DE102022207108A1

DE102022207108A1 - Electric machine with a motor housing and a customer connection flange

Info

Publication number: DE102022207108A1
Application number: DE102022207108.5A
Authority: DE
Inventors: Andrew Pierson; Achim Kraus; Nicolas Gieringer; Markus Vollmer; Konstantin Braun; Marcel Stengel; Wolfgang Schiek; Julius Reuter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-07-12
Filing date: 2022-07-12
Publication date: 2024-01-18
Also published as: CN117394573A

Abstract

Elektrische Maschine (12) mit einem Statorgrundkörper (34), der einen ringförmigen Jochbereich (13) und daran angeordnete radiale Statorzähne (14) zur Aufnahme einer elektrischen Wicklung (20) aufweist, wobei der Statorgrundkörper (34) in ein zylindrisches Motorgehäuse (15) eingefügt ist, so dass sich der Jochbereich (13) radial an der Innenseite (16) des Motorgehäuses (15) thermisch leitend abstützt, und axial benachbart zum Motorgehäuse (15) ein Kundenanschluss-Flansch (50) angeordnet ist, und zwischen dem Kundenanschluss-Flansch (50) und dem Motorgehäuse (15) mindestens ein Entkopplungselement (44) eingefügt ist, über das der Kundenanschluss-Flansch (50) mechanisch schwingungsgedämpft an dem Motorgehäuse (15) befestigt ist.Electrical machine (12) with a stator base body (34), which has an annular yoke area (13) and radial stator teeth (14) arranged thereon for receiving an electrical winding (20), the stator base body (34) being inserted into a cylindrical motor housing (15). is inserted so that the yoke area (13) is supported in a thermally conductive manner radially on the inside (16) of the motor housing (15), and a customer connection flange (50) is arranged axially adjacent to the motor housing (15), and between the customer connection At least one decoupling element (44) is inserted into the flange (50) and the motor housing (15), via which the customer connection flange (50) is fastened to the motor housing (15) in a mechanically vibration-damped manner.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Maschine mit einem Motorgehäuse und einem Kundenanschluss-Flansch nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to an electrical machine with a motor housing and a customer connection flange according to the preamble of the independent claim.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 20 2020 102 442 U1 zeigt einen Stator eines Elektromotors, bei dem am Statorgrundkörper Klemmelemente angeordnet sind, um den Statorgrundkörper radial und axial in einem Statorgehäuse zu verspannen. Dabei sind die Klemmelemente als Stanzbiegeteile ausgebildet, die in axiale Nuten am radial äußeren Umfang des Statorgrundkörpers eingefügt werden. Bei solch einer Ausführung ist die Schwingungsanregung des Statorgrundkörpers zum Statorgehäuse hin relativ gut entkoppelt, es müssen jedoch viele einzelne Bauteile montiert werden. Außerdem ist der thermische Kontakt vom Statorgrundkörper zum Statorgehäuse durch die relativ geringe Anpressfläche recht klein, so dass die Wärme aus der elektrischen Wicklung schlecht abgeführt werden kann. Diese Nachteile sollen durch die erfindungsgemäße Lösung behoben werden.The DE 20 2020 102 442 U1 shows a stator of an electric motor, in which clamping elements are arranged on the stator base body in order to clamp the stator base body radially and axially in a stator housing. The clamping elements are designed as stamped and bent parts which are inserted into axial grooves on the radially outer circumference of the stator base body. With such a design, the vibration excitation of the stator base body is relatively well decoupled from the stator housing, but many individual components have to be assembled. In addition, the thermal contact from the stator base body to the stator housing is quite small due to the relatively small contact surface, so that the heat can be poorly dissipated from the electrical winding. These disadvantages are intended to be eliminated by the solution according to the invention.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass durch die Anordnung des Entkopplungselements zwischen dem Motorgehäuse und dem Anschluss-Flansch des Kunden ein sehr guter wärmeleitender Übergang zwischen dem Statorgrundkörper und dem Motorgehäuse realisiert werden kann. Dadurch wird der Stator gut entwärmt. Der Körperschall, der dabei vom Statorgrundkörper auf das Motorgehäuse übertragen wird, kann durch das Entkopplungselement zuverlässig gegenüber dem Kundenanschluss-Flansch gedämpft werden. Dadurch können für die Motorfertigung des Stators und des Rotors Standard-Fertigungsprozesse verwendet werden, und die mechanische Entkopplung nachträglich zwischen dem Motorgehäuse und dem Kundenanschluss-Flansch hinzugefügt werden. Dadurch können standardisierte Elektromotoren mittels der Modifizierung der Schnittstelle zum Kunden-Flansch mit dem Entkopplungselement sehr einfach an die Anforderungen bezüglich Vibrationsdämpfung und Entwärmung angepasst werden. Bei einer solchen Ausführung werden nicht nur die Schwingungen gedämpft, die durch den Magnetkreis angeregt werden, sondern auch andere Vibrationen, wie sie beispielsweise durch die Rotorlagerung entstehen.The device according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that a very good heat-conducting transition between the stator base body and the motor housing can be achieved by arranging the decoupling element between the motor housing and the customer's connection flange. This cools the stator well. The structure-borne noise, which is transmitted from the stator base body to the motor housing, can be reliably dampened by the decoupling element compared to the customer connection flange. This means that standard manufacturing processes can be used for the motor production of the stator and rotor, and the mechanical decoupling can be added subsequently between the motor housing and the customer connection flange. This means that standardized electric motors can be easily adapted to the requirements regarding vibration damping and heat dissipation by modifying the interface to the customer flange with the decoupling element. With such a design, not only the vibrations that are excited by the magnetic circuit are dampened, but also other vibrations, such as those caused by the rotor bearing.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen vorgegebenen Ausführung möglich. Besonders günstig ist es, an einer axialen Seite des Motorgehäuses einen Gehäuseflansch auszubilden, der an den Kundenanschluss-Flansch angeflanscht werden kann. Dadurch kann eine definierte, mechanisch robuste Schnittstelle geschaffen werden, wobei die beiden Flansche entweder allein durch das Entkopplungselement miteinander verbunden werden, oder optional zusätzliche Verbindungsmittel zwischen den beiden Flanschen verwendet werden. Besonders günstig kann der Gehäuseflansch mittels Schrauben oder Nieten mit dem Kundenanschluss-Flansch verbunden werden.The measures listed in the dependent claims make advantageous developments and improvements to the design specified in the independent claims possible. It is particularly advantageous to form a housing flange on an axial side of the motor housing, which can be flanged to the customer connection flange. This allows a defined, mechanically robust interface to be created, with the two flanges either being connected to one another solely by the decoupling element, or optionally using additional connecting means between the two flanges. The housing flange can be particularly conveniently connected to the customer connection flange using screws or rivets.

Zum Einfügen der Verbindungsmittel wird in den Gehäuseflansch oder in den Kundenanschluss-Flansch mindestens eine Durchgangsbohrung angebracht, wobei in dem anderen Flansch entsprechend eine Aufnahme für die Verbindungsmittel ausgeformt wird. Zur mechanischen Entkopplung der beiden Flansche wird in die Durchgangsbohrung eine Befestigungshülse eingefügt, deren Umfang mit dem Entkopplungselement umschlossen ist. Dadurch ist die starre Befestigungshülse mechanisch gegenüber dem Flansch mit den Durchgangsbohrungen entkoppelt. Gleichzeitig kann das Verbindungsmittel innerhalb der starren Befestigungshülse eine sehr robuste Verbindung zwischen den beiden Flanschen ausbilden.To insert the connecting means, at least one through hole is made in the housing flange or in the customer connection flange, with a receptacle for the connecting means being formed in the other flange. To mechanically decouple the two flanges, a fastening sleeve is inserted into the through hole, the circumference of which is enclosed by the decoupling element. As a result, the rigid fastening sleeve is mechanically decoupled from the flange with the through holes. At the same time, the connecting means within the rigid fastening sleeve can form a very robust connection between the two flanges.

