DE102021120676A1 - Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse - Google Patents

Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse Download PDF

Info

Publication number
DE102021120676A1
DE102021120676A1 DE102021120676.6A DE102021120676A DE102021120676A1 DE 102021120676 A1 DE102021120676 A1 DE 102021120676A1 DE 102021120676 A DE102021120676 A DE 102021120676A DE 102021120676 A1 DE102021120676 A1 DE 102021120676A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axis
securing element
electric motor
stator core
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021120676.6A
Other languages
English (en)
Inventor
Jochen Häfner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG filed Critical Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority to DE102021120676.6A priority Critical patent/DE102021120676A1/de
Priority to CN202210925532.0A priority patent/CN115882618A/zh
Priority to US17/881,717 priority patent/US20230039417A1/en
Publication of DE102021120676A1 publication Critical patent/DE102021120676A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/187Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to inner stators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Stator und einer Achse (20), wobei der Stator ein Statorpaket (10) aufweist, welches aus einer Vielzahl von ringförmig um eine Rotationsachse (R) des Elektromotors anordenbaren und in Umfangsrichtung (U) miteinander verbundenen Einzelzähnen (11) gebildet ist, wobei zumindest ein Teil der Einzelzähne (11) jeweils einen radial innen liegenden Pressabschnitt (13) zur elastischen und/oder plastischen Verformung und Herstellung einer Pressverbindung zwischen dem Statorpaket (10) und der Achse (20) aufweist, welche das Statorpaket (10) entlang der Rotationsachse (R) durchlaufend und zu der Rotationsachse (R) koaxial anordenbar ist, sodass der Stator bei einem Fügen mit der Achse (20) durch die Verformung der Pressabschnitte (13) und eine durch die Verformung zwischen Statorpaket (10) und Achse (20) wirkende Kraft an der Achse (20) fixierbar ist und wobei der Elektromotor ferner zumindest ein Sicherungselement (30) aufweist und an zumindest einem Teil der Pressabschnitte (13) jeweils ein Sicherungselement (30) vorsieht, welches ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen der Achse (20) und dem Statorpaket (10) zu übertragen und die Position des Statorpakets (10) relativ zu der Achse (20) in Umfangsrichtung (U) festzulegen.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Stator und einer Achse, welche mittels einer Pressverbindung und einem Sicherungselement drehfest miteinander verbindbar sind.
  • Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Varianten eines Stators bekannt, welcher beispielsweise bei einer Ausbildung des Elektromotors als Außenläufer mit einer Achse gefügt werden muss.
  • Soll der Stator mit der Achse drehfest verbunden werden, ist meist vorgesehen, den Stator bzw. Einzelzähne eines segmentierten Stators über eine Passfeder, Keilwelle oder eine Schwalbenschwanzverbindung gegen ein Verdrehen zu sichern.
  • Dabei ist jedoch problematisch, dass ein an die Achse angrenzender Abschnitt des Stators bzw. der Einzelzähne des Stators mit hoher Präzision korrespondierend zu der Außenkontur der Achse gefertigt werden müssen, sodass also der Stator bzw. die Einzelzähne einerseits in Umfangsrichtung um die Achse und andererseits in Radialrichtung zu der Rotationsachse des Elektromotors an der Achse fixiert sind.
  • Entsprechend ist bei dem bekannten Stand der Technik meist eine Doppelpassung und ein damit verbundener hoher Arbeits- und Kostenaufwand erforderlich.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu überwinden und einen Elektromotor bereitzustellen, bei welchem der Stator in einfacherweise mit einer ihn durchlaufenden Achse fügbar und sowohl in eine Umfangsrichtung als auch in eine Radialrichtung an der Achse fixierbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird daher ein Elektromotor mit einem Stator und einer Achse vorgeschlagen, welcher vorzugsweise als Außenläufer ausgebildet ist. Die Achse ist zudem alternativ als Achselement bezeichenbar. Der Stator weist ein Statorpaket auf, welches aus einer Vielzahl von ringförmig um eine Rotationsachse des Elektromotors anordenbaren und in Umfangsrichtung miteinander verbundenen Einzelzähnen gebildet ist, sodass also der Stator bzw. das Statorpaket in die Einzelzähne segmentiert und als segmentierter Stator bezeichenbar ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass jeder Einzelzahn der Vielzahl von Einzelzähnen entlang der Umfangsrichtung um die Rotationsachse beidseitig von jeweils einem weiteren Einzelzahn der Vielzahl von Einzelzähnen flankiert wird und einen Verbindungsabschnitt zur mechanischen Fixierung des Einzelzahns mit den beiden ihn flankierenden Einzelzähnen aufweist. Ist der Elektromotor als Außenläufer ausgebildet, sodass also der Stator mit einer gegenüber dem Stator innen liegenden Achse verbunden ist, kann ein außenliegender Rotor des Elektromotors um die Achse und den Stator rotieren. Zumindest ein Teil der Einzelzähne und vorzugsweise alle Einzelzähne weist bzw. weisen jeweils einen radial innen liegenden Pressabschnitt zur elastischen und/oder plastischen Verformung und Herstellung einer Pressverbindung zwischen dem Statorpaket und der Achse auf, welche das Statorpaket entlang der Rotationsachse durchlaufend und zu der Rotationsachse koaxial anordenbar ist, sodass der Stator bei einem Fügen mit der Achse durch die Verformung der Pressabschnitte und eine durch die Verformung zwischen Statorpaket und Achse wirkende Kraft an der Achse fixierbar ist. Weiter weist der Elektromotor ferner zumindest ein Sicherungselement auf. An zumindest einem Teil der Pressabschnitte ist jeweils ein Sicherungselement vorgesehen, welches ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen der Achse und dem Statorpaket zu übertragen und die Position des Statorpakets relativ zu der Achse in Umfangsrichtung festzulegen.
