WO2022018011A1 - Elektrische maschine - Google Patents

Elektrische maschine Download PDF

Info

Publication number
WO2022018011A1
WO2022018011A1 PCT/EP2021/070101 EP2021070101W WO2022018011A1 WO 2022018011 A1 WO2022018011 A1 WO 2022018011A1 EP 2021070101 W EP2021070101 W EP 2021070101W WO 2022018011 A1 WO2022018011 A1 WO 2022018011A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrical machine
stator core
stator
housing
housing cover
Prior art date
Application number
PCT/EP2021/070101
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anna FESER
Steffen MANGER
Steffen REIHER
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
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 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg filed Critical Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
Publication of WO2022018011A1 publication Critical patent/WO2022018011A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • 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
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40—Structural association with grounding devices
    • 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

Definitions

  • the invention relates to an electrical machine, in particular an electric motor of a motor vehicle.
  • Electric motors in particular are used, for example, as power window, sunroof or seat adjustment drives, as steering drives (EPS, Electrical Power Steering), as cooling fan drives or as gear actuators.
  • EPS Electrical Power Steering
  • Such electric motors must have a relatively high torque or power density and be operationally reliable even at high temperatures.
  • An electric motor as an electrical machine converts electrical energy into mechanical energy during operation.
  • the electric motor includes a stator, which forms the stationary motor part, and a rotor, which forms the moving motor part.
  • Electric machines in particular electric motors, are usually designed as so-called internal rotor or external rotor motors. This describes the arrangement of the rotor, which is set in rotation by changing magnetic fields, in relation to the stator that produces the magnetic fields.
  • this rotor also known as the "rotor” is arranged coaxially to and radially inside the stator.
  • stator In an internal rotor motor, the stator is usually seen with a stator yoke, on which stator teeth projecting radially toward the center, ie in a star shape inward, are arranged, the free ends of which facing the rotor form the so-called pole shoe. Windings or coils are applied to the stator teeth, which are connected to the stator winding and generate a magnetic field during electromotive operation.
  • stator material is usually metallic, for example made of magnetically soft iron.
  • a particular brushless electric motor as an electrical (three-phase) machine usually has a field or stator winding provided with a stator which is arranged coaxially to a rotor with one or more permanent magnets. Both the rotor and the stator are constructed, for example, as stamped or laminated stacks of laminations, with stator teeth carrying the coils of the field winding in stator slots located between them.
  • electrical machines specifically electric motors, are housed in a (motor or drive) housing which, on the one hand, offers protection from environmental influences and, on the other hand, also provides attachment points for other compo- nents.
  • Such components are, for example, gears connected to the rotor on the output side or other driven elements, for example directly or indirectly driven pumps, motor electronics or the like.
  • internal rotor motors essentially without a housing, at least without a housing that surrounds the stator and is at least partially tubular.
  • such an internal rotor motor can also be flooded with a medium, in particular an oil (for example for cooling and/or lubricating purposes).
  • fastening points are provided on the stator laminated core, to which, for example, the downstream transmission and/or end shields arranged on the front side of the stator can be connected. Due to the lack of a housing, such (housingless) stators or electric motors have comparatively poor EMC behavior.
  • the invention is based on the object of specifying a particularly suitable electrical machine.
  • an electrical machine with a housing-less stator is to be specified, which is improved in terms of its EMC behavior.
  • the electric machine according to the invention is designed as an internal rotor (motor) and is preferably an electric motor.
  • the electric machine has a laminated stator core and a function carrier, which is located on an output side (also referred to below as A-side) of the laminated stator core facing back (also referred to as the B-side) is arranged.
  • the function carrier has a plastic housing in which a stamped grid is embedded, in particular by injection molding.
  • the stamped grid has a number of connecting straps which protrude in the axial direction towards the laminated core of the stator.
  • the function carrier or the stamped grid is connected to the stator core in a form-fitting and/or cohesive manner by means of these connecting straps on an outer surface of the stator core in the axial direction.
  • the function carrier has an electronics compartment as a receptacle for electronic components, which preferably form an engine control (or electronic control unit, ECU) of the machine.
  • the electronics compartment is in this case closed with an electrically conductive, in particular metallic, housing cover.
  • the housing cover and the pressed screen are electrically conductively coupled to one another. Due to the electrical connection, the housing cover and the stamped grid are on a common electrical level, so that electromagnetic interference fields generated during operation are intercepted and/or dampened and/or diverted and/or weakened so that the electromagnetic compatibility (EMC) of the machine is improved.
  • EMC electromagnetic compatibility
  • axial or an “axial direction” means in particular a direction parallel (coaxial) to the axis of rotation of the machine or the electric motor, i.e. perpendicular to the end faces of the laminated core of the stator.
  • radial or a “radial direction” is understood to mean, in particular, a direction perpendicular (transverse) to the axis of rotation of the machine along a radius of the laminated core of the stator.
  • tangential or a “tangential direction” means in particular a direction along the circumference of the stator core or the machine (circumferential direction, azimuthal direction), i.e. a direction perpendicular to the axial direction and to the radial direction.
  • the conjunction “and/or” is to be understood here and in the following in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and as alternatives to one another.
  • a "positive fit” or a "positive connection” between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another are held together at least in one direction by a direct interlocking of the contours of the parts themselves or by an indirect Interlocking takes place via an additional connecting part.
  • the "blocking" of a mutual movement in this direction is therefore due to the shape.
  • a "material connection” or a “material connection” between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another are connected at their contact surfaces by material combination or crosslinking (e.g. due to atomic or molecular bonding forces ) optionally held together under the action of an additive.
  • the form-fitting and/or material-to-material connection of the connecting straps to the outer surface of the jacket is preferably designed in such a way that no fastening elements to be mounted separately, in particular no additional elements (in particular screws or the like) projecting in the radial direction, are used.
  • stator housing surrounding the laminated core of the stator can be dispensed with.
  • stator of the machine is preferably designed without a housing.
  • the stamped grid is preferably designed as a metal stamped and bent part, for example as a stamped sheet metal part.
  • the plastic housing is injection-molded from a thermoplastic material, with the stamped grid forming what is known as an insert, which is at least partially encapsulated with the plastic of the plastic housing.
  • the punched grid is not encapsulated by the plastic, but is subsequently pressed into the plastic housing, sunk into the plastic housing by means of ultrasound, or the like.
