DE112011102359T5

DE112011102359T5 - Elektrische Maschine mit einem Ausrichtungsadapter

Info

Publication number: DE112011102359T5
Application number: DE112011102359T
Authority: DE
Inventors: Bradley D. Chamberlin
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2010-07-15
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2013-05-08
Also published as: WO2012009303A2; CN103004065A; US20120013225A1; KR20130041186A; WO2012009303A3; US8659197B2

Abstract

Eine elektrische Maschine umfasst einen Stator mit einem Körper, der mit wenigstens einem Ausrichtungsteil versehen ist, und einen Drehmelder, der relativ zu dem Stator positioniert ist. Der Drehmelder umfasst wenigstens ein Ausrichtungselement. Ein Ausrichtungsadapter ist ausgelegt, jeweils den Stator und den Drehmelder aufzunehmen. Der Ausrichtungsadapter umfasst ein Ausrichtungssystem, welches das Ausrichtungsteil und das Ausrichtungselement positioniert, um eine gewünschte Ausrichtung zwischen Stator und dem Drehmelder festzulegen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Beispielhafte Ausführungsformen betreffen den Bereich der elektrischen Maschinen und insbesondere einen Ausrichtungsadapter für eine elektrische Maschine.
Verschiedene elektrische Maschinen setzen Drehmelder ein, um den Verdrehungsgrad zum Beispiel eines Rotors in der elektrischen Maschine festzustellen. Der Verdrehungsgrad wird weiterverarbeitet, um die Geschwindigkeit und die Position des Rotors festzustellen. Allgemein umfasst der Drehmelder einen Stator und ist innerhalb eines Gehäuseabschnitts der elektrischen Maschine angeordnet. Der Drehmelderstator ist benachbart zu einem Stator in der elektrischen Maschine positioniert. Es ist wünschenswert, eine bestimmte Ausrichtung des Drehmelderstators relativ zu dem Stator der elektrischen Maschine festzulegen, um die Gesamtleistung zu verbessern.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Offenbart ist eine elektrische Maschine, die einen Stator mit einem Körper umfasst, der mit wenigstens einem Ausrichtungsteil versehen ist, und einen Drehmelder, der relativ zu dem Stator positioniert ist. Der Drehmelder umfasst wenigstens ein Ausrichtungselement. Ein Ausrichtungsadapter ist ausgelegt, jeweils den Stator und den Drehmelder aufzunehmen. Der Ausrichtungsadapter umfasst ein Ausrichtungssystem, welches das Ausrichtungsteil und das Ausrichtungselement positioniert, um eine gewünschte Ausrichtung zwischen dem Stator und dem Drehmelder festzulegen.
Ebenso offenbart ist ein Verfahren zum Ausrichten eines Drehmelder und eines Stators in einer elektrischen Maschine. Das Verfahren umfasst ein Einsetzen eines Stators in einen Ausrichtungsadapter für die elektrische Maschine. Der Ausrichtungsadapter umfasst ein Aussparungsteil und ein Aussparungselement. Das Verfahren umfasst ferner ein Positionieren des Stator in dem Ausrichtungsadapter, ein Einbringen eines Ausrichtungsteils an dem Stator in das Aussparungsteil, ein Anbringen eines Drehmelders, der ein Ausrichtungselement umfasst, an dem Ausrichtungsadapter, und ein Einbringen des Ausrichtungselements in dem Aussparungselement, um eine gewünschte Ausrichtung des Drehmelders relativ zu dem Stator festzulegen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die folgende Beschreibung ist nicht einschränkend in irgendeiner Weise aufzufassen. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen sind gleiche Elemente gleich nummeriert:
1 stellt eine elektrische Maschine dar, die einen Ausrichtungsadapter in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform umfasst;
2 ist eine obere rechte Perspektivansicht des Ausrichtungsadapters mit einem darin eingebauten Stator und einem Drehmelder;
3 ist eine Explosionsansicht des Ausrichtungsadapters der 2;
4 ist eine Teilperspektivansicht des Ausrichtungsadapters, die den installierten Stator veranschaulicht;
5 ist eine Teilperspektivansicht des Ausrichtungsadapters, die den eingebauten und mit dem Stator ausgerichteten Drehmelder veranschaulicht; und
6 ist eine Teilquerschnittsansicht einer elektrischen Maschine, die einen Ausrichtungsadapter in Übereinstimmung mit anderen Gesichtspunkten der beispielhaften Ausführungsform umfasst.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine ausführliche Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des Verfahrens ist hierin veranschaulichend und nicht einschränkend mit Bezug auf die Figuren dargelegt.