  • Hierfür kann sich das Sicherungselement aus dem jeweiligen Einzelzahn bzw. aus dem jeweiligen Pressabschnitt in die Achse hinein erstrecken.
  • Vorzugsweise sind mehrere Sicherungselemente vorgesehen, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt um die Rotationsachse und beispielsweise an jedem zweiten Pressabschnitt angeordnet sind.
  • Weiter ist bzw. wird die Anzahl der Sicherungselemente vorzugsweise so gewählt, dass durch die Sicherungselemente ein maximal zulässiges Drehmoment zwischen Stator und Achse übertragbar ist.
  • Dabei ist der Pressabschnitt vorzugsweise derart ausgebildet, beim Fügen mit der Achse selbst elastisch und/oder plastisch Verformt zu werden, wobei die dabei auftretenden und auf den Einzelzahn wirkenden Kräfte vorzugsweise nicht oder nur bis zu einem zulässigen Grenzwert auf die weiteren Abschnitte des Einzelzahnes und insbesondere den Verbindungsabschnitt wirken bzw. generell auf die Verbindung zwischen den Einzelzähnen wirken.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsvariante des Elektromotors sieht vor, dass zumindest die Pressabschnitte, an welchen ein Sicherungselement vorgesehen sind, jeweils eine erste zu der Achse gewandte, parallel zu der Rotationsachse verlaufende Nut aufweisen, in welche jeweils ein Sicherungselement einsteckbar ist. Weiter können auch alle Pressabschnitte eine solche erste Nut aufweisen, wobei dann in alle oder nur in einen Teil der Pressabschnitte bzw. einen Teil der ersten Nuten ein jeweiliges Sicherungselement eingesteckt wird.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die Achse zumindest eine zweite zu dem Statorpaket gewandte, parallel zu der Rotationsachse verlaufende Nut aufweist, wobei das Sicherungselement in einen durch die zumindest eine erste Nut und die zumindest eine zweite Nut gemeinsam gebildeten Aufnahmeraum formschlüssig und/oder kraftschlüssig einsteckbar ist. Sind mehrere zweite Nuten vorgesehen, sind diese vorzugsweise in Umfangsrichtung gleichmäßig an der Achse verteilt.
  • Um die Bearbeitung der Achse und somit die Kosten zu minimieren, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Anzahl der Sicherungselemente der Anzahl der zweiten Nuten entspricht und entsprechend nicht mehr zweite Nuten als notwendig vorgesehen werden müssen. Dabei wird dann durch jede zweite Nut mit einer jeweiligen ersten Nut ein jeweiliger Aufnahmeraum gebildet, in welchen jeweils ein Sicherungselement einsteckbar ist.
  • Weiter ist die zumindest eine erste Nut vorzugsweise ausgebildet, ein jeweiliges Sicherungselement bzw. jeweils einsteckbares Sicherungselement in Radialrichtung in der ersten Nut zu fixieren, sodass das Sicherungselement in Radialrichtung an dem Pressabschnitt fixiert ist. Dabei kann die erste Nut korrespondierend zu dem Sicherungselement ausgebildet sein, sodass die Nut die Außenkontur des Sicherungselements soweit umgreift, dass dieses sich nicht in Radialrichtung aus der ersten Nut bewegen kann.
  • Vorzugsweise kann das Einstecken des Sicherungselements parallel zu der Rotationsachse erfolgen.
  • Das Sicherungselement ist ferner vorzugsweise ein Sicherungsstift und weiter vorzugsweise zylindrisch, beispielsweise als Zylinderstift oder als Passstift ausgebildet.
  • Die ersten Nuten und die zweiten Nuten können korrespondierend zu einem Sicherungsstift bzw. allgemein korrespondierend zu einem zylindrischen Sicherungselement jeweils eine teilkreisförmige Kontur aufweisen. Weiter können sich je eine erste und eine zweite Nut hierbei gemeinsam zu einem zu dem Sicherungselement korrespondierenden zylindrischen Aufnahmeraum ergänzen.