Dabei kann die Befestigungshülse an einem axialen Ende einen Anlagebund für die axiale Anlage eines Schraubenkopfes aufweisen, um höhere Befestigungskräfte zwischen den beiden Flanschen zu übertragen. Dabei ist axial zwischen dem Anlagebund, der sich quer zur Axialrichtung erstreckt, und der korrespondierenden Oberfläche des Flansches mit den Durchgangsbohrungen ebenfalls ein Entkopplungselement eingefügt. Besonders bevorzugt ist das Entkopplungselement hier als Entkopplungshülse ausgebildet, die an einem axialen Ende eine Ringscheibe aufweist, die sich axial an dem Bund der Befestigungshülse abstützt. Die Entkopplungshülse ist dann in die Durchgangsbohrungen eingesetzt, und die starre Befestigungshülse wiederum in die Entkopplungshülse. In die Befestigungshülse wird axial das Verbindungsmittel eingefügt. Der Schraubenkopf liegt dann in fertig montierten Zustand axial an dem Anlagering der Befestigungshülse an, wobei sich der Anlagering axial über die Ringscheibe des Entkopplungselements an der Oberfläche des Flansches mit der Durchgangsbohrungen abstützt. Dadurch wird zuverlässig vermieden, dass das Verbindungsmittel oder die starre Befestigungshülse unmittelbar an dem Flansch anliegt, an dem die Durchgangsbohrungen ausgebildet ist.The fastening sleeve can have a contact collar at one axial end for the axial contact of a screw head in order to transmit higher fastening forces between the two flanges. A decoupling element is also inserted axially between the contact collar, which extends transversely to the axial direction, and the corresponding surface of the flange with the through holes. The decoupling element is particularly preferably designed here as a decoupling sleeve, which has an annular disk at one axial end, which is supported axially on the collar of the fastening sleeve. The decoupling sleeve is then inserted into the through holes, and the rigid fastening sleeve in turn into the decoupling sleeve. The connecting means is inserted axially into the fastening sleeve. In the fully assembled state, the screw head then rests axially on the contact ring of the fastening sleeve, with the contact ring being supported axially via the annular disk of the decoupling element on the surface of the flange with the through holes. This reliably prevents the connecting means or the rigid fastening sleeve from coming into direct contact with the flange on which the through holes are formed.

Um eine direkte Übertragung von Körperschall zwischen den beiden Flanschen zu verhindern, ist zwischen dem Gehäuseflansch und dem Kundenanschluss-Flansch ein flächiges Entkopplungselement angeordnet, dass bevorzugt die gesamte axiale Anlagefläche zwischen den beiden Flanschen abdeckt. Dieses Entkopplungselement kann als ringförmige Scheibe ausgebildet sein, die die Abtriebswelle ununterbrochen umschließt. Dabei können im Bereich der Durchgangsbohrungen entsprechende Löcher ausgeschnitten werden, durch die axial die Verbindungsmittel hindurch ragen. Die ringförmige Scheibe kann in Form eines axialen Dichtringes zwischen den beiden Flanschen eingefügt werden, und beispielsweise aus Gummi oder Elastomer oder Silikon gefertigt sein. In order to prevent direct transmission of structure-borne noise between the two flanges, a flat decoupling element is arranged between the housing flange and the customer connection flange, which preferably covers the entire axial contact surface between the two flanges. This decoupling element can be designed as an annular disk that continuously surrounds the output shaft. Corresponding holes can be cut out in the area of the through holes through which the connecting means protrude axially. The annular disk can be inserted between the two flanges in the form of an axial sealing ring and can be made, for example, from rubber or elastomer or silicone.

Besonders kostengünstig können die Verbindungsmittel als Schrauben ausgebildet werden, die durch die Durchgangslöcher des einen Flansches in die entsprechenden Aufnahmen des anderen Flansches hineinragen. Als Aufnahmen können direkt Innengewinde in den Gehäuseflansch oder in den Kundenanschluss-Flansch eingeschnitten werden, in die die Schrauben eingeschraubt werden. Dabei presst der Schraubenkopf den Anlagering der starren Befestigungshülse axial über das ringscheibenförmige Entkopplungselement gegen die Oberfläche des entsprechenden Flansches. Dadurch können sehr hohe Verbindungskräfte bei gleichzeitig guter mechanischer Entkopplung zwischen den beiden Flanschen realisiert werden.The connecting means can be designed particularly cost-effectively as screws which protrude through the through holes of one flange into the corresponding receptacles of the other flange. As receptacles, internal threads can be cut directly into the housing flange or into the customer connection flange, into which the screws are screwed. The screw head presses the contact ring of the rigid fastening sleeve axially via the annular disk-shaped decoupling element against the surface of the corresponding flange. This means that very high connecting forces can be achieved with good mechanical decoupling between the two flanges.

In einer alternativen Ausführung ist das Entkopplungselement rohrförmig direkt an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Motorgehäuses angeordnet. Das Motorgehäuse ist zusammen mit dem rohrförmigen Entkopplungselement axial in eine axiale Ausnehmung im Kundenanschluss-Flansch eingefügt. Das rohrförmige Entkopplungselement liegt somit radial einerseits direkt am zylindrischen Motorgehäuse, und andererseits direkt an der zylindrischen Innenfläche des rohrförmigen axialen Fortsatzes des Kundenanschluss-Flansches an. Somit kann ein rohrförmiges Motorgehäuse ohne Gehäuseflansch sehr platzsparend und vibrationsgedämpft mit dem Flansch der Kundenschnittstelle verbunden werden.In an alternative embodiment, the decoupling element is arranged in a tubular shape directly on the outer peripheral surface of the cylindrical motor housing. The motor housing, together with the tubular decoupling element, is inserted axially into an axial recess in the customer connection flange. The tubular decoupling element thus rests radially, on the one hand, directly on the cylindrical motor housing, and on the other hand, directly on the cylindrical inner surface of the tubular axial extension of the customer connection flange. This means that a tubular motor housing without a housing flange can be connected to the flange of the customer interface in a very space-saving and vibration-damped manner.

Das rohrförmige Motorgehäuse überlappt dabei in Axialrichtung mit der axialen Ausformung im Kundenanschluss-Flansch, ohne dass die Stirnseite des Motorgehäuses axial den Kundenflansch berührt. Dadurch ist das zylindrische Motorgehäuse über das rohrförmige Entkopplungselement zuverlässig in die axiale Ausnehmung des Kundenflansches eingepresst, ohne dass das Motorgehäuse den Kundenflansch unmittelbar berührt. Ein solches rohrförmiges Entkopplungselement kann beispielsweise als Metallschaum oder Metallgeflecht oder als Gummi- oder Elastomer- Bauteil ausgebildet sein.The tubular motor housing overlaps in the axial direction with the axial formation in the customer connection flange, without the end face of the motor housing axially touching the customer flange. As a result, the cylindrical motor housing is reliably pressed into the axial recess of the customer's flange via the tubular decoupling element without the motor housing directly touching the customer's flange. Such a tubular decoupling element can be designed, for example, as metal foam or metal mesh or as a rubber or elastomer component.

