EP3785351A1 - Electric motor and method for producing same - Google Patents

Electric motor and method for producing same

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Publication number
EP3785351A1
EP3785351A1 EP19721977.7A EP19721977A EP3785351A1 EP 3785351 A1 EP3785351 A1 EP 3785351A1 EP 19721977 A EP19721977 A EP 19721977A EP 3785351 A1 EP3785351 A1 EP 3785351A1
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EP
European Patent Office
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housing
stator
electric motor
die
bearing plate
Prior art date
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Pending
Application number
EP19721977.7A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Schwanemann
Andreas KESKINOGLU
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.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP3785351A1 publication Critical patent/EP3785351A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/06Cast metal casings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • HELECTRICITY
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    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/49009Dynamoelectric machine

Definitions

  • the invention relates to a method for producing such an electric motor.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 201 1 082 461 A1 discloses a stator housing for an electric motor.
  • German patent application DE 10 2009 000 591 A1 discloses a stator and a die-cast housing. Cooling channels are integrated in the stator.
  • German Offenlegungsschrift DE 10 2012 213 237 A1 discloses an electrical machine with a housing, a stator and a rotor.
  • a cooling channel is provided between the housing and the stator.
  • the housing and the stator are positively connected to each other via axial webs against radial rotation, wherein the webs are designed to redirect the cooling medium.
  • the electric motor according to the invention comprises
  • Statorzähne be formed in the wall of the housing.
  • the shape of the teeth on the outer circumference should be chosen accordingly so that a sufficient
  • the inventive method for producing an electric motor comprises several steps.
  • the electric motor in turn comprises a cylindrical housing, a stator which comprises a plurality of stacked sheets or consists of several stacked sheets, wherein the stator is mounted in the housing, and a rotor which sits on a shaft which in each case a bearing plate, the a first end
  • Fig. 6 shows a sectional view through the housing and the stator along another, to the axis of the electric motor of FIG. 3 radially extending cutting plane B- B.
  • Fig. 7 shows a partial view of an embodiment according to the invention, in which a bearing plate is an integral part of the housing.
  • Fig. 8 shows a plan view of a part of a sheet for a sheet stack of the stator.
  • Fig. 1 1 shows a schematic partial view of a material injected into the die.
  • Fig. 2 shows an enlarged partial view of an embodiment of the mounting method according to the invention of the stator 2 in the housing 10 of an embodiment of the
  • the housing 10 is die-cast and the stator 2 projects with a depth T seamlessly into a wall 9 of the housing 10.
  • the depth T is smaller than a thickness W of the wall.
  • the stator 2 is thus radially surrounded by the molded die-cast housing 10 and the housing 10 carries the stator 2.
  • the stator 2 is then directly, seamlessly and firmly on and even at least partially in the housing 10, which has several advantages Has.
  • FIG. 3 shows a sectional view through the housing 10 and the stator 2 along a sectional plane A-A according to FIG. 4 that is perpendicular to the axis A of an embodiment of the electric motor 1, the sectional plane A-A lying within the area of the stator 2.
  • the axis A is shown here as a point, since the axis A comes out of the plane in this sectional view, so to speak.
  • the cooling medium may be, for example, a mixture of water and glycol.
  • the channels 15 serve the effective dissipation of heat loss of the electric motor 1 and can be formed directly in an embodiment in die casting.
  • the recesses for the cooling channels 15 are in the illustration of FIG. 3 expediently, but not necessarily formed below the stator teeth 24 in the wall 9 of the housing 10. The other components of the electric motor 1 are described in connection with FIG. 2.
  • Electric motors 1 are described in connection with FIGS. 2 to 4.
  • the structure of the housing 10 of FIG. 7 is thus of three parts: A-end shield, cylindrical middle housing part Extruded profile and B-end shield.
  • the die-cast housing 10 is cast, for example in a "pot shape", that is, that the first bearing plate 7 is molded directly to the stator 2 supporting part of the housing 10 and only one additional, so the second,
  • the shape of the teeth on the outer circumference 13 should be chosen accordingly so that a sufficient anchorage is given, for example and as shown in Fig. 8, but without limitation of the invention, as a hook with each
  • the hook shape of the teeth 14 selected in FIG. 8 is complex and therefore expensive to manufacture.
  • other, simpler shapes for the teeth can be chosen instead, for example, without limitation of the invention, rectangles, trapezoids (see Fig. 3) or triangles, optionally with rounded corners, such as in a toothing on known gears ,
  • the recesses for the cooling channels 15 may, for example, expediently, but not necessarily, be formed below the stator teeth 24 (see FIG. 3) in the wall 9 of the housing 10.
  • teeth 14 are formed on some of the stacked sheets 3 of the stator 2 on an outer periphery 13 (not shown in FIGS. 9 to 12, see FIG. 8 instead).
  • the teeth 14 are overmolded by the material 30 during the ejection of the die casting mold 20 according to FIG. 11, so that the teeth 14 protrude into the wall 9 of the die-cast housing 10.
  • the advantages of the teeth 14 have already been described in connection with FIGS. 3 and 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Manufacture Of Motors, Generators (AREA)

Abstract

The invention relates to an electric motor (1) comprising a cylindrical housing (10), a stator (2) which consists of multiple stacked metal sheets (3) and is mounted in the housing (10), and a rotor (4) which sits on a shaft (6) that is rotatably mounted in a respective bearing shield (7) provided at a first end (11) or a second end (12) of the housing (10). The housing (10) is die-cast, and the stator (2) protrudes seamlessly into a wall (9) of the housing (10) to a depth (T) which is less than the thickness (W) of the wall (9). The invention also relates to a method for producing such an electric motor (1).

Description

ELEKTROMOTOR UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG  ELECTRIC MOTOR AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Elektromotor mit einem zylinderförmigen Gehäuse, einem Stator, der aus mehreren gestapelten Blechen besteht und der im Gehäuse gehaltert ist, und mit einem Rotor, der auf einer Welle sitzt, die in jeweils einem Lagerschild, das an einem ersten Ende beziehungsweise an einem zweiten Ende des Gehäuses vorgesehen ist, drehbar gelagert ist. The invention relates to an electric motor. The invention particularly relates to an electric motor with a cylindrical housing, a stator which consists of a plurality of stacked sheets and which is supported in the housing, and having a rotor which sits on a shaft which in each case a bearing plate, which at a first end or is provided at a second end of the housing, is rotatably mounted.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solch eines Elektromotors. Furthermore, the invention relates to a method for producing such an electric motor.
Verschiedene Gehäusefertigungs- und Montagekonzepte für Elektromotoren sind bekannt und werden bereits in Serie verwendet. Various housing manufacturing and assembly concepts for electric motors are known and are already used in series.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE10 201 1 076 904 A1 offenbart einen gekühlten Stator für einen Elektromotor. German Offenlegungsschrift DE10 201 1076904 A1 discloses a cooled stator for an electric motor.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 201 1 082 461 A1 offenbart ein Statorgehäuse für einen Elektromotor. German Offenlegungsschrift DE 10 201 1 082 461 A1 discloses a stator housing for an electric motor.
Die europäische Patentanmeldung EP 2 933 902 A1 offenbart eine Entwärmung einer elektrischen Maschine. European Patent Application EP 2 933 902 A1 discloses a heat dissipation of an electric machine.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015 200 096 A1 offenbart eine The German patent application DE 10 2015 200 096 A1 discloses a
Kühlmantelanordnung für einen Elektromotor. Cooling jacket arrangement for an electric motor.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 198 51 439 A1 offenbart eine elektrische The German patent application DE 198 51 439 A1 discloses an electrical
Maschine mit einem Stator und einem Druckgussgehäuse. Im Stator sind Kühlkanäle integriert. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2009 000 591 A1 offenbart eine Machine with a stator and a die-cast housing. Cooling channels are integrated in the stator. German patent application DE 10 2009 000 591 A1 discloses a
Antriebseinrichtung, vorzugsweise Hybridantriebseinrichtung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Eine Verbrennungskraftmaschine ist zum Antrieb des Kraftfahrzeuges vorgesehen. In einem Gehäuse ist eine elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor angeordnet. Das Gehäuse ist mit wenigstens einer Kühlrippe versehen, um die Kühlung der elektrischen Maschine zu verbessern. Drive device, preferably hybrid drive device, in particular for a motor vehicle. An internal combustion engine is provided for driving the motor vehicle. In a housing, an electric machine with a stator and a rotor is arranged. The housing is provided with at least one cooling fin to improve the cooling of the electrical machine.
Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2012 213 237 A1 offenbart eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse, einem Stator und einen Rotor. Ein Kühlkanal ist zwischen dem Gehäuse und dem Stator vorgesehen. Das Gehäuse und der Stator sind formschlüssig über axiale Stege miteinander gegen ein radiales Verdrehen verbunden, wobei die Stege dazu ausgeführt sind, das Kühlmedium umzuleiten. German Offenlegungsschrift DE 10 2012 213 237 A1 discloses an electrical machine with a housing, a stator and a rotor. A cooling channel is provided between the housing and the stator. The housing and the stator are positively connected to each other via axial webs against radial rotation, wherein the webs are designed to redirect the cooling medium.
Aus dem Stand der Technik ist der Aufbau eines Gehäuses aus drei Bauteilen bekannt. Das erste Bauteil ist ein sogenanntes A-Lagerschild, das zweite Bauteil ist ein From the prior art, the structure of a housing of three components is known. The first component is a so-called A-end shield, the second component is a
zylindrischer mittlerer Gehäuseteil als Strangpressprofil und das dritte Bauteil ist ebenfalls ein Lagerschild, ein sogenanntes B-Lagerschild. Das A-Lagerschild ist an der Abtriebsseite und trägt in der Regel ein Festlager. Das B-Lagerschild ist auf der axial gegenüberliegenden Seite angeordnet und die Lagerung erfolgt beispielsweise, ohne Beschränkung, über einen Schiebesitz, um Wärmedehnungen des Ankers des Rotors ausgleichen zu können. Lagerschilde sind üblicherweise bei Elektromaschinen die hinteren und vorderen Deckel des Gehäuses, die das Maschineninnere gegen cylindrical middle housing part as an extruded profile and the third component is also a bearing plate, a so-called B-end shield. The A-end shield is on the output side and usually carries a fixed bearing. The B-end shield is arranged on the axially opposite side and the storage takes place, for example, without limitation, via a sliding seat to compensate for thermal expansion of the armature of the rotor can. End shields are usually used in electric machines the rear and front covers of the housing, which oppose the machine interior
Berührung schützen und die Lager der Wellenenden des Ankers des Rotors aufnehmen. Nachteilig bei diesem dreiteiligen Aufbau des Gehäuses ist, dass der Stator nur von außen an den zylindrischen mittleren Gehäuseteil grenzt beziehungsweise Stator und Gehäuse lediglich benachbart zueinander angeordnet sind (siehe Fig. 1 ). Diese Protect the contact and take up the bearings of the shaft ends of the armature of the rotor. A disadvantage of this three-part structure of the housing is that the stator is adjacent only from the outside to the cylindrical central housing part or stator and housing are arranged only adjacent to each other (see Fig. 1). These
Anordnung von Stator und Gehäuse verursacht eine relativ schlechte Verdrehsicherheit und Stabilität. Zur Erreichung einer besseren Stabilität muss das Gehäuse aus drei Bauteilen größer gebaut werden, wie nachfolgend ausgeführt wird. Um bei dieser Anordnung von Stator und Gehäuse die Verdrehsicherheit sicherstellen zu können, wird ein hoher Anpressdruck (beispielsweise durch Schrumpfpassung, Presspassung oder ähnliches) benötigt. Um die Gehäusestabilität bei diesem Anpressdruck und die damit verbundenen mechanischen Spannungen sicherzustellen, muss die Dicke des Arrangement of stator and housing causes a relatively poor security against rotation and stability. To achieve better stability, the housing must be made of three components larger, as stated below. In order to ensure against rotation in this arrangement of stator and housing, a high contact pressure (for example by shrink fit, press fit or the like) is required. To the housing stability at this contact pressure and thus To ensure connected mechanical stresses, the thickness of the
Gehäuses daher relativ groß ausgeführt werden, wodurch das Gehäuse schwerer und teurer in der Herstellung wird, was wiederum den heutigen Anforderungen an Housing therefore be made relatively large, making the case heavier and more expensive to manufacture, which in turn meets today's requirements
Kompaktheit und Preissensibilität widerspricht. Zudem ist zwischen dem Stator und dem Gehäuse ein relativ schlechter thermischer Übergang gegeben. Compactness and price sensitivity contradict. In addition, there is a relatively poor thermal transition between the stator and the housing.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Elektromotor zu schaffen, der kompakt, preisgünstig und einfach in der Herstellung und Montage und zudem sicher im Betrieb ist. The object of the invention is therefore to provide an electric motor that is compact, inexpensive and easy to manufacture and assemble and also safe in operation.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Elektromotor gemäß Anspruch 1. Die This object is achieved by an electric motor according to claim 1. The
Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen des Elektromotors. Subclaims contain advantageous embodiments of the electric motor.
Aufgabe der Erfindung ist auch, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors zu schaffen, das einen kompakten Elektromotor preisgünstig und auf einfache Weise herstellt, wobei der Elektromotor einfach zu montieren und zudem sicher im Betrieb ist. The object of the invention is also to provide a method for producing an electric motor, which produces a compact electric motor inexpensively and in a simple manner, wherein the electric motor is easy to assemble and also safe to operate.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors gemäß Anspruch 6. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens. This object is achieved by a method for producing an electric motor according to claim 6. The subclaims contain advantageous embodiments of the method.
In einer Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Elektromotor ein In one embodiment, the electric motor according to the invention comprises
zylinderförmiges Gehäuse, einen Stator und einen Rotor. Der Stator umfasst mehrere gestapelte Bleche oder besteht aus mehreren gestapelten Blechen, und der Stator ist im Gehäuse gehaltert. Der Rotor sitzt auf einer Welle. Die Welle ist beispielsweise in jeweils einem Lagerschild drehbar gelagert, das das Gehäuse abschließt. Das jeweilige Lagerschild ist an einem ersten Ende beziehungsweise an einem zweiten Ende des Gehäuses vorgesehen. Erfindungsgemäß ist zumindest das Gehäuse (Gehäusemantel) druckgegossen. Zudem ragt der Stator erfindungsgemäß mit einer Tiefe nahtlos in eine Wand des Gehäuses, wobei die Tiefe kleiner als eine Stärke der Wand ist. Das cylindrical housing, a stator and a rotor. The stator comprises a plurality of stacked sheets or consists of a plurality of stacked sheets, and the stator is supported in the housing. The rotor sits on a shaft. The shaft is rotatably mounted, for example, in each case a bearing plate, which closes the housing. The respective end shield is provided at a first end or at a second end of the housing. According to the invention, at least the housing (housing shell) is pressure-cast. In addition, according to the invention, the stator protrudes with a depth seamlessly into a wall of the housing, wherein the depth is smaller than a thickness of the wall. The
Gehäuse liegt also unmittelbar, nahtlos und fest am Stator an und umschließt den Stator sogar bis zu der genannten Tiefe, was mehrere Vorteile hat. Erstens ist der so konstruierte Elektromotor kompakt. Zweitens ist der Stator dadurch sicher und fest, insbesondere auch verdrehsicher, am beziehungsweise zu einem Teil sogar im Housing is thus directly, seamlessly and firmly on the stator and encloses the stator even to the said depth, which has several advantages. First, it is so designed electric motor compact. Second, the stator is safe and firm, especially against rotation, on or even in part
Gehäuse verankert, so dass der Elektromotor sicher im Betrieb ist. Drittens wird dadurch ein sehr guter Wärmeübergangswiderstand erreicht. Viertens ist Druckgießen ein preisgünstiges Herstellungsverfahren. Fünftens gestaltet sich die Montage des Housing anchored so that the electric motor is safe in operation. Third, this achieves a very good heat transfer resistance. Fourth, die casting is a low cost manufacturing process. Fifth, the assembly of the
Elektromotors selber und in seiner Umgebung einfach. Electric motor itself and in his environment easy.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors ist das Gehäuse aus Aluminium druckgegossen, was sich ebenfalls kostengünstig auf die Herstellung des Elektromotors auswirkt und zudem das Gewicht des Elektromotors reduziert. In one embodiment of the electric motor according to the invention, the housing made of aluminum is pressure-cast, which also has a cost effect on the production of the electric motor and also reduces the weight of the electric motor.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors hat zumindest ein Teil der gestapelten Bleche des Stators an einem Außenumfang mehrere Zähne In one embodiment of the electric motor according to the invention, at least a part of the stacked sheets of the stator has a plurality of teeth on an outer circumference
ausgebildet, die in die Wand des druckgegossenen Gehäuses ragen. Auch dies hat mehrere Vorteile. Die Zähne sorgen für eine noch bessere Verankerung des formed, which protrude into the wall of the die-cast housing. This too has several advantages. The teeth ensure an even better anchoring of the
Statorblechpakets im Gehäuse, das Gewicht des Elektromotors wird dadurch weiter reduziert und bei kleinen Bauräumen kann dadurch Bauraum für Kühlkanäle für ein Kühlmedium im Gehäuse bereit gestellt werden. Die Aussparungen für die Kühlkanäle können beispielsweise zweckmäßigerweise, aber nicht zwingend, unterhalb der Statorblechpakets in the housing, the weight of the electric motor is thereby further reduced and in small spaces can thereby be provided space for cooling channels for a cooling medium in the housing. The recesses for the cooling channels, for example, expediently, but not necessarily, below the
