EP2798723A2 - Vorrichtung zum halten einer maschinenkomponente in einer elektrischen maschine sowie elektrische maschine - Google Patents

Vorrichtung zum halten einer maschinenkomponente in einer elektrischen maschine sowie elektrische maschine

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EP2798723A2
EP2798723A2 EP12795375.0A EP12795375A EP2798723A2 EP 2798723 A2 EP2798723 A2 EP 2798723A2 EP 12795375 A EP12795375 A EP 12795375A EP 2798723 A2 EP2798723 A2 EP 2798723A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine component
housing
machine
stator
press
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12795375.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Claude Berling
Jérôme THIERY
Roland Schmidt
Tilo Koenig
Joerg Schmid
Samir Mahfoudh
Christoph Heier
Claudius Muschelknautz
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 EP2798723A2 publication Critical patent/EP2798723A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/24—Casings; Enclosures; Supports specially adapted for suppression or reduction of noise or vibrations

Definitions

  • the present invention relates to electrical machines, in particular electronically commutated electrical machines.
  • the invention further relates to measures for fixing a stator in a housing of an electrical machine.
  • Electrical machines are used in many ways.
  • electronically commutated d. H. Brushless electrical machines have the advantage that no wear-prone commutators and carbon brushes are used.
  • electrically conductive particles e.g. Protect splash water from the outside in a suitable manner by a housing.
  • electronically commutated machines with wet-running rotors e.g. in pumps
  • stator winding of electrically conductive particles e.g. the medium to be pumped from the inside suitably protected by a housing.
  • Stators or individual parts of stators are usually connected to the housing by means of gluing, screwing, welding, rolling or shrinking or integrally molded with the housing for fixing.
  • a fixation has the disadvantage that inertial forces due to internal vibrations due to alternating magnetic fields or external vibrations due to environmental effects and temperature fluctuations, increase the supply of can affect reliability of the fixation of the stator winding in the motor housing.
  • large component tolerances and different thermal expansions of the components of the stator must be compensated.
  • a device for holding a machine component, in particular a stator is provided in a housing of an electric machine, wherein a pressure element is provided in the housing in order to press the machine component with a particular axial force against a stop on which the Machine component is held positively.
  • a pressure element is provided in the housing in order to press the machine component with a particular axial force against a stop on which the Machine component is held positively.
  • a machine component can be arranged in a housing of an electrical machine such that it can be held with high reliability over the entire service life of the electrical machine despite the effect of high mass forces and temperature fluctuations.
  • a holding device may be provided, which lies opposite the pressure element in the direction of the force application with respect to the machine component and has holding elements engaging in one or more recesses of the machine component in order to position and fix the machine component against displacement in a direction transverse to the direction of the force application ,
  • the one or more retaining elements can be arranged on a housing cover or on the housing and the one or more recesses can be provided on the machine component.
  • one of the holding elements may be provided with a press nose, wherein it comes to the insertion of the holding element in the corresponding recess to deformations and / or shearing and thus ensures a backlash-free pairing of the holding elements in the recesses.
  • the pressure element has at least one retaining pin with a spring element mounted thereon, such as a spiral spring, wherein the retaining pin is inserted into one of the recesses, that the spring element is biased and presses the machine component against the stop.
  • a spring element mounted thereon, such as a spiral spring, wherein the retaining pin is inserted into one of the recesses, that the spring element is biased and presses the machine component against the stop.
  • an outer dimension of the machine component and an inner dimension of the housing may be configured such that upon insertion of the machine component into the housing, one or more squeeze tabs disposed on the outer dimension of the machine component are deformed to press fit the machine component in the housing To ensure housing.
  • the one or more press cloths may be provided with one or more support portions received in depressions of the machine component.
  • an electric machine comprising:
  • a pressure element which is arranged between the machine component and the housing to press the machine component with an axially directed force against a stop.
  • an apparatus for fixing a machine component in a housing of an electrical machine with a cylindrical housing comprising:
  • an insulating member for electrically insulating the machine component, the insulating member being disposable in an axial direction adjacent to the machine component;
  • press lobes which are integrally formed with the insulating member and projecting in the axial direction of the insulating.
  • the one or more squeeze cloths may be provided with one or more support portions receivable in recesses of the machine component, the one or more squeeze cloths having a Has curvature that points away from the machine component when placed on the machine component.
  • an electric machine comprising:
  • a machine component arranged in the housing, in particular a stator
  • an insulating member for electrically insulating the machine component, the insulating member being disposed in an axial direction adjacent to the machine component;
  • One or more squeezing flaps which are integrally formed with the insulating member and extending in the axial direction over the machine component.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of a pump with a
  • Figure 2 is a perspective view of a housing part for
  • FIG. 4 shows a stator for use in the housing part of FIG. 2 and for fixing by the pressure element of FIG. 3;
  • FIG. 5 is a detail of a schematic
  • an electrically operated pump 1 is shown in cross section.
