WO2016206869A1 - Elektrische maschine mit einem blechpaket mit federelement - Google Patents

Elektrische maschine mit einem blechpaket mit federelement Download PDF

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WO2016206869A1
WO2016206869A1 PCT/EP2016/061175 EP2016061175W WO2016206869A1 WO 2016206869 A1 WO2016206869 A1 WO 2016206869A1 EP 2016061175 W EP2016061175 W EP 2016061175W WO 2016206869 A1 WO2016206869 A1 WO 2016206869A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laminated core
spring element
electrical machine
housing
spring
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/061175
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Samir Mahfoudh
Tilo Koenig
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2016206869A1 publication Critical patent/WO2016206869A1/de

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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
    • H02K1/12—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

Definitions

  • the invention relates to an electric machine of the type of inde pendent; Claims.
  • Sheet metal package known. It is also known that the laminated core has a plurality of sheets arranged on each other. It is also known that the laminated core is fixed without play by six separate compression springs in the housing.
  • the compression springs are positioned by a plastic disc with pins.
  • Main claim has the advantage that the space is minimized compared to the known in the prior art structures.
  • the manufacture of the components and the assembly of the electrical machine is simplified. Furthermore, it is advantageous that the production costs are reduced by the simplification of the production and assembly.
  • the spring element is firmly connected to one of the sheets.
  • the spring element is attached to one of the sheets.
  • Attachment of the spring element to the sheet by means of joining can be mounted with the spring element as the other sheets of the laminated core.
  • the spring element is formed integrally with one of the sheets of the laminated core. Due to the integral formation of one of the sheets and the spring element is a simplification of
  • the sheet is made with the spring element by means of a stamping and bending process.
  • Pretension of the spring element is effected during assembly.
  • Spring element is compressed in particular during assembly whereby a bias voltage is achieved.
  • the bias prevents a relative movement of the laminated core relative to the housing, in particular in the axial direction or along the rotor axis.
  • the spring element is formed on one of the axially outer plates of the laminated core.
  • the sheet with the spring element is designed as Endbelch.
  • the sheets of the laminated core form at least one winding carrier on which at least one winding is wound.
  • the formation of a winding carrier through the sheets simplifies the production of the electrical machine. Also, no additional components are necessary. On the winding support a winding is wound.
  • the at least one winding carrier is formed by the metal sheet with the spring element and further metal sheets, in particular all the metal sheets of the laminated core. It is to be regarded as advantageous that the sheets of the laminated core each have a base element. On the base elements of the plates, toothed elements are radially inwardly or radially outwardly formed.
  • Tooth elements form the winding carriers.
  • the tooth elements allow a simple design of at least one winding carrier on the laminated core.
  • Spring element best possible arranged for its function.
  • the production of the sheet with the spring element can in particular by means of the punch-bending
  • a further development according to the invention consists in that the spring element acts on the laminated core and the housing parallel to the rotor axis.
  • Spring element acts in or against the axial direction of the laminated core and the housing, whereby a backlash-free fixation of the laminated core is achieved in or on the housing. Due to the action of the spring element parallel to the rotor axis is a backlash-free fixation of the laminated core parallel to
  • the spring element is designed as an elastic ribbon.
  • a designed as an elastic flat band spring element can be easily and inexpensively manufactured in particular by means of a stamping bending process.
  • the arrangement, the connection and / or attaching the elastic flat strip to one of the sheets is easy and inexpensive possible.
  • Bias is formed substantially C-shaped.
  • the c-shaped design an optimal spring action of the spring element is achieved.
  • a spring element can be easily and inexpensively manufactured and mounted.
  • the spring force is best distributed by the c-shaped design.
  • the housing is formed by a plurality of housing parts, in particular a pole pot, a motor housing and / or a housing cover.
  • the laminated core is arranged without play by the spring element between the housing parts. Due to the play-free arrangement, in particular hydraulic impacts, magnetic forces,
  • the electrical machine is a pump.
  • FIG. 2 shows a pump according to the invention
  • Figure 3 is a spring plate
  • Figure 4 shows a laminated core with a spring plate.
  • the axial direction and the z-direction in this application denotes the axial direction of the electric machine 1, which coincides with the rotor axis.
  • the xy plane, in which the metal sheets extend spans.
  • the electric machine 1 according to the invention will be explained by way of example with reference to a pump 1.
  • the machine according to the invention can also be an electric motor or a generator.
  • the same parts are provided with the same reference numerals in the following.
  • the pump 1 can be used in particular in a cooling system of a vehicle.
  • the pumps 1 and 100 of Figures 1 and 2 generally comprise an electrical part, in particular a stator 24, a printed circuit board 60 and a housing member, or a motor housing 12, and a hydraulic part, in particular a rotor 26 with impeller 28 and at least one
  • Housing element preferably a pole pot 14 and a housing cover 20.
  • the housing cover 20 has an inlet 21 and an outlet 22.
  • the pump 1 and 100 delivers a fluid, in particular a gas and / or a
  • the fluid flows through the inlet 21 to the impeller 28. Promoted by the impeller 28, the fluid flows out of the pump 1, 100 via the outlet 22.
  • a, in particular fixed, axis 36 is provided.
  • the axle 36 supports and carries the rotating components, such as the rotor 26 and the impeller 28 of the pump 1, 100.
  • the rotor 26 and the impeller are interconnected by means of a driver 27. The movement of the rotor 26 is over the
  • the axis 36 interacts with the pole pot 14.
  • the axis 36 and the pole pot are firmly connected.
  • the rotor axis coincides with the axis 36, in particular, the axis 36 and the rotor axis parallel to each other.
  • the rotor 26 is rotatably mounted relative to the axis 36.
