WO2008092789A1 - Elektrische maschine - Google Patents

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WO2008092789A1
WO2008092789A1 PCT/EP2008/050783 EP2008050783W WO2008092789A1 WO 2008092789 A1 WO2008092789 A1 WO 2008092789A1 EP 2008050783 W EP2008050783 W EP 2008050783W WO 2008092789 A1 WO2008092789 A1 WO 2008092789A1
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WO
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electrical machine
machine according
shaft
resilient
housing part
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/050783
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Ossenkopp
Joachim Becker
Holger Klatte
Erik Maurer
Ngoc-Thach Nguyen
Stefan Stoermer
Bruno Holzwarth
Tilo Koenig
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to US12/525,413 priority patent/US8823239B2/en
Priority to KR1020097016140A priority patent/KR101436796B1/ko
Priority to BRPI0807339-2A2A priority patent/BRPI0807339A2/pt
Priority to JP2009547644A priority patent/JP4951072B2/ja
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28—Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures
    • H02K1/185—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures to outer stators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/18—Means for mounting or fastening magnetic stationary parts on to, or to, the stator structures

Definitions

  • the invention relates to an electric machine, in particular an electric motor with a rotor and a shaft.
  • the invention relates to the field of electric motors for motor vehicles, in particular serving as electrical auxiliary drives electric motors for power-operated adjustment or the support of an adjustment of elements of a motor vehicle.
  • Rotors can be constructed from one or more disk packs or from individual laminations and other components.
  • the lamellae or disk packs are pushed axially onto the shaft, so that they directly adjoin one another.
  • the electric machine according to the invention with the features of claim 1 and the electric machine according to the invention with the features of claim 14 have the advantage that an improved mounting of the rotor on the shaft or the stator is made possible in the housing part. Specifically, a relatively inexpensive production can be made possible, in which the desired radial centering of the disk set of the rotor or the disk set of the stator is ensured to the shaft of the electric machine.
  • the resilient approach nose-shaped is trained.
  • the nose-shaped projection can be slightly bent during assembly, resulting in a reliable radial centering and also allows a certain bias in a radial direction.
  • a nose-shaped projection can be designed so that when joining the disk pack on the shaft or the disk pack in the housing part locally comes to a very high surface pressure, whereby a notch is formed on the shaft and thereby locally in addition to the non-positive connection a form-fitting Connection occurs. This allows a reliable attachment with a correspondingly high connection force.
  • the connection can then serve for positioning and fixing.
  • one or more resilient lugs are formed on a plurality of lamellae of the lamella packet, wherein in an axial direction, a clearance is provided behind a resilient projection, whereby a certain bending of the resilient lug is made possible during assembly.
  • the spring force applied by the resilient approach preferably acts so that the centering shoulder is acted upon in the direction of the shaft or on the housing part in order to ensure a reliable radial centering of the disk set relative to the shaft.
  • the centering shoulder is designed with a play or transition fit to the shaft or the housing part. This can do that Disc pack simply applied to the shaft or be introduced into the housing part. In the case of a certain, low positive overlap to the shaft or the housing part, an elastic configuration of the centering can also be made to facilitate assembly.
  • the shaft is advantageous for the shaft to be infinitely variable, at least in one area of the disk pack, or for an inner surface of the housing part to be infinitely variable, at least in one area of the disk pack.
  • the resilient approach or the resilient lugs allow a frictional connection, possibly also a positive connection in which a shoulder on the shaft or the housing part for attachment in the axial direction is not required, so that a simplified and thus cost-effective design of the shaft or the housing part is possible.
  • the resilient projection is configured to have a decreasing width in a radial direction.
  • the rigidity in the attachment to the shaft decreases inwards and thus towards the shaft, while the rigidity decreases when mounting on the housing to the outside and thus towards the housing.
  • the decreasing stiffness in the radial direction be achieved by an embodiment of the resilient approach, in which a decreasing material thickness is provided in the radial direction.
  • a tangential width of the resilient lug decreases in the radial direction.
  • the selectively considered stress of the resilient approach is reduced, in particular a point occurring, narrow radius of curvature avoided, and thus increases the security against damage to the resilient approach.
  • a tangential position of a plurality of at least substantially successively arranged resilient lugs of a plurality of fins varies.
  • the resilient projections when joining the shaft or in the housing claim two or more tracks, so that the risk of chip formation during joining is reduced.
  • the tangential position of the resilient lugs of the plurality of fins may be variably configured such that (almost) each of the substantially consecutively arranged resilient lugs has its own track when being mounted on the shaft or in the housing.
  • a positive connection is formed between the disk set and the shaft in a circumferential direction. This prevents rotation in the circumferential direction, that is to say about an axis of the shaft, between the disk set and the shaft, so that a reliable connection between the disk set and the shaft is configured in the loading direction which is mainly relevant in operation. Accordingly, it is advantageous that between the disk set of the stator and the housing part in a circumferential direction a positive connection is formed.
  • the form-fit formed in the circumferential direction is formed between a lamella of the lamella packet and the shaft.
  • the shaft has a recess into which the resilient projection of the blade of the disk set partially engages, so that the positive connection is formed in the circumferential direction.
  • a plurality of resilient projections may be provided, wherein one or more resilient projections engage in at least one recess of the shaft.
  • the recess in the shaft may be formed specifically by a groove extending in an axial direction in the shaft.
  • FIG. 2 shows a lamella of a lamellae pact of a stator together with a housing part of an electrical machine according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a simplified, excerpted representation of a section through a disk pack according to a third embodiment for further explanation of the invention.
  • FIG. 4 shows a blade of a disk set of a rotor of an electrical machine according to a fourth embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows the detail, designated by V in FIG. 4, of a lamella of a disk pack of a rotor of an electric machine according to the fourth exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 6 is a schematic, excerpted representation of a section through a plate pack, which is joined to a shaft, according to the fourth embodiment of the invention.
  • Fig. 7 shows a blade of a disk set of a stator of an electrical machine according to a fifth embodiment of the invention.
  • Fig. 8 shows a stator with a housing part of an electrical machine according to a sixth embodiment of the invention. Description of the embodiments
  • the electric machine 8 can be configured in particular as an electric motor for a motor vehicle.
  • the electric machine 8 is suitable for power-operated adjustment of elements of a motor vehicle, for example a sunroof, a window or a seat element.
  • the electric machine 8 can serve as an electric motor for steering power assistance.
  • the electric machine 8 according to the invention is also suitable for other applications.
  • the lamella 5 of the disk set 6 of the rotor 7 has a centering shoulder 1, which enables a concentric reception of a shaft which can be introduced into a central recess 9 of the lamella 5. Furthermore, the blade 5 has a resilient projection 3, which is designed nose-shaped. The resilient attachment 3 makes it possible to fasten individual disks 5 or disk packs 6 by means of the disk 5 on a shaft 10 (FIG. 2).
  • the lamella 5 has further centering shoulders, which are not marked separately for the sake of simplicity. Furthermore, the lamella 5 further resilient lugs, which are also not marked. In the embodiment shown in FIG. 1, the blade 5 has both centering 1 as well as resilient lugs 3.
  • a disk pack 6 comprises a plurality of disks 5, as shown in FIG.
  • one of the lamellae 5 has at least one centering shoulder, while another of the lamellae 5 has at least one resilient lug 3 having.
  • the lamella 5 has recesses 2, 4 in the region of the central recess 9.
  • the recesses 2, 4 serve, on the one hand, to create a nose-shaped configuration of the resilient attachment 3.
  • the recesses 2, 4 are arranged so that when a packet of the plate pack 6 with a plurality of slats 5, a void behind a resilient projection 3 and / or a centering 1 is created by successive slats 5 are each twisted stacked.
  • the centering 1 can be configured so that with respect to the shaft 10 results in a play, transition or interference fit. In this case, a certain positive overlap to the shaft 10 may be provided out, wherein an at least partially elastic configuration of the centering shoulder 1 is advantageous.
  • the centering 1 are designed to wave 10 out as a clearance fit.
  • the resilient lugs 3 can be designed so that when joining the slats 5 and / or the disk packs 6 on the shaft 10 locally comes to a high surface pressure and in addition to the non-positive connection locally even a positive connection occurs. As a result, the shaft 10 can be made stepless at least in the region of the disk pack 6.
  • the centering 1 results in the advantage that a coaxiality of the slats 5 and / or the disk packs. 6 towards the shaft 10 can be achieved with close tolerances. In this case, a cost-effective production of the electrical machine is possible because the disk pack 6 does not have to be reworked. Furthermore, a tolerance for the diameter of the shaft 10 can be widened, since a compensation by the resilient lugs 3 and optionally by resilient centering 1 is created. Furthermore, relatively long disk packs 6 can be mounted on the shaft 10 by a larger number of the slats 5 of a disk pack 6 with resilient lugs 3 and / or Zentrierab arrangementsn 1 is configured.
  • the blade 5 also has recesses 11, of which in Fig. 1, only the recess 11 is marked.
  • the recesses 11 serve to reduce the mass of the rotor 7 and for mounting.
  • the lamella 5 slit-shaped recesses 12, of which in Fig. 1, the recess 12 is marked.
  • the slot-shaped recesses 12 of the packetized lamellae 5 are arranged one behind the other so as to enable the reception of permanent magnets.
  • FIG. 2 shows a lamella 5 of a lamella packet 6 of a stator 15 together with a housing part 16 of an electric machine 8 according to a second embodiment of the invention.
  • the embodiment shown in FIG. 2 can be combined with a rotor 7, which is designed according to the embodiment illustrated with reference to FIG. 1.
  • the blade 5 has centering 1, 1 ', between which one, two or more resilient lugs 3, 3' are arranged. In this case, recesses 2, 4 are provided to the resilient lugs 3, 3 'and the centering 1, 1' train.
  • the centering 1, 1 ' allow centering of the stator 15 with respect to the shaft 10 to determine the position of the stator 15 with respect to the rotor 7.