Statorzähne in der Wand des Gehäuses ausgeformt sein. Die Form der Zähne am Außenumfang sollte entsprechend so gewählt werden, dass eine ausreichende Statorzähne be formed in the wall of the housing. The shape of the teeth on the outer circumference should be chosen accordingly so that a sufficient
Verankerung gegeben ist, beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, als Haken mit je mindestens einem Widerhaken, jedoch auch als einfacher geformte Rechtecke, Trapeze oder Dreiecke, gegebenenfalls mit abgerundeten Ecken, wie beispielsweise bei einer Verzahnung auf bekannten Zahnrädern. Anchoring is given, for example, but without limitation of the invention, as a hook with at least one barb, but also as a simpler formed rectangles, trapezoids or triangles, optionally with rounded corners, such as in a toothing on known gears.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors sind mehrere Kanäle für ein Kühlmedium in der Wand des Gehäuses ausgebildet. Das Kühlmedium kann beispielsweise eine Mischung aus Wasser und Glykol sein. Die Kanäle dienen der effektiven Abführung von Verlustwärme des Elektromotors und können in einer In one embodiment of the electric motor according to the invention a plurality of channels for a cooling medium in the wall of the housing are formed. The cooling medium may be, for example, a mixture of water and glycol. The channels serve the effective dissipation of heat loss of the electric motor and can in one
Ausführungsform im Druckguss direkt ausgeformt werden. In weiteren Embodiment be formed directly in the die casting. In further
Ausführungsformen sind die Kanäle in einer axialen Richtung ausgeformt und analog zu Gehäusen mit einer Strangpressprofilkomponente über die beiden Lagerschilde angebunden. Embodiments, the channels are formed in an axial direction and analogous to Housings with an extruded profile component connected via the two end shields.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors ist das zylinderförmige Gehäuse mit einem Lagerschild am ersten Ende oder am zweiten Ende des Gehäuses stoffschlüssig verbunden. Das druckgussgefertige Gehäuse wird dann beispielsweise in einer "Topf-Form" gegossen, das heißt, dass ein erstes Lagerschild direkt an dem statortragenden Gehäuseteil angegossen und stoffschlüssig mit diesem verbunden ist und nur noch ein zusätzliches, also ein zweites, Lagerschild an das Gehäuse montiert werden muss. Auch hierbei ist die Ausführung von integrierten Kühlkanälen denkbar.In one embodiment of the electric motor according to the invention, the cylindrical housing is integrally connected to a bearing plate at the first end or at the second end of the housing. The die-cast housing is then poured, for example, in a "pot shape", that is, a first bearing plate is cast directly to the statortragenden housing part and materially connected thereto and only one additional, so a second bearing plate are mounted to the housing got to. Again, the execution of integrated cooling channels is conceivable.
Die Topf-Form ermöglicht ferner auch die Herstellung eines kombinierten Gehäuses, das beispielsweise am Gehäuse bereits Strukturen für den Anbau eines Getriebes ausgeformt hat. The pot shape also allows the production of a combined housing, which has already been formed for example on the housing structures for the cultivation of a transmission.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors sind im Lagerschild mehrere Kanäle ausgeformt, die mit den Kanälen in der Wand des Gehäuses zur Zirkulation des Kühlmediums fluide verbunden sind. Auch diese Kanäle im Lagerschild dienen der effektiven Abführung von Verlustwärme des Elektromotors. In one embodiment of the electric motor according to the invention a plurality of channels are formed in the bearing plate, which are fluidly connected to the channels in the wall of the housing for circulation of the cooling medium. These channels in the end plate also serve to effectively dissipate heat loss from the electric motor.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors umfasst mehrere Schritte. Zunächst umfasst der Elektromotor wiederum ein zylinderförmiges Gehäuse, einen Stator, der mehrere gestapelte Bleche umfasst oder aus mehreren gestapelten Blechen besteht, wobei der Stator im Gehäuse gehaltert ist, sowie einen Rotor, der auf einer Welle sitzt, die in jeweils einem Lagerschild, das an einem ersten Ende The inventive method for producing an electric motor comprises several steps. First, the electric motor in turn comprises a cylindrical housing, a stator which comprises a plurality of stacked sheets or consists of several stacked sheets, wherein the stator is mounted in the housing, and a rotor which sits on a shaft which in each case a bearing plate, the a first end
beziehungsweise an einem zweiten Ende des Gehäuses vorgesehen ist. In einem ersten Schritt wird der aus mehreren Blechen gestapelte Stator derart in eine or is provided at a second end of the housing. In a first step, the stator stacked from a plurality of laminations is so into one
Druckgussform eingeführt, dass der Stator zum Teil in einen Freiraum der Die casting mold introduced that the stator partly into a free space of the
Druckgussform ragt. In einem nächsten Schritt wird der Freiraum der Druckgussform mit einem gut wärmeleitenden Material ausgespritzt, so dass das wärmeleitende Material nahtlos an dem in den Freiraum ragenden Teil des Stators anliegt und das Gehäuse bildet, das den Stator haltert. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor beschrieben. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Statorwicklung mit Isolationen in einem späteren Fertigungsschritt nach dem Ausspritzen des Freiraums der Die casting mold protrudes. In a next step, the free space of the die is ejected with a good heat-conducting material, so that the heat-conducting material fits seamlessly against the part of the stator projecting into the free space and forms the housing which supports the stator. The advantages of the method according to the invention are already described in connection with the electric motor according to the invention. In one embodiment of the method, the stator winding with insulation in a later manufacturing step after the ejection of the free space of the
Druckgussform mit einem gut wärmeleitenden Material eingebracht. Die casting mold with a good heat conducting material introduced.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei dem in die Druckgussform eingesetzten Stator an einigen der gestapelten Bleche des Stators an einem Außenumfang mehrere Zähne ausgebildet. Die Zähne werden beim Ausspritzen der Druckgussform von dem Material umspritzt, so dass die Zähne in eine Wand des druckgegossenen Gehäuses ragen. Mögliche Formen sowie die Vorteile der Zähne sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor beschrieben. In one embodiment of the method according to the invention, a plurality of teeth are formed on an outer circumference on some of the stacked sheets of the stator in the stator used in the die casting mold. The teeth are overmolded by the material as the die is ejected so that the teeth protrude into a wall of the die-cast housing. Possible shapes and the advantages of the teeth are already described in connection with the electric motor according to the invention.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Ausspritzen des Freiraums der Druckgussform mehrere Kanäle für ein Kühlmedium in der Wand des Gehäuses ausgebildet. Die Vorteile der Kanäle sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor beschrieben. In one embodiment of the method according to the invention, several channels for a cooling medium are formed in the wall of the housing during the ejection of the free space of the die-casting mold. The advantages of the channels are already described in connection with the electric motor according to the invention.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jeweils ein In one embodiment of the method according to the invention is in each case a
Lagerschild auf das erste Ende beziehungsweise das zweite Ende des Gehäuses derart gesetzt, dass die mehreren Kanäle des Gehäuses mit mehreren Kanälen im jeweiligen Lagerschild zur Zirkulation des Kühlmediums fluide kommunizieren. Die Vorteile der Lagerschilder und Kanäle sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor beschrieben. End shield set to the first end and the second end of the housing such that the multiple channels of the housing communicate with several channels in the respective bearing plate for the circulation of the cooling fluid. The advantages of the bearing plates and channels are already described in connection with the electric motor according to the invention.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Druckgussform derart gestaltet, dass zusätzlich zum Gehäuse ein Lagerschild am ersten Ende oder zweiten Ende des Gehäuses derart ausgebildet wird, dass das Lagerschild In one embodiment of the method according to the invention, the die casting mold is designed such that in addition to the housing, a bearing plate at the first end or second end of the housing is formed such that the bearing plate
stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist und die im Lagerschild ausgeformten mehreren Kanäle mit den Kanälen in der Wand des Gehäuses zur Zirkulation des Kühlmediums fluide verbunden sind. Die Vorteile sind ebenfalls bereits im cohesively connected to the housing and formed in the bearing plate several channels are fluidly connected to the channels in the wall of the housing for circulation of the cooling medium. The benefits are also already in the
Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor beschrieben. Die Erfindung findet beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, in allen Vorrichtungen Anwendung, in denen drehende elektrische Maschinen verbaut werden. Insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, kann die Erfindung im Bereich der elektrischen Antriebssysteme von e-Achs- und Hybrid-Systemen verwendet werden. Connection described with the electric motor according to the invention. The invention finds application, for example, but without limitation of the invention, in all devices in which rotating electrical machines are installed. In particular, but not exclusively, the invention may be used in the field of electric drive systems of e-axis and hybrid systems.