  • the connecting lugs are preferably comparatively flat--or also: thin--lugs made of sheet metal, which rest with their flat side on the laminated stator core, specifically on its outer surface.
  • the stamped grid has an annular body with which the connecting lugs are coupled in one piece.
  • the connecting lugs are designed as beams or arms of the annular body that are angled in the axial direction, so that the stamped grid essentially forms a one-piece, ie one-piece or monolithic, star-like component.
  • the ring body is arranged on the front side on the back of the stator core, preferably perpendicular to the axis of rotation of the rotor, ie perpendicular to the axial direction. This one-piece design of the pressed screen simplifies the production of the function carrier.
  • the connecting lugs are arranged circumferentially distributed along the ring body, with a ring sector-shaped bridge extending in a suitable embodiment between two tangentially adjacent connecting lugs.
  • the bridge is in this case arranged coaxially and radially spaced from the ring body, where the bridge rests on the front side on the back of the stator core.
  • a fastening or flange plate is provided for the electrical and/or mechanical coupling to the housing cover, which is formed onto the bridge and which protrudes radially from the outer surface of the laminated stator core.
  • the fastening tab has a stepped axial offset for mechanical stabilization.
  • the step of the offset is suitably embedded in the material of the plastic housing, so that a particularly stable fastening strap is formed.
  • the fastening tab protrudes at least in sections from the plastic housing of the function carrier.
  • a metal rivet is provided for the mechanical and electrical connection of the housing cover to the stamped grid.
  • the rivet forms the electrical and mechanical interface between the housing cover and the pressed screen.
  • a constructively simple and cost-reduced contact is formed between the housing cover and the stamped grid.
  • An additional or further aspect of the invention provides that the connection lugs are welded to the stator lamination stack on its outer surface.
  • the stator lamination stack suitably has a radially protruding contact surface for each connecting strap.
  • the protruding contact surfaces are designed as a kind of plateau, which protrude over the main body of the laminated core of the stator.
  • the welded connection means that the stamped grid and thus the housing cover are electrically conductively coupled to the laminated core of the stator, which further improves the EMC behavior of the machine.
  • the laminated core of the stator is electrically conductively connected to an electrical mass, for example to an engine mount or transmission mass that carries the machine.
  • the housing cover is connected to ground via the stamped grid and the electric motor or stator, which improves the EMC behavior of the machine.
  • the connecting straps each have a keyhole-shaped slot for positive and/or material-locking attachment to the outer surface of the casing.
  • the elongated hole is introduced into a respective free end of a connecting strap, the welded connection of the respective connecting strap and the contact surface taking place within the associated slot.
  • FIG. 1 shows a perspective view of an electrical machine with a laminated stator core and with a function carrier
  • Fig. 2 in a schematic side view of a detail of the machine
  • FIG. 3 is a perspective view of a partially dismantled function carrier with a view of an upper side
  • Fig. 4 in a perspective view of the function carrier with a view of an underside, and 5 shows a perspective view of a stamped grid of the function carrier.
  • the electric motor 2 has a stator core 4, wel Ches part of a stator, not specified.
  • the electric motor 2 also has a function carrier 6 which is arranged on a B side or rear side of the laminated core 4 of the stator.
  • the function carrier 6 shown in more detail in FIGS. 3 and 4 has an injection-molded plastic housing 8 which forms an end-side housing interior 10 as an electronics compartment for motor electronics of the electric motor 2 .
  • the housing interior 10 is closed by a metal housing cover 12 .
  • the electric motor 2 is designed as a motor without a stator housing. This means that the stator or the stator laminated core 4 is not enclosed by a housing on its outer surface 14 .
  • radially upstanding flange wings 16 are formed on the stator core 4, which are designed as radial projections of only part of the stator cores forming the stator core 4 (not shown individually). .
  • connection points 18 are designed, for example, as latches or as points for hot caulking.
  • the function carrier 6 In order to reduce the radial installation space requirement of the electric motor 2, in particular in the area of the stator, the function carrier 6 is not screwed to the laminated stator core 4 or to it by means of other additional connecting means fixed. Rather, the function carrier 6 has an integrated stamped grid 20 (FIG. 5) as a connecting means.
  • the stamped grid 20 includes four connecting straps 22, which are formed by a metal sheet that is thin-walled compared to the diameter of the stator.
  • the stamped grid 20 is injected into the body of the plastic housing 12, where the connecting tabs 22 protrude axially out of the plastic housing 12 and lie flat on the outer surface 14, specifically on radially raised contact surfaces 24 of the stator core 4, or rest.
  • the connecting lugs 22 each have an elongated hole 26 which is approximately in the shape of a keyhole at the free end.
  • the connecting lugs 22 are welded onto the contact surfaces 24 of the laminated stator core 4 within this elongated hole 26 , in particular in the area of a perforated shaft 28 .
  • An electrically conductive, cohesive joint connection between the stamped grid 20 and the laminated stator core 4 is realized by the welded connection.
  • the elongated holes 26 are provided in the figures with reference symbols only by way of example.
  • the stamped grid is designed as an approximately star-shaped or X-shaped stamped and bent sheet metal part.
  • the connecting lugs 22 each form a ray or arm of an annular ring body 30.
  • the ring body 30 lies on the front side of the stator in the plastic housing 8 of the function carrier 6.
  • the approximately radial connecting lugs 22 are angled axially from the ring body 30 .
  • a radially directed fastening strap 34 is formed on the bridge 32 as a flange or contacting strap. Be the fastening tab 34 is approximately in the middle between the connecting tabs 22 net angeord.
  • the fastening tab 34 has a stepped axial offset 36 so that the free end 38 is axially offset relative to the fixed end 40 connected to the bridge 32 . This means that the free end 38 is arranged in an axially displaced plane which is parallel to the ring body 30 .
  • the free end 38 has a recess 42 . As can be seen in particular in FIG.
  • the fastening tab 34 protrudes radially out of the plastic housing 8 .
  • the fastening supply tab 34 is arranged in axial alignment with a corresponding flange tab 44 of the housing cover 12 .
  • a metal rivet 46 that penetrates them is provided for the mechanical and electrical connec tion of the fastening strap 34 and the flange strap 44.
  • the rivet 46 forms the electrical and mechanical interface between the housing cover 12 and the stamped grid 20.
  • the stator core 4 is electrically conductively coupled to a transmission ground, so that the housing cover 12 is electrically grounded via the stamped grid 20.
  • the EMC behavior of the housing cover 12 and thus of the entire machine 2 is improved.
  • the mechanical connections 18 are also designed as electrical connections for making contact with the stamped grid 20 or the gear mass.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (2), welche als Innenläufer ausgebildet ist und welche ein Statorblechpaket (4) sowie einen an einer Abtriebsseite des Statorblechpakets (4) abgewandten Rückseite angeordneten Funktionsträger (6) aufweist, wobei der Funktionsträger (6) ein Kunststoffgehäuse (8) und einen elektrisch leitfähigen Gehäusedeckel (12) sowie ein in das Kunststoffgehäuse (8) eingebettetes Stanzgitter (20) mit einer Anzahl von in Axialrichtung des Statorblechpakets (4) gerichteten Verbindungslaschen (22) aufweist, wobei die Verbindungslaschen (22) an einer Mantelaußenfläche (14) des Statorblechpakets (4) in Axialrichtung formschlüssig und/oder stoffschlüssig an das Statorblechpaket (4) angebunden sind, und wobei der Gehäusedeckel (12) und das Stanzgitter (20) elektrisch leitfähig gekoppelt sind.

