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Die Erfindung betrifft eine Abdeckung für eine Axialseite eines Gehäuses eines Elektromotors.
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Elektromotoren umfassen einen Stator und einen demgegenüber drehbaren Rotor. Um die momentane Winkelposition und gegebenenfalls die Drehzahl des Rotors zu erfassen, werden Resolver eingesetzt. Es handelt sich dabei um elektromechanische Sensoren, die eine präzise Erfassung der Winkelposition ermöglichen. Resolver werden häufig im Bereich an der Nichtabtriebsseite eines Elektromotors angeordnet, d. h. an der der Abtriebswelle gegenüberliegenden Seite. An der Nichtabtreibsseite kann sich je nach Motorarchitektur ein B-Lagerschild oder ein Gehäuse befinden. Damit der Resolver zugänglich ist, weist das Gehäuse oder der Lagerschild an seiner Axialseite eine Öffnung auf, die durch eine Abdeckung verschlossen ist. Üblicherweise sind derartige Abdeckungen mit dem Gehäuse oder dem Lagerschild verschraubt.
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Herkömmliche Abdeckungen für die Axialseite eines Gehäuses eines Elektromotors können durch ein Gussverfahren hergestellt werden. Abdeckungen dieser Art können auch Verstärkungsrippen aufweisen, um die Steifigkeit und die Eigenfrequenz der Abdeckung zu erhöhen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abdeckung für ein Gehäuse eines Elektromotors anzugeben, die eine ausreichende Steifigkeit aufweist und gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Abdeckung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Abdeckung einen ersten Flächenabschnitt aufweist, der einen zweiten Flächenabschnitt umgibt, der bezogen auf eine durch den ersten Flächenabschnitt definierte Ebene bezüglich des Gehäuses nach innen oder außen beabstandet ist.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine verbesserte Abdeckung geschaffen werden kann, indem zwei Flächenabschnitte vorgesehen sind, die bezogen auf eine Axialrichtung zueinander beabstandet sind. Durch das Vorsehen der beiden in unterschiedlichen Ebenen liegenden Flächenabschnitte wird die Steifigkeit der Abdeckung erhöht. Dementsprechend erhöht sich auch die niedrigste Eigenfrequenz, wodurch Vibrationen verringert oder vermieden werden.
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Eine Variante der erfindungsgemäßen Abdeckung sieht vor, dass der zweite Flächenabschnitt kreisförmig ausgebildet ist. Dementsprechend wird die Grenze zwischen dem ersten Flächenabschnitt und dem zweiten Flächenabschnitt durch einen Kreis gebildet. Derart geformte Abdeckungen lassen sich besonders leicht herstellen.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der erste Flächenabschnitt und der zweite Flächenabschnitt der erfindungsgemäßen Abdeckung konzentrisch zueinander angeordnet sind. Auch bei dieser Variante ergibt sich der Vorteil einer vereinfachten Herstellung.
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Im Rahmen der Erfindung wird es bevorzugt, dass der zweite Flächenabschnitt parallel zum ersten Flächenabschnitt angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine Abdeckung mit einer Stufe geschaffen, wobei die beiden Flächenabschnitte an jeder Position denselben Abstand voneinander aufweisen.
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Eine ganz besonders bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass der zweite Flächenabschnitt einen dritten Flächenabschnitt umgibt, der bezogen auf eine durch den ersten Flächenabschnitt definierte Ebene nach innen oder außen beabstandet ist. Durch das Vorsehen des dritten Flächenabschnitts wird die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Abdeckung im Vergleich zu der Ausführung mit zwei Flächenabschnitten nochmals erhöht. Dementsprechend erhöht sich auch die Eigenfrequenz der Abdeckung.
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In diesem Zusammenhang kann es vorgesehen sein, dass der zweite und der dritte Flächenabschnitt entweder beide nach innen oder beide nach außen beabstandet sind. Das bedeutet, dass der zweite Flächenabschnitt zum ersten Abschnitt in die gleiche Richtung wie der dritte Flächenabschnitt zum zweiten Flächenabschnitt versetzt ist. D. h. ausgehend von dem ersten Flächenabschnitt, der auch der äußere Flächenabschnitt ist, sind die weiteren Flächenabschnitte bezüglich des Gehäuses entweder alle nach innen oder alle nach außen versetzt.
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Die erfindungsgemäße Abdeckung kann durch einen Stanzvorgang und/oder durch Umformen hergestellt sein. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Abdeckung einfach mit wenigen Herstellungsschritten und somit besonders kostengünstig hergestellt werden kann. Insbesondere im Vergleich zu einer herkömmlichen Abdeckung, die durch ein Gussverfahren hergestellt ist, können Kosten eingespart werden. Als Material zur Herstellung der erfindungsgemäßen Abdeckung wird Aluminiumblech bevorzugt.
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Die erfindungsgemäße Abdeckung kann eine Dicke zwischen 2 mm und 4 mm aufweisen. Besonders bevorzugt wird eine Dicke von näherungsweise 3 mm. Eine Abdeckung mit einer derartigen Dicke besitzt eine ausreichende Steifigkeit.
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Um die Abdeckung an dem Gehäuse eines Elektromotors zu befestigen, kann sie mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete Durchgangslöcher aufweisen. Die Abdeckung kann beispielsweise drei, vier, fünf oder sechs Durchgangslöcher aufweisen, die äquidistant entlang des Umfangs angeordnet sind.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Gehäuse für einen Elektromotor, das an einer Axialseite eine Öffnung aufweist, die durch eine Abdeckung der beschriebenen Art verschlossen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abdeckung, die an der Nichtabtriebsseite eines Gehäuses eines Elektromotors angebracht ist;
- 2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Abdeckung; und
- 3 eine entlang der Rotorwelle des Elektromotors von 1 geschnittene Ansicht der erfindungsgemäßen Abdeckung.