Im Weiteren werden die Erfindung und ihre Vorteile an Hand der beigefügten In addition, the invention and its advantages with reference to the attached
Zeichnungen noch näher erläutert. Drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Elektromotors des Standes der Technik. Fig. 1 shows a sectional view of an electric motor of the prior art.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsart des Stators im Gehäuse einer Ausführungsform des 2 shows an enlarged partial view of an embodiment of the mounting method of the stator according to the invention in the housing of an embodiment of the invention
erfindungsgemäßen Elektromotors. electric motor according to the invention.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse und den Stator entlang einer zur Achse einer Ausführungsform des Elektromotors senkrechten Schnittebene A-A. 3 shows a sectional view through the housing and the stator along a sectional plane A-A perpendicular to the axis of an embodiment of the electric motor.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse und den Stator entlang einer zur Achse des Elektromotors nach Fig. 3 radial verlaufenden Schnittebene B-B. 4 shows a sectional view through the housing and the stator along a section plane B-B running radially to the axis of the electric motor according to FIG. 3.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse entlang einer anderen, zur Achse des Elektromotors nach Fig. 3 senkrechten Schnittebene A-A, die außerhalb des Bereichs des Stators liegt. Fig. 5 shows a sectional view through the housing along another, perpendicular to the axis of the electric motor of Fig. 3 sectional plane A-A, which is outside the range of the stator.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse und den Stator entlang einer anderen, zur Achse des Elektromotors nach Fig. 3 radial verlaufenden Schnittebene B- B. Fig. 6 shows a sectional view through the housing and the stator along another, to the axis of the electric motor of FIG. 3 radially extending cutting plane B- B.
Fig. 7 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, bei der ein Lagerschild integraler Bestandteil des Gehäuses ist. Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Blechs für einen Blechstapel des Stators. Fig. 7 shows a partial view of an embodiment according to the invention, in which a bearing plate is an integral part of the housing. Fig. 8 shows a plan view of a part of a sheet for a sheet stack of the stator.
Fig. 9 zeigt eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Druckgussform zur Herstellung von zumindest einem Gehäuse. 9 shows a schematic partial view of an embodiment of a die-casting mold for producing at least one housing.
Fig. 10 zeigt eine schematische Teilansicht eines in die Druckgussform eingesetzten Stators. 10 shows a schematic partial view of a stator inserted into the die casting mold.
Fig. 1 1 zeigt eine schematische Teilansicht eines in die Druckgussform eingespritzten Materials. Fig. 1 1 shows a schematic partial view of a material injected into the die.
Fig. 12 zeigt eine schematische Teilansicht des aus der Druckgussform entfernten Gehäuses mit dem Stator. Fig. 12 shows a schematic partial view of the removed from the die casting housing with the stator.
Die Zeichnungen stellen lediglich spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Die Erfindung soll jedoch ausdrücklich nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt sein. The drawings are merely specific embodiments of the invention. However, the invention should not be expressly limited to the embodiments shown.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Elektromotors 1 aus dem Stand der Technik. Der Elektromotor 1 umfasst ein zylinderförmiges Gehäuse 10, einen Stator 2 und einen Rotor 4. Der Stator 2 besteht aus mehreren gestapelten Blechen 3 (siehe die Bleche 3 im Detail in Fig. 2) und ist im Gehäuse 10 gehaltert. Der Rotor 4 sitzt auf einer Welle 6, durch deren Mitte die Achse A (Drehachse) des Elektromotors 1 verläuft. Die Welle 6 ist in einer Ausführungsform, und wie in Fig. 1 gezeigt, in jeweils einem Lagerschild 7 drehbar gelagert. Dabei ist ein erstes Lagerschild 7 an einem ersten Ende 1 1 des Gehäuses 10 vorgesehen und ein zweites Lagerschild 7 ist an einem zweiten Ende 12 des Gehäuses 10 vorgesehen. Das jeweilige Lagerschild 7 stellt einen Deckel dar und schließt das Gehäuse 10 ab, wie bereits ausführlich in der Einleitung beschrieben. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist üblicherweise beim Stand der Technik zwischen dem Stator 2 und dem Gehäuse 10 ein gewisser Abstand vorgesehen, so dass der Stator 2 nicht unmittelbar mit dem Gehäuse 10 verbunden ist, oder der Stator 2 grenzt nur von außen an den zylindrischen mittleren Gehäuseteil beziehungsweise Stator 2 und Gehäuse 10 sind lediglich benachbart zueinander angeordnet. Wie in der Einleitung bereits beschrieben, ist bei dieser Konstruktion nachteilig, dass der so konstruierte Elektromotor 1 nicht kompakt ist und somit teuer in der Herstellung ist, der Stator 2 gegebenenfalls nicht sicher und fest, insbesondere auch nicht verdrehsicher, am Gehäuse 10 verankert ist, so dass der Elektromotor 1 gegebenenfalls nicht sicher im Betrieb ist, und zudem ist zwischen dem Stator 2 und dem Gehäuse 10 ein relativ schlechter thermischer Fig. 1 shows a sectional view of an electric motor 1 of the prior art. The electric motor 1 comprises a cylindrical housing 10, a stator 2 and a rotor 4. The stator 2 consists of a plurality of stacked sheets 3 (see the sheets 3 in detail in Fig. 2) and is supported in the housing 10. The rotor 4 is seated on a shaft 6 through whose center the axis A (axis of rotation) of the electric motor 1 runs. The shaft 6 is in one embodiment, and as shown in Fig. 1, rotatably mounted in each case a bearing plate 7. In this case, a first bearing plate 7 is provided at a first end 1 1 of the housing 10 and a second bearing plate 7 is provided at a second end 12 of the housing 10. The respective end shield 7 constitutes a cover and closes off the housing 10, as already described in detail in the introduction. As shown in Fig. 1, a certain distance is usually provided in the prior art between the stator 2 and the housing 10, so that the stator 2 is not directly connected to the housing 10, or the stator 2 is adjacent only from the outside to the cylindrical central housing part or stator 2 and housing 10 are only adjacent to each other. As already described in the introduction, it is disadvantageous in this design that the electric motor 1 constructed in this way is not compact and therefore expensive to produce; the stator 2 may not be securely and firmly anchored to the housing 10, in particular not twist-proof. so that the electric motor 1 may not be safe in operation, and moreover, between the stator 2 and the housing 10 is a relatively poorer thermal
Übergang gegeben. Transition given.