  • the pump 1 has at least one laminated core 30, wherein the laminated core 30 may be part of the stator 24 and / or part of the rotor 26. According to Figure 1 and Figure 2, the stator 24 of the pump 1, 100 the
  • the laminated core 30 comprises a plurality of individual sheets 40, wherein the individual sheets 40 are arranged together or
  • the individual sheets 40 are piled up.
  • the individual sheets 40 are arranged along the rotor axis, or in the z-direction to each other.
  • the sheets 40 of the laminated core 30 are stacked one behind the other.
  • the individual sheets 40 are formed substantially the same.
  • the individual sheets 40 have an insulating layer.
  • the insulating layer prevents the formation of an electrical current flow parallel to the rotor axis.
  • the laminated core 30 has winding carriers 32 which carry the windings 34.
  • the windings 34 are by means of
  • the design of the pump 1 is particularly important to ensure that the contact pins 62 between the windings 34 and the circuit board 60 remain as free of stress during operation. This requirement assumes that there is a firm clamping of the laminated core 30 relative to the housing 10, 12, 14, 20. Also, the printed circuit board 60 must be stored statically determined or fixed to the housing 10, 12, 14, 20 or parts of the housing. The fixing of the printed circuit board 60 by means of locking elements 64, in particular latching hooks, which engage in the circuit board 60 and a movement in the x-y-
  • compression springs 160 are used for fixing the stator 24 or the laminated core 30 in the housing 10, 12 as shown in Figure 1 compression springs 160 are used.
  • the compression springs 160 are positioned and guided by a plastic disk 180.
  • the plastic disk 180 pins 190 which are perpendicular to the
  • Plastic disk 180 are arranged on the plastic disk 180.
  • the pins 190 extend parallel to the rotor axis of the pump 100 and prevent
  • the compression springs 160 are during assembly along the rotor axis
  • FIG. 2 shows a pump 1 according to the invention with a sheet metal 50 which is connected to a spring element 54.
  • a sheet metal 50 which is connected to a spring element 54.
  • the spring element 54 and one of the sheets 50 are integrally formed.
  • spring plates 50 the sheets 50, on which a spring element 54 is formed or which are connected to a spring element 54, in particular in one piece, referred to as spring plates 50.
  • the spring plate 50 provides an easy to use and thus
  • FIG. 3 shows a spring plate 50 according to the invention.
  • the spring plate 50 has a base element 52, at least one spring element 54 and at least one tooth element 56.
  • the base member 52 is preferably formed as a ring and forms the base of the spring plate 50.
  • At least one toothed element 56 and at least one spring element 54 are arranged on the base element 52.
  • the base member 52, the tooth elements 56 and the spring elements 54 are integrally formed.
  • the spring elements 54 and the tooth elements 56 point in the direction of the rotor 26, or when the laminated core 30 is part of the rotor in the direction of the stator.
  • the spring plate 50 may have any number of spring elements 54 and tooth elements 56.
  • the spring plate 50 has the same number of spring elements 54 as tooth elements 56.
  • the tooth elements 56 have a tooth neck 57 and a tooth head 58.
  • the tooth neck 57 forms a connection between the tooth head 58 and the base element 52.
  • a winding 34 in particular a coil, is wound.
  • the tooth head 58 prevents the winding 34 from slipping off the toothed element 56.
  • the spring element 54 is preferably designed as an elastic tab.
  • the spring element 54 is at a first longitudinal end face with the
  • the opposite second longitudinal end face of the spring element 54 represents a free end.
  • the spring element 54 is viewed in cross section, in particular when there is no bias, C-shaped. For example, that can
  • Spring element 54 may be formed in six or nine-shaped in cross section.
  • the spring element 54 extends away from the laminated core 30. Due to the design, the spring element 54 counteracts with a force of its deformation and can thus be used for the production of the bias and thus for the backlash-free fixation.
  • the spring element 54 acts in particular resiliently. During assembly of the laminated core 30, the spring element 54 is compressed, in particular elastically deformed, preferably
  • the laminated core 30 has a plurality of sheets 40.
  • the sheets 40 are shown in FIG.
  • the metal sheets 40 have a base element 42 and tooth elements 44.
  • the tooth elements 44 are arranged on the base element 42 of the sheets 40.
  • the tooth elements 44 point in the direction of the rotor 26 and the stator.
  • the tooth elements 44 of the sheets 40 are the same as the tooth elements 56 of the spring plate 50 is formed.
  • the tooth elements 44 of the sheets 40 and the tooth elements 56 of the spring plate 50 are formed identically.
  • the tooth elements 44 and 56 are superimposed during assembly, or arranged in coincidence parallel to the rotor axis to each other, in particular stacked.
  • the tooth elements 44 of the sheets 40 and the tooth elements 56 of the spring plate 50 form together arranged at least one winding support 32nd Der Winding support 32 is wrapped with a winding wire, which forms at least one winding 34.
  • the number of winding supports 32 corresponds to the number of toothed elements 44 per sheet.
  • the laminated core 30 has six winding carriers 32.
  • Each winding support 32 can be wound with any number of windings, preferably, each winding support 32 has a winding 34.
  • the sheets 40 and the spring plate 50 outside the housing 10 can already be wound.
  • the plurality of sheets 40, the at least one spring plate 50 and the windings 34 form a one-piece component of the pump first
  • the plates 40 and the spring plate 50 have a recess in which in particular the pole pot 14 and the rotor is arranged, or are. Recess is advantageously circular and has a larger radius than the radius of the rotor 26 or the pole pot 14.
  • the electric machine 1 according to FIG. 2 is designed as an internal rotor with an internal rotor 26.
  • the stator 24 surrounds the rotor 26 in the xy plane.
  • the rotor 24 has elements that cooperate with a magnetic field.
  • the rotor 24 is connected to an impeller 28, in particular by a driver 27.
  • the rotor 24 and the impeller 28 are integrally formed.