  • the stator 15 has a disk set 6 formed from a plurality of fins 5, windings and possibly further components.
  • the blade 5 is shown in Fig. 2 without these other components.
  • the connection of the disk set 6 with the housing part 16 via the resilient lugs 3, 3 ', wherein the centering 1, 1' ensure the positioning and centering.
  • the centering shoulders 1, 1 ' in particular compensate for different deformations of the resilient lugs 3, 3' over the circumference of the lamella 5, which could otherwise occur due to manufacturing tolerances and the like.
  • the centering shoulders 1, 1 ' therefore, there is also a substantially uniform deformation of the resilient lugs 3, 3', whereby the clamping force of the stator 15 in the housing part 16 is improved.
  • This embodiment has the advantage that the coaxiality of the disk set 6 to the shaft 10 and the housing part 16 can be maintained with high accuracy and / or relatively low cost. Furthermore, due to the uniform deformation of the resilient lugs 3, 3 ', which is ensured by the Zentrierab arrangements 1, 1', ensures that all resilient lugs 3, 3 'deform and contribute to the terminals, so that a large clamping force is achieved , Furthermore, the assembly is facilitated, in particular, since further fastening means for fastening or positioning can be omitted.
  • the housing part 16 may at least substantially form the housing of the electric machine 8 or form part of the housing of the electric machine 8. It is also possible that the housing part 16 itself is composed of several sections.
  • Fig. 3 shows the marked in Fig. 2 with I section of a section along the section line designated by II through the disk set 6 from the designated III viewing direction according to a third embodiment of the invention.
  • the disk pack 6 this
  • Embodiment has a central part 17 which is formed of a plurality of fins 5.
  • slats 5 There are two types of slats 5 are provided, namely slats 5A and slats 5B, which are alternately packaged successively.
  • end plates 5C and 5D are provided, wherein at each end of the disk pack 6, one or more end plates 5C and 5D can be provided.
  • the lamella 5A is configured such that in an axial direction 18 both behind the centering section 1 of the lamella 5B and behind the resilient lug 3, a clearance 19 is provided which upon compression of the lamellae packet 6 on the shaft 10 a compression of the resilient approach 3 and optionally the Zentrierabsatzes 1 allows.
  • one of the lamellae 5B is designed such that a free space 20 is provided in the axial direction 18 behind the resilient projection 3 '.
  • an end face 21 of the disk pack 6 can serve as a stop for another component, for example a spring or a further disk set, which can be configured in accordance with the disk set 6, the end face 21 is formed by the end disk 5D which does not have any resilient projections 3, 3 'and no centering 1, 1' has.
  • an end face 22 is formed by an end plate 5C.
  • no or two or more end disks 5C, 5D can be provided at the respective end of the disk pack 6, no or two or more end disks 5C, 5D can be provided. Furthermore, it is also possible for lamellae corresponding to the end lamellae 5C, 5D to be provided within the lamella packet 6 in order to create the free space 2 and / or the free space 4 and / or the free space 19 and / or the free space 20. In the illustrated embodiment, a free space 19, 20 is provided behind a resilient projection 3, 3 '.
  • two or more resilient lugs 3, 3 'in the axial direction 18 can be behind the other, so that on two or more consecutive resilient lugs 3, 3 'each have a free space 19, 20 follows.
  • the slats 5 can be provided for the production of the resilient lugs 3, 3 'in the punch slide or single punch, which are automatically adjusted in such a way that slats 5 with and without resilient lugs 3, 3' in the required order produced are as needed when packaging the plate pack 6.
  • the structure of the disk pack 6 illustrated in FIG. 3 is correspondingly also in the case of that in FIG. 1 Lamella package 6 of the rotor 7 shown possible.
  • the shaft 10 can have no or a reduced number of stages.
  • an inner surface 25 of the housing part 16 can be made stepless at least in a region of the disk pack 6.
  • the resilient lugs 3 can enter in the area of the inner surface 25 of the housing part 16 in addition to a non-positive and a positive connection.
  • FIG. 4 shows a lamella 5 of a disk pack 6 of an electric machine 8 according to a fourth exemplary embodiment of the invention.
  • the design of the resilient lugs 3, 3 ' is further described with reference to Figures 5 and 6 in detail.
  • an advantageous arrangement with respect to a shaft 10 is provided for the resilient lugs 3, 3 '. This arrangement is further explained in detail for the resilient projection 3 '.
  • a reference direction 30 is given.
  • the reference direction 30 is defined in this case by a center 31 of the lamella 5 and a recess 11 of the lamella 5.
  • the reference direction 30 can also be defined in another way.
  • the reference direction 30 is also defined for other slats.
  • an angular position 32 of the resilient projection 3 ' is given.
  • the tangential position at least substantially successively arranged resilient lugs 3 ' can be varied.
  • the angular position 32 of substantially consecutively arranged resilient lugs of several slats vary by a few degrees angle. This has the advantage that when joining the shaft 10 different tracks on a surface 33 (FIG. 6) of the shaft 10 result. As a result, the risk of chip formation when joining the slat 5 or the disk pack 6 is reduced to the shaft 10.
  • FIG. 5 shows the detail of a lamella 5 of a lamination stack 6 of a rotor 7 of the fourth exemplary embodiment of the invention, designated V in FIG. 4, the design of the resilient lug 3 being shown in further detail.
  • the other resilient lugs of the blade 5 and the other blades of the disk pack 6 may be configured in a corresponding manner.
  • a radial direction 34 is given which points to the midpoint 31 of the lamella 5.
  • the radial direction 34 lies at least essentially on a symmetry axis 35 of the resilient projection 3 which is locally provided for the resilient projection 3.
  • the resilient projection 3 is configured at least approximately symmetrically with respect to the axis of symmetry 35.
  • the points 37, 38 are selected as an example in FIG. 5, the point 38 in the inwardly directed, radial direction 34 following the point 37 on the flank 36.
  • the points 37, 38 are cross sections 39, 40 defined by the resilient projection 3, wherein the cross-sectional surfaces 39, 40 are each oriented perpendicular to the axis of symmetry 35.
  • the resilient projection 3 has a certain tangential width 41.
  • the resilient approach 3 of the fin 5 of the fourth embodiment tapers inward in the radial direction 34. At this time, the tangential width 41 decreases from the cross section 39 defined by the point 37 to the cross section 40 defined by the point 38.
  • this cross-sectional area is achieved in this embodiment by reducing the tangential width 41, but also a thickness of the resilient lug 3 may decrease.
  • the material thickness of the resilient attachment 3 in the radial direction 34 decreases continuously.
  • a decreasing stiffness of the resilient lug 3 is achieved in the inward radial direction 34.
  • the resilient projection 3 has only one head point 45.
  • the head point 45 is the point of the resilient projection 3, which slides along the shaft 33 during joining on the surface 33. It is also possible that the resilient projection 3 is designed slightly flattened in the region of the head point 45.
  • Fig. 6 shows a schematic, excerpted section through an assembled on a shaft 10 plate pack 6 of the fourth embodiment of the invention.
  • the lamellae 5E, 5F, 5G, 5H, 51, 5J are shown.
  • the disk pack 6 may also have a different number of disks 5, 5E to 5J, in particular a significantly larger number of disks.
  • the lamella 5 has the resilient projection 3 which is bent over the shaft 10 substantially uniformly curved, wherein the resilient projection 3 has a concavely curved end face 46, which is oriented counter to a joining direction 47. A head point 45 of the resilient projection 3 is in contact with the surface 33 of the shaft 10.
  • the lamellae 5E, 5F have resilient lugs 3E, 3F, which are bent according to the resilient projection 3 to the shaft 10 toward substantially uniformly curved.
  • the tangential position of the resilient lugs 3, 3E, 3F, which are arranged essentially one behind the other, varies, which is achieved by a variation of the respective angular position 32 of the resilient lug 5, 5E, 5F, as described in detail with reference to FIG is.
  • a head point 45F of the resilient lug 3F of the lamella 5F is guided over the surface 33 of the shaft 10 at a different circumferential position.
  • a track 48F of the resilient lug 3F is formed, which is different from a track 48 of the resilient lug 5.
  • the head of the resilient lug 3E and the corresponding track are in Fig. 6 by the shaft 10 obscured.
  • the resilient lugs 3, 3E, 3F when joining the shaft 10 each have their own track, so that the risk of chip formation is minimized.
  • the resilient projection 3 in the outwardly directed radial direction 34 ' has an at least partially decreasing material thickness, in particular by the resilient projection 3 in the outwardly directed radial direction 34' has a decreasing tangential width 41.
  • FIG. 7 shows a lamella 5 of a lamination stack 6 of a stator 15 of an electric machine 8 according to a fifth exemplary embodiment of the invention.
  • Stators in particular of EC internal rotor motors, can be fixed in a radially twisting and axially non-displaceable manner by various methods on a surrounding housing part 16.
  • gluing, mechanical pressing with oversize, tightening by Glasankerschrauben, assembly by means of pressed, resilient dowel pins in the gap between the stator 15 and the housing part 16 and thermal shrinking come into question.
  • This connection method for the axial and radial fixation of the stator 15 in the housing part 16, which may be formed by an aluminum profile or an aluminum die-cast housing can be replaced by the compound according to the invention.
  • aluminum is a possible material.
  • Other possible materials include steels and plastics.
  • the fastening method of the stator 15 of the electric machine 8 in the housing part 16 can be achieved by means of integrally formed geometries on the stator circumference, which are barbed by mounting on the end product.
  • the solution described below for the attachment of the stator 15 in the housing part 16 can be transmitted in a corresponding manner to the attachment of the rotor 7 to the shaft 10.
  • a circumferential contour 50 of the fin 5 is formed by punching or the like deviating from a circular shape.
  • recesses 51 are provided, of which in Fig. 7, the recess 51 is marked.
  • the recesses 51 are set back relative to a radius 52 of the lamella 5.
  • the resilient lugs 3, 3 ', 3''extend at least approximately up to the radius 52.