  • the pump 1 has a compact arrangement in which an electric machine is coupled to a conveyor for pumping a liquid and encapsulated in a common housing.
  • the pump 1 has a housing with a substantially cylindrical housing part 2 for receiving a stator 3.
  • the stator 3 is part of an internal-rotor electrical machine and comprises a stator winding 4 with a plurality of stator coils, which are arranged on stator teeth, not shown.
  • the stator 3 surrounds an inner recess 5 for receiving a rotor 6.
  • An axial end of the cylindrical housing part 2 is closed with an intermediate part 19, wherein the intermediate part 19 has a pot-like, cylindrical Einwolbung which projects into the inner recess 5 of the stator 3.
  • the dimensions of the cup-like cylindrical Einwolbung are adapted to the inner circumference of the inner recess 5 of the stator 3, so that the stator 3 abuts the Einwolbung or has only a small distance from the Einwolbung.
  • the rotor 6 is provided with permanent magnets 7 and arranged on a rotor shaft 8b, which may be formed as a hollow shaft.
  • the rotor shaft 8b is mounted on an axle 8a and is coupled to a delivery wheel 9, which serves to pump a liquid via a suction opening 10 in the direction of an outlet opening 12.
  • the suction opening 10 and the outlet opening 12 are arranged in a pump cover 1 1, which is arranged opposite the housing part 2 on the intermediate part 19.
  • a pump chamber is formed, in which the rotor 6 and the feed wheel 9 are arranged.
  • One side of the axle 8a is mounted in the intermediate part 19 or integrated with it.
  • a further storage of the axis 8a is located in the pump chamber and is connected there to the pump cover 1 1.
  • the housing part 2 of the pump 1 is closed by a housing cover 13 at a head end opposite the intermediate part 19.
  • Housing cover 13 forms with the housing part 2 and the pump cover 1 1, the housing of the pump. 1
  • the connections 14 may be connected to a circuit board in the housing.
  • the stator 3 is arranged inside the housing part 2 of the pump 1. For fixing the stator is clamped axially.
  • a plurality of stop surfaces 31 are provided which are provided by a plurality of holding elements 17 which may be integral with the housing part 2.
  • the holding elements 17 have ideally still a form fit to recesses 25 of the stator 3, so that the tangential forces are transmitted not only on the frictional engagement of the axial strain.
  • the recesses 25 can be seen in particular in the perspective view of the stator 3 in Figure 4.
  • the pressure element 20 is provided which is shown in more detail in FIG.
  • the pressure element 20 is preferably annular and has a circular pressure plate 21.
  • the retaining pins 22 are provided with spiral springs 23 in order to exert an axial compressive force on the machine component, in particular of a stator, in the direction of the protruding retaining pins 22.
  • the intermediate part 19 is placed on the pressure element 20 and pressed to contact the housing part 2, so that the retaining pins 22 pressed deeper into the recesses 25 of the stator 3 and thereby the coil springs 23 are biased.
  • the stator 3 is clamped and reliably held between the retaining elements 17 of the housing part 2 and the retaining pins 22 of the pressure element 20.
  • the provision of the coil springs 23 makes it possible to compensate for component tolerances and thermal expansions without the fixture losing its reliability over the service life.
  • the contact pressure of the pressure element 20 is chosen so that it is always greater than the mass force occurring during operation of the pump 1.
  • coil springs 23 a flat spring characteristic can be realized, so that length tolerances, in particular from the disk set of the stator to none large force changes on the stator 3 lead.
  • the holding elements 17 on the housing part 2 preferably have press noses, which lead to shearing and / or deformation when the stator 3 is pressed in, so that a backlash-free connection is formed in the radial direction and, in particular, a tilting of the stator 3 to the axis of rotation of the rotor 6 is ruled out can.
  • the insulating mask 27 may be formed substantially annular and bear in the axial direction of the disk set of the stator 3.
  • the insulating mask 27 can accommodate additional components or functions for wire placement, wire guidance and interconnection, but essentially serves to insulate the stator winding 4 to form the disk set that damage to the varnish of the winding wire of the stator winding 4 is avoided by sharp edges of the disk set and no short circuit can occur in the stator winding.
  • the configuration of the wire layer is positively influenced and in additional grooves wires can be stored when winding, the different stator windings 4 interconnect.
  • the press tabs 26 lie on the disk set of the stator 3, d. H. on the outer peripheral surface of the laminated core of the stator 3, and extend substantially in the axial direction.
  • the stator 3 with the press tabs 26 has a defined excess to the inner diameter of the housing part 2.
  • the number and position of the press tabs 26 is matched to the housing part 2, that the voltages of the housing part 2 are substantially deformations in the elastic range under all tolerance positions.
