EP1415380A1 - Multifunctional housing piece for an electrical motor - Google Patents

Multifunctional housing piece for an electrical motor

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Publication number
EP1415380A1
EP1415380A1 EP02742793A EP02742793A EP1415380A1 EP 1415380 A1 EP1415380 A1 EP 1415380A1 EP 02742793 A EP02742793 A EP 02742793A EP 02742793 A EP02742793 A EP 02742793A EP 1415380 A1 EP1415380 A1 EP 1415380A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier part
common carrier
power supply
field generation
integrated
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.)
Withdrawn
Application number
EP02742793A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Ewert
Frank Kopf
Jens Ulrich
Jochen Goehre
Thomas Helming
Bernd Wieland
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1415380A1 publication Critical patent/EP1415380A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/08—Insulating casings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H—ELECTRICITY
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/22—Auxiliary parts of casings not covered by groups H02K5/06-H02K5/20, e.g. shaped to form connection boxes or terminal boxes
    • H02K5/225—Terminal boxes or connection arrangements

Definitions

  • Electric drives for blowers in motor vehicles usually comprise separate assemblies, such as for the power supply (brush holder or EC board). Furthermore, the mounting of a bearing must be provided on an electric drive, as well as ribs, grooves or springs in the housing part for fixing the parts of the stator field generation, e.g. Permanent magnets or excitation coils. Since these parts are accommodated in the housing of the electric drive, installations are required in order to fix the permanent magnets or excitation coils to the housing in a rotationally fixed manner. Furthermore, a cover element is required on the housing, with which a second bearing accommodating a rotor shaft is mounted in the housing of the electric drive. Further housing parts are also required, e.g. a cable duct or a plug connection.
  • the common carrier part is preferably produced in a shaping manufacturing process such as, for example, metal die casting, plastic injection molding or sheet metal processing. Almost any shaping processes - cutting or non-cutting - can be used to produce the common carrier part.
  • a shaping manufacturing process such as, for example, metal die casting, plastic injection molding or sheet metal processing.
  • any shaping processes - cutting or non-cutting - can be used to produce the common carrier part.
  • plastic injection molding after changing the injection mold on the plastic injection molding machine, the common carrier part can be produced in any integration stage with regard to the implementation of components of the four basic functional areas on the common carrier part.
  • the functional areas mentioned, which can be formed on a common carrier part, are the power supply, the stator field generation, the storage and housing accessories.
  • the power supply (internal and external) includes components such as EC electronics, the brushes of a brush-commutated motor and interference suppression elements.
  • the brushes of a brush-commutated motor can be accommodated in quivers that are integrated in the common carrier part.
  • the components of the external power supply include a mains connection or a connector outlet.
  • stator field generation Components of the stator field generation, such as magnets or excitation coils, flux rings or the like, are fastened in the common carrier part by holding elements which enable the listed components for stator field generation to be fixed in the common carrier part; the flow ring can be a separate ring or on the the components of the stator field generation transferring cup-shaped element can be attached. Stator field generation is also a functional area.
  • bearing element fulfilled, for which a bearing seat can be provided on the common carrier part during its manufacture.
  • the bearing can be held directly by the carrier part or can be mounted in the common carrier part via an additional component such as a bearing holder or a spring washer or another fixing element.
  • Housing additions include, for example, the air flow for fans (inlet funnel) or the bracket to the higher-level system, for example the frame of a cooler module.
  • a bracket to a higher-level system on the common carrier part can, for example, be in a connection to an annular frame as an insert fan in the cooler module for an internal combustion engine.
  • the components for which the common support part is prepared can be fastened in the common support part by snapping in, pressing in or gluing in, or also by screwing.
  • the common carrier part is used in motor vehicle equipment, for example in the field of electric drives, actuators, water pumps or power steering pumps or as an insert for blower housings in cooler modules of combustion engines in motor vehicles or commercial vehicles.
  • FIG. 1 shows a common carrier part with receiving components for the power supply and the stator field generation
  • FIG. 2 shows a common carrier part with receptacles for the power supply and storage
  • FIG. 3 shows a common carrier part with receptacles for the power supply and housing accessories
  • FIG. 4 shows a common carrier part with the areas of stator field generation and storage
  • FIG. 5 shows a common carrier part with the areas of stator field generation and housing additives
  • FIG. 6 shows a common carrier part with the areas of storage and housing additives
  • FIG. 7 shows a common carrier part with the areas of power generation, stator field generation and storage
  • FIG. 8 shows a common carrier part with a power supply area, stator field generation area and housing additives.
  • FIG. 9 shows a common carrier part with the power supply area, storage area and housing additives.
  • Figure 10 shows a common carrier part with the functional areas of stator field generation, storage and housing additives and
  • FIG. 11 shows the highest level of integration of a common carrier part with the areas of power supply, stator field generation, storage and housing additives.
  • the common carrier part 3 which can be formed in various integration depths, is produced in a shaping manufacturing process, such as, for example, the metal die-casting method, the plastic injection molding method or by means of sheet metal processing.
  • a shaping manufacturing process such as, for example, the metal die-casting method, the plastic injection molding method or by means of sheet metal processing.
  • the snap hooks 14, which are used to attach EC electronics and the quiver 15, which serve to hold brushes in brush-commutated electric motors, can be subsumed within a first functional area "power supply" according to the table above.
  • these receiving elements 14, 15, which can be integrated on the common carrier part 3, can be assigned a mains connection or plug outlets 26 as well as interference suppression elements in the interior of the common carrier part 3.
  • the receiving elements 14 and 15 serve the internal part of the power supply, while the mains connection or plug outlet 26 are to be assigned to the external power supply of an electrical drive accommodated in the common carrier part 3.
  • the quiver 15 can be molded onto the common carrier part 3 as well as formed on the circumference of a bearing seat 23 in the bottom region 2 of the common carrier part 3.
  • the quiver 15 for receiving the brushes both as molded molded parts and to configure them as separate individual components which are provided with the brushes after they have been assembled and aligned.
  • the components on the common carrier part 3 that can be subsumed in the “stator field generation” functional area can include, for example, the holding elements 12, 13 or projections for the field generation components 10, such as, for example, magnets, excitation coils, flux rings or the like. With these, the field generating components 10 can be axially fixed essentially parallel to the axis of symmetry 1 of the common carrier part 3.
  • storage components such as, for example, roller bearings, slide bearings, plastic liners, bearing holders and spring washers and the like, can be subsumed, which are either pressed, locked, screwed into a bearing seat 5 in the base area 2 of the common carrier part 3 or with this can be glued and serve to accommodate the rotating parts of the electric motor in the common carrier part 3 of the electrical attachment.
  • the functional area "housing additives" of the above table representation includes additional functional elements that can also be provided on the common carrier part 3. These are, for example, air ducts for fans (air funnels) or brackets for fastening to higher-level systems, for example a ring frame for insert fans for radiators in motor vehicles, which are also referred to as scoops, be it in the car or truck application area.
  • FIG. 1 shows a common carrier component with receiving components for the power supply and the stator field generation.
  • the functional elements to be assigned to the functional area of power supply such as, for example, quiver 15 for receiving carbon brushes, are formed on the bottom area 2 of the common carrier part 3.
  • the quiver 15 for receiving the carbon brush can be arranged in an angular offset about the axis of symmetry 1 defined by the number of poles of the electric drive used.
  • snap-in hooks 14, which enclose interference suppression elements such as chokes or capacitors 17, are to be assigned to the functional area of power supply.
  • the functional area power supply also includes the external power supply in the form of a connecting element 26 designed as a cable plug or as a mains connection.
  • the functional area stator field generation is realized in FIG. 1 by clips 12, to which a latching lug 13 or a peeling rib can be assigned.
  • the common carrier part 3 can be formed in an axial length 21, which. can be kept variable; Furthermore, the diameter of the common carrier part 3 can be flexibly configured depending on the installation case.
  • Figure 2 shows a common carrier part 3 with receptacle for the power supply and storage.
  • the functional area power supply which contains components 15, 14 and 26, in the bottom area 2 of the common carrier part 3 there is the functional area “storage” by means of a bearing seat 5, 23, in which a bearing body 4 is integrated.
  • the bearing body 4 can be designed as a roller bearing or a plain bearing, which can be pressed or glued or also clamped into the bearing seat 23 of the common carrier part 3.
  • this integration stage can also be designed in different diameters, depending on the application.
  • Figure 3 shows a common carrier with receptacles for the power supply and housing accessories.
  • the functional area housing additives is also realized in this embodiment variant.
  • the common carrier part 3 obtained according to this embodiment variant is preferably connected to a hood 6, for example to a cooler module, wherein the electric motor driving the radiator fan can be accommodated in the common carrier part 3.