  • the tooth elements 44, 56 and the spring elements 54 may also be arranged on the outside of the base element 52, 42.
  • the electric machine 1 may be formed as an external rotor. In an external rotor, the laminated core 30 of the stator 24 is surrounded by the rotor 26.
  • FIG. 4 shows a laminated core 30 having a multiplicity of metal sheets 40 and a spring metal sheet 50.
  • the tooth elements 44 of the sheets 40 and the Tooth elements 50 of the spring plate 50 form at least one winding carrier 32. According to FIG. 4, six winding carriers are formed on the laminated core 30.
  • the laminated core 30 is arranged together with the spring plate 50 in the housing 10.
  • the laminated core 30 and the spring plate 50 is disposed within the motor housing 12.
  • the motor housing 12 has a, in particular revolving, means 38, which forms a stop 38 for the laminated core 30, on.
  • the means 38 forms a stop in the z-direction, or axial direction of the pump 1. In the assembled state, the laminated core 30 bears against the means 38.
  • the spring plate 54 is in particular front side on the laminated core 30th
  • the spring plate 54 is thus an outboard of the
  • the spring plate 54 may, however, also be arranged with respect to the rotor axis within the laminated core 30.
  • the spring plate 54 may be the second or third plate from the outside, relative to the rotor axis of the laminated core 30.
  • a pole pot 14 serves to separate the laminated core 30 from the
  • the pole pot 14 has a
  • the frame member 72 is as
  • Hollow cylinder is formed and extends parallel to the rotor axis of the pump 1.
  • the frame member 72 is closed by the Poltopfkopfende 74.
  • a retaining ring 76 is formed at the opposite end of the Poltopfende 74 of the frame member 71.
  • the retaining ring 76 extends in the x-y plane, perpendicular to the rotor axis.
  • the retaining ring 76, the head end 74 and the frame member 72 are preferably integrally formed.
  • the frame element 72 is made of a material which optimally conducts a magnetic flux, ie with as few losses or turbulences as possible from the laminated core 30 to the rotor 26 and vice versa.
  • the spring element 54 of the spring plate 52 interacts with the pole pot 14,
  • the spring elements 54 are compressed during assembly of the pump 1, or prestressed. Due to the bias of the spring elements 54 during assembly, a play-free connection of the laminated core 30 to the housing 10 is made possible. Preferably, the spring element 54 is elastically deformed during assembly and counteracts this elastic deformation. The spring element 54 acts with a first force in the direction of the laminated core 30 and with a second force in the direction of the pole pot 14. Due to the bias voltage during assembly, the laminated core 30 is fixed without play within the motor housing 10. Due to the play-free fixation have hydraulic shocks, magnetic forces and commenting vibration loads, in particular
  • the windings 34 have connecting lines, which are designed in particular as contact pins 62 on.
  • the contact pins 62 connect to
  • the circuit board 60 is preferably fixed or locked by means of latching hooks 64 on the motor housing 12.
  • the construction according to the invention of the electric machine 1, in particular of the pump, with a spring plate 50 represents a cost-effective possibility for a play-free locking of the laminated core 30 within the housing 10.
  • the spring plates 50 and the plates 40 can be produced in particular by means of a stamping bending process. No additional components such as springs, washers, pins, etc. are needed. Also can by the
  • the laminated core 30 has more than one spring plate 50. According to another embodiment, the
  • Laminated core 50 at the ends relative to the rotor axis ends of the laminated core 30 each have a spring plate 50 on.
  • the spring plate 50 does not have to be the sheet metal which is expressed at the front ends.
  • the laminated core 30, which is essentially cylindrical, is arranged between the motor housing 12 and the pole pot 14. It is characterized by at least one spring arm 54 between the stop of the
  • the pole pot 14, the motor housing 12 and the housing cover 20 are fastened together by means of joining, preferably by a screw.
  • the assembly is simplified compared to the known structure.
  • the spring plate 50 can be wrapped together with the sheets 40 and thus forms a component. Subsequently, the component comprising the
  • the spring plate 50 is arranged in the axial direction between the sheets 40. In particular, they stand out

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) mit einem Gehäuse (10, 12, 14, 20) und einem Blechpaket (30), wobei das Blechpaket (30) eine Vielzahl von axial aneinander angeordneter Bleche (40) umfasst, wobei das Blechpaket (30) durch ein Federelement (54) spielfrei an oder in dem Gehäuse (10, 12, 14, 20) angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das Federelement (54) mit dem Blechpaket (30) fest verbunden ist.

Description

Beschreibung Titel
Elektrische Maschine mit einem Blechpaket mit Federelement
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine nach Gattung der unabhän; Ansprüche.
Stand der Technik
Es ist schon eine elektrische Maschine mit einem Gehäuse und einem
Blechpaket bekannt. Auch ist bekannt, dass das Blechpaket eine Vielzahl von aneinander angeordneten Blechen aufweist. Weiter ist bekannt, dass das Blechpaket durch sechs seperate Druckfedern im Gehäuse spielfrei fixiert wird.
Die Druckfedern sind durch eine Kunststoffscheibe mit Stiften positioniert.
Offenbarung der Erfindung Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass der Bauraum gegenüber den im Stand der Technik bekannten Aufbauten minimiert ist. Auch die Herstellung der Bauteile und die Montage der elektrischen Maschine ist vereinfacht. Weiterhin ist von Vorteil, dass durch die Vereinfachung der Herstellung und der Montage die Herstellungskosten gesenkt sind.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale. Besonders vorteilhaft ist, dass das Federelement mit einem der Bleche fest verbunden ist. Durch die Verbindung des Federelements mit zumindest einem der Bleche ist eine Vereinfachung der Montage ermöglicht. Vorzugsweise ist das Federelement an einem der Bleche befestigt. Insbesondere erfolgt die
Befestigung des Federelements an dem Blech mittels Fügen. Bei der Montage kann das Blech mit dem Federelement wie die anderen Bleche des Blechpakets montiert werden.