  • Ist der Sicherungsstift beispielsweise als Zylinderstift ausgebildet, kann die erste Nut die zylindrische Außenkontur des Sicherungsstifts zu einem Anteil von größer 50% umgreifen, sodass sich dieser also nicht in Radialrichtung aus der ersten Nut herausbewegen kann.
  • Alternativ zu einer Variante mit einem als Sicherungsstift ausgebildeten Sicherungselement kann ferner vorgesehen sein, dass die Achse das zumindest eine Sicherungselement integral und zu dem Statorpaket gewandt sowie parallel zu der Rotationsachse verlaufend ausbildet. Das integral durch die Achse gebildete Sicherungselement ist dann in einen durch die zumindest eine erste Nut an dem jeweiligen Einzelzahn gebildeten Aufnahmeraum formschlüssig einsteckbar. Beispielsweise kann das Sicherungselement hierbei ein rechteckiger, in Radialrichtung aus der Achse ragender Vorsprung sein, welcher in Umfangsrichtung zueinander parallele Seitenflächen aufweist. Die erste Nut kann dann einen ebenfalls in seiner Kontur rechteckigen und zu dem Sicherungselement korrespondierenden Aufnahmeraum ausbilden, dessen Seitenflächen in Umfangsrichtung an den Seitenflächen des Sicherungselements zur Anlage gebracht werden können, sodass also die Einzelzähne mit der ersten Nut in Radialrichtung relativ zu dem Sicherungselement durch die Pressverbindung und in Umfangsrichtung durch die Sicherungselemente fixiert sind.
  • Alternativ dazu kann auch die Achse zumindest eine zu dem Statorpaket gewandte, parallel zu der Rotationsachse verlaufende dritte Nut aufweisen. Zumindest ein Einzelzahn bildet dann ferner das zumindest eine Sicherungselement in seinem Pressabschnitt integral und zu der Achse gewandt sowie parallel zu der Rotationsachse verlaufend aus. Das integral durch den Einzelzahn gebildete Sicherungselement ist in einen durch die zumindest eine dritte Nut gebildeten Aufnahmeraum formschlüssig einsteckbar.
  • Hierbei kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Sicherungselement ein rechteckiger Vorsprung ist, welcher zueinander parallele Seitenflächen aufweist. Die dritte Nut kann dann einen ebenfalls in seiner Kontur rechteckigen und zu dem Sicherungselement korrespondierenden Aufnahmeraum ausbilden, dessen Seitenflächen an den Seitenflächen des Sicherungselements zur Anlage gebracht werden können, sodass also die Einzelzähne mit ihrem integral ausgebildeten Sicherungselement in Radialrichtung relativ zu der jeweiligen dritten Nut bzw. der Achse beweglich und in Umfangsrichtung fixiert sind. Die Beweglichkeit in Radialrichtung wird dann durch die Pressabschnitte bzw. die Pressverbindung blockiert bzw. begrenzt.
  • Unabhängig von der Ausführung des Sicherungselements kann der Elektromotor gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante vorsehen, dass die Pressabschnitte jeweils einen in Radialrichtung verlaufenden Steg und zwei mit dem Steg verbundene und gegenüber dem Steg in Umfangsrichtung entgegengesetzt zueinander hervorstehende Hebelarme mit jeweils einer in Radialrichtung nach innen weisenden Anlagefläche zur Anlage an der Achse aufweisen. Die zwei Hebelarme sind jeweils bei dem Fügen in Radialrichtung auslenkbar und verformbar, sodass durch die Auslenkung und Verformung eine Presskraft auf die Achse ausübbar und mithin die Pressverbindung herstellbar ist.
  • Weiter kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Hebelarme durch ihre Anlageflächen gemeinsam eine zu der Rotationsachse koaxiale, hülsenförmige Presskontur bestimmen, welche gegenüber einer Außenkontur der Achse ein Übermaß aufweist, sodass die Hebelarme bei dem Fügen mit der Achse nach radial außen gepresst werden bzw. gepresst werden können.
  • Entsprechend kann der Stator durch die Verformung der Pressabschnitte mittels einer Pressverbindung an der Achse fixiert werden.
  • Vorzugsweise ist ein jeweiliges Sicherungselement zwischen den zwei Hebelarmen vorgesehen. Ist für das Sicherungselement die erste Nut vorgesehen, ist diese vorzugsweise zwischen den zwei Hebelarmen und diese voneinander separierend ausgebildet. Wird ein Sicherungselement jeweils integral durch einen Einzelzahn bzw. einen Teil der Einzelzähne gebildet, wird dieses an dem Pressabschnitt ebenfalls vorzugsweise zwischen den Hebelarmen ausgebildet wobei jeweils eine den jeweiligen Hebelarm von dem Sicherungselement entkoppelnde Nut vorgesehen ist.