Description

Beschreibung
Elektrische Maschine
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor eines Kraftfahrzeugs.
In einem modernen Kraftfahrzeug werden elektrische Maschinen in vielfältiger Weise als Antriebe für unterschiedliche Stellelemente eingesetzt. Insbesondere Elektromotoren werden beispielsweise als Fensterheber-, Schiebedach- oder Sitz verstellantriebe, als Lenkungsantriebe (EPS, Electrical Power Steering), als Küh lerlüfterantriebe oder als Getriebeaktuatoren eingesetzt. Derartige Elektromotoren müssen eine relativ hohe Drehmoment- oder Leistungsdichte aufweisen und auch bei hohen Temperaturen betriebssicher sein.
Ein Elektromotor als elektrische Maschine wandelt im Betrieb elektrische Energie in mechanische Energie. Der Elektromotor umfasst einen Stator, welcher das fest stehende Motorteil bildet, und einen Rotor, welcher das sich bewegende Motorteil bildet. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotoren sind üblicherweise als sogenannte Innenläufer- oder Außenläufer-Motoren ausgeführt. Dies beschreibt die Anordnung des von wechselnden Magnetfeldern in Drehung versetzten Rotors bezüglich des die Magnetfelder hervorrufenden Stators. Bei einem Innenläufer- Motor ist dieser Rotor (auch als „Läufer“ bezeichnet) koaxial zu und radial inner halb des Stators angeordnet.
Bei einem Innenläufermotor ist der Stator üblicherweise mit einem Statorjoch ver sehen, an dem radial zur Mitte, dies bedeutet sternförmig nach innen, ragende Statorzähne angeordnet sind, deren dem Rotor zugewandten Freienden den so genannten Polschuh bilden. Auf die Statorzähne sind Wicklungen oder Spulen aufgebracht, die zur Statorwicklung verschaltet sind und im elektromotorischen Betrieb ein Magnetfeld erzeugen. Zur Führung und Verstärkung des durch die bestromten Wicklungen erzeugten magnetischen Feldes ist das Statormaterial üb licherweise metallisch, beispielsweise aus weichmagnetischem Eisen. Im elektromotorischen Betrieb werden aufgrund von Umschaltvorgängen Wechsel ströme in den Leitungen der Motorelektronik sowie in der Drehfeldwicklung er zeugt. Diese Wechselströme erzeugen entsprechende elektromagnetische Störfel- der, welche hinsichtlich einer Einhaltung von EMV-Richtlinien (elektromagnetische Verträglichkeit) als kritisch zu bewerten sind.
Ein insbesondere bürstenloser Elektromotor als elektrische (Drehstrom -)Maschine weist üblicherweise einen mit einer Feld- oder Statorwicklung versehenen Stator auf, welcher koaxial zu einem Rotor mit einem oder mehreren Permanentmagne ten angeordnet ist. Sowohl der Rotor als auch der Stator sind beispielsweise als stanzpaketierte oder laminierte Blechpakete aufgebaut, wobei Statorzähne in da zwischenliegenden Statornuten die Spulen der Feldwicklung tragen. In der Regel sind elektrische Maschinen, konkret Elektromotoren mit einem (Mo tor- oder Antriebs-)Gehäuse eingehaust, welches einerseits Schutz vor Umwelt einflüssen bietet und andererseits auch Befestigungspunkte für weitere Bauele mente vorgibt. Derartige Bauelemente sind beispielsweise abtriebsseitig an dem Rotor angeschlossene Getriebe oder sonstige angetriebene Elemente, beispiels- weise mittelbar oder unmittelbar angetriebene Pumpen, eine Motorelektronik oder dergleichen.
Zur Reduzierung des benötigten Bauraumbedarfs ist es möglich, Innenläufer-Mo- toren auch im Wesentlichen gehäuselos, zumindest ohne ein den Stator umge- bendes, wenigstens abschnittsweise rohrartiges Gehäuse auszubilden. Beispiels weise kann ein solcher Innenläufer-Motor auch (beispielsweise zu Kühlungs und/oder Schmierungszwecken) mit einem Medium, insbesondere einem Öl, durchflutet sein. In diesem (gehäuselosen) Fall sind an dem Statorblechpaket Be festigungspunkte vorgesehen, an welchen beispielsweise das nachgeordnete Ge- triebe und/oder stirnseitig zum Stator angeordnete Lagerschilde angebunden wer den können. Aufgrund des fehlenden Gehäuses weisen solche (gehäuselosen) Statoren bezie hungsweise Elektromotoren ein vergleichsweise schlechtes EMV-Verhalten auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektrische Maschine anzugeben. Insbesondere soll eine elektrische Maschine mit einem ge häuselosen Stator angegeben werden, welche hinsichtlich ihres EMV-Verhaltens verbessert ist.
Die erfindungsgemäße elektrische Maschine ist als ein lnnenläufer( -Motor) ausge bildet und stellt vorzugsweise einen Elektromotor dar. Die elektrische Maschine weist ein Statorblechpaket und einen Funktionsträger auf, welcher an einer Ab triebsseite (im Folgenden auch als A-Seite bezeichnet) des Statorblechpakets ab gewandten Rückseite (auch als B-Seite bezeichnet) angeordnet ist.
