque of the electric machine 10 via an output element 64 to be transmitted to an unillustrated transmission element. At the bottom surface 40 is a first camp seat 70 formed in which a first rolling bearing 72 is inserted. The inner ring 73 of the first rolling bearing 72 is fixed to the rotor shaft 20 connected. Thus, the first rolling bearing forms 72 , preferably a ball bearing - a fixed bearing for the rotor 18 , The rotor 18 has a rotor body 65 on, the permanent magpie 68 carries that with the electrical windings 17 interact. The rotor body 65 consists, for example, of individual, stacked laminations 66 in which recesses 67 for the permanent magpie 68 punched out. The coil wire ends 19 the windings 17 protrude in the axial direction 4 over the electric coils 63 out. A circuit board 22 is axially on the stator 16 put on, taking a plastic body 21 protruding ladder elements 23 at Befestigunsabschnitten 25 with the coil wire of the coils 63 are connected. In this case, the electrical connections between the coil wire and the Befestigunsabschnitten 25 formed for example by welding, soldering or crimping. In the described embodiment have exactly three conductor elements 23 one connection pin each 26 for the phases U, V and W. The plastic body 21 supports in the axial direction 4 over molded spacers 42 at the stator 16 from. The spacers 42 the wiring board 22 are formed on the radially outer edge. In the exemplary embodiment are the spacers 42 on the coil carrier elements 36 on which the electrical windings 17 are wound. The coil carrier elements 36 are here as individual segments 62 for each coil 63 educated. It is on the coil carrier elements 36 one insulating mask each 61 for the electrical windings 17 radially inside the spacers 42 arranged. The plastic body 21 is annular, so that in its central recess 44 the rotor shaft 20 of the rotor 18 can protrude through.
Axial oberhalb der Verschaltungsplatte 22 ist ein Lagerschild 54 angeordnet, das an seinem radial äußeren Rand mit dem Poltopf 15 verschweißt ist. Das Lagerschild 54 weist einen zweiten Lagersitz 55 auf, der axial in die mittlere Ausnehmung 44 der Verschaltungsplatte 22 eingreift. Im zweiten Lagersitz 55 ist ein zweites Wälzlager 56 aufgenommen, mittels dessen die Rotorwelle 20 drehbar im Stator 16 gelagert ist. Das zweite Wälzlager 56 ist beispielsweise als Kugellager ausgebildet und stellt ein Loslager für den Rotor 18 dar. Dabei ist ein Außenring 58 des zweiten Wälzlagers 56 drehfest im zweiten Lagersitz 55 und der Innenring 57 axial verschiebbar auf der Rotorwelle 20 befestigt. Das zweite Wälzlager 56 ist dabei axial in der gleichen Ebene wie die Verschaltungsplatte 22 angeordnet, so dass die elektrische Maschine 10 in Axialrichtung 4 sehr kompakt ausgebildet ist. Das Lagerschild 54 weist im Ausführungsbeispiel einzelne radiale Stege 59 auf, zwischen denen hindurch die als Aufnahmehülsen 27 ausgebildeten Befestigungsabschnitte 25 axial nach oben ragen. In Löchern 35 der Aufnahmehülsen 27 sind Spulendraht-Enden 19 der Spulen 63 eingefügt, die beispielsweise in Axialrichtung 4 geringfügig nach oben über die Aufnahmehülse 27 – und vorzugsweise über das Lagerschild 54 – hinaus stehen. Ebenso erstrecken sich die Anschluss-Pins 26 von dem Kuststoffkörper 21 durch das Lagerschild 54 hindurch, um mit entsprechenden Kontakten 30 des Anschluss-Steckers 37 verbunden werden zu können. Im Schnitt durch den Kunststoffkörper 21 sind Verbindungsabschnitte 24 verschiedener Leiterelemente 23 im Querschnitt erkennbar. Die abgeflachten Querschnitte sind sowohl bezüglich der Axialrichtung 4, als auch gegenüber der Radialrichtung 3 versetzt zueinander angeordnet. Dadurch können beispielsweise vier einzelne Leiterelemente 23 in genau zwei axialen Ebenen 8, 9 angeordnet werden. Im der Schnittdarstellung sind axiale Kanäle 28 im Kunststoffkörper 21 zu sehen, die von Haltewerkzeugen für die Leiterelemente 23 im Spritzguß-Werkzeug herrühren. Die Verschaltungsplatte 22 wird zur Vibrationsdämpfung von axialen Federmitteln 246 vom Lagerschild 54 axial nach unten gegen die Spulenträger 36 gepresst. Die Federmittel 246 sind beispielsweise als axialer Federring ausgebildet, der die Rotorwelle 20 umschließt. Der Federring ist bevorzugt als Wellscheibe 250 ausgebildet, die sich axial am Lagerschild 54 und an der Verschaltungsplatte 22 abstützt. Das Federmittel 246 erzeugt eine axiale Vorspannung, die die Verschaltungsplatte 22 auch über einen großen Temperaturbereich und bei großen Schüttelbelastungen exakt positioniert hält. Durch die Ausbildung der Federmittel 246 unabhängig vom Lagerschild 54 kann die Elastizität