In einer weiteren Ausführung ist das Entkopplungselement als metallischer Federring oder Toleranzring ausgebildet, der radial zwischen dem Motorgehäuse und der axialen Ausformung im Kundenflansch verspannt ist. Der Federring weist radial elastische Bereiche auf, die das Motorgehäuse mit einer hohen Befestigungskraft radial innerhalb der axialen Aufnahme des Kundenflansches zentrieren. Zusätzlich kann der Federring axial federnde Bereiche aufweisen, über die sich das Motorgehäuse auch axial federnd am Kundenanschluss-Flansch abstützt. Bevorzugt kann hierzu am Motorgehäuse ein umlaufender Flansch ausgebildet sein, an dessen radialer Umfangsfläche der Federring federnd anliegt. Optional kann der Federring auch an den axialen Stirnflächen des umlaufenden Flansches anliegen.In a further embodiment, the decoupling element is designed as a metal spring ring or tolerance ring, which is clamped radially between the motor housing and the axial formation in the customer's flange. The spring ring has radially elastic areas that center the motor housing radially within the axial receptacle of the customer flange with a high fastening force. In addition, the spring ring can have axially resilient areas via which the motor housing is also supported axially resiliently on the customer connection flange. For this purpose, a circumferential flange can preferably be formed on the motor housing, on the radial circumferential surface of which the spring ring rests resiliently. Optionally, the spring ring can also rest on the axial end faces of the circumferential flange.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Gehäuseflansch bezüglich der Axialrichtung vollständig von dem Entkopplungselement umgriffen wird. Dabei liegt das Entkopplungselement sowohl an den beiden axialen Stirnflächen des Gehäuseflansches, als auch an der radialen Umfangsfläche des Gehäuseflansches an. Das Entkopplungselement liegt wiederum axial an einer Oberfläche des Kundenflansches an. Radial liegt das Entkopplungselement an der zylindrischen Innenwand des axialen Fortsatzes des Kundenflansches an. Für eine zuverlässige Befestigung des Motorgehäuses ist an dem axialen Fortsatz des Kundenflansches ein radialer Steg umgeformt, der in Radialrichtung mit dem Gehäuseflansch überlappt. Zwischen dem radialen Steg und dem Gehäuseflansch ist axial ebenfalls das Entkopplungselement angeordnet. Das Entkopplungselement kann beispielsweise als Spritzgussteil ausgebildet sein, das separat gefertigt wird und auf den Gehäuseflansch aufgesetzt wird - oder direkt am Gehäuseflansch angespritzt sein. Bevorzugt wird der radiale Steg erst in Radialrichtung umgeformt, nachdem der Gehäuseflansch mit dem Entkopplungselement axial in die Aufnahme im Kundenflansch eingesetzt wurde.It is particularly advantageous if the housing flange is completely surrounded by the decoupling element with respect to the axial direction. The decoupling element rests both on the two axial end faces of the housing flange and on the radial circumferential surface of the housing flange. The decoupling element in turn rests axially on a surface of the customer flange. The decoupling element rests radially on the cylindrical inner wall of the axial extension of the customer flange. For reliable fastening of the motor housing, a radial web is formed on the axial extension of the customer's flange, which overlaps the housing flange in the radial direction. The decoupling element is also arranged axially between the radial web and the housing flange. The decoupling element can, for example, be designed as an injection-molded part that is manufactured separately and placed on the housing flange - or can be molded directly onto the housing flange. The radial web is preferably only formed in the radial direction after the housing flange with the decoupling element has been inserted axially into the receptacle in the customer's flange.

Gemäß einer weiteren Ausführung bildet das Entkopplungselement einen Formschluss zwischen dem Gehäuseflansch und der Aufnahme des Kundenflansches bezüglich der Umfangsrichtung aus. Dazu sind sowohl im Gehäuseflansch, als auch in der axialen Ausformung des Kundenflansches radiale Aussparungen ausgeformt, in die das Entkopplungselement radial eingreift. Dadurch wird verhindert, dass sich das Motorgehäuse gegenüber dem Kundenflansch verdrehen kann. Das Entkopplungselement kann hier als separat gefertigtes Einfüge-Teil hergestellt sein, das axial in den Ringspalt zwischen dem Gehäuseflansch und der radialen Innenfläche der axialen Ausformung eingepresst wird. Alternativ kann das Entkopplungselement auch unmittelbar an den Gehäuseflansch und an die axiale Aufnahme des Kundenflansches angespritzt werden.According to a further embodiment, the decoupling element forms a positive connection between the housing flange and the receptacle of the customer flange with respect to the circumferential direction. For this purpose, radial recesses are formed both in the housing flange and in the axial shape of the customer flange, into which the decoupling element engages radially. This prevents the motor housing from twisting relative to the customer's flange. The decoupling element can be manufactured here as a separately manufactured insert part, which is axially inserted into the annular gap between the housing flange and the radial Inner surface of the axial formation is pressed. Alternatively, the decoupling element can also be molded directly onto the housing flange and onto the axial receptacle of the customer's flange.

Besonders günstig kann das Entkopplungselement aus einem elastischen Material wie Elastomer oder Silikon oder Klebstoff oder Metallschaum oder Metallgeflecht oder als Flüssigdichtung hergestellt werden. Aufgrund des großen Dichteunterschieds zum Motorgehäuse und zum Kundenflansch stellt ein solches Entkopplungselement eine große Impedanzstufe dar, die den Körperschall stark dämpft. Je nach Anforderung kann dabei ein Material gewählt werden, das zusätzlich zur Dämpfwirkung eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.The decoupling element can be made particularly favorably from an elastic material such as elastomer or silicone or adhesive or metal foam or metal mesh or as a liquid seal. Due to the large difference in density between the motor housing and the customer flange, such a decoupling element represents a large impedance level that greatly dampens structure-borne noise. Depending on the requirements, a material can be selected that has good thermal conductivity in addition to the damping effect.

Die elektrische Maschine ist bevorzugt als Elektromotor ausgebildet, bei dem der Statorgrundkörper im Motorgehäuse gelagert ist. Radial innerhalb des Stators ist der Rotor angeordnet und über Lagerschilde im Motorgehäuse gelagert. Das Abtriebsmoment des Elektromotors wird über die Rotorwelle durch zentrale axiale Durchgangsöffnungen im Boden des Motorgehäuses und im Kundenanschluss-Flansch nach außen geführt. Für die Anwendung als Stellantrieb oder Rotationsantrieb im Kraftfahrzeug ist sowohl das Motorgehäuse als auch der Kundenanschluss-Flansch bevorzugt aus Metall ausgeführt, um den Elektromotor auch bei höheren Leistungen und höheren Temperaturen und größeren Erschütterungen betreiben zu könnenThe electric machine is preferably designed as an electric motor in which the stator base body is mounted in the motor housing. The rotor is arranged radially within the stator and is mounted in the motor housing via end shields. The output torque of the electric motor is led to the outside via the rotor shaft through central axial through openings in the bottom of the motor housing and in the customer connection flange. For use as an actuator or rotary drive in a motor vehicle, both the motor housing and the customer connection flange are preferably made of metal in order to be able to operate the electric motor even at higher powers and higher temperatures and greater vibrations

Für die Verbindung des Motorgehäuses mit dem Flansch der Kundenschnittstelle können am Motorgehäuse radial abstehende Anschraubaugen angeordnet werden. Beispielsweise können über den Umfang des Motorgehäuses zwei oder drei oder vier Anschraubaugen ausgebildet werden. Dabei erstrecken sich die Bereiche der Anschraubaugen nur über einen diskreten Winkelbereich, sodass zwischen den Anschraubaugen in Umfangsrichtung kein Gehäuseflansch ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführung ist der Gehäuseflansch ununterbrochen über den gesamten Umfang des Motorgehäuses ausgebildet, wobei beispielsweise entsprechend über den Umfang verteilt Bohrungen für die Verbindungsmittel angeordnet sind.To connect the motor housing to the flange of the customer interface, radially projecting screw eyes can be arranged on the motor housing. For example, two or three or four screw eyes can be formed over the circumference of the motor housing. The areas of the screw-on eyes only extend over a discrete angular range, so that no housing flange is formed between the screw-on eyes in the circumferential direction. In an alternative embodiment, the housing flange is formed uninterrupted over the entire circumference of the motor housing, with holes for the connecting means being arranged, for example, distributed over the circumference.