Der Funktionsträger weist dabei ein Kunststoffgehäuse auf, in welchem ein Stanz gitter, insbesondere spritzgießtechnisch, eingebettet ist. Das Stanzgitter weist eine Anzahl von Verbindungslaschen auf, welche in axialer Richtung zu dem Statorblechpaket vorstehen. Der Funktionsträger beziehungsweise das Stanzgitter ist mittels dieser Verbindungslaschen an einer Mantelaußenfläche des Statorblechpakets in Axialrichtung formschlüssig und/oder stoffschlüssig an das Statorblechpaket angebunden sind.
Der Funktionsträger weist ein Elektronikfach als Aufnahme für elektronische Bau teile auf, welche vorzugsweise eine Motorsteuerung (oder Steuerelektronik, engl.: electronic control unit, ECU) der Maschine bilde. Das Elektronikfach ist hierbei mit einem elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen, Gehäusedeckel ver schlossen.
Erfindungsgemäß sind der Gehäusedeckel und das Stanzgitter elektrisch leitfähig miteinander gekoppelt. Durch die elektrische Verbindung sind der Gehäusedeckel und das Stanzgitter auf einem gemeinsamen elektrischen Niveau, so dass im Be trieb erzeugte elektromagnetische Störfelder abgefangen und/oder gedämpft und/oder umgeleitet und/oder geschwächt werden, so dass die elektromagneti sche Verträglichkeit (EMV) der Maschine verbessert ist.
Unter „axial“ oder einer „Axialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung parallel (koaxial) zur Drehachse der Maschine beziehungsweise des Elektromotors, also senkrecht zu den Stirnseiten des Statorblechpakets verstan den. Entsprechend wird hier und im Folgenden unter „radial“ oder einer „Radial richtung“ insbesondere eine senkrecht (quer) zur Drehachse der Maschine orien tierte Richtung entlang eines Radius des Statorblechpaket verstanden. Unter „tan- gential“ oder einer „Tangentialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung entlang des Umfangs des Statorblechpakets oder der Maschine (Umfangsrichtung, Azimutalrichtung), also eine Richtung senkrecht zur Axialrich tung und zur Radialrichtung, verstanden. Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.
Unter einem „Formschluss“ oder einer „formschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden ins besondere verstanden, dass der Zusammenhalt der miteinander verbundenen Teile zumindest in einer Richtung durch ein unmittelbares Ineinandergreifen von Konturen der Teile selbst oder durch ein mittelbares Ineinandergreifen über ein zu sätzliches Verbindungsteil erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung erfolgt also formbedingt.
Unter einem „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ zwischen we nigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbe sondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an Ihren Kontaktflä- chen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (beispielsweise aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften) gegebenenfalls unter Wirkung eines Zusatzstoffs zusammengehalten werden. Vorzugsweise ist die formschlüssige und/oder stoffschlüssige Anbindung der Ver bindungslaschen an der Mantelaußenfläche derart gestaltet, dass keine separat zu montierenden Befestigungselemente, insbesondere keine in Radialrichtung vor stehenden Zusatzelemente (insbesondere Schrauben oder dergleichen) zum Ein satz kommen.
Aufgrund der direkten Anbindung des Funktionsträgers an dem Statorblechpaket kann auf ein das Statorblechpaket umgebendes Statorgehäuse verzichtet werden. Dies bedeutet, dass zumindest der Stator der Maschine vorzugsweise gehäuselos ausgeführt ist. Die Verbindungslaschen, welche auf der Mantelaußenfläche auflie gen, erstrecken sich dabei zumindest in Umfangsrichtung gesehen lediglich lokal über die Mantelaußenfläche des Statorblechpakets und stellen mithin kein ge schlossenes Statorgehäuse dar.
Das Stanzgitter ist vorzugsweise als ein metallisches Stanzbiegeteil, beispiels weise als Blechstanzteil, ausgeführt. Das Kunststoffgehäuse ist hierbei aus einem thermoplastischen Kunststoff spritzgegossen, wobei das Stanzgitter einen soge nannten Einleger bildet, welcher zumindest teilweise mit dem Kunststoff des Kunststoffgehäuses umspritzt wird. In einer alternativen Variante ist das Stanzgit ter nicht von dem Kunststoff umspritzt, sondern nachträglich in das Kunststoffge häuse eingepresst, mittels Ultraschall in das Kunststoffgehäuse versenkt oder der gleichen.
Bei den Verbindungslaschen handelt es sich vorzugsweise um vergleichsweise flache - oder auch: dünne - Laschen aus Metallblech, welche mit ihrer Flachseite an dem Statorblechpaket, konkret an dessen Mantelaußenfläche anliegen.
In einer geeigneten Weiterbildung weist das Stanzgitter einen Ringkörper auf, mit welchem die Verbindungslaschen einteilig gekoppelt sind. Die Verbindungsla schen sind hierbei als in axialer Richtung abgewinkelte Strahlen oder Arme des Ringkörpers ausgebildet, so dass das Stanzgitter im Wesentlichen ein einstücki ges, also einteiliges oder monolithisches, sternartiges Bauteil bildet. Der Ringkör per ist hierbei stirnseitig an der Rückseite des Statorblechpakets angeordnet, vorzugsweise senkrecht zur Rotationsachse des Rotors, also senkrecht zur Axial richtung. Diese einteilige Ausführung des Stanzgitters vereinfacht die Herstellung des Funktionsträgers.
