WO2020253920A1 - Elektromotor - Google Patents

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WO2020253920A1
WO2020253920A1 PCT/DE2020/200043 DE2020200043W WO2020253920A1 WO 2020253920 A1 WO2020253920 A1 WO 2020253920A1 DE 2020200043 W DE2020200043 W DE 2020200043W WO 2020253920 A1 WO2020253920 A1 WO 2020253920A1
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WO
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housing
clamping
electric motor
motor according
bearing
Prior art date
Application number
PCT/DE2020/200043
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ludwig Hager
Original Assignee
Bühler Motor 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
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Publication of WO2020253920A1 publication Critical patent/WO2020253920A1/de

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14—Casings; Enclosures; Supports
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H02K5/1732—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08—Structural association with bearings
    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor

Definitions

  • the invention relates to an electric motor (1) with a
  • connection of electric motors with add-on parts is often done by screwing or by a form fit produced by forming. Other options are welding processes.
  • Screwing requires a considerable amount of space.
  • the object of the invention is for an electric motor that is easy to manufacture, economical and reliable
  • the bottom area (5) has a central recess (6).
  • the end shield (3) can extend partially through the housing through the recess (6) in the bottom area (5). This results in a simple possibility that Establish a clamping connection in that the area of the end shield (3) protruding through the bottom area (5) can be used as a clamping surface.
  • the clamping connection can be realized by a single clamping surface (12) which has a
  • a uniform distribution of force can also be achieved by providing a plurality of recesses distributed over the bottom area of the housing, one of which is
  • the end shield protrude into the housing.
  • the clamping surface is usually smaller. This is compensated for by a larger number of terminal points. Depending on the number and
  • part of the bearing plate extends through the recess or recesses. This makes it possible that a clamping disc (7) on the one hand
  • the clamping disk can form a central clamping area or several decentrally arranged clamping areas with the clamping area
  • a second embodiment of the invention provides that the housing (2) is clawed directly with the bearing plate (3). No additional component to be installed is therefore necessary. This solution is particularly economical and reliable realizable, but it requires a housing material which has resilient properties.
  • Recess (6) be slotted or cut radially.
  • the base area (5) have a step (8). This enables a greater spring deflection to be achieved, which prevents the clamping force from decreasing when the clamping tongues are incorporated into the clamping surface.
  • the bearing plate (3) should be essentially hollow-cylindrical
  • Bearing receiving space (11) serves as a clamping surface (12). This geometry is already present in many applications, so that any existing parts can be used.
  • the bottom area (5) of the housing (2) is axially covered.
  • the bearing (18) is held in a form-fitting manner on the one hand in the bearing receptacle (10) of the end shield (3) and on the other hand by the base region (5).
  • Bottom area (5) drawn axially in the direction of the motor interior (46) in order to allow an axial overlap between the housing (2) and the end shield (3).
  • the base area (5) is in one piece with a bearing retaining ring (43) by means of bearing retaining spokes (44) and
  • Clamping tongues (41) of a clamping disc (7) are received in spaces (47) between the bearing retaining spokes (44). There the spaces (47) are designed in such a way that there is always play between the bearing retaining spokes (44) and the clamping tongues (41). This ensures that the
  • Clamping tongues (41) can fully develop their clamping effect.
  • the storage spokes are produced by punching out the spaces (47).
  • bearing plate (3) be a wall of the bearing plate (3)
  • a seal (13) is arranged between the bearing plate (3) and the housing (2).
  • the clamping connection causes the seal to lie tightly against the joint partners and be deformed in the process. This leads to a reliable sealing of this housing area.
  • the end shield (3) should fulfill an interface function.
  • the housing projection is from the
  • Housing bottom 5 produced by forming.
  • a projection on the end shield (3) and a recess or recess on the housing (2) would also be possible.
  • Tolerance conditions is smaller than the outer diameter of the clamping surface (12).
  • the clamping tongues (41) should be angled slightly at an angle with respect to a normal plane to the motor axis against the joining direction. If a force acts against the mounting direction, the angle would first have to be reduced to 0. However, due to the diameter relationships between the clamping disc (7) and the clamping surface (12), this is generally not possible without being destroyed.
  • the object is also achieved by a method for producing an electric motor (1) with a housing (2) and a
  • Recess (6) extends, d) feeding the clamping disc (7) on a clamping surface (12) of the end shield (3), pressing the clamping disc (7) onto the clamping surface (12) of the bearing receptacle (10) up to a
  • Further motor components can be: a stator (17), a rotor (30), a motor end shield (14) and a
  • the assembly device act on a pressure ring (39) of the clamping disc (7).
  • FIG. 1 a sectional view of an electric motor
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a housing
  • 6 shows a three-dimensional representation of the housing from FIG. 5
  • FIG. 7 shows a sectional view of an electric motor according to a third embodiment
  • FIG. 10 shows a sectional view of the housing connection of the third embodiment
  • FIG. 11 shows a spatial and a sectional view of the
  • FIG. 1 shows a sectional view of an electric motor 1, with a housing 2, a bearing plate 3, which is part of a pump 20, a motor bearing plate 14, an electronics housing 15, a housing cover 16, and one fastened in the housing 2
  • the motor end shield 14 receives the ball bearing 19.