  • Durch eine solche elastisch, plastische Pressverbindung zwischen Stator bzw. Statorpaket und Achse kann eine beim Fügen im Bereich der Verbindungsabschnitte auf die Einzelzähne wirkende und diese voneinander trennende Kraft durch eine örtliche auf die Pressabschnitte beschränkte Verformung begrenzt und eine Beschädigung des Statorpakets durch Separierung der Einzelzähne verhindert werden. Weiter wird ein Toleranzausgleich allein durch die Pressabschnitte bzw. durch die Verformung der Pressabschnitte ermöglicht, sodass an die Achse weniger hohe fertigungstechnische Anforderungen bestehen. Entsprechend kann die Achse auch bezüglich ihrer jeweiligen Presskontur variabel sein, sodass innerhalb des durch die Pressabschnitte ausgleichbaren Bereichs für verschiedene Achsen keine anderen Statorpakete bzw. Einzelzähne gefertigt werden müssen. Weiter muss das Statorpakete für ein Fügen mit der Achse auch nicht gereinigt werden, da Verunreinigungen durch die Pressverbindung ausgeglichen werden bzw. durch die Toleranz berücksichtigt sind.
  • Da auch bei einer plastischen Verformung die Hebelarme zumindest anteilig elastisch verformt werden, wirken diese zugleich als Feder, sodass diese auch als Federarme bezeichnet werden können, welche beim bzw. nach dem Fügen eine Federkraft auf die Achse ausüben.
  • Weiter kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die Anlageflächen der Hebelarme konkav ausgebildet sind. Dabei können sowohl die Anlageflächen der Hebelarme jeweils konkav als auch die Anlageflächen der Hebelarme eines Pressabschnitts durch ihre Anordnung zueinander konkav sein.
  • Der Steg kann sich dabei von dem Pressabschnitt bis zu dem Verbindungsabschnitt des jeweiligen Einzelzahnes erstrecken.
  • Vorzugsweise sind die Hebelarme jeweils über einen insbesondere als Verjüngung ausgebildeten Anbindungsabschnitt mit dem Steg verbunden, durch welchen eine beim Fügen wirkende Kraft vorbestimmbar ist. Beispielsweise kann durch eine Dicke bzw. allgemein geometrische Ausgestaltung des Anbindungsabschnitts die notwendige und/oder maximale Kraft zur Auslenkung des jeweiligen Hebelarms bestimmt werden, sodass gezielt eine Kraft einstellbar ist, welche benötigt wird, um den Hebelarm aus einer Grundstellung vor dem Fügen mit der Achse in eine Pressstellung nach dem Fügen mit der Achse zu bewegen.
  • Weiter weisen die Hebelarme vorzugsweise an einer dem jeweiligen Anbindungsabschnitt gegenüberliegenden Seite jeweils ein freies Ende auf, sodass diese durch den Anbindungsabschnitt an dem Steg gehalten federnd bzw. elastisch und am Ende eines elastischen Bereichs plastisch verformt bzw. in Radialrichtung ausgelenkt werden können.
  • Um den Stator bei einem Fügen mit der Achse weiter vor einer ungewollten Demontage, also einer Separierung der Einzelzähne bzw. einem Aufbrechen der durch die Verbindungsabschnitte hergestellten mechanischen Verbindung, zu schützen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die Pressabschnitte derart ausgebildet sind, dass eine beim Fügen durch die Verformung der Pressabschnitte auf die Verbindungsabschnitte wirkende und die Einzelzähne voneinander separierende Kraft kleiner ist, als eine maximal zulässige Kraft an den Verbindungsabschnitten, sodass es beim Fügen nicht zu einem Separieren der Einzelzähne kommt. Die Kraft kann beispielsweise durch eine entsprechende Ausbildung der Pressabschnitte bzw. beispielsweise der Anbindungsabschnitte derart eingestellt werden.
  • Um bei einem Fügen d.h. bei einem Einpressen der Achse in das Statorpaket eine einfache Zentrierung zu ermöglichen, können an den Pressabschnitten und insbesondere an den Hebelarmen Einführschrägen vorgesehen sein, an welchen die Achse entlang der Rotationsachse in das Statorpaket geführt werden kann.
  • Alternativ können solche Einführschrägen auch an der Achse vorgesehen sein.
  • Um weiter ein einfaches Fügen bzw. Einschieben der Sicherungselemente zu ermöglichen, kann beispielsweise an der ersten Nut und/oder zweiten Nut und/oder dritten Nut und/oder dem Sicherungselement selbst eine Phase bzw. Einführschräge vorgesehen sein.
  • Weiter kann eine zumindest eine zweite Nut aufweisende Achse ferner einen Anschlag oder mehrere Anschläge aufweisen, an welchen das Sicherungselement bei einem Einschieben parallel zu der Rotationsachse zur Anlage gebracht werden können und welche also die Beweglichkeit der Sicherungselemente parallel zu der Rotationsachse begrenzen.
  • Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinanderstehen.