Insbesondere bei der Verwendung von T-förmigen Statorsegmenten werden vorteilhaft viele einzelne Blechlamellen axial übereinander gestapelt und axial miteinander verbunden. Beispielsweise können die einzelnen Blechlamellen mittels Stanzpaketierungen miteinander axial verpresst werden. An den Stirnseiten der Statorsegmente ist jeweils eine Isolierlamelle aufgesetzt, auf die die elektrische Wicklung gewickelt wird. Diese bewickelten Einzelzahnsegmente werden dann in dem Motorgehäuse zu einem Jochring zusammengesetzt. Dabei können die Jochsegmente insbesondere mittels der sogenannten Precut-Technik hergestellt werden, bei der der unbewickelte Statorring noch über Sollbruchstellen oder mittels formschlüssiger Jochsegment-Konturen fest miteinander zusammengehalten wird. Zum Bewickeln werden die einzelnen T-förmigen Jochsegmente voneinander getrennt, und nach dem Bewickeln in der gleichen ursprünglichen Anordnung wieder zusammengesetzt. Dabei sorgt die radiale Anpresskraft des Motorgehäuses dafür, dass die einzelnen T-förmigen Statorsegmente auch bezüglich der Tangentialrichtung wieder an ihren ursprünglichen Stanzflächen aneinander gedrückt werden. Dadurch kann vorteilhaft das Rastmoment einer solchen elektrischen Maschine deutlich reduziert werden.Particularly when using T-shaped stator segments, many individual sheet metal lamellas are advantageously stacked axially one above the other and axially connected to one another. For example, the individual sheet metal lamellas can be axially pressed together using stamping packages. An insulating lamella is placed on the end faces of the stator segments, onto which the electrical winding is wound. These wound individual tooth segments are then assembled into a yoke ring in the motor housing. The yoke segments can be produced in particular using the so-called precut technique, in which the unwound stator ring is held firmly together via predetermined breaking points or by means of positive yoke segment contours. For winding, the individual T-shaped yoke segments are separated from each other and reassembled in the same original arrangement after winding. The radial contact pressure of the motor housing ensures that the individual T-shaped stator segments are pressed against each other again on their original punching surfaces with respect to the tangential direction. This can advantageously significantly reduce the cogging torque of such an electrical machine.

Die elektrische Maschine ist bevorzugt als EC-Motor ausgebildet, bei dem axial oberhalb des Statorgrundkörpers eine Verschaltung angeordnet ist, die einerseits mit der elektrischen Wicklung des Statorgrundkörpers, und insbesondere mit einer Elektronikeinheit zur elektronischen Kommutierung der elektrischen Wicklung verbunden ist. Dabei können unterschiedliche Verschaltungsanordnungen realisiert werden.The electrical machine is preferably designed as an EC motor, in which a circuit is arranged axially above the stator base body, which is connected on the one hand to the electrical winding of the stator base body, and in particular to an electronic unit for electronic commutation of the electrical winding. Different interconnection arrangements can be implemented.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,
2 und 3 weitere Varianten von erfindungsgemäßen elektrischen Maschinen mit einer Schraubverbindung,
4 eine weitere Ausführung mit einer Toleranzring-Verbindung, und
5 bis 7 weitere Varianten von erfindungsgemäßen elektrischen Maschinen mit formschlüssigen Flansch-Verbindungen.

Show it:

1 schematically a first exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention,
2 and 3 further variants of electrical machines according to the invention with a screw connection,
4 another version with a tolerance ring connection, and
5 until 7 further variants of electrical machines according to the invention with positive flange connections.

In 1 ist schematisch ein Stator 10 einer elektrischen Maschine 12 mit einem Statorgrundkörper 34 dargestellt, der in Umfangsrichtung 9 einen Rückschlussring 38 aufweist, von dem sich radiale Statorzähne 14 zur Aufnahme von einer mit Wickeldraht gewickelten elektrischen Wicklung 20 erstrecken. Der Statorgrundkörper 34 ist bevorzugt aus einzelnen Blechlamellen 36 zusammengesetzt, die in Axialrichtung 8 übereinandergestapelt und zu einem Lamellenpaket verbunden sind. Der Statorgrundkörper 34 ist in ein als Motorgehäuse 15 ausgebildetes Statorgehäuse eingefügt, insbesondere eingepresst. Dabei liegt der Statorgrundkörper 34 in Radialrichtung 7 flächig wärmeleitend an der Innenseite 16 des Motorgehäuses 15 an. Somit kann die im Stator 10 erzeugte Wärme an das Motorgehäuse 15 abgegeben werden. Durch die flächige, starre Anlage des Statorgrundkörpers 34 an der Innenwand 16 des Motorgehäuses 15, wird der Körperschall auf das Motorgehäuse 15 übertragen, der im Betrieb der elektrischen Maschine 12 durch die Verformung des Statorgrundkörpers 34 erzeugt wird. Das Motorgehäuse 15 weist eine zylindrische Wand 18 auf, an dessen ersten axialen Seite 31 hier ein Boden 17 angeformt ist. Das Motorgehäuse 15 ist mit einem Flansch der Kundenschnittstelle 50 verbunden, mittels dem das Abtriebsmoment der elektrischen Maschine 12 auf eine kundenspezifische Anwendung übertragen wird. Beispielsweise wird somit die elektrische Maschine 12 an eine Servolenkung oder an eine Bremsvorrichtung oder an eine Getriebeeinheit im Kraftfahrzeug angeflanscht. Der Flansch der Kundenschnittstelle 50 ist axial benachbart zum Motorgehäuse 15 angeordnet. Der Flansch der Kundenschnittstelle 50 ist über ein Entkopplungselement 44 mit dem Motorgehäuse 15 verbunden, das einerseits die im Stator 10 erzeugten Körperschall-Schwingungen mittels einer großen Impedanzstufe dämpft, und andererseits eine gute Wärmeleitung zwischen dem Motorgehäuse 15 und dem Flansch der Kundenschnittstelle 50 ermöglicht. Im Betrieb der elektrischen Maschine 12 werden durch die erzeugten elektromagnetischen Kräfte im Statorgrundkörper 34 radiale Schwingungen angeregt. Bei jedem Schicht-Übergang in ein benachbartes Bauteil wird die Energietransmission e1, e2, e3 dieser Körperschall-Schwingung durch die Reflektion r1, r2, r3 der jeweiligen Impedanzstufen gedämpft. Die größte Impedanzstufe ist zwischen dem Entkopplungselement 44 und dem Kundenflansch 50, sowie zwischen dem Entkopplungselement 44 und dem Motorgehäuse 15 ausgebildet, sodass durch das Entkopplungselement 44 die größte Dämpfwirkung erzielt wird. Beispielsweise ist das Entkopplungselement 44 axial zwischen dem Boden 17 und dem Kundenflansch 50 verspannt, sodass die Übertragung der Körperschall-Schwingungen auf den Flansch der Kundenschnittstelle 50 zumindest stark reduziert wird.In 1 A stator 10 of an electrical machine 12 is shown schematically with a stator base body 34, which has a yoke ring 38 in the circumferential direction 9, from which radial stator teeth 14 extend to accommodate an electrical winding 20 wound with winding wire. The stator base body 34 is preferably composed of individual sheet metal lamellae 36, which are stacked one above the other in the axial direction 8 and connected to form a lamina pack. The stator base body 34 is in the form of a motor housing 15 formed stator housing inserted, in particular pressed in. The stator base body 34 lies flat against the inside 16 of the motor housing 15 in a heat-conducting manner in the radial direction 7. The heat generated in the stator 10 can thus be delivered to the motor housing 15. Due to the flat, rigid contact of the stator base body 34 on the inner wall 16 of the motor housing 15, the structure-borne noise is transmitted to the motor housing 15, which is generated during operation of the electrical machine 12 by the deformation of the stator base body 34. The motor housing 15 has a cylindrical wall 18, on the first axial side 31 of which a base 17 is formed here. The motor housing 15 is connected to a flange of the customer interface 50, by means of which the output torque of the electric machine 12 is transferred to a customer-specific application. For example, the electric machine 12 is flanged to a power steering system or to a braking device or to a transmission unit in the motor vehicle. The flange of the customer interface 50 is arranged axially adjacent to the motor housing 15. The flange of the customer interface 50 is connected to the motor housing 15 via a decoupling element 44, which on the one hand dampens the structure-borne sound vibrations generated in the stator 10 by means of a large impedance level, and on the other hand enables good heat conduction between the motor housing 15 and the flange of the customer interface 50. During operation of the electrical machine 12, radial vibrations are excited in the stator base body 34 by the electromagnetic forces generated. With each layer transition into an adjacent component, the energy transmission e1, e2, e3 of this structure-borne sound vibration is dampened by the reflection r1, r2, r3 of the respective impedance levels. The largest impedance level is formed between the decoupling element 44 and the customer flange 50, as well as between the decoupling element 44 and the motor housing 15, so that the greatest damping effect is achieved by the decoupling element 44. For example, the decoupling element 44 is braced axially between the floor 17 and the customer flange 50, so that the transmission of structure-borne sound vibrations to the flange of the customer interface 50 is at least greatly reduced.