  • the motor interior 46 is delimited by the end shield 3, the housing 2 and the electronics housing 15.
  • the end shield 3 has a shaft passage 29, a seal receiving groove 31, a recess 32 and a bearing seat 10 for the bearing 18.
  • the recess 32 serves to accommodate a housing projection 33. This serves as an orientation and / or anti-rotation device.
  • the bearing seat 10 has a clamping surface 12 on which a clamping disk 7 is clamped.
  • Clamping disk 7 rests against a bottom area 5 of the housing and holds the position plate 3 on the opposite side of the bottom area 5 in contact with this.
  • a housing projection 33 in the bottom area 5 of the housing 2 serves as a rotation lock.
  • the bearing seat 10 extends through a central recess 6 of the housing 2 in its interior. Between the electronics housing 15 and the housing cover 16 is a
  • Printed circuit board 22 was added, which can be connected to an external voltage source via a plug 25. On the
  • a magnetic sensor 24 is arranged on printed circuit board 22 and interacts with a magnetic sensor 23.
  • the magnetic encoder 23 is received in a holding sleeve 34 which is pressed onto a shaft end of the shaft 21.
  • the housing 2 is with the
  • the housing 2 has a flange 48 with radial extensions 35 in which screw-on eyes 36 (see FIG. 2) are formed.
  • End shield 3 and the pump housing cover are pinned to one another, screwed and by means of a
  • a gerotor pump consisting of a pinion gear 27 and a ring gear 28, is located between the end shield 3 and the pump housing cover
  • Pinion wheel 27 is positively driven along by shaft 21 and engages with the ring gear.
  • Fig. 2 shows a sectional view of the housing connection
  • Bearing receptacle 10 is clamped and in doing so presses the bottom area 5 of the housing 2 against the bearing plate 3.
  • the bottom area 5 has a step 8.
  • the housing 2 is made of a steel material, while the end shield 3 is made of a softer metal.
  • the bearing receptacle 10 radially encloses a bearing receiving space 11 for receiving a bearing. On the side opposite the bearing receptacle 10, the
  • End shield 3 from a pump receiving space 45.
  • the latter is provided with a seal receiving groove 31 into which a
  • Seal 13 is arranged in the form of a ring cord seal.
  • the force of the clamping disk 7 causes the seal 13 to be compressed.
  • the housing projection 33 is also shown in engagement with the recess 32.
  • the lateral surface 4 of the housing 2 has different diameters.
  • Screw-on eyes can be seen.
  • FIG. 3 shows a three-dimensional representation of the housing connection with the housing 2, the end shield 3, the clamping disk 7 and the seal 13.
  • the clamping disk 7 is clamped on the clamping surface 12 of the bearing receptacle 10. Furthermore, the bearing receiving space 11, the central recess 6, the shaft passage 29, the recess 32, the housing projection 33, the flange 48, the radial extensions 35 and screw-on eyes 36 are shown.
  • Fig. 4 shows a clamping disk 7, with a stiffening ring 38, a pressure ring 39 and a multiple slotted
  • Spring ring 40 Clamping tongues 41 are formed through the slots 42. The spring tongues are opposite the pressure ring
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a housing 2a with a jacket area 4a, a bottom area 5a, which has a central recess 6a on the inside.
  • No additional clamping washer is required for connection to the end shield (not shown here) because the housing 2a itself has the geometry required for assembly.
  • the central recess 6a (see FIG. 6) is provided with radial slots 42a, whereby clamping tongues 41a are formed.
  • These clamping tongues 41a can claw with a clamping area of a bearing plate or another attachment that is pressed through the recess 6a.
  • Extensions 35 with screw-on eyes 36 which are used to mount an electronics housing or housing cover.
  • a step 8a can be seen, which is a safer one
  • FIG. 6 shows a three-dimensional representation of the housing 2a from FIG. 5, with the casing area 4a, the bottom area 5a, the step 8a, the flange 48, the radial extensions 35, the screw-on eyes 36, the clamping tongues 41a and radial slots 42a.
  • Fig. 7 shows a sectional view of an electric motor lb according to a third embodiment, with a housing 2b, consisting of a jacket area 4b and a bottom area 5b, a bearing plate 3b, a pump housing cover 26b, a
  • the rotor 30b is on a shaft
  • the engine mount is in one
  • the end shield 18b has a shaft passage 29b through which the shaft 21b in a Pump receiving space 45b protrudes and a bearing receptacle 10b, which extends through the bottom area 5b of the housing 2b in
  • the electronics housing 15b encloses a circuit board 22b.
  • the bottom area 5b of the housing 2b is via bearing retaining spokes 44 with a
  • Fig. 8 shows a first spatial representation of a
  • the housing 2b has a jacket area 4b and a bottom area 5b (partially
  • Bearing retaining spokes 44b adjoin the base area 5b and a bearing retaining ring 43b, which is oriented parallel to the housing base 5b, is attached to the bearing retaining spokes.
  • a clamping disk 7b can also be seen, which has clamping tongues 41b, which are arranged in intermediate spaces 47b between the bearing holding spokes 44b.