des Werkstoffs optimal an die Temperaturunterschiede und an die auftretenden Beschleunigungen angepasst werden. Der Rotor 18 ist axial gegenüber dem zweiten Wälzlager 56 mittels einer Druckfeder 86 vorgespannt. Die Druckfeder 86 stützt sich einerseits am Rotorkörper 65 und andererseits am Innenring 57 des zweiten Wälzlagers 56 ab.Axial above the wiring plate 22 is a bearing shield 54 arranged at its radially outer edge with the pole pot 15 is welded. The bearing plate 54 has a second bearing seat 55 on, the axially into the middle recess 44 the wiring board 22 intervenes. In the second camp seat 55 is a second rolling bearing 56 received, by means of which the rotor shaft 20 rotatable in the stator 16 is stored. The second rolling bearing 56 is designed for example as a ball bearing and provides a floating bearing for the rotor 18 This is an outer ring 58 of the second rolling bearing 56 rotatably in the second bearing seat 55 and the inner ring 57 axially displaceable on the rotor shaft 20 attached. The second rolling bearing 56 is axially in the same plane as the wiring plate 22 arranged so that the electric machine 10 in the axial direction 4 is very compact. The bearing plate 54 has in the exemplary embodiment individual radial webs 59 on, between them as receptacles 27 trained attachment sections 25 protrude axially upwards. In holes 35 the receiving sleeves 27 are coil wire ends 19 the coils 63 inserted, for example, in the axial direction 4 slightly upwards over the receiving sleeve 27 - And preferably on the end plate 54 - stand out. Likewise, the connection pins extend 26 from the plastic body 21 through the bearing plate 54 through to with appropriate contacts 30 of the connection plug 37 to be connected. In section through the plastic body 21 are connecting sections 24 different conductor elements 23 recognizable in cross section. The flattened cross sections are both with respect to the axial direction 4 , as well as with respect to the radial direction 3 staggered to each other. Thereby can For example, four individual conductor elements 23 in exactly two axial planes 8th . 9 to be ordered. In the sectional view are axial channels 28 in the plastic body 21 to see the holding tools for the ladder elements 23 in the injection molding tool. The wiring board 22 is used for vibration damping of axial spring means 246 from the end shield 54 axially down against the bobbins 36 pressed. The spring means 246 For example, are formed as an axial spring ring, which is the rotor shaft 20 encloses. The spring ring is preferred as a wave washer 250 formed, which are axially on the bearing plate 54 and on the wiring plate 22 supported. The spring means 246 generates an axial preload, which is the wiring plate 22 also keeps a high position over a wide temperature range and with large shaking loads. By training the spring means 246 independent of the end shield 54 The elasticity of the material can be optimally adapted to the temperature differences and the accelerations occurring. The rotor 18 is axially opposite the second rolling bearing 56 by means of a compression spring 86 biased. The compression spring 86 supported on the one hand on the rotor body 65 and on the other hand on the inner ring 57 of the second rolling bearing 56 from.
Oberhalb des Lagerschilds 54 ist ein Steckergehäuse 33 angeordnet, an dem ein nicht näher dargestellter äußerer Anschlussstecker 37 zur Stromversorgung der elektrischen Maschine 10 angeordnet ist. Am Steckergehäuse 33 sind an dessen Innenseite 39 die elektrischen Kontakte 30 angeordnet, die mit den Anschluss-Pins 26 der Verschaltungsplatte 22 verbunden sind. Die Verschaltungsplatte 22 ist sowohl mit den Spulendraht-Enden 19 als auch mit den elektrischen Kontakten 30 des Anschlusssteckers 37 verbunden ist. Beispielsweise erstrecken sich die elektrischen Kontakte 30 als Kontaktlaschen 34 axial nach unten, so dass sie unmittelbar benachbart zu den Anschluss-Pins 26 angeordnet sind und dann beispielsweise miteinander verschweißt werden. Um die korrekte Lage der Anschluss-Pins 26 in Umfangsrichtung 2 zu gewährleisten, weist sowohl die Verschaltungsplatte 22 gegenüber dem Stator 16 als auch gegenüber dem Lagerschild 54 Positionierungselemente 101 auf, die mit entsprechenden Gegenelementen 100 zusammenwirken. Ebenso ist das Steckergehäuse 33 gegenüber dem Lagerschild 54 mittels einer Drehsicherung (103, 102) positioniert. Im Steckergehäuse 33 ist ein Sensorelement 74 befestigt, das mit einem Signalgeber 75 auf der Rotorwelle 20 zusammenwirkt, um deren Rotorlage zu erfassen. Dazu wird nach der Montage des Lagerschilds 54 