  • the flux ring which is a component of the stator field components 10, can be embedded in the annular surface 7 of the common carrier part 3 shown in FIG.
  • FIG. 4 shows a common carrier part on which the functional areas of stator field generation and storage are formed.
  • FIG. 5 shows a common carrier part with the functional areas of stator field generation and housing additives.
  • a hood 6 can be molded onto a cooler module on the outside of the common carrier part 3, so that it is integrated into a cooler module which can be used on an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • Figure 6 shows a common carrier part with the functional areas of storage and housing additives.
  • the functional area housing additives is designed in the form of a scoop 6 as a connection to a higher-level system, whereas the functional area storage is realized by a bearing body 4, which is embedded in a bearing seat 5 in the bottom area 2 of the common carrier part 3.
  • the wall thickness of the base area 2 is designated by reference number 2.1;
  • the common carrier part 3 according to the embodiment variant in FIG. 6 is formed in an axial length 20, which of course can be varied.
  • FIG. 7 shows a common carrier part with the functional areas of power generation, stator field generation and storage.
  • the functional area power supply is realized by the components 15, designed as quivers, for carbon brushes to be inserted into them, and by snap hooks 14, which serve to receive interference suppression elements such as chokes or capacitors 17.
  • the components listed are to be assigned to the internal power supply, while a cable plug or a mains connection 26 serves for the external power supply of the electric motor accommodated in the common carrier part 3.
  • the functional area of stator field generation is formed by clips 12 with locking lugs 13 that can optionally be provided on them, which is used for axial fixation and of stator field generation components, such as permanent magnets 10.
  • a bearing body 4, which is enclosed by a bearing seat 5, 23, is integrated into the bottom surface 2 of the common carrier part 3 to realize the functional area of storage.
  • FIG. 8 shows a common carrier part with the functional areas of power supply, stator field generation and housing additives.
  • the functional area power supply is realized by the components 14, 15 (internal) and the mains connection 26 (external power supply).
  • the “stator field generation” function is realized by the clips 12 with locking lugs 13 that can be provided radially thereon. These can be oriented at a distance 19 from an end face of the common carrier part 3, which corresponds to the axial length of the components for generating the stator field 10.
  • the functional area of housing additives is realized by a frame or scraper 6, with which the common carrier part 3 is connected to and cast into a cooler module, which is not shown in full size here, which can be designed, for example, as a plastic injection-molded component.
  • FIG. 9 shows a common carrier part with the functional areas of power supply, storage and housing additives.
  • the functional area of power supply internally / externally is realized by the quiver 15 for the carbon brushes to be accommodated therein as well as the snap hooks 14 in which interference suppression elements 17 are received.
  • the external part of the power supply functional area is indicated by a connector outlet or mains connection 26 which is only indicated schematically here.
  • the functional area "housing additives" is designed in the form of a scoop or frame 6, with which the embodiment variant of the common carrier part 3, as shown in FIG. 9, can be integrated into a cooler module, not shown here.
  • FIG. 10 shows a common carrier part with the functional areas of stator field generation, storage and housing additives.
  • the functional area of stator field generation in the form of clips 12 is optionally formed on these predictable latching lugs 13, which can be offset in the interior of the common carrier part 3 at an angle which is established by the number of poles of the electric drive used.
  • the clips 12 receiving the stator field generation components 10, such as magnets, excitation coils and flux rings or the like, are arranged from an end face of the common carrier part 3 at a distance 19, which can correspond, for example, to the axial length of the stator field generation components 10.
  • the functional area of storage is realized by a bearing body 4, which is accommodated in a bearing seat 5, 23 in the bottom region 2 of the common carrier part 3.
  • the functional area of housing additives in the integration stage of the common carrier part 3 shown in FIG. 10 is in the form of a scoop or an air funnel 6, with which the common carrier part 3 can be integrated into a cooler module for a combustion engine without additional connecting components.
  • FIG. 11 shows the highest level of integration of a common carrier part with the functional areas of power supply, stator field generation, storage and housing additions.
  • the carrier part 3 according to the illustration in FIG. 11 can be produced by the die-casting method, by plastic injection molding methods and by sheet metal processing and forming methods.
  • a scoop 6 (or ring frame) is cast or injection-molded, the fastening openings of which make it possible to receive the carrier part 3 on other structural components which are not shown in the illustration according to FIG. 11.
  • the scoop 6 on the inside of a cavity 18 opposite, a nose 12 is integrated in the common carrier part 3, which is used for the axial and radial securing of components 10 for stator field generation.
  • peeling ribs oriented in the axial direction or other fixing elements for the components 10 for generating the stator field can also be provided within the common carrier part 3.
  • the components 10 for generating the stator field can have an axial length 19 and can be completely surrounded by the common carrier part 3; A shorter design of the components 10 for stator field generation is also possible.
  • the base region 2 of the common carrier part 3 according to the embodiment variant in FIG. 11 can be designed in several planes and a bearing seat 5 or 23, which surrounds a bearing body 4, be it a plain bearing or a roller bearing.
  • the functional area of storage is realized through these components.
  • Quiver 15 for receiving carbon brushes are formed perpendicular to the axis of symmetry 1 of the common carrier part 3.
  • Brushes of brush-commutated electric motors can be accommodated in the quivers 15.
  • the function area power supply ie its internal part, is realized by components 14 and 15.
  • the external power supply which is also to be assigned to the functional area of power supply, is represented by a mains connection or a connector outlet 26 shown here schematically.
  • the functional area of storage is implemented in the highest integration level as shown in FIG. 11 by a bearing seat 5, 23 in the base area 2 of the common carrier part 3.
  • a bearing body 4 is pressed, jammed or caulked.
  • the stator field generation functional area is realized by the clips 12 molded or molded on the inside of the common carrier part 3 on the boundary wall of the cavity 18, with latching lugs or peeling ribs 13 optionally provided on these.
  • These receiving components located in the interior of the common carrier part 3 fix field generation components 10 for generating stator fields in the interior of the common carrier part 3.
  • These can be permanent magnets, magnets as well as coil windings or excitation coils.
  • field generating components 10 of different axial length 19 can be accommodated inside the common carrier part.
  • the cavity 18 serves to receive an armature of an electric motor (not shown here in more detail) in the interior of the common carrier part 3.
  • the functional area of housing additives is realized in the highest integration stage 11 by a scoop or an air funnel 6, with which the common carrier part 3 is integrated into a cooler module or a pump housing, such as a water pump in the automotive sector, which is not shown completely here can be.
  • a carrier part 3 produced by means of a shaping process shown in connection with FIGS. 1 to 11, components and functions can be integrated into the carrier part 3 in any desired combinations. If, in particular in the case of electronically commutated motors in which the rotor is placed around the stator, a carrier part 3 is manufactured by means of a shaping manufacturing process such as, for example, the metal die-casting method or the plastic injection method, the bearing pin for the rotor, in particular, can be provided directly on the housing on the carrier part 3. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

The invention relates to a method for production of a common support piece (3) for an electrical motor. A base region (2) is embodied on the support piece (3), which may be produced in various axial lengths and diameters, characterised in that the functional regions of power supply (14, 15; 26), stator field generation (12, 13), bearings (4, 5, 23) and housing accessories (6) for superior systems, may be integrated on the common support piece (3) in any combination.

Description

MULTIFUNKTIONALΞS GEHAUSETEIL EINES ELEKTRISCHEN ANTRIEBS MULTIFUNCTIONALΞS HOUSING PART OF AN ELECTRIC DRIVE
Technisches GebietTechnical field
In Kraftfahrzeugen werden Verbrermungskraftmaschinen eingesetzt, an denen eine Anzahl elektrischer Maschinen eingesetzt werden so z.B. Anlasser, Drehstromgenerator, Gebläsemotoren etc. Elektrische Antriebe z.B. von Gebläsen in Kraftfahrzeugen bestehen in der Regel aus einer Vielzahl von einander getrennt gefertigten Baugruppen so z.B. Stromversorgungsteil sowie Halterungsteil oder Felderzeugungskomponenten, Bürstenträger, Lagerbauteile oder Teile zur Erzeugung des elektrischen Feldes wie z.B. Magnete, Permanentmagnete oder Erregerspulen.In motor vehicles, combustion engines are used on which a number of electrical machines are used, e.g. Starter, three-phase generator, blower motors etc. Electrical drives e.g. of blowers in motor vehicles usually consist of a large number of assemblies manufactured separately, e.g. Power supply part as well as holder part or field generation components, brush holder, bearing components or parts for generating the electrical field, e.g. Magnets, permanent magnets or excitation coils.