  • the clamping tongues 41b are on the
  • FIG. 9 shows a second spatial representation of the
  • a flange 48b, radial extensions 35 and screw-on eyes 36 can also be seen.
  • 10 shows a sectional view of the housing connection of the third embodiment with the housing 2b, the casing area 4b, the bottom area 5b, the flange 48b, the radial one
  • the bearing receptacle 10b is
  • Clamping surface 12b is used for the clamping disc 7b.
  • Fig. 11 shows a spatial and a sectional view of the housing 2b according to the third embodiment, with the
  • FIG. 12 shows a third embodiment of a clamping disk 7b, with a stiffening ring 38b, a pressure ring 39b and clamping tongues 41b adjoining it radially inward.
  • the clamping tongues 41b are through opposite the first

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) mit einem Gehäuse (2) und einem Lagerschild (3), wobei das Gehäuse (2) einen radialen Mantelbereich (4) und einen Bodenbereich (5) aufweist. Aufgabe der Erfindung ist es bei einem Elektromotor für eine einfach herstellbare, wirtschaftliche und zuverlässige mechanische Verbindung zu sorgen, die einen geringen Platzbedarf hat. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Description

Titel : Elektromotor
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (1) mit einem
Gehäuse (2) und einem Lagerschild (3), wobei das Gehäuse (2) einen radialen Mantelbereich (4) und einen Bodenbereich (5) aufweist .
Die Verbindung von Elektromotoren mit Anbauteilen, wie Pumpen oder Getrieben erfolgt vielfach durch Verschrauben oder durch einen mittels Umformen hergestellten Formschluss. Weitere Möglichkeiten sind Schweißverfahren. Die Verwendung von
Schrauben erfordert einen erheblichen Platzbedarf.
Schweißverfahren sind aufwändig und das Umformen kann zu ungewünschten Deformationen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es bei einem Elektromotor für eine einfach herstellbare, wirtschaftliche und zuverlässige
mechanische Verbindung zu sorgen, die einen geringen
Platzbedarf hat.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Da das Gehäuse (2) und der Lagerschild (3) durch eine Klemmverbindung miteinander verbindbar sind, ist eine besonders einfache Montage mit kurzen Taktzeiten möglich.
Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt. Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form ist vorgesehen, dass der Bodenbereich (5) eine zentrale Ausnehmung (6) aufweist. Durch die Ausnehmung (6) im Bodenbereich (5) kann der Lagerschild (3) sich partiell durch das Gehäuse erstrecken. Dadurch ergibt sich eine einfache Möglichkeit die Klemmverbindung herzustellen, indem der durch den Bodenbereich (5) vorspringende Bereich des Lagerschilds (3) als Klemmfläche nutzbar ist. Insbesondere lässt sich die Klemmverbindung durch eine einzige Klemmfläche (12) realisieren, welche eine
gleichmäßige Kraftverteilung der mechanischen Verbindung zwischen Gehäuse (2) und Lagerschild (3) zur Folge hat.
Eine gleichmäßige Kraftverteilung lässt sich auch dadurch erreichen, dass mehrere über den Bodenbereich des Gehäuses verteilte Ausnehmungen vorgesehen werden, wobei eine
entsprechende Anzahl an vorspringenden Bereichen des
Lagerschilds in das Gehäuse hineinragen. Die Klemmfläche ist dadurch in der Regel kleiner. Dies wird durch eine größere Anzahl an Klemmstellen kompensiert. Je nach Anzahl und
Auslegung der Klemmstellen sind hierdurch auch größere
Haltekräfte realisierbar.
Es ist vorgesehen, dass sich ein Teil des Lagerschilds durch die Ausnehmung bzw. Ausnehmungen erstreckt. Dadurch ist es möglich, dass sich eine Klemmscheibe (7) einerseits am
Lagerschild (3) und andererseits am Bodenbereich (5) abstützt und auf diese Weise den Bodenbereich (5) gegen den Lagerschild (3) drückt. Die Klemmscheibe kann eine zentrale oder mehrere dezentral angeordnete Klemmbereiche mit den Klemmbereich bildende
Klemmzungen aufweisen. Die Klemmzungen sind dabei jeweils um einen Durchgang herum angeordnet. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse (2) unmittelbar mit dem Lagerschild (3) verkrallt ist. Somit ist kein zusätzlich zu montierendes Bauteil notwendig. Diese Lösung ist besonders wirtschaftlich und zuverlässig realisierbar, sie erfordert jedoch ein Gehäusematerial, welches federnde Eigenschaften aufweist.
Für die Umsetzung der zweiten Ausführungsform sollte die
Ausnehmung (6) radial geschlitzt oder eingeschnitten sein.