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Teilansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsart des Stators 2 im Gehäuse 10 einer Ausführungsform des Fig. 2 shows an enlarged partial view of an embodiment of the mounting method according to the invention of the stator 2 in the housing 10 of an embodiment of the
erfindungsgemäßen Elektromotors 1. Auch hier umfasst der erfindungsgemäße Electric motor according to the invention 1. Again, the inventive
Elektromotor 1 ein zylinderförmiges Gehäuse 10, einen Stator 2 und einen Rotor 4. Der Stator 2 besteht aus mehreren gestapelten Blechen 3 und ist im Gehäuse 10 gehaltert. Der Rotor 4 sitzt auf einer Welle 6, durch deren Mitte die Achse A (Drehachse) des Elektromotors 1 verläuft. Die Welle 6 ist in einer Ausführungsform, und wie in Fig. 1 gezeigt, in jeweils einem Lagerschild 7 drehbar gelagert. Dabei ist ein erstes Lagerschild 7 an einem ersten Ende 1 1 des Gehäuses 10 vorgesehen und ein zweites Lagerschild 7 ist an einem zweiten Ende 12 des Gehäuses 10 vorgesehen. Das jeweilige Lagerschild 7 schließt das Gehäuse 10 ab. Electric motor 1, a cylindrical housing 10, a stator 2 and a rotor 4. The stator 2 is composed of a plurality of stacked sheets 3 and is supported in the housing 10. The rotor 4 is seated on a shaft 6 through whose center the axis A (axis of rotation) of the electric motor 1 runs. The shaft 6 is in one embodiment, and as shown in Fig. 1, rotatably mounted in each case a bearing plate 7. In this case, a first bearing plate 7 is provided at a first end 1 1 of the housing 10 and a second bearing plate 7 is provided at a second end 12 of the housing 10. The respective end shield 7 closes off the housing 10.
Erfindungsgemäß und im Unterschied zu Fig. 1 ist bei Fig. 2 allerdings das Gehäuse 10 druckgegossen und der Stator 2 ragt mit einer Tiefe T nahtlos in eine Wand 9 des Gehäuses 10. Dabei ist die Tiefe T kleiner als eine Stärke W der Wand 9. Der Stator 2 ist also radial von dem angeformten Druckgussgehäuse 10 umgeben und das Gehäuse 10 trägt den Stator 2. Wie oben bereits erläutert, liegt der Stator 2 dann somit unmittelbar, nahtlos und fest am und sogar zumindest teilweise im Gehäuse 10 an, was mehrere Vorteile hat. Der so konstruierte Elektromotor 1 ist kompakt und damit preisgünstig in der Herstellung; der Stator 2 ist dadurch sicher und fest, insbesondere auch verdrehsicher, am beziehungsweise im Gehäuse 10 verankert, so dass der Elektromotor 1 sicher im Betrieb ist; ein sehr guter Wärmeübergangswiderstand wird erreicht; Druckgießen ist ein preisgünstiges Herstellungsverfahren; und die Montage des Elektromotors 1 selber und in seiner Umgebung gestaltet sich einfach. According to the invention and in contrast to Fig. 1, however, in Fig. 2, the housing 10 is die-cast and the stator 2 projects with a depth T seamlessly into a wall 9 of the housing 10. The depth T is smaller than a thickness W of the wall. 9 The stator 2 is thus radially surrounded by the molded die-cast housing 10 and the housing 10 carries the stator 2. As already explained above, the stator 2 is then directly, seamlessly and firmly on and even at least partially in the housing 10, which has several advantages Has. The thus constructed electric motor 1 is compact and therefore inexpensive to manufacture; the stator 2 is thereby securely and firmly, in particular also against rotation, anchored on or in the housing 10, so that the electric motor 1 is safe in operation; a very good heat transfer resistance reached; Die casting is a low cost manufacturing process; and the assembly of the electric motor 1 itself and in its environment is simple.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors 1 ist das Gehäuse 10 aus Aluminium druckgegossen, was sich ebenfalls kostengünstig auf die Herstellung und das Gewicht des Elektromotors 1 auswirkt. In one embodiment of the electric motor 1 according to the invention, the housing 10 is pressure-cast from aluminum, which also has a cost-effective effect on the production and weight of the electric motor 1.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse 10 und den Stator 2 entlang einer zur Achse A einer Ausführungsform des Elektromotors 1 senkrechten Schnittebene A-A gemäß Fig. 4, wobei die Schnittebene A-A innerhalb des Bereichs des Stators 2 liegt. Die Achse A ist hier als Punkt eingezeichnet, da die Achse A in dieser Schnittansicht quasi aus der Ebene herauskommt. FIG. 3 shows a sectional view through the housing 10 and the stator 2 along a sectional plane A-A according to FIG. 4 that is perpendicular to the axis A of an embodiment of the electric motor 1, the sectional plane A-A lying within the area of the stator 2. The axis A is shown here as a point, since the axis A comes out of the plane in this sectional view, so to speak.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors 1 sind mehrere Kanäle 15 für ein Kühlmedium in der Wand 9 des Gehäuses 10 In the embodiment of the electric motor 1 according to the invention shown in Fig. 3 are a plurality of channels 15 for a cooling medium in the wall 9 of the housing 10th
ausgebildet. Das Kühlmedium kann beispielsweise eine Mischung aus Wasser und Glykol sein. Die Kanäle 15 dienen der effektiven Abführung von Verlustwärme des Elektromotors 1 und können in einer Ausführungsform im Druckguss direkt ausgeformt werden. Die Aussparungen für die Kühlkanäle 15 sind in der Darstellung nach Fig. 3 zweckmäßigerweise, aber nicht zwingend, unterhalb der Statorzähne 24 in der Wand 9 des Gehäuses 10 ausgeformt. Die sonstigen Bauelemente des Elektromotors 1 sind im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. educated. The cooling medium may be, for example, a mixture of water and glycol. The channels 15 serve the effective dissipation of heat loss of the electric motor 1 and can be formed directly in an embodiment in die casting. The recesses for the cooling channels 15 are in the illustration of FIG. 3 expediently, but not necessarily formed below the stator teeth 24 in the wall 9 of the housing 10. The other components of the electric motor 1 are described in connection with FIG. 2.
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors 1 hat zumindest ein Teil der gestapelten Bleche 3 des Stators 2 am Außenumfang 13 mehrere Zähne 14 ausgebildet, die in die Wand 9 des druckgegossenen Gehäuses 10 ragen. Die Form der Zähne 14 am Außenumfang sollte entsprechend so gewählt werden, dass eine ausreichende Verankerung gegeben ist, beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, als relativ komplexe Haken mit je zwei Widerhaken, jedoch auch als einfach geformte Rechtecke, Trapeze oder Dreiecke, wie In the embodiment of the electric motor 1 according to the invention shown in Fig. 3, at least a portion of the stacked sheets 3 of the stator 2 on the outer circumference 13 has a plurality of teeth 14 which project into the wall 9 of the die-cast housing 10. The shape of the teeth 14 on the outer circumference should be chosen to provide sufficient anchorage, for example but not limited to the invention, as relatively complex hooks with two barbs each, but also as simply shaped rectangles, trapezoids or triangles such as
beispielsweise eine Verzahnung auf bekannten Zahnrädern. In der Darstellung nach Fig. 3 sind die Zähne 14 beispielsweise, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, als längliche, abgerundete Trapeze ausgeformt. For example, a toothing on known gears. In the illustration after For example, but not limited to the invention, the teeth 14 are formed as elongated, rounded trapezoids.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse 10 und den Stator 2 entlang einer zur Achse A des Elektromotors 1 nach Fig. 3 radial verlaufenden Schnittebene B-B gemäß Fig. 3. In der gezeigten Ausführungsform sind die Kanäle 15 in einer axialen Richtung, also parallel zur Achse A, ausgeformt und analog zu Gehäusen mit einer Strangpressprofilkomponente über die beiden Lagerschilde 7 (siehe beispielsweise Fig. 7) angebunden. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Stator 2 des druckgegossenen Gehäuses 10 mit einer Tiefe T nahtlos in eine Wand 9 des Gehäuses 10 ragt und die Tiefe T kleiner als eine Stärke W der Wand 9 ist. Der Stator 2 ist also radial von dem angeformten Druckgussgehäuse 10 umgeben und das Gehäuse 10 trägt den Stator 2. Wie oben bereits erläutert liegt der Stator 2 also unmittelbar, nahtlos und fest am beziehungsweise sogar teilweise im Gehäuse 10 an. Die sonstigen Bauelemente des Elektromotors 1 sind im Zusammenhang mit Fig. 2 und 3 beschrieben. 4 shows a sectional view through the housing 10 and the stator 2 along a sectional plane BB according to FIG. 3 extending radially to the axis A of the electric motor 1 according to FIG. 3. In the illustrated embodiment, the channels 15 are in an axial direction, ie parallel to the axis A, shaped and analogous to housings with an extruded profile component on the two end shields 7 (see, for example, Fig. 7) connected. It can be clearly seen that the stator 2 of the die-cast housing 10 with a depth T projects seamlessly into a wall 9 of the housing 10 and the depth T is smaller than a thickness W of the wall 9. The stator 2 is thus surrounded radially by the molded die-cast housing 10 and the housing 10 carries the stator 2. As explained above, the stator 2 is thus directly, seamlessly and firmly on or even partially in the housing 10. The other components of the electric motor 1 are described in connection with FIGS. 2 and 3.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse 10 entlang einer im Vergleich zu Fig. 3 anderen, zur Achse A des Elektromotors 1 nach Fig. 3 ebenfalls senkrechten Schnittebene A-A gemäß Fig. 6, wobei die Schnittebene A-A (im Unterschied zu Fig. 3 und 4) außerhalb des Bereichs des Stators 2 liegt. Entsprechend ist der Stator 2 in Fig. 5 nur schemenhaft (gestrichelt) eingezeichnet. Die sonstigen Bauelemente des FIG. 5 shows a sectional view through the housing 10 along a sectional plane AA according to FIG. 6 which is also perpendicular to the axis A of the electric motor 1 according to FIG. 3, the sectional plane AA (in contrast to FIG and 4) is outside the range of the stator 2. Accordingly, the stator 2 is shown in Fig. 5 only schematically (dashed lines). The other components of the