  • the resilient lugs 3, 3', 3 '' project slightly beyond the radius 52 of the lamella 5, so that in the case of a housing part 16 with a fully cylindrical contour of the inner surface 25 (FIG. 2) bending of the resilient lugs 3, 3 ', 3 "is achieved during joining. As a result, the production of the housing part 16 is facilitated.
  • the resilient lugs 3, 3 ', 3'' can also be performed up to the radius 52 or even below this.
  • this requires a counterpart, ie here an inner surface 25 of the housing part 16, with a not fully cylindrical contour.
  • This not fully cylindrical contour can be designed so that it is guided at least in the region of the resilient projections 3, 3 ', 3''up to the radius 52 or in this. As a result, a reliable attachment by compression of the resilient lugs 3, 3 ', 3''during joining can also be achieved.
  • the peripheral contour 50 does not necessarily have to arise from a circular shape.
  • the peripheral contour 50 can start from a polygonal shaped contour, which can be modified according to the configuration shown in FIG. 7, by providing recesses 51 and resilient projections 3, 3 ', 3 ".
  • the circumferential contour 50 in the area of the resilient lugs 3, 3 ', 3 ", that is to say in the region of the contact with the inner surface 25 of the housing part 16, is designed in such a way that there is an excess in combination with this inner surface 25 to allow the function of the resilient lugs 3, 3 ', 3' '.
  • a slight air gap may be located within the areas between the plate pack 6 of the stator 15 and the inner surface 25 of the housing part 16, in which no contact between a blade and the housing part 16 is desired.
  • the blade 5 of the fifth exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 7 has at least one projection 53 with a semicircular contour.
  • the projection 53 stands clearly beyond the radius 52.
  • the projection 53 is significantly further beyond the radius 52 than the resilient lugs 3, 3 ', 3''.
  • a positive connection in a circumferential direction 55 may be formed with the housing part 16.
  • the projection 53 engages in a recess 54 in the Inner surface 25 of the housing part 16, which is formed by a groove extending in an axial direction.
  • a projection 53 is shown.
  • multiple projections corresponding to the protrusion 53 may often be provided on the peripheral contour 50.
  • the angular distance between such projections can be selected with respect to the particular application.
  • FIG. 8 shows a lamella 5 of a lamination stack 6 of a stator 15 with a housing part 16 of an electrical machine 8 in accordance with a sixth embodiment of the invention.
  • the blade 5 has a plurality of resilient lugs 3, 3 ', 3'', of which in Fig. 8 to simplify the illustration, only the resilient lugs 3, 3', 3 '' are marked.
  • the housing part 16 on the inner surface 25 a plurality of recesses 54, 54 ', 54'', of which in Fig. 8, only the recesses 54, 54', 54 '' are marked.
  • both the resilient lugs 3, 3 ', 3''and the recesses 54, 54', 54 '' in the circumferential direction 55 are arranged regularly repeating the lamella 5 or the housing part 16, so that a positioning when joining the stator 15 in the housing part 16 is simplified.
  • a certain position of the stator 15 with respect to the housing part 16 can also be predetermined in the circumferential direction 55.
  • the resilient projection 3 engages when joining in the recess 54, wherein the resilient projection 3 protrudes well beyond the radius 52 and is bent during joining within the recess 54.
  • the recesses 54, 54 ', 54'' can be configured groove-shaped, wherein the respective groove extends in an axial direction.
  • the stator 15 can be inserted by means of a press in the housing part 16.
  • the described, respective interference between in the resilient projection 3, 3 ', 3''and the associated recess 54, 54', 54 '' in the inner surface 25 of the housing part 16 forces the resilient lugs 3, 3 ', 3''thereto to deform defined in the contact area.
  • It can be a plastic part and a permanently residual elastic residual amount exist. The bending can be facilitated by a chamfer in the insertion area.
  • the stator 15 is permanently secured in the housing part 16.
  • connection between the stator 15 and the housing part 16 described with reference to FIGS. 7 and 8 can be applied correspondingly to the connection between a rotor 7 and a shaft 10 of the electric machine 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Abstract

Eine elektrische Maschine (8), insbesondere ein Elektromotor, der zur fremdkraftbetätigten Verstellung von Elementen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere als Lenkhilfsantrieb, dient, weist einen Rotor (7) und eine Welle (10) auf. Dabei weist der Rotor (7) mehrere Lamellen (5) auf, wobei die Lamellen (5) einzeln oder als Lamellenpaket (6) oder mittels mehrerer Lamellenpakete (6) vormontiert auf die Welle gefügt sind und der Rotor (7) mit der Welle (10) verbunden ist. Die Lamellen (5) weisen federnde Ansätze (3) auf, die zur Befestigung der Lamellen (5) und/oder der Lamellenpakete (6) an der Welle (10) dienen. Ferner weisen die Lamellen (5) des Lamellenpakets (6) Zentrierabsätze (1) auf, die zur radialen Zentrierung des Lamellenpakets (6) relativ zu der Welle (10) dienen. Entsprechend ist eine Befestigung des Stators (15) in einem Gehäuseteil (16) möglich, wobei Zentrierabsätze (1) an Lamellen (5) des Lamellenpakets (6) des Stators (15) zur Zentrierung des Lamellenpakets (6) des Stators (15) relativ zu der Welle (10) dienen.

Description

Beschreibung
Titel
Elektrische Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor mit einem Rotor und einer Welle. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Elektromotoren für Kraftfahrzeuge, insbesondere der als elektrische Hilfsantriebe dienenden Elektromotoren zur fremdkraftbetätigten Verstellung oder der Unterstützung einer Verstellung von Elementen eines Kraftfahrzeugs.
Aus der DE 195 23 789 Al ist ein Elektromotor mit einem Rotor, einem Stator und weiteren Komponenten, die in einem Gehäuse des Elektromotors untergebracht sind, bekannt. Auf dem Stator befinden sich mehrere Statorwicklungen auf einem Statorkern. Solch ein Statorkern ist am Außenumfang einer Traghülse fest angebracht und besteht aus magnetischem beziehungsweise magnetisierbarem Material. Ferner ist der Rotor auf einer Welle des Elektromotors fest angebracht. Im Betrieb wird der Regelstrom zu den verschiedenen Statorwicklungen auf dem Anker des Stators mittels eines Steuerschaltkreises so gesteuert, dass sich ein rotierendes Magnetfeld im Inneren des Motors ergibt. Dieses nimmt dann den Rotor mit. Der aus der DE 195 23 789 Al bekannte Elektromotor hat den Nachteil, dass die Befestigung der Lamellen und/oder der Lamellenpakete an der Welle aufwändig ist und insbesondere einige Arbeitsschritte erfordert.
Rotoren können aus einem oder mehreren Lamellenpaketen oder aus Einzellamellen und weiteren Bauteilen aufgebaut sein. Die Lamellen oder Lamellenpakete sind axial auf die Welle geschoben, so dass sie unmittelbar aneinander grenzen.
Denkbar ist es, dass die Befestigung der Lamellen und/oder der Lamellenpakete an der Welle durch eine zylindrische Presspassung ausgeführt wird. Damit beim Aufpressen der Lamellenpakete auf die Welle die Kräfte nicht allzu sehr ansteigen, können die Fügepartner eng toleriert werden. Dies bedeutet allerdings hohe Fertigungskosten, die für viele Anwendungen zu teuer sind. Bei Verbindungen, bei denen die Befestigung ausschließlich durch eine Presspassung erzeugt wird, entstehen infolge der hohen Überdeckung beim Fügen an der Welle und den Paketen Riefen. Die Form und Tiefe der Riefen haben eine hohe Streuung, wodurch im montierten Zustand Fehler in der Koaxialität und eine ungenügend große Haltekraft auftreten. Zudem können diese Werte sehr stark streuen .
Ferner ist eine Lösung denkbar, bei der auf der Welle an der Fügestelle Kerben und/oder Erhöhungen angebracht sind oder die Welle an der Fügestelle gerändelt ist. Bei dieser Lösung sind zusätzliche Arbeitsschritte zum Aufbringen der Kerben oder der Rändelung notwendig, wobei diese Verfahren auf eine gewisse Baulänge begrenzt sind. Bei der Lösung mit Rändelung ist die nach der Montage vorhandene Koaxialität nicht für alle Anwendungen ausreichend. Ferner besteht durch die Herstellung der Kerben oder der Rändelung speziell bei einer großen Länge der Pakete die Gefahr, dass die Welle uneben wird.
Außerdem sind Lösungen denkbar, bei denen die Lamellen Kerben und/oder Erhöhungen aufweisen. Beim Aufpressen der Lamellenpakete aus gekerbten Lamellen entsteht an der Fügestelle eine feste Verbindung. Bei diesen Ausführungen entsteht ein großer Fehler in der Koaxialität von einem Lamellenpaket, aus dem der Rotor aufgebaut sein kann, zur Welle, da sich die Kerben Undefiniert verformen und an der Fügestelle in der Regel kein zusätzlicher Bereich vorhanden ist, der die Koaxialität vom Lamellenpaket zur Welle erzeugt.
Offenbarung der Erfindung
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 14 haben demgegenüber den Vorteil, dass eine verbesserte Montage des Rotors an der Welle beziehungsweise des Stators in dem Gehäuseteil ermöglicht ist. Speziell kann eine relativ kostengünstige Herstellung ermöglicht werden, bei der die gewünschte radiale Zentrierung des Lamellenpakets des Rotors beziehungsweise des Lamellenpakets des Stators zu der Welle der elektrischen Maschine gewährleistet ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Anspruch 1 angegebenen elektrischen Maschine oder der im Anspruch 14 angegebenen elektrischen Maschine möglich.
Vorteilhaft ist es, dass der federnde Ansatz nasenförmig ausgebildet ist. Der nasenförmige Ansatz kann bei der Montage etwas verbogen werden, so dass sich eine zuverlässige radiale Zentrierung ergibt und außerdem eine gewisse Vorspannung in einer radialen Richtung ermöglicht ist.
