EP4434146A1 - Verfahren zur montage eines entkopplungselements in einer durchgangsbohrung eines stators einer elektromaschine, stator für eine elektromaschine sowie elektromaschine umfassend einen solchen stator - Google Patents

Verfahren zur montage eines entkopplungselements in einer durchgangsbohrung eines stators einer elektromaschine, stator für eine elektromaschine sowie elektromaschine umfassend einen solchen stator

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EP4434146A1
EP4434146A1 EP22801985.7A EP22801985A EP4434146A1 EP 4434146 A1 EP4434146 A1 EP 4434146A1 EP 22801985 A EP22801985 A EP 22801985A EP 4434146 A1 EP4434146 A1 EP 4434146A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
hole
sleeve
decoupling element
electric machine
Prior art date
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Pending
Application number
EP22801985.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Lehmann
Marc Helfer
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 EP4434146A1 publication Critical patent/EP4434146A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/028—Fastening stator or rotor bodies to casings, supports, shafts or hubs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type

Definitions

  • the invention relates to a method for installing a decoupling element in a through hole in a stator of an electric machine, the decoupling element comprising a sleeve and an elastic covering made of a damping material which is attached to the sleeve and surrounds the sleeve and via which the stator can be separated from a housing of the electric machine in the installed position is vibration-decoupled, has.
  • the stator itself is provided with several through holes, in each of which a decoupling element is inserted.
  • the decoupling element has an inner cylindrical sleeve which, when the stator is installed, is supported axially on the housing of the electric machine on the one hand and on which a head of a fastening screw is seated on the other hand, which passes through the sleeve and is screwed into a corresponding internally threaded bore on the housing.
  • This cylindrical inner sleeve is surrounded by an elastic covering made of a damping material, which in turn is accommodated in a cylindrical outer sleeve.
  • This 3-piece decoupling element is pressed with the outer sleeve into the stator-side bore, after which both ends of the outer sleeve are flanged, resulting in a radial collar that is used to secure the stator axially.
  • the stator itself is connected to the housing via the screw connection, but this respective mechanical attachment is vibrationally decoupled via the elastic casing made of the damping material, which means that high-frequency vibrations of the stator are not transmitted to the housing or only to a significantly reduced extent or with a reduced amplitude be radiated.
  • the assembly or formation of such a decoupling element is very complex.
  • the outer sleeve and the inner sleeve must be cut into a suitable tool stuff are inserted and positioned relative to each other, after which the elastic damping material is introduced between the two sleeves and vulcanized, for example.
  • the corresponding three-part decoupling element is formed, which, however, is subsequently to be reworked in a laborious manner.
  • the outer diameter of the outer sleeve must correspond as exactly as possible to the inner diameter of the stator bore, so that there is as little play as possible. This play must ultimately be reduced to zero by the subsequent flanging, which also serves to secure the axial axis. Both the production and the assembly is therefore expensive.
  • the invention is based on the problem of specifying a method for assembling such a decoupling element that is improved in comparison thereto.
  • the invention provides that the decoupling element, the elastic covering of which has a larger outer diameter than the inner diameter of the through-hole, is pressed into the through-hole through an insertion opening that widens like a funnel and, in the assembly position, is connected directly to the Inner wall of the through hole rests.
  • a two-part decoupling element comprising the cylindrical inner sleeve as well as the likewise cylindrical casing made of the elastic damping material which is fastened to and surrounds it.
  • the outer diameter of the casing is larger than the inner diameter of the through hole, which means that there is a corresponding overlap or oversize.
  • the decoupling element which as mentioned has a larger outside diameter than the inside diameter of the bore, into the through bore, the decoupling element is pressed into the through-hole through an insertion opening that widens outwards in a funnel-like manner or narrows in a funnel-like manner towards the through-hole and is pushed into the assembly position in which, after the assembly work has been completed, the elastic covering rests against the inner wall of the hole with corresponding radial tension.
  • the fastening screw is passed through the inner sleeve and screwed into the housing-side internally threaded bore, the inner sleeve preferably projecting axially out of the stator being pressed into the housing-side bore at the same time.
  • the decoupling element has a simpler design, since it consists only of the inner sleeve and the cover attached to it and vulcanized, for example.
  • the assembly is also simplified, since the decoupling element only has to be pressed into the through hole through the funnel-like insertion opening, no flanging processes or the like are necessary.
  • the respective through holes can be provided at different positions or different elements of the stator. It is conceivable to form the through-holes directly in a laminated stator core, which consists of a large number of individual, thin electrical laminations. Alternatively, such a laminated stator core can also be arranged in a stator carrier, with the through-holes then being formed on the stator carrier.
  • a mounting sleeve which has the insertion opening that widens like a funnel, is inserted into the through-hole, after which the decoupling element is pressed through the insertion opening into the mounting sleeve and thus into the through-hole is, after which the mounting sleeve is pulled out of the through hole and the elastic sheath rests against the inner wall of the through hole.
  • a laminated stator core consists of a large number of thin electrical laminations stacked on top of one another. For example, about 80 such electrical sheets are stacked on top of each other, each with a thickness of about 0.3 mm.
  • each electrical sheet with a mostly round perforation is punched, the perforations then complementing each other to form a through hole, although small, there can be sharp edges or the like on the inner wall of the hole, as well as at the entrance to the hole. If the elastic cover were to be pressed in directly, these sharp edges would cut into the cover and, in the worst case, destroy it.
  • This is countered by first inserting a thin mounting sleeve, which has a wall thickness of 0.3 1.0 mm, for example, into the through-hole.
  • the mounting sleeve has a section positioned outside of the through hole with the funnel-like insertion opening.
