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Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, umfassend ein Gehäuse mit einem darin in einem radialen Pressverband aufgenommenen Stator und mit einem im Bereich eines Endes des Gehäuses radial abstehenden Flansch zur Anlage an einer Anlagefläche eines Drittgegenstands.
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In modernen Kraftfahrzeugen kommen zunehmend elektrische Maschinen als Antriebsaggregate zum Einsatz. Jede elektrische Maschine umfasst bekanntlich einen Stator und einen Rotor, die in einem entsprechenden Gehäuse aufgenommen sind, wobei der Stator positionsfest ist und der Rotor rotiert. Die elektrische Maschine ist beispielsweise im Kraftfahrzeug über das Gehäuse der Maschine mit einem Getriebegehäuse verbunden, wobei der Rotor mit einer Getriebeeingangswelle verbunden ist. Um das Maschinengehäuse und das Getriebegehäuse exakt miteinander auszurichten und anschließend miteinander zu verschrauben, werden zumeist Passstifte in entsprechende, miteinander fluchtende Gehäusebohrungen der beiden Gehäuse eingesetzt. Auch hierzu müssen natürlich die Gehäuse sehr exakt zueinander ausgerichtet sein.
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Der Stator selbst ist im Inneren des Gehäuses der Maschine über einen radialen Pressverband, also einem Querpressverband am zylindrischen Gehäuseinnenumfang fixiert. Der Stator respektive speziell die eisernen Statorbleche, aus denen der Stator zusammengesetzt ist, ist beziehungsweise sind im Vergleich zu dem relativ dünnwandigen Gehäuse in radialer Richtung extrem steif. Durch die ungleiche radiale Steifigkeit führt nun die Überdeckung des Pressverbandes unweigerlich dazu, dass sich das Gehäuse um den Stator respektive das Statorblechpaket stark nach außen ausdehnen muss. Aufgrund dieser Deformation wird auch der radial abstehende Flansch des Gehäuses, der an einer Anlagefläche des Drittgegenstands, also des Getriebes, in der Montagestellung anliegt, und durch den die üblicherweise zwei Passstifte geführt sind, mit verformt, was dazu führt, dass die Genauigkeit der Lage beziehungsweise die Form der Passstiftbohrungen am Gehäuse verändert wird. Das Setzen der Passstifte wird dadurch erschwert, die genaue Ausrichtung und Zentrierung behindert.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine demgegenüber verbesserte Maschine anzugeben.
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Zur Lösung dieses Problems ist bei einer elektrischen Maschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine axial an einem Ende des Gehäuses vorspringende, umlaufende Zentrierfinne zum Eingriff in eine Zentrierbohrung des Drittgegenstands vorgesehen ist.
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Bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine erfolgt die Zentrierung nicht wie bisher über entsprechende Passstifte, die den Flansch durchsetzen, sondern über eine am Gehäuse axial vorspringende, umlaufende Zentrierfinne. Diese Zentrierfinne greift im Rahmen der Montage in eine entsprechende Zentrierbohrung des Drittgegenstands, also beispielsweise des Getriebegehäuses oder Lagerschilds ein. Sie ist konzentrisch zum Stator respektive zur Rotordrehachse angeordnet.
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Wird der Stator in das Gehäuse eingepresst, so weitet sich das Gehäuse wie beschrieben aus. Da aber der Stator sich nicht bis zum offenen Ende des Gehäuses und damit in den Bereich der Zentrierfinne erstreckt, findet demzufolge die radiale Gehäuseaufweitung nicht im Bereich der Zentrierfinne statt respektive wird nur noch geringfügig auf die Zentrierfinne übertragen, wobei je länger die Zentrierfinne ist, desto geringer ist die Verformung der Zentrierfinne. Da die Zentrierfinne rotationssymmetrisch zum Stator angeordnet ist, bleibt sie also trotz der Gehäuseverformung stets konzentrisch zum Stator, so dass eine einfache und gute Zentrierung über den Eingriff der Zentrierfinne in die Zentrierbohrung möglich ist.
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Bevorzugt ist die Wandstärke der Zentrierfinne kleiner als die Wandstärke des Gehäuses. Das heißt, dass die Zentrierfinne dünner ist als das Gehäuse. Die Wandstärke der Zentrierfinne beträgt beispielsweise 1 - 5 mm, die des Gehäuses etwas mehr, so dass, insbesondere bei ausreichender axialer Länge der Zentrierfinne, der Passungsdurchmesser an dem entsprechenden Passungsabschnitt der Zentrierfinne unberührt von der Gehäuseausdehnung bleibt.