  • the pressing lugs 26 are preferably at regular intervals over the circumference of the
  • Stators 3 distributed, such as six press tabs 26 at an angular distance of 60 ° to each other.
  • the press tabs 26 are compressed, so that an interference fit is ensured.
  • the oversize is selected so that there is a minimum pressure at all permissible temperatures and the stresses in the motor housing and in the press lobes do not become unacceptably high.
  • a plastic material with the lowest possible coefficient of thermal expansion and high elasticity can be used for the press laps 26.
  • FIG. 5 shows a section of a schematic cross-sectional view through the stator 3 with press laps 26 arranged thereon.
  • the press flaps 26 are outwardly, d. H. in the direction of a housing inner wall of
  • the stator outer surface has for this purpose two recesses 29, in which the support regions 28 of the press lugs 26 are arranged so that they are held against slipping in the circumferential direction.
  • An arrangement of the bearing areas 28 in the recesses 29 is due to the stability and Finishing of press cloths with a minimum thickness.
  • the embedding of the press tabs 26 in the wells is due to tight space requirements and advantages in the support of the parts to each other.
  • the support regions 28 may be formed, for example, as thickened portions on the side edges of the press flaps 26 having a partially circular cross-section which preferably extend in the direction of curvature of the press flaps 26 of opposite direction.
  • the press blades 26 Due to the curvature of the press blades 26 occurs when inserted into the housing to a deformation, abut the small surfaces of the curved press blades 26 on a housing inner wall of the housing part 2 with an oversize and thus the stator 3 is radially pressed and axially and tangentially on the frictional forces held.
  • the deformation is essentially elastic.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Halten einer Maschinenkomponente (3), insbesondere eines Stators, in einem Gehäuse (2, 13) einer elektrischen Maschine, wobei ein Druckelement (20) in dem Gehäuse (2, 13) vorgesehen ist, um die Maschinenkomponente (3) mit einer Kraft gegen einen Anschlag (31 ) zu drücken.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Halten einer Maschinenkomponente in einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Maschinen, insbesondere elektronisch kommutierte elektrische Maschinen. Die Erfindung betrifft weiterhin Maßnahmen zur Fixierung eines Stators in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine.
Stand der Technik
Elektrische Maschinen werden vielfältig eingesetzt. Insbesondere elektronisch kommutierte, d. h. bürstenlose, elektrische Maschinen weisen den Vorteil auf, dass keine verschleißanfälligen Kommutatoren und Kohlebürsten verwendet werden. Beim Einsatz von elektronisch kommutierten Maschinen ist es notwendig, die Statorwicklung von elektrisch leitenden Partikeln wie z.B. Spritzwasser von außen in geeigneter Weise durch ein Gehäuse zu schützen. Beim Einsatz von elektronisch kommutierten Maschinen mit nass laufenden Rotoren, wie z.B. bei Pumpen ist es darüber hinaus notwendig, die Statorwicklung von elektrisch leitenden Partikeln wie z.B. dem zu pumpenden Medium von innen in geeigneter Weise durch ein Gehäuse zu schützen.
Statoren bzw. Einzelteile von Statoren werden zur Fixierung üblicherweise mit dem Gehäuse mittels Kleben, Schrauben, Schweißen, Rollieren oder Einschrumpfen verbunden oder einstückig mit dem Gehäuse umspritzt. Eine solche Fixierung hat jedoch den Nachteil, dass Massenkräfte aufgrund von inneren Schwingungen durch wechselnde Magnetfelder oder äußeren Schwingungen durch Einwirkungen aus der Umgebung und Temperaturschwankungen die Zu- verlässigkeit der Fixierung der Statorwicklung in dem Motorgehäuse beeinträchtigen können. Darüber hinaus müssen große Bauteiltoleranzen und unterschiedliche thermische Ausdehnungen der Komponenten des Stators ausgeglichen werden können.