  • the decoupling element is now first pressed into the mounting sleeve via this insertion opening until the end position is reached.
  • the mounting sleeve is then pulled out of the through hole again, while of course the decoupling element is supported so that it is not pulled out with it.
  • the elastic covering is then radially prestressed against the inner wall of the bore.
  • the assembly sleeve can have a cylindrical sleeve body and a stop collar that is connected to it and has an enlarged outer diameter, on which the insertion opening that widens like a funnel is provided, with the sleeve body being inserted with little play in the through hole until the stop collar is seated axially on the stator lamination stack, after which the decoupling element is pressed.
  • This stop collar allows the mounting sleeve to be reversibly brought into a defined mounting position.
  • this stop collar is also used at the same time to couple the mounting sleeve to a corresponding tool, via which the mounting sleeve can be pulled out of the through hole at least after the decoupling element has been set.
  • the stop collar should therefore be designed to be correspondingly stable and be equipped with a corresponding connection interface to the pulling tool.
  • the stator can also have a stator carrier on which the laminated core of the stator is arranged.
  • the or the through-holes are provided on the stator support, on which the respective insertion opening, which widens like a funnel, is provided.
  • the funnel-like insertion opening is tion directly on the stator itself as an extension of the actual through-hole accommodating the elastic casing. In this case, it is not necessary to use an assembly sleeve, since the stator carrier itself is already equipped with the corresponding insertion opening.
  • a particularly expedient development of the invention provides that a lubricating fluid is used during pressing. Irrespective of whether an insertion sleeve is used, when the through-holes are formed in the stator core itself, or with a stator support, the pressing-in is carried out using an appropriate sliding fluid, which reduces the friction between the elastic damping material and the cylindrical inner wall against which it is pressed during the Pressing slides along, reduced. It may be that the elastic damping material, for example rubber, has a correspondingly high coefficient of friction, so that it would be difficult to slide along the corresponding cylindrical wall, in particular due to the given oversize. However, if a lubricating fluid is used, the friction between the damping material and the wall can be greatly reduced, which makes pressing in much easier.
  • the lubricating fluid can either be applied to the outside of the casing, or to the corresponding wall, ie the mounting sleeve or the wall of the bore itself, or to both.
  • the use of either an oil or a corresponding pasty fat or the like is conceivable.
  • the invention also relates to a stator for an electric machine, comprising a plurality of through-bores, in each of which a decoupling element is inserted according to the method described above.
  • the invention generally relates to a stator for an electric machine, comprising a plurality of through-holes into which a fastening screw connecting the stator to a housing of the electric machine is to be inserted, with a decoupling element being accommodated in each through-hole, comprising a sleeve, which in the assembled position on the one hand is supported axially on the housing and on the other hand a head of the fastening screw is supported, as well as a sheath surrounding the sleeve made of an elastic material, via which the stator is vibration-decoupled from the housing in the assembled position, this stator being characterized in that the elastic material bears directly against the inner wall of the through-hole.
  • each through-bore can be formed either in a laminated stator core, penetrating its laminations.
  • each through hole can also be formed on a stator support on which the insertion opening is formed.
  • the damping material itself is preferably an elastomer, in particular with a Shore hardness in the range from 60 Sh(a) to 100 Sh(a).
  • the spring or damping effect of the elastic material is ultimately dependent on the Shore hardness of the material as well as the degree of compression, which is why the oversize in diameter must be designed in such a way that the compression of the elastic material and thus its radial prestress is on the one hand in a desired target range and on the other hand but is so high that a secure axial fixation takes place over it.
  • the invention also relates to an electric machine, comprising a stator of the type described above, which is fastened to a housing of the electric machine via fastening screws penetrating the sleeve of the respective decoupling element.
  • FIG. 1 shows a partial view of an electrical machine according to the invention with a stator according to the invention in a sectional view, according to a first embodiment as a schematic representation
  • FIG. 1 shows a partial view of an electric machine 1 according to the invention, comprising a housing 2 to which a stator 3 is attached.
  • the stator 3 consists of a laminated core 4 of the stator, which consists of a multiplicity of individual electrical laminations 5 which are stacked on top of one another and which are only shown in principle here.
  • a plurality of through-holes 6 are formed in the laminated core, which are offset around the stator circumference, only one such through-hole 6 being shown in FIG. 1 .
  • the through hole 6 has an inner wall 7 .
  • the decoupling element 8 has an internal cylindrical sleeve 11 which is surrounded on the outside by an elastic covering 12 on a damping material, preferably an elastomer with a Shore hardness of between 60 and 100 Sh(a).
  • the damping material is preferably vulcanized.
  • the casing 12 extends axially over approximately 2/3 of the length of the inner sleeve 11 , which means that the sleeve 11 protrudes axially beyond the casing 12 . In the assembly position, as shown in Fig.
  • the sleeve 11 engages with its end 13 in a radial extension 14 of the internally threaded bore 10, the sleeve 11 being pressed into this extension 13 when the fastening screw 9 is screwed in after the screw head 15 rests axially against the sleeve 11 and presses it in axially.
  • the elastic covering 12 in turn rests against the inner wall 7 of the through hole 6 under radial prestress, the radial prestress being produced by a corresponding diametral overlap or an oversize of the outside diameter of the covering 12 relative to the smaller inside diameter of the through hole 6 .
  • This radial compression in the course of which the elastic damping material is radially compressed, also simultaneously secures it axially.
  • the through hole 6 is formed directly in the stator sheet 4, which consists of the plurality of individual electrical sheets 5, of which, for example, up to 80 or more can be layered and have a thickness of about 0.3 mm, on the one hand Entrance of the through hole, but on the other hand possibly also within the through hole 6 even if small, but given sharp burrs that cut into the elastic damping material when pressed and, in the worst case, can destroy it.
