WO2004098026A1 - Elektrische maschine mit falzverbindung - Google Patents

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WO2004098026A1 PCT/DE2004/000403 DE2004000403W WO2004098026A1 WO 2004098026 A1 WO2004098026 A1 WO 2004098026A1 DE 2004000403 W DE2004000403 W DE 2004000403W WO 2004098026 A1 WO2004098026 A1 WO 2004098026A1
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electrical machine
housing
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fold
connection
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Inventor
Ingo Drewe
Thomas Zink
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Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K15/14—Casings; Enclosures; Supports
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    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates

Definitions

  • the present invention relates to an electrical machine according to the preamble of claim 1.
  • Electrical machines usually comprise a rotor and a stator, which are arranged in a pot-shaped housing, one end of the rotor being mounted in the housing. An open end face of the electrical machine is covered by means of a bearing flange in which another end of the rotor is mounted.
  • the housing is connected to the bearing flange, for example via a screwed flange connection.
  • additional parts such as seals, screws, centering pins, etc. are used in the prior art.
  • the housings of known electrical machines are relatively expensive to manufacture. In particular, due to the large number of additional parts, increased assembly effort is necessary.
  • the electrical machine with the features of claim 1 has the advantage that a fluid-tight and / or gas-tight connection between a housing and a bearing flange can be provided particularly easily and inexpensively. According to the invention, no additional connecting parts, e.g. Screw ,. Nuts, centering pins, etc. can be used because the connection between the bearing flange and the housing is provided via a rabbet connection. Another advantage of the fold connection is that the fold connection only protrudes to a small extent in the radial direction from the housing of the electrical machine. As a result, the electrical machine requires only a small space.
  • the fold connection is particularly preferably designed as a multiple fold connection. This can ensure that a particularly secure seal is possible due to a long sealing area due to the multiple folding of the folded surfaces of the housing and the bearing flange.
  • the multiple fold connection is particularly preferably formed by folding the fold surface of the housing and the fold surface of the bearing flange at least four times.
  • a sealing element in particular a rubber-like sealing element, is inserted.
  • the sealing element can also be folded over, or it can have a width which corresponds to a fold width, so that it is not folded over during the folding process.
  • the surfaces used for the FaXz connection on the housing and on the bearing flange have a coating for sealing. That is, before the folding process, the surfaces to be folded are coated on the housing and on the bearing flange in order to provide an improved seal in the ' folded state.
  • the coating is particularly preferably a lacquer.
  • the folding process can be carried out particularly easily if the bearing flange is tapered.
  • the housing is preferably essentially cup-shaped, a bearing for the rotor shaft preferably being arranged on the bottom region of the cup-shaped housing.
  • the electrical machines are particularly preferred, which are used in motor vehicles, for example, as wiper motors and / or as servomotors
  • the motors are designed as EC motors or brush motors.
  • FIG. 1 shows a schematic, perspective view of an electric motor according to a first exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows an enlarged sectional view of a fold connection of the electric motor shown in FIG. 1, and
  • Figure 3 is an enlarged sectional view of a
  • FIGS. 1 and 2 An electrical machine 1 according to a first exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 1 and 2.
  • the electrical machine is designed as an electrical motor and comprises a rotor 2 arranged on a rotor shaft 3 and a stator 4.
  • the rotor shaft 3 is mounted on one side with a bearing 5 and on the other side with a bearing 6.
  • the bearing 5 is arranged in a recess 12 which is formed in a cup-shaped housing 7.
  • the second bearing 6 is arranged in a cylindrical section of a bearing flange 8.
  • the cup-shaped housing 7 is connected to the bearing flange 8 in a fluid-tight and gas-tight manner by means of a rabbet connection 9.
  • the fold connection 9 is shown in more detail in FIG. 2.
  • the fold connection 9 consists of a multiple fold connection, which is formed from a fold surface 10 of the housing 7 and a fold surface 11 of the bearing flange 8.
  • the folded surfaces 10, 11 are integral components of the housing 7 or the bearing flange 8.
  • both the rabbet surface 10 of the housing 7 and the rabbet surface 11 of the bearing flange are folded four times. More precisely, the fold surface 10 of the pole housing 7 is folded at the points A, B, C and D and the fold surface 11 of the bearing flange 8 at the points E, F, G and H. This results in a particularly long contact area between the two fold surfaces 10 and 11 obtained, so that an excellent fluid tightness and gas tightness of the entire housing of the electric motor consisting of the pot-shaped housing 7 and bearing flange 8 is ensured.
  • the housing of the electrical machine according to the invention can be especially manufactured quickly and inexpensively. Since electric motors used in motor vehicles are mass-produced components, the simplified connection between the housing 7 and the bearing flange 8 gives large manufacturing advantages and cost advantages due to the large number of pieces.
  • FIG. 3 shows an electrical machine according to a second exemplary embodiment of the present invention, identical or functionally identical parts having the same Reference numerals as in the first embodiment are designated.
  • the second exemplary embodiment shown in FIG. 3 essentially corresponds to the first exemplary embodiment, with a seal 12 additionally being inserted in the fold connection 9 in contrast to the first exemplary embodiment.
  • the seal 12 provides additional sealing security.
  • the seal 12 is made of a rubber-like or rubber-like material. As can be seen from Figure 3, so that the seal is not folded during the folding procedure has with 'the seal 12 has a width which approximately corresponds to the width of the fold. Damage to the seal can thereby be avoided.
  • sealing material can also be sprayed on like lacquer and can also be folded over. Paint can also be sprayed on as a sealing material and the folding process can then be carried out.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Rotor (2) und einem Stator (4), welche in einem Polgehäuse (7) angeordnet sind, wobei eine Stirnseite der elektrischen Maschine mittels eines Lagerflansches (8) abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerflansch (8) und dem Polgehäuse (7) eine Falzverbindung (9) ausgebildet ist.