Ferner ist es vorteilhaft, dass zwischen der Welle und dem federnden Ansatz eine formschlüssige Verbindung gebildet ist. Speziell kann ein nasenförmiger Ansatz so ausgestaltet sein, dass es beim Fügen des Lamellenpakets auf die Welle oder des Lamellenpakets in das Gehäuseteil örtlich zu einer sehr hohen Flächenpressung kommt, wodurch auf der Welle eine Kerbe entsteht und dadurch zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung örtlich noch eine formschlüssige Verbindung auftritt. Dadurch ist eine zuverlässige Befestigung mit einer entsprechend hohen Verbindungskraft ermöglicht. Die Verbindung kann dann zum Positionieren und Fixieren dienen.
In vorteilhafter Weise sind an mehreren Lamellen des Lamellenpakets ein oder mehrere federnde Ansätze ausgebildet, wobei in einer axialen Richtung ein Freiraum hinter einem federnden Ansatz vorgesehen ist, wodurch ein gewisses Verbiegen des federnden Ansatzes während der Montage ermöglicht wird.
Die von dem federnden Ansatz aufgebrachte Federkraft wirkt vorzugsweise so, dass der Zentrierabsatz in Richtung auf die Welle beziehungsweise auf das Gehäuseteil hin beaufschlagt ist, um eine zuverlässige radiale Zentrierung des Lamellenpakets relativ zu der Welle zu gewährleisten.
Ferner ist es vorteilhaft, dass der Zentrierabsatz zu der Welle beziehungsweise dem Gehäuseteil hin mit einer Spieloder Übergangspassung ausgelegt ist. Dadurch kann das Lamellenpaket einfach auf die Welle aufgebracht beziehungsweise in das Gehäuseteil eingebracht werden. Im Fall einer gewissen, geringen positiven Überdeckung zur Welle beziehungsweise zum Gehäuseteil hin kann auch eine elastische Ausgestaltung des Zentrierabsatzes erfolgen, um die Montage zu erleichtern.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Welle zumindest in einem Bereich des Lamellenpakets stufenlos ausgestaltet ist beziehungsweise dass eine Innenfläche des Gehäuseteils zumindest in einem Bereich des Lamellenpakets stufenlos ausgestaltet ist. Der federnde Ansatz oder die federnden Ansätze ermöglichen eine kraftschlüssige Verbindung, gegebenenfalls auch eine formschlüssige Verbindung, bei der ein Absatz an der Welle beziehungsweise dem Gehäuseteil zur Befestigung in axialer Richtung nicht erforderlich ist, so dass eine vereinfachte und somit kostengünstige Ausgestaltung der Welle beziehungsweise des Gehäuseteils ermöglicht ist.
Bei der Montage von Lamellen und/oder Lamellenpaketen in ein Gehäuse, kann es je nach Werkstoff und Beanspruchung der Verbindung sinnvoll sein, wenn das Gehäuse nutförmige Vertiefungen besitzt, in die die Klemmnäschen eintauchen. Dies ist bei einer extremen Belastung der Anbindung von Vorteil .
In vorteilhafter Weise ist der federnde Ansatz so ausgestaltet, dass er eine in einer Radialrichtung abnehmende Breite besitzt. Dabei nimmt die Steifigkeit bei der Befestigung an der Welle nach innen und somit zur Welle hin ab, während die Steifigkeit bei der Befestigung an dem Gehäuse nach außen und somit zum Gehäuse hin abnimmt. Speziell kann die abnehmende Steifigkeit in radialer Richtung durch eine Ausgestaltung des federnden Ansatzes erzielt werden, bei der in der radialen Richtung eine abnehmende Materialstärke vorgesehen ist. Speziell ist es vorteilhaft, dass eine tangentiale Breite des federnden Ansatzes in der radialen Richtung abnimmt. Mit diesen Maßnahmen ergibt sich der Vorteil, dass eine möglichst gleichmäßige Beanspruchung, insbesondere Dehnung und Spannung, des federnden Ansatzes beim Fügen auf die Welle beziehungsweise in das Gehäuse und im montierten Zustand in radialer Richtung über die Ausdehnung des federnden Ansatzes besteht. Dadurch wird die punktuell betrachtete Beanspruchung des federnden Ansatzes reduziert, insbesondere ein punktuell auftretender, enger Krümmungsradius vermieden, und somit die Sicherheit gegenüber Beschädigung des federnden Ansatzes erhöht. In vorteilhafter Weise lässt sich dabei eine zumindest im Wesentlichen gleichmäßige Krümmung des federnden Ansatzes bei dem Fügeprozess erzielen, so dass der federnde Ansatz im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt umgebogen ist.
In vorteilhafter Weise variiert eine tangentiale Position mehrerer zumindest im Wesentlichen hintereinander angeordneter federnder Ansätze mehrerer Lamellen. Dadurch beanspruchen die federnden Ansätze beim Fügen auf die Welle beziehungsweise in das Gehäuse zwei oder mehr Spuren, so dass die Gefahr einer Spanbildung beim Fügen verringert ist. Speziell kann die tangentiale Position der federnden Ansätze der mehreren Lamellen so variabel ausgestaltet sein, dass (fast) jeder der im Wesentlichen hintereinander angeordneten federnden Ansätze seine eigene Spur beim Fügen auf die Welle beziehungsweise in das Gehäuse hat.
In vorteilhafter Weise ist zwischen dem Lamellenpaket und der Welle in einer Umfangsrichtung ein Formschluss ausgebildet. Dadurch wird ein Verdrehen in Umfangsrichtung, das heißt um eine Achse der Welle, zwischen dem Lamellenpaket und der Welle verhindert, so dass in der im Betrieb hauptsächlich relevanten Belastungsrichtung eine zuverlässige Verbindung zwischen dem Lamellenpaket und der Welle ausgestaltet ist. Entsprechend ist es vorteilhaft, dass zwischen dem Lamellenpaket des Stators und dem Gehäuseteil in einer Umfangsrichtung ein Formschluss ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es, dass der in der Umfangsrichtung ausgebildete Formschluss zwischen einer Lamelle des Lamellenpakets und der Welle ausgebildet ist. Dabei ist es vorteilhaft, dass die Welle eine Ausnehmung aufweist, in die der federnde Ansatz der Lamelle des Lamellenpakets teilweise eingreift, so dass der Formschluss in der Umfangsrichtung gebildet ist. Dies ermöglicht eine kostengünstige Ausgestaltung des Formschlusses. Dabei können speziell mehrere federnde Ansätze vorgesehen sein, wobei einer oder mehrere federnde Ansätze in zumindest eine Ausnehmung der Welle eingreifen. Die Ausnehmung in der Welle kann speziell durch eine in einer axialen Richtung verlaufende Nut in der Welle gebildet sein. Entsprechende Vorteile ergeben sich auch bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Formschlusses zwischen dem Lamellenpaket des Stators und dem Gehäuseteil.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen sich entsprechende Elemente mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind, näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Lamelle eines Lamellenpakets eines Rotors einer elektrischen Maschine entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Lamelle eines Lamellenpaktes eines Stators zusammen mit einem Gehäuseteil einer elektrischen Maschine entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 3 eine vereinfachte, auszugsweise Darstellung eines Schnitts durch ein Lamellenpaket entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel zur weiteren Erläuterung der Erfindung;
Fig. 4 eine Lamelle eines Lamellenpakets eines Rotors einer elektrischen Maschine entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 den in Fig. 4 mit V bezeichneten Ausschnitt einer Lamelle eines Lamellenpakets eines Rotors einer elektrischen Maschine entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische, auszugsweise Darstellung eines Schnitts durch ein Lamellenpaket, das auf eine Welle gefügt ist, entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 7 eine Lamelle eines Lamellenpakets eines Stators einer elektrischen Maschine entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung und
Fig. 8 einen Stator mit einem Gehäuseteil einer elektrischen Maschine entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Fig. 1 zeigt eine Lamelle 5 eines Lamellenpakets 6 eines Rotors 7 einer elektrischen Maschine 8 (Fig. 2) . Die elektrische Maschine 8 kann insbesondere als Elektromotor für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet sein. Speziell eignet sich die elektrische Maschine 8 zur fremdkraftbetätigten Verstellung von Elementen eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Schiebedachs, eines Fensters oder eines Sitzelements. Ferner kann die elektrische Maschine 8 als Elektromotor zur Lenkkraftunterstützung dienen. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine 8 eignet sich jedoch auch für andere Anwendungsfälle .