  • Fig. 2 shows the situation in which the decoupling element 8 is not yet used.
  • the decoupling element 8 is a prefabricated element with the sleeve 11 and the elastic covering 12 attached thereto, for example vulcanized on at the same time also serves to hold a corresponding pulling tool for the subsequent extraction of the assembly sleeve 16 .
  • the sleeve body 17 is pushed into the through hole 6, the stop collar 18 is seated axially on the laminated core 4.
  • the sleeve section 16 is as thin as possible, it preferably has a thickness of 0.3 1.0 mm, so that the damping material is not overly compressed when it is pressed in.
  • the outer diameter of the sleeve section 16 is dimensioned such that the sleeve section 16 has as little play in the through-bore 6 as possible.
  • the mounting sleeve 16 or the stop collar has an insertion opening 19 that widens outwards in a funnel shape, which means that the inner diameter of the stop collar 18 widens towards its free end.
  • a lubricating fluid is expediently used, with which the outside of the casing 12 is coated, for example, which lubricating fluid reduces the friction between the outside of the casing 12 and the inside of the mounting sleeve 16, so that both friction partners can slide easily along one another until the decoupling element 8 is in the final position.
  • FIG. 3 shows the situation in which the decoupling element 8 is pressed into the through hole 6 or into the mounting sleeve 16 .
  • the pressing process is shown in Figures 2 and 3 by the arrow P1.
  • the decoupling element 8 is pushed until the casing 12 is completely accommodated in the through hole 6 or the sleeve section 17 .
  • the end 13 of the inner sleeve 11 protrudes axially and protrudes from the through hole 6 .
  • the mounting sleeve 16 is pulled out of the through bore 6, as indicated by the arrow P2, for which purpose a corresponding pulling tool which engages with the stop collar 18 is used.
  • the decoupling element 8 is held down and fixed so that it is not pulled out again when the mounting sleeve 16 is pulled. Due to the lubricating fluid, it is also pulled out with relatively little friction.
  • FIG. 5 shows the finished end position of the assembled decoupling element 8 , in which the elastic covering 12 bears directly against the inner wall 7 of the through hole 6 .
  • the free end 13 of the sleeve 11 projects axially out of the through hole 6 so that it can be pressed into the radial extension 14 of the internally threaded hole 10 by means of the fastening screw 9 as part of the stator attachment.
  • 6 shows a further embodiment of a stator 3 according to the invention, which can also be part of an electric machine 1 according to the invention instead of the stator 3 shown in the preceding figures.
  • the stator 3 has a stator support 21 on which the through-holes 6 are formed.
  • the laminated core 4 consisting of a large number of individual electrical laminations 5 , is arranged on the stator carrier 21 .
  • the through-holes 6 are formed here on the stator support 21 but not in the laminated core 4 itself, it is possible to form a corresponding insertion geometry directly on the stator support 21 itself, as FIG. 6 shows.
  • the through bore 6 itself has an insertion opening 19 that widens like a funnel, through which the decoupling element 8, again consisting of the sleeve 11 and the elastic covering 12, can be inserted, during which pressing-in movement the elastic covering 12 is automatically reduced in diameter and compressed until it is pushed to the end position shown in fig.
  • This pressing-in takes place in turn using a corresponding sliding fluid, for example an oil or a grease.
  • the free end 13 of the sleeve 11 projects out of the through hole 6 or out of the stator support 21, so that it can be pressed into the radial widening 14 of the internally threaded hole 10 in the same way as already described.
  • the fastening screw 9 is positioned in the same way so that it can be screwed into the internally threaded bore 10 and at the same time the sleeve end 13 is pressed in, while the screw head 15 is seated axially on the other end of the sleeve 11 .
  • the through bores 6, which can also be referred to as eyes, are formed either on correspondingly shaped sections of the stator support 21, or by means of sections correspondingly welded to the stator support. Reference character list

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Abstract

Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements (8) in einer Durchgangsbohrung (6) eines Stators (3) einer Elektromaschine (1), wobei das Entkopplungselement (8) eine Hülse (11) sowie eine an der Hülse (11) befestigte und die Hülse (11) umgebende elastische Umhüllung (12) aus einem Dämpfungsmaterial, über das der Stator (3) in der Montagestellung von einem Gehäuse (2) der Elektromaschine (1) schwingungsentkoppelt ist, aufweist, wobei das Entkopplungselement (8), dessen elastische Umhüllung (8) einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (6) aufweist, durch eine sich trichterartig erweiternde Einführöffnung (19) in die Durchgangsbohrung (6) eingepresst wird und in der Montagestellung unmittelbar an der Innenwand (7) der Durchgangsbohrung (6) anliegt.

Description

Verfahren zur Montage eines Entkopplunqselements in einer Durchqanqsboh- runq eines Stators einer Elektromaschine, Stator für eine Elektromaschine sowie Elektromaschine umfassend einen solchen Stator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements in einer Durchgangsbohrung eines Stators einer Elektromaschine, wobei das Entkopplungselement eine Hülse sowie eine an der Hülse befestigte und die Hülse umgebende elastische Umhüllung aus einem Dämpfungsmaterial, über das der Stator in der Montagestellung von einem Gehäuse der Elektromaschine schwingungsentkoppelt ist, aufweist.