Um eine sicherere und dauerhafte mechanische Verbindung zu erreichen wird vorgeschlagen, dass der Bodenbereich (5) eine Stufe (8) aufweist. Dadurch lässt sich ein größerer Federweg erreichen, der verhindert, dass bei einer Einarbeitung der Klemmzungen in die Klemmfläche, die Klemmkraft nachlässt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante soll der Lagerschild (3) eine im Wesentlichen hohlzylindrische
Lageraufnahme (10) aufweisen, welche außerhalb eines
Lageraufnahmeraums (11) als Klemmfläche (12) dient. Diese Geometrie ist bei vielen Anwendungen ohnehin vorhanden, so dass evtl, bestehende Teile verwendet werden können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Lageraufnahmeraum (11) durch den
Bodenbereich (5) des Gehäuses (2) axial abgedeckt ist. Dadurch ist das Lager (18) einerseits in der Lageraufnahme (10) des Lagerschilds (3) und andererseits durch den Bodenbereich (5) formschlüssig gehalten. Der Bereich, der als
Lageraufnahmefläche dient, ist gegenüber dem übrigen
Bodenbereich (5) axial in Richtung Motorinnenraum (46) gezogen um eine axiale Überlappung zwischen dem Gehäuse (2) und dem Lagerschild (3) zu ermöglichen.
Um dennoch eine Klemmscheibe montieren zu können ist weiter vorgesehen, dass der Bodenbereich (5) durch Lagerhaltespeichen (44) mit einem Lagerhaltering (43) einstückig ist und
Klemmzungen (41) einer Klemmscheibe (7) in Zwischenräumen (47) zwischen den Lagerhaltespeichen (44) aufgenommen sind. Dabei sind die Zwischenräume (47) so ausgelegt, dass stets ein Spiel zwischen den Lagerhaltespeichen (44) und den Klemmzungen (41) verbleibt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die
Klemmzungen (41) ihre Klemmwirkung voll entfalten können. Die Lagerhaltespeichen werden durch Ausstanzen der Zwischenräume (47) hergestellt.
Eine mögliche Anwendung sind Pumpen (20) . In diesem Fall wird vorgeschlagen, dass der Lagerschild (3) eine Wandung des
Pumpengehäuses bildet. Hierdurch ist eine geringere
Teileanzahl erreichbar.
Gerade bei Pumpenanwendungen sind in der Regel hohe
Dichtheitsanforderungen zu erfüllen. Zweckmäßigerweise ist daher vorgesehen, dass zwischen dem Lagerschild (3) und dem Gehäuse (2) eine Dichtung (13) angeordnet ist. Die
Klemmverbindung bewirkt, dass sich die Dichtung eng an die Fügepartner anlegt und dabei verformt wird. Dies führt zu einer zuverlässigen Abdichtung dieses Gehäusebereichs.
Um die Teileanzahl so gering wie möglich zu halten soll der Lagerschild (3) eine Schnittstellenfunktion erfüllen.
Im Übrigen ist vorgesehen, dass zwischen dem Gehäuse (2) und dem Lagerschild (3) eine Formschlussverbindung vorhanden ist, wobei der Lagerschild (3) einen Rücksprung (32) aufweist, in welchen ein Gehäusevorsprung (33) des Gehäuses (2) eingreift. Dieser erlaubt eine winkelrichtige Orientierung und eine
Verdrehsicherung. Der Gehäusevorsprung ist aus dem
Gehäuseboden 5 durch Umformen hergestellt. Alternativ wäre auch ein Vorsprung am Lagerschild (3) und ein Rücksprung oder eine Ausnehmung am Gehäuse (2) möglich.
In der Fertigung von Elektromotoren ist es sehr wichtig zuverlässige und gleichbleibend feste mechanische Verbindungen herzustellen. Dies wird dadurch gewährleistet, dass der
Innendurchmesser der Klemmscheibe (7) an den Enden der
Klemmzungen (41) im unmontierten Zustand unter allen
Toleranzbedingungen kleiner ist als der Außendurchmesser der Klemmfläche (12) .
Im montierten Zustand sollen die Klemmzungen (41) geringfügig um einen Winkel gegenüber einer Normalenebene zur Motorachse entgegen der Fügerichtung abgewinkelt sein. Bei Einwirkung einer Kraft gegen die Montagerichtung würde dann der Winkel zunächst auf 0 verkleinert werden müssen. Dies ist aber aufgrund der Durchmesserverhältnisse zwischen der Klemmscheibe (7) und der Klemmfläche (12) in der Regel zerstörungsfrei nicht möglich.
Eine ausreichende Festigkeit zwischen der Klemmscheibe (7) und der Klemmfläche (12) wird auch dadurch gewährleistet, indem der Winkel kleiner ist als der Arkustangens eines
Gleitreibungskoeffizienten zwischen der Klemmscheibe (7) und der Klemmfläche (12) .