  • Soweit eine Ausrichtung der Komponenten angegeben ist, wie beispielsweise die Anordnung der Nuten an einer zu dem Statorpaket bzw. der Achse weisenden Seite, bezieht sich die Ausrichtung auf einen montierten Zustand, in welchem Statorpaket und Achse bestimmungsgemäß miteinander gefügt sind.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • 1 eine perspektivische Darstellung eines mit einer Achse gefügten Statorpakets;
    • 2 ein Ausschnitt aus einer Aufsicht auf ein mit einer Achse gefügtes Statorpaket;
    • 3 ein Pressabschnitt eines Einzelzahns eines mit einer Achse gefügten Statorpakets;
    • 4 eine Achse;
    • 5 eine alternative Ausführung eines Pressabschnitts eines Einzelzahns eines mit einer Achse gefügten Statorpakets.
  • Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.
  • In 1 ist ein mit einer Achse 20 gefügtes Statorpaket 10 eines Elektromotors perspektivisch dargestellt. Wird ein Statorpaket 10, wie hier, aus einer Vielzahl von Einzelzähnen 11 gebildet, welche in Umfangsrichtung U miteinander verbunden sind, kann es bei einem Fügen des Statorpakets 10 mit der Achse 20 dazu kommen, dass die im Bereich der Verbindungsabschnitte 12, durch welche die Einzelzähne 11 in Umfangsrichtung U miteinander mechanisch verbunden bzw. aneinander fixiert sind, zu unzulässig hohen Kräften kommt, durch welche die mechanische Verbindung gelöst und die Einzelzähne 11 voneinander separiert werden und also das Statorpaket 10 demontiert oder sogar beschädigt wird.
  • Um eine solche Demontage bzw. Beschädigung des Statorpakets 10 zu verhindern, weisen zumindest ein Teil der Einzelzähne 11 und besonders vorzugsweise - wie in den 1 bis 3 abgebildet - alle Einzelzähne 11 einen Pressabschnitt 13 auf, welcher für das Fügen des Statorpakets 10 mit der Achse 20 ausgebildet ist.
  • Der Pressabschnitt 13 liegt radial zu der Rotationsachse R, um welche ein Rotor des Elektromotors um den Stator rotieren kann, innen und schließt die Einzelzähne 11 in Radialrichtung X nach innen bzw. zu der Achse 20 hin ab.
  • 2 entspricht einem Ausschnitt einer Aufsicht auf das Statorpaket 10 mit der damit gefügten Achse 20, wie es durch 1 dargestellt ist. Hierdurch wird insbesondere erkennbar, dass das Statorpaket 10 ausschließlich durch die Pressabschnitte 13 der Einzelzähne 11 des Statorpakets 10 an der Achse 20 anliegt und dass die Pressabschnitte 13 der Einzelzähne 11 gemeinsam eine hülsenförmige Presskontur bestimmen, welche zu der Außenkontur der Achse 20 korrespondiert, jedoch zu dieser ein Übermaß aufweist. Durch das Übermaß kann die Achse 20 in der durch die Pressabschnitte 13 gebildete Presskontur angeordnet und eingepresst werden, sodass es bei dem Einpressen zu einer Verformung der Pressabschnitte 13 bzw. zu einer Verformung der in 3 dargestellten Hebelarme 15 der Pressabschnitte 13 kommt, durch welche die Hebelarme 15 nach radial außen gepresst werden und eine Presskraft auf die Achse 20 ausüben.
  • Da beim Betrieb des Elektromotos ein Drehmoment auf den Stator wirkt, muss der Stator bzw. das Statorpaket 10 in Umfangsrichtung um die Rotationsachse R fixiert sein. Hierfür sind gemäß der Variante, wie sie in den 1 bis 4 dargestellt ist, an der Achse 20 in Umfangsrichtdung U gleichmäßig verteilt zweite Nuten 32 vorgesehen. Dabei korrespondieren die zweiten Nuten 32 jeweils zu ersten Nuten 31, welche an den Pressabschnitten 13 und hier an allen Pressabschnitten 13 vorgesehen sind, wobei die erste Nut 31 jedes zweiten Einzelzahns 11 mit jeweils einer zweiten Nut 32 einen Aufnahmeraum zur Aufnahme eines Sicherungselements 30 bildet.
  • Dabei sind die Sicherungselement 30 bei der in den 1 bis 4 dargestellten Variante jeweils ein zylindrischer Sicherungsstift, welcher parallel zu der Rotationsachse R in jeweils einen Aufnahmeraum einsteckbar ist, welcher durch jeweils eine erste Nut 31 und eine zweite Nut 32 gebildeten ist. Die erste Nut 31 ist dabei derart ausgebildet, dass sie die runde Außenkontur des Sicherungselements 30 zu über 50% umgreift, sodass also der Sicherungsstift bzw. das Sicherungselement 30 in Radialrichtung X durch die erste Nut 31 gehalten bzw. fixiert wird.