In 2 ist eine weitere Ausführung einer elektrischen Maschine 12 dargestellt, bei der am Motorgehäuse 15 ein Gehäuseflansch 30 ausgebildet ist. Der Gehäuseflansch 30 kann dabei als einzelne diskrete Anschraubaugen 29 realisiert sein, die in Umfangsrichtung 9 in unterschiedlichen Winkelbereichen ausgebildet sind. Alternativ kann der Gehäuseflansch 30 auch als geschlossener umlaufender Ring ausgebildet sein. In 2 sind im Gehäuseflansch 30 in Axialrichtung 8 verlaufende Durchgangsbohrungen 54 ausgebildet, in die Verbindungsmittel 52 einfügbar sind. In die Durchgangslöcher 54 sind starre Befestigungshülsen 60 eingesetzt, die beispielsweise als Schrauben 53 ausgebildete Verbindungsmittel 52 aufnehmen. Radial zwischen der Befestigungshülse 60 und der Durchgangsbohrung 54 ist hier das Entkopplungselement 44 als Entkopplungshülse 45 ausgebildet. Die Befestigungshülse 60 weist insbesondere einen Anlagering 62 auf, der sich in Radialrichtung 7 erstreckt. Der Anlagering 62 kann alternativ auch als separat gefertigtes Bauteil ausgebildet sein. In Axialrichtung 8 ist zwischen dem Anlagering 62 und einer axialen ersten Oberfläche 27 des Gehäuseflansches 30 ein weiteres Entkopplungselement 44 als Ringscheibe 46 ausgebildet. Diese Ringscheibe 46 ist bevorzugt einstückig mit der Entkopplungshülse 45 als Entkopplungselement 44 ausgebildet. Dabei kann das Entkopplungselement 44 beispielsweise als Gummi- oder Elastomer-Bauteil ausgebildet sein, das separat verbaut wird, oder auf die Befestigungshülse 60 aufgesetzt oder aufgespritzt ist. Durch die Kombination der Ringscheibe 46 mit der Entkopplungshülse 45 hat die Befestigungshülse 60 mit ihrem Anlagering 62 keinen unmittelbaren Anlagekontakt zum Gehäuseflansch 30. Axial zwischen dem Gehäuseflansch 30 und dem Flansch der Kundenschnittstelle 50 ist ein weiteres Entkopplungselement 44 als Zwischenschicht 47 ausgebildet, die verhindert, dass der Gehäuseflansch 30 unmittelbar dem Flansch der Kundenschnittstelle 50 anliegt. Im Flansch der Kundenschnittstelle 50 ist eine Aufnahme 55 für die Verbindungsmittel 52 ausgebildet, beispielsweise als Innengewinde 56. Wird nun beispielsweise als Verbindungsmittel 52 eine Schraube 53 in die Befestigungshülse 60 axial eingefügt, liegt der Schraubkopf 93 axial an dem Anlagering 62 an, sobald die Schraube 53 in das Innengewinde 56 eingeschraubt ist. Dadurch kann eine mechanisch robuste Verbindung vom Motorgehäuse 15 zum Kundenflansch 50 mit einer guten Schwingungsentkopplung ausgebildet werden. Der Kundenflansch 50 weist bevorzugt einen zentralen Durchbruch 58 auf, durch den eine Abtriebswelle 22 des Rotors 11 durchgeführt werden kann. Am Boden 17 des Motorgehäuses 15 ist beispielsweise eine ringförmige axiale Wand 19 angeformt, die in eine entsprechende axiale Ausformung 51 im Kundenflansch 50 axial eingreift. Hierbei ist das als Zwischenschicht 47 ausgebildete Entkopplungselement 44 auch radial zwischen der axialen Wand 19 des Motorgehäuses 15 und der axialen Ausformung 51 in dem Kundenflansch 50 angeordnet, um die Schwingungsübertragung zu dämpfen. Alternativ kann das Motorgehäuse 15 auch über die Befestigungshülsen 60 oder über eine O-Ring-Abdichtung gegenüber dem Kundenflansch 50 zentriert werden. Im Boden 17 ist ein erstes Lager 71 für den Rotor 11 angeordnet. Der Rotor 11 ist an einer zweiten axialen Seite 32 des Motorgehäuses 15 mittels einem Lagerschild 73 in einem zweiten Lager 72 gehalten.In 2 a further embodiment of an electrical machine 12 is shown, in which a housing flange 30 is formed on the motor housing 15. The housing flange 30 can be realized as individual discrete screw-on eyes 29, which are formed in different angular ranges in the circumferential direction 9. Alternatively, the housing flange 30 can also be designed as a closed circumferential ring. In 2 Through holes 54 running in the axial direction 8 are formed in the housing flange 30, into which connecting means 52 can be inserted. Rigid fastening sleeves 60 are inserted into the through holes 54 and accommodate connecting means 52 designed, for example, as screws 53. Here, the decoupling element 44 is designed as a decoupling sleeve 45 radially between the fastening sleeve 60 and the through hole 54. The fastening sleeve 60 in particular has a contact ring 62 which extends in the radial direction 7. The contact ring 62 can alternatively also be designed as a separately manufactured component. In the axial direction 8, a further decoupling element 44 is formed as an annular disk 46 between the contact ring 62 and an axial first surface 27 of the housing flange 30. This annular disk 46 is preferably designed in one piece with the decoupling sleeve 45 as a decoupling element 44. The decoupling element 44 can be designed, for example, as a rubber or elastomer component that is installed separately or is placed or sprayed onto the fastening sleeve 60. Due to the combination of the annular disk 46 with the decoupling sleeve 45, the fastening sleeve 60 with its contact ring 62 has no direct contact with the housing flange 30. A further decoupling element 44 is formed axially between the housing flange 30 and the flange of the customer interface 50 as an intermediate layer 47, which prevents the housing flange 30 rests directly on the flange of the customer interface 50. A receptacle 55 for the connecting means 52 is formed in the flange of the customer interface 50, for example as an internal thread 56. If, for example, a screw 53 is now inserted axially into the fastening sleeve 60 as a connecting means 52, the screw head 93 rests axially on the contact ring 62 as soon as the screw 53 is screwed into the internal thread 56. This allows a mechanically robust connection from the motor housing 15 to the customer flange 50 to be formed with good vibration decoupling. The customer flange 50 preferably has a central opening 58 through which an output shaft 22 of the rotor 11 can be carried out. For example, an annular axial wall 19 is formed on the bottom 17 of the motor housing 15 and engages axially in a corresponding axial formation 51 in the customer flange 50. Here, the decoupling element 44 designed as an intermediate layer 47 is also arranged radially between the axial wall 19 of the motor housing 15 and the axial formation 51 in the customer flange 50 in order to dampen the vibration transmission. Alternatively, the motor housing 15 can also be centered relative to the customer flange 50 via the fastening sleeves 60 or via an O-ring seal. A first bearing 71 for the rotor 11 is arranged in the base 17. The rotor 11 is held in a second bearing 72 on a second axial side 32 of the motor housing 15 by means of a bearing plate 73.