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren Zur Herstellung eines Elektromotors (1) mit einem Gehäuse (2) und einem
Lagerschild (3) gelöst, wobei das Gehäuse (2) einen radialen Mantelbereich (4) und einen Bodenbereich (5) aufweist, der Bodenbereich (5) mit einer Ausnehmung (6) versehen ist und der Lagerschild (3) am Bodenbereich (5) des Gehäuses (2) mit diesem durch eine Klemmverbindung verbunden ist, wobei folgende Verfahrensschritte vorgeschlagen werden: a)
Bereitstellen eines Lagerschilds (3), eines Gehäuses (2), einer Klemmscheibe und einer Montagevorrichtung, b) Einlegen des Lagerschilds (3) in die Montagevorrichtung, c) Aufsetzen des Gehäuses (2) auf den Lagerschild (3) wobei sich eine
Lageraufnahme (10) mit einer Klemmfläche (12) durch die
Ausnehmung (6) erstreckt, d) Zuführen der Klemmscheibe (7) an eine Klemmfläche (12) des Lagerschilds (3), Aufpressen der Klemmscheibe (7) mit Hilfe der Montagevorrichtung auf die Klemmfläche (12) der Lageraufnahme (10) bis zu einem
Anschlägen der Klemmscheibe (7) an den Bodenbereich (5), e) Weiterpressen der Klemmscheibe (7) bis ein durch eine Stufe (8) im Bodenbereich (5) gebildeter Hohlraum deutlich
verkleinert ist, f) Montage weiterer Motorkomponenten, g) Entnahme aus der Montagevorrichtung. Weitere Motorkomponenten können sein: ein Stator (17), ein Rotor (30), ein Motorlagerschild (14) und ein
Elektronikgehäuse .
Zwischen den Montageschritten b) und c) wird in der Regel eine Dichtung (13) in eine Dichtungsaufnahmenut (31) des
Lagerschilds (3) und/oder ein Kugellager (18) in eine
Lageraufnahme (10) des Lagerschilds (3) eingelegt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Montagevorrichtung an einem Andruckring (39) der Klemmscheibe (7) angreift.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht eines Elektromotors,
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Gehäuseverbindung,
Fig. 3 eine räumliche Darstellung der Gehäuseverbindung,
Fig. 4 eine Klemmscheibe,
Fig. 5 eine zweite Aus führungs form eines Gehäuses, Fig. 6 eine räumliche Darstellung des Gehäuses aus Fig. 5,
Fig. 7 eine Schnittansicht eines Elektromotors gemäß einer dritten Ausführungsform,
Fig. 8 eine erste räumliche Darstellung einer
Gehäuseverbindung der dritten Ausführungsform,
Fig. 9 eine zweite räumliche Darstellung der Gehäuseverbindung der dritten Ausführungsform,
Fig. 10 eine Schnittansicht der Gehäuseverbindung der dritten Ausführungsform, Fig. 11 eine räumliche und eine Schnittdarstellung des
Gehäuses gemäß der dritten Ausführungsform und
Fig. 12 eine dritte Ausführungsform einer Klemmscheibe. Hinweis: Bezugszeichen mit Index und entsprechende
Bezugszeichen ohne Index bezeichnen namensgleiche Einzelheiten in den Zeichnungen und der Zeichnungsbeschreibung. Es handelt sich dabei um die Verwendung in einer anderen Ausführungsform, dem Stand der Technik und/oder die Einzelheit ist eine
Variante. Die Ansprüche, die Beschreibungseinleitung, die Bezugszeichenliste und die Zusammenfassung enthalten der
Einfachheit halber nur Bezugszeichen ohne Index.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Elektromotors 1, mit einem Gehäuse 2, einem Lagerschild 3, welches Teil einer Pumpe 20 ist, einem Motorlagerschild 14, einem Elektronikgehäuse 15, einem Gehäusedeckel 16, einem im Gehäuse 2 befestigten
bewickelten Stator 17, einem Lager 18, einem Motorlager 19 und einem darin drehbar gelagerten Rotor 30. Der Motorlagerschild 14 nimmt das Kugellager 19 auf. Der Motorinnenraum 46 wird vom Lagerschild 3, dem Gehäuse 2 und dem Elektronikgehäuse 15 begrenzt. Der Lagerschild 3 weist einen Wellendurchgang 29, eine Dichtungsaufnahmenut 31, einen Rücksprung 32 und eine Lageraufnahme 10 für das Lager 18 auf. Der Rücksprung 32 dient zur Aufnahme eines Gehäusevorsprungs 33. Dieser dient als Orientierungs- und/oder Verdrehsicherungsmittel. An ihrem Außendurchmesser besitzt die Lageraufnahme 10 eine Klemmfläche 12, an welcher eine Klemmscheibe 7 verklemmt ist. Die