Elektromotors 1 sind im Zusammenhang mit Fig. 2 bis 4 beschrieben. Electric motors 1 are described in connection with FIGS. 2 to 4.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht durch das Gehäuse 10 und den Stator 2 entlang einer im Vergleich zu Fig. 4 anderen, zur Achse A des Elektromotors 1 nach Fig. 3 ebenfalls radial verlaufenden Schnittebene B-B gemäß Fig. 5. Die sonstigen Bauelemente des Elektromotors 1 sind im Zusammenhang mit Fig. 2 bis 5 beschrieben. Wiederum ist deutlich zu erkennen, dass der Stator 2 mit einer Tiefe T, die deutlich kleiner als die Wandstärke W der Wand 9 des Gehäuses 10 ist, in das Gehäuse 10 ragt. FIG. 6 shows a sectional view through the housing 10 and the stator 2 along a sectional plane BB according to FIG. 5 which is also radially opposite to the axis A of the electric motor 1 according to FIG. 4 along other lines of the electric motor 1 are described in connection with FIGS. 2 to 5. Again, it can be clearly seen that the stator 2 projects into the housing 10 with a depth T that is significantly smaller than the wall thickness W of the wall 9 of the housing 10.
Fig. 7 zeigt eine Teilansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fig. 7 shows a partial view of an embodiment of the invention
Elektromotors 1 , bei der ein Lagerschild 7 integraler Bestandteil des Gehäuses 10 ist. Das zylinderförmige Gehäuse 10 ist mit einem Lagerschild 7 am ersten Ende 11 und/oder am zweiten Ende 12 des Gehäuses 10 stoffschlüssig verbunden, wobei hier ohne Beschränkung der Erfindung nur das Lagerschild 7 am ersten Ende 1 1 gezeigt ist. Das andere Lagerschild 7 (in Fig. 7 nicht gezeigt) wird an das Gehäuse 10 Electric motor 1, in which a bearing plate 7 is an integral part of the housing 10. The cylindrical housing 10 is integrally connected to a bearing plate 7 at the first end 11 and / or at the second end 12 of the housing 10, wherein here, without limiting the invention, only the bearing plate 7 at the first end 1 1 is shown. The other end shield 7 (not shown in FIG. 7) is attached to the housing 10
achsensymmetrisch bezüglich einer Senkrechten der Achse A zum ersten Lagerschild 7 montiert und die beiden Lagerschilde 7 bilden dann je einen Deckel für das Gehäuse 10. Der Aufbau des Gehäuses 10 nach Fig. 7 ist also aus drei Teilen: A-Lagerschild, zylindrischer mittlerer Gehäuseteil als Strangpressprofil und B-Lagerschild. axially symmetrical with respect to a vertical axis A to the first bearing plate 7 mounted and the two end shields 7 then each form a cover for the housing 10. The structure of the housing 10 of FIG. 7 is thus of three parts: A-end shield, cylindrical middle housing part Extruded profile and B-end shield.
Das druckgussgefertige Gehäuse 10 wird beispielsweise in einer "Topf-Form" gegossen, das heißt, dass das erste Lagerschild 7 direkt an dem Stator 2 tragenden Teil des Gehäuses 10 angegossen ist und nur noch ein zusätzliches, also das zweite, The die-cast housing 10 is cast, for example in a "pot shape", that is, that the first bearing plate 7 is molded directly to the stator 2 supporting part of the housing 10 and only one additional, so the second,
Lagerschild 7 notwendig ist (in Fig. 7 nicht gezeigt), das am Gehäuse 10 montiert werden muss. Auch hierbei ist die Ausführung von integrierten Kühlkanälen 16 im jeweiligen Lagerschild 7 denkbar, wie auch in Fig. 7 gezeigt.  End plate 7 is necessary (not shown in Fig. 7), which must be mounted on the housing 10. Here, too, the execution of integrated cooling channels 16 in the respective bearing plate 7 is conceivable, as shown in Fig. 7.
In der dargestellten Ausführungsform nach Fig. 7 sind die mehreren, in dem mit dem Gehäuse 10 druckgegossenen Lagerschild 7 ausgeformten Kanäle 16 mit den Kanälen 15 in der Wand 9 des Gehäuses 10 zur Zirkulation des Kühlmediums fluide verbunden. Auch diese Kanäle 16 im angegossenen Lagerschild 7 dienen der effektiven Abführung von Verlustwärme des Elektromotors 1. Auch das andere, nicht dargestellte Lagerschild kann mit Kühlkanälen versehen sein. In the illustrated embodiment of FIG. 7, the plurality of channels 16 molded in the housing 10 die-cast with the housing 10 are fluidly connected to the channels 15 in the wall 9 of the housing 10 for circulating the cooling medium. These channels 16 in the cast-on end shield 7 serve the effective dissipation of heat loss of the electric motor 1. The other, not shown bearing plate can be provided with cooling channels.
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Blechs 3 für einen Blechstapel des Stators 2. Wie bei FIG. 3, hat in der Ausführungsform des erfindungsgemäßen FIG. 8 shows a plan view of a part of a sheet 3 for a sheet stack of the stator 2. As shown in FIG. 3, in the embodiment of the invention
Elektromotors 1 nach Fig. 8 zumindest ein Teil der gestapelten Bleche 3 des Stators 2 an einem Außenumfang 13 des jeweiligen Blechs 3 mehrere Zähne 14 ausgebildet, die in die Wand 9 des druckgegossenen Gehäuses 10 ragen. Auch dies hat mehrere Vorteile, wie oben bereits erläutert. Die Zähne 14 sorgen für eine noch bessere Electric motor 1 of FIG. 8, at least a portion of the stacked sheets 3 of the stator 2 on an outer periphery 13 of the respective sheet 3, a plurality of teeth 14 are formed, which protrude into the wall 9 of the die-cast housing 10. This also has several advantages, as already explained above. The teeth 14 provide an even better
Verankerung des Statorblechpakets im Gehäuse 10, das Gewicht des Elektromotors 1 wird dadurch weiter reduziert und bei kleinen Bauräumen kann dadurch Bauraum für Kühlkanäle 15 (siehe Fig. 3 bis 7) für ein Kühlmedium im Gehäuse 10 bereit gestellt werden. Die Form der Zähne am Außenumfang 13 sollte entsprechend so gewählt werden, dass eine ausreichende Verankerung gegeben ist, beispielsweise und wie in Fig. 8 dargestellt, jedoch ohne Beschränkung der Erfindung, als Haken mit je Anchoring of the stator lamination in the housing 10, the weight of the electric motor 1 is thereby further reduced and in small installation spaces can thereby space for cooling channels 15 (see Fig. 3 to 7) provided for a cooling medium in the housing 10 become. The shape of the teeth on the outer circumference 13 should be chosen accordingly so that a sufficient anchorage is given, for example and as shown in Fig. 8, but without limitation of the invention, as a hook with each
mindestens einem Widerhaken 17, wobei hier jeweils zwei Widerhaken 17 pro Zahn 14 dargestellt sind. Allerdings ist die in Fig. 8 gewählte Hakenform der Zähne 14 komplex und dadurch teuer in der Fertigung. Wie oben bereits beschrieben, können stattdessen auch andere, einfachere Formen für die Zähne gewählt werden, beispielsweise, ohne Beschränkung der Erfindung, Rechtecke, Trapeze (siehe Fig. 3) oder Dreiecke, gegebenenfalls mit abgerundeten Ecken, wie beispielsweise bei einer Verzahnung auf bekannten Zahnrädern. at least one barb 17, wherein in each case two barbs 17 per tooth 14 are shown. However, the hook shape of the teeth 14 selected in FIG. 8 is complex and therefore expensive to manufacture. As already described above, other, simpler shapes for the teeth can be chosen instead, for example, without limitation of the invention, rectangles, trapezoids (see Fig. 3) or triangles, optionally with rounded corners, such as in a toothing on known gears ,
Die Aussparungen für die Kühlkanäle 15 können beispielsweise zweckmäßigerweise, aber nicht zwingend, unterhalb der Statorzähne 24 (siehe Fig. 3) in der Wand 9 des Gehäuses 10 ausgeformt sein. The recesses for the cooling channels 15 may, for example, expediently, but not necessarily, be formed below the stator teeth 24 (see FIG. 3) in the wall 9 of the housing 10.