Eine elektrische Maschine in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform ist allgemein bei 2 in 1 gezeigt. Die elektrische Maschine 2 umfasst ein Gehäuse 4 mit einer ersten Endwand 6, die mit ersten und zweiten, gegenüberliegenden Seitenwänden 8 und 9 verbunden ist, die einen Innenbereich 10 bilden. Eine zweite, abnehmbare Endwand 12 ist an den ersten und zweiten, gegenüberliegenden Seitenwänden 8 und 9 befestigt. Die zweite Endwand 12 dient als eine Abdeckung, die einen Zugang zu dem Innenbereich 10 bereitstellt. Die elektrische Maschine 2 umfasst eine Welle 20, die ein erstes Ende 22 aufweist, das sich durch die erste Endwand 6 zu einem zweiten Ende 24 über einen Zwischenabschnitt 26 erstreckt. Das erste Ende 22 ist drehbar relativ zu der ersten Endwand 6 über ein erstes Lager 30 gehalten und das zweite Ende 24 ist drehbar relativ zu der zweiten Endwand 12 über ein zweites Lager 32 gehalten. Eine Dichtung 34 erstreckt sich um das erste Ende 22 an der ersten Endwand 6. Die Dichtung 34 ist vorgesehen, jegliche Flüssigkeit aufzufangen, wie zum Beispiel Schmiermittel und/oder Kühlmittel, die in dem Innenbereich 10 vorhanden ist. Die Welle 20 trägt drehbar eine Nabe 40, die wiederum einen Rotor 44 trägt. Der Rotor 44 dreht sich relativ zu einem Stator 50, der relativ zu dem Gehäuse 4 gehalten ist. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die elektrische Maschine 2 einen Ausrichtungsadapter 60, der eine bestimmte Ausrichtung zwischen dem Stator 50 und einem Drehmelder 68 festlegt.
Wie am besten in den 2–5 dargestellt ist, umfasst der Stator 50 ein Körperteil 78, das aus mehreren Blechen 79 gebildet ist. Das Körperteil 78 umfasst einen ersten Außenrandabschnitt 80 und einen zweiten Außenrandabschnitt 81. Der Stator 50 umfasst ebenso mehrere Wicklungen 83, die in dem Körperteil 78 vorgesehen sind und mit mehreren Anschlüssen verbunden sind, die allgemein bei 85 gezeigt sind. Die Anzahl der Anschlüsse 85 kann variieren. In der vorliegenden, beispielhaften Ausführungsform ist die elektrische Maschine 2 ein Dreiphasen-Elektromotor. Somit ist der Stator 50 mit drei (3) Anschlüssen 85 versehen.
In Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform ist der Stator 50 mit einem Ausrichtungsteil 87 (4) versehen, das, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird, mit dem Ausrichtungsadapter 60 zusammenwirkt. Das Ausrichtungsteil 87 nimmt die Form eines Vorsprungsteils 88 an, das in den mehreren Blechen 79 ausgebildet ist, die das Körperteil 78 bilden. In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform umfasst der Stator 50 ein einziges Vorsprungselement 88, das mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist. Wie nachstehend genauer ersichtlich wird, könnte jedoch die spezielle Größe, Anzahl und Form des Ausrichtungsteils 87 variieren.
In weiterer Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform umfasst der Drehmelder 68 ein Körperelement 90, das einen äußeren, diametralen Rand 92 und einen inneren, diametralen Rand 93 aufweist, die eine erste Fläche 95 und eine zweite, gegenüberliegende Fläche 96 definieren. Der Drehmelder 68 umfasst mehrere Befestigungselemente 98, die sich durch das Körperelement 90 nahe dem äußeren diametralen Rand 92 erstrecken. Die Befestigungselemente 98 stellen eine Struktur bereit, um den Drehmelder 68 an dem Ausrichtungsadapter 60 anzubringen, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Der Drehmelder 68 ist ebenfalls dargestellt, ein Ausrichtungselement 100 zu umfassen. In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform nimmt das Ausrichtungselement 100 die Form eines Vorsprungselements 104 an, das sich von dem äußeren, diametralen Rand 92 erstreckt. Wie dargestellt ist, umfasst der Drehmelder 68 ein einziges Vorsprungselement 104, das einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Wie nachstehend vollständiger ersichtlich wird, könnte jedoch die Größe, Anzahl und Form des Ausrichtungselements 100 in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform variieren.
In noch weiterer Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Ausrichtungsadapter 60 einen Körper 114 mit einer Außenfläche 116 und einer inneren, diametralen Fläche 117, die einen ersten Rand 119 und einen gegenüberliegenden, zweiten Rand 120 bilden, die eine Öffnung 122 definieren.