Insbesondere bei Einsatz derartiger elektrischer Maschinen in Pumpen für Wassergemische im Automotiv- und Haustechnikeinsatz sowie Pumpen für Benzin- und Dieselgemische, Getriebestellern, E-Bikes und Lenkanwendungen wirken permanente Vibrationen auf den Stator bzw. die Statorwicklung ein. Insbesonde- re bei Pumpen, die eine hohe Lebensdauer aufweisen müssen, verfügen herkömmliche Befestigungen zur Anordnung des Stators bzw. der Statorwicklung nicht über eine ausreichende Zuverlässigkeit.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Halten einer Maschinenkomponente, insbesondere eines Stators, in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine zur Verfügung zu stellen, bei der die Maschinenkomponente über die gesamte Lebensdauer zuverlässig in dem Gehäuse angeordnet ist. Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung zum Halten einer Maschinenkomponente in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine gemäß Anspruch 1 sowie durch die elektrische Maschine und das Verfahren zur Anordnung einer Maschi- nenkomponente in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Vorrichtung zum Halten einer Maschinenkomponente, insbesondere eines Stators, in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine vorgesehen, wobei ein Druckelement in dem Gehäuse vorgesehen ist, um die Maschinenkomponente mit einer insbesondere axialen Kraft gegen einen Anschlag zu drücken, an dem die Maschinenkomponente formschlüssig gehalten wird. Eine Idee der obigen Vorrichtung besteht darin, die Maschinenkomponente durch permanente Kraftbeaufschlagung gegen einen Anschlag zu pressen, an der der Stator formschlüssig gegen eine Verschiebung quer zur Richtung der Kraftbeauf- schlagung gehalten wird. Auf diese Weise ist es möglich, Toleranzen und unterschiedliche thermische Ausdehnungsverhalten in Richtung der Kraftbeaufschlagung auszugleichen und die Maschinenkomponente durch den Formschluss zuverlässig an einer definierten Position im Inneren des Gehäuses der elektrischen Maschine zu halten. Dadurch kann eine Maschinenkomponente so in einem Ge- häuse einer elektrischen Maschine angeordnet werden, dass diese trotz der Einwirkung von hohen Massenkräften und Temperaturschwankungen mit einer hohen Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer der elektrischen Maschine gehalten werden kann. Weiterhin kann eine Halteeinrichtung vorgesehen sein, die bezüglich der Maschinenkomponente dem Druckelement in Richtung der Kraftbeaufschlagung gegenüber liegt und in eine oder mehrere Ausnehmungen der Maschinenkomponente eingreifende Halteelemente aufweist, um die Maschinenkomponente gegen einen Versatz in einer Richtung quer zur Richtung der Kraftbeaufschlagung zu positionieren und zu fixieren.
Insbesondere können das eine oder die mehreren Halteelemente an einem Gehäusedeckel bzw. an dem Gehäuse angeordnet und die eine oder die mehreren Ausnehmungen an der Maschinenkomponente vorgesehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann eines der Halteelemente mit einer Pressnase versehen sein, wobei es beim Einsetzen des Halteelementes in die entsprechende Ausnehmung zu Verformungen und/oder Abscherungen kommt und so eine spielfreie Paarung der Halteelemente in die Ausnehmungen gewährleistet.
Es kann vorgesehen sein, dass das Druckelement mindestens einen Haltestift mit einem darauf angebrachten Federelement, wie beispielsweise einer Spiralfeder, aufweist, wobei der Haltestift so in eine der Ausnehmungen eingesetzt ist, dass das Federelement vorgespannt ist und die Maschinenkomponente gegen den Anschlag drückt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können eine Außenabmessung der Maschinenkomponente und eine Innenabmessung des Gehäuses so ausgebildet sein, dass bei Einsetzen der Maschinenkomponente in das Gehäuse einer oder mehrere Presslappen, die an der Außenabmessung der Maschinenkomponente angeordnet sind, verformt werden, um einen Presssitz der Maschinenkomponente in dem Gehäuse zu gewährleisten.
Weiterhin können der eine oder die mehreren Presslappen mit einem oder mehreren Auflagebereichen versehen sein, die in Vertiefungen der Maschinenkom- ponente aufgenommen sind.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass der eine oder die mehreren Presslappen Wölbungen aufweisen, die von der Maschinenkomponente wegweisen. Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine elektrische Maschine vorgesehen, umfassend:
- ein Gehäuse;
- eine in dem Gehäuse angeordnete Maschinenkomponente, insbesondere einen Stator, und
- ein Druckelement, das zwischen der Maschinenkomponente und dem Gehäuse angeordnet ist, um die Maschinenkomponente mit einer axial gerichteten Kraft gegen einen Anschlag zu drücken.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Vorrichtung zum Fixieren einer Maschi- nenkomponente in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine mit einem zylinderförmigen Gehäuse vorgesehen, umfassend:
- ein Isolierelement zum elektrischen Isolieren der Maschinenkomponente, wobei das Isolierelement in einer axialen Richtung benachbart zu der Maschinenkomponente anordenbar ist;
- einen oder mehrere Presslappen, die einstückig mit dem Isolierelement ausgebildet sind und in axialer Richtung von dem Isolierelement abstehen.