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Besonders zweckmäßig ist an der Zentrierfinne ein radial nach außen abstehender Zentrierbund, also ein entsprechender Passungsabschnitt vorgesehen, der bevorzugt am freien Ende der Zentrierefinne vorgesehen ist, also möglichst weit axial beabstandet von dem Bereich des Gehäuses, in den der Stator eingepresst ist. Je weiter axial gesehen der Zentrierbund vom Deformationsbereich beabstandet ist, umso geringer ist dessen Beeinflussung über die Gehäuseverformung respektive desto eher bleibt er von eben dieser unberührt.
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Das Gehäuse selbst ist zweckmäßigerweise ein Gussbauteil, das auch aus mehreren einzelnen Gehäuseabschnitten, die axial aneinander gesetzt sind, bestehen kann. In jedem Fall ist die Zentrierfinne einstückig daran angeformt.
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Neben der elektrischen Maschine selbst betrifft die Erfindung ferner ein Gehäuse für eine elektrische Maschine der vorstehend beschriebenen Art, mit einem im Bereich eines Endes des Gehäuses radial abstehenden Flansch zur Anlage an einer Anlagefläche eines Drittgegenstands, insbesondere eines Getriebegehäuses oder Lagerschilds. Dieses Gehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass es eine axial an einem Ende des Gehäuses vorspringende, umlaufende Zentrierfinne zum Eingriff in eine Zentrierbohrung des Drittgegenstands aufweist.
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Die Wandstärke der Zentrierfinne ist bevorzugt kleiner als die Wandstärke des Gehäuses.
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Ferner kann an der Zentrierfinne ein radial nach außen abstehender Zentrierbund vorgesehen sein, der bevorzugt am freien Ende der Zentrierfinne vorgesehen ist. Im Bereich zwischen diesem Zentrierbund und dem Bereich, in dem der Flansch, der am Drittgegenstand anliegt, radial absteht, ist die Wandstärke der Zentrierfinne möglichst dünn, so dass in diesem Bereich eine etwaige Deformation des angrenzenden Gehäusebereichs abgebaut werden kann.
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Beim Gehäuse selbst handelt es sich bevorzugt um ein Gussbauteil, an dem die Zentrierfinne einstückig angeformt ist.
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Schließlich betrifft die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend eine elektrische Maschine der vorstehend beschriebenen Art.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
- 1 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Maschine, die an einem Getriebegehäuse befestigt ist,
- 2 eine Prinzipdarstellung, als Teilansicht, der elektrischen Maschine aus 1 im nicht montierten Zustand, und
- 3 eine Prinzipdarstellung einer elektrischen Maschine in einer Teilansicht, gemäß Stand der Technik.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Maschine 1, umfassend ein Gehäuse 2 mit einem in einem radialen Pressverband aufgenommenen Stator 3. Das heißt, dass der zylindrische Stator 3 in das zylindrische Gehäuse 2 eingepresst ist und dort über diesen Pressverband sowohl axial als auch in Umfangsrichtung gehaltert ist.
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Ersichtlich erstreckt sich der Stator 3 nicht zu beiden Gehäuseenden, insbesondere nicht zum links gezeigten Gehäuseende, wo am Gehäuse einerseits ein radial abstehender Flansch 4 zur Anlage an einer Anlagefläche 5 des Getriebegehäuses 6, das hier einen entsprechenden Drittgegenstand darstellt, vorgesehen ist. Ferner ist, quasi in axialer Verlängerung des zylindrischen Gehäuseabschnitts, eine Zentrierfinne 7 am Gehäuse axial vorspringend angeformt. Die Zentrierfinne ist konzentrisch zum Stator 3 respektive zur Drehachse des nicht näher gezeigten Rotors angeordnet und verläuft ringförmig um den Gehäuseumfang. Sie dient der Zentrierung des Gehäuses 2 und damit der elektrischen Maschine 1 relativ zum Getriebegehäuse 6. Hierzu greift die Zentrierfinne 7 in eine entsprechende zylindrische Zentrierbohrung 8 am Getriebegehäuse 6 ein, gegen das wie beschrieben der Flansch 4 anliegt, wenn die Zentrierfinne 7 in die Zentrierbohrung 8 eingeschoben wird.