Stand der TechnikState of the art
Elektrische Antriebe von Gebläsen in Kraftfahrzeugen umfassen in der Regel getrennte Baugruppen, wie z.B. für die Stromversorgung (Bürstenträger oder EC-Platine). Ferner ist an einem elektrischen Antrieb die Halterung eines Lagers vorzusehen sowie Rippen, Nuten oder Federn im Gehäuseteil zur Fixierung der Teile der Statorfelderzeugung z.B. Permanentmagnete oder auch Erregerspulen. Da diese Teile im Gehäuse des elektrischen Antriebes aufgenommen werden, sind Einbauten erforderlich, um die Permanentmagnete oder Erregerspulen am Gehäuse drehfest zu fixieren. Ferner ist am Gehäuse ein Deckelelement erforderlich, mit welchem ein zweites, eine Läuferwelle aufnehmendes Lager im Gehäuse des elektrischen Antriebes gelagert wird. Femer sind weitere Gehäuseteile erforderlich, wie z.B. eine Kabelführung oder eine Steckerverbindung.Electric drives for blowers in motor vehicles usually comprise separate assemblies, such as for the power supply (brush holder or EC board). Furthermore, the mounting of a bearing must be provided on an electric drive, as well as ribs, grooves or springs in the housing part for fixing the parts of the stator field generation, e.g. Permanent magnets or excitation coils. Since these parts are accommodated in the housing of the electric drive, installations are required in order to fix the permanent magnets or excitation coils to the housing in a rotationally fixed manner. Furthermore, a cover element is required on the housing, with which a second bearing accommodating a rotor shaft is mounted in the housing of the electric drive. Further housing parts are also required, e.g. a cable duct or a plug connection.
Bisher wurden elektrische Antriebe von Gebläsen in der Kfz-Ausrüstung aus vielen Einzelteilen aus unterschiedlichen Materialien montiert. Jede einzelne Baugruppe ist bei der Montage des elektrischen Antriebes jeweils separat vorzuhalten; es sind pro Baugruppe mehrere Lieferanten vorzuhalten, femer wird ein enormer Aufwand hinsichtlich der Logistik in bezug auf die Lagerhaltung und Verfügbarkeit dieser Baugruppen betrieben. Die aus unterschiedlichen Materialien gefertigten Baugruppen erfordern materialabhängige Montage- bzw. Fügeoperationen, was zusätzliche Montagekosten verursacht. Wird ein mehreren Funktionalitäten gerecht werdendes Trägerteil als Gehäuse eines Gebläses oder einer anderen elektrischen Maschine aus mehreren separaten Baugruppen gefertigt, können sich bei komplexeren Bauteilen Abstimmungsprobleme an den Schnittstellen ergeben, da erst in der Endmontage die Gesamtheit aller Baugruppen aufeinander trifft. Jede Baugruppe wird für sich in separaten Fertigungs- bzw. Bearbeitungsschritten gefertigt, die durchaus toleranzhaltig ablaufen. Im ungünstigsten Falle kann es jedoch bei der Endmontage zur Addition extrem ungünstiger Toleranzen kommen, so dass sich die vorstehend erwähnten Abstimmungsprobleme an den einzelnen Baugruppenschnittstellen einstellen können.So far, electric drives for fans in automotive equipment have been assembled from many individual parts made of different materials. Each individual assembly must be kept separately when installing the electric drive; There are several suppliers per assembly, and there is also an enormous logistical effort with regard to the storage and availability of these assemblies. The assemblies made of different materials require material-dependent assembly or joining operations, which causes additional assembly costs. If a carrier part that meets multiple functionalities is manufactured as the housing of a blower or another electrical machine from several separate assemblies, coordination problems can arise at the interfaces for more complex components, since all of the assemblies only meet in the final assembly. Each assembly is manufactured in separate manufacturing or processing steps, which run with tolerance. In the worst case, however, extremely unfavorable tolerances can be added during final assembly, so that the above-mentioned coordination problems can arise at the individual module interfaces.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die mit der erfindungsgemäßen Lösung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin zu erblik- ken, dass nunmehr bei der Herstellung eines gemeinsamen Trägerteils einer elektrischen Maschine oder eines elektrischen Antriebes, eines Gebläses für Anwendungen im Kfz.- Bereich Funktionsbereiche in beliebigen Kombinationen und Integrationsstufen herstellbar sind. Die vier grundsätzlichen Bereiche, die an einem gemeinsamen Trägerteil verwirklicht werden, lassen sich durch die Begriffe Stromversorgung (intern und extern), Statorfelderzeugung, Lagerung und Gehäusezusätze näher charakterisieren.The advantages that can be achieved with the solution according to the invention can be seen above all in the fact that, in the production of a common carrier part of an electrical machine or an electrical drive, a blower for applications in the automotive sector, functional areas can be produced in any combination and integration stages. The four basic areas that are realized on a common support part can be characterized in more detail by the terms power supply (internal and external), stator field generation, storage and housing accessories.
Das gemeinsame Trägerteil wird vorzugsweise in einem formgebenden Fertigungsprozess wie zum Beispiel dem Metalldruckguss, dem Kunststoffspritzguss oder der Blechverarbeitung hergestellt. Es können zur Herstellung des gemeinsamen Trägerteils nahezu beliebige Formgebungsprozesse - spanabhebende oder nicht spanabhebende - eingesetzt werden. Im Wege des Kunststoffspritzgießens kann nach Wechsel des Spritzgießwerkzeugs an der Kunststoffspritzgussmaschine das gemeinsame Trägerteil in beliebiger Integrationsstu- fe hinsichtlich der Verwirklichung von Komponenten der vier grundsätzlichen Funktionsbereiche am gemeinsamen Trägerteil hergestellt werden.The common carrier part is preferably produced in a shaping manufacturing process such as, for example, metal die casting, plastic injection molding or sheet metal processing. Almost any shaping processes - cutting or non-cutting - can be used to produce the common carrier part. In plastic injection molding, after changing the injection mold on the plastic injection molding machine, the common carrier part can be produced in any integration stage with regard to the implementation of components of the four basic functional areas on the common carrier part.
Die erwähnten Funktionsbereiche, die an einem gemeinsamen Trägerteil ausgebildet werden können, sind die Stromversorgung, die Statorfelderzeugung, die Lagerung sowie Gehäusezusätze.The functional areas mentioned, which can be formed on a common carrier part, are the power supply, the stator field generation, the storage and housing accessories.
Die Stromversorgung (intern und extern) umfasst Komponenten wie zum Beispiel eine EC- Elektronik, die Bürsten eines bürstenkommmutierten Motors und Entstörelemente. Die Bürsten eines bürstenkommmutierten Motors können in Köchern aufgenommen werden, die in das gemeinsame Trägerteil integriert sind. Zu den Komponenten der externen Stromversorgung sind ein Netzanschluss oder ein Steckerabgang zu zählen.The power supply (internal and external) includes components such as EC electronics, the brushes of a brush-commutated motor and interference suppression elements. The brushes of a brush-commutated motor can be accommodated in quivers that are integrated in the common carrier part. The components of the external power supply include a mains connection or a connector outlet.
Die Befestigung von Komponenten der Statorfelderzeugung wie zum Beispiel Magnete oder Erregerspulen, Flussringe oder dergleichen erfolgt im gemeinsamen Trägerteil durch Halteelemente, die eine Fixierung der aufgezählten Bauteile zur Statorfelderzeugung im gemeinsamen Trägerteil ermöglichen; der Flußring kann als gesonderter Ring oder an dem die Komponenten der Statorfelderzeugung übergebenden topfförmigen Element befestigt sein. Die Statorfelderzeugung stellt ebenfalls einen Funktionsbereich dar.Components of the stator field generation, such as magnets or excitation coils, flux rings or the like, are fastened in the common carrier part by holding elements which enable the listed components for stator field generation to be fixed in the common carrier part; the flow ring can be a separate ring or on the the components of the stator field generation transferring cup-shaped element can be attached. Stator field generation is also a functional area.
Ein weiterer Funktionsbereich innerhalb des gemeinsamen Trägerteils, die Funktion Lagerung, wird durch ein in das gemeinsame Trägerteil integriertes. Lagerelement erfüllt, für welches ein Lagersitz am gemeinsamen Trägerteil während dessen Fertigung vorgesehen werden kann. Hierbei kann das Lager sowohl direkt vom Trägerteil gehalten sein oder über ein zusätzliches Bauelement wie zum Beispiel einem Lagerhalter oder einer Federscheibe oder ein anderes Fixierelement in dem gemeinsamen Trägerteil montiert werden.Another functional area within the common carrier part, the storage function, is integrated into the common carrier part. Bearing element fulfilled, for which a bearing seat can be provided on the common carrier part during its manufacture. The bearing can be held directly by the carrier part or can be mounted in the common carrier part via an additional component such as a bearing holder or a spring washer or another fixing element.