Weiterhin kann der eine oder die mehreren Presslappen mit einem oder mehreren Auflagebereichen versehen sein, die in Vertiefungen der Maschinenkomponente aufnehmbar sind, wobei der eine oder die mehreren Presslappen eine Wölbung aufweist, die beim Aufsetzen auf die Maschinenkomponente von dieser wegweist.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine elektrische Maschine vorgesehen, umfassend:
- ein Gehäuse;
- eine in dem Gehäuse angeordnete Maschinenkomponente, insbesondere einen Stator,
- ein Isolierelement zum elektrischen Isolieren der Maschinenkomponente, wobei das Isolierelement in einer axialen Richtung benachbart zu der Maschinenkomponente angeordnet ist;
- einen oder mehrere Presslappen, die einstückig mit dem Isolierelement ausgebildet sind und sich in axialer Richtung über die Maschinenkomponente erstrecken.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Querschnittsdarstellung einer Pumpe mit einem
elektronisch kommutierten Elektromotor;
Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Gehäuseteils zum
Einsatz eines Stators für die Pumpe der Figur 1 ;
Figur 3 ein Druckelement zur Fixierung des Stators in dem
Gehäuseteil der Figur 2;
Figur 4 einen Stator zum Einsatz in das Gehäuseteil der Figur 2 und zum Fixieren durch das Druckelement der Figur 3; und
Figur 5 ein Ausschnitt einer schematischen
Querschnittsdarstellung durch den Stator mit daran angeordneten Presslappen. Beschreibung von Ausführungsformen
Die Vorrichtung zum Befestigen eines Stators in einer elektrischen Maschine wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 5 beispielhaft für eine Wasserpumpe erläutert.
In Figur 1 ist eine elektrisch betriebene Pumpe 1 im Querschnitt dargestellt. Die Pumpe 1 hat eine kompakte Anordnung, in der eine elektrische Maschine mit einer Fördereinrichtung zum Pumpen einer Flüssigkeit gekoppelt und in einem gemeinsamen Gehäuse gekapselt ist.
Die Pumpe 1 weist ein Gehäuse mit einem im Wesentlichen zylindrischen Gehäuseteil 2 zur Aufnahme eines Stators 3 auf. Der Stator 3 ist Teil einer elektrischen Innenläufermaschine und umfasst eine Statorwicklung 4 mit mehreren Statorspulen, die an nicht gezeigten Statorzähnen angeordnet sind. Der Stator 3 umgibt eine Innenausnehmung 5 zur Aufnahme eines Rotors 6.
Ein axiales Ende des zylindrischen Gehäuseteils 2 ist mit einem Zwischenteil 19 verschlossen, wobei das Zwischenteil 19 eine topfartige, zylindrische Einwolbung aufweist, die in die Innenausnehmung 5 des Stators 3 hineinragt. Die Abmessungen der topfartigen, zylindrischen Einwolbung sind an den Innenumfang der Innenausnehmung 5 des Stators 3 angepasst, so dass der Stator 3 an der Einwolbung anliegt oder nur einen geringen Abstand von der Einwolbung aufweist.
In der topfartigen Einwolbung des Zwischenteils 19 ist der Rotor 6 angeordnet. Der Rotor 6 ist mit Permanentmagneten 7 versehen und an einer Rotorwelle 8b angeordnet, die als Hohlwelle ausgebildet sein kann. Die Rotorwelle 8b ist auf einer Achse 8a gelagert und ist mit einem Förderrad 9 gekoppelt, das zum Pumpen einer Flüssigkeit über eine Ansaugöffnung 10 in Richtung einer Auslassöffnung 12 dient. Die Ansaugöffnung 10 und die Auslassöffnung 12 sind in einem Pumpendeckel 1 1 angeordnet, der gegenüber dem Gehäuseteil 2 an dem Zwischenteil 19 angeordnet ist. Zwischen dem Zwischenteil 19 und dem Pumpendeckel 1 1 wird ein Pumpraum gebildet, in dem der Rotor 6 und das Förderrad 9 angeordnet sind. Die eine Seite der Achse 8a ist im Zwischenteils 19 gelagert bzw. integriert mit diesem ausgebildet. Eine weitere Lagerung der Achse 8a befindet sich im Pumpraum und ist dort mit dem Pumpendeckel 1 1 verbunden.
Das Gehäuseteil 2 der Pumpe 1 ist an einem dem Zwischenteil 19 gegenüberliegenden Kopfende durch einen Gehäusedeckel 13 verschlossen. Der
Gehäusedeckel 13 bildet mit dem Gehäuseteil 2 und dem Pumpendeckel 1 1 das Gehäuse der Pumpe 1 .
Zur elektrischen Kontaktierung des Stators 3 können Verbindungen 14 in Form von Drähten oder Leiterstreifen durch das Gehäuseteil 2 bis in den
Gehäusedeckel 13 reichen. Die Verbindungen 14 können mit einer Leiterplatte in dem Gehäuse verbunden sein.
In Figur 2 ist das Gehäuseteil 2 perspektivisch dargestellt.