ein Magnethalter 78 am freien Ende 80 der Rotorwelle 20 aufgepresst, der einen Sensormagnet 76 aufnimmt. Dessen rotierendes Magnetfeld wird vom Sensorelement 74 erfasst, das als hochauflösendern Magnetfeldsensor 77 ausgebildet ist. Auf dem Steckergehäuse 33 ist ein Metalldeckel 81 gefügt, der am Flansch 32 des Poltopfes 15 dicht festgeschweißt ist. Sowohl das Steckergehäuse 33 als auch der Metalldeckel 81 weisen jeweils eine kreisförmige Umfangswand 82, 83 auf, die radial nebeneinander angeordnet sind. Zwischen dem Steckergehäuse 33 und der Innenwand des Metalldeckels 81 ist ein Radialdichtring 84 eingepresst, der die elektrische Maschine 10 zum Anschlußstecker 37 hin abdichtet. Des Weiteren ist zwischen dem Steckergehäuse 33 und der dem Metalldeckel 81 ein axiales Federelement 85 angeordnet, das das Steckergehäuse 33 axial gegen den Flansch 32 des Poltopfes 15 presst.Above the bearing plate 54 is a plug housing 33 arranged on which an unspecified outer connector 37 for powering the electrical machine 10 is arranged. On the connector housing 33 are on the inside 39 the electrical contacts 30 arranged with the connection pins 26 the wiring board 22 are connected. The wiring board 22 is with both the coil wire ends 19 as well as with the electrical contacts 30 of the connector 37 connected is. For example, the electrical contacts extend 30 as contact tabs 34 axially down so that they are immediately adjacent to the connection pins 26 are arranged and then welded together, for example. To the correct location of the connection pins 26 in the circumferential direction 2 to ensure has both the wiring plate 22 opposite the stator 16 as well as opposite the end shield 54 positioning elements 101 on, with corresponding counter elements 100 interact. Likewise, the connector housing 33 opposite the end shield 54 by means of a rotation lock ( 103 . 102 ). In the connector housing 33 is a sensor element 74 attached, that with a signaler 75 on the rotor shaft 20 cooperates to detect their rotor position. This is done after mounting the end shield 54 a magnet holder 78 at the free end 80 the rotor shaft 20 Pressed, the one sensor magnet 76 receives. Its rotating magnetic field is from the sensor element 74 recorded as a high-resolution magnetic field sensor 77 is trained. On the connector housing 33 is a metal lid 81 joined, at the flange 32 of the pole pot 15 is tightly welded. Both the connector housing 33 as well as the metal lid 81 each have a circular peripheral wall 82 . 83 on, which are arranged radially side by side. Between the connector housing 33 and the inner wall of the metal lid 81 is a radial seal 84 pressed in, the electric machine 10 to the connector 37 seals off. Furthermore, between the connector housing 33 and the metal lid 81 an axial spring element 85 arranged, which is the connector housing 33 axially against the flange 32 of the pole pot 15 pressed.
In 2 ist die elektrische Maschine gemäß 1 ohne Steckergehäuse 33 und Metalldeckel 81 dargestellt. Das Lagerschild 54 ist an den äußeren radialen Enden 96 der radialen Stege 59 am Poltopf 15 festgeschweißt. Zur Montage des Lagerschilds 54 sind an dessen äußerem Umfang Federzungen 88 angeordnet, die das Lagerschild 54 in einem axialen Absatz 89 des Poltopfs 15 radial verspannen. Die Federzungen können als axiale Laschen an den radialen Enden 96 der Stege 59 ausgebildet sein, die radial federnd am Innenumfang des Polgehäuses 15 anliegen. Dadurch ist das Lagerschild 54 für den Schweißprozess exakt im Poltopf 15 positioniert. Dabei wird bevorzugt eine Schweißnaht 90 oder Schweißpunkte in Umfangsrichtung 2 entlang dem radial äußeren Rand 96 der radialen Stege 59 ausgebildet. Dadurch ist eine gute thermische und elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Lagerschild 54 und dem Poltopf 15 gewährleistet. Im Ausführungsbeispiel sind genau sechs radiale Stege 59 ausgebildet. Zwischen zwei radialen Stegen 59 ist jeweils eine Freisparung 91 ausgespart, durch die die Aufnahmehülsen 27 und die Anschluss-Pins 26 axial hindurchgeführt sind. Die Freisparungen 91 sind bei dieser Ausführung beispielsweise radial zum Poltopf 15 hin offen ausgebildet. Die Anschluss-Pins 26 sind radial weiter innen als die Aufnahmehülsen 27 angeordnet. Daher sind für die drei Anschluss-Pins 26 drei zusätzliche radiale Ausschnitte 92 ausgeformt, in dem sich die Anschluss-Pin 26 aufgrund ihrer federnden Anbindung an die Verschaltungsplatte 22 mittels der federnden Bereiche 38 in gewissen Grenzen in Umfangsrichtung 2 und Radialrichtung 3 bewegen können. Im Ausführungsbeispiel sind im Lagerschild 54 beispielsweise sechs