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1 ist eine axiale Ansicht der Nichtabtriebsseite eines Elektromotors 1 mit einem zumindest näherungsweise zylinderförmigen Gehäuse 2. 1 zeigt die Nichtabtriebsseite des Elektromotors 1, die sich an der der Abtriebswelle entgegengesetzten Seite befindet. Das Gehäuse 2 weist an dieser Seite eine zentrale Öffnung 5 auf, die durch eine Abdeckung 3 verschlossen ist. Die deckelartige Abdeckung 3 ist mittels fünf Schrauben 4 mit dem Gehäuse 2 verschraubt. Das Gehäuse 2 weist im Bereich der Öffnung 5 eine entsprechende Vertiefung auf, in die die Abdeckung 3 formschlüssig eingesetzt werden kann. Hinter der Abdeckung 3 befindet sich ein Resolver, der in der Lage ist, die momentane Winkelposition eines Rotors des Elektromotors 1 und dessen Drehzahl zu erfassen. Diese Messwerte können in einer Steuereinheit verarbeitet und zur präzisen Steuerung des Elektromotors 1 verwendet werden. In dem in 1 oberen Bereich weist der Elektromotor 1 eine Öffnung auf, durch die drei Hochspannungsleitungen für einzelne Phasen sichtbar sind.
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Die abnehmbare Abdeckung 3 dient dazu, einen Zugang zu dem innerhalb des Gehäuses 2 verbauten Resolver zu ermöglichen. Durch Lösen der Schrauben 4 wird der Resolver zugänglich.
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In der Ansicht der 1 bis 3 erkennt man, dass die Abdeckung 3 einen ersten Flächenabschnitt 6 aufweist, bei dem es sich um den äußeren Flächenabschnitt handelt. Dieser erste Flächenabschnitt 6 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet, wobei seine Außenkante im Bereich von Durchgangslöchern 7, die für die Befestigung mittels der Schrauben 4 vorgesehen sind, um die Durchgangslöcher 7 herum nach außen versetzt ist. Übergänge zwischen den die Durchgangslöcher 7 umgebenden Abschnitten der Außenkante und den dazwischen angeordneten kreissegmentförmigen Abschnitten der Außenkante sind durch Radien gebildet.
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Der Innenumfang 8 der Abdeckung 3 ist kreisförmig ausgebildet. In 2 erkennt man, dass sich an dieser Stelle eine Stufe befindet und ein zweiter Flächenabschnitt 9 axial versetzt zu dem ersten Flächenabschnitt 6 angeordnet ist. Der ringförmig ausgebildete zweite Flächenabschnitt 9 ist parallel zu dem ersten Flächenabschnitt 6 angeordnet und nach innen, d. h. in Richtung des Gehäuses 2 versetzt, wie am besten in 3 zu sehen ist. Die beiden Flächenabschnitte 6, 9 sind konzentrisch zueinander angeordnet.
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Der ringförmige zweite Flächenabschnitt 9 umgibt einen dritten, zentralen Flächenabschnitt 10, der kreisförmig ausgebildet ist. Der dritte Flächenabschnitt 10 ist bezogen auf den zweiten Flächenabschnitt 9 in Axialrichtung nach innen beabstandet, wie wiederum am besten in 3 zu sehen ist. Somit sind alle drei Flächenabschnitte 6, 9, 10 axial zueinander versetzt und parallel angeordnet, wobei der zweite (mittlere) Flächenabschnitt 9 bezogen auf den ersten (äußeren) Flächenabschnitt 6 nach innen, in Richtung des Gehäuses 2 versetzt ist und der dritte (innere) Flächenabschnitt 10 bezogen auf den zweiten (mittleren) Flächenabschnitt 9 ebenfalls nach innen versetzt ist. Somit weist die Abdeckung 3 insgesamt drei zueinander versetzte Ebenen auf, die im montierten Zustand von außen nach innen in Axialrichtung zum Gehäuse 2 des Elektromotors 1 versetzt sind.
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Grundsätzlich ist auch eine umgekehrte Montage möglich, d. h. derart, dass die Abdeckung 3 um 180° gedreht montiert wird, sodass der dritte Flächenabschnitt 10 nach außen absteht. Nachdem die in den Zeichnungen des Ausführungsbeispiels gezeigte Variante, bei der die einzelnen Flächenabschnitte von außen nach innen in Richtung des Gehäuses 2 versetzt sind, allerdings weniger Bauraum benötigt, wird es bevorzugt, die Abdeckung 3 wie dargestellt zu montieren.
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Die zwischen jeweils zwei benachbarten Flächenabschnitten 6, 9 bzw. 9, 10 gebildeten Stufen erhöhen die Steifigkeit der Abdeckung 3. Eine erhöhte Steifigkeit erhöht auch die Eigenfrequenz der Abdeckung 3, sodass unerwünschte Vibrationen weniger stark auftreten oder sogar vollständig unterdrückt werden.
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Die Abdeckung 3 ist aus Aluminiumblech durch einen Stanzvorgang und anschließendes Umformen hergestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist sie eine Dicke von etwa 3 mm auf. Die angegebene Dicke ist jedoch nicht als Beschränkung anzusehen, sondern in Abhängigkeit von Einsatzbedingungen kann eine höhere oder niedrigere Dicke gewählt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 2
- Gehäuse
- 3
- Abdeckung
- 4
- Schraube
- 5
- Öffnung
- 6
- erster Flächenabschnitt
- 7
- Durchgangsloch
- 8
- Innenumfang
- 9
- zweiter Flächenabschnitt
- 10
- dritter Flächenabschnitt