Die Verbindungslaschen sind entlang des Ringkörpers umfangsseitig verteilt ange ordnet, wobei sich in einer geeigneten Ausführung eine kreisringsektorförmige Brücke zwischen zwei tangential benachbarten Verbindungslaschen erstreckt. Die Brücke ist hierbei koaxial und radial beabstandet zum Ringkörper angeordnet, wo bei die Brücke stirnseitig an der Rückseite des Statorblechpakets anliegt. In einer geeigneten Weiterbildung ist eine Befestigungs- oder Flanschlasche zur elektri schen und/oder mechanischen Kopplung an den Gehäusedeckel vorgesehen, wel che an die Brücke angeformt ist, und welche der Mantelaußenfläche des Statorblechpakets radial übersteht. Dadurch ist eine einfache Verbindung zwi schen dem Stanzgitter und dem Gehäusedeckel realisierbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Befestigungslasche einen stufenför migen axialen Versatz zur mechanischen Stabilisierung auf. Die Stufe des Versat zes ist hierbei geeigneterweise in dem Material des Kunststoffgehäuses eingebet tet, so dass eine besonders stabile Befestigungslasche gebildet ist.
In einer zweckmäßigen Ausbildung ragt die Befestigungslasche zumindest ab schnittsweise aus dem Kunststoffgehäuse des Funktionsträgers heraus. Dadurch ist eine besonders einfache Zugänglichkeit der Befestigungslasche realisiert, wodurch eine einfache und aufwandsreduzierte Verbindung zu dem Gehäusede ckel realisierbar ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein metallischer Niet zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Gehäusedeckels mit dem Stanzgitters vorgesehen. Dies bedeutet, dass der Niet die elektrische und mechanische Schnittstelle zwi schen dem Gehäusedeckel und dem Stanzgitter bildet. Dadurch ist eine konstruk tiv einfache und aufwandsreduzierte Kontaktierung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Stanzgitter gebildet. Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Verbin dungslaschen mit dem Statorblechpaket auf dessen Mantelaußenfläche ver schweißt sind. Geeigneterweise weist das Statorblechpaket hierbei für jede Ver bindungslasche eine radial vorstehende Kontaktfläche auf. Die vorstehenden Kon- taktflächen sind hierbei als eine Art Plateau ausgebildet, welche über den Haupt körper des Statorblechpakets vorstehen. Durch die Schweißverbindung ist das Stanzgitter und somit der Gehäusedeckel elektrisch leitfähig mit dem Statorblech paket gekoppelt, wodurch das EMV-Verhalten der Maschine weiter verbessert wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Statorblechpaket elektrisch leitfähig mit einer elektrischen Masse, beispielsweise mit einem die Maschine tragenden Motorträger- oder Getriebemasse, verbunden. Dadurch ist der Gehäusedeckel über das Stanzgitter und den Elektromotor beziehungsweise Stator an die Masse angeschlossen, wodurch das EMV-Verhalten der Maschine verbessert ist.
In einer denkbaren Ausbildung weisen die Verbindungslaschen jeweils ein schlüs sellochförmiges Langloch zur form- und/oder stoffschlüssigen Befestigung an der Mantelaußenfläche auf. Das Langloch ist hierbei in ein jeweiliges Freiende einer Verbindungslasche eingebracht, wobei die Schweißverbindung der jeweiligen Ver bindungslasche und der Kontaktfläche innerhalb des jeweils zugeordneten Lang lochs erfolgt.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 in einer perspektivischen Darstellung eine elektrische Maschine mit einem Statorblechpaket und mit einem Funktionsträger,
Fig. 2 in einer schematischen Seitenansicht ausschnittsweise die Maschine,
Fig. 3 in einer perspektivischen Darstellung einen teilweise demontierten Funkti onsträger mit Blick auf eine Oberseite,
Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung den Funktionsträger mit Blick auf eine Unterseite, und Fig. 5 in perspektivischer Darstellung ein Stanzgitter des Funktionsträgers.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den glei chen Bezugszeichen versehen.
In der Fig. 1 ist eine elektrische Maschine, im Folgenden auch als Elektromotor 2 bezeichnet, dargestellt. Der Elektromotor 2 weist ein Statorblechpaket 4 auf, wel ches Teil eines nicht näher bezeichneten Stators ist. Der Elektromotor 2 weist wei terhin einen Funktionsträger 6 auf, welcher an einer B-Seite oder Rückseite des Statorblechpakets 4 angeordnet ist.
Der in den Figuren 3 und 4 näher gezeigte Funktionsträger 6 weist ein spritzge gossenes Kunststoffgehäuse 8 auf, das einen stirnseitigen Gehäuseinnenraum 10 als Elektronikfach für eine Motorelektronik des Elektromotors 2 bildet. Der Gehäu- seinnenraum 10 ist mittels eines metallischen Gehäusedeckels 12 verschlossen.