Eine Elektromaschine mit einem Stator, der über mehrere solcher Entkopplungselemente von dem Gehäuse der Elektromaschine schwingungsentkoppelt ist, ist beispielsweise in DE 10 2018 114 790 A1 beschrieben. Der Stator selbst ist mit mehreren Durchgangsbohrungen versehen, in die jeweils ein Entkopplungselement eingesetzt ist. Das Entkopplungselement weist eine innere zylindrische Hülse auf, die bei montiertem Stator einerseits axial an dem Gehäuse der Elektromaschine abgestützt ist, und an der andererseits ein Kopf einer Befestigungsschraube aufsitzt, die die Hülse durchgreift und in eine entsprechende Innengewindebohrung am Gehäuse eingeschraubt ist. Diese zylindrische innere Hülse ist von einer elastischen Umhüllung aus einem Dämpfungsmatenal umgeben, das wiederum in einer zylindrischen Außenhülse aufgenommen ist. Diese 3-teilige Entkopplungselement wird mit der Außenhülse in die statorseitige Bohrung eingepresst, wonach die beiden Enden der Außenhülse umgebördelt werden, so dass sich ein radialer Kragen ergibt, über den die Axialsicherung am Stator erfolgt. Der Stator selbst ist über die Schraubverbindung mit dem Gehäuse verbunden, gleichwohl ist diese jeweilige mechanische Befestigung über die elastische Umhüllung aus dem Dämpfungsmaterial schwingungstechnisch entkoppelt, das heißt, dass hochfrequente Schwingungen des Stators nicht oder nur deutlich reduziert in das Gehäuse weitergeleitet bzw. mit reduzierter Amplitude abgestrahlt werden.
Die Montage respektive Ausbildung eines solchen Entkopplungselements ist sehr aufwendig. Die Außenhülse und die Innenhülse müssen in ein entsprechendes Werk- zeug eingelegt und relativ zueinander positioniert werden, wonach das elastische Dämpfungsmaterial zwischen beide Hülsen eingebracht und beispielsweise vulkanisiert wird. Hierdurch wird das entsprechende, 3-teilige Entkopplungselement gebildet, das jedoch nachfolgend noch aufwendig nachzubearbeiten ist. Denn der Außendurchmesser der Außenhülse muss möglichst exakt dem Innendurchmesser der Statorbohrung entsprechen, so dass dort ein möglichst geringes Spiel gegeben ist. Dieses Spiel muss durch das anschließende Umbördeln, das auch der Axialsicherung dient, letztlich auf Null reduziert werden. Sowohl die Herstellung als auch die Montage ist daher aufwendig.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein demgegenüber verbessertes Verfahren zu Montage eines solchen Entkopplungselements anzugeben.
Zur Lösung dieses Problems ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Entkopplungselement, dessen elastische Umhüllung einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung aufweist, durch eine sich trichterartig erweiternde Einführöffnung in die Durchgangsbohrung eingepresst wird und in der Montagestellung unmittelbar mit der Innenwand der Durchgangsbohrung anliegt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kommt nur ein 2-teiliges Entkopplungselement zum Einsatz, umfassend die zylindrische innere Hülse sowie die daran befestigte und sie umgebende, ebenfalls zylindrische Umhüllung aus dem elastischen Dämpfungsmatenal. Der Außendurchmesser der Umhüllung ist dabei größer als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung, das heißt, dass eine entsprechende Überdeckung bzw. ein Übermaß gegeben ist. Hieraus resultiert zwangsläufig, wenn das Entkopplungselement in die Durchgangsbohrung eingesetzt ist und das elastische Dämpfungsmatenal an der Innenwandung der Durchgangsbohrung anliegt, das Dämpfungsmatenal radial komprimiert wird und demzufolge eine entsprechend feste Klemmkopplung gegeben ist.
Um das Entkopplungselement, das wie gesagt im Außendurchmesser größer ist als der Bohrungsinnendurchmesser, in die Durchgangsbohrung einsetzen zu können, wird das Entkopplungselement durch eine sich trichterartig nach außen erweiternde respektive sich trichterartig zur Durchgangsbohrung hin verschmälernde Einführöffnung in die Durchgangsbohrung eingepresst und bis in die Montagestellung geschoben, in der nach Abschluss der Montagearbeit die elastische Umhüllung unter entsprechender radialer Verspannung an der Bohrungsinnenwand anliegt. Wird der Stator sodann montiert, so wird durch die innenliegende Hülse die Befestigungsschraube geführt und in die gehäuseseitige Innengewindebohrung eingeschraubt, wobei gleichzeitig auch die bevorzugt aus dem Stator axial ragende innenliegende Hülse in die gehäuseseitige Bohrung eingepresst wird.
Ersichtlich ist bereits das Entkopplungselement einfacher ausgelegt, nachdem es lediglich aus der Innenhülse und der daran befestigten und z.B. anvulkanisierten Umhüllung besteht. Auch ist die Montage vereinfacht, da das Entkopplungselement lediglich in die Durchgangsbohrung durch die trichterartige Einführöffnung einzupressen ist, irgendwelche Bördelvorgänge oder dergleichen sind nicht vonnöten.
Die jeweiligen Durchgangsbohrungen können an unterschiedlichen Positionen respektive unterschiedlichen Elementen des Stators vorgesehen sein. Denkbar ist es, die Durchgangsbohrungen unmittelbar in einem Statorblechpaket, das aus einer Vielzahl einzelner, dünner Elektrobleche besteht, auszubilden. Alternativ kann ein solches Statorblechpaket auch in einem Statorträger angeordnet sein, wobei die Durchgangsbohrungen dann am Statorträger ausgebildet sind.