Es ist als vorteilhaft anzusehen, dass das Federelement mit einem der Bleche des Blechpakets einstückig ausgebildet ist. Durch die einstückige Ausbildung eines der Bleche und dem Federelement wird eine Vereinfachung der
Herstellung erreicht. Insbesondere ist das Blech mit dem Federelement mittels eines Stanzbiegeverfahrens hergestellt.
Vorteilhaft ist, dass die spielfrei Anordnung des Blechpakets durch die
Vorspannung des Federelements bei der Montage bewirkt wird. Das
Federelement wird insbesondere bei der Montage zusammengedrückt wodurch eine Vorspannung erreicht wird. Die Vorspannung verhindert eine relative Bewegung des Blechpakets gegenüber dem Gehäuse, insbesondere in axialer Richtung oder entlang der Rotorachse.
Eine vorteilhafte Weiterbildung ist, dass das Federelement an einem der axial außenliegenden Bleche des Blechpakets ausgebildet ist. Das Blech mit dem Federelement ist als Endbelch ausgebildet.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Bleche des Blechpakets mindestens einen Wicklungsträger bilden, auf dem mindestens eine Wicklung aufgewickelt ist. Die Ausbildung eines Wicklungsträgers durch die Bleche vereinfacht die Herstellung der elektrischen Maschine. Auch sind keine zusätzlichen Bauteile notwendig. An dem Wicklungsträger ist eine Wicklung aufgewickelt.
Vorteilhaft wird der mindestens eine Wicklungsträger durch das Blech mit dem Federelement sowie weitere Bleche, insbesondere alle Bleche des Blechpakets gebildet. Als vorteilhaft ist anzusehen, dass die Bleche des Blechpakets jeweils ein Basiselement aufweisen. An den Basiselementen der Bleche sind radial innenliegend oder radial außenliegend Zahnelemente ausgebildet. Die
Zahnelemente bilden die Wicklungsträger. Die Zahnelemente ermöglichen eine einfache Ausbildung von mindestens einem Wicklungsträger an dem Blechpaket.
Vorteilhaft ist, dass das Federelement radial innenliegend oder radial
außenliegend an einem Basiselement ausgebildet ist. Somit ist das
Federelement bestmöglich für seine Funktion angeordnet. Die Herstellung des Blechs mit dem Federelement kann insbesondere mittels dem Stanz-Biege-
Verfahren erfolgen.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung besteht darin, dass das Federelement parallel zur Rotorachse auf das Blechpaket und das Gehäuse wirkt. Das
Federelement wirkt in oder entgegen der axialen Richtung auf das Blechpaket und das Gehäuse, wodurch eine spielfreie Fixierung des Blechpakets in oder an dem Gehäuse erreicht wird. Durch die Wirkung des Federelements parallel zur Rotorachse wird eine spielfreie Fixierung des Blechpakets parallel zur
Rotorachse erreicht.
Vorteilhaft ist, dass das Federelement als elastisches Flachband ausgebildet ist. Ein als elastisches Flachband ausgebildetes Federelement kann einfach und kostengünstig insbesondere mittels eines Stanzbiegeverfahrens hergestellt werden. Auch die Anordnung, das Verbinden und/oder das Befestigen des elastischen Flachbands an einem der Bleche ist einfach und kostengünstig möglich.
Besonders vorteilhaft ist, dass das Federelement im Querschnitt ohne
Vorspannung im Wesentlichen c-förmig ausgebildet ist. Durch die c-förmige Ausbildung wird eine optimale Federwirkung des Federelements erreicht. Ferner kann ein solches Federelement einfach und kostengünstig hergestellt und montiert werden. Auch ist von Vorteil dass die Federkraft durch die c-förmige Ausbildung bestmöglich verteilt ist. Vorteilhaft ist, dass das Gehäuse durch mehrere Gehäuseteile, insbesondere einen Poltopf, einem Motorgehäuse und/oder einen Gehäusedeckel, gebildet ist. Auch ist von Vorteil, dass das Blechpaket spielfrei durch das Federelement zwischen den Gehäuseteilen angeordnet ist. Durch die spielfreie Anordnung haben insbesondere hydraulische Schläge, Magnetkräfte,
kommentierungsbedingte Vibrationsbelastungen und Schüttelbelastungen keine Auswirkungen auf die Verbindung zwischen den Wicklungen an dem Blechpaket und der Leiterplatte.
Von Vorteil ist, dass mehrere Federelemente an einem der Bleche ausgebildet sind. Ferner ist von Vorteil, dass die Anzahl der Federelemente der Anzahl der Wicklungsträger entspricht. Durch die gleich Anzahl von Federelementen und Wicklungsträgern ist die Kraftverteilung optimal möglich. Es 6= ergibt sich eine Symmetrie zwischen Wicklungsträger und Federelemente. Vorteilhaft ist, dass insbesondere die Federelementeund die Wicklungsträger sich in
Umfangsrichtung des Blechpakets abwechseln. Durch die abwechselnde
Anordnung der Wicklungsträger und der Federelement wird eine gleichmäßige Teilung der Kraft durch die Vorspannung erreicht. Es wird die Fixierung des Blechpakets innerhalb des Gehäuses verbessert. Auch wird die Montage und der gleichmäßige Kraftverteilung vereinfacht.
Vorteilhaft ist, dass die elektrische Maschine eine Pumpe ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine bekannte Pumpe,
Figur 2 eine erfindungsgemäße Pumpe,
Figur 3 ein Federblech und
Figur 4 ein Blechpaket mit einem Federblech. Soweit nicht anders genannt, bezeichnet die axiale Richtung und die z-Richtung in dieser Anmeldung die Achsrichtung der elektrischen Maschine 1, die mit der Rotorachse zusammenfällt. Senkrecht dazu spannt sich die x-y- Ebene auf, in der sich die Bleche erstrecken.