Der Elektromotor 2 ist als ein Stator-gehäuseloser Motor ausgebildet. Dies bedeu tet, dass der Stator beziehungsweise das Statorblechpaket 4 an seiner Mantelau ßenfläche 14 nicht von einem Gehäuse umschlossen ist. Zur Flalterung eines A- oder frontseitigen Lagerschilds und/oder zur Befestigung an einem nachfolgenden Getriebe sind daher an dem Statorblechpaket 4 radial emporstehende Flanschflü gel 16 ausgeformt, welche als radiale Vorsprünge lediglich eines Teils der das Statorblechpaket 4 bildenden Statorbleche (nicht einzeln dargestellt) ausgeführt sind.
Wie in Verbindung mit der Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Gehäusedeckel 12 entlang seines Randes an mehreren Verbindungsstellen 18 mechanisch mit dem Kunst stoffgehäuse 8 verbunden. Die Verbindungsstellen 18 sind beispielsweise als Ver- rastungen oder als Stellen zur Heißverstemmung ausgebildet.
Zur Reduzierung des radialen Bauraumbedarfs des Elektromotors 2, insbesondere im Bereich des Stators, ist der Funktionsträger 6 nicht mit dem Statorblechpaket 4 verschraubt oder mittels sonstiger zusätzlicher Verbindungsmittel an diesem fixiert. Der Funktionsträger 6 weist vielmehr als Verbindungsmittel ein integriertes Stanzgitter 20 (Fig. 5) auf. Das Stanzgitter 20 umfasst vier Verbindungslaschen 22, welche durch ein im Vergleich zum Durchmesser des Stators dünnwandiges Blech gebildet sind.
Das Stanzgitter 20 ist in den Körper des Kunststoffgehäuses 12 eingespritzt, wo bei die Verbindungslaschen 22 axial aus dem Kunststoffgehäuse 12 heraus ragen, und flach an der Mantelaußenfläche 14, konkret an radial erhabenen Kontaktflä chen 24 des Statorblechpakets 4, an- oder aufliegen. Die Verbindungslaschen 22 weisen jeweils ein freiendseitiges, etwa schlüssellochförmiges, Langloch 26 auf. Die Verbindungslaschen 22 sind innerhalb dieses Langlochs 26, insbesondere im Bereich eines Lochschaftes 28, auf die Kontaktflächen 24 des Statorblechpakets 4 geschweißt. Durch die Schweißverbindung ist eine elektrisch leitfähige, stoff schlüssige Fügeverbindung zwischen dem Stanzgitter 20 und dem Statorblechpa ket 4 realisiert. Die Langlöcher 26 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Be zugszeichen versehen.
Wie in der Fig. 5 näher gezeigt ist, ist das Stanzgitter als ein etwa stern- oder X- förmiges Stanzbiege-Blechteil ausgeführt. Die Verbindungslaschen 22 bilden hier bei jeweils einen Strahl oder Arm eines kreisringförmigen Ringkörpers 30. Der Ringkörper 30 liegt stirnseitig zu dem Stator in dem Kunststoffgehäuse 8 des Funktionsträgers 6 ein. Die etwa radialen Verbindungslaschen 22 sind hierbei von dem Ringkörper 30 aus axial abgewinkelt.
Zwischen zwei tangential benachbarten Verbindungslaschen 22 ist eine kreisring sektorförmige Brücke 32 vorgesehen. An der Brücke 32 ist eine radial gerichtete Befestigungslasche 34 als Flansch- oder Kontaktierungslasche angeformt. Die Be festigungslasche 34 ist etwa mittig zwischen den Verbindungslaschen 22 angeord net. Die Befestigungslasche 34 weist einen stufenförmigen axialen Versatz 36 auf, so dass das Freiende 38 gegenüber dem an der Brücke 32 angebundenen Fes tende 40 axial versetzt ist. Dies bedeutet, dass das Freiende 38 in einer axial ver setzten Ebene angeordnet ist, welche parallel zum Ringkörper 30 ist. Das Frei ende 38 weist eine Aussparung 42 auf. Wie insbesondere in der Fig. 2 ersichtlich ist, ragt zumindest das Freiende 38 der Befestigungslasche 34 aus dem Kunststoffgehäuse 8 radial heraus. Die Befesti gungslasche 34 ist axial fluchtend zu einer korrespondierenden Flanschlasche 44 des Gehäusedeckels 12 angeordnet. Zur mechanischen und elektrischen Verbin dung der Befestigungslasche 34 und der Flanschlasche 44 ist ein diese durchset zender metallischer Niet 46 vorgesehen.
Der Niet 46 bildet die elektrische und mechanische Schnittstelle zwischen dem Gehäusedeckel 12 und dem Stanzgitter 20. Im Einbauzustand oder Anwendungs fall ist das Statorblechpaket 4 elektrisch leitfähig an eine Getriebemasse gekop pelt, so dass der Gehäusedeckel 12 über das Stanzgitter 20 elektrisch auf Masse gelegt ist. Dadurch wird das EMV-Verhalten des Gehäusedeckels 12 und somit der gesamten Maschine 2 verbessert.
In einer denkbaren Variante sind die mechanischen Verbindungen 18 ebenfalls als elektrische Verbindungen zur Kontaktierung mit dem Stanzgitter 20 beziehungs weise der Getriebemasse ausgebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fach mann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlas sen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbei spielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kom binierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
2 Maschine/Elektromotor 4 Statorblechpaket 6 Funktionsträger
8 Kunststoffgehäuse 10 Gehäuseinnenraum 12 Gehäusedeckel
14 Mantelaußenfläche 16 Flanschflügel
18 Verbindungsstelle 20 Stanzgitter
22 Verbindungslasche 24 Kontaktfläche 26 Langloch
28 Lochschaft
30 Ringkörper
32 Brücke
34 Befestigungslasche 36 Versatz
38 Freiende
40 Festende
42 Aussparung
44 Flanschlasche
46 Niet