Ist die respektive sind die Durchgangsbohrungen in einem Statorblechpaket unmittelbar vorgesehen, so wird gemäß einer entsprechenden Erfindungsalternative zunächst eine Montagehülse, die die sich trichterartig erweiternde Einführöffnung aufweist, ein die Durchgangsbohrung eingesetzt, wonach das Entkopplungselement durch die Einführöffnung in die Montagehülse und damit in die Durchgangsbohrung eingepresst wird, wonach die Montagehülse aus der Durchgangsbohrung gezogen wird und sich die elastische Umhüllung an die Innenwand der Durchgangsbohrung anlegt. Wie beschrieben besteht ein solches Statorblechpaket aus einer Vielzahl aufeinandergelegter, dünner Elektrobleche. Beispielsweise werden ca. 80 solcher Elektrobleche übereinandergestapelt, mit einer Dicke von jeweils ca. 0,3 mm. Da jedes Elektroblech mit einer zumeist runden Durchbrechung gestanzt ist, wobei sich die Durchbrechungen dann zur Durchgangsbohrung ergänzen, können an der Bohrungsinnenwandung wenngleich kleine, so doch scharfe Kanten oder ähnliches, ebenso am Bohrungseingang, gegeben sein. Würde nun die elastische Umhüllung unmittelbar eingepresst, so würden diese scharfen Kanten in die Umhüllung schneiden und diese schlimmstenfalls zerstören. Dem wird dadurch begegnet, dass zunächst eine dünne Montagehülse, die beispielsweise eine Wandstärke von 0,3 1 ,0 mm aufweist, in die Durchführungsbohrung eingesetzt. Die Montagehülse weist einen außerhalb der Durchgangsbohrung positionierten Abschnitt mit der trichterartigen Einführöffnung auf. Das Entkopplungselement wird nun über diese Einführöffnung zunächst in die Montagehülse eingepresst, bis die Endstellung erreicht ist. Sodann wird die Montagehülse wieder aus der Durchgangsbohrung gezogen, während natürlich das Entkopplungselement abgestützt wird, so dass es nicht mit herausgezogen wird. Nach Entnahme der Montagehülse liegt die elastische Umhüllung sodann radial vorgespannt an der Bohrungsinnenwandung an.
Dabei kann die Montagehülse einen zylindrischen Hülsenkörper und einen an diesem anschließenden, im Außendurchmesser erweiterten Anschlagkragen aufweisen, an dem die sich trichterartig erweiternde Einführöffnung vorgesehen ist, wobei der Hülsenkörper mit geringem Spiel in der Durchgangsbohrung eingeführt wird, bis der Anschlagkragen axial auf dem Statorblechpaket aufsitzt, wonach das Entkopplungselement eingepresst wird. Dieser Anschlagkragen erlaubt es, die Montagehülse reversibel in eine definierte Montageposition zu bringen. Darüber hinaus dient dieser Anschlagkragen auch gleichzeitig dazu, die Montagehülse mit einem entsprechenden Werkzeug zu koppeln, über das die Montagehülse zumindest nach dem Setzen des Entkopplungselements aus der Durchgangsbohrung gezogen werden kann. Der Anschlagkragen sollte demzufolge entsprechend stabil ausgelegt sein und mit einer entsprechenden Verbindungsschnittstelle zu dem Ziehwerkzeug ausgerüstet sein.
Alternativ kann wie gesagt der Stator auch einen Statorträger aufweisen, an dem das Statorblechpaket angeordnet ist. In diesem Fall ist die respektive sind die Durchgangsbohrungen am Statorträger vorgesehen, an dem die jeweilige, sich trichterartig erweiternde Einführöffnung vorgesehen ist. Hier wird also die trichterartige Einführöff- nung unmittelbar am Statorträger selbst in Verlängerung der eigentlichen, die elastische Umhüllung aufnehmenden Durchgangsbohrung ausgebildet. In diesem Fall ist die Verwendung einer Montagehülse nicht erforderlich, da der Statorträger selbst bereits mit der entsprechenden Einführöffnung ausgerüstet ist.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass beim Einpressen ein Gleitfluid verwendete wird. Unabhängig davon, ob mit einer Einführhülse gearbeitet wird, wenn die Durchgangsbohrungen im Statorblechpaket selbst ausgebildet sind, oder mit einem Statorträger, erfolgt das Einpressen unter Verwendung eines entsprechenden Gleitfluids, das die Reibung zwischen dem elastischen Dämpfungsmaterial und der zylindrischen Innenwand, an der es während des Einpressvorgangs entlanggleitet, reduziert. Es kann sein, dass das elastische Dämpfungsmaterial, beispielsweise ein Gummi, einen entsprechend hohen Reibwert aufweist, so dass er, insbesondere aufgrund des gegebenen Übermaßes, nur schwer an der entsprechenden zylindrischen Wandung entlang gleiten würde. Wird jedoch ein Gleitfluid verwendet, kann die Reibung zwischen dem Dämpfungsmatenal und der Wandung stark reduziert werden, was das Einpressen sehr erleichtert. Dabei kann das Gleitfluid entweder auf die Außenseite der Umhüllung aufgebracht werden, oder auf die entsprechende Wandung, also die Montagehülse oder die Bohrungswandung selbst, oder auf beide. Denkbar ist die Verwendung entweder eines Öls oder eines entsprechenden, pastösen Fetts oder dergleichen.