  • In 3 ist ein einzelner Pressabschnitt 13 mit einem daran angeordneten Sicherungselement 30 vergrößert dargestellt, wodurch erkennbar wird, dass der Pressabschnitt 13 nach radial innen von zwei Hebelarmen 15 abgeschlossen wird, welche durch die erste Nut 31 voneinander getrennt, jedoch jeweils über eine Verjüngung bzw. einen Anbindungsabschnitt 18 mit dem Steg 14 verbunden sind.
  • Durch die Anbindungsabschnitte 18 und die Nut 31 können die Hebelarme 15 unabhängig voneinander ausgelenkt werden, wobei diese jeweils gegenüberliegend ihrem in den Anbindungsabschnitt 18 übergehenden Ende ein freies Ende aufweisen, sodass diese bei einem Fügen mit der Achse 20 zunächst elastisch ausweichen und vorzugweise am Ende der elastischen Verformung plastisch verformt werden können.
  • Die Hebelarme 15 weisen jeweils eine Anlagefläche 16 zur Anlage an der Achse 20 auf, wobei jede der Anlageflächen 16 oder die beiden Anlageflächen 16 des Pressabschnitts 13 gemeinsam eine konkave Form beschreiben bzw. konkav ausgebildet sein können. Durch die beiden Anlageflächen 16 werden entsprechend je Pressabschnitt zwei Anlagebereiche bzw. Anlagepunkte bereitgestellt, über welche der jeweilige Einzelzahn 11 an der Achse 20 anliegt.
  • Um zu verhindern, dass die miteinander an den Verbindungsabschnitten 12 verbundenen Einzelzähne 11 bei einem Fügen d.h. einem Einpressen der Achse 20 in den Stator bzw. in die durch die Pressabschnitte 13 gebildete Presskontur voneinander separiert werden, sind die Anbindungsabschnitte 18 derart ausgebildet, dass es bei einem Fügen und einer damit einhergehenden Auslenkung der Hebelarme 15 an den Verbindungsabschnitten 12 eine Kraft wirkt, welche kleiner ist als eine maximal zulässige Kraft, durch welche die Einzelzähne 11 an den Verbindungsabschnitten 12 voneinander separiert werden würden.
  • In 4 ist eine Achse 20 mit in Umfangsrichtung U verteilt angeordneten zweiten Nuten 32 abgebildet, wie sie bei der in den 1 bis 3 dargestellten Variante verwendet werden kann. Dabei weist die Achse 20 einen Abschnitt auf, in welchem die zweiten Nuten 32 verlaufen und welcher die für die Pressverbindung relevante Außenkontur 21 bestimmt. Weiter bildet die Achse 20 eine Phase bzw. Einführschräge 23 aus, durch welche die Achse 20 beim Einschieben bzw. Einpressen in das Statorpaket 10 in diesem zentriert wird. Um die Einschub- bzw. Einpresstiefe der Sicherungselemente 30 in die jeweiligen Aufnahmeräume zu begrenzen, weist die Achse 20 ferner eine Anlagefläche 22 auf, an welcher die Sicherungselemente 30 beim Einschieben zur Auflage kommen können.
  • Durch 5 wird eine alternative Ausführungsform abgebildet, bei welcher zumindest ein Teil der Pressabschnitte 13 bzw. zumindest ein Teil der Einzelzähne 11 das Sicherungselement 30 integral durch einen gegenüber den Hebelarmen 15 in Radialrichtung X hervorstehenden Vorsprung bildet. Dabei wird der Vorsprung bzw. das Sicherungselement 30 beidseitig von jeweils einer Nut flankiert, sodass die Hebelarme 15 beim Fügen des Statorpakets 10 mit der Achse 20 weiter unabhängig voneinander und unabhängig von dem Sicherungselement 30 verformt werden können.
  • Dabei kann jeder Einzelzahn 11 oder beispielsweise jeder zweite Einzelzahn 11 ein solches Sicherungselement 30 aufweisen, wobei die Achse korrespondierend dazu für jedes Sicherungselement 30 eine dritte Nut 33 aufweist.
  • Weiter kann die Achse 20 zur Erleichterung des Fügens zusätzliche Einführschrägen 24 an den dritten Nuten 33 aufweisen, sodass die Sicherungselemente 30 beim Fügen in die dazu korrespondierende Nut 33 geführt werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (10)

  1. Elektromotor mit einem Stator und einer Achse (20), wobei der Stator ein Statorpaket (10) aufweist, welches aus einer Vielzahl von ringförmig um eine Rotationsachse (R) des Elektromotors anordenbaren und in Umfangsrichtung (U) miteinander verbundenen Einzelzähnen (11) gebildet ist, wobei zumindest ein Teil der Einzelzähne (11) jeweils einen radial innen liegenden Pressabschnitt (13) zur elastischen und/oder plastischen Verformung und Herstellung einer Pressverbindung zwischen dem Statorpaket (10) und der Achse (20) aufweist, welche das Statorpaket (10) entlang der Rotationsachse (R) durchlaufend und zu der Rotationsachse (R) koaxial anordenbar ist, sodass der Stator bei einem Fügen mit der Achse (20) durch die Verformung der Pressabschnitte (13) und eine durch die Verformung zwischen Statorpaket (10) und Achse (20) wirkende Kraft an der Achse (20) fixierbar ist und wobei der Elektromotor ferner zumindest ein Sicherungselement (30) aufweist und an zumindest einem Teil der Pressabschnitte (13) jeweils ein Sicherungselement (30) vorsieht, welches ausgebildet ist, ein Drehmoment zwischen der Achse (20) und dem Statorpaket (10) zu übertragen und die Position des Statorpakets (10) relativ zu der Achse (20) in Umfangsrichtung (U) festzulegen.