Claims

Ansprüche
1. Elektrische Maschine (2), welche als Innenläufer ausgebildet ist und welche ein Statorblechpaket (4) sowie einen an einer Abtriebsseite des Statorblech pakets (4) abgewandten Rückseite angeordneten Funktionsträger (6) auf weist,
- wobei der Funktionsträger (6) ein Kunststoffgehäuse (8) und einen elektrisch leitfähigen Gehäusedeckel (12) sowie ein in das Kunststoffge häuse (8) eingebettetes Stanzgitter (20) mit einer Anzahl von in Axialrich tung des Statorblechpakets (4) gerichteten Verbindungslaschen (22) auf weist,
- wobei die Verbindungslaschen (22) an einer Mantelaußenfläche (14) des Statorblechpakets (4) in Axialrichtung formschlüssig und/oder stoffschlüs sig an das Statorblechpaket (4) angebunden sind, und
- wobei der Gehäusedeckel (12) und das Stanzgitter (20) elektrisch leitfähig gekoppelt sind.
2. Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslaschen (22) einteilig mit einem Ringkörper (30) gekop pelt sind, welcher an der Rückseite des Statorblechpakets (4) stirnseitig an geordnet ist.
3. Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zwei tangential benachbarten Verbindungslaschen (22) eine kreisringsektorförmige Brücke (32) erstreckt.
4. Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungslasche (34) an die Brücke (32) angeformt ist, welche der Mantelaußenfläche (14) des Statorblechpakets (4) radial übersteht.
5. Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslasche (34) einen stufenförmigen axialen Versatz (36) s aufweist.
6. Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslasche (36) zumindest abschnittsweise aus dem Kunst- o stoffgehäuse (8) des Funktionsträgers (6) hinausragt.
7. Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Niet (46) zur mechanischen und elektrischen Verbin- s düng des Gehäusedeckels (12) mit dem Stanzgitter (20) vorgesehen ist.
8. Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslaschen (22) mit dem Statorblechpaket (4) auf dessen >o Mantelaußenfläche (14) verschweißt sind.
9. Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (4) für jede Verbindungslasche (22) eine radial5 vorstehende Kontaktfläche (14) aufweist.
10. Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslaschen (22) jeweils ein schlüssellochförmiges Lang loch (26) zur Befestigung an der Mantelaußenfläche (14) aufweisen.
PCT/EP2021/070101 2020-07-22 2021-07-19 Elektrische maschine WO2022018011A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020209251.6 2020-07-22
DE102020209251.6A DE102020209251A1 (de) 2020-07-22 2020-07-22 Elektrische Maschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022018011A1 true WO2022018011A1 (de) 2022-01-27