Neben dem Verfahren selbst betrifft die Erfindung ferner einen Stator für eine Elektromaschine, umfassend mehrere Durchgangsbohrungen, in denen jeweils ein Entkopplungselement nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren eingesetzt ist.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung in allgemeiner Weise einen Stator für eine Elektromaschine, umfassend mehrere Durchgangsbohrungen, in die eine den Stator mit einem Gehäuse der Elektromaschine verbindende Befestigungsschraube einzusetzen ist, wobei in jeder Durchgangsbohrung ein Entkopplungselement aufgenommen ist, umfassend eine Hülse, die in der Montagestellung einerseits axial am Gehäuse abgestützt ist und an der andererseits ein Kopf der Befestigungsschraube abgestützt ist, sowie eine die Hülse umgebende Umhüllung aus einem elastischen Material, über das der Stator in der Montagestellung vom Gehäuse schwingungsentkoppelt ist, wobei sich dieser Stator dadurch auszeichnet, dass das elastische Material unmittelbar an der Innenwand der Durchgangsbohrung anliegt.
Dabei kann jede Durchgangsbohrung entweder in einem Statorblechpaket, dessen Bleche durchsetzend, ausgebildet sein. Alternativ kann jede Durchgangsbohrung auch an einem Statorträger ausgebildet seine, an dem die Einführöffnung ausgebildet ist.
Für alle Ausführungsformen gilt, dass das Dämpfungsmaterial selbst bevorzugt ein Elastomer, insbesondere mit einer Shore-Härte im Bereich von 60 Sh(a) 100 Sh(a) ist. Die Feder- respektive Dämpfungswirkung des elastischen Materials ist letztlich von der Shore-Härte des Materials wie auch des Komprimierungsgrads abhängig, weshalb das durchmessermäßige Übermaß so auszulegen ist, dass die Komprimierung des elastischen Materials und damit seine radiale Vorspannung einerseits in einem gewünschten Zielbereich liegt, andererseits aber so hoch ist, dass eine sichere axiale Fixierung hierüber erfolgt.
Schließlich betrifft die Erfindung auch eine Elektromaschine, umfassend einen Stator der vorstehend beschriebenen Art, der an einem Gehäuse der Elektromaschine über die Hülse des jeweiligen Entkopplungselements durchsetzende Befestigungsschrauben befestigt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
Fig. 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem erfindungsgemäßen Stator in einer Schnittdarstellung, gemäß einer ersten Ausführungsform als Prinzipdarstellung,
Fig. 2 5 fortlaufende Teilansichten eines erfindungsgemäßen Stators zur Darstellung des Montagevorgangs eines Entkopplungselements unter Verwendung einer Montagehülse, jeweils in einer Schnittdarstellung, und Fig. 6 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Stators einer zweiten Ausführungsform in einer Schnittdarstellung.
Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 , umfassend ein Gehäuse 2, an dem ein Stator 3 befestigt ist. Der Stator 3 besteht aus einem Statorblechpaket 4, das aus einer Vielzahl einzelner aufeinander geschichteter Elektrobleche 5 besteht, die hier nur dem Grunde nach dargestellt sind. In dem Blechpaket sind mehrere Durchgangsbohrungen 6 ausgebildet, die um den Statorumfang versetzt sind, wobei in Fig. 1 nur eine solche Durchgangsbohrung 6 dargestellt ist. Die Durchgangsbohrung 6 weist eine Innenwand 7 auf.
Zur Befestigung des Stators 3 am Gehäuse 2 sowie zur gleichzeitigen Schwingungsentkopplung dient ein Entkopplungselement 8 sowie eine Befestigungsschraube 9, die in eine Innengewindebohrung 10 des Gehäuses 2 eingeschraubt wird und die andererseits das Entkopplungselement 8 hierbei am Gehäuse 2 fixiert.
Das Entkopplungselement 8 weist eine innen liegende zylindrische Hülse 11 auf, die außenseitig mit einer elastischen Umhüllung 12 auf einem Dämpfungsmaterial, bevorzugt einem Elastomer mit einer Shore-Härte zwischen 60 100 Sh(a), umgeben ist. Das Dämpfungsmatenal ist bevorzugt anvulkanisiert. Die Umhüllung 12 erstreckt sich axial über ca. 2/3 der Länge der innen liegenden Hülse 11 , das heißt, dass die Hülse 11 axial die Umhüllung 12 überragt. In der Montagestellung, wie in Fig. 1 gezeigt, greift die Hülse 11 mit ihrem Ende 13 in eine radiale Erweiterung 14 der Innengewindebohrung 10 ein, wobei die Hülse 11 in diese Erweiterung 13 eingepresst wird, wenn die Befestigungsschraube 9 eingeschraubt wird, nachdem der Schraubenkopf 15 axial an der Hülse 11 anliegt und diese axial einpresst. Die elastische Umhüllung 12 ihrerseits liegt unter radialer Vorspannung an der Innenwand 7 der Durchgangsbohrung 6 an, wobei die radiale Vorspannung durch eine entsprechende durchmessermäßige Überdeckung bzw. ein Übermaß des Außendurchmessers der Umhüllung 12 relativ zum kleineren Innendurchmesser der Durchgangsbohrung 6 erzeugt wird. Durch diese radiale Verpressung, im Rahmen welcher das elastische Dämpfungsmatenal radial komprimiert wird, erfolgt gleichzeitig auch die axiale Sicherung. llm das Entkopplungselement 8 mit seiner Hülse 11 und der Umhüllung 12 in der Durchgangsbohrung 6 positionieren zu können, bedient man sich bei diesem Stator 3 einer separaten Montagehülse während des Einpressens in die Durchgangsbohrung 6, die anschließend wieder entfernt wird. Da wie beschrieben die Durchgangsbohrung 6 direkt im Statorblech 4 ausgebildet ist, das aus der Vielzahl der einzelnen Elektrobleche 5 besteht, von denen z.B. bis zu 80 oder mehr geschichtet sein können und die eine Dicke von ca. 0,3 mm aufweisen, sind einerseits am Eingang der Durchgangsbohrung, andererseits aber möglicherweise auch innerhalb der Durchgangsbohrung 6 selbst wenngleich kleine, so doch scharfe Grate gegeben, die beim Einpressen das elastischen Dämpfungsmatenals einschneiden und schlimmstenfalls zerstören können.