Klemmscheibe 7 liegt an einem Bodenbereich 5 des Gehäuses an und hält den Lageschild 3 auf der gegenüberliegenden Seite des Bodenbereichs 5 an diesem in Anlage. Als Verdrehsicherung dient ein Gehäusevorsprung 33 im Bodenbereich 5 des Gehäuses 2. Die Lageraufnahme 10 erstreckt sich durch eine zentrale Ausnehmung 6 des Gehäuses 2 in dessen Innenraum. Zwischen dem Elektronikgehäuse 15 und dem Gehäusedeckel 16 ist eine
Leiterplatte 22 aufgenommen, welche über einen Stecker 25 an eine äußere Spannungsquelle anschließbar ist. Auf der
Leiterplatte 22 ist ein Magnetsensor 24 angeordnet, welcher mit einem Magnetgeber 23 zusammenwirkt. Der Magnetgeber 23 ist in einer Haltehülse 34 aufgenommen, welche auf ein Wellenende der Welle 21 aufgepresst ist. Das Gehäuse 2 ist mit dem
Elektronikgehäuse 15 verschraubt. Hierzu weist das Gehäuse 2 einen Flansch 48 mir radialen Fortsätzen 35 auf in welchen Anschraubaugen 36 (siehe Fig. 2) ausgebildet sind. Der
Lagerschild 3 und der Pumpengehäusedeckel sind miteinander verstiftet, verschraubt und mittels einer
Pumpengehäusedichtung 37 abgedichtet. Zwischen dem Lagerschild 3 und dem Pumpengehäusedeckel befindet sich eine Gerotorpumpe, bestehend aus einem Ritzelrad 27 und einem Hohlrad 28. Das
Ritzelrad 27 wird durch die Welle 21 formschlüssig mitgenommen und greift in das Hohlrad ein. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht der Gehäuseverbindung
zwischen dem Lagerschild 3 und dem Gehäuse 2 mit Hilfe der Klemmscheibe 7, welche auf der Klemmfläche 12 der
Lageraufnahme 10 festgeklemmt ist und dabei den Bodenbereich 5 des Gehäuses 2 an den Lagerschild 3 andrückt. Der Bodenbereich 5 weist eine Stufe 8 auf. Das Gehäuse 2 besteht aus einem Stahlmaterial, während der Lagerschild 3 aus einem weicheren Metall besteht. Die Lageraufnahme 10 umschließt radial einen Lageraufnahmeraum 11 zur Aufnahme eines Lagers. Auf der der Lageraufnahme 10 gegenüberliegenden Seite bildet der
Lagerschild 3 einen Pumpenaufnahmeraum 45 aus. Zur Abdichtung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Lagerschild 3 ist letzterer mit einer Dichtungsaufnahmenut 31 versehen, in welche eine
Dichtung 13 in Form einer Ringschnurdichtung angeordnet ist. Die Kraft der Klemmscheibe 7 bewirkt ein Zusammendrücken der Dichtung 13. Weiter ist der Gehäusevorsprung 33 im Eingriff mit dem Rücksprung 32 dargestellt. Die Mantelfläche 4 des Gehäuses 2 weist unterschiedliche Durchmesser auf. Weiter ist der Flansch 48, die radialen Fortsätze 35 und die
Anschraubaugen erkennbar.
Fig. 3 eine räumliche Darstellung der Gehäuseverbindung, mit dem Gehäuse 2, dem Lagerschild 3, der Klemmscheibe 7 und der Dichtung 13. Die Klemmscheibe 7 ist auf der Klemmfläche 12 der Lageraufnahme 10 verklemmt. Weiter sind der Lageraufnahmeraum 11, die zentrale Ausnehmung 6, der Wellendurchgang 29, der Rücksprung 32, der Gehäusevorsprung 33, der Flansch 48, die radialen Fortsätze 35 und Anschraubaugen 36 dargestellt. Fig. 4 zeigt eine Klemmscheibe 7, mit einem Versteifungsring 38 einem Andruckring 39 und einem mehrfach geschlitzten
Federring 40. Durch die Schlitze 42 bilden sich Klemmzungen 41. Die Federzungen sind gegenüber dem Andruckring
abgewinkelt . Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Gehäuses 2a mit einem Mantelbereich 4a, einem Bodenbereich 5a, welcher innen eine zentrale Ausnehmung 6a aufweist. Zur Verbindung mit dem Lagerschild (hier nicht dargestellt) ist keine zusätzliche Klemmscheibe erforderlich, weil das Gehäuse 2a selbst die zur Montage erforderliche Geometrie aufweist. Um eine ausreichende klemmende Wirkung zu erreichen ist die zentrale Ausnehmung 6a (siehe Fig. 6) mir radialen Schlitze 42a versehen, wodurch Klemmzungen 41a gebildet sind. Diese Klemmzungen 41a können sich mit einem durch die Ausnehmung 6a hindurch gepressten Klemmbereich eines Lagerschilds oder eines anderen Anbauteils verkrallen. An einem Flansch 48 befinden sich radiale
Fortsätze 35 mit Anschraubaugen 36, welche zur Montage eines Elektronikgehäuses oder Gehäusedeckels dienen. Im Bodenbereich 5a ist eine Stufe 8a zu erkennen, die eine sicherere
Verspannung der Klemmzungen 41a ermöglicht.