Im Folgenden wird die erfindungsgemäße elektrische Maschine 1 beispielhaft anhand einer Pumpe 1 erläutert. Die erfindungsgemäße Maschine kann insbesondere auch ein Elektromotor oder ein Generator sein. Ferner sind im Folgenden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Pumpe 1 kann insbesondere in einem Kühlsystem eines Fahrzeugs eingesetzt werden.
Die Pumpen 1 und 100 der Figuren 1 und 2 umfassen im allgemeinen einen elektrischen Teil, insbesondere einen Stator 24, eine Leiterplatte 60 und ein Gehäuseelement, bzw. ein Motorgehäuse 12, sowie einen hydraulischen Teil, insbesondere einen Rotor 26 mit Flügelrad 28 sowie mindestens einem
Gehäuseelement, vorzugsweise einen Poltopf 14 und einem Gehäusedeckel 20. Der Gehäusedeckel 20 weist einen Einlass 21 und einen Auslass 22 auf. Die Pumpe 1 und 100 fördert ein Fluid, insbesondere ein Gas und/oder eine
Flüssigkeit. Das Fluid strömt durch den Einlass 21 zu dem Flügelrad 28. Von dem Flügelrad 28 gefördert strömt das Fluid über den Auslass 22 aus der Pumpe 1, 100.
Ferner ist eine, insbesondere feststehende, Achse 36 vorgesehen. Die Achse 36 lagert und trägt die drehenden Bauteile, wie den Rotor 26 und das Flügelrad 28 der Pumpe 1, 100. Der Rotor 26 und das Flügelrad sind mittels eines Mitnehmers 27 miteinander verbunden. Die Bewegung des Rotors 26 wird über den
Mitnehmer 27 an das Flügelrad 28 übertragen. Die Achse 36 wirkt mit dem Poltopf 14 zusammen. Insbesondere sind die Achse 36 und der Poltopf fest miteinander verbunden. Die Rotorachse fällt mit der Achse 36 zusammen, insbesondere verlaufen die Achse 36 und die Rotorachse parallel zueinander. Der Rotor 26 ist gegenüber der Achse 36 drehbar gelagert.
Die Pumpe 1 weist zumindest ein Blechpaket 30 auf, wobei das Blechpaket 30 Teil des Stators 24 und/oder Teil des Rotors 26 sein kann. Gemäß Figur 1 und Figur 2 weist der Stator 24 der Pumpe 1, 100 das
Blechpaket 30 auf. Das Blechpaket 30 umfasst eine Vielzahl von einzelnen Blechen 40, wobei die einzelnen Bleche 40 aneinander angeordnet bzw.
aufgestapelt sind. Die einzelnen Bleche 40 sind entlang der Rotorachse, bzw. in z-Richtung aneinander angeordnet. Die Bleche 40 des Blechpakets 30 sind hintereinander gestapelt. Die einzelnen Bleche 40 sind im Wesentlichen gleich ausgebildet. Vorzugsweise weisen die einzelnen Bleche 40 eine isolierende Schicht auf. Die isolierende Schicht verhindert die Ausbildung eines elektrischen Stromflusses parallel zur Rotorachse. Das Blechpaket 30 weist Wicklungsträger 32 auf, welche die Wicklungen 34 tragen. Die Wicklungen 34 sind mittels
Kontaktpins 62 mit der Leiterplatte 60 elektrisch verbunden.
Bei der Konstruktion der Pumpe 1 ist besonders darauf zu achten, dass die Kontaktpins 62 zwischen den Wicklungen 34 und der Leiterplatte 60 möglichst belastungsfrei während des Betriebs bleiben. Diese Anforderung setzt voraus, dass eine feste Einspannung des Blechpakets 30 gegenüber dem Gehäuse 10, 12, 14, 20 besteht. Auch muss die Leiterplatte 60 statisch bestimmt gelagert bzw. fest an dem Gehäuse 10, 12, 14, 20 oder Teilen des Gehäuses fixiert sein. Die Fixierung der Leiterplatte 60 erfolgt mittels Rastelementen 64, insbesondere Rasthaken, die in die Leiterplatte 60 eingreifen und eine Bewegung in der x-y-
Ebene oder entlang der Rotorachse verhindern.
Zur Fixierung des Stators 24 bzw. des Blechpakets 30 im Gehäuse 10, 12 werden wie in Figur 1 dargestellt Druckfedern 160 eingesetzt. Die Druckfedern 160 werden durch eine Kunststoffscheibe 180 positioniert und geführt. Hierzu weist die Kunststoffscheibe 180 Stifte 190 auf, die senkrecht zu der
Kunststoffscheibe 180 an der Kunststoffscheibe 180 angeordnet sind. Die Stifte 190 verlaufen parallel zur Rotorachse der Pumpe 100 und verhindern ein
Verschieben, bzw. ein Verrutschen der Federn 160 innerhalb der x-y-Ebene. Die Druckfedern 160 werden bei der Montage entlang der Rotorachse
zusammengedrückt und verspannen den Stator 24, bzw. das Blechpaket 30 mit dem Gehäuse 10, insbesondere mit den Gehäuseelementen 12 und 14, vorzugsweise mit dem Motorgehäuse 12 und dem Poltopf 14. Dieses
Fixierungsprinzip benötigt jedoch eine erhöhte Anzahl von Bauteilen,
insbesondere werden vorzugsweise sechs Druckfedern 160 und eine Kunststoffscheibe 180 mit sechs Stiften 190 benötigt. Auch wird viel Bauraum in z-Richtung beansprucht. Ferner müssen die Druckfedern 160 bei der Montage an den Stiften 190 angeordnet werden. Diese Anordnung und die Anordnung der Kunststoffscheibe 180 stellen zusätzliche Montageschritte dar.