Der Statorgrundkörper 34 im Motorgehäuse 15 setzt sich beispielsweise aus einzelnen Blechlamellen 36 zusammen, die in Axialrichtung 8 aufeinander gefügt sind. Die Blechlamellen 36 sind bevorzugt als T-förmige Statorsegmente 35 ausgestanzt, so dass ein Statorzahn 14 einstückig mit einem Jochsegment 37 ausgeformt ist. In zusammengefügtem Zustand bilden die einzelnen Jochsegmente 37 den Rückschlussring 38. Die Statorsegmente 35 werden bevorzugt mittels Precut-Technik ausgestanzt, sodass unmittelbar benachbarte Jochsegmente 37 nach dem vollständigen oder teilweisen Durchstanzen direkt wieder axial in ihre ursprüngliche Position zurück gedrückt werden. Dadurch kann der Statorgrundkörper 34 als geschlossener Ring transportiert werden, bevor die einzelnen T-förmigen Statorsegmente 35 zum Bewickeln aufgetrennt werden. Nach dem fertigen Bewickeln werden hierbei die T-förmigen Statorsegmente 35 entsprechend ihrer vorherigen Position vor dem Bewickeln wieder zusammengesetzt und in das Motorgehäuse 15 eingefügt. An den axialen Stirnseiten des Statorgrundkörpers 34 sind Isoliermasken 40 angeordnet, die bevorzugt die Stirnseiten weitgehend mit einem isolierenden Material überdecken. Bevorzugt sind die Isoliermasken 40 als Kunststoff-Spritzgussteile ausgebildet, die axial auf den Statorgrundkörper 34 aufgesetzt sind. Die auf den Isoliermasken 40 angeordnete Wicklung 20 wird elektrisch von einer Verschaltungsanordnung 74 kontaktiert, mittels der die gewünschte Verschaltung zu elektrischen Phasen realisiert wird. Die Wicklung 20 ist bevorzugt in Form von Einzelzahn-Spulen 21 ausgebildet, die auf den einzelnen Statorzähnen 14 angeordnet sind. In 2 weisen die Statorzähne 14 radial nach innen, so dass innerhalb der Statorzähne 14 der Rotor 11 gelagert ist, der als Innenläufer vom Stator 10 angetrieben wird. Die Verbindung der Wicklung 20 zur Verschaltungsanordnung 74 erfolgt über elektrische Leiterelemente 75, die bevorzugt mittels Schweißen, oder Löten, oder Einpresskontakten, oder Schneid-Klemm-Verbindungen kontaktiert sind. Axial oberhalb der Verschaltungsanordnung 74 ist beispielsweise eine nicht dargestellte Elektronikeinheit angeordnet, mittels der die elektrische Wicklung 20 elektronisch kommutierbar ist. Dabei kann am Rotor 11 ein Signalgeber angeordnet sein, der mit einem Sensor zur Drehlagenerfassung des Rotors 11 zusammenwirkt, der bevorzugt in der Elektronikeinheit angeordnet ist.The stator base body 34 in the motor housing 15 is composed, for example, of individual sheet metal lamellas 36 which are joined together in the axial direction 8. The sheet metal lamellas 36 are preferably punched out as T-shaped stator segments 35, so that a stator tooth 14 is formed in one piece with a yoke segment 37. When assembled, the individual yoke segments 37 form the return ring 38. The stator segments 35 are preferably punched out using precut technology, so that immediately adjacent yoke segments 37 are pressed axially back into their original position after complete or partial punching. This allows the stator base body 34 to be transported as a closed ring before the individual T-shaped stator segments 35 are separated for winding. After the winding has been completed, the T-shaped stator segments 35 are reassembled in accordance with their previous position before winding and inserted into the motor housing 15. Insulating masks 40 are arranged on the axial end faces of the stator base body 34, which preferably largely cover the end faces with an insulating material. The insulating masks 40 are preferably designed as plastic injection-molded parts that are placed axially on the stator base body 34. The winding 20 arranged on the insulating masks 40 is electrically contacted by an interconnection arrangement 74, by means of which the desired interconnection to electrical phases is implemented. The winding 20 is preferably designed in the form of single-tooth coils 21, which are arranged on the individual stator teeth 14. In 2 the stator teeth 14 point radially inwards, so that the rotor 11 is mounted within the stator teeth 14 and is driven as an internal rotor by the stator 10. The connection of the winding 20 to the interconnection arrangement 74 takes place via electrical conductor elements 75, which are preferably contacted by means of welding, or soldering, or press-fit contacts, or insulation displacement connections. For example, an electronic unit (not shown) is arranged axially above the interconnection arrangement 74, by means of which the electrical winding 20 can be electronically commutated. A signal generator can be arranged on the rotor 11, which interacts with a sensor for detecting the rotational position of the rotor 11, which is preferably arranged in the electronic unit.

In 3 ist eine weitere Variante einer elektrischen Maschine 12 dargestellt, bei der der Stator 10 und der Rotor 11 entsprechend 2 ausgebildet sind. Bei dieser Ausführung sind jedoch die Durchgangsbohrungen 54 für die Verbindungsmittel 52 im Kundenflansch 50 ausgebildet. Daher sind nun die Befestigungshülsen 60 in den Kundenflansch 50 eingefügt. Entsprechend 2 ist an der Umfangsfläche 61 der Befestigungshülse 60 die Entkopplungshülse 45 angeordnet. Die Entkopplungshülse 45 liegt dabei an der Innenseite der Durchgangsbohrungen 54 an. An der Befestigungshülse 60 ist wieder der Anlagering 62 angeformt oder als separates Bauteil eingefügt, an dem axial der Schraubenkopf 93 anliegt. Zwischen dem Anlagering 62 und einer axial äußeren Fläche 64 des Kundenflansches 50 ist zur mechanischen Entkopplung in Axialrichtung 8 die Ringscheibe 46 angeordnet. Axial zwischen dem Kundenflansch 50 und dem Gehäuseflansch 30 ist die elastische Zwischenschicht 47 angeordnet, um das Motorgehäuse 15 in Axialrichtung 8 mechanisch vom Kundenflansch 50 zu entkoppeln. Im Gehäuseflansch 30 sind als Aufnahmen 55 wieder Innengewinde 56 ausgebildet, in die als Verbindungsmittel 52 Schrauben 53 eingedreht werden. Dadurch unterscheidet sich die Ausführung gemäß 3 im Wesentlichen dadurch von der 2, dass die Verbindungsmittel 52 von der Seite des Kundenflansches 50 bzw. von der Seite des Motorgehäuses 15 axial montiert werden.In 3 Another variant of an electrical machine 12 is shown, in which the stator 10 and the rotor 11 correspond 2 are trained. In this embodiment, however, the through holes 54 for the connecting means 52 are formed in the customer flange 50. Therefore, the fastening sleeves 60 are now inserted into the customer flange 50. Accordingly 2 the decoupling sleeve 45 is arranged on the peripheral surface 61 of the fastening sleeve 60. The decoupling sleeve 45 rests on the inside of the through holes 54. The contact ring 62 is again formed on the fastening sleeve 60 or inserted as a separate component, against which the screw head 93 rests axially. The annular disk 46 is arranged between the contact ring 62 and an axially outer surface 64 of the customer flange 50 for mechanical decoupling in the axial direction 8. The elastic intermediate layer 47 is arranged axially between the customer flange 50 and the housing flange 30 in order to mechanically decouple the motor housing 15 from the customer flange 50 in the axial direction 8. In the housing flange 30, internal threads 56 are again formed as receptacles 55, into which screws 53 are screwed as connecting means 52. This means that the design differs accordingly 3 essentially by the 2 that the connecting means 52 are mounted axially from the side of the customer flange 50 or from the side of the motor housing 15.