Der Stator 3 ist im Inneren des Gehäuseteils 2 der Pumpe 1 angeordnet. Zur Fixierung wird der Stator axial verspannt. Dafür sind mehrere Anschlagflächen 31 vorgesehen die von mehreren Halteelementen 17 bereitgestellt werden die einteilig mit dem Gehäuseteil 2 sein können. Die Halteelemente 17 haben in idealer Weise noch einen Formschluss zu Ausnehmungen 25 des Stators 3, so dass die tangentialen Kräfte nicht nur über den Reibschluss der axialen Verspannung übertragen werden. Die Ausnehmungen 25 sind insbesondere in der perspektivischen Darstellung des Stators 3 in Figur 4 zu erkennen.
Des Weiteren ist ein Druckelement 20 vorgesehen, das in Figur 3 detaillierter dargestellt ist. Das Druckelement 20 ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und weist eine kreisförmige Druckplatte 21 auf. Auf der Druckplatte 21 sind einer oder mehrere Haltestifte 22 angeordnet, die sich gleichgerichtet in axialer Richtung erstrecken. Die Haltestifte 22 sind mit Spiralfedern 23 versehen, um eine axiale Druckkraft auf die Maschinenkomponente, insbesondere eines Stators, in Richtung der herausstehenden Haltestifte 22 auszuüben. Bei der Montage der Pumpe 1 wird zunächst der Stator 3 in das Gehäuseteil 2 eingebracht und auf die Halteelemente 17 aufgesetzt und anschließend wird das Druckelement 20 so auf den Stator 3 aufgesetzt, dass die Haltestifte 22 in die Ausnehmungen 25 des Stators 3 eingreifen. Dabei greifen die Haltestifte 22 in die gleichen Ausnehmungen 25 wie die Halteelemente 17, jedoch auf der anderen axialen Seite des Stators 3.
Anschließend wird das Zwischenteil 19 auf das Druckelement 20 aufgesetzt und bis auf Kontakt mit dem Gehäuseteil 2 aufgepresst, so dass die Haltestifte 22 tiefer in die Ausnehmungen 25 des Stators 3 gedrückt und dadurch die Spiralfedern 23 vorgespannt werden. Dadurch wird der Stator 3 zwischen den Halteele- menten 17 des Gehäuseteils 2 und den Haltestiften 22 des Druckelements 20 verspannt und zuverlässig gehalten.
Das Vorsehen der Spiralfedern 23 ermöglicht es, Bauteiltoleranzen und thermische Ausdehnungen zu kompensieren, ohne dass die Befestigung ihre Zuverläs- sigkeit über die Lebensdauer einbüßt. Die Anpresskraft des Druckelements 20 wird so gewählt, dass diese immer größer ist als die auftretende Massenkraft im Betrieb der Pumpe 1. Durch die Verwendung von Spiraldruckfedern 23 kann eine flache Federkennlinie realisiert werden, so dass Längentoleranzen, insbesondere die vom Lamellenpaket des Stators, zu keinen großen Kraftänderungen auf den Stator 3 führen.
Die Halteelemente 17 an dem Gehäuseteil 2 weisen vorzugsweise Pressnasen auf, die beim Einpressen des Stators 3 zu Abscherungen und/oder Verformungen führen, so dass eine spielfreie Verbindung in radialer Richtung entsteht und damit insbesondere ein Verkippen des Stators 3 zur Rotationsachse des Rotors 6 ausgeschlossen werden kann.
Wie insbesondere in Figur 4 zu erkennen ist, werden zur besseren Zentrierung und zur robusteren schwingungsoptimierten Fixierung zwischen dem Stator 3 und dem Gehäuseteil 2 in radialer Richtung Presslappen 26 angebracht, die einteilig mit einer Isoliermaske 27 sein können und im Bereich des
Statoraußendurchmessers angeordnet sind. Die Isoliermaske 27 kann im wesentlichen ringförmig ausgebildet sein und in axialer Richtung am Lamellenpaket des Stator 3 anliegen. Die Isoliermaske 27 kann zusätzliche Bauteile oder Funk- tionen zur Drahtablage, Drahtführung und Verschaltung aufnehmen, dient aber im Wesentlichen dazu, die Statorwicklung 4 zum Lamellenpaket zu isolieren, so dass eine Beschädigung des Lacks des Wicklungsdrahtes der Statorwicklung 4 durch scharfe Kanten des Lamellenpaketes vermieden wird und kein Kurzschluss in der Statorwicklung auftreten kann. Zusätzlich wird durch die Ausgestaltung die Drahtlage positiv beeinflusst und in zusätzliche Nuten können beim Bewickeln Drähte abgelegt werden, die verschiedene Statorwicklungen 4 miteinander verschalten.