Freisparungen 91 ausgeformt, wobei in drei benachbarten Freisparungen 91 die zusätzlichen radialen Ausschnitte 92 für die Anschluss-Pins 26 ausgebildet sind. In 2 is the electric machine according to 1 without connector housing 33 and metal lid 81 shown. The bearing plate 54 is at the outer radial ends 96 the radial webs 59 at the pole pot 15 welded. For mounting the end shield 54 are at the outer periphery spring tongues 88 arranged the bearing shield 54 in an axial step 89 of the pole pot 15 radially clamp. The spring tongues can act as axial tabs at the radial ends 96 of the bridges 59 be formed, the radially resilient on the inner circumference of the pole housing 15 issue. This is the end shield 54 for the welding process exactly in the pole pot 15 positioned. In this case, a weld is preferred 90 or welds in the circumferential direction 2 along the radially outer edge 96 the radial webs 59 educated. As a result, a good thermal and electrical conductivity between the end shield 54 and the pole pot 15 guaranteed. In the embodiment, exactly six radial webs 59 educated. Between two radial webs 59 each is a cutout 91 recessed through which the receiving sleeves 27 and the connection pins 26 are passed axially. The recesses 91 are in this embodiment, for example, radially to the pole pot 15 formed open. The connection pins 26 are radially further inside than the receiving sleeves 27 arranged. Therefore, for the three connector pins 26 three additional radial cutouts 92 shaped, in which the connection pin 26 due to their resilient connection to the wiring plate 22 by means of the resilient areas 38 within certain limits in the circumferential direction 2 and radial direction 3 can move. In the exemplary embodiment are in the end plate 54 for example, six recesses 91 formed in three adjacent recesses 91 the additional radial cutouts 92 for the connection pins 26 are formed.
An den anderen Freisparungen 91 sind dann die Positionierelemente 60 und ein Massekontakt 95 zur EMV-Entsörungung ausgebildet. Entlang den Stegen 59 sind in Radialrichtung 3 verlaufenden Sicken 93 ausgeformt. Diese sind beispielsweise als radial nach unten eingedrückte Kerben ausgebildet. Diese Sicken 93 verlaufen vom radial äußeren Rand 96 der Stege 59 bis in einen radialen mittleren Bereich 94 des Lagerschilds 54, der als in Umfangsrichtung 2 geschlossene Ringfläche ausgebildet ist. In diesen radial mittleren Bereich 94 sind als axiale Federmittel 246 Federlaschen 46 in Umfangsrichtung 2 aus dem Lagerschild 54 ausgestanzt, die axial nach unten abgewinkelt sind. Im festgeschweißten Zustand des Lagerschilds 54 pressen diese Federlaschen 46 die Verschaltungsplatte 22 axial gegen die Spulenträger 36. Im Ausführungsbeispiel sind genau drei solcher tangentialer Federlaschen 46 gleichmäßig über den Umfang verteilt. Als Positionierelement 60 ist eine erste Positionierlasche 100 axial nach unten gebogen, wo sie in ein entsprechendes Gegenelement 101 der Verschaltungsplatte 22 eingreift, um ein Verdrehen der Verschaltungsplatte 22 zu verhindern. Des Weiteren ist am Lagerschild 54 als weiteres Positionierelement 60 eine zweite Zentrierlasche 102 axial nach oben abgewinkelt, die in ein entsprechendes zweites Gegenelement 103 am Steckergehäuse 33 eingreift, um ein Verdrehen des Steckergehäuses 33 zu verhindern. Dadurch wird mittels des Biegestanz-Prozesses zur Herstellung des Lagerschilds 54 gleichzeitig sowohl die axiale Vorspannung gegenüber der Verschaltungsplatte 22 als auch die Verdrehsicherung der Verschaltungsplatte 22 und des Steckgehäuses 33 realisiert. Am Lagerschild 54 ist der Massekontakt 95 angeordnet, der beispielsweise mit einem Entstörkondensator und/oder dem Sensorelement 74 des Steckergehäuses 33 kontaktiert werden kann. Da die Oberfläche des Lagerschilds 54 mit Zink oder einem Oxid beschichtet sein kann, ist der Massekontakt 95 aus einem elektrisch gut leitenden Metall, beispielsweise aus Kuper ausgebildet. Dazu ist hier der Massekontakt 95 als separates Bauteil hergestellt und an der Oberfläche des Lagerschilds 54 befestigt, beispielsweise mittels Nieten 97. Alternativ kann der Massekontakt 95 jedoch auch direkt an der Oberfläche des Lagerschildes 54 ausgebildet sein, an dem ein axial federnder Federkontakt angelegt werden kann. Im radial mittleren Bereich des Lagerschilds 54 ist als zweiter Lagersitz 55 ein zylindrischer Fortsatz 53 an dem geschlossenen Ringbereich 94 des Lagerschilds 54 angeformt. Dabei erstreckt sich der axiale Fortsatz 53 etwa über den gesamten axialen Bereich der Verschaltungsplatte 22. Die radialen Stege 59 sind dabei gewölbt oder abgewinkelt