Eine weitere Funktion, die am gemeinsamen Trägerteil realisiert werden kann, ist durch den Begriff Gehäuse-Zusätze umschrieben. Unter Gehäuse-Zusätze sind zum Beispiel die Luftführung bei Gebläsen (Einlauftrichter) oder die Halterung zum übergeordneten System zum Beispiel der Zarge eines Kühlermoduls subsummierbar. Eine Halterung zu einem übergeordneten System am gemeinsamen Trägerteil kann zum Beispiel in einer Verbindung zu einer Ringzarge als Einsatzgebläse im Kühlermodul für eine Verbrennungskraftmaschine liegen.Another function that can be implemented on the common carrier part is described by the term housing additives. Housing additions include, for example, the air flow for fans (inlet funnel) or the bracket to the higher-level system, for example the frame of a cooler module. A bracket to a higher-level system on the common carrier part can, for example, be in a connection to an annular frame as an insert fan in the cooler module for an internal combustion engine.
Die Komponenten, zu deren Aufnahme das gemeinsame Trägerteil je nach gewählter Inte- grationsstufe vorbereitet ist, können im gemeinsamen Trägerteil durch Einrasten, Einpressen oder Einkleben oder auch durch Verschraubung befestigt werden.The components for which the common support part is prepared, depending on the selected integration level, can be fastened in the common support part by snapping in, pressing in or gluing in, or also by screwing.
Das gemeinsame Trägerteil wird in der Kraftfahrzeugausrüstung zum Beispiel im Bereich elektrischer Antriebe, Stellantriebe, Wasserpumpen oder Lenkhilfepumpen oder auch als Einsatz Gebläsegehäuse in Kühlermodulen von Verbrennungsfaaftmaschinen in Kraftfahrzeugen oder Nutzfahrzeugen eingesetzt.The common carrier part is used in motor vehicle equipment, for example in the field of electric drives, actuators, water pumps or power steering pumps or as an insert for blower housings in cooler modules of combustion engines in motor vehicles or commercial vehicles.
Zeichnungdrawing
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend detaillierter erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of the drawing.
Es zeigt:It shows:
Figur 1 ein gemeinsames Trägerteil mit Aufnahmekomponenten für die Stromversorgung und die Statorfelderzeugung,FIG. 1 shows a common carrier part with receiving components for the power supply and the stator field generation,
Figur 2 ein gemeinsames Trägerteil mit Aufnahmen für die Stromversorgung und die Lagerung, Figur 3 ein gemeinsames Trägerteil mit Aufnahmen für die Stromversorgung und Gehäusezusätzen,FIG. 2 shows a common carrier part with receptacles for the power supply and storage, FIG. 3 shows a common carrier part with receptacles for the power supply and housing accessories,
Figur 4 ein gemeinsames Trägerteil mit den Bereichen Statorfelderzeugung und Lagerung,FIG. 4 shows a common carrier part with the areas of stator field generation and storage,
Figur 5 ein gemeinsames Trägerteil mit den Bereichen Statorfelderzeugung und Gehäuse-Zusätzen,FIG. 5 shows a common carrier part with the areas of stator field generation and housing additives,
Figur 6 ein gemeinsames Trägerteil mit den Bereichen Lagerung und Gehäuse- Zusätzen,FIG. 6 shows a common carrier part with the areas of storage and housing additives,
Figur 7 ein gemeinsames Trägerteil mit den Bereichen Stromerzeugung, Statorfelderzeugung und Lagerung,FIG. 7 shows a common carrier part with the areas of power generation, stator field generation and storage,
Figur 8 ein gemeinsames Trägerteil mit Stromversorgungsbereich, Statorfelderzeu- gungsbereich und Gehäuse-Zusätzen,FIG. 8 shows a common carrier part with a power supply area, stator field generation area and housing additives.
Figur 9 ein gemeinsames Trägerteil mit Stromversorgungsbereich, Lagerungsbereich und Gehäuse-Zusätzen,FIG. 9 shows a common carrier part with the power supply area, storage area and housing additives.
Figur 10 ein gemeinsames Trägerteil mit den Funktionsbereichen Statorfelderzeugung, Lagerung und Gehäuse-Zusätzen undFigure 10 shows a common carrier part with the functional areas of stator field generation, storage and housing additives and
Figur 11 die höchste Integrationsstufe eines gemeinsamen Trägerteils mit den Bereichen Stromversorgung, Statorfelderzeugung, Lagerung und Gehäuse-Zusätzen,FIG. 11 shows the highest level of integration of a common carrier part with the areas of power supply, stator field generation, storage and housing additives.
Ausfuhrungsvariantendesign variants
Für die vier grundsätzlichen an einem Komponenten bzw. Aufnahmeelementen bereitstellenden Trägerteils für elektrische Anbaugeräte stehen die nachfolgend tabellarisch zusam- mengefassten Integrationsstufen zur Auswahl: For the four basic support parts for electrical attachments that provide components or mounting elements, you can choose from the integration levels summarized below:
In der oben wiedergegebenen Tabelle sind die Figuren, die jeweils eine Integrationsstufe wiedergeben, in chronologischer Reihenfolge aufgeführt.In the table reproduced above, the figures, each representing an integration level, are listed in chronological order.
Das in verschiedenen Integrationsstufentiefen ausbildbare gemeinsame Trägerteil 3 wird in einem formgebenden Fertigungsprozess, wie zum Beispiel dem Metalldruckgussverfahren, dem Kunststoffspritzgießverfahren oder im Wege der Blechbearbeitung hergestellt. Die einzelnen Komponenten und Funktionen, die im gemeinsamen Trägerteil 3 in beliebiger Kombination gemäß oben stehender Tabelle integriert werden können, seien nachfolgend kurz umrissen.The common carrier part 3, which can be formed in various integration depths, is produced in a shaping manufacturing process, such as, for example, the metal die-casting method, the plastic injection molding method or by means of sheet metal processing. The individual components and functions that can be integrated in the common carrier part 3 in any combination according to the table above are briefly outlined below.
Im gemeinsamen Trägerteil 3 lassen sich innerhalb eines ersten Funktionsbereiches "Stromversorgung" gemäß der oben aufgeführten tabellarischen Übersicht die Schnapphaken 14 subsumieren, die der Befestigung einer EC-Elektronik dienen sowie die Köcher 15, die zur Aufnahme von Bürsten bei bürstenkommmutierten Elektromotoren fungieren. Daneben kann diesen Aufhahmeelementen 14, 15, die am gemeinsamen Trägerteil 3 integrierbar sind, ein Netzanschluss oder Steckerabgänge 26 sowie Entstörelemente im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3 zugeordnet werden. Die Aufnahmeelemente 14 bzw. 15 dienen dem internen Teil der Stromversorgung, während Netzanschluss bzw. Steckerabgang 26 der externen Stromversorgung eines im gemeinsamen Trägerteil 3 aufgenommenen elektrischen Antriebes zuzuordnen sind. Die Köcher 15 können sowohl am gemeinsamen Trägerteil 3 angeformt sein als auch am Umfang eines Lagersitzes 23 im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 ausgebildet werden. Daneben ist es möglich, die Köcher 15 zur Aufnahme der Bürsten sowohl als angespritzte Formteile auszubilden als auch als separate Einzelbauteile zu konfigurieren, die nach ihrer Montage und Ausrichtung mit den Bürsten versehen werden. Die im Funktionsbereich "Statorfelderzeugung" subsumierbaren Komponenten am gemeinsamen Trägerteil 3 können zum Beispiel die Halteelemente 12, 13 oder -vorspränge für die Felderzeugungskomponenten 10, wie zum Beispiel Magnete, Erregerspulen, Flußringe oder dergleichen umfassen. Mit diesen kann eine axiale Fixierung der Felderzeugungskomponenten 10 im wesentlichen parallel zur Symmetrieachse 1 des gemeinsamen Trägerteils 3 erfolgen.In the common carrier part 3, the snap hooks 14, which are used to attach EC electronics and the quiver 15, which serve to hold brushes in brush-commutated electric motors, can be subsumed within a first functional area "power supply" according to the table above. In addition, these receiving elements 14, 15, which can be integrated on the common carrier part 3, can be assigned a mains connection or plug outlets 26 as well as interference suppression elements in the interior of the common carrier part 3. The receiving elements 14 and 15 serve the internal part of the power supply, while the mains connection or plug outlet 26 are to be assigned to the external power supply of an electrical drive accommodated in the common carrier part 3. The quiver 15 can be molded onto the common carrier part 3 as well as formed on the circumference of a bearing seat 23 in the bottom region 2 of the common carrier part 3. In addition, it is possible to design the quiver 15 for receiving the brushes both as molded molded parts and to configure them as separate individual components which are provided with the brushes after they have been assembled and aligned. The components on the common carrier part 3 that can be subsumed in the “stator field generation” functional area can include, for example, the holding elements 12, 13 or projections for the field generation components 10, such as, for example, magnets, excitation coils, flux rings or the like. With these, the field generating components 10 can be axially fixed essentially parallel to the axis of symmetry 1 of the common carrier part 3.