Die Presslappen 26 liegen auf dem Lamellenpaket des Stators 3, d. h. auf der Außenumfangsfläche des Lamellenpakets des Stators 3, auf und erstrecken sich im wesentlichen in axialer Richtung. Der Stator 3 mit den Presslappen 26 weist ein definiertes Übermaß zum Innendurchmesser des Gehäuseteils 2 auf. Die Anzahl und Lage der Presslappen 26 ist dabei so auf das Gehäuseteil 2 abgestimmt, dass die Spannungen des Gehäuseteils 2 unter allen Toleranzlagen im Wesentlichen zu Verformungen im elastischen Bereich liegen. Die Presslap- pen 26 sind vorzugsweise in regelmäßigen Abständen über den Umfang des
Stators 3 verteilt, wie beispielsweise sechs Presslappen 26 in einem Winkelabstand von 60° zueinander.
Beim Einsatz des Stators 3 in das Gehäuseteil 2 werden die Presslappen 26 zu- sammengedrückt, so dass eine Presspassung gewährleistet ist. Das Übermaß ist so gewählt, dass bei allen zulässigen Temperaturen eine Mindestpressung vorliegt und die Spannungen im Motorgehäuse und in den Presslappen nicht unzulässig hoch werden. Beispielsweise kann für die Presslappen 26 ein Kunststoffmaterial mit möglichst geringem thermischen Ausdehnungskoeffizienten und ho- her Elastizität eingesetzt werden.
In Figur 5 ist ein Ausschnitt einer schematischen Querschnittsdarstellung durch den Stator 3 mit daran angeordneten Presslappen 26 dargestellt. Die Presslappen 26 sind nach außen, d. h. in Richtung einer Gehäuseinnenwand des
Gehäuseteiles 2, gewölbt ausgebildet und liegen auf zwei sich im Wesentlichen parallel zur Achsrichtung erstreckenden Auflagebereichen 28 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet an einer Außenfläche des Lamellenpaketes des Stators 3 auf. Die Statoraußenfläche weist dazu zwei Vertiefungen 29 auf, in denen die Auflagebereiche 28 der Presslappen 26 angeordnet werden, so dass diese gegen ein Verrutschen in Umfangsrichtung gehalten sind. Eine Anordnung der Auflagebereiche 28 in den Vertiefungen 29 ist bedingt durch die Stabilität und Fertigbarkeit von Presslappen mit einer Mindestdicke. Das Einbetten der Presslappen 26 in die Vertiefungen erfolgt aufgrund enger Bauraumvorgaben und Vorteilen bei der Abstützung der Teile zueinander.
Die Auflagebereiche 28 können beispielsweise als Verdickungen an den Seitenkanten der Presslappen 26 mit einem teilweise runden Querschnitt ausgebildet sein, die sich vorzugsweise in der Wölbung der Presslappen 26 entgegengesetzter Richtung erstrecken.
Durch die Wölbung der Presslamellen 26 kommt es beim Einsetzen in das Gehäuse zu einer Verformung, bei der kleine Flächen der gewölbten Presslamellen 26 an einer Gehäuseinnenwand des Gehäuseteiles 2 mit einem Übermaß anliegen und damit wird der Stator 3 radial gepresst und axial und tangential über die Reibkräfte gehalten. Die Verformung ist im Wesentlichen elastisch. Durch das Vorsehen der Presslappen 26 kann die Zentrierung des Stators 3 im Gehäuse über einen großen Temperaturbereich und unter verschiedenen Toleranzlagen der Einzelteile verbessert werden. Darüber hinaus wird ein verbessertes Geräuschverhalten erreicht.

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung zum Halten einer Maschinenkomponente (3), insbesondere eines Stators, in einem Gehäuse (2, 13) einer elektrischen Maschine, wobei ein Druckelement (20) in dem Gehäuse (2, 13) vorgesehen ist, um die Maschinenkomponente (3) mit einer insbesondere axial gerichteten Kraft gegen einen Anschlag (31 ) zu drücken.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , wobei eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, die bezüglich der Maschinenkomponente (3) dem Druckelement (20) in Richtung der Kraftbeaufschlagung gegenüber liegt und eine oder mehrere Ausnehmungen (25) sowie eines oder mehrere in die Ausnehmungen (25) eingreifende Halteelemente (17) aufweist, um die Maschinenkomponente (3) gegen einen Versatz in einer Richtung quer zur Richtung der Kraftbeaufschlagung zu halten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das eine oder die mehreren Halteelemente (17) an einem Gehäuseteil (2) oder einem Gehäusedeckel (13) des Gehäuses angeordnet und die eine oder die mehreren Ausnehmungen (25) an der Maschinenkomponente (3) vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei mindestens eines der Halteelemente (17) mit einer Pressnase versehen ist, die beim Einsetzen des Halteelementes (17) in die entsprechende Ausnehmung (25) verformt und/oder abschert und so eine spielfreie Passung des mindestens einen Halteelementes (17) in der entsprechenden Ausnehmung (25) gewährleistet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Druckelement (20) mindestens einen Haltestift (22) mit einem darauf angebrachten Federelement (23), wie beispielsweise einer Spiralfeder, aufweist, wobei der Haltestift so in die entsprechende Ausnehmung (25) eingesetzt ist, dass das Federelement (23) vorgespannt ist und die Maschinenkomponente (3) gegen den Anschlag (31 ) drückt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei eine Außenabmessung der Maschinenkomponente (3) und eine Innenabmessung des Gehäuses (2, 13) so ausgebildet sind, dass bei Einsetzen der Maschinenkomponente (3) in das Gehäuse (2, 13) einer oder mehrere Presslappen (26), die an der Außenabmessung der Maschinenkomponente angeordnet sind, verformt werden, um einen Presssitz der Maschinenkomponente (3) in dem Gehäuse (2, 13) zu gewährleisten.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren Presslappen (26) mit einem oder mehreren Auflagebereichen (28) versehen sind, die in Vertiefungen (29) der Maschinenkomponente (3) aufgenommen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren Presslappen (26) Wölbung aufweisen, die von der Maschinenkomponente (3) wegweisen.