Anstelle das Innengewinde 56 am Kundenflansch 50 oder am Gehäuseflansch 30 auszubilden, kann in weiteren Varianten das Innengewinde 56 auch innerhalb der Befestigungshülse 60 ausgeformt sein, die entweder im Kundenflansch 50 oder im Gehäuseflansch 30 eingefügt ist. Dabei kann die Schraube 53 von der Seite des Kundenflansches 50 oder von der Seite des Gehäuseflansches 30 eingeführt werden. Die Befestigungshülse 60 stützt sich dabei mit dem angeformten Anlagering 62 axial gegenüberliegend zum Schraubkopf 93 axial an der äußeren axialen Fläche 64 des Kundenflansch 50 oder an der axialen Oberfläche 27 des Gehäuseflansches 30 ab.Instead of forming the internal thread 56 on the customer flange 50 or on the housing flange 30, in further variants the internal thread 56 can also be formed within the fastening sleeve 60, which is inserted either in the customer flange 50 or in the housing flange 30. The screw 53 can be inserted from the side of the customer flange 50 or from the side of the housing flange 30. The fastening sleeve 60 is supported with the molded-on contact ring 62 axially opposite the screw head 93 on the outer axial surface 64 of the customer flange 50 or on the axial surface 27 of the housing flange 30.

4 zeigt eine weitere Ausführung einer elektrischen Maschine 12, bei der der Kundenflansch 50 axial benachbart zum Motorgehäuse 15 angeordnet. Hierbei ist jedoch am Motorgehäuse 15 kein Gehäuseflansch 30 ausgebildet, sondern das Entkopplungselement 44 ist hier radial außen an der Zylinderwand 18 des Motorgehäuses 15 angeordnet. Das Motorgehäuse 15 ist beispielsweise als Tiefziehteil oder mittels Strangpressen rohrförmig ausgebildet. Dabei ist das Entkopplungselement 44 auch rohrförmig ausgebildet und liegt radial an der Innenseite der axialen Ausformung 51 des Kundenflansches 50 an. Dabei ist das Motorgehäuse 15 bezüglich der Radialrichtung 7 über das rohrförmigen Entkopplungselement 44 vollständig mechanisch von dem Kundenflansch 50 entkoppelt. In Axialrichtung 8 liegt das Motorgehäuse 15 nicht unmittelbar am Kundenflansch 50 an. Die axiale Ausformung 51 am Kundenflansch 50 ist hier als rohrartiger axialer Fortsatz 91 ausgebildet. Das Motorgehäuse 15 kann mit dem darauf angeordneten rohrförmigen Entkopplungselement 44 in die axiale Ausformung 51 eingepresst sein. Optional können zusätzlich weitere Verbindungselemente 52 zwischen dem Kundenflansch 50 und dem Motorgehäuse 15 angeordnet werden, die bevorzugt mittels weiterer Entkopplungselemente 44 entkoppelt sind. Das rohrförmige Entkopplungselement 44 kann dabei aus Gummi oder Elastomer oder als ein Metallschaum oder Metallgeflecht ausgebildet sein. 4 shows a further embodiment of an electrical machine 12, in which the customer flange 50 is arranged axially adjacent to the motor housing 15. However, no housing flange 30 is formed on the motor housing 15, but the decoupling element 44 is arranged here radially on the outside on the cylinder wall 18 of the motor housing 15. The motor housing 15 is designed to be tubular, for example as a deep-drawn part or by means of extrusion. The decoupling element 44 is also tubular and rests radially on the inside of the axial formation 51 of the customer flange 50. The motor housing 15 is completely mechanically decoupled from the customer flange 50 with respect to the radial direction 7 via the tubular decoupling element 44. In the axial direction 8, the motor housing 15 does not rest directly on the customer flange 50. The axial shape 51 on the customer flange 50 is designed here as a tubular axial extension 91. The motor housing 15 can be pressed into the axial formation 51 with the tubular decoupling element 44 arranged thereon. Optionally, additional connecting elements 52 can be used between the customer flange 50 and the motor housing 15 are arranged, which are preferably decoupled by means of further decoupling elements 44. The tubular decoupling element 44 can be made of rubber or elastomer or as a metal foam or metal mesh.

In einer weiteren Ausführung gemäß 5 ist das Entkopplungselement 44 als Federring 48 ausgebildet, der zwischen dem Motorgehäuse 15 und dem Kundenflansch 50 angeordnet ist. Der Federring 48 weist radial federnde Abschnitte 80 auf, die das Motorgehäuse 15 radial gegenüber der axialen Ausformung 51 des Kundenflansches 50 verspannen, insbesondere in der Form eines Toleranzrings 49. Die axiale Ausformung 51 kann wieder als rohrförmiger axialer Fortsatz 91 am Kundenflansch 50 angeformt sein. Das Motorgehäuse 15 weist hier beispielsweise einen umlaufenden Gehäuseflansch 30 auf, der in die axiale Ausformung 51 eingreift. Der Federring 48 ist zwischen der radialen Außenfläche 84 des Gehäuseflansches 30 und der radialen Innenseite 95 der axialen Ausformung 51 radial verspannt. Der Federring 48 weist des Weiteren axial federnde Abschnitte 82 auf, die den Gehäuseflansch 30 mechanisch auch axial gegenüber dem Kundenflansch 50 entkoppeln. Der Federring 48 ist beispielsweise formschlüssig am Kundenflansch 50 fixiert - durch eine entsprechende Umformung des Federrings 48 oder durch ein zusätzliches Befestigungsmittel.In a further embodiment according to 5 the decoupling element 44 is designed as a spring ring 48, which is arranged between the motor housing 15 and the customer flange 50. The spring ring 48 has radially resilient sections 80 which brace the motor housing 15 radially relative to the axial shape 51 of the customer flange 50, in particular in the form of a tolerance ring 49. The axial shape 51 can again be formed on the customer flange 50 as a tubular axial extension 91. The motor housing 15 here has, for example, a circumferential housing flange 30 which engages in the axial shape 51. The spring ring 48 is radially clamped between the radial outer surface 84 of the housing flange 30 and the radial inner side 95 of the axial formation 51. The spring ring 48 also has axially resilient sections 82, which also mechanically decouple the housing flange 30 axially from the customer flange 50. The spring ring 48 is fixed, for example, in a form-fitting manner on the customer flange 50 - by appropriately reshaping the spring ring 48 or by an additional fastening means.