  2. Elektromotor nach Anspruch 1, wobei zumindest die Pressabschnitte (13), an welchen ein Sicherungselement (30) vorgesehen sind, jeweils eine erste zu der Achse (20) gewandte, parallel zu der Rotationsachse (R) verlaufende Nut (31) aufweisen, in welche jeweils ein Sicherungselement (30) einsteckbar ist.
  3. Elektromotor nach Anspruch 2, wobei die Achse (20) zumindest eine zweite zu dem Statorpaket (10) gewandte, parallel zu der Rotationsachse (R) verlaufende Nut (32) aufweist und wobei das Sicherungselement (30) in einen durch die zumindest eine erste Nut (31) und die zumindest eine zweite Nut (32) gemeinsam gebildeten Aufnahmeraum formschlüssig und/oder kraftschlüssig einsteckbar ist.
  4. Elektromotor nach Anspruch 3, wobei die zumindest eine erste Nut (31) ausgebildet ist, ein jeweiliges Sicherungselement (30) in Radialrichtung (X) in der ersten Nut (31) zu fixieren, sodass das Sicherungselement (30) in Radialrichtung (X) an dem Pressabschnitt (13) fixiert ist.
  5. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Sicherungselement (30) ein Sicherungsstift ist.
  6. Elektromotor nach Anspruch 2, wobei die Achse (20) das zumindest eine Sicherungselement (30) integral und zu dem Statorpaket (10) gewandt sowie parallel zu der Rotationsachse (R) verlaufend ausbildet und wobei das integral durch die Achse (20) gebildete Sicherungselement (30) in einen durch die zumindest eine erste Nut (31) gebildeten Aufnahmeraum formschlüssig einsteckbar ist.
  7. Elektromotor nach Anspruch 1, wobei die Achse (20) zumindest eine zu dem Statorpaket (10) gewandte, parallel zu der Rotationsachse (R) verlaufende dritte Nut (33) aufweist, wobei zumindest ein Einzelzahn (11) das zumindest eine Sicherungselement (30) in seinem Pressabschnitt (13) integral und zu der Achse (20) gewandt sowie parallel zu der Rotationsachse (R) verlaufend ausbildet und wobei das integral durch den Einzelzahn (11) gebildete Sicherungselement (30) in einen durch die zumindest eine dritte Nut (33) gebildeten Aufnahmeraum formschlüssig einsteckbar ist.
  8. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pressabschnitte (13) jeweils einen in Radialrichtung (X) verlaufenden Steg (14) und zwei mit dem Steg (14) verbundene und gegenüber dem Steg (14) in Umfangsrichtung (U) entgegengesetzt zueinander hervorstehende Hebelarme (15) mit jeweils einer in Radialrichtung (X) nach innen weisenden Anlagefläche (16) zur Anlage an der Achse (20) aufweisen, wobei die zwei Hebelarme (15) bei dem Fügen in Radialrichtung (X) auslenkbar und verformbar sind, sodass durch die Auslenkung und Verformung eine Presskraft auf die Achse (20) ausübbar ist.
  9. Elektromotor nach Anspruch 8, wobei die Hebelarme (15) durch ihre Anlageflächen (16) gemeinsam eine zu der Rotationsachse (R) koaxiale, hülsenförmige Presskontur bestimmen, welche gegenüber einer Außenkontur (21) der Achse (20) ein Übermaß aufweist, sodass die Hebelarme (15) bei dem Fügen mit der Achse (20) nach radial außen gepresst werden.
  10. Elektromotor nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei ein jeweiliges Sicherungselement (30) zwischen den zwei Hebelarmen (15) vorgesehen ist.