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Die Zentrierfinne 7 weist an ihrem freien Ende einen radial nach außen abstehenden Zentrierbund 9 auf, dessen Außendurchmesser in Bezug auf den Innendurchmesser der Zentrierbohrung 8 ausgelegt ist, und über den die eigentliche Zentrierung erfolgt. Da sich die Zentrierfinne 7 axial gesehen relativ weit vom radialen Flansch 4 erstreckt, ist demzufolge auch der Zentrierbund 7 axial gesehen hinreichend vom Flansch 4 beabstandet.
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Wie 1 ferner zeigt, ist, worauf nachfolgend auch in Bezug auf 2 nochmals eingegangen wird, die Wandstärke der Zentrierfinne 7 im an den Flansch 4 angrenzenden Bereich deutlich dünner als die Wandstärke des Gehäuses 2 insbesondere im Bereich, in dem der Stator 3 eingepresst ist.
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2 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine Teilansicht der elektrischen Maschine 1 aus 1 zur Darstellung der sich nach dem Einpressen des Stators 3 ergebenden Gehäuseaufweitung, wobei 2 eine reine Prinzipdarstellung ist, bei der die Gehäuseaufweitung übertrieben deutlich dargestellt ist. Gezeigt ist wiederum das Gehäuse 2 und der Stator 3, der in das zylindrische Innere des Gehäuses 2 eingepresst ist. Wie die Kraftpfeile K darstellen, ist ein Querpressverband gegeben, das heißt, dass der Stator 3 radial gegen die Innenwand des Gehäuses drückt, resultierend aus einer entsprechenden, das Verpressen ermöglichenden Überdeckung des Stators 3 zum Gehäuse 2, das heißt, dass der Außendurchmesser des Stators 3 geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 2.
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Es kommt, ausgehend von einem durch die gestrichtelte Linie L angedeuteten, zylindrischen Gehäuseverlauf zu einer über die Presslänge und etwas darüber hinaus einsetzenden Verformung des Gehäuses 2, dieses weitet sich radial geringfügig auf.
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Diese Verformung wird jedoch an der Zentrierfinne 7 wieder abgebaut, wie 2 deutlich zeigt, nachdem insbesondere in dem endständigen Finnenbereich, wo der Zentrierbund 9 ausgebildet ist, der Innendurchmesser der Zentrierfinne 7 wieder dem ursprünglichen Gehäuseinnendurchmesser entspricht, mithin also dieser Bereich nicht verformt ist und demzufolge auch der Passungsdurchmesser des Zentrierbundes 9 unverändert ist.
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Aus 2 ist es weiterhin ersichtlich, dass die Wandstärke D des Gehäuses 2 insbesondere in dem Bereich, in dem der Stator 3 eingepresst ist, größer ist als die Wandstärke d der Zentrierfinne 7 in dem Bereich zwischen dem Zentrierbund 9 und dem Flansch 4. Aufgrund dieser reduzierten Wandstärke der Zentrierfinne 7 ist ein Abbau der Gehäusedeformation über die axiale Länge der Zentrierfinne 7 sichergestellt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses 2 mit der sich axial vom Gehäuse weg erstreckenden Zentrierfinne 7 ist demzufolge an der Zentrierfinne 7 ein Passungsabschnitt ausgebildet, der nahezu oder vollständig von der Gehäuseverformung resultierend aus der Statorverpressung unbeeinflusst ist, so dass eine exakte Zentrierung möglich ist.
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Etwaige Passstifte und ähnliche Zentriermittel, die im Stand der Technik im Bereich des Flansches 4 zu setzen sind, sind bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1 nicht erforderlich.
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3 zeigt schließlich eine Teilansicht einer elektrischen Maschine 1' gemäß Stand der Technik. Vorgesehen ist wiederum ein Gehäuse 2' das aufgrund des Einpressens des Stators 3' radial aufgeweitet ist, wie über die gestrichelten Linien L' dargestellt ist. Ersichtlich kommt es aufgrund der Aufweitung zu einer Deformation respektive einem Verkippen des radial nach außen abstehenden Flansches 4' und damit einer in diesem vorgesehenen Passstiftbohrung 10', in die ein nicht näher gezeigter Passstift zur Zentrierung dieser elektrischen Maschine 1' respektive des Gehäuses 2' gemäß Stand der Technik einzuführen wäre, was aufgrund dieser Deformation - wie auch hier aus Darstellungsgründen übertrieben gezeigt ist - schwer oder nicht möglich ist.