In 6 und 7 ist eine weitere Ausführung eines Entkopplungselement 44 dargestellt, das den Gehäuseflansch 30 an einer axialen Oberfläche 27, und an der radialen Außenfläche 84 und an einer axialen Unterfläche 28 umschließt. Das Entkopplungselement 44 kann beispielsweise als Elastomer oder als Silikon oder als Klebstoff ausgebildet sein, und insbesondere auch an den Gehäuseflansch 30 angespritzt sein. Das Entkopplungselement 44 wird vom Kundenflansch 50 und einem an diesem angeformten axialen Fortsatz 90 bezüglich der Axialrichtung 8 formschlüssige umschlossen. Am axialen Fortsatz 90 ist ein radialer Steg 89 angeformt, der mit dem Gehäuseflansch 30 in Radialrichtung 7 überlappt. Dabei liegt der Gehäuseflansch 30 weder an dem Kundenflansch 50, noch an dessen axialen Fortsatz 90, noch an dessen radialem Steg 89 direkt an, sondern ausschließlich indirekt über das Entkopplungselement 44. Wie in dem Schnitt quer zur Axialrichtung 8 in 7 zu erkennen ist, bildet das Entkopplungselement 44 einen Formschluss zwischen dem Gehäuseflansch 30 und dem Kundenflansch 50 bezüglich der Umfangsrichtung 9. Dazu weist sowohl die radiale Außenfläche 84 des Gehäuseflansches 30, als auch der axiale Fortsatz 90, bzw. der rohrförmige axiale Fortsatz 91 des Kundenflansches 50 radiale Aussparungen 88 auf, in die das Entkopplungselement 44 radial jeweils eingreift. Dabei kann das Entkopplungselement 44 bevorzugt als Kunststoff-Spritzgussteil hergestellt sein, das beispielsweise unmittelbar an den Gehäuseflansch 30 und den Kundenflansch 50 angespritzt wird. Das Entkopplungselement 44 ist hierbei ringförmig ausgebildet, und umschließt insbesondere die zylindrische Wand 18 des Motorgehäuses 15 vollständig. Dabei sind an dem Entkopplungselement 44 radiale Noppen 99 ausgebildet, die formschlüssig in die radialen Aussparungen 88 des Gehäuseflansches 30 und des axialen Fortsatzes 90 des Kundenflansches 50 eingreifen.In 6 and 7 a further embodiment of a decoupling element 44 is shown, which encloses the housing flange 30 on an axial surface 27, and on the radial outer surface 84 and on an axial lower surface 28. The decoupling element 44 can be designed, for example, as an elastomer or as silicone or as an adhesive, and in particular can also be molded onto the housing flange 30. The decoupling element 44 is enclosed in a form-fitting manner with respect to the axial direction 8 by the customer flange 50 and an axial extension 90 formed thereon. A radial web 89 is formed on the axial extension 90 and overlaps with the housing flange 30 in the radial direction 7. The housing flange 30 does not rest directly on the customer flange 50, nor on its axial extension 90, nor on its radial web 89, but only indirectly via the decoupling element 44. As in the section transverse to the axial direction 8 in 7 As can be seen, the decoupling element 44 forms a positive connection between the housing flange 30 and the customer flange 50 with respect to the circumferential direction 9. For this purpose, both the radial outer surface 84 of the housing flange 30 and the axial extension 90 or the tubular axial extension 91 of the customer flange point 50 radial recesses 88, into which the decoupling element 44 engages radially. The decoupling element 44 can preferably be manufactured as a plastic injection-molded part, which is, for example, injected directly onto the housing flange 30 and the customer flange 50. The decoupling element 44 is annular and in particular completely encloses the cylindrical wall 18 of the motor housing 15. Radial knobs 99 are formed on the decoupling element 44, which engage in a form-fitting manner in the radial recesses 88 of the housing flange 30 and the axial extension 90 of the customer flange 50.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die konkrete Ausbildung des Motorgehäuses 15, des Gehäuseflansches 30, sowie des Kundenflansches 50 mit dessen axialer Ausformung 51 variiert werden. Ebenso kann die Ausführung des Statorgrundkörpers 34 und des Rotors 11 mit der Abtriebswelle 22 an die Anwendungen der elektrischen Maschine 12 und an die Möglichkeiten der Fertigung angepasst werden. Die elektrische Maschine 12 ist bevorzugt als bürstenlos kommutierter EC-Motor ausgebildet, wobei unterschiedliche Verschaltungen der Wicklung 20 realisiert werden können. Je nach geometrischer Ausführung des Entkopplungselement 44 kann dieses aus einem Elastomer oder aus Silikon oder aus Klebstoff oder als Metallschaum oder als Metallgewebe oder als Flüssigkeitsdichtung ausgebildet sein. Der Stator 10 setzt sich insbesondere aus einzelnen T-förmigen Segmenten 35 zusammen, er kann jedoch auch als Vollschnitt-Stator mit einem ununterbrochenen, geschlossenen Rückschlussring 38 ausgebildet sein. Die Erfindung eignet sich in besonderer Weise für den Drehantrieb von Komponenten oder die Verstellung von Teilen im Kraftfahrzeug, ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.It should be noted that with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a variety of possible combinations of the individual features with one another are possible. For example, the specific design of the motor housing 15, the housing flange 30, and the customer flange 50 with its axial shape 51 can be varied. Likewise, the design of the stator base body 34 and the rotor 11 with the output shaft 22 can be adapted to the applications of the electrical machine 12 and to the manufacturing options. The electrical machine 12 is preferably designed as a brushless commutated EC motor, whereby different connections of the winding 20 can be implemented. Depending on the geometric design of the decoupling element 44, it can be made of an elastomer or silicone or adhesive or as metal foam or as metal mesh or as a liquid seal. The stator 10 is composed in particular of individual T-shaped segments 35, but it can also be designed as a full-section stator with an uninterrupted, closed yoke ring 38. The invention is particularly suitable for the rotary drive of components or the adjustment of parts in motor vehicles, but is not limited to this application.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202020102442 U1 [0002]

Claims

Electric machine (12), with a stator base body (34), which has an annular yoke region (13) and radial stator teeth (14) arranged thereon for receiving an electrical winding (20), the stator base body (34) being inserted into a cylindrical motor housing (15 ) is inserted so that the yoke area (13) is supported in a thermally conductive manner radially on the inside (16) of the motor housing (15), and a customer connection flange (50) is arranged axially adjacent to the motor housing (15), and between the customer connection -Flange (50) and the motor housing (15) at least one decoupling element (44) is inserted, via which the customer connection flange (50) is fastened to the motor housing (15) in a mechanically vibration-damped manner.

Electric machine (12) after Claim 1 , characterized in that the motor housing (15) has a housing flange (30) at one axial end (31), which is connected - in particular screwed - to the customer connection flange (50).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one through hole (54) for a connecting means (52) is formed in the housing flange (30) and/or in the customer connection flange (50), and in the through hole ( 54) a fastening sleeve (60) is inserted, on the peripheral surface (61) of which the decoupling element (44, 45) is arranged.

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening sleeve (60) has a contact ring (62) for the connecting means (52), and the decoupling element (44, 46) is annular and axially between the contact ring ( 62) and the housing flange (30) and/or the customer connection flange (50) - and in particular the annular decoupling element (44, 46) is arranged in one piece with the decoupling element (44, 45) on the peripheral surface (61) of the fastening sleeve (60 ) is trained.

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (44, 47) is arranged axially between the housing flange (30) and the customer connection flange (50) - and in particular through holes in the decoupling element (44, 47). (54) are recessed for the connecting elements (52).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting elements (52) are designed as screws (53) and are screwed into internal threads (56) in the housing flange (30) and/or in the flange (50) of the customer interface , wherein a screw head (93) presses the decoupling element (44, 46) axially between the contact ring (62) of the fastening sleeve (60) and the customer connection flange (50) and / or the housing flange (30).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (44) is arranged in a ring shape on the radial outer circumference of the motor housing (15), and the radial outer surface (42) of the decoupling element (44) is against the radial inside of a axial shape (51, 91) of the flange of the customer interface (50) is pressed.

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (44) is tubular and the motor housing (15) does not rest axially directly on the customer connection flange (50).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (44) is designed as a radially resilient tolerance ring (48, 49), and radially - and in particular also axially - between the housing flange (30) and an axial receptacle (51, 91) of the flange of the customer interface (50) is clamped.

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (44) is designed as an encapsulation of the housing flange (30), which encloses it on an axial underside (28) and on an axial upper side (27), and in particular an axial extension (90, 89) of the flange of the customer interface (50) surrounds the molded housing flange (30) in the axial direction (8), and preferably forms an undercut with the housing flange (30) with respect to the axial direction (8).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the encapsulation forms a positive connection with the housing flange (30) and with the customer connection flange (50) with respect to the circumferential direction (9).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the decoupling element (44) is elastomer or silicone or adhesive or liquid sealant device or metal foam or a metal mesh, and rests directly on the motor housing (30) and/or on the customer connection flange (50).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the motor housing (15) and the customer connection flange (50) are made of metal, and in particular the motor housing (15) and customer connection flange (50) have a central opening (58) for the implementation of an output shaft (22) of a rotor (11), which is mounted radially within the stator base body (34).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing flange (30) is designed as a plurality of radially projecting screw eyes (29) which only extend over discrete circumferential angles on the cylindrical motor housing (15).

Electrical machine (12) according to one of the preceding claims, characterized in that the stator base body (34) is composed of a plurality of T-shaped stator segments (35), with a single stator tooth (14) extending radially on each yoke segment (37). is formed on the inside, and the yoke segments (37) rest against one another within the motor housing (15) in the circumferential direction (9) - and in particular the T-shaped stator segments (35) are punched out using precut technology before winding.