Fig. 9 zeigt eine schematische Teilansicht einer Ausführungsform einer Druckgussform 20 zur Herstellung von zumindest einem Gehäuse 10 für den erfindungsgemäßen Elektromotor 1. Wie in der schematischen Teilansicht von Fig. 10 gezeigt, wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Elektromotors 1 zunächst der aus mehreren Blechen 3 gestapelte Stator 2 derart in die Druckgussform 20 eingeführt, dass der Stator 2 zum Teil in einen Freiraum 22 der Druckgussform 20 ragt. Wie in der schematischen Teilansicht von Fig. 11 gezeigt, wird anschließend der Freiraum 22 der Druckgussform 20 mit einem gut wärmeleitenden Material 30 ausgespritzt, so dass das wärmeleitende Material 30 nahtlos an dem in den Freiraum 22 ragenden Teil des Stators 2 anliegt und das druckgegossene Gehäuse 10 bildet, das den Stator 2 haltert. Anschließend kann die Druckgussform 20 vom Gehäuse 10 entfernt werden. Die schematische Teilansicht von Fig. 12 zeigt das aus der Druckgussform 20 entfernte Gehäuse 10 mit dem Stator 2. Der Stator 2 ragt mit einer Tiefe T nahtlos in eine Wand 9 des Gehäuses 10. Dabei ist die Tiefe T kleiner als eine Stärke W der Wand 9. Der Stator 2 ist also radial von dem angeformten und druckgegossenen Gehäuse 10 umgeben und das Gehäuse 10 trägt den Stator 2. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Elektromotor 1 beschrieben. 9 shows a schematic partial view of an embodiment of a die-casting mold 20 for producing at least one housing 10 for the electric motor 1 according to the invention. As shown in the schematic partial view of FIG. 10, according to the inventive method for producing the electric motor 1, the first of several Sheet 3 stacked stator 2 is inserted into the die 20 in such a way that the stator 2 projects partly into a free space 22 of the die 20. As shown in the schematic partial view of FIG. 11, the free space 22 of the die casting mold 20 is subsequently sprayed with a good heat-conducting material 30, so that the heat-conducting material 30 fits seamlessly against the part of the stator 2 projecting into the free space 22 and the die-cast housing 10 forms, which holds the stator 2. Subsequently, the die 20 can be removed from the housing 10. The schematic partial view of Fig. 12 shows the removed from the die 20 housing 10 with the stator 2. The stator 2 projects with a depth T seamlessly into a wall 9 of the housing 10. The depth T is smaller than a thickness W of the wall 9. The stator 2 is thus surrounded radially by the molded and die-cast housing 10 and the housing 10 carries the stator 2. The advantages of the invention Method are already described in connection with the electric motor 1 according to the invention.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Wicklung des Stators 2 mit In one embodiment of the method, the winding of the stator 2 with
Isolationen in einem späteren Fertigungsschritt nach dem Ausspritzen des Freiraums 22 der Druckgussform 20 mit einem gut wärmeleitenden Material 30 (siehe Fig. 11) eingebracht. Insulations in a later manufacturing step after the ejection of the free space 22 of the die 20 with a good heat conducting material 30 (see FIG. 11) introduced.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei dem in die Druckgussform eingesetzten Stator 2 an einigen der gestapelten Bleche 3 des Stators 2 an einem Außenumfang 13 mehrere Zähne 14 ausgebildet (in Fig. 9 bis 12 nicht dargestellt, siehe stattdessen Fig. 8). Die Zähne 14 werden beim Ausspritzen der Druckgussform 20 gemäß Fig. 11 von dem Material 30 umspritzt, so dass die Zähne 14 in die Wand 9 des druckgegossenen Gehäuses 10 ragen. Die Vorteile der Zähne 14 sind bereits im Zusammenhang mit Fig. 3 und 8 beschrieben. In one embodiment of the method according to the invention, in the stator 2 inserted into the die, several teeth 14 are formed on some of the stacked sheets 3 of the stator 2 on an outer periphery 13 (not shown in FIGS. 9 to 12, see FIG. 8 instead). The teeth 14 are overmolded by the material 30 during the ejection of the die casting mold 20 according to FIG. 11, so that the teeth 14 protrude into the wall 9 of the die-cast housing 10. The advantages of the teeth 14 have already been described in connection with FIGS. 3 and 8.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Ausspritzen des Freiraums 22 der Druckgussform 20 (gemäß Fig. 11) mehrere Kanäle 15 für ein Kühlmedium in der Wand 9 des Gehäuses 10 ausgebildet (in Fig. 9 bis 12 nicht dargestellt, siehe stattdessen Fig. 3 bis 7). Die Vorteile der Kanäle 15 sind bereits oben beschrieben. In one embodiment of the method according to the invention, several channels 15 for a cooling medium are formed in the wall 9 of the housing 10 during ejection of the free space 22 of the die casting 20 (as shown in FIG. 11) (not shown in FIGS. 9 to 12, see FIG. 3 instead) to 7). The advantages of the channels 15 have already been described above.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jeweils ein In one embodiment of the method according to the invention is in each case a
Lagerschild 7 auf das erste Ende 1 1 beziehungsweise das zweite Ende 12 des End plate 7 on the first end 1 1 and the second end 12 of the
Gehäuses 10 derart gesetzt, dass die mehreren Kanäle 15 des Gehäuses 10 mit mehreren Kanälen 16 im jeweiligen Lagerschild 7 zur Zirkulation des Kühlmediums fluide kommunizieren (in Fig. 9 bis 12 nicht dargestellt, siehe stattdessen Fig. 7). Die Vorteile der Lagerschilder 7 und Kanäle 15, 16 sind bereits oben beschrieben. Housing 10 is set such that the plurality of channels 15 of the housing 10 with several channels 16 in the respective bearing plate 7 for the circulation of the cooling fluid communicate fluidly (not shown in Fig. 9 to 12, see instead Fig. 7). The advantages of the bearing plates 7 and channels 15, 16 are already described above.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Druckgussform 20 derart gestaltet, dass zusätzlich zum Gehäuse 10 ein Lagerschild 7 am ersten Ende 1 1 oder zweiten Ende 12 des Gehäuses 10 derart ausgebildet wird, dass das Lagerschild 7 stoffschlüssig mit dem Gehäuse 10 verbunden ist und die im Lagerschild 7 ausgeformten mehreren Kanäle 16 mit den Kanälen 15 in der Wand 9 des Gehäuses 10 zur Zirkulation des Kühlmediums fluide verbunden sind, was jedoch ebenfalls nicht in Fig. 9 bis 12 dargestellt ist, sondern siehe stattdessen Fig. 7). Die Vorteile sind ebenfalls bereits oben beschrieben. In one embodiment of the method according to the invention, the die casting mold 20 is designed such that in addition to the housing 10, a bearing plate 7 at the first end 1 1 or second end 12 of the housing 10 is formed such that the Bearing plate 7 is materially connected to the housing 10 and formed in the bearing plate 7 a plurality of channels 16 are fluidly connected to the channels 15 in the wall 9 of the housing 10 for circulation of the cooling medium, which is also not shown in Fig. 9 to 12, but instead see Fig. 7). The advantages are also already described above.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Elektromotor 1 electric motor
2 Stator  2 stators
3 Blech  3 sheet metal
4 Rotor 4 rotor
6 Welle  6 wave
7 Lagerschild  7 end shield
9 Wand  9 wall
10 Gehäuse  10 housing
1 1 erstes Ende 1 1 first end
12 zweites Ende  12 second end
13 Außenumfang  13 outer circumference
14 Zahn  14 tooth
15 Kanal  15 channel
16 Kanal 16 channel
17 Widerhaken  17 barbs
20 Druckgussform  20 die casting mold
22 Freiraum  22 free space
24 Statorzahn  24 stator tooth
30 Material 30 material
A Achse  A axis
A-A Schnittebene  A-A cutting plane
B-B Schnittebene B-B cutting plane
T Tiefe T depth
W Wandstärke W wall thickness

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektromotor (1 ) umfassend 1. Electric motor (1) comprising
ein zylinderförmiges Gehäuse (10),  a cylindrical housing (10),
einen Stator (2), der aus mehreren gestapelten Blechen (3) besteht und der im Gehäuse (10) gehaltert ist,  a stator (2) consisting of a plurality of stacked sheets (3) and supported in the housing (10),
einen Rotor (4), der auf einer Welle (6) sitzt, die in jeweils einem  a rotor (4) seated on a shaft (6) in each case one
Lagerschild (7), das an einem ersten Ende (1 1 ) beziehungsweise an einem zweiten Ende (12) des Gehäuses (10) vorgesehen ist, drehbar gelagert ist,  Bearing plate (7) which is provided at a first end (1 1) or at a second end (12) of the housing (10) is rotatably mounted,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Gehäuse (10) druckgegossen ist und der Stator (2) mit einer Tiefe (T) nahtlos in eine Wand (9) des Gehäuses (10) ragt, wobei die Tiefe (T) kleiner als eine Stärke (W) der Wand (9) ist.  the housing (10) is die-cast and the stator (2) projects with a depth (T) seamlessly into a wall (9) of the housing (10), the depth (T) being less than a thickness (W) of the wall (9 ).
2. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 1 , wobei zumindest ein Teil der gestapelten 2. Electric motor (1) according to claim 1, wherein at least a part of the stacked
Bleche (3) des Stators (2) an einem Außenumfang (13) mehrere Zähne (14) ausgebildet hat, die in die Wand (9) des druckgegossenen Gehäuses (10) ragen.  Sheet metal (3) of the stator (2) on an outer circumference (13) has a plurality of teeth (14) formed, which protrude into the wall (9) of the die-cast housing (10).
3. Elektromotor (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei mehrere Kanäle (15) für ein Kühlmedium in der Wand (9) des Gehäuses (10) ausgebildet sind. 3. Electric motor (1) according to one of the preceding claims, wherein a plurality of channels (15) for a cooling medium in the wall (9) of the housing (10) are formed.
4. Elektromotor (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das 4. Electric motor (1) according to one of the preceding claims, wherein the
zylinderförmige Gehäuse (10) mit einem Lagerschild (7) am ersten Ende (1 1 ) oder am zweiten Ende (12) des Gehäuses (10) stoffschlüssig verbunden ist.  cylindrical housing (10) with a bearing plate (7) at the first end (1 1) or at the second end (12) of the housing (10) is integrally connected.
5. Elektromotor (1 ) nach Anspruch 4, wobei im Lagerschild (7) mehrere Kanäle (16) ausgeformt sind, die mit den Kanälen (15) in der Wand (9) des Gehäuses (10) zur Zirkulation des Kühlmediums fluide verbunden sind. 5. Electric motor (1) according to claim 4, wherein in the bearing plate (7) a plurality of channels (16) are formed, which are fluidly connected to the channels (15) in the wall (9) of the housing (10) for circulation of the cooling medium.
6. Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors (1 ), wobei der Elektromotor (1 ) ein zylinderförmiges Gehäuse (10), einen Stator (2), der aus mehreren gestapelten Blechen (3) besteht und im Gehäuse (10) gehaltert ist, und einen Rotor (4), der auf einer Welle (6) sitzt, die in jeweils einem Lagerschild (7), das an einem ersten Ende (1 1 ) beziehungsweise an einem zweiten Ende (12) des Gehäuses (10) vorgesehen ist, umfasst; 6. A method for producing an electric motor (1), wherein the electric motor (1) has a cylindrical housing (10), a stator (2), which is stacked from a plurality Sheet metal (3) and is in the housing (10) is supported, and a rotor (4) which sits on a shaft (6), in each case a bearing plate (7) at a first end (1 1) or at a second end (12) of the housing (10) is provided comprises;
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:  characterized by the following steps:
Einführen des aus mehreren Blechen (3) gestapelten Stators (2) derart in eine Druckgussform (20), dass der Stator (2) zum Teil in einen Freiraum (22) der Druckgussform (20) ragt; und  Inserting the stator (2) stacked of a plurality of sheets (3) into a die-casting mold (20) such that the stator (2) protrudes partly into a free space (22) of the die-casting mold (20); and
Ausspritzen des Freiraums (22) der Druckgussform (20) mit einem gut wärmeleitenden Material (30), so dass das wärmeleitende Material (30) nahtlos an dem in den Freiraum (22) ragenden Teil des Stators (2) anliegt und das Gehäuse (10) bildet, das den Stator (2) haltert.  Ejecting the clearance (22) of the die (20) with a good heat conducting material (30) so that the heat conducting material (30) abuts seamlessly on the part of the stator (2) projecting into the clearance (22) and the housing (10 ) which supports the stator (2).
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei bei dem in die Druckgussform (20) 7. The method of claim 6, wherein in the die-casting mold (20)
eingesetzten Stator (2) an einigen der gestapelten Bleche (3) des Stators (2) an einem Außenumfang (13) mehrere Zähne (14) ausgebildet werden, die beim Ausspritzen der Druckgussform (20) von dem Material (30) umspritzt werden, so dass die Zähne (14) in eine Wand (9) des druckgegossenen Gehäuses (10) ragen.  The stator (2) used on some of the stacked sheets (3) of the stator (2) on an outer circumference (13) a plurality of teeth (14) are formed, which are overmolded during ejection of the die casting mold (20) of the material (30) the teeth (14) protrude into a wall (9) of the die-cast housing (10).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei beim Ausspritzen des 8. The method according to any one of claims 6 to 7, wherein during the ejection of the
Freiraums (22) der Druckgussform (20) mehrere Kanäle (15) für ein Kühlmedium in der Wand (9) des Gehäuses (10) ausgebildet werden.  Freiraums (22) of the die casting mold (20) a plurality of channels (15) for a cooling medium in the wall (9) of the housing (10) are formed.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei jeweils ein Lagerschild (7) auf das erste Ende (1 1 ) beziehungsweise das zweite Ende (12) des Gehäuses (10) derart gesetzt wird, dass die mehreren Kanäle (15) des Gehäuses (10) mit mehreren Kanälen (16) im jeweiligen Lagerschild (7) zur Zirkulation des Kühlmediums fluide kommunizieren. 9. The method of claim 8, wherein in each case a bearing plate (7) on the first end (1 1) or the second end (12) of the housing (10) is set such that the plurality of channels (15) of the housing (10). with a plurality of channels (16) in the respective bearing plate (7) for the circulation of the cooling fluid communicate fluidly.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Druckgussform (20) derart gestaltet wird, dass zusätzlich zum Gehäuse (10) ein Lagerschild (7) am ersten Ende (1 1 ) oder zweiten Ende (12) des Gehäuses (10) derart ausgebildet wird, dass das Lagerschild (7) stoffschlüssig mit dem Gehäuse (10) verbunden ist und die im Lagerschild (7) ausgeformten mehreren Kanäle (16) mit den Kanälen (15) in der Wand (9) des Gehäuses (10) zur Zirkulation des Kühlmediums fluide verbunden sind. 10. The method according to any one of claims 8 to 9, wherein the die-casting mold (20) is designed such that in addition to the housing (10) has a bearing plate (7) on first end (1 1) or second end (12) of the housing (10) is formed such that the bearing plate (7) is integrally connected to the housing (10) and in the bearing plate (7) formed several channels (16) the channels (15) in the wall (9) of the housing (10) are fluidly connected to the circulation of the cooling medium.
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