ausgebildet, so dass das Lagerschild 54 die Verschaltungsplatte 22 in Axialrichtung 4 praktisch vollständig umschließt. In den axialen Fortsatz 53 ist der Außenring 58 des Loslagers eingepresst, wobei der Innenring 57 von der Rotorwelle 20 axial verschiebbar durchdrungen wird. Im Magnethalter 78 am freien Ende 80 der Rotorwelle 20 ist ein scheibenförmiger Sensormagnet 76 eingeklebt, der als Signalgeber 75 für die Drehlageerkennung wirkt. At the other recesses 91 are then the positioning elements 60 and a ground contact 95 trained for EMC decoding. Along the jetties 59 are in the radial direction 3 running beads 93 formed. These are formed, for example, as radially depressed notches. These beads 93 extend from the radially outer edge 96 of the bridges 59 to a radial middle Area 94 of the end shield 54 acting as a circumferential direction 2 closed annular surface is formed. In this radially middle area 94 are as axial spring means 246 spring shackles 46 in the circumferential direction 2 from the end shield 54 stamped, which are angled axially downwards. In the welded state of the end shield 54 squeeze these spring tabs 46 the wiring board 22 axially against the coil carrier 36 , In the embodiment, exactly three such tangential spring tabs 46 evenly distributed over the circumference. As a positioning element 60 is a first positioning tab 100 bent axially downwards where it fits into a corresponding counter element 101 the wiring board 22 engages to twist the wiring board 22 to prevent. Furthermore, on the end shield 54 as another positioning element 60 a second centering tab 102 axially angled upwards, in a corresponding second counter element 103 on the connector housing 33 engages to twist the plug housing 33 to prevent. This is done by means of the bending punch process for the production of the bearing plate 54 at the same time both the axial bias relative to the wiring plate 22 as well as the rotation of the wiring board 22 and the plug housing 33 realized. At the camp sign 54 is the ground contact 95 arranged, for example, with a suppression capacitor and / or the sensor element 74 of the connector housing 33 can be contacted. As the surface of the end shield 54 can be coated with zinc or an oxide is the ground contact 95 made of a highly electrically conductive metal, such as copper. In addition here is the ground contact 95 manufactured as a separate component and on the surface of the bearing plate 54 fastened, for example by means of rivets 97 , Alternatively, the ground contact 95 but also directly on the surface of the bearing plate 54 be formed, on which an axially resilient spring contact can be applied. In the radially middle area of the end shield 54 is as a second camp seat 55 a cylindrical extension 53 at the closed ring area 94 of the end shield 54 formed. In this case, the axial extension extends 53 over the entire axial area of the wiring plate 22 , The radial webs 59 are arched or angled, so that the bearing plate 54 the wiring board 22 in the axial direction 4 practically completely encloses. In the axial extension 53 is the outer ring 58 pressed the movable bearing, wherein the inner ring 57 from the rotor shaft 20 is permeated axially displaceable. In the magnet holder 78 at the free end 80 the rotor shaft 20 is a disc-shaped sensor magnet 76 glued in as a signal generator 75 for the rotational position recognition acts.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lagerschilds 54, bei dem die radialen Stege 59 näherungsweise rechtwinklig axial nach unten abgewinkelt sind. An den radialen Enden 96 der Stege 59 schließt sich wiederum ein radial nach außen erstreckender Befestigungsbereich 196 an, an den die Schweißnaht 90 angebracht wird, die das Lagerschild 54 mit dem Poltopf 15 verbindet. Dabei wirken die abgewinkelten radialen Stege 59 als radiale Federn 88, mittels denen das Lagerschild 54 bei der Montage in den zylindrischen Absatz 89 des Poltopfs 15 eingepresst werden kann. In den Freisparungen 91 zwischen den Stegen 59 sind wiederum die Befestigungsabschnitte 25 der Verschaltungsplatte 22 angeordnet, die dann mit den Spulendraht-Enden 19 elektrisch verbunden werden. Die Anschluss-Pins 26 stehen wieder axial über das Lagerschild 54 hinaus, um in einem späteren Montageschritt mit den elektrischen Kontakten 30 des Steckergehäuses 33 verschweißt zu werden. Ebenfalls erstrecken sich als Positionierelemente 60 zweite Zentrierlaschen 102 axial nach oben, die nach der Montage des Steckergehäuses 33 in entsprechende Gegenelemente 103 des Steckergehäuses 33 eingreifen. Das zweite Wälzlager 56 ist hier vollständig