Im Funktionsbereich "Lagerung" der oben genannten tabellarischen Übersicht sind Lagerungskomponenten, wie zum Beispiel Wälzlager, Gleitlager, Kunststofflaufbuchsen, Lagerhalter und Federscheiben und dergleichen subsumierbar, die entweder in einem Lagersitz 5 im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 eingepresst, verrastet, verschraubt oder mit diesem verklebt werden können und zur Aufnahme der rotierenden Teile des Elektromotors im gemeinsamen Trägerteils 3 des elektrischen Anbaugerätes dienen. Es ist ebenfalls möglich, als Integrationsstufe spezielle für elektronisch kommmutierte Motoren oder für ähnliche Baukonzepte, bei denen sich der Rotor um den Stator - im vorliegenden Falle das gemeinsame Trägerteil 3 - liegt, den den Rotor abstützenden Lagerbolzen am Stator, d.h. am gemeinsamen Trägerteil 3 anzuformen bzw. anzuspritzen.In the "Storage" functional area of the abovementioned tabular overview, storage components, such as, for example, roller bearings, slide bearings, plastic liners, bearing holders and spring washers and the like, can be subsumed, which are either pressed, locked, screwed into a bearing seat 5 in the base area 2 of the common carrier part 3 or with this can be glued and serve to accommodate the rotating parts of the electric motor in the common carrier part 3 of the electrical attachment. It is also possible, as an integration stage, specifically for electronically commutated motors or for similar construction concepts in which the rotor is located around the stator - in the present case the common support part 3 - the bearing bolt supporting the rotor on the stator, i.e. to be molded onto or molded onto the common carrier part 3.
Vom Funktionsbereich "Gehäuse-Zusätze" der oben aufgeführten tabellarischen Wiedergabe sind zusätzliche Funktionselemente umfasst, die ebenfalls am gemeinsamen Trägerteil 3 vorgesehen werden können. Dabei handelt es sich zum Beispiel um Luftführungen bei Gebläsen (Lufttrichter) oder Halterungen zur Befestigung an übergeordneten Systemen, zum Beispiel einer Ringzarge bei Einsatzgebläsen für Kühler von Kraftfahrzeugen, die auch als Hutzen bezeichnet werden, sei es im Pkw- oder im Lkw- Anwendungsbereich.The functional area "housing additives" of the above table representation includes additional functional elements that can also be provided on the common carrier part 3. These are, for example, air ducts for fans (air funnels) or brackets for fastening to higher-level systems, for example a ring frame for insert fans for radiators in motor vehicles, which are also referred to as scoops, be it in the car or truck application area.
Figur 1 zeigt ein gemeinsames Trägerbauteil mit Aufhahmekomponenten für die Stromversorgung und die Statorfelderzeugung.FIG. 1 shows a common carrier component with receiving components for the power supply and the stator field generation.
Die dem Funktionsbereich Stromversorgung zuzuordnenden Funktionselemente wie zum Beispiel Köcher 15 zur Aufnahme von Kohlebürsten, sind am Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 ausgebildet. Die Köcher 15 zur Aufnahme der Kohlenbürste können in einem durch die Polzahl des eingesetzten elektrischen Antriebs definierten Winkelversatz um die Symmetrieachse 1 angeordnet werden. Daneben sind dem Funktionsbereich Stromversorgung Schnapphaken 14 zuzuordnen, die Entstörelemente wie Drosseln oder Kondensatoren 17 umschließen. Daneben umfasst der Funktionsbereich Stromversorgung auch die externe Stromversorgung in Gestalt eines als Kabelstecker oder als Netzanschluss ausgebildeten Verbindungselementes 26. Der Funktionsbereich Statorfelderzeugung ist in Figur 1 durch Klipse 12 verwirklicht, denen eine Rastnase 13 oder eine Schälrippe zugeordnet sein kann. Diese Aufnahmeelemente dienen zur axialen Fixierung von Statorfelderzeu- gungskomponenten 10 wie zum Beispiel Magnete, Erregerspulen, Flußringe oder dergleichen. Das gemeinsame Trägerteil 3 kann in einer axialen Baulänge 21 ausgebildet sein, die . durchaus variabel gehalten werden kann; femer kann auch der Durchmesser des gemeinsamen Trägerteils 3 je nach Einbaufall flexibel konfiguriert werden.The functional elements to be assigned to the functional area of power supply, such as, for example, quiver 15 for receiving carbon brushes, are formed on the bottom area 2 of the common carrier part 3. The quiver 15 for receiving the carbon brush can be arranged in an angular offset about the axis of symmetry 1 defined by the number of poles of the electric drive used. In addition, snap-in hooks 14, which enclose interference suppression elements such as chokes or capacitors 17, are to be assigned to the functional area of power supply. In addition, the functional area power supply also includes the external power supply in the form of a connecting element 26 designed as a cable plug or as a mains connection. The functional area stator field generation is realized in FIG. 1 by clips 12, to which a latching lug 13 or a peeling rib can be assigned. These receiving elements are used for the axial fixation of stator fields supply components 10 such as magnets, excitation coils, flux rings or the like. The common carrier part 3 can be formed in an axial length 21, which. can be kept variable; Furthermore, the diameter of the common carrier part 3 can be flexibly configured depending on the installation case.
Figur 2 zeigt ein gemeinsames Trägerteil 3 mit Aufnahme für die Stromversorgung und die Lagerung.Figure 2 shows a common carrier part 3 with receptacle for the power supply and storage.
Gemäß der in Figur 2 wiedergegebenen Integrationsstufe des gemeinsamen Trägerteils 3 sind zusätzlich zum Funktionsbereich Stromversorgung, die Komponenten 15, 14 und 26 enthaltend, im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 der Funktionsbereich "Lagerung" durch einen Lagersitz 5, 23, in welchem ein Lagerkörper 4 aufgenommen ist, integriert. Der Lagerkörper 4 kann als ein Wälzlager oder ein Gleitlager ausgebildet sein, der in den Lagersitz 23 des gemeinsamen Trägerteils 3 eingepresst oder eingeklebt oder auch eingeklemmt sein kann. Diese Integrationsstufe kann neben verschiedenen axialen Längen 20 auch in verschiedenen Durchmessern ausgebildet sein, je nach Anwendungsfall.According to the integration level of the common carrier part 3 shown in FIG. 2, in addition to the functional area power supply, which contains components 15, 14 and 26, in the bottom area 2 of the common carrier part 3 there is the functional area “storage” by means of a bearing seat 5, 23, in which a bearing body 4 is integrated. The bearing body 4 can be designed as a roller bearing or a plain bearing, which can be pressed or glued or also clamped into the bearing seat 23 of the common carrier part 3. In addition to different axial lengths 20, this integration stage can also be designed in different diameters, depending on the application.
Figur 3 zeigt ein gemeinsames Träger mit Aufnahmen für die Stromversorgung und Gehäuse-Zusätzen.Figure 3 shows a common carrier with receptacles for the power supply and housing accessories.
Neben dem gemäß dieser Integrationsstufe am gemeinsamen Trägerbauteil 3 ausgebildeten Funktionsbereich Stromversorgung, ist in dieser Ausführungsvariante auch der Funktionsbereich Gehäuse-Zusätze verwirklicht. Das gemäß dieser Ausführungsvariante beschaffene gemeinsame Trägerteil 3 wird bevorzugt mit einer Hutze 6, zum Beispiel mit einem Kühlermodul verbunden, wobei im gemeinsamen Trägerteil 3 der den Kühlerventilator antreibende Elektromotor aufgenommen werden kann. In die in Figur 3 dargestellte Ringfläche 7 des gemeinsamen Trägerteils 3 kann der Flußring, der eine Komponente der Statorfeldkomponenten 10 darstellt, eingelassen werden.In addition to the power supply functional area formed on the common carrier component 3 in accordance with this integration level, the functional area housing additives is also realized in this embodiment variant. The common carrier part 3 obtained according to this embodiment variant is preferably connected to a hood 6, for example to a cooler module, wherein the electric motor driving the radiator fan can be accommodated in the common carrier part 3. The flux ring, which is a component of the stator field components 10, can be embedded in the annular surface 7 of the common carrier part 3 shown in FIG.
