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Patent Searching and Data


Title:
ELECTRIC MOTOR FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/127986
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric motor (4) for a motor vehicle. Said electric motor comprises a motor housing (8) and a stator received in the motor housing (8) with a phase connection (10) which is received in a holding element (22), wherein a housing bottom (6) of the motor housing (8) has a lead-through opening (42), and wherein the phase connection and the holding element project through the lead-through opening (42) for providing anti-rotational locking. The invention also relates to a motor housing (8) for such an electric motor (4).

Inventors:
BEDARE AMIT (IN)
FENTEN DOMINK (DE)
SHENDARE KESHAR (IN)
Application Number:
PCT/DE2021/100989
Publication Date:
June 23, 2022
Filing Date:
December 09, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO KG WUERZBURG (DE)
International Classes:
H02K1/18; H02K5/04; H02K5/22
Foreign References:
EP2619457A12013-07-31
FR2918221A12009-01-02
DE102017202262A12018-08-16
Attorney, Agent or Firm:
FDST PATENTANWÄLTE (DE)
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Claims:
Ansprüche Elektromotor (4) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein Motorgehäuse (8) mit einem Gehäuseboden (6), einen im Motorgehäuse (8) aufgenommenen Stator mit einem Phasenanschluss (10), welcher in einem Halteelement (22) aufgenommen ist, wobei der Gehäuseboden (6) des Motorgehäuses (8) eine Durchführöffnung (42) aufweist, und wobei für eine Verdrehsicherung des Stators der Phasenanschluss und das Halteelement (22) die Durchführöffnung (42) durchragt. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Erhöhung einer Biegesteifigkeit endseitig bezüglich der Umfangsrichtung (U) eine Rippe (34) an das Halteelement (22) angeformt ist. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe (34) glatt in das Halteelement (22) ausläuft. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (22) an einer stirnseitig des Stators angeordneten Verschaltungseinheit (2) angeordnet, insbesondere an diese angeformt, ist. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diejenige Seitenwand (44), welche die Durchführöffnung (42) in Umfangsrichtung (U) begrenzt, einen Anschlagsbereich für das Halteelement (22) bei einer Rotation des Stators bildet, wobei die Seitenwand (44) zur Erzeugung einer in Radialrichtung (R) gerichteten Komponente einer aufgrund der Rotation erzeugten Deformationskraft gegen die Radialrichtung (R) geneigt ist. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an derjenigen Radialwand (46), welche die Durchführöffnung (42) in Radialrichtung (R) begrenzt, eine radial nach innen ragende Anlageschulter (48) für das Halteelement (22) angeordnet ist. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (22) im Bereich der Durchführöffnung (42) zur Erhöhung dessen Biegesteifheit einen Sockel (28) aufweist, wobei die in Umfangsrichtung (U) außen angeordnete Stirnseite (36) des Sockels (28) einen Anlagebereich (38) für den Gehäuseboden (6) bei einer Rotation des Stators bildet. Elektromotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite (36) des Halteelements (22) derart orientiert ist, dass sich die Stirnseite (36) beim Anliegen an der Seitenwand (44) parallel zu dieser erstreckt. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführöffnung (42) eine Ausdehnung in Umfangsrichtung (U) aufweist, so dass eine Verdrehung des Stators auf weniger als 5° insbesondere auf weniger als 2°, vorzugsweise auf weniger als 1 ° begrenzt ist. Motorgehäuse (8) für einen Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Gehäuseboden (6) eine Durchführöffnung (42) für einen Phasenanschluss (10) eines Stators aufweist, und wobei eine Seitenwand (44), welche die Durchführöffnung (42) in Umfangsrichtung (U) begrenzt, gegen die Radialrichtung (R) geneigt ist.
Description:
Beschreibung

Elektromotor für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für ein Kraftfahrzeug, mit einem Motorgehäuse und mit einem darin angeordneten Stator. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Motorgehäuse für einen solchen Elektromotor.

In einem Kraftfahrzeug wird ein Elektromotor als Antrieb für unterschiedliche Stellelemente eingesetzt. Beispielsweise wird dieser als Fensterheber- Schiebedach- oder Sitzverstellantriebe, als Lenkungsantriebe (EPS, Electrical Power Steering), als Kühlerlüfterantriebe oder als Getriebeaktuatoren eingesetzt. Derartige Elektromotoren müssen eine vergleichsweise hohe Drehmoment- oder Leistungsdichte aufweisen und insbesondere auch bei hohen Temperaturen betriebssicher sein.

Ein 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 Permanentmagneten angeordnet ist. Sowohl der Rotor als auch der Stator sind beispielsweise als Blechpakete aufgebaut, wobei Statorzähne die Spulen der Feldwicklung in zwischen den Statorzähnen gebildeten Statornuten tragen.

Für einen betriebssicheren und insbesondere geräuschreduzierten Motorbetrieb ist es notwendig, dass der Stator sicher im Motorgehäuse gehalten und positioniert ist. Insbesondere ist hierbei auch eine Verdrehsicherung des Stators gewünscht, welche den Stator gegenüber einem Verdrehen in Umfangsrichtung des Stators, also gegenüber einem tangentialen Verdrehen, sichert, beziehungsweise ein solches mechanisches Verdrehen möglichst verhindert. Beispielsweise wird der Stator hierbei häufig direkt in das Motorgehäuse eingeschrumpft oder mittels vergießen oder verkleben in dem Motorgehäuse befestigt. Bei derartigen Varianten wird die Verdrehsicherung gegen mechanisches Verdrehen direkt durch einen Kraftschluss über den Pressverband oder durch einen Stoffschluss aufgrund des Vergusses oder der Klebeverbindung realisiert. Nachteilig ist es somit jedoch nicht ohne Weiteres möglich, den Stator für Reparatur- oder Wartungsarbeiten von dem Motorgehäuse zu entkoppeln.

Unter einem „Kraftschluss“ oder einer „kraftschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile aufgrund einer zwischen ihnen wirkenden Reibkraft gegen ein Abgleiten aneinander gehindert sind. Fehlt eine diese Reibkraft hervorrufende „Verbindungskraft“ (dies bedeutet diejenige Kraft, welche die Teile gegeneinander drückt, beispielsweise eine Schraubenkraft oder die Gewichtskraft selbst), kann die kraftschlüssige Verbindung nicht aufrecht erhalten und somit gelöst werden.

Unter einem „Stoffschluss“ oder einer „stoffschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere verstanden, dass die miteinander verbundenen Teile an Ihren Kontaktflächen durch stoffliche Vereinigung oder Vernetzung (beispielsweise aufgrund von atomaren oder molekularen Bindungskräften) gegebenenfalls unter Wirkung eines Zusatzstoffs zusammengehalten werden.

Weiterhin ist es beispielsweise möglich, den Stator über Entkopplungselemente innerhalb des Motorgehäuses anzuordnen und/oder zu halten. Bei derartigen entkoppelten Varianten sind jedoch zusätzliche, separate Sicherungselemente zur Verdrehsicherung des Stators notwendig. Beispielsweise sind hierbei radiale Nasen oder Laschen an der