Das Montageverfahren ist in den Figuren 2 5 dargestellt.
Fig. 2 zeigt die Situation, in der das Entkopplungselement 8 noch nicht eingesetzt ist. Das Entkopplungselement 8 ist ein vorgefertigtes Element mit der Hülse 11 sowie der daran befestigten, beispielsweise anvulkanisierten elastischen Umhüllung 12. In die Durchgangsbohrung 6 ist eine Montagehülse 16 eingesetzt, die einen zylindrischen Hülsenkörper 17 aufweist, an den sich ein radial erweiterter Anschlagkragen 18 anschließt, der gleichzeitig auch der Aufnahme eines entsprechenden Ziehwerkzeugs zum nachfolgenden Herausziehen der Montagehülse 16 dient. In der in Fig. 1 gezeigten Situation ist der Hülsenkörper 17 in die Durchgangsbohrung 6 eingeschoben, der Anschlagkragen 18 sitzt axial auf dem Blechpaket 4 auf. Der Hülsenabschnitt 16 ist möglichst dünn, er weist bevorzugt eine Dicke von 0,3 1 ,0 mm auf, so dass beim Einpressen das Dämpfungsmaterial nicht allzu sehr komprimiert wird. Der Außendurchmesser des Hülsenabschnitts 16 ist so bemessen, dass der Hülsenabschnitt 16 möglichst wenig Spiel in der Durchgangsbohrung 6 hat.
Wie Fig. 2 zeigt, weist die Montagehülse 16 respektive der Anschlagkragen eine sich trichterförmig nach außen erweiternde Einführöffnung 19 auf, das heißt, dass sich der Innendurchmesser des Anschlagkragens 18 zu seinem freien Ende hin erweitert. Dies ermöglicht es, die Umhüllung 18, deren Außendurchmesser ersichtlich etwas größer ist als der Innendurchmesser der Innenwand 7 der Durchgangsbohrung 6, auf einfache Weise unter Reduzierung des Durchmessers einzupressen. Hierzu bedient man sich zweckmäßigerweise eines Gleitfluids, mit dem beispielsweise die Außenseite der Umhüllung 12 belegt ist, welches Gleitfluid die Reibung zwischen der Außenseite der Umhüllung 12 und der Innenseite der Montagehülse 16 reduziert, so dass beide Reibpartner gut aneinander entlang gleiten können, bis das Entkopplungselement 8 in der Endposition ist.
Fig. 3 zeigt die Situation, in der das Entkopplungselement 8 in die Durchgangsbohrung 6 respektive in die Montagehülse 16 eingepresst ist. Der Pressvorgang ist in den Figuren 2 und 3 durch den Pfeil P1 dargestellt. Das Entkopplungselement 8 wird soweit verschoben, bis die Umhüllung 12 zur Gänze in der Durchgangsbohrung 6 respektive dem Hülsenabschnitt 17 aufgenommen ist. Ersichtlich steht das Ende 13 der inneren Hülse 11 axial hervor und ragt aus der Durchgangsbohrung 6 heraus.
Im nächsten Schritt, siehe Fig. 4, wird die Montagehülse 16, wie der Pfeil P2 zeigt, aus der Durchgangsbohrung 6 herausgezogen, wozu man sich eines entsprechenden Ziehwerkzeugs, das am Anschlagkragen 18 angreift, bedient. Hierbei wird gleichzeitig natürlich das Entkopplungselement 8 niedergehalten und fixiert, so dass es beim Ziehen der Montagehülse 16 nicht wieder mit herausgezogen wird. Durch das Gleitfluid erfolgt auch das Herausziehen relativ reibungsarm.
Durch das Herausziehen der Montagehülse 16 legt sich die Umhüllung 12 mit ihrer Außenseite 20 fest an die Innenwand 7 der Durchgangsbohrung 6 an, so dass es zum radialen Verspannen respektive Verpressen kommt.
Fig. 5 zeigt schließlich die fertige Endstellung des montierten Entkopplungselements 8, in der die elastische Umhüllung 12 unmittelbar an der Innenwand 7 der Durchgangsbohrung 6 anliegt. Das freie Ende 13 der Hülse 11 ragt axial aus der Durchgangsbohrung 6, so dass es im Rahmen der Statorbefestigung mittels der Befestigungsschraube 9 in die radiale Erweiterung 14 der Innengewindebohrung 10 eingepresst werden kann. Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stators 3, der ebenfalls anstelle des in den vorstehenden Figuren gezeigten Stators 3 Teil einer erfindungsgemäßen Elektromaschine 1 sein kann. Hier weist der Stator 3 einen Statorträger 21 auf, an dem die Durchgangsbohrungen 6 ausgebildet sind. Am Statorträger 21 ist das Blechpaket 4, bestehend aus einer Vielzahl von einzelnen Elektroblechen 5, angeordnet.