In Figur 2 ist eine erfindungsgemäße Pumpe 1 mit einem Blech 50, welches mit einem Federelement 54 verbunden ist, dargestellt. Erfindungsgemäß erfolgt die spielfreie Anordnung, insbesondere die Fixierung, des Stators 24, bzw. des Blechpakets 30 in oder an dem Gehäuse 10, 12, 14, 20 durch das vorgespannte Federelement 54. Vorzugsweise sind das Federelement 54 und eines der Bleche 50 einstückig ausgebildet.
Im Folgenden werden die Bleche 50, an denen ein Federelement 54 ausgebildet ist oder die mit einem Federelement 54, insbesondere einstückig, verbunden sind, als Federbleche 50 bezeichnet.
Das Federblech 50 sorgt für eine einfach umzusetzende und damit
kostengünstige spielfreie Fixierung des Blechpakets 30 an oder in dem Gehäuse 10, bzw. den Gehäuseteilen 12, 14. Auch wird der benötigte Bauraum deutlich verkleinert. Wie aus den Figuren 1 und 2 entnommen werden kann ist der Bauraum der Pumpe 1 in der Figur 2 gegenüber dem Bauraum der Pumpe 100 in Figur 1 verringert.
In Figur 3 ist ein erfindungsgemäßes Federblech 50 dargestellt. Das Federblech 50 weist ein Basiselement 52, zumindest ein Federelement 54 und zumindest ein Zahnelement 56 auf. Das Basiselement 52 ist vorzugsweise als Ring ausgebildet und bildet die Basis des Federblechs 50. An dem Basiselement 52 sind mindestens ein Zahnelement 56 und mindestens ein Federelement 54 angeordnet. Vorteilhaft sind das Basiselement 52, die Zahnelemente 56 und die Federelemente 54 einstückig ausgebildet. Die Federelemente 54 und die Zahnelemente 56 zeigen in Richtung des Rotors 26, bzw. wenn das Blechpaket 30 Teil des Rotors ist in Richtung des Stators. Das Federblech 50 kann beliebig viele Federelemente 54 und Zahnelemente 56 aufweisen. Vorzugsweise weist das Federblech 50 gleich viele Federelemente 54 wie Zahnelemente 56 auf. Die Zahnelemente 56 weisen einen Zahnhals 57 und einen Zahnkopf 58 auf. Der Zahnhals 57 bildet eine Verbindung zwischen dem Zahnkopf 58 und dem Basiselement 52. Um den Zahnhals 57 ist insbesondere eine Wicklung 34, insbesondere eine Spule, gewickelt. Der Zahnkopf 58 verhindert ein Abrutschen der Wicklung 34 von dem Zahnelement 56.
Das Federelement 54 ist vorzugsweise als elastische Lasche ausgebildet. Das Federelement 54 ist an einer ersten längsseitigen Stirnfläche mit dem
Basiselement 52 des Federblechs 50 verbunden. Die gegenüberliegende zweite längsseitige Stirnfläche des Federelements 54 stellt ein freies Ende dar. Das Federelement 54 ist im Querschnitt betrachtet, insbesondere wenn keine Vorspannung vorliegt, C-förmig ausgebildet. Beispielsweise kann das
Federelement 54 im Querschnitt auch sechs- oder neunförmig ausgebildet sein. Das Federelement 54 erstreckt sich von dem Blechpaket 30 weg. Durch die Ausbildung wirkt das Federelement 54 mit einer Kraft seiner Verformung entgegen und kann damit für die Herstellung der Vorspannung und damit für die spielfreie Fixierung eingesetzt werden. Das Federelement 54 wirkt insbesondere federnd. Bei der Montage des Blechpakets 30 wird das Federelement 54 zusammengedrückt, insbesondere elastisch verformt, vorzugsweise
vorgespannt. Durch die Vorspannung wird eine spielfreie Anordnung des Blechpakets 30 in oder an dem Gehäuse 10, 12, 14, 20 erreicht.
Ferner weist das Blechpaket 30 eine Vielzahl von Blechen 40 auf. Die Bleche 40 sind in Figur 4 dargestellt. Die Bleche 40 weisen ein Basiselement 42 und Zahnelemente 44 auf. Die Zahnelemente 44 sind an dem Basiselement 42 der Bleche 40 angeordnet. Die Zahnelemente 44 zeigen in Richtung des Rotors 26 bzw. des Stators. Die Zahnelemente 44 der Bleche 40 sind gleich wie die Zahnelemente 56 des Federblechs 50 ausgebildet. Die Zahnelemente 44 der Bleche 40 und die Zahnelemente 56 des Federblechs 50 sind identisch ausgebildet. Die Zahnelemente 44 und 56 werden bei der Montage übereinander gelegt, bzw. in Deckungsgleich parallel zur Rotorachse aneinander angeordnet, insbesondere aufgestapelt.
Die Zahnelemente 44 der Bleche 40 und die Zahnelemente 56 des Federblechs 50 bilden aneinander angeordnet mindestens einen Wicklungsträger 32. Der Wicklungsträger 32 ist mit einem Wicklungsdraht umwickelt, der mindestens eine Wicklung 34 bildet. Die Anzahl der Wicklungsträger 32 entspricht der Anzahl an Zahnelementen 44 je Blech. Gemäß Figur 4 weist das Blechpaket 30 sechs Wicklungsträger 32 auf. Jeder Wicklungsträger 32 kann mit beliebig vielen Wicklungen bewickelt sein, vorzugsweise weist jeder Wicklungsträger 32 eine Wicklung 34 auf.