Figur 4 zeigt ein gemeinsames Trägerteil, an welchem die Funktionsbereiche Statorfelderzeugung und Lagerung ausgebildet sind.FIG. 4 shows a common carrier part on which the functional areas of stator field generation and storage are formed.
An der Innenseite des gemeinsamen Trägerteils 3 gemäß der Darstellung in Figur 4 sind Klipse 12 mit optional vorsehbaren Rastnasen 13 ausgebildet; femer ist im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 ein Lagerkörper 4 eingegossen, verrastet, verklebt oder eingepresst. Der Lagerkörper 4 wird im gemeinsamen Trägerteil 3 von einem Lagersitz 5, 23 umschlossen. Ein Hohlraum 18 nimmt den in Figur 4 nicht dargestellten Anker des Elektromotors im gemeinsamen Trägerteil 3 auf. Figur 5 zeigt ein gemeinsames Trägerteil mit den Funktionsbereichen Statorfelderzeugung, und Gehäuse-Zusätzen.On the inside of the common carrier part 3 as shown in FIG. 4, clips 12 are formed with optionally provided latching lugs 13; Furthermore, a bearing body 4 is cast, locked, glued or pressed into the bottom region 2 of the common carrier part 3. The bearing body 4 is enclosed in the common carrier part 3 by a bearing seat 5, 23. A cavity 18 accommodates the armature of the electric motor (not shown in FIG. 4) in the common carrier part 3. FIG. 5 shows a common carrier part with the functional areas of stator field generation and housing additives.
Im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3 sind analog zur Ausfurrrungsvariante gemäß Figur 4 Klipse 12 eingegossen oder angespritzt, die an ihren radial innenliegenden Enden mit einer hervorstehenden Rastnase oder Schälrippe 13 versehen sind, um Statorfeldkomponenten 10 wie Permanentmagnete oder Erregerspulen in axialer Richtung zu fixieren. Gemäß dieser Ausführungsvariante kann eine Hutze 6 zu einem Kühlermodul an der Außenseite des gemeinsamen Trägerteils 3 angespritzt werden, so dass dieses in ein Kühlermodul, welches an einer Verbrennungskraftmaschine eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann, integriert wird.In the interior of the common carrier part 3, analogously to the Ausfurrrungs variant according to FIG. 4, clips 12 are cast or injection-molded, which are provided at their radially inner ends with a protruding locking lug or peeling rib 13 in order to fix stator field components 10 such as permanent magnets or excitation coils in the axial direction. According to this embodiment variant, a hood 6 can be molded onto a cooler module on the outside of the common carrier part 3, so that it is integrated into a cooler module which can be used on an internal combustion engine of a motor vehicle.
Figur 6 zeigt ein gemeinsames Trägerteil mit den Funktionsbereichen Lagerung und Gehäuse-Zusätzen.Figure 6 shows a common carrier part with the functional areas of storage and housing additives.
Der Funktionsbereich Gehäuse-Zusätze ist in Gestalt einer Hutze 6 als Verbindung zu einem übergeordneten System ausgebildet, wohingegen der Funktionsbereich Lagerung durch einen Lagerkörper 4 verwirklicht ist, welches in einem Lagersitz 5 im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 eingelassen ist. Die Wandungsdicke des Bodenbereichs 2 ist mit Bezugszeichen 2.1 bezeichnet; das gemeinsame Trägerteil 3 gemäß der Ausführungsvariante in Figur 6 ist in einer Axiallänge 20 ausgebildet, die selbstverständlich variierbar ist.The functional area housing additives is designed in the form of a scoop 6 as a connection to a higher-level system, whereas the functional area storage is realized by a bearing body 4, which is embedded in a bearing seat 5 in the bottom area 2 of the common carrier part 3. The wall thickness of the base area 2 is designated by reference number 2.1; The common carrier part 3 according to the embodiment variant in FIG. 6 is formed in an axial length 20, which of course can be varied.
Figur 7 zeigt ein gemeinsames Trägerteil mit den Funktionsbereichen Stromerzeugung, Statorfelderzeugung und Lagerung.FIG. 7 shows a common carrier part with the functional areas of power generation, stator field generation and storage.
Der Funktionsbereich Stromversorgung ist durch die Komponenten 15, ausgebildet als Köcher, für in diese einzuführende Kohlebürsten sowie durch Schnapphaken 14 verwirklicht, welche zur Aufnahme von Entstörelementen wie zum Beispiel Drosseln oder Kondensatoren 17 dienen. Die aufgezählten Komponenten sind der internen Stromversorgung zuzuordnen, während ein Kabelstecker oder ein Netzanschluß 26 der externen Stromversorgung des im gemeinsamen Trägerteil 3 aufgenommenen Elektromotors dient. Der Funktionsbereich Statorfelderzeugung ist durch Klipse 12 mit optional an diesen vorsehbaren Rastnasen 13 gebildet, welche zur axialen Fixierung und von Statorfelderzeugungskomponenten, wie zum Beispiel Permanentmagneten 10 dient. In die Bodenfläche 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 ist als Verwirklichung des Funktionsbereichs Lagerung ein Lagerkörper 4 integriert, welcher von einem Lagersitz 5, 23 umschlossen ist. Figur 8 zeigt ein gemeinsames Trägerteil mit den Funktionsbereichen Stromversorgung, Statorfelderzeugung und Gehäuse-Zusätzen.The functional area power supply is realized by the components 15, designed as quivers, for carbon brushes to be inserted into them, and by snap hooks 14, which serve to receive interference suppression elements such as chokes or capacitors 17. The components listed are to be assigned to the internal power supply, while a cable plug or a mains connection 26 serves for the external power supply of the electric motor accommodated in the common carrier part 3. The functional area of stator field generation is formed by clips 12 with locking lugs 13 that can optionally be provided on them, which is used for axial fixation and of stator field generation components, such as permanent magnets 10. A bearing body 4, which is enclosed by a bearing seat 5, 23, is integrated into the bottom surface 2 of the common carrier part 3 to realize the functional area of storage. FIG. 8 shows a common carrier part with the functional areas of power supply, stator field generation and housing additives.
Der Funktionsbereich Stromversorgung ist durch die Komponenten 14, 15 (intern) sowie den Netzanschluß 26 (externe Stromversorgung) verwirklicht. In dieser Ausführungsvariante ist die Funktion "Statorfelderzeugung" durch die Klipse 12 mit radial an diesen vorsehbaren Rastnasen 13 verwirklicht. Diese können in einem Abstand 19 von einer Stirnfläche des gemeinsamen Trägerteils 3 orientiert sein, welche der axialen Länge der Komponenten zur Statorfelderzeugung 10 entspricht. Der Funktionsbereich Gehäuse-Zusätze ist durch eine Zarge bzw. Hutze 6 verwirklicht, mit der das gemeinsame Trägerteil 3 mit einem hier nicht in voller Größe dargestellten Kühlermodul, welches zum Beispiel als Kunststoffspritzbauteil beschaffen sein kann, in Verbindung steht und in dieses eingegossen ist.The functional area power supply is realized by the components 14, 15 (internal) and the mains connection 26 (external power supply). In this embodiment variant, the “stator field generation” function is realized by the clips 12 with locking lugs 13 that can be provided radially thereon. These can be oriented at a distance 19 from an end face of the common carrier part 3, which corresponds to the axial length of the components for generating the stator field 10. The functional area of housing additives is realized by a frame or scraper 6, with which the common carrier part 3 is connected to and cast into a cooler module, which is not shown in full size here, which can be designed, for example, as a plastic injection-molded component.
Figur 9 zeigt ein gemeinsames Trägerteils mit den Funktionsbereichen Stromversorgung, Lagerung und Gehäuse-Zusätzen.FIG. 9 shows a common carrier part with the functional areas of power supply, storage and housing additives.
In der in Figur 9 dargestellten Integrationsstufe des gemeinsamen Trägerteils 3 ist der Funktionsbereich Stromversorgung intern/extern durch die Köcher 15 für die darin aufzunehmenden Kohlebürsten sowie die Schnapphaken 14 verwirklicht, in welchem Entstörelemente 17 aufgenommen werden. Der externe Teil des Funktionsbereiches Stromversorgung wird durch einen hier nur schematisch angedeuteten Steckerabgang oder Netzanschluß 26 angedeutet. Der Funktionsbereich "Gehäuse-Zusätze" ist in Gestalt einer Hutze oder einer Zarge 6 ausgebildet, mit welchem die Ausführungsvariante des gemeinsamen Trägerteils 3 gemäß der Darstellung in Figur 9 in ein hier nicht näher dargestelltes Kühlermodul integriert sein kann.In the integration stage of the common carrier part 3 shown in FIG. 9, the functional area of power supply internally / externally is realized by the quiver 15 for the carbon brushes to be accommodated therein as well as the snap hooks 14 in which interference suppression elements 17 are received. The external part of the power supply functional area is indicated by a connector outlet or mains connection 26 which is only indicated schematically here. The functional area "housing additives" is designed in the form of a scoop or frame 6, with which the embodiment variant of the common carrier part 3, as shown in FIG. 9, can be integrated into a cooler module, not shown here.