Die innere, diametrale Fläche 117 ist mit mehreren Befestigungsteilen versehen, von denen eines bei 125 gezeigt ist, die ausgelegt und angeordnet sind, mit den Befestigungselementen 98 an dem Drehmelder 68 ausgerichtet zu sein. Mechanische Fixiermittel, von denen eines bei 127 gezeigt ist, gehen durch die Befestigungselemente 98 hindurch und stehen mit den Befestigungsteilen 125 in Eingriff, um den Drehmelder 68 an dem Ausrichtungsadapter 60 zu befestigen. Wie vorstehend erläutert wurde, legt der Ausrichtungsadapter 60 eine bestimmte Ausrichtung zwischen dem Stator 50 und dem Drehmelder 68 fest. Auf diese Weise nimmt der Drehmelder 68 eine bestimmte Position des Rotors 44 mit einem hohen Genauigkeitsgrad auf. Die spezielle Ausrichtung wird durch ein Ausrichtungssystem 137 festgelegt. In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform nimmt das Ausrichtungssystem 60 die Form einer Aussparung 140 an, die in der inneren, diametralen Fläche 117 ausgebildet ist und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Rand 119 und 120 erstreckt. Die Aussparung 140 umfasst erste und zweite Seitenabschnitte 142 und 143, die durch einen dritten Seitenabschnitt 144 verbunden sind, um einen allgemein rechteckigen Querschnitt zu bilden. Selbstverständlich ist zu verstehen, dass die Aussparung 140 eine Vielfalt anderer Formen und/oder Gestalten annehmen könnte. In Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform ist die Aussparung 140 ausgelegt und angeordnet, das an dem Stator 50 ausgebildete Vorsprungsteil 88 und das in dem Drehmelder 68 ausgebildete Vorsprungselement 104 aufzunehmen. Wenn es montiert ist, legt das Ausrichtungssystem 137 eine gewünschte Ausrichtung zwischen dem Stator 50 und dem Drehmelder 68 fest.
Nun wird Bezug auf 6 genommen, wobei gleiche Bezugszeichen korrespondierende Teile in den entsprechenden Ansichten beim Beschreiben eines Ausrichtungssystems 154 in Übereinstimmung mit einem anderen Gesichtspunkt der beispielhaften Ausführungsform darstellen. Das Ausrichtungssystem 154 umfasst einen ersten Aussparungsabschnitt 164 und einen zweiten, verschiedenen Aussparungsabschnitt 165, der von dem ersten Aussparungsabschnitt 164 durch eine erhöhte Umfangswand 167 getrennt ist. Der erste Aussparungsabschnitt 164 erstreckt sich von dem ersten Rand 119 entlang der Innenfläche 117. Der zweite Aussparungsabschnitt 165 erstreckt sich von dem zweiten Rand 120 entlang der Innenfläche 117. In der dargestellten, beispielhaften Ausführungsform fluchtet der erste Aussparungsabschnitt 164 mit dem zweiten Aussparungsabschnitt 165, jedoch ist von einem Fachmann zu verstehen, dass die Ausrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Aussparungsabschnitt 164, 165 nicht notwendig ist. Der erste Aussparungsabschnitt 164 nimmt das Vorsprungselement 104 an dem Drehmelder 68 auf, während das zweite Aussparungselement 165 das Vorsprungsteil 88 an dem Stator 50 aufnimmt. Auf diese Weise legt das Ausrichtungssystem 154 eine gewünschte Ausrichtung zwischen dem Stator 50 und dem Drehmelder 68 fest.
An dieser Stelle ist zu verstehen, dass die beispielhaften Ausführungsformen eine Vorrichtung bereitstellen, die in einer elektrischen Maschine enthalten ist, um eine gewünschte Ausrichtung zwischen einem Stator und einem Drehmelder zu ermöglichen, um eine Position eines Rotors genauer zu bestimmen. Obwohl, wie vorstehend angemerkt wurde, das dargestellte Ausrichtungssystem eine Aussparung mit rechteckigem Querschnitt umfasst, welche die korrespondierenden Vorsprungsteile und Vorsprungselemente aufnimmt, könnte die spezielle Größe, Anzahl und Form des Ausrichtungssystems variieren, ohne von dem Geltungsbereich der folgenden Ansprüche abzuweichen. Zusätzlich könnte die spezielle Form der Vorsprungsteile und Vorsprungselemente variieren und sie sind so zu verstehen, dass sie einen Aufbau umfassen, der eine gewünschte Ausrichtung zwischen dem Stator und dem Drehmelder innerhalb des Ausrichtungssystems sicherstellt.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform oder Ausführungsformen beschrieben wurde, ist von den Fachleuten zu verstehen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Elemente hiervon durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Außerdem können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne den wesentlichen Geltungsbereich hiervon zu verlassen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle Ausführungsform beschränkt ist, die als die beste erachtete Art zur Ausführung dieser Erfindung offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen einschließt, die in den Geltungsbereich der Ansprüche fallen.

Claims

Elektrische Maschine, aufweisend: einen Stator, der ein Körperteil mit wenigstens einem Ausrichtungsteil umfasst; einen Drehmelder, der relativ zu dem Stator positioniert ist, wobei der Drehmelder wenigstens ein Ausrichtungselement umfasst; und einen Ausrichtungsadapter, der ausgelegt ist, jeweils den Stator und den Drehmelder aufzunehmen, wobei der Ausrichtungsadapter ein Ausrichtungssystem umfasst, welches das Ausrichtungsteil und das Ausrichtungselement positioniert, um eine gewünschte Ausrichtung zwischen dem Stator und dem Drehmelder festzulegen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Ausrichtungsadapter einen Körper mit einer Außenfläche, einer Innenfläche, einem ersten Außenrand und einem zweiten Außenrand umfasst und jeweils der erste und zweite Außenrand eine Öffnung definieren, die ausgelegt und angeordnet ist, den Stator und den Drehmelder aufzunehmen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 2, wobei das Ausrichtungssystem eine in dem Körper ausgebildete Aussparung aufweist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei sich die Aussparung axial über wenigstens einen Abschnitt der Innenfläche des Körpers erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das Körperteil einen ersten Außenrandabschnitt und einen zweiten Außenrandabschnitt umfasst und das Ausrichtungsteil an dem ersten oder zweiten Außenrandabschnitt freigelegt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei der Stator mehrere Bleche umfasst und wenigstens ein Abschnitt der mehreren Bleche das Ausrichtungsteil definiert.
Elektrische Maschine nach Anspruch 6, wobei das Ausrichtungsteil ein Vorsprungsteil aufweist, das in wenigstens einem Abschnitt der mehreren Bleche ausgebildet ist, wobei das Vorsprungsteil ausgelegt und angeordnet ist, von der Aussparung aufgenommen zu werden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei das Ausrichtungselement ein Vorsprungselement aufweist, das ausgelegt und angeordnet ist, von der Aussparung aufgenommen zu werden.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei sich die Aussparung ununterbrochen axial über die Innenfläche des Körpers erstreckt.
Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei die Aussparung an dem ersten oder zweiten Außenrand freigelegt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei die Aussparung einen ersten Aussparungsabschnitt und einen zweiten Aussparungsabschnitt umfasst und der erste Aussparungsabschnitt von dem zweiten Aussparungsabschnitt verschieden ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 11, wobei der erste Aussparungsabschnitt mit dem zweiten Aussparungsabschnitt fluchtet und der erste Aussparungsabschnitt an dem ersten Außenrand freigelegt ist und der zweite Aussparungsabschnitt an dem zweiten Außenrand freigelegt ist.
Elektrische Maschine nach Anspruch 12, wobei der erste Aussparungsabschnitt ausgelegt ist, das Ausrichtungselement aufzunehmen, und der zweite Aussparungsabschnitt ausgelegt ist, das Ausrichtungsteil aufzunehmen.
Elektrische Maschine nach Anspruch 3, wobei die Aussparung ausgelegt und angeordnet ist, sowohl das Ausrichtungsteil als auch das Ausrichtungselement aufzunehmen.
Verfahren zum Ausrichtung eines Drehmelders und eines Stators in einer elektrischen Maschine, wobei das Verfahren aufweist: Einsetzen eines Stators in einen Ausrichtungsadapter für die elektrische Maschine, wobei der Ausrichtungsadapter ein Ausrichtungssystem umfasst; Positionieren des Stators in dem Ausrichtungsadapter; Einbringen eines Ausrichtungsteils an dem Stator in das Ausrichtungssystem; Anbringen eines Drehmelders, der ein Ausrichtungselement umfasst, an dem Ausrichtungsadapter; und Einbringen des Ausrichtungselements in das Ausrichtungssystem, um eine gewünschte Ausrichtung des Drehmelders relativ zu dem Stator festzulegen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Einbringen des Ausrichtungsteils an dem Stator in das Ausrichtungssystem ein Einführen eines Vorsprungsteils an dem Stator in eine Aussparung an dem Ausrichtungsadapter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Einbringen des Ausrichtungselements in das Ausrichtungssystem ein Einführen eines Vorsprungselements an dem Drehmelder in eine Aussparung an dem Ausrichtungsadapter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner aufweisend: Ausrichten des Ausrichtungsteils und des Ausrichtungselements.