Description

Elektrische Maschine mit Falzverbindung
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Elektrische Maschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Üblicherweise umfassen elektrische Maschinen einen Rotor und einen Stator, welche in einem topfförmigen Gehäuse angeordnet sind, wobei ein Ende des Rotors im Gehäuse gelagert ist. Eine offene Stirnseite der elektrischen Maschine wird mittels eines Lagerflansches, in welchem ein anderes Ende des Rotors gelagert ist, abgedeckt. Das Gehäuse ist dabei mit dem Lagerflansch beispielsweise über eine geschraubte Flanschverbindung verbunden. Weiterhin ist es bekannt, das Gehäuse mit dem Lagerflansch mittels Festrollen oder Walzen zu verbinden. Um eine im Betrieb sichere Gasdichtheit und/oder Fluiddichtheit der Gehäuseverbindung bereitzustellen, werden im Stand der Technik zusätzliche Teile wie Dichtungen, Schrauben, Zentrierstifte, usw., verwendet. Dadurch sind die Gehäuse bekannter elektrischer Maschinen relativ kostenintensiv in ihrer Herstellung. Insbesondere ist durch die Vielzahl von Zusatzteilen ein erhöhter Montageaufwand notwendig.
Vorteile der Erfindung
Die elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass eine fluiddichte und/oder gasdichte Verbindung zwischen einem Gehäuse und einem Lagerflansch besonders einfach und kostengünstig bereitgestellt werden kann. Hierbei müssen eriindungsgemäß keine zusätzlichen Verbindungsteile, wie z.B. Schrauben,. Muttern, Zentrierstifte usw. verwendet werden, da die Verbindung zwischen dem Lagerflansch und dem Gehäu'se über eine FalzVerbindung bereitgestellt wird. Ein weiterer Vorteil der Falzverbindung liegt darin, dass die Falzverbindung nur in geringem Umfang in Radialrichtung vom Gehäuse der elektrischen Maschine vorsteht. Dadurch benötigt die elektrische Maschine nur einen kleinen Bauraum.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Besonders bevorzugt ist die Falzverbindung als Mehrfach- Falzverbindung ausgebildet. Dadurch kann gewährleistet werden, dass durch das mehrfache Umfalzen der Falzflächen des Gehäuses und des Lagerflansches eine besonders sichere Abdichtung durch einen langen Abdichtungsbereich möglich ist. Besonders bevorzugt wird dabei die Mehrfach- Falzverbindung durch mindestens viermaliges Umfalzen der Fal∑fläche des Gehäuses und der Falzfläche des Lagerflansches gebildet.
Um eine zusätzliche Redundanz der Abdichtung bereitzustellen, ist in die Falzverbindung vorzugsweise zusätzlich ein Dichtelement, insbesondere ein gummiartiges Dichtelement, eingelegt. Das Dichtelement kann dabei ebenfalls mit umgefalzt werden oder es kann eine Breite aufweisen, welche einer Falzbreite entspricht, sodass es beim Falzvorgang nicht mit umgefalzt wird.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen die zur FaXzverbindung am Gehäuse und am Lagerflansch verwendeten Flächen eine Beschichtung zur Abdichtung auf. D. h., vor dem Falzvorgang werden die zu falzenden Flächen am Gehäuse und am Lagerflansch beschichtet, um eine verbesserte Abdichtung im ' gefalzten Zustand bereitzustellen. Besonders bevorzugt ist die Beschichtung ein Lack.
Besonders einfach kann der Falzvorgang durchgeführt werden, wenn der Lagerflansch sich verjüngend ausgebildet ist.
Weiterhin bevorzugt ist das Gehäuse im wesentlichen topfförmig ausgebildet, wobei vorzugsweise am Bodenbereich des topfförmigen Gehäuses einer Lagerung für die Rotorwelle angeordnet ist.
Besonders bevorzugt sind die elektrischen Maschinen Elektromotoren, welche in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Wischermotoren und/oder als Stellmotoren in
.Fahrzeuggetrieben und/oder als Fensterhebermotor eingesetzt werden. Insbesondere sind die Motoren als EC-Motor oder als Bürstenmotor ausgebildet.
Zeichnung Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung ist:
Figur 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Elektromotors gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,
Figur 2 eine vergrößerte Ausschnittsansicht einer Falzverbindung des in Figur 1 gezeigten elektrischen Motors, und
Figur 3 eine vergrößerte Ausschnittsansicht einer
Falzverbindung eines elektrischen Motors gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In den Figuren 1 und 2 ist eine elektrische Maschine 1 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Die elektrische Maschine ist als elektrischer Motor ausgebildet und umfasst einen auf einer Rotorwelle 3 angeordneten Rotor 2 und einen Stator 4.