innerhalb der axialen Erstreckung des Lagerschilds 54 und insbesondere dessen radialer Stege 59 angeordnet. Ebenso ist die Verschaltungsplatte 22 axial in der gleichen Ebene mit dem Lagerschild 54 angeordnet. Zwischen dem Innenring 57 und dem Rotorkörper 65 ist hier als Druckfeder 86 eine Spiralfeder 87 angeordnet, die die Rotorwelle 20 umschließt. Diese Spiralfeder 87 wird bei der Montage des Lagerschilds 54 axial vorgespannt, bevor das Lagerschild 54 festgeschweißt wird. Der Signalgeber 75 steht axial über das Lagerschild 54 über und wirkt mit einem axial gegenüberliegenden Sensorelement 74 zusammen, das an der Innenseite 29 des Steckergehäuses 33 befestigt, beispielsweise festgeklebt ist. 3 shows a further embodiment of a bearing plate according to the invention 54 in which the radial webs 59 are bent approximately at right angles axially downwards. At the radial ends 96 of the bridges 59 in turn closes a radially outwardly extending mounting area 196 to which the weld 90 is attached, the bearing plate 54 with the pole pot 15 combines. The angled radial webs act here 59 as radial springs 88 , by means of which the end shield 54 during assembly in the cylindrical paragraph 89 of the pole pot 15 can be pressed. In the recesses 91 between the bridges 59 again are the attachment sections 25 the wiring board 22 then arranged with the coil wire ends 19 be electrically connected. The connection pins 26 are again axially over the bearing plate 54 addition, in a later assembly step with the electrical contacts 30 of the connector housing 33 to be welded. Also extend as positioning elements 60 second centering tabs 102 axially upward after assembly of the connector housing 33 in corresponding counter elements 103 of the connector housing 33 intervention. The second rolling bearing 56 is here completely within the axial extent of the bearing plate 54 and in particular its radial webs 59 arranged. Likewise, the wiring board 22 axially in the same plane with the end shield 54 arranged. Between the inner ring 57 and the rotor body 65 is here as a compression spring 86 a coil spring 87 arranged the rotor shaft 20 encloses. This spiral spring 87 is during assembly of the end shield 54 axially preloaded before the end shield 54 is welded. The signal generator 75 is axially above the bearing plate 54 over and acting with an axially opposite sensor element 74 together, on the inside 29 of the connector housing 33 attached, for example, is glued.
In 4 ist eine weitere Variation der Erfindung dargestellt, bei der das Lagerschild 54 an seinem radial äußeren Rand einen geschlossenen Umfang 98 aufweist. Die Stege 59 sind in Axialrichtung 4 abgewinkelt und verbinden den sich in Radialrichtung 3 erstreckenden geschlossenen Umfang 98 mit dem radial mittleren Ringbereich 94. Dabei sind wieder Freisparungen 91 für die Befestigungsabschnitte 25 der Verschaltungsplatte 22 ausgeformt, die hier axial von dem geschlossenen Umfang 98 begrenzt sind. Der geschlossene Umfang 98 des Lagerschilds 54 ist hier auch innerhalb eines zylindrischen Absatz 89 im Poltopf 15 zentriert und wird an der Verbindungslinie in Umfangsrichtung 2 – insbesondere mit Unterbrechungen – festgeschweißt. Die Anschluss-Pins 26 werden hier durch Freisparungen 92 im mittleren Ringbereich 94 geführt. Als zweite Zentrierlaschen 102 sind zwei Blechteile jeweils axial nach oben abgebogen, und insbesondere in Radialrichtung 3 eingedrückt. Der axiale Fortsatz 53 für den zweiten Lagersitz 55 weist hier einen ringförmigen Wulst 99 auf, der beispielsweise als axialer Anschlag für den Außenring 58 nutzbar ist. In 4 a further variation of the invention is shown in which the end shield 54 at its radially outer edge a closed circumference 98 having. The bridges 59 are in the axial direction 4 Angled and connect in the radial direction 3 extending closed scope 98 with the radially middle ring area 94 , There are again recesses 91 for the attachment sections 25 the wiring board 22 formed here axially from the closed circumference 98 are limited. The closed scope 98 of the end shield 54 Here is also inside a cylindrical paragraph 89 in the pole pot 15 centered and is at the connecting line in the circumferential direction 2 - especially with interruptions - welded. The connection pins 26 be here by recesses 92 in the middle ring area 94 guided. As second centering tabs 102 two sheet metal parts are each bent axially upwards, and in particular in the radial direction 3 pressed. The axial extension 53 for the second bearing seat 55 here has an annular bead 99 on, for example, as an axial stop for the outer ring 58 is usable.