Fig. 6 zeigt eine räumliche Darstellung des Gehäuses 2a aus Fig. 5, mit dem Mantelbereich 4a, dem Bodenbereich 5a, der Stufe 8a, dem Flansch 48, den radialen Fortsätzen 35, den Anschraubaugen 36, den Klemmzungen 41a und radialen Schlitzen 42a. Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Elektromotors lb gemäß einer dritten Ausführungsform, mit einem Gehäuse 2b, bestehend aus einem Mantelbereich 4b und einem Bodenbereich 5b, einem Lagerschild 3b, einem Pumpengehäusedeckel 26b, einem
Elektronikgehäuse 15b, einem Gehäusedeckel 16b, einem Rotor 30b und einem Stator 17b. Der Rotor 30b ist auf einer Welle
21b befestigt, welche in einem Lager 18b und einem Motorlager 19b drehbar gelagert ist. Das Motorlager ist in einem
Motorlagerschild aufgenommen. Der Lagerschild 18b hat einen Wellendurchgang 29b durch welchen die Welle 21b in einen Pumpenaufnahmeraum 45b hineinragt und eine Lageraufnahme 10b, welche sich durch den Bodenbereich 5b des Gehäuses 2b in
Richtung Motorinnenraum 46b erstreckt. Das Elektronikgehäuse 15b umschließt eine Leiterplatte 22b. Der Bodenbereich 5b des Gehäuses 2b ist über Lagerhaltespeichen 44 mit einem
Lagerhaltering 43 einstückig, wobei die Lagerhaltespeichen 44 sich an die Lageraufnahme 10b schmiegen und der Lagerhaltering an der Lageraufnahme 10b axial anliegt. Fig. 8 zeigt eine erste räumliche Darstellung einer
Gehäuseverbindung der dritten Ausführungsform, mit dem
Lagerschild 3b und dem Gehäuse 2b. Das Gehäuse 2b hat einen Mantelbereich 4b und einen Bodenbereich 5b (teilweise
verdeckt) . Am Bodenbereich 5b schließen Lagerhaltespeichen 44b an und an den Lagerhaltespeichen ein Lagerhaltering 43b, der parallel zum Gehäuseboden 5b orientiert ist. Weiter ist eine Klemmscheibe 7b zu erkennen, die Klemmzungen 41b aufweist, welche in Zwischenräumen 47b zwischen den Lagerhaltespeichen 44b angeordnet sind. Die Klemmzungen 41b sind an der
Lageraufnahme 10b verklemmt (siehe Fig. 7) . Ein Andruckring
39b der Klemmscheibe 7b liegt am Gehäuseboden 5b an. Ein Lager 18b ist zwischen dem Lagerhaltering 43b und dem Lagerschild 3b formschlüssig aufgenommen. Fig. 9 zeigt eine zweite räumliche Darstellung der
Gehäuseverbindung der dritten Ausführungsform, mit dem Gehäuse 2b, dem Mantelbereich 4b, dem Bodenbereich 5b, der
Klemmscheibe 7b, den Klemmzungen 41b, dem Lagerschild 3b, der Lageraufnahme 10b, dem Lager 18b, den Lagerhaltespeichen 44b, dem Lagerhaltering 43b und einer Dichtung 13b zwischen dem Gehäuse 2b und dem Lagerschild 3b. Weiter sind ein Flansch 48b, radiale Fortsätze 35 und Anschraubaugen 36 zu erkennen. Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht der Gehäuseverbindung der dritten Ausführungsform mit dem Gehäuse 2b, dem Mantelbereich 4b, dem Bodenbereich 5b, dem Flansch 48b, den radialen
Fortsätzen 35b, den Anschraubaugen 36b, der Klemmscheibe 7b, den Klemmzungen 41b, dem Lagerschild 3b, der Lageraufnahme 10b, dem Lager 18b, den Lagerhaltespeichen 44b, dem
Lagerhaltering 43b und einer Dichtung 13b zwischen dem Gehäuse 2b und dem Lagerschild 3b. Die Lageraufnahme 10b ist
hohlzylindrisch ausgebildet, wobei ihre Außenfläche als
Klemmfläche 12b für die Klemmscheibe 7b dient.
Fig. 11 zeigt eine räumliche und eine Schnittdarstellung des Gehäuses 2b gemäß der dritten Ausführungsform, mit dem
Mantelbereich 4b, dem Bodenbereich 5b, dem Lagerhaltering 43b, den Lagerhaltespeichen 44b, der Stufe 8b, dem Flansch 48b, den radialen Fortsätzen 35b und den Anschraubaugen 36b.
Fig. 12 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Klemmscheibe 7b, mit einem Versteifungsring 38b, einem Andruckring 39b und daran radial nach innen anschließende Klemmzungen 41b. Die Klemmzungen 41b sind durch gegenüber der ersten
Ausführungsform verbreiterten Schlitzen 42b ausgestattet, um über die Lagehaltespeichen montiert werden zu können (siehe Fig. 9) . Die Gesamtheit aller Federzungen 41b bildet einen Federring 40b.
Bezugszeichenliste
1 Elektromotor
2 Gehäuse
3 Lagerschild
4 Mantelbereich
5 Bodenbereich
6 Ausnehmung
7 Klemmscheibe
8 Stufe
9 Gehäuseschlitz
10 Lageraufnahme
11 Lageraufnahmeraum
12 Klemmfläche
13 Dichtung
14 Motorlagerschild
15 Elektronikgehäuse
16 Gehäusedeckel
17 Stator
18 Lager
19 Motorlager
20 Pumpe
21 Welle
22 Leiterplatte
23 Magnetgeber
24 Magnetsensor
25 Stecker
26 Pumpengehäusedeckel
27 Ritzelrad
28 Hohlrad
29 Wellendurchgang
30 Rotor
31 Dichtungsaufnahmenut
32 Rücksprung 33 Gehäusevorsprung
34 Haltehülse
35 Fortsatz
36 Anschraubauge
37 Pumpengehäusedichtung
38 Versteifungsring
39 Andruckring
40 Federring
41 Klemmzungen
42 Schlitz
43 Lagerhaltering
44 Lagerhaltespeiche
45 Pumpenaufnahmeraum
46 Motorinnenraum
47 Zwischenraum
48 Flansch

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotor (1) mit einem Gehäuse (2) und einem
Lagerschild (3), wobei das Gehäuse (2) einen
Mantelbereich (4) und einen Bodenbereich (5) aufweist und der Bodenbereich (5) durch eine Klemmverbindung mit dem Lagerschild (3) verbunden ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (5) eine zentrale Ausnehmung (6)
aufweist .