Da hier die Durchgangsbohrungen 6 am Statorträger 21 , nicht aber im Blechpaket 4 selbst ausgebildet sind, ist hier die Ausbildung einer entsprechenden Einführgeometrie unmittelbar am Statorträger 21 selbst möglich, wie Fig. 6 zeigt. Ersichtlich weist die Durchgangsbohrung 6 selbst eine sich trichterartig erweiternde Einführöffnung 19 auf, durch die das Entkopplungselement 8 wiederum bestehend aus der Hülse 11 und der elastischen Umhüllung 12 eingeschoben werden kann, während welcher Einpressbewegung die elastische Umhüllung 12 automatisch im Durchmesser reduziert und komprimiert wird, bis sie in die Endstellung geschoben ist, die in Fig. 6 gezeigt ist. Dieses Einpressen erfolgt wiederum unter Verwendung eines entsprechenden Gleitfluids, beispielsweise eines Öls oder eines Fetts. Auch hier ragt das freie Ende 13 der Hülse 11 aus der Durchgangsbohrung 6 respektive aus dem Statorträger 21 , so dass es in gleicher Weise wie vorstehend bereits beschrieben in die radiale Erweiterung 14 der Innengewindebohrung 10 eingepresst werden kann. Die Befestigungsschraube 9 wird in gleicher weise positioniert, so dass sie in die Innengewindebohrung 10 eingeschraubt werden kann und gleichzeitig das Hülsenende 13 eingepresst wird, während der Schraubenkopf 15 am anderen Ende der Hülse 11 axial aufsitzt. Die Durchgangsbohrungen 6, die auch als Augen bezeichnet werden können, sind entweder an entsprechend ausgeformten Abschnitten des Statorträgers 21 ausgebildet, oder mittels entsprechend am Statorträger angeschweißter Abschnitte. Bezuqszeichenliste
Elektromaschine
Gehäuse
Stator
Statorblechpaket
Elektrobleche
Durchgangsbohrung
Innenwand
Entkopplungselement
Befestigungsschraube
Innengewindebohrung
Hülse
Umhüllung
Hülsene nde radiale Erweiterung
Schraubenkopf
Montagehülse zylindrischer Hülsenkörper
Anschlagkragen
Einführöffnung
Außenseite
Statorträger

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Montage eines Entkopplungselements (8) in einer Durchgangsbohrung (6) eines Stators (3) einer Elektromaschine (1 ), wobei das Entkopplungselement (8) eine Hülse (11 ) sowie eine an der Hülse (11 ) befestigte und die Hülse (11 ) umgebende elastische Umhüllung (12) aus einem Dämpfungsmaterial, über das der Stator (3) in der Montagestellung von einem Gehäuse (2) der Elektromaschine (1 ) schwingungsentkoppelt ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Entkopplungselement (8), dessen elastische Umhüllung (8) einen größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser der Durchgangsbohrung (6) aufweist, durch eine sich trichterartig erweiternde Einführöffnung (19) in die Durchgangsbohrung (6) eingepresst wird und in der Montagestellung unmittelbar an der Innenwand (7) der Durchgangsbohrung (6) anliegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in eine in einem Statorblechpaket (4) ausgebildete Durchgangsbohrung (6) zunächst eine Montagehülse (16), die die sich trichterartig erweiternde Einführöffnung (19) aufweist, eingesetzt wird, wonach das Entkopplungselement (8) durch die Einführöffnung (19) in die Montagehülse (16) eingepresst wird, wonach die Montagehülse (16) aus der Durchgangsbohrung (6) gezogen wird und sich die elastische Umhüllung (12) an die Innenwand (7) der Durchgangsbohrung (6) anlegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagehülse (16) einen zylindrischen Hülsenkörper (17) und einen an diesen anschließenden, im Außendurchmesser erweiterten Anschlagkragen (18) aufweist, an dem die sich trichterartig erweiternde Einführöffnung (19) vorgesehen ist, wobei der Hülsenkörper (17) in die Durchgangsbohrung (6) eingeführt wird bis der Anschlagkragen (18) axial auf dem Statorblechpaket (4) aufsitzt, wonach das Entkopplungselement (8) eingepresst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Statorträger (21 ), an dem das Statorblechpaket (4) angeordnet ist, aufweisender Stator (3) verwendet wird, wobei die Durchgangsbohrung (6) am Statorträger (21 ) vorgesehen ist, an dem die sich trichterartig erweiternde Einführöffnung (19) vorgesehen ist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einpressen ein Gleitfluid verwendet wird. Stator für eine Elektromaschine, umfassend mehrere Durchgangsbohrungen (6), in denen jeweils ein Entkopplungselement (8) nach dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche eingesetzt ist. Stator für eine Elektromaschine (1 ), umfassend mehrere Durchgangsbohrungen (6), in die jeweils eine den Stator (3) mit einem Gehäuse (2) der Elektromaschine (1 ) verbindende Befestigungsschraube (9) einzusetzen ist, wobei in jeder Durchgangsbohrung (6) ein Entkopplungselement (8) aufgenommen ist, umfassend eine Hülse (11 ), die in der Montagestellung einerseits axial am Gehäuse (2) abgestützt ist und an der andererseits ein Kopf (15) der Befestigungsschraube (9) abgestützt ist, sowie eine die Hülse (11 ) umgebende Umhüllung (12) aus einem elastischen Material, über das der Stator (3) in der Montagestellung vom Gehäuse (2) schwingungsentkoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Material unmittelbar an der Innenwand (7) der Durchgangsbohrung (6) anliegt. Stator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Durchgangsbohrung (6) entweder in einem Statorblechpaket (4), dessen einzelne Bleche (5) durchsetzend, ausgebildet ist, oder dass jede Durchgangsbohrung (6) an einem Statorträger (21 ) ausgebildet ist, an dem die Einführöffnung (19) ausgebildet ist. Stator nach einen der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmaterial ein Elastomer, insbesondere mit einer Shore-Härte im Bereich von 60 Sh(a) - 100 Sh(a) ist. Elektromaschine, umfassend einen Stator (3) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, der an einem Gehäuse (2) der Elektromaschine (1 ) über die Hülse (11 ) des jeweiligen Entkopplungselements (8) durchsetzende Befestigungsschrauben (9) befestigt ist.
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