Zur Vereinfachung der Montage können die Bleche 40 und das Federblech 50 außerhalb des Gehäuses 10 bereits bewickelt werden. Somit bilden die Vielzahl an Blechen 40, das mindestens eine Federblech 50 und die Wicklungen 34 eine einteilige Komponente der Pumpe 1.
Gemäß Figur 3 und Figur 4 sind die Zahnelemente 44 der Bleche 40
innenliegend an dem Blechen 40 ausgebildet. Die Zahnelemente 56 der
Federbleche 50 sind ebenfalls innenliegend an dem Basiselement 52
ausgebildet. Die Bleche 40 und das Federblech 50 weisen eine Ausnehmung auf, in der insbesondere der Poltopf 14 und der Rotor angeordnet wird, bzw. sind. Ausnehmung ist vorteilhaft kreisförmig und weist einen größeren Radius als der Radius des Rotors 26 oder des Poltopfs 14 auf.
Die elektrische Maschine 1 gemäß Figur 2 ist als Innenläufer mit einem innenliegenden Rotor 26 ausgebildet. Der Stator 24 umgibt den Rotor 26 in der x- y- Ebene.Der Rotor 24 weist Elemente auf, die mit einem magnetischen Feld zusammenwirken. Ferner ist der Rotor 24 mit einem Flügelrad 28, insbesondere durch einen Mitnehmer 27, verbunden. Insbesondere ist der Rotor 24 und das Flügelrad 28 einteilig ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Zahnelemente 44, 56 und die Federelemente 54 auch außenliegend an dem Basiselement 52, 42 angeordnet sein. Auch kann die elektrische Maschine 1 als Außenläufer ausgebildet sein. Bei einem Außenläufer ist das Blechpaket 30 des Stators 24 von dem Rotor 26 umgeben.
In Figur 4 ist ein Blechpaket 30 mit einer Vielzahl von Blechen 40 und einem Federblech 50 dargestellt. Die Zahnelemente 44 der Bleche 40 und die Zahnelemente 50 des Federblechs 50 bilden mindestens einen Wicklungsträger 32. Gemäß Figur 4 sind sechs Wicklungsträger an dem Blechpaket 30 ausgebildet.
Das Blechpaket 30 wird zusammen mit dem Federblech 50 in dem Gehäuse 10 angeordnet. Vorzugsweise wird das Blechpaket 30 und das Federblech 50 innerhalb des Motorgehäuses 12 angeordnet. Das Motorgehäuse 12 weist ein, insbesondere umlaufendes, Mittel 38, welches einen Anschlag 38 für das Blechpaket 30 bildet, auf. Das Mittel 38 bildet einen Anschlag in z-Richtung, bzw. axialer Richtung der Pumpe 1. Im montierten Zustand liegt das Blechpaket 30 an dem Mittel 38 an.
Das Federblech 54 ist insbesondere Stirnseitig an dem Blechpaket 30
ausgebildet. Das Federblech 54 ist somit ein außenliegendes Blech des
Blechpakets 30. Gemäße einer weiteren Ausführungsform kann das Federblech 54 jedoch auch bezogen auf die Rotorachse innerhalb des Blechpakets 30 angeordnet sein. Insbesondere kann das Federblech 54 das zweite oder dritte Blech von außen, bezogen auf die Rotorachse des Blechpakets 30 sein.
Ein Poltopf 14 dient zur Trennung des Blechpakets 30 von dem
fluiddurchströmten Bereich der Pumpe 1. Der Poltopf 14 weist ein
zylinderförmiges Rahmenelement 72 auf. Das Rahmenelement 72 ist als
Hohlzylinder ausgebildet und verläuft parallel zur Rotorachse der Pumpe 1. Das Rahmenelement 72 wird von dem Poltopfkopfende 74 abgeschlossen. An der dem Poltopfende 74 gegenüberliegenden Ende des Rahmenelements 71 ist ein Haltering 76 ausgebildet. Der Haltering 76 verläuft in der x-y- Ebene, senkrecht zur Rotorachse. Der Haltering 76, das Kopfende 74 und das Rahmenelement 72 sind vorzugsweise einstückig ausgebildet. Das Rahmenelement 72 ist aus einem Material gefertigt, welches einen magnetischen Fluss bestmöglich, also mit möglichst wenigen Verlusten oder Verwirbelungen vom Blechpaket 30 zum Rotor 26 und umgekehrt leitet.
Das Federelement 54 des Federblechs 52 wirkt mit dem Poltopf 14,
insbesondere dem Haltering 76 des Poltopfs 14, zusammen. Das, bzw. die Federelemente 54 werden bei der Montage der Pumpe 1 zusammengedrückt, bzw. vorgespannt. Durch die Vorspannung der Federelemente 54 bei der Montage ist eine spielfreie Verbindung des Blechpakets 30 mit dem Gehäuse 10 ermöglicht. Vorzugsweise wird das Federelement 54 bei der Montage elastisch verformt und wirkt dieser elastischen Verformung entgegen. Das Federelement 54 wirkt mit einer ersten Kraft in Richtung des Blechpakets 30 und mit einer zweiten Kraft in Richtung des Poltopfs 14. Durch die Vorspannung bei der Montage wird das Blechpaket 30 spielfrei innerhalb des Motorgehäuses 10 fixiert. Durch die spielfreie Fixierung haben hydraulische Schläge, Magnetkräfte und kommentierungsbedingte Vibrationsbelastungen, insbesondere
Schüttelbelastungen keine Auswirkungen auf das Blechpaket 30. Dennoch ist eine Ausdehnung des Blechpakets 30 oder weitere Bauteile der elektrischen Maschine 1 durch Temperaturveränderungen möglich. Insbesondere kann das Gehäuse und das Belchpaket aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Materialien unterschiedliche temperaturbedingte Ausdehnungen aufweisen.