In 5 ist eine Variation der Erfindung dargestellt, bei der am offenen Rand des Polgehäuse 14 Prägestellen 300 ausgebildet sind, an denen das Lagerschild 54 festgeschweißt ist. Da beim Anformen des Flansches 32 am Polgehäuses 14 mittels Tiefziehen ein Radius 310 zur Umfangswand 320 des Polgehäuses 14 angeformt wird, kann im Bereich dieses Radius 310 nur sehr schwierig eine zuverlässige Schweißnaht 90 mittels Laserschweißen ausgebildet werden, die das Lagerschild 54 mit dem Polgehäuse 14 verbindet. Daher sind Bereich dieses Radius 310 mehrere Prägestellen 300 axial eingedrückt, die eine scharfe Kante 330 zum Lagererschild 54 hin ausbilden. Dadurch liegt das Lagerschild 54 radial bündig über einen gewissen Umfangsbereich an der Kante 320 an. Daher bildet die Kante der Prägestelle 300 eine definierte radiale Anlagefläche für die radial äußere Umfangsfläche 89 des Lageschilds 54, an der eine reproduzierbare Schweißnaht 90 ausgebildet werden kann. Die radial äußere Umfangsfläche 89 ist hier an den radialen Stegen 59 des Lagerschilds 54 ausgebildet. Entsprechend sind am Polgehäuse über den Umfang an jedem radialen Steg 59 eine Prägestelle 300 ausgebildet, die sich in etwa in Umfangsrichtung 2 über den Breite der radialen Stege 59 erstreckt. Die Schweißnaht 90 zwischen der Kante 330 und dem Lagerschild 54 erstreckt sich bevorzugt ebenfalls über die gesamte Breite der radialen Stege 59 in Umfangsrichtung. Bevorzugt stützt sich das Lagerschild 54 axial an dem zylindrischen Absatz 89 des Polgehäuses 14 ab. In 5 a variation of the invention is shown in which at the open edge of the pole housing 14 embossed points 300 are formed, where the end shield 54 is welded. Because when molding the flange 32 at the pole housing 14 by deep drawing a radius 310 to the peripheral wall 320 of the pole housing 14 can be formed in the range of this radius 310 very difficult a reliable weld 90 be formed by laser welding, the bearing plate 54 with the pole housing 14 combines. Therefore, range are this radius 310 several embossments 300 axially indented, which has a sharp edge 330 to the camp sign 54 train up. This is the bearing plate 54 radially flush over a certain peripheral area at the edge 320 at. Therefore, the edge forms the embossing point 300 a defined radial contact surface for the radially outer peripheral surface 89 of the bearing shield 54 at which a reproducible weld 90 can be trained. The radially outer peripheral surface 89 is here at the radial webs 59 of the end shield 54 educated. Accordingly, on the pole housing over the circumference at each radial web 59 a stamping 300 formed, which is approximately in the circumferential direction 2 across the width of the radial webs 59 extends. The weld 90 between the edge 330 and the end shield 54 preferably also extends over the entire width of the radial webs 59 in the circumferential direction. Preferably, the bearing plate is supported 54 axially on the cylindrical shoulder 89 of the pole housing 14 from.
Hierbei ist an den axialen Enden des Lagerschilds eine Fase 340 angeformt, die das axiale Einfügen des Lagerschilds 54 in den zylindrischen Absatz 89 erleichtert.Here is a bevel at the axial ends of the bearing plate 340 molded, which is the axial insertion of the bearing plate 54 in the cylindrical paragraph 89 facilitated.
Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der elektrischen Maschine 10 wird zuerst der Stator 16 in den Poltopf 15 eingesetzt. Dazu werden die als Einzelsegmente 62 ausgebildeten Spulenträger 36 mit einer Isolationsmaske 61 bestückt und mit elektrischen Wicklungen 17 bewickelt, bevor diese in das Polgehäuse 15 eingesetzt werden. Danach wird der Rotor 18 axial in den Poltopf 15 eingefügt, so dass die Rotorwelle 20 fest in das erste Wälzlager 72 eingepresst wird. Danach wird die Verschaltungsplatte 22 axial auf den Spulen 63 angeordnet und mit den Spulendraht-Enden 19 elektrisch kontaktiert, bevorzugt verschweißt. Danach wird die Druckfeder 86 axial auf den Rotorkörper 65 gefügt, wobei bei der Montage des Lagerschilds 54 der Innenring 57 die Druckfeder 86 axial vorspannt. Gleichzeitig drücken die aialen Federmittel 246 axial gegen die Verschaltungsplatte 22, so dass auch diese axial verspannt ist. Unter dieser Vorspannung wird das Lagerschild 54 an dessen radialen äußeren Enden mit dem Poltopf 15 verschweißt. Dabei greift die erste Zentrierlasche 100 des Lagerschilds 54 in entsprechende Gegenelemente 101 der Verschaltungsplatte 22. Nach dem Festschweißen des Lagerschilds 54 ist der Rotor 18 zuverlässig radial und axial schwingungsgedämpft im Poltopf 15 gelagert. In diesem Zustand stehen die Anschluss-Pins 26 und die zweite Zentrierlasche 102 axial nach oben ab, so dass das Steckergehäuse 33 mit seinem Gegenelement 103 axial auf die Zentrierlasche 102 gefügt werden kann. Dabei liegt das Steckergehäuse 33 axial am Flansch 32 des Poltopfes 15 an. Durch radiale Fenster 110 im Steckergehäuse 33 können die Anschluss-Pins 26 mit den elektrischen Kontakten 30 des Steckergehäuses 33 verschweißt werden. Ebenso kann der Entstörkondensator des Steckergehäuses 33 mit dem Massekontakt 95 verschweißt werden oder eine Kontaktfeder die mit dem Entstörkondensator verbunden ist, axial gegen das Lagerschild 54 gepresst werden um eine elektrische Verbindung mit