DE102021120676.6A 2021-08-09 2021-08-09 Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse Pending DE102021120676A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021120676.6A DE102021120676A1 (de) 2021-08-09 2021-08-09 Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse
CN202210925532.0A CN115882618A (zh) 2021-08-09 2022-08-03 具有定子和可压力连接到该定子的轴的电机
US17/881,717 US20230039417A1 (en) 2021-08-09 2022-08-05 Electric Motor With A Stator And An Axle That Can Be Press-Fitted Thereto

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021120676.6A DE102021120676A1 (de) 2021-08-09 2021-08-09 Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021120676A1 true DE102021120676A1 (de) 2023-02-09

Family

ID=84975069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021120676.6A Pending DE102021120676A1 (de) 2021-08-09 2021-08-09 Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230039417A1 (de)
CN (1) CN115882618A (de)
DE (1) DE102021120676A1 (de)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4934042A (en) 1987-10-16 1990-06-19 Bush Timothy J Lamination to rotor shaft retention method utilizing spring pins
DE19939528A1 (de) 1999-08-20 2001-02-22 Bayerische Motoren Werke Ag Elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator
DE102009023080A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Minebea Co., Ltd. Elektrische Maschine
US20130293057A1 (en) 2010-10-29 2013-11-07 Meidensha Corporation Rotor structure for electric motor
JP2014230424A (ja) 2013-05-23 2014-12-08 アスモ株式会社 電機子コア及びこれを備えたモータ
DE102017103107A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Ford Global Technologies Llc Rotor für einen Elektromotor
US20210006103A1 (en) 2019-07-02 2021-01-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Motor and compressor including the same
WO2021123539A1 (fr) 2019-12-17 2021-06-24 Nidec Psa Emotors Rotor de machine électrique tournante

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4934042A (en) 1987-10-16 1990-06-19 Bush Timothy J Lamination to rotor shaft retention method utilizing spring pins
DE19939528A1 (de) 1999-08-20 2001-02-22 Bayerische Motoren Werke Ag Elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator
DE102009023080A1 (de) 2009-05-28 2010-12-02 Minebea Co., Ltd. Elektrische Maschine
US20130293057A1 (en) 2010-10-29 2013-11-07 Meidensha Corporation Rotor structure for electric motor
JP2014230424A (ja) 2013-05-23 2014-12-08 アスモ株式会社 電機子コア及びこれを備えたモータ
DE102017103107A1 (de) 2016-03-09 2017-09-14 Ford Global Technologies Llc Rotor für einen Elektromotor
US20210006103A1 (en) 2019-07-02 2021-01-07 Samsung Electronics Co., Ltd. Motor and compressor including the same
WO2021123539A1 (fr) 2019-12-17 2021-06-24 Nidec Psa Emotors Rotor de machine électrique tournante

Also Published As

Publication number Publication date
CN115882618A (zh) 2023-03-31
US20230039417A1 (en) 2023-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1005401B1 (de) Verfahren zur herstellung einer lösbaren verbindung zwischen zwei bauteilen und verbindungssystem zur durchführung des verfahrens
DE3817079C2 (de) Formschlüssige Verbindung zwischen zwei aus Blech bestehenden Teilen eines Fahrzeuges und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP2179191B1 (de) Kupplungsglied für eine mitnehmerkupplung und herstellungsverfahren
EP3161331B1 (de) Verbindungsanordnung
WO2013149906A2 (de) Mehrteiliger stator für eine elektrische maschine, elektrische maschine
EP3234389B1 (de) Kupplungselement und kupplungsanordnung zur axialen drehmomentübertragung, und lamellenanordnung für solche
EP1360424A1 (de) Flanschmitnehmer für kreuzgelenke
DE102021120676A1 (de) Elektromotor mit einem Stator und einer damit pressverbindbaren Achse
DE102008028371A1 (de) Toleranzring
EP3434921B1 (de) System umfassend eine welle und eine nabe und verfahren zur herstellung einer welle-nabe-verbindung
DE3024004A1 (de) Wellenkupplung
DE102020003956A1 (de) Verfahren zum Erzeugen einer Rotorwelle sowie Rotorwelle für eine E-Maschine
EP4135160A1 (de) Stator für einen elektromotor
DE102015201542A1 (de) Lenkungswelle, Lenkgetriebeeingangswelle sowie Lenksystem mit Lenkungswelle und Lenkgetriebeeingangswelle
DE102022109321B4 (de) Adapter zur Anordnung an einem Hohlprofil, Verbindungselement zur Verbindung mit mindestens einem Adapter, Verbindungsvorrichtung mit mindestens einem Adapter und mindestens einem Verbindungselement sowie Hohlprofil-Baugruppe mit mindestens einer Verbindungsvorrichtung
WO2013037341A1 (de) Anschlaganordnung für die eingefahrene kolbenstange eines geberzylinders
WO2002066849A1 (de) Flanschmitnehmer
WO2018177918A1 (de) Verfahren zur verbindung von drei bauteilen und verbindbares system zur durchführung des verfahrens
DE69206054T2 (de) Gehäuse für elektrisches Gerät.
DE10343074B4 (de) Gekoppelte Synchronisiereinrichtung
DE102011003324A1 (de) Flanschverbindung zwischen einem Getriebegehäuse und einem Motorschwungradgehäuse eines Kraftfahrzeugs
EP1163082A1 (de) Winkelschleifer
DE29517396U1 (de) Elektrischer Steckverbinder
DE202011050026U1 (de) Spielfreie nachstellende axiale Verbindung zweier Steckverbindergehäuseteile
DE102021112111A1 (de) Fügeverbund für eine elektrische Maschine und elektrische Maschine mit einem Fügeverbund

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified