DE202004008027U1

DE202004008027U1 - Return ring for electric machine esp. small electric motors for automobiles, uses additional lamination between first- and second-laminations

Info

Publication number: DE202004008027U1
Application number: DE200420008027
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2014-05-20

Abstract

A return ring (16) for an electric machine is formed from a number of concentric cylindrical laminations (18,20,22), in which a first lamination (18) forms an outer wall and a second lamination an inner wall of the return ring (16). Between the first- and second-laminations (18,20) is arranged at least one additional lamination (22). An independent claim is included for an electric machine with at least one return ring.

Description

Stand der TechnikState of technology

Die Erfindung geht aus von einem Rückschlussring für eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Derartige Rückschlussring sind aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen gewickelt, wobei eine erste Blechlage eine Außenwand und eine zweite Blechlage eine Innenwand des Rückschlussrings bildet.The Invention is based on a return ring for one Electric machine according to the preamble of the main claim. such Return ring are wound from several concentric cylindrical sheet metal layers, wherein a first sheet metal layer has an outer wall and a second sheet metal layer an inner wall of the return ring forms.

Die Geräuschleistung elektrische Motoren wird immer wichtiger, besonders für Kleinmotoren, die für die Autoindustrie bestimmt sind. Daher sollte das Design solcher Motoren und ihrer Komponenten nicht nur Kosten und elektrische beziehungsweise mechanische Leistung sondern auch Geräuschleistung berücksichtigen. Ein optimales Design verbindet bessere Geräuschleistung mit niedrigen Kosten und höherer elektrischer beziehungsweise mechanischer Leistung.The noise performance Electric motors are becoming increasingly important, especially for small engines for the Automotive industry are determined. Therefore, the design of such engines should and their components not only cost and electrical or mechanical Performance but also noise performance consider. An optimal design combines better noise performance with low Costs and higher electrical or mechanical power.

Eine Mutterkomponenten, die die Geräuschleistung eines elektrischen Motors maßgeblich beeinflusst ist der Stator. Der Stator konzentriert und führt ein durch Magnete oder Wicklungen erzeugtes magnetisches Hauptfeld, welches in Zusammenwirkung mit dem sekundäre magnetischen Querfeld die Motorfunktion realisiert. Das resultierende Magnetfeld, bestehend aus Hauptfeld und Querfeld, variiert harmonisch in Abhängigkeit der Motordrehung. Dieses Feld verursacht mechanische Erregungen, die zu Schwingungen und schließlich zum Geräusch führen. Aus diesen technischen Zusammenhängen sind die dynamischen und akustischen Eigenschaften des verwendeten Materials und der Struktur des Stators wichtige Faktoren im Bezug auf das Geräuschverhalten.A Mother components that reduce noise an electric motor significantly influenced is the stator. The stator concentrates and introduces magnets or Windings generated magnetic main field, which in cooperation with the secondary magnetic transverse field realized the motor function. The resulting Magnetic field, consisting of main field and transverse field, varies harmoniously dependent on the engine rotation. This field causes mechanical excitations, to vibrations and finally to the noise to lead. From these technical contexts are the dynamic and acoustic properties of the used Materials and the structure of the stator important factors in relation on the noise behavior.

Die Mehrzahl der elektrischen Motoren bestehen aus zylindrischen Geometrien, weshalb ihre entsprechenden Statoren zweckmäßiger Weise ebenfalls zylindrisch geformt sind; solche Statoren werden auch Polringe oder Rückschlussringe genannt. Oft werden elektrische Motoren so konstruiert, dass der Polring das Hauptteil des Muttergehäuses ist; der Polring wird in diesem Fall als Polgehäuse bezeichnet. Traditionell verwendete Herstellmethoden schließen beispielsweise Rollen für Polringe oder Tiefziehen für Polgehäuse ein. Die vorwiegend verwendeten Materialien sind gewalzte Stähle, die entsprechende magnetische Eigenschaften aufweisen und die Umformung nach dem gewählten Verfahren zulassen. Der Aufbau des Polrings muss bestimmte Schwingungsdämpfungseigenschaften aufweisen um das resultierende Geräusch im Gesamtaufbau zu minimieren, bei gleichzeitiger Sicherstellung einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit unter Berücksichtigung des verwendeten Materials.The Most of the electric motors consist of cylindrical geometries, why their corresponding stators expediently also cylindrical are shaped; such stators also become pole rings or return rings called. Often, electric motors are designed so that the Polring is the main part of the mother housing; the pole ring becomes in this case as a pole housing designated. For example, traditionally used manufacturing methods include Roles for Polringe or deep drawing for pole housing one. The predominantly used materials are rolled steels which have corresponding magnetic properties and the deformation after the chosen one Allow procedure. The structure of the pole ring must have certain vibration damping properties to minimize the resulting noise in the overall design, while ensuring economic manufacturability considering of the material used.

Vorteile der ErfindungAdvantages of invention

Der Rückschlussring für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch die Verwendung mehrerer Blechlagen eine deutlich höhere Eigendämpfung möglich ist. Hierzu tragen mehrerer Blechlagen mit einer vergrößerten Reibfläche bei, die bei Schwingungen des Rückschlussrings gegeneinander reiben. Dieses gegenseitige Reiben der einzelnen Blechlagen wird Coulomb-Dämpfung genannt. Sie mindert die Schwingungsamplituden und das resultierende Geräuschverhalten. Dies wird ohne Verwendung teurer Materialien oder zusätzlicher Teil wie separate und/oder integrierte Entkoppelung- bzw. Dämpfungselemente erzielt.Of the Return ring for one Electric machine with the features of the main claim has the Advantage that by using multiple layers of sheet metal a clear higher Self-damping is possible. For this purpose, several sheet metal layers contribute with an increased friction surface, the vibrations of the return ring rub against each other. This mutual rubbing of the individual sheet metal layers becomes Coulomb damping called. It reduces the vibration amplitudes and the resulting Noise behavior. This is done without using expensive materials or additional Part as separate and / or integrated decoupling or damping elements achieved.

Hierfür ist der Rückschlussring für eine elektrische Maschine aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen gewickelt, wobei eine erste Blechlage eine Außenwand und eine zweite Blechlage eine Innenwand des Rückschlussrings bildet, wobei zwischen der ersten und der zweiten Blechlage wenigstens eine zusätzliche Blechlage angeordnet ist.For this is the Return ring for one electric machine of several concentric, cylindrical Wrapped sheet metal layers, wherein a first sheet metal layer an outer wall and a second sheet metal layer forms an inner wall of the return ring, wherein between the first and the second sheet metal layer at least one additional Sheet metal layer is arranged.

Vorzugsweise besteht die wenigstens eine Blechlage aus mehreren parallelen Blechstreifen, die unter einem Winkel zur Längsachse des Rückschlussrings geneigt sind.Preferably If the at least one sheet metal layer consists of several parallel metal strips, at an angle to the longitudinal axis of the return ring are inclined.

Eine elektrische Maschine mit einem derartigen Rückschlussring weist verbesserte Geräuscheigenschaften auf.A electrical machine with such a return ring has improved noise characteristics on.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.Further Advantages and advantageous developments emerge from the subclaims and the Description.

Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It demonstrate:

1 einen Elektromotor in einer Seitenansicht, 1 an electric motor in a side view,

2a einen Rückschlussring nach aus 1 in einer Stirnansicht, 2a a return ring to out 1 in an end view,

2b den Rückschlussring nach 2a in einem halben Längsschnitt, 2 B the return ring after 2a in a half longitudinal section,

3a einen abgewandelten Rückschlussring in einer Stirnansicht und 3a a modified yoke ring in an end view and

3b den Rückschlussring nach 3a in einem halben Längsschnitt. 3b the return ring after 3a in half a longitudinal section.

Beschreibung des Ausführungsbeispielsdescription of the embodiment

In der 1 ist eine elektrische Maschine 10 gezeigt, die Teil einer Antriebseinheit 12 ist, die bevorzugt Verwendung in einem Kraftfahrzeug findet. Bei der Antriebseinheit 12 kann es sich um einen Fensterheber, einen Schiebdachantrieb, einen Triebstrangsteller, insbesondere Kupplungssteller, einem Gebläse oder dergleichen handeln. Symbolisch ist an der elektrischen Maschine 10 ein Getriebe 14 dargestellt.In the 1 is an electrical machine 10 shown the part of a drive unit 12 which is preferably used in a motor vehicle. At the drive unit 12 it may be a window regulator, a sliding roof drive, a drive train, in particular clutch plate, a blower or the like. Symbolic is on the electric machine 10 a gearbox 14 shown.

In den 2a und 2b ist ein Rückschlussring 16 gezeigt. Er kann in einem Gehäuse der elektrischen Maschine 10 angeordnet sein, oder das Gehäuse selbst bilden. Der Rückschlussring 16 ist aus mehreren konzentrischen, zylindrischen sowie gerade gewickelten Blechlagen 18, 20, 22 gewickelt. Eine erste Blechlage 18 bildet eine Außenwand und eine zweite Blechlage 20 eine Innenwand des Rückschlussrings 16. Zwischen der ersten und der zweiten Blechlage 18, 20 ist eine zusätzliche Blechlage 22 angeordnet. Es können auch mehr als eine zusätzliche Blechlage 22 vorgesehen sein.In the 2a and 2 B is a return ring 16 shown. He can in a housing of the electric machine 10 be arranged, or form the housing itself. The return ring 16 is made of several concentric, cylindrical and just wound sheet metal layers 18 . 20 . 22 wound. A first sheet metal layer 18 forms an outer wall and a second sheet metal layer 20 an inner wall of the return ring 16 , Between the first and the second sheet metal layer 18 . 20 is an additional sheet metal layer 22 arranged. It can also have more than one additional sheet metal layer 22 be provided.

Die Blechlagen 18, 20, 22 sind aus Zuschnitten, deren Längen der Länge des Rückschlusses 16 entspricht. Die Breiten der Zuschnitte entsprechen im Wesentlichen dem Umfang des Rückschlusses 16, abzüglich einer Größe abhängig davon, wieweit außen bzw. innen die Blechlage 18, 20, 22 angeordnet ist. Die äußere Blechlage 18 entspricht dem Außenumfang. Die darunter liegenden Blechlagen 20, 22 sind demgegenüber schmaler ausgebildet.The sheet metal layers 18 . 20 . 22 are made of blanks whose lengths are the length of the conclusion 16 equivalent. The widths of the blanks correspond essentially to the extent of the inference 16 , minus one size depending on how far outside or inside the sheet metal layer 18 . 20 . 22 is arranged. The outer sheet metal layer 18 corresponds to the outer circumference. The underlying metal layers 20 . 22 are in contrast narrower.

Die Fugen 24, 26, 28 der gewickelten Blechlagen 18, 20, 22 werden mittels bekannter Verfahren miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise mittels Verknüpfen oder Verschweißen erfolgen.The joint 24 . 26 . 28 the wound sheet metal layers 18 . 20 . 22 are interconnected by known methods. This can be done for example by means of linking or welding.

In den 3a und 3b ist ein abgewandelter Rückschlussring 30 gezeigt. Der Rückschlussring 16 ist ebenfalls aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen 32, 34, 36 gewickelt. Eine erste Blechlage 32 bildet eine Außenwand und eine zweite Blechlage 34 eine Innenwand des Rückschlussrings 30. Zwischen der ersten und der zweiten Blechlage 32, 34 ist eine zusätzliche Blechlage 36 angeordnet. Es können auch mehr als eine zusätzliche Blechlage 34 vorgesehen sein.In the 3a and 3b is a modified return ring 30 shown. The return ring 16 is also made of several concentric cylindrical sheet metal layers 32 . 34 . 36 wound. A first sheet metal layer 32 forms an outer wall and a second sheet metal layer 34 an inner wall of the return ring 30 , Between the first and the second sheet metal layer 32 . 34 is an additional sheet metal layer 36 arranged. It can also have more than one additional sheet metal layer 34 be provided.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht wenigstens die eine Blechlage 32 aus mehreren parallelen Blechstreifen 32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5, die unter einem Winkel 38 zur Längsachse 40 des Rückschlussrings 30 geneigt sind. Auch ist es möglich, dass die Blechlagen 32 aus einem Blechstreifen 32.0 gewickelt ist. Der oder die Blechstreifen 32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5 kann bzw. können beispielsweise schräg um einen entsprechenden Dorn gewickelt werden, bis die erforderliche Länge und der erforderliche Umfang erreicht ist. Bei mehreren Blechstreifen 32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5 sind deren Fugen 33 vorzugsweise miteinander verschweißt.In this embodiment, at least one sheet metal layer 32 from several parallel metal strips 32.0 . 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 . 32.5 that at an angle 38 to the longitudinal axis 40 of the return ring 30 are inclined. It is also possible that the sheet metal layers 32 from a sheet metal strip 32.0 is wound. The or the metal strips 32.0 . 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 . 32.5 may be, for example, obliquely wound around a respective mandrel until the required length and the required extent is reached. For several metal strips 32.0 . 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 . 32.5 are their joints 33 preferably welded together.

Die notwendige Anzahl der Windungen hängt von der Dicke des Blech es zur Erzielung der entsprechenden Wandstärke ab. Eine große Wandstärke und die Verwendung von dünnem Blech führt zu vielen Windungen und einer daraus resultierenden hohen Dämpfwirkung. Im Gegensatz hierzu führen eine kleine Wandstärke und die Verwendung von dickerem Blech zu weniger Windungen und einer geringeren Dämpfung.The necessary number of turns depends on the thickness of the sheet it to achieve the appropriate wall thickness. A big wall thickness and the use of thin Sheet metal leads to many turns and a resulting high damping effect. In contrast, lead a small wall thickness and the use of thicker sheet to less turns and one lower attenuation.

Eine genaue Rundheit des Innen- und des Außendurchmessers mit innen liegendem Anfang und außen liegendem Ende der Wicklung kann durch die Form des Dorns mit einer versetzenden Kontur des Bleches erzeugt werden. Die Befestigungsweise des außen liegendem Endes der Wicklung ist variabel. Dies kann einerseits durch Verschweißen des Endes als auch durch weitere Methoden wie Nieten, Kleben oder Kerben erfolgen.A precise roundness of inside and outside diameter with inside Beginning and outside lying end of the winding can by the shape of the mandrel with a offset contour of the sheet are generated. The method of attachment of Outside lying end of the winding is variable. This can be on the one hand by welding the end as well as by other methods such as riveting, gluing or Notches are made.

Claims

Return ring ( 16 ; 30 ) for an electric machine ( 10 ), which consists of several concentric, cylindrical sheet metal layers ( 18 . 20 . 22 ; 32 . 34 . 36 ), wherein a first sheet layer ( 18 ; 32 ) an outer wall and a second sheet metal layer ( 20 ; 34 ) an inner wall of the return ring ( 16 ; 30 ), characterized in that between the first and the second sheet layer ( 18 . 20 ; 32 . 34 ) at least one additional sheet metal layer ( 22 ; 34 ) is arranged.

Return ring ( 30 ) according to claim 1, characterized in that at least one sheet metal layer ( 32 ) of at least one sheet metal strip ( 32.0 . 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 . 32.5 ), which is at an angle ( 38 ) to the longitudinal axis ( 40 ) of the return ring ( 30 ) is inclined.

Return ring ( 30 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one sheet metal layer ( 32 ) of at least one plurality of parallel metal strips ( 32.0 . 32.1 . 32.2 . 32.3 . 32.4 . 32.5 ), which is at an angle ( 38 ) to the longitudinal axis ( 40 ) of the return ring ( 30 ) are inclined.

Electric machine ( 10 ) with at least one return ring ( 16 ; 30 ) according to any one of the preceding claims.