Elektrische Maschine, umfassend:
- ein Gehäuse (2, 13);
- eine in dem Gehäuse (2, 13) angeordnete Maschinenkomponente (3), insbesondere einen Stator,
- ein Druckelement (20), das zwischen der Maschinenkomponente (3) und dem Gehäuse (2, 13) angeordnet ist, um die Maschinenkomponente (3) mit einer Kraft gegen einen Anschlag (31 ) zu drücken.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, wobei eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, die bezüglich der Maschinenkomponente (3) dem Druckelement (20) in Richtung der Kraftbeaufschlagung gegenüber liegt und in eine oder mehrere Ausnehmungen (25) eingreifende Halteelemente (17) aufweist, um die Maschinenkomponente (3) gegen einen Versatz in einer Richtung quer zur Richtung der Kraftbeaufschlagung zu halten, wobei das eine oder die mehreren Halteelemente (17) an einem Gehäuseteil (2) oder einem
Gehäusedeckel (13) des Gehäuses (2, 13) angeordnet und die eine oder die mehreren Ausnehmungen (25) an der Maschinenkomponente (3) vorgesehen sind.
1 1 . Elektrische Maschine nach Anspruch 10, wobei das Druckelement (20) mindestens einen Haltestift (22) mit einem darauf angebrachten Federelement (23), wie beispielsweise einer Spiralfeder, aufweist, wobei die Maschinenkomponente (3) eine Ausnehmung (25) aufweist, in die der Haltestift (23) so eingesetzt ist, dass das Federelement (23) vorgespannt ist und die Maschinenkomponente (3) gegen den Anschlag (31 ) drückt.
12. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , wobei eine Außenabmessung der Maschinenkomponente (3) und eine Innenabmessung des Gehäuses (2, 13) so ausgebildet sind, dass bei Einsetzen der Maschinenkomponente (3) in das Gehäuse (2, 13) einer oder mehrere Presslappen, die an der Außenabmessung der Maschinenkomponente (3) angeordnet sind, verformt werden, um einen Presssitz der Maschinenkomponente (3) in dem Gehäuse (2, 13) zu gewährleisten.
13. Vorrichtung zum Fixieren einer Maschinenkomponente (3) in einem Gehäuse einer elektrischen Maschine mit einem zylinderförmigen Gehäuse, umfassend:
- ein Isolierelement (27) zum elektrischen Isolieren der Maschinenkompo- nente (3), wobei das Isolierelement (27) in einer axialen Richtung benachbart zu der Maschinenkomponente (3) anordenbar ist;
- einen oder mehrere Presslappen (26), die einstückig mit dem Isolierelement (27) ausgebildet sind und in axialer und/oder radialer Richtung von dem Isolierelement (27) abstehen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der eine oder die mehreren Presslappen (26) mit einem oder mehreren Auflagebereichen (28) versehen sind, die in Vertiefungen (29) der Maschinenkomponente (3) aufnehmbar sind, wobei der eine oder die mehreren Presslappen (26) eine Wölbung aufweist, die beim Aufsetzen auf die Maschinenkomponente (3) von dieser wegweist.
15. Elektrische Maschine, umfassend:
- ein Gehäuse (2, 13);
- eine in dem Gehäuse (2, 13) angeordnete Maschinenkomponente (3), insbesondere einen Stator,
- ein Isolierelement (27) zum elektrischen Isolieren der Maschinenkomponente (3), wobei das Isolierelement (27) in einer axialen Richtung be- nachbart zu der Maschinenkomponente (3) angeordnet ist;
- einen oder mehrere Presslappen, die einstückig mit dem Isolierelement (27) ausgebildet sind und sich in axialer Richtung über die Maschinenkomponente (3) erstrecken.
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