Family

ID=77071552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2021/070101 WO2022018011A1 (de) 2020-07-22 2021-07-19 Elektrische maschine

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102020209251A1 (de)
WO (1) WO2022018011A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4329605A (en) * 1980-10-14 1982-05-11 General Motors Corporation Electric motor having radio frequency interference radiation suppression
US4501983A (en) * 1978-01-01 1985-02-26 Papst Motoren Kg Electric machine
US20160100510A1 (en) * 2013-04-26 2016-04-07 Conti Temic Microelectronic Gmbh Housing, Circuit Arrangement, Drive Arrangement and Method for Producing the Circuit Arrangement
CN207926376U (zh) * 2018-01-04 2018-09-28 北京经纬恒润科技有限公司 一种无刷直流电机
US20190277294A1 (en) * 2018-03-06 2019-09-12 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Electric pump
DE102019200254A1 (de) * 2019-01-10 2020-07-16 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Elektrische Maschine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012013947A1 (de) 2012-07-12 2014-01-16 Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Getriebeeinheit
DE102013222822A1 (de) 2013-11-11 2015-05-13 Robert Bosch Gmbh Elektrisches Gerät mit einem im Gehäusedeckel integrierten elektrischen Anschluss
NO2683824T3 (de) 2014-09-10 2018-09-22
DE102018214104A1 (de) 2018-08-21 2020-02-27 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektromaschine und Montageverfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4501983A (en) * 1978-01-01 1985-02-26 Papst Motoren Kg Electric machine
US4329605A (en) * 1980-10-14 1982-05-11 General Motors Corporation Electric motor having radio frequency interference radiation suppression
US20160100510A1 (en) * 2013-04-26 2016-04-07 Conti Temic Microelectronic Gmbh Housing, Circuit Arrangement, Drive Arrangement and Method for Producing the Circuit Arrangement
CN207926376U (zh) * 2018-01-04 2018-09-28 北京经纬恒润科技有限公司 一种无刷直流电机
US20190277294A1 (en) * 2018-03-06 2019-09-12 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Electric pump
DE102019200254A1 (de) * 2019-01-10 2020-07-16 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Elektrische Maschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020209251A1 (de) 2022-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3232541B1 (de) Elektromotor, insbesondere pumpenmotor
EP2404367B1 (de) Doppelrotormotor
WO2012062638A2 (de) Nasslaufender elektromotor und pumpenaggregat
DE102007029719A1 (de) Elektrische Maschine
DE19654352A1 (de) Kollektormaschine mit Gehäusekontaktierung
WO2017162568A1 (de) Verschaltungsplatte für einen stator einer elektrischen maschine und verfahren zum herstellen einer elektrischen maschine
EP3593441A1 (de) Elektromotor
EP1175722A2 (de) Elektrische antriebseinheit
DE102013020094B4 (de) Elektromotor, insbesondere Kühlerlüftermotor
DE102008064132B4 (de) Elektrische Maschine
DE202010007342U1 (de) Elektromotor
DE102016216888A1 (de) Antriebsvorrichtung für einen Fensterheber, mit einem Lagerelement zum Fixieren eines Stators in einem Gehäuse
DE102014218034A1 (de) Positionierung eines umspritzten Stators für einen Kupplungsaktor oder einen Getriebeaktor und Einbringen eines Rotorlagemagneten in einen solchen Aktor
WO2017009123A1 (de) Elektrische maschine
DE102009047485A1 (de) Elektrische Maschine
EP3881413A1 (de) Elektrische maschine
WO2018146241A1 (de) Elektromotor
DE102017216094A1 (de) Rotor eines Elektromotors und Elektromotor
WO2022018011A1 (de) Elektrische maschine
DE102019200614A1 (de) Stator für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine und Verfahren zum Herstellen eines solchen Stators
EP3391509B1 (de) Elektromotor
DE102015226721A1 (de) Elektromotor
DE102022203959A1 (de) Rotor für einen Elektromotor
EP2223411B1 (de) Gleichstrommaschine
DE102018210157A1 (de) Elektrische Maschine mit einem Leistungsanschluss

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21746455

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21746455

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1