Figur 10 zeigt ein gemeinsames Trägerteil mit den Funktionsbereichen Statorfelderzeugung, Lagerung und Gehäuse-Zusätzen.FIG. 10 shows a common carrier part with the functional areas of stator field generation, storage and housing additives.
Gemäß dieser Integrationsstufe des gemeinsamen Trägerteils 3 ist der Funktionsbereich Statorfelderzeugung in Gestalt von Klipsen 12 optional an diesen vorsehbaren Rastnasen 13 ausgebildet, welche im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3 in einem sich durch die Polzahl des eingesetzten elektrischen Antriebs einstellenden Winkel zueinander versetzt ausgebildet werden können. Die die Statorfelderzeugungskomponenten 10 wie zum Beispiel Magnete, Erregerspulen und Flußringe oder dergleichen aufnehmenden Klipse 12 sind von einer Stirnseite des gemeinsamen Trägerteils 3 in einem Abstand 19 angeordnet, welcher zum Beispiel der axialen Baulänge der Statorfelderzeugungskomponenten 10 entsprechen kann. Der Funktionsbereich Lagerung ist durch einen Lagerkörper 4 verwirklicht, der in einem Lagersitz 5, 23 im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 aufgenommen ist. Der Funktionsbereich Gehäuse-Zusätze in der in Figur 10 dargestellten Integrationsstufe des gemeinsamen Trägerteils 3 besteht in Gestalt einer Hutze oder eines Lufttrichters 6, mit welchem das gemeinsame Trägerteil 3 in ein Kühlermodul für eine Verbrermungskraftmaschine ohne zusätzliche weitere Verbindungskomponenten integriert sein kann.According to this level of integration of the common carrier part 3, the functional area of stator field generation in the form of clips 12 is optionally formed on these predictable latching lugs 13, which can be offset in the interior of the common carrier part 3 at an angle which is established by the number of poles of the electric drive used. The clips 12 receiving the stator field generation components 10, such as magnets, excitation coils and flux rings or the like, are arranged from an end face of the common carrier part 3 at a distance 19, which can correspond, for example, to the axial length of the stator field generation components 10. The functional area of storage is realized by a bearing body 4, which is accommodated in a bearing seat 5, 23 in the bottom region 2 of the common carrier part 3. The functional area of housing additives in the integration stage of the common carrier part 3 shown in FIG. 10 is in the form of a scoop or an air funnel 6, with which the common carrier part 3 can be integrated into a cooler module for a combustion engine without additional connecting components.
Figur 11 zeigt die höchste Integrationsstufe eines gemeinsamen Trägerteils mit den Funktionsbereichen Stromversorgung, Statorfelderzeugung, Lagerung und Gehäuse-Zusätze.FIG. 11 shows the highest level of integration of a common carrier part with the functional areas of power supply, stator field generation, storage and housing additions.
Das Trägerteil 3 gemäß der Darstellung in Figur 11 kann auf dem Wege des Druckgussverfahrens, durch Kunststoffspritzgießverfahren sowie durch Blechverarbeitungs- und Umformungsverfahren hergestellt werden. Am Außenumfang des im wesentlichen zylindrisch konfigurierten Trägerteils 3 ist eine Hutze 6 (oder Ringzarge) angegossen oder angespritzt, deren Befestigungsöffnungen zur Aufnahme des Trägerteils 3 an anderen Baukomponenten ermöglichen, die in der Darstellung gemäß Figur 11 nicht wiedergegeben sind. Der Hutze 6 an der Innenseite eines Hohlraumes 18 gegenüberliegend, ist ein Nase 12 in das gemeinsame Trägerteil 3 integriert, der zur axialen und radialen Sicherung von Komponenten 10 zur Statorfelderzeugung dient. Anstelle eines nasenförmig konfigurierten Vorsprungs 12 können auch sich in axiale Richtung ausgerichtete Schälrippen oder andere Fixierungselemente für die Komponenten 10 zur Statorfelderzeugung innerhalb des gemeinsamen Trägerteiles3 vorgesehen werden. Die Komponenten 10 zur Statorfelderzeugung können in einer axialen Länge 19 beschaffen sein und vollständig vom gemeinsamen Trägerteil 3 umgeben sein; auch eine kürzere Ausbildung der Komponenten 10 zur Statorfelderzeugung ist möglich.The carrier part 3 according to the illustration in FIG. 11 can be produced by the die-casting method, by plastic injection molding methods and by sheet metal processing and forming methods. On the outer circumference of the essentially cylindrically configured carrier part 3, a scoop 6 (or ring frame) is cast or injection-molded, the fastening openings of which make it possible to receive the carrier part 3 on other structural components which are not shown in the illustration according to FIG. 11. The scoop 6 on the inside of a cavity 18 opposite, a nose 12 is integrated in the common carrier part 3, which is used for the axial and radial securing of components 10 for stator field generation. Instead of a projection 12 configured in the form of a nose, peeling ribs oriented in the axial direction or other fixing elements for the components 10 for generating the stator field can also be provided within the common carrier part 3. The components 10 for generating the stator field can have an axial length 19 and can be completely surrounded by the common carrier part 3; A shorter design of the components 10 for stator field generation is also possible.
Der Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 gemäß der Ausfuhrungsvariante in Figur 11 kann in mehreren Ebenen ausgeführt sein und einen Lager sitz 5 bzw. 23, der einen Lagerkörper 4 umschließt, sei es ein Gleitlager oder ein Wälzlager. Durch diese Komponenten ist der Funktionsbereich Lagerung verwirklicht.The base region 2 of the common carrier part 3 according to the embodiment variant in FIG. 11 can be designed in several planes and a bearing seat 5 or 23, which surrounds a bearing body 4, be it a plain bearing or a roller bearing. The functional area of storage is realized through these components.
Senkrecht zur Symmetrieachse 1 des gemeinsamen Trägerteils 3 sind Köcher 15 zur Aufnahme von Kohlebürsten ausgebildet. Daneben befinden sich Schnapphaken 14, die einstückig im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 eingegossen oder angespritzt sein können. In den Köchern 15 lassen sich Bürsten von bürstenkommmutierten Elektromotoren unterbringen. Durch die Komponenten 14 und 15 ist der Funktionsbereich Stromversorgung, d.h. dessen interner Teil verwirklicht. Die externe Stromversorgung, welche ebenfalls dem Funktionsbereich Stromversorgung zuzurechnen ist, ist durch einen hier schematisch wiedergegebenen Netzanschluss oder einen Steckerabgang 26 dargestellt.Quiver 15 for receiving carbon brushes are formed perpendicular to the axis of symmetry 1 of the common carrier part 3. In addition, there are snap hooks 14, which can be cast or molded in one piece in the bottom area 2 of the common carrier part 3. Brushes of brush-commutated electric motors can be accommodated in the quivers 15. The function area power supply, ie its internal part, is realized by components 14 and 15. The external power supply, which is also to be assigned to the functional area of power supply, is represented by a mains connection or a connector outlet 26 shown here schematically.
Der Funktionsbereich Lagerung ist in der höchsten Integrationsstufe gemäß der Darstellung in Figur 11 durch einen Lagersitz 5, 23 im Bodenbereich 2 des gemeinsamen Trägerteils 3 verwirklicht. In den Lager sitz 5, 23 ist ein Lagerkörper 4 eingepresst, verklemmt oder verstemmt.The functional area of storage is implemented in the highest integration level as shown in FIG. 11 by a bearing seat 5, 23 in the base area 2 of the common carrier part 3. In the bearing seat 5, 23, a bearing body 4 is pressed, jammed or caulked.