3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (5) mehrere Ausnehmungen (6) aufweist, die sich über den Bodenbereich (5) verteilen.
4. Elektromotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, dass sich ein Bereich des Lagerschilds (3) durch eine Ausnehmung (6) erstreckt.
5. Elektromotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass sich eine Klemmscheibe (7)
einerseits am Lagerschild (3) und andererseits am
Bodenbereich (5) abstützt und auf diese Weise den
Bodenbereich (5) gegen den Lagerschild (3) drückt.
6. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmscheibe (7) eine zentrale oder mehrere dezentral angeordnete Klemmbereiche mit den Klemmbereich bildende Klemmzungen (41) aufweist.
7. Elektromotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) unmittelbar mit dem Lagerschild (3) verkrallt ist.
8. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung
(6) radial geschlitzt oder eingeschnitten ist.
9. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich
(5) eine Stufe (8) aufweist.
10. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschild
(3) eine im Wesentlichen hohlzylindrische Lageraufnahme
(10) aufweist, welche außerhalb eines Lageraufnahmeraums
(11) als Klemmfläche (12) dient.
11. Elektromotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraufnahmeraum (11) durch den Bodenbereich (5) des Gehäuses (2) axial abgedeckt ist.
12. Elektromotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenbereich (5) durch Lagerhaltespeichen (44) mit einem Lagerhaltering (43) einstückig ist und
Klemmzungen (41) einer Klemmscheibe (7) in Zwischenräumen (47) zwischen den Lagerhaltespeichen (44) aufgenommen sind .
13. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschild
(3) eine Wandung eines Anbauteiles, insbesondere eines Pumpengehäuses oder eines Getriebegehäuses bildet.
14. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerschild
(3) eine Schnittstellenfunktion erfüllt.
15. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Gehäuse (2) und dem Lagerschild (3) eine
Formschlussverbindung vorhanden ist.
16. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Lagerschild (3) und dem Gehäuse (2) eine Dichtung (13) angeordnet ist, wobei die Klemmverbindung die Dichtung (13) beaufschlagt.
17. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Innendurchmesser der Klemmscheibe (7) an den Enden der Klemmzungen (41) im unmontierten Zustand unter allen Toleranzbedingungen kleiner ist als der Außendurchmesser der Klemmfläche (12) .
18. Elektromotor nach zumindest einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmzungen
(41) geringfügig um einen Winkel gegenüber einer
Normalenebene zur Motorachse entgegen der Fügerichtung abgewinkelt sind.
19. Elektromotor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel kleiner ist als der Arkustangens eines Gleitreibungskoeffizienten zwischen der Klemmscheibe (7) und der Klemmfläche (12) .
20. Verfahren Zur Herstellung eines Elektromotors (1) mit einem Gehäuse (2) und einem Lagerschild (3), wobei das Gehäuse (2) einen radialen Mantelbereich (4) und einen Bodenbereich (5) aufweist, der Bodenbereich (5) mit einer Ausnehmung (6) versehen ist und der Lagerschild (3) am Bodenbereich (5) des Gehäuses (2) mit diesem durch eine Klemmverbindung verbunden ist, gekennzeichnet durch
folgende Verfahrensschritte: a) Bereitstellen eines Lagerschilds (3), eines Gehäuses (2), einer Klemmscheibe und einer Montagevorrichtung, b) Einlegen des Lagerschilds (3) in die Montagevorrichtung, c) Aufsetzen des Gehäuses (2) auf den Lagerschild (3) wobei sich eine Lageraufnahme (10) mit einem Klemmbereich (12) durch die Ausnehmung (6) erstreckt, d) Zuführen der Klemmscheibe
(7) an eine Klemmfläche (12) des Lagerschilds (3),
Aufpressen der Klemmscheibe (7) mit Hilfe der
Montagevorrichtung auf die Klemmfläche (12) der
Lageraufnahme (10) bis zu einem Anschlägen der
Klemmscheibe (7) an den Bodenbereich (5), e)
Weiterpressen der Klemmscheibe (7) bis ein durch eine Stufe (8) im Bodenbereich (5) gebildeter Hohlraum
deutlich verkleinert ist, f) Montage weiterer
Motorkomponenten, g) Entnahme aus der Montagevorrichtung.
21. Verfahren nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Montageschritten b) und c) eine Dichtung (13) in eine Dichtungsaufnahmenut (31) des Lagerschilds (3) eingelegt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch
gekennzeichnet, dass zwischen den Montageschritten b) und c) ein Kugellager (18) eingelegt wird. 23. Verfahren nach Anspruch 20, 21, oder 22, dadurch
gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtung an einem Andruckring (39) der Klemmscheibe (7) angreift.
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