dem Polgehäuse 15 herzustellen. Danach wird der Dichtring 84 auf das Steckergehäuse 33 gefügt und bei der Montage des Metalldeckels 81 gegenüber diesem verspannt. Der Metalldeckel 81 liegt wiederum am Flansch 32 an und wird über den gesamten Umfang dicht an den Poltopf 15 angeschweißt. Dadurch ist der axial nach oben abstehende Anschlussstecker 37 zuverlässig gegenüber dem Gehäuse 14 der elektrischen Maschine 10 abgedichtet. Um unterschiedliche Materialausdehnungen der einzelnen Bauteile über einen großen Temperaturbereich auszugleichen, ist zwischen dem Metalldeckel 81 und dem Steckergehäuse 33 eine axiale Feder 85 angeordnet, die das Steckergehäuse 33 axial gegen den Flansch 32 presst.In the inventive manufacturing method of the electric machine 10 first becomes the stator 16 in the pole pot 15 used. These are as individual segments 62 trained coil carrier 36 with an isolation mask 61 equipped and with electrical windings 17 wrapped before this in the pole housing 15 be used. Then the rotor becomes 18 axially in the pole pot 15 inserted so that the rotor shaft 20 firmly in the first rolling bearing 72 is pressed. Thereafter, the wiring board 22 axially on the coils 63 arranged and with the coil wire ends 19 electrically contacted, preferably welded. After that, the compression spring 86 axially on the rotor body 65 joined, taking during assembly of the bearing plate 54 the inner ring 57 the compression spring 86 axially biased. At the same time press the aial spring means 246 axially against the wiring plate 22 , so that this is also axially clamped. Under this bias, the bearing plate 54 at its radial outer ends with the pole pot 15 welded. The first centering tab engages 100 of the end shield 54 in corresponding counter elements 101 the wiring board 22 , After welding the end shield 54 is the rotor 18 reliable radial and axial vibration damping in the pole pot 15 stored. In this state are the connection pins 26 and the second centering tab 102 axially upwards, leaving the connector housing 33 with its counter element 103 axially on the centering tab 102 can be joined. This is the connector housing 33 axially on the flange 32 of the pole pot 15 at. Through radial windows 110 in the connector housing 33 Can the connection pins 26 with the electrical contacts 30 of the connector housing 33 be welded. Likewise, the suppression capacitor of the connector housing 33 with the ground contact 95 be welded or a contact spring which is connected to the suppression capacitor, axially against the bearing plate 54 be pressed to an electrical connection with the pole housing 15 manufacture. Then the sealing ring 84 on the connector housing 33 joined and when mounting the metal lid 81 braced against this. The metal lid 81 again lies on the flange 32 and is over the entire circumference close to the pole pot 15 welded. This is the axially upward protruding connector 37 Reliable with respect to the housing 14 the electric machine 10 sealed. To compensate for different material expansions of the individual components over a wide temperature range, is between the metal lid 81 and the connector housing 33 an axial spring 85 arranged the the connector housing 33 axially against the flange 32 pressed.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die Geometrie und die konkrete Ausbildung des Lagerschilds 54 variiert werden und an die Form und Gestaltung der Verschaltungsplatte 22 und deren Leiterelemente 23 angepasst werden. Anstelle der Aufnahmehülsen 27 können die Befestigungsabschnitte 25 auch auf andere Weise mit den Spulendrähten verbunden – insbesondere verschweißt werden. Ebenso kann die Lage der Anschluss-Pins 26 und deren Anbindung an das entsprechende Steckergehäuse 33 angepasst werden. Die Positionierelemente 60, 101, 103 und die Federelemente 46, 86, 85 können entsprechend den Anforderungen bezüglich Temperatur und Erschütterung variiert werden. Die elektrische Maschine 10 findet vorzugsweise Anwendung in einer Getriebe-Antriebseinheit als Motorraumsteller im Kraftfahrzeug, beispielsweise zur Verstellung von beweglichen Teilen oder Betreiben von Pumpen im Motorraum, ist jedoch nicht auf solche Anwendungen beschränkt.It should be noted that, with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a variety of possible combinations of the individual features are possible with one another. For example, the geometry and the concrete design of the bearing plate 54 be varied and the shape and design of the wiring board 22 and their conductor elements 23 be adjusted. Instead of the receptacles 27 can the attachment sections 25 also connected in other ways with the coil wires - in particular welded. Similarly, the location of the connection pins 26 and their connection to the corresponding connector housing 33 be adjusted. The positioning elements 60 . 101 . 103 and the spring elements 46 . 86 . 85 can be varied according to the temperature and vibration requirements. The electric machine 10 is preferably used in a transmission drive unit as an engine compartment in the motor vehicle, for example, for the adjustment of moving parts or operating pumps in the engine compartment, but is not limited to such applications.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102011084763 A1 [0002] DE 102011084763 A1 [0002]