Die Wicklungen 34 weisen Anschlussleitungen, die insbesondere als Kontaktpins 62 ausgeführt sind, auf. Die Kontaktpins 62 stellen eine Verbindung zur
Leiterplatte 60 her. Die Leiterplatte 60 wird vorzugsweise mittels Rasthaken 64 an dem Motorgehäuse 12 fixiert bzw. arretiert.
Temperaturbedingte Ausdehnung, Hydraulische Schläge, Magnetkräfte und kommentierungsbedingte Vibrationsbelastungen haben durch die spielfreie Fixierung des Blechpakets 30 und der Leiterplatte 60 an dem Gehäuse 10 und Gehäuseelementen 12, 14, 20 keine Auswirkungen auf die Haltbarkeit der Pumpe 1.
Die erfindungsgemäße Ausbildung der elektrischen Maschine 1, insbesondere der Pumpe stellt mit einem Federblech 50 eine kostengünstige Möglichkeit für eine spielfreie Arretierung des Blechpakets 30 innerhalb des Gehäuses 10 dar. Die Federbleche 50 und die Bleche 40 können insbesondere mittels eines Stanzbiegeverfahrens hergestellt werden. Es werden keine zusätzlichen Bauteile wie Federn, Scheiben, Stifte usw. benötigt. Auch kann durch die
erfindungsgemäße Ausgestaltung der Pumpe 1 der Bauraum, insbesondere entlang der Rotorachse deutlich verkleinert werden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Blechpaket 30 mehr als ein Federblech 50 auf. Gemäß einer weiteren Ausfürhungsform weist das
Blechpaket 50 an den bezogen auf die Rotorachse stirnseitigen Enden des Blechpakets 30 jeweils ein Federblech 50 auf. Das Federblech 50 muss hierbei nicht das an den stirnseitigen Enden äußerte Blech sein.
Das Blechpaket 30, welches im Wesentlichen zylinderringförmig ausgebildet ist, ist zwischen dem Motorgehäuse 12 und dem Poltopf 14 angeordnet. Es wird durch mindestens einen Federarm 54 zwischen dem Anschlag des
Motorgehäuses 12 und dem Poltopf 14 verspannt und damit fixiert.
Insbesondere wird der Poltopf 14, das Motorgehäuse 12 und der Gehäusedeckel 20 mittels Fügen vorzugsweise durch eine Schraube, aneinander befestigt.
Auch die Montage gestaltet sich gegenüber dem bekannten Aufbau vereinfacht. Das Federblech 50 kann zusammen mit den Blechen 40 umwickelt werden und bildet somit ein Bauteil. Anschließend wird das Bauteil, umfassend die
Federbleche 50 und die Bleche 40 in das Motorgehäuse 12 eingeführt. Die Anordnung des Poltopfs 14 an dem Motorgehäuse 12 und das Verbinden des Poltopfs 14 und des Motorgehäuses 12 führt zu einer Vorspannung der
Federelemente 54.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das Federblech 50 in axialer Richtung zwischen den Blechen 40 angeordnet. Insbesondere ragen die
Federelemente 54 über das strinseitige Ende des Blechpakets 30 hinaus.

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine (1) mit einem Gehäuse (10, 12, 14, 20) und einem
Blechpaket (30), wobei das Blechpaket (30) eine Vielzahl von axial aneinander angeordneter Bleche (40) umfasst, wobei das Blechpaket (30) durch ein Federelement (54) spielfrei an oder in dem Gehäuse (10, 12, 14, 20) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Federelement (54) mit dem Blechpaket (30) fest verbunden ist.
2. Elektrische Maschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass das Federelement (54) mit einem der Bleche (40, 50) verbunden, insbesondere an diesem befestig, ist.
3. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (54) mit einem der Bleche (40, 50) des Blechpakets (30) einstückig ausgebildet ist.
4. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spielfrei Anordnung des Blechpakets (30) durch die Vorspannung des Federelements (54) bei der Montage bewirkt wird und eine relative Bewegung des Blechpakets (30) gegenüber dem Gehäuse (10, 12, 14, 20), insbesondere in axialer Richtung, verhindert ist.
5. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (54) an einem der axial
außenliegenden Blech (50) des Blechpakets ausgebildet ist.
6. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (40) des Blechpakets (30) mindestens einen Wicklungsträger (32) bilden, auf dem mindestens eine Wicklung (34) aufgewickelt ist.
7. Elektrische Maschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass die Bleche (40, 50) des Blechpakets (30) jeweils ein
Basiselement (42, 52) aufweisen, wobei an den Basiselementen (42, 52) der Bleche (40, 50) radial innenliegend oder radial außenliegend Zahnelemente (44, 56) ausgebildet sind, die den Wicklungsträger (32) bilden.
8. Elektrische Maschine (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass das Federelement (54) radial innenliegend oder radial außenliegend an dem Basiselement (52) eines Blechs (50) ausgebildet ist.
9. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (54) in oder entgegen der axialen
Richtung auf das Blechpaket (30) und das Gehäuse (10, 12, 14, 20) wirkt.
10. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (54) als elastisches Flachband ausgebildet ist.
11. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (54) im Querschnitt ohne
Vorspannung im Wesentlichen c-förmig geformt ist.
12. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10) durch mehrere Gehäuseteile (12, 14, 20), insbesondere einen Poltopf (14), einem Motorgehäuse (12) und/oder einen Gehäusedeckel (20), gebildet ist und dass das Blechpaket (30) spielfrei durch das Federelement (54) zwischen den Gehäuseteilen (12, 14, 20) angeordnet ist.
13. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Federelemente (54) ausgebildet sind, wobei insbesondere die Anzahl der Federelemente (54) der Anzahl der Wicklungsträger (32) entspricht und dass insbesondere die Federelemente (54) und die Wicklungsträger (54) sich in Umfangsrichtung des Blechpakets (30) abwechseln.
14. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (1) eine Pumpe ist.
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