Der Funktionsbereich Statorfelderzeugung ist durch die im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3 an der Begrenzungswandung des Hohlraums 18 angegossenen oder angespritzten Klipse 12 mit optional an diesen vorsehbaren Rastnasen oder Schälrippen 13 verwirklicht. Diese im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3 liegenden Aufnahmekomponenten fixieren Felderzeugungskomponenten 10 zur Statorfelderzeugung im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3. Dabei kann es sich sowohl um Permanentmagnete, um Magnete als auch um Spulenwicklungen oder Erregerspulen handeln. Je nach axialer Baulänge des gemeinsamen Trägerteils 3, die je nach Anforderung flexibel sein kann, können im Inneren des gemeinsamen Trägerteils Felderzeugungskomponenten 10 unterschiedlicher axialer Baulänge 19 aufgenommen werden. Der Hohlraum 18 dient der Aufnahme eines hier nicht näher dargestellten Ankers eines Elektromotors im Inneren des gemeinsamen Trägerteils 3.The stator field generation functional area is realized by the clips 12 molded or molded on the inside of the common carrier part 3 on the boundary wall of the cavity 18, with latching lugs or peeling ribs 13 optionally provided on these. These receiving components located in the interior of the common carrier part 3 fix field generation components 10 for generating stator fields in the interior of the common carrier part 3. These can be permanent magnets, magnets as well as coil windings or excitation coils. Depending on the axial length of the common carrier part 3, which can be flexible depending on the requirement, field generating components 10 of different axial length 19 can be accommodated inside the common carrier part. The cavity 18 serves to receive an armature of an electric motor (not shown here in more detail) in the interior of the common carrier part 3.
Der Funktionsbereich Gehäuse-Zusätze ist in der höchsten Integrationsstufe 11 durch eine Hutze bzw. einen Lufttrichter 6 verwirklicht, mit welchem das gemeinsame Trägerteil 3 in ein hier nicht vollständig dargestelltes Kühlermodul oder ein Pumpengehäuse, wie zum Beispiel einer Wasserpumpe im Kfz.-Bereich, integriert werden kann.The functional area of housing additives is realized in the highest integration stage 11 by a scoop or an air funnel 6, with which the common carrier part 3 is integrated into a cooler module or a pump housing, such as a water pump in the automotive sector, which is not shown completely here can be.
Gemäß der im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 11 dargestellten Integration mehrerer Funktionalitäten eines mittels eines Formgebungsprozesses erzeugten Trägerteils 3 lassen sich Komponenten und Funktionen in beliebigen Kombinationen in das Trägerteil 3 integrieren. Wird insbesondere bei elektronisch kommmutierten Motoren, bei denen sich der Rotor um den Stator legt, ein Trägerteil 3 mittels eines formgebenden Herstellverfahrens wie z.B. des Metalldruckgussverfahrens oder des Kunststoffspritzverfahrens gefertigt, lässt sich am Trägerteil 3 insbesondere der Lagerbolzen für den Rotor direkt am Gehäuse vorsehen. BezugszeichenlisteAccording to the integration of several functionalities of a carrier part 3 produced by means of a shaping process shown in connection with FIGS. 1 to 11, components and functions can be integrated into the carrier part 3 in any desired combinations. If, in particular in the case of electronically commutated motors in which the rotor is placed around the stator, a carrier part 3 is manufactured by means of a shaping manufacturing process such as, for example, the metal die-casting method or the plastic injection method, the bearing pin for the rotor, in particular, can be provided directly on the housing on the carrier part 3. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Symmetrieachse1 axis of symmetry
2 Bodenbereich2 floor area
2.1 erste Wandungsdicke2.1 first wall thickness
2.2 zweite Wandungsdicke2.2 second wall thickness
3 gemeinsames Trägerteil3 common support part
4 Lagerkörper4 bearing bodies
5 Lagersitz5 bearing seat
6 Hutze, Lufttrichter6 scoops, air funnel
7 Ringfläche7 ring surface
10 Felderzeugungskomponente (Permanentmagnete, Spulenwicklung)10 field generation components (permanent magnets, coil winding)
12 Klips12 clips
13 Nase, Schälrippe13 nose, peeling rib
14 Schnapphaken14 snap hooks
15 Köcher15 quivers
17 Entstörelemente ( Drosseln, Kondensatoren)17 interference suppression elements (chokes, capacitors)
18 Hohlraum (für Anker)18 cavity (for anchor)
19 Wicklungs-, Magnetlänge19 winding, magnet length
20 erste Bauhöhe20 first overall height
21 weitere B auhöhe21 further construction heights
23 Lagersitz23 bearing seat
26 Stromversorgung (Netzanschluss, Steckerabgang) 26 power supply (mains connection, plug outlet)

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines gemeinsamen Trägerteils (3) für einen elektrischen Antrieb, wobei am gemeinsamen Trägerteil (3), welches in verschiedenen axialen Längen und Durchmessern herstellbar ist, ein Bodenbereich (2) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) in beliebiger Kombination die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15; 26), Statorfelderzeugung (12, 13), Lagerung (4, 5, 23) und Gehäuse-Zusätze (6) für übergeordnete Systeme integrierbar sind.1. A method for producing a common carrier part (3) for an electric drive, a base region (2) being formed on the common carrier part (3), which can be produced in different axial lengths and diameters, characterized in that on the common carrier part ( 3) The functional areas power supply (14, 15; 26), stator field generation (12, 13), storage (4, 5, 23) and housing additions (6) for higher-level systems can be integrated in any combination.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15, 26) und Statorfelderzeugung (12, 13) ausgebildet werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas power supply (14, 15, 26) and stator field generation (12, 13) are formed on the common carrier part (3).
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15; 26) und Lagerung (4, 5, 23) ausgebildet sind.3. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas power supply (14, 15; 26) and storage (4, 5, 23) are formed on the common carrier part (3).
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15; 26) und Gehäuse- Zusätze (6) integriert werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas power supply (14, 15; 26) and housing additives (6) are integrated on the common carrier part (3).
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Statorfelderzeugung (12, 13) und Lagerung (4, 5, 23) integriert sind.5. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas stator field generation (12, 13) and storage (4, 5, 23) are integrated on the common carrier part (3).
6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Statorfelderzeugung (12, 13) und Gehäuse-Zusätze (6) integriert sind.6. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas stator field generation (12, 13) and housing additives (6) are integrated on the common carrier part (3).
7. Verfahren gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Lagerung (4, 5, 23) und Gehäuse-Zusätze (6) integriert sind.7. The method according spoke 1, characterized in that the functional areas of storage (4, 5, 23) and housing additives (6) are integrated on the common carrier part (3).
8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromerzeugung (14, 15, 26), Statorfelderzeugung (12, 13) und Lagerung (4, 5, 23) integriert sind. 8. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas power generation (14, 15, 26), stator field generation (12, 13) and storage (4, 5, 23) are integrated on the common carrier part (3).
9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15, 26), Statorfelderzeugung (12, 13) und Gehäuse-Zusätze (6) integriert sind.9. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas power supply (14, 15, 26), stator field generation (12, 13) and housing additives (6) are integrated on the common carrier part (3).
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15; 26), Lagerung (4, 5, 23) und Gehäuse-Zusätze (6) integriert sind.10. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas power supply (14, 15; 26), storage (4, 5, 23) and housing additives (6) are integrated on the common carrier part (3).
11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Statorfelderzeugung (12, 13), Lagerung (4, 5, 21) und Gehäuse-Zusätze (6) integriert sind.11. The method according to claim 1, characterized in that the functional areas stator field generation (12, 13), storage (4, 5, 21) and housing additives (6) are integrated on the common carrier part (3).
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am gemeinsamen Trägerteil (3) die Funktionsbereiche Stromversorgung (14, 15; 26), Statorfelderzeugung (12, 13), Lagerung (4, 5, 23) und Gehäuse-Zusätze (6) integriert sind.12. The method according to claim 1, characterized in that on the common carrier part (3) the functional areas power supply (14, 15; 26), stator field generation (12, 13), storage (4, 5, 23) and housing additives (6) are integrated.
13. Verfahren gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Trägerteil (3) mittels des Metalldruckgussverfahrens formgebend hergestellt wird.13. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common carrier part (3) is produced by means of the metal die-casting method.
14. Verfahren gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Trägerteil (3) durch Kunststoffspritzgussverfahren formgebend hergestellt wird.14. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common carrier part (3) is produced by plastic injection molding.
15. Verfahren gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Trägerteil (3) durch Blechbearbeitung und - Umformung formgebend hergestellt wird.15. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common carrier part (3) is produced by sheet metal processing and shaping.
16. Verfahren gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass das gemeinsame Trägerteil (3) zur Aufnahme elektrischer Antriebe an Verstellgetrieben, Fluidpumpen, Gebläsen, Kühlermodulen im Kraftfahrzeug/Nutzfahrzeugbereich eingesetzt wird. 16. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the common carrier part (3) is used for receiving electrical drives on adjusting gears, fluid pumps, blowers, cooler modules in the motor vehicle / commercial vehicle sector.
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