Die Lamelle 5 des Lamellenpakets 6 des Rotors 7 weist einen Zentrierabsatz 1 auf, der eine konzentrische Aufnahme einer Welle ermöglicht, die in eine mittige Ausnehmung 9 der Lamelle 5 einbringbar ist. Ferner weist die Lamelle 5 einen federnden Ansatz 3 auf, der nasenförmig ausgestaltet ist. Der federnde Ansatz 3 ermöglicht eine Befestigung von einzelnen Lamellen 5 oder von Lamellenpaketen 6 mittels der Lamelle 5 auf einer Welle 10 (Fig. 2) . Die Lamelle 5 weist weitere Zentrierabsätze auf, die zur Vereinfachung der Darstellung nicht gesondert gekennzeichnet sind. Ferner weist die Lamelle 5 weitere federnde Ansätze auf, die ebenfalls nicht gekennzeichnet sind. In dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Lamelle 5 sowohl Zentrierabsätze 1 als auch federnde Ansätze 3 auf. Ein Lamellenpaket 6 umfasst mehrere Lamellen 5, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist. Es ist auch möglich, dass eine der Lamellen 5 zumindest einen Zentrierabsatz aufweist, während eine andere der Lamellen 5 zumindest einen federnden Ansatz 3 aufweist. Die Lamelle 5 weist im Bereich der mittigen Ausnehmung 9 Aussparungen 2, 4 auf. Die Aussparungen 2, 4 dienen zum einen dazu, dass eine nasenförmige Ausgestaltung des federnden Ansatzes 3 geschaffen ist. Zum anderen sind die Aussparungen 2, 4 so angeordnet, dass bei einer Paketierung des Lamellenpakets 6 mit mehreren Lamellen 5 ein Leerraum hinter einem federnden Ansatz 3 und/oder einem Zentrierabsatz 1 geschaffen wird, indem aufeinanderfolgende Lamellen 5 jeweils verdreht aufeinander geschichtet werden. Dadurch wird beim Einfügen der Welle 10 in die mittige Aussparung 9 ein Einfedern des federnden Ansatzes 3 und/oder des Zentrierabsatzes 1 ermöglicht. Durch die Tiefe der Aussparungen 2, 4, die nutförmig ausgestaltet sind, kann die Steifigkeit der federnden Ansätze 3 und/oder die Steifigkeit der Zentrierabsätze 1 vorgegeben werden. Die Zentrierabsätze 1 können so ausgestaltet sein, dass sich in Bezug auf die Welle 10 eine Spiel-, Übergangs- oder Presspassung ergibt. Hierbei kann eine gewisse positive Überdeckung zu der Welle 10 hin vorgesehen sein, wobei eine zumindest teilweise elastische Ausgestaltung des Zentrierabsatzes 1 von Vorteil ist. Üblicherweise sind die Zentrierabsätze 1 zur Welle 10 hin als Spielpassung ausgelegt.
Die federnden Ansätze 3 können so gestaltet sein, dass es beim Fügen der Lamellen 5 und/oder der Lamellenpakete 6 auf die Welle 10 örtlich zu einer hohen Flächenpressung kommt und zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung örtlich noch eine formschlüssige Verbindung auftritt. Dadurch kann die Welle 10 zumindest im Bereich des Lamellenpakets 6 stufenlos ausgestaltet werden.
Durch die Zentrierabsätze 1 ergibt sich der Vorteil, dass eine Koaxialität der Lamellen 5 und/oder der Lamellenpakete 6 zur Welle 10 hin mit engen Toleranzen erreicht werden kann. Dabei ist eine kostengünstige Herstellung der elektrischen Maschine möglich, da das Lamellenpaket 6 nicht nachbearbeitet werden muss. Ferner kann eine Toleranz für den Durchmesser der Welle 10 aufgeweitet werden, da ein Ausgleich durch die federnden Ansätze 3 und gegebenenfalls durch federnde Zentrierabsätze 1 geschaffen ist. Ferner können auch relativ lange Lamellenpakete 6 auf die Welle 10 montiert werden, indem eine größere Anzahl der Lamellen 5 eines Lamellenpakets 6 mit federnden Ansätzen 3 und/oder Zentrierabsätzen 1 ausgestaltet ist.
Die Lamelle 5 weist außerdem Aussparungen 11 auf, von denen in der Fig. 1 nur die Aussparung 11 gekennzeichnet ist. Die Aussparungen 11 dienen zur Reduzierung der Masse des Rotors 7 und zur Montage. Ferner weist die Lamelle 5 schlitzförmige Aussparungen 12 auf, von denen in der Fig. 1 die Aussparung 12 gekennzeichnet ist. Die schlitzförmigen Aussparungen 12 der paketierten Lamellen 5 liegen so hintereinander, dass sie die Aufnahme von Permanentmagneten ermöglichen.
Fig. 2 zeigt eine Lamelle 5 eines Lamellenpakets 6 eines Stators 15 zusammen mit einem Gehäuseteil 16 einer elektrischen Maschine 8 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in der Fig. 2 dargestellte Ausgestaltung kann mit einem Rotor 7 kombiniert werden, der entsprechend dem anhand der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgestaltet ist.
Die Lamelle 5 weist Zentrierabsätze 1, 1' auf, zwischen denen jeweils eine, zwei oder mehrere federnde Ansätze 3, 3' angeordnet sind. Dabei sind Aussparungen 2, 4 vorgesehen, um die federnden Ansätze 3, 3' und die Zentrierabsätze 1, 1' auszubilden. Die Zentrierabsätze 1, 1' ermöglichen eine Zentrierung des Stators 15 in Bezug auf die Welle 10, um die Position des Stators 15 in Bezug auf den Rotor 7 festzulegen.
Der Stator 15 weist ein aus mehreren Lamellen 5 gebildetes Lamellenpaket 6, Wicklungen und gegebenenfalls weitere Bauteile auf. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in der Fig. 2 die Lamelle 5 ohne diese weiteren Bauteile dargestellt. Die Verbindung des Lamellenpakets 6 mit dem Gehäuseteil 16 erfolgt über die federnden Ansätze 3, 3', wobei die Zentrierabsätze 1, 1' die Positionierung und Zentrierung gewährleisten. Die Zentrierabsätze 1, 1' gleichen hierbei insbesondere unterschiedliche Verformungen der federnden Ansätze 3, 3' über den Umfang der Lamelle 5 aus, die ansonsten auf Grund von Fertigungstoleranzen und dergleichen auftreten könnten. Durch die Zentrierabsätze 1, 1' kommt es daher auch zu einer im Wesentlichen gleichmäßigen Verformung der federnden Ansätze 3, 3', wodurch die Klemmkraft des Stators 15 in dem Gehäuseteil 16 verbessert ist .
Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Koaxialität des Lamellenpakets 6 zur Welle 10 und zum Gehäuseteil 16 mit hoher Genauigkeit und/oder relativ geringen Kosten eingehalten werden kann. Ferner wird auf Grund der gleichmäßigen Verformung der federnden Ansätze 3, 3', die durch die Zentrierabsätze 1, 1' gewährleistet ist, sichergestellt, dass sich alle federnden Ansätze 3, 3' verformen und zum Klemmen beitragen, so dass eine große Klemmkraft erreicht wird. Ferner wird die Montage erleichtert, insbesondere, da weitere Befestigungsmittel zum Befestigen oder Positionieren entfallen können. Das Gehäuseteil 16 kann zumindest im Wesentlichen das Gehäuse der elektrischen Maschine 8 bilden oder ein Teil des Gehäuses der elektrischen Maschine 8 darstellen. Dabei ist es auch möglich, dass das Gehäuseteil 16 selbst aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt ist.
Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 mit I gekennzeichneten Ausschnitt eines Schnitts entlang der mit II bezeichneten Schnittlinie durch das Lamellenpaket 6 aus der mit III bezeichneten Blickrichtung entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Lamellenpaket 6 dieses
Ausführungsbeispiels weist einen mittleren Teil 17 auf, der aus einer Vielzahl von Lamellen 5 ausgebildet ist. Dabei sind zwei Arten von Lamellen 5 vorgesehen, nämlich Lamellen 5A und Lamellen 5B, die abwechselnd aufeinanderfolgend paketiert sind. Ferner sind an dem mittleren Teil 17 angefügte Endlamellen 5C und 5D vorgesehen, wobei an jedem Ende des Lamellenpakets 6 auch keine oder mehrere Endlamellen 5C und 5D vorgesehen sein können. Die Lamelle 5A ist so ausgestaltet, dass in einer axialen Richtung 18 sowohl hinter dem Zentrierabschnitt 1 der Lamelle 5B als auch hinter dem federnden Ansatz 3 ein Freiraum 19 vorgesehen ist, der bei einer Montage des Lamellenpakets 6 auf die Welle 10 ein Einfedern des federnden Ansatzes 3 und gegebenenfalls des Zentrierabsatzes 1 ermöglicht. Entsprechend ist eine der Lamellen 5B so ausgestaltet, dass in der axialen Richtung 18 hinter dem federnden Ansatz 3' ein Freiraum 20 vorgesehen ist .
Beim Fügen des Lamellenpakets 6 auf die Welle 10 beziehungsweise in das Gehäuseteil 16 werden die federnden Ansätze 3, 3' verformt, insbesondere in axialer Richtung 18 gebogen. Nach dem Umbiegen stehen die federnden Ansätze 3 sowie die federnden Ansätze 3' deshalb über die Lamellen 5B beziehungsweise 5A heraus. Damit eine Stirnfläche 21 des Lamellenpakets 6 als Anschlag für ein anderes Bauteil, beispielsweise eine Feder oder ein weiteres Lamellenpaket, das entsprechend dem Lamellenpaket 6 ausgestaltet sein kann, dienen kann, ist die Stirnfläche 21 durch die Endlamelle 5D gebildet, die keine federnden Ansätze 3, 3' und keine Zentrierabsätze 1, 1' aufweist. In entsprechender Weise ist eine Stirnfläche 22 durch eine Endlamelle 5C gebildet. An dem jeweiligen Ende des Lamellenpakets 6 können auch keine oder zwei oder mehr Endlamellen 5C, 5D vorgesehen sein. Ferner ist es auch möglich, dass innerhalb des Lamellenpakets 6 den Endlamellen 5C, 5D entsprechende Lamellen vorgesehen sind, um den Freiraum 2 und/oder den Freiraum 4 und/oder den Freiraum 19 und/oder den Freiraum 20 zu schaffen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist hinter einem federnden Ansatz 3, 3' ein Freiraum 19, 20 vorgesehen. Speziell bei dünnen Lamellen 5A, 5B, die aus dünnen Blechen hergestellt sein können, oder falls eine eher steife, insbesondere sehr steife, Anbindung erforderlich ist, können auch zwei oder mehr federnde Ansätze 3, 3' in axialer Richtung 18 hintereinander liegen, so dass auf zwei oder mehr hintereinander liegende federnde Ansätze 3, 3' jeweils ein Freiraum 19, 20 folgt.
Bei der Herstellung der Lamellen 5 können für die Erzeugung der federnden Ansätze 3, 3' im Stanzwerkzeug Schieber oder Einzelstempel vorgesehen sein, die automatisch verstellt werden und zwar so, dass Lamellen 5 mit und ohne federnde Ansätze 3, 3' in der benötigten Reihenfolge herstellbar sind, wie sie beim Paketieren des Lamellenpakets 6 benötigt ist.
Der in der Fig. 3 veranschaulichte Aufbau des Lamellenpakets 6 ist in entsprechender Weise auch bei dem in der Fig. 1 dargestellten Lamellenpaket 6 des Rotors 7 möglich.
Bei dem anhand der Fig. 1 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel besteht der Vorteil, dass die Welle 10 keine oder eine reduzierte Anzahl von Stufen aufweisen kann. Bei dem anhand der Fig. 2 beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiel besteht der Vorteil, dass eine Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16 zumindest in einem Bereich des Lamellenpakets 6 stufenlos ausgestaltet sein kann. Die federnden Ansätze 3 können dabei im Bereich der Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16 neben einer kraftschlüssigen auch eine formschlüssige Verbindung eingehen.
Fig. 4 zeigt eine Lamelle 5 eines Lamellenpakets 6 einer elektrischen Maschine 8 entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei sind mehrere federnde Ansätze 3, 3' dargestellt, von denen in der Fig. 4 zur Vereinfachung der Darstellung nur die federnden Ansätze 3, 3' gekennzeichnet sind. Die Ausgestaltung der federnden Ansätze 3, 3' ist anhand der Figuren 5 und 6 im Detail weiter beschrieben. Ferner ist für die federnden Ansätze 3, 3' eine vorteilhafte Anordnung in Bezug auf eine Welle 10 vorgesehen. Diese Anordnung ist für den federnden Ansatz 3' im Detail weiter erläutert. Für die Lamelle 5 sei eine Bezugsrichtung 30 vorgegeben. Die Bezugsrichtung 30 ist in diesem Fall durch einen Mittelpunkt 31 der Lamelle 5 und eine Aussparung 11 der Lamelle 5 definiert. Die Bezugsrichtung 30 kann aber auch auf andere Weise definiert sein. Die Bezugsrichtung 30 ist dabei auch für andere Lamellen definiert. In Bezug auf die Bezugsrichtung 30 ist eine Winkelposition 32 des federnden Ansatzes 3' gegeben. Durch eine gewisse Variation der Winkelposition 32 des federnden Ansatzes 3' mehrerer Lamellen 5 eines Lamellenpakets 6 kann die tangentiale Position zumindest im Wesentlichen hintereinander angeordneter federnder Ansätze 3' variiert werden. Beispielsweise kann die Winkelposition 32 von im Wesentlichen hintereinander angeordneter federnder Ansätze mehrerer Lamellen um einige Winkelgrad variieren. Dies hat den Vorteil, dass sich beim Fügen auf die Welle 10 unterschiedliche Spuren auf einer Oberfläche 33 (Fig. 6) der Welle 10 ergeben. Dadurch ist die Gefahr einer Spanbildung beim Fügen der Lamelle 5 beziehungsweise des Lamellenpakets 6 auf die Welle 10 verringert .
Fig. 5 zeigt den in Fig. 4 mit V bezeichneten Ausschnitt einer Lamelle 5 eines Lamellenpakets 6 eines Rotors 7 des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei die Ausgestaltung des federnden Ansatzes 3 in weiterem Detail gezeigt ist. Die weiteren federnden Ansätze der Lamelle 5 und der anderen Lamellen des Lamellenpakets 6 können in entsprechender Weise ausgestaltet sein. In Bezug auf den federnden Ansatz 3 ist eine radiale Richtung 34 gegeben, die auf den Mittelpunkt 31 der Lamelle 5 zeigt. Die radiale Richtung 34 liegt dabei zumindest im Wesentlichen auf einer für den federnden Ansatz 3 lokal gegebenen Symmetrieachse 35 des federnden Ansatzes 3. Der federnde Ansatz 3 ist dabei zumindest näherungsweise symmetrisch zu der Symmetrieachse 35 ausgestaltet. Auf einer Flanke 36 des federnden Ansatzes 3 sind in der Fig. 5 exemplarisch die Punkte 37, 38 gewählt, wobei in der nach innen gerichteten, radialen Richtung 34 der Punkt 38 auf den Punkt 37 an der Flanke 36 folgt. Durch die Punkte 37, 38 sind Querschnitte 39, 40 durch den federnden Ansatz 3 definiert, wobei die Querschnittsflächen 39, 40 jeweils senkrecht zu der Symmetrieachse 35 orientiert sind. In Bezug auf den Querschnitt 40 weist der federnde Ansatz 3 eine bestimmte tangentiale Breite 41 auf. Der federnde Ansatz 3 der Lamelle 5 des vierten Ausführungsbeispiels verjüngt sich in der radialen Richtung 34 nach innen hin. Dabei nimmt die tangentiale Breite 41 von dem Querschnitt 39, der durch den Punkt 37 definiert ist, zu dem Querschnitt 40, der durch den Punkt 38 definiert ist, ab. Die Abnahme dieser Querschnittsfläche wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch die Verringerung der tangentialen Breite 41 erreicht, wobei aber auch eine Dicke des federnden Ansatzes 3 abnehmen kann. Dadurch nimmt die Materialstärke des federnden Ansatzes 3 in der radialen Richtung 34 kontinuierlich ab. Somit wird in der nach innen gerichteten, radialen Richtung 34 eine abnehmende Steifigkeit des federnden Ansatzes 3 erzielt.
Ferner weist der federnde Ansatz 3 nur einen Kopfpunkt 45 auf. Der Kopfpunkt 45 ist dabei der Punkt des federnden Ansatzes 3, der beim Fügen auf die Welle 10 an der Oberfläche 33 entlanggleitet. Dabei ist es auch möglich, dass der federnde Ansatz 3 im Bereich des Kopfpunktes 45 etwas abgeflacht ausgestaltet ist.
Fig. 6 zeigt einen schematischen, auszugsweisen Schnitt durch ein auf eine Welle 10 gefügtes Lamellenpaket 6 des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dabei sind neben der Lamelle 5 noch die Lamellen 5E, 5F, 5G, 5H, 51, 5J gezeigt. Das Lamellenpaket 6 kann aber auch eine andere Anzahl an Lamellen 5, 5E bis 5J, insbesondere eine deutlich größere Anzahl an Lamellen aufweisen. Die Lamelle 5 weist den federnden Ansatz 3 auf, der zu der Welle 10 hin im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt umgebogen ist, wobei der federnde Ansatz 3 eine konkav gekrümmte Stirnfläche 46 aufweist, die entgegen einer Fügerichtung 47 orientiert ist. Ein Kopfpunkt 45 des federnden Ansatzes 3 steht dabei in Kontakt mit der Oberfläche 33 der Welle 10. Die Lamellen 5E, 5F weisen federnde Ansätze 3E, 3F auf, die entsprechend dem federnden Ansatz 3 zu der Welle 10 hin im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt umgebogen sind.
Allerdings variiert die tangentiale Position der federnden Ansätze 3, 3E, 3F, die im Wesentlichen hintereinander angeordnet sind, was durch eine Variation der jeweiligen Winkelposition 32 des federnden Ansatzes 5, 5E, 5F erreicht ist, wie es anhand der Fig. 4 im Detail beschrieben ist. Dadurch wird ein Kopfpunkt 45F des federnden Ansatzes 3F der Lamelle 5F an einer anderen Umfangsposition über die Oberfläche 33 der Welle 10 geführt. Speziell entsteht beim Fügen des Lamellenpakets 6 auf die Welle 10 eine Spur 48F des federnden Ansatzes 3F, die verschieden ist zu einer Spur 48 des federnden Ansatzes 5. Der Kopfpunkt des federnden Ansatzes 3E und die entsprechende Spur sind in der Fig. 6 durch die Welle 10 verdeckt. Somit haben die federnden Ansätze 3, 3E, 3F beim Fügen auf die Welle 10 jeweils ihre eigene Spur, so dass die Gefahr der Spanbildung minimiert ist .
Die anhand der Figuren 4 bis 6 beschriebene Ausgestaltung der Lamelle 5, insbesondere des federnden Ansatzes 3, sowie weiterer Lamellen 5E, 5F kann in entsprechender Weise auf die Fügestelle zwischen dem Lamellenpaket 6 und dem Gehäuseteil 16 der elektrischen Maschine 1 angewendet werden. Beispielsweise kann in Bezug auf den federnden Ansatz 3, der in der Fig. 2 dargestellt ist, eine nach außen gerichtete, radiale Richtung 34' vorgegeben werden. Der in der Fig. 2 dargestellte federnde Ansatz 3 kann dann entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein. In diesem Fall weist der federnde Ansatz 3 in der nach außen gerichteten, radialen Richtung 34' eine abnehmende Steifigkeit auf. Dies kann erreicht werden, indem der federnde Ansatz 3 in der nach außen gerichteten, radialen Richtung 34 ' eine zumindest abschnittsweise abnehmende Materialstärke aufweist, insbesondere indem der federnde Ansatz 3 in der nach außen gerichteten, radialen Richtung 34 ' eine abnehmende tangentiale Breite 41 aufweist. Dies hat den Vorteil, dass der federnde Ansatz 3 zu dem Gehäuseteil 16 hin zumindest im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt umgebogen ist. Dabei ist es ferner von Vorteil, dass eine tangentiale Position im Wesentlichen hintereinander angeordneter federnder Ansätze mehrerer Lamellen variiert, so dass unterschiedliche Spuren der federnden Ansätze mehrerer Lamellen variiert, so dass unterschiedliche Spuren der federnden Ansätze auf der Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16 beim Fügen entstehen, so dass die Gefahr einer Spanbildung minimiert ist.
Fig. 7 zeigt eine Lamelle 5 eines Lamellenpakets 6 eines Stators 15 einer elektrischen Maschine 8 entsprechend einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Statoren, insbesondere von EC-Innenläufermotoren, können durch verschiedene Verfahren an einem umgebenden Gehäuseteil 16 radial verdreh- und axial verschiebesicher fixiert werden. Dabei kommen Kleben, mechanisches Einpressen mit Übermaß, Festschrauben mittels Zugankerschrauben, Montage mittels eingepresster, federnder Spannstifte im Spalt zwischen Stator 15 und Gehäuseteil 16 sowie thermisches Einschrumpfen in Frage. Diese Verbindungsverfahren zur axialen und radialen Fixierung des Stators 15 im Gehäuseteil 16, das durch ein Aluprofil oder ein Aludruckgussgehäuse gebildet sein kann, können durch die erfindungsgemäße Verbindung ersetzt werden. Dabei ist Aluminium ein möglicher Werkstoff. Weitere mögliche Werkstoffe sind Stähle und Kunststoffe. Dabei besteht der Vorteil, dass keine Zusatzteile erforderlich sind und dass eine prozesssichere Maßhaltigkeit der Endbaugruppe gegeben werden kann. Ferner werden Abschabungen, insbesondere Späne, die beim mechanischen Einpressen mit Übermaß entstehen, verringert oder verhindert. Zusatzteile wie Kleber, Schrauben, Spannstifte werden ebenfalls nicht benötigt. Somit kann die Robustheit des Fertigungsprozesses der Verbindung des Stators 15 mit dem Gehäuseteil 16 erhöht werden. Außerdem können ohne Qualitätsrisiken Kosteneinsparungen im Fertigungsprozess erzielt werden.
Das Befestigungsverfahren des Stators 15 der elektrischen Maschine 8 in dem Gehäuseteil 16 kann mittels am Statorumfang angeformter Geometrien, die durch Montage am Endprodukt zu Widerhaken werden, erreicht werden. Die im Folgenden für die Befestigung des Stators 15 im Gehäuseteil 16 beschriebene Lösung kann in entsprechender Weise auf die Befestigung des Rotors 7 an der Welle 10 übertragen werden.
Speziell bei der Erfindung entsprechend dem fünften Ausführungsbeispiel ergibt sich der Vorteil, dass die Robustheit des Fertigungsprozesses der Verbindung zwischen dem Stator 15 und dem Gehäuseteil 16 erhöht ist. Diese Erhöhung ergibt sich durch das Fehlen von Zusatzteilen und -fertigungsschritten, ein gegebenenfalls geringfügiges Senken der Empfindlichkeit gegenüber Teilemaßtoleranzen zwischen dem Stator 15 und dem Gehäuseteil 16 und durch die Möglichkeit, die Qualität der Gehäuseoberflächen zu senken, da die Fähigkeit besteht, Toleranzen in einem gewissen Maß dauerhaft auszugleichen, wobei rauere Oberflächen die Haltekräfte der Verbindung begünstigen. Außerdem besteht der Vorteil, dass im Fertigungsprozess Kosten eingespart werden können. Eine solche Kosteneinsparung ergibt sich durch relativ einfache Anlagen, da nur eine Presse mit Kraft-Weg-Überwachung benötigt wird, und durch die Vermeidung der Handhabung von Zusatzteilen mit allen entsprechenden Konsequenzen, wie beispielsweise Teileverwaltung, Lagerhaltung, Abfrage nach vorhandenen Teilen. Außerdem besteht der Vorteil einer einfachen Herstellbarkeit, einer einfachen Verarbeitbarkeit, einer unlösbaren, Toleranz ausgleichenden und gegebenenfalls bedingt verdrehsicheren Verbindung sowie einer beiderseitig, das heißt axialrichtungsunabhängigen, Verwendbarkeit. Diese Vorteile ergeben sich auch im Besonderen bei dem anhand der Fig. 8 beschriebenen sechsten Ausführungsbeispiel.
Bei der Lamelle 5 des fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung, die in der Fig. 7 dargestellt ist, ist eine Umfangskontur 50 der Lamelle 5 durch Ausstanzen oder dergleichen gebildet, die von einer Kreisform abweicht. Dabei sind federnde Ansätze 3, 3', 3'' vorgesehen, zwischen denen jeweils ein Winkelabstand von 120° besteht. Ferner sind Aussparungen 51 vorgesehen, von denen in der Fig. 7 die Aussparung 51 gekennzeichnet ist. Die Aussparungen 51 sind dabei in Bezug auf einen Radius 52 der Lamelle 5 zurückgesetzt. Ferner erstrecken sich die federnden Ansätze 3, 3', 3'' zumindest näherungsweise bis zu dem Radius 52. Vorteilhaft ist es, dass die federnden Ansätze 3, 3', 3'' etwas über den Radius 52 der Lamelle 5 hinausstehen, so dass bei einem Gehäuseteil 16 mit einer vollzylindrischen Kontur der Innenfläche 25 (Fig. 2) ein Verbiegen der federnden Ansätze 3, 3', 3' ' beim Fügen erzielt wird. Dadurch wird die Herstellung des Gehäuseteils 16 erleichtert. Die federnden Ansätze 3, 3', 3' ' können allerdings auch bis zu dem Radius 52 geführt sein oder diesen sogar unterschreiten. Dies bedingt allerdings ein Gegenstück, das heißt hier eine Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16, mit einer nicht vollzylindrischen Kontur. Diese nicht vollzylindrische Kontur kann dabei so ausgestaltet sein, dass diese zumindest im Bereich der federnden Ansätze 3, 3', 3' ' bis zu dem Radius 52 oder in diesen hinein geführt ist. Dadurch kann ebenfalls eine zuverlässige Befestigung durch Einfedern der federnden Ansätze 3, 3', 3'' beim Fügen erzielt werden.
Die Umfangskontur 50 muss nicht zwangsläufig aus einer kreisrunden Form entstehen. Insbesondere kann die Umfangskontur 50 von einer polygonal geformten Kontur ausgehen, die entsprechend der in der Fig. 7 gezeigten Ausgestaltung modifiziert werden kann, indem Aussparungen 51 und federnde Ansätze 3, 3', 3'' vorgesehen werden. Hierbei ist es maßgeblich, dass die Umfangskontur 50 im Bereich der federnden Ansätze 3, 3', 3'', das heißt im Bereich des Kontakts zur Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16, so gestaltet ist, dass in Kombination mit dieser Innenfläche 25 ein Übermaß besteht, um die Funktion der federnden Ansätze 3, 3', 3'' zu ermöglichen. Zwischen dem Lamellenpaket 6 des Stators 15 und der Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16 kann sich im Übrigen ein geringfügiger Luftspalt innerhalb der Bereiche befinden, bei denen kein Kontakt zwischen einer Lamelle und dem Gehäuseteil 16 erwünscht ist.
Außerdem weist die in der Fig. 7 gezeigte Lamelle 5 des fünften Ausführungsbeispiels der Erfindung zumindest einen Vorsprung 53 mit einer halbkreisförmigen Kontur auf. Der Vorsprung 53 steht dabei deutlich über den Radius 52 hinaus. Insbesondere steht der Vorsprung 53 deutlich weiter über den Radius 52 hinaus als die federnden Ansätze 3, 3', 3''. Durch den Vorsprung 53 der Lamelle 5 kann ein Formschluss in einer Umfangsrichtung 55 mit dem Gehäuseteil 16 gebildet werden. Der Vorsprung 53 greift dabei in eine Aussparung 54 in der Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16 ein, die durch eine in einer axialen Richtung verlaufenden Nut gebildet ist. Beim Fügen des Stators 15 in das Gehäuseteil 16 wird der Vorsprung 53 in Bezug auf die Aussparung 54 positioniert.
In der Fig. 7 ist ein Vorsprung 53 dargestellt. Allerdings können oft mehrere entsprechend dem Vorsprung 53 ausgestaltete Vorsprünge an der Umfangskontur 50 vorgesehen sein. Der Winkelabstand zwischen solchen Vorsprüngen kann in Bezug auf den jeweiligen Anwendungsfall gewählt werden. Durch den Vorsprung 53 kann eine Verdrehung des Stators 15 relativ zu dem Gehäuseteil 16 in der Umfangsrichtung 55 gänzlich verhindert werden.
Fig. 8 zeigt eine Lamelle 5 eines Lamellenpakets 6 eines Stators 15 mit einem Gehäuseteil 16 einer elektrischen Maschine 8 entsprechend einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Lamelle 5 mehrere federnde Ansätze 3, 3', 3'' auf, von denen in der Fig. 8 zur Vereinfachung der Darstellung nur die federnden Ansätze 3, 3', 3'' gekennzeichnet sind. Ferner weist das Gehäuseteil 16 an der Innenfläche 25 mehrere Ausnehmungen 54, 54', 54'' auf, von denen in der Fig. 8 nur die Ausnehmungen 54, 54', 54 ' ' gekennzeichnet sind. Dabei sind in diesem Ausführungsbeispiel sowohl die federnden Ansätze 3, 3', 3'' als auch die Ausnehmungen 54, 54', 54'' in der Umfangsrichtung 55 sich regelmäßig wiederholend an der Lamelle 5 beziehungsweise dem Gehäuseteil 16 angeordnet, so dass eine Positionierung beim Fügen des Stators 15 in das Gehäuseteil 16 vereinfacht ist. Durch eine asymmetrische Anordnung kann umgekehrt eine gewisse Position des Stators 15 in Bezug auf das Gehäuseteil 16 auch in der Umfangsrichtung 55 vorgegeben werden. Der federnde Ansatz 3 greift beim Fügen in die Ausnehmung 54 ein, wobei der federnde Ansatz 3 deutlich über den Radius 52 hinaussteht und beim Fügen innerhalb der Ausnehmung 54 umgebogen wird. Entsprechendes gilt für den federnden Ansatz 3' und die Ausnehmung 54' sowie den federnden Ansatz 3'' und die Ausnehmung 54''. Die Ausnehmungen 54, 54', 54'' können dabei nutförmig ausgestaltet sein, wobei sich die jeweilige Nut in einer axialen Richtung erstreckt.
Es ist anzumerken, dass nach dem Fügen eine in axialer Richtung wirkende Kraft entgegen der Einpressrichtung ein Verkrallen der federnden Ansätze 3, 3', 3'' in der jeweiligen Ausnehmung 54, 54', 54 ' ' bewirkt, wobei ein lokaler Mikroformschluss gebildet ist. Somit kann ein Vergraben der federnden Ansätze 3, 3', 3' ' in der Innenfläche 25 im Bereich der Ausnehmungen 54, 54', 54'' erzielt werden.
Durch das Eingreifen der federnden Ansätze 3, 3', 3'' in die Ausnehmungen 54, 54', 54 ' ' ist somit ein Formschluss auch in der Umfangsrichtung 55 gewährleistet, der eine gänzliche Verdrehsicherung ermöglicht. Somit wird gerade in der hauptsächlichen Belastungsrichtung, das heißt in Umfangsrichtung 55, eine zuverlässige Befestigung des Stators 15 in dem Gehäuseteil 16 erreicht.
Bei der Montage kann der Stator 15 mittels einer Presse in das Gehäuseteil 16 eingeschoben werden. Das beschriebene, jeweilige Übermaß zwischen bei dem federnden Ansatz 3, 3', 3' ' und der zugehörigen Ausnehmung 54, 54', 54 ' ' in der Innenfläche 25 des Gehäuseteils 16 zwingt die federnden Ansätze 3, 3', 3' ' dazu, sich im Kontaktbereich definiert zu deformieren. Dabei kann ein plastischer Anteil und ein dauerhaft restelastischer Restbetrag bestehen. Das Verbiegen kann durch eine Fase im Einführbereich erleichtert werden. Durch eine geeignete Auslegung des resultierenden Aufstellungswinkels der federnden Ansätze 3, 3', 3'' wird der Stator 15 dauerhaft im Gehäuseteil 16 gesichert. Um eine definierte Deformation der federnden Ansätze 3, 3', 3'' zu begünstigen, sind diese axial gesehen nur in bestimmten Abständen an Lamellen des Lamellenpakets 6 vorgesehen, um ein Aneinanderliegen der federnden Ansätze zu vermeiden, wie es auch anhand der Figuren 3 und 6 im Detail beschrieben ist. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass die Einpresskräfte ungünstig stark ansteigen und die einzelnen Lamellen eines Lamellenpakets 6 sich voneinander lösen und der Stator 15 in seine Einzelteile zerfällt.
Es ist anzumerken, dass die anhand der Figuren 7 und 8 beschriebene Ausgestaltung der Verbindung zwischen dem Stator 15 und dem Gehäuseteil 16 in entsprechender Weise auf die Verbindung zwischen einem Rotor 7 und einer Welle 10 der elektrischen Maschine 8 anwendbar ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine (8), insbesondere Elektromotor, mit einem Rotor (7) und einer Welle (10), wobei der Rotor (7) mehrere Lamellen (5) aufweist, wobei die Lamellen (5) einzeln oder als Lamellenpaket (6) oder mittels mehrerer Lamellenpakete (6) vormontiert auf die Welle gefügt sind und wobei die Lamellen (5) und/oder die Lamellenpakete (6) zumindest mittelbar mit der Welle (10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass je Lamellenpaket (6) an zumindest einer Lamelle (5) ein federnder Ansatz (3) ausgebildet ist, der zur zumindest mittelbaren Befestigung des Lamellenpakets (6) an der Welle (10) dient, und dass an der Lamelle (5) und/oder an zumindest einer weiteren Lamelle (5) ein Zentrierabsatz (1) ausgebildet ist, der zur zumindest im Wesentlichen radialen Zentrierung des Lamellenpakets (6) relativ zu der Welle (10) dient oder, wenn der Rotor aus mehreren einzelnen Lamellen (5) aufgebaut ist, besitzt jede Einzellamelle (5) mindestens einen federnden Ansatz (3) und mindestens zwei sich radial gegenüberliegende Zentrierabsätze (1).
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) nasenförmig ausgebildet ist.
3. Elektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) zumindest in einer radialen Richtung vorgespannt ist und dadurch die Lamellen und/oder die Lamellenpakete kraftschlüssig auf der Welle fixiert sind.
4. Elektrische Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle (10) und dem federnden Ansatz (3) eine formschlüssige Verbindung gebildet ist.
5. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Lamellen (5) des Lamellenpakets (6) federnde Ansätze (3) ausgebildet sind, und dass zumindest in einer axialen Richtung (18) ein Freiraum (19) hinter einem federnden Ansatz (3) vorgesehen ist.
6. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabsatz (1) zu der Welle (10) hin mit einer Spiel- oder Übergangspassung ausgelegt ist.
7. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabsatz (1) zu der Welle (10) hin mit einer positiven Überdeckung ausgelegt ist und dass der Zentrierabsatz (1) zumindest teilweise elastisch verformbar ausgestaltet ist.
8. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dass die Welle (10) zumindest in einem Bereich des Lamellenpakets (6) stufenlos ausgestaltet ist.
9. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) in einer nach innen gerichteten, radialen Richtung (34) eine abnehmende Steifigkeit aufweist.
10. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) in der nach innen gerichteten, radialen Richtung (34) eine abnehmende tangentiale Breite (41) aufweist.
11. Elektrische Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) in der nach innen gerichteten, radialen Richtung (34) eine zumindest abschnittsweise abnehmende Materialstärke aufweist.
12. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) zu der Welle (10) hin zumindest im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt umgebogen ist.
13. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine tangentiale Position zumindest im Wesentlichen hintereinander angeordneter federnder Ansätze (3, 3E, 3F) mehrerer Lamellen (5, 5E, 5F) variiert.
14. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lamellenpaket (6) und der Welle (10) in einer Umfangsrichtung (55) ein Formschluss ausgebildet ist.
15. Elektrische Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Umfangsrichtung (55) ausgebildete Formschluss zwischen einer Lamelle (5) des Lamellenpakets (6) und der Welle (10) ausgebildet ist.
16. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) zumindest eine Ausnehmung (54) aufweist und dass der federnde Ansatz (3) der Lamelle (5) des Lamellenpakets (6) zumindest teilweise in die Ausnehmung (54) der Welle (10) eingreift, um einen Formschluss in einer Umfangsrichtung (55) auszubilden.
17. Elektrische Maschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (54) durch eine in der Welle vorgesehene, in einer axialen Richtung (18) verlaufende Nut ausgebildet ist .
18. Elektrische Maschine (8), insbesondere Elektromotor, mit einem Stator (15) und zumindest einem Gehäuseteil (16), wobei der Stator (15) ein Lamellenpaket (6) mit mehreren Lamellen
(5) aufweist und wobei der Stator (15) zumindest mittelbar mit dem Gehäuseteil (16) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Lamelle (5) zumindest ein federnder Ansatz (3) ausgebildet ist, der zumindest einer mittelbaren Befestigung des Lamellenpakets (6) an dem Gehäuseteil (16) dient, und an der Lamelle (5) und/oder an zumindest einer weiteren Lamelle (5) ein Zentrierabsatz (1) ausgebildet ist, der zur zumindest im Wesentlichen radialen Zentrierung des Lamellenpakets (6) relativ zu einer Welle (10) dient.
19. Elektrische Maschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) nasenförmig ausgebildet ist.
20. Elektrische Maschine nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) zumindest in einer radialen Richtung (18) vorgespannt ist und dadurch das Lamellenpaket kraftschlüssig in dem Gehäuseteil (16) fixiert ist.
21. Elektrische Maschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuseteil (16) und dem federnden Ansatz (3) eine formschlüssige Verbindung gebildet ist.
22. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass an mehreren Lamellen (5) des Lamellenpakets (6) federnde Ansätze (3) ausgebildet sind, und dass zumindest in einer axialen Richtung (18) ein Freiraum (19) hinter einem federnden Ansatz (3) vorgesehen ist.
23. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabsatz (1) zu dem Gehäuseteil (16) hin mit einer Spiel- oder Übergangspassung ausgelegt ist.
24. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentrierabsatz (1) zu dem Gehäuseteil (16) hin mit einer positiven Überdeckung ausgelegt ist und dass der Zentrierabsatz (1) zumindest teilweise elastisch verformbar ausgestaltet ist.
25. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenfläche (25) des Gehäuseteils (16) zumindest in einem Bereich des Lamellenpakets (6) stufenlos ausgestaltet ist .
26. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) in einer nach außen gerichteten, radialen Richtung (34') eine abnehmende Steifigkeit aufweist.
27. Elektrische Maschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) in der nach außen gerichteten, radialen Richtung (34') eine abnehmende tangentiale Breite (41) aufweist.
28. Elektrische Maschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) in der nach außen gerichteten, radialen Richtung (34') eine zumindest abschnittsweise abnehmende Materialstärke aufweist.
29. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der federnde Ansatz (3) zu dem Gehäuseteil (16) hin zumindest im Wesentlichen gleichmäßig gekrümmt umgebogen ist.
30. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass eine tangentiale Position zumindest im Wesentlichen hintereinander angeordneter federnder Ansätze (3, 3E, 3F) mehrerer Lamellen (5, 5E, 5F) variiert.
31. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lamellenpaket (6) des Stators (15) und dem Gehäuseteil (16) in einer Umfangsrichtung (55) ein Formschluss ausgebildet ist.
32. Elektrische Maschine nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Umfangsrichtung (55) ausgebildete Formschluss zwischen zumindest einer Lamelle (5) des Lamellenpakets (6) und dem Gehäuseteil (16) ausgebildet ist.
33. Elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (16) zumindest eine Ausnehmung (54) aufweist und dass der federnde Ansatz (3) der Lamelle (5) des Lamellenpakets (6) zumindest teilweise in die Ausnehmung (54) des Gehäuseteils (16) eingreift, um einen Formschluss in einer Umfangsrichtung (55) auszubilden.
34. Elektrische Maschine nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (54) durch eine in dem Gehäuseteil (16) vorgesehene, in einer axialen Richtung (18) verlaufende Nut ausgebildet ist.
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