Die Rotorwelle 3 ist an einer Seite mit einem Lager 5 und an der anderen Seite mit einem Lager 6 gelagert. Das Lager 5 ist dabei in einer Ausnehmung 12 angeordnet, welche in einem topfförmigen Gehäuse 7 ausgebildet ist. Das zweite Lager 6 ist in einem zylindrischen Abschnitt eines Lagerflansches 8 angeordnet .
Das topfförmige Gehäuse 7 ist mittels einer Falzverbindung 9 mit dem Lagerflansch 8 fluiddicht und gasdicht verbunden. Die FalzVerbindung 9 ist genauer in Figur 2 dargestellt. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, besteht die Falzverbindung 9 aus einer Mehrfach-Falz erbindung, welche aus einer Falzfläche 10 des Gehäuses 7 und einer Falzfläche 11 des Lagerflansches 8 gebildet ist. Die Falzflächen 10, 11 sind integrale Bestandteile des Gehäuses 7 bzw. des Lagerflansches 8.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel sind sowohl die Falzfläche 10 des Gehäuses 7 als auch die Falzfläche 11 des Lagerflansches vierfach gefalzt. Genauer wird die Falzfläche 10 des Polgehäuses 7 an den Stellen A, B, C und D gefalzt und die Falzfläche 11 des Lagerflansches 8 an den Stellen E, F, G und H. Dadurch wird ein besonders langer Kontaktbereich zwischen den beiden Falzflächen 10 und 11 erhalten, so dass eine ausgezeichnete Fluiddichtheit und Gasdichtheit des aus dem topfförmigen Gehäuse 7 und Lagerflansch 8 bestehenden Gesamtgehäuses des elektrischen Motors sichergestellt wird.
Da der Falzvorgang ' in einem Arbeitsschritt auf einer Falzmaschine durchgeführt werden kann, kann das Gehäuse der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine besonders schnell und kostengünstig hergestellt werden. Da es sich bei in Kraftfahrzeugen verwendeten Elektromotoren um Massenbauteile handelt, werden durch die vereinfachte Verbindung zwischen dem Gehäuse 7 und dem Lagerflansch 8 aufgrund der hohen Stückzahl große Herstellungsvorteile und Kostenvorteile erhalten.
Figur 3 zeigt eine elektrische Maschine gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei gleiche bzw. funktional gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet sind .
Das in Figur 3 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel in der Falzverbindung 9 zusätzlich noch eine Dichtung 12 eingelegt ist. Die Dichtung 12 stellt eine zusätzliche Dichtungssicherheit bereit. Beispielsweise ist die Dichtung 12 aus einem kautschukartigen oder gummiartigen Material hergestellt. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, weist' die Dichtung 12 eine Breite auf, welche ungefähr der Breite des Falzes entspricht, sodass die Dichtung während des Falzvorganges nicht mit umgefalzt wird. Dadurch können Beschädigungen der Dichtung vermieden werden.
Es sei angemerkt, dass selbstverständlich auch mehrere ringförmige Dichtungen in die Mehrfach-Falzverbindung 9 eingebracht werden können. Ansonsten entspricht dieses Ausführungsbeispiel dem ersten Ausführungsbeispiel, sodass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen v/erden kann.
Es sei weiterhin angemerkt, dass das Dichtmaterial auch wie Lack aufgespritzt werden kann und mit umgefalzt werden kann. Darüber hinaus kann auch Lack als Dichtmaterial aufgesprüht werden und anschließend der Falzvorgang ausgeführt werden.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine mit einem Rotor (2) und einem Stator (4), welche in einem Gehäuse (7) angeordnet sind, wobei eine Stirnseite der elektrischen Maschine mittels eines Lagerflansches (8) abgedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerflansch (8) und dem Gehäuse (7) eine Falzverbindung (9) ausgebildet ist.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzverbindung (9) als Mehrfach-Falzverbindung ausgebildet ist.
3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faizverbindung durch mindestens viermaliges Umfalzen einer Falzfläche (10) des Gehäuses (7) und einer Falzfläche (11) des Lagerflansches (8) gebildet ist.
4. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Dichtelement in die FalzVerbindung (9) eingelegt ist.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement ein Gummi- oder Kunststoffring ist.
6. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Falzflächen (10, 11) eine Beschichtung zur Abdichtung aufweist.
7. Elektrische Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung ein Lack ist.
8. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerflansch (8) sich verjüngend ausgebildet ist.
9. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) im wesentlichen topfförmig ausgebildet ist.
10. Verwendung einer elektrischen Maschine mit einer zwischen einem Gehäuse (7) und einem Lagerflansch (8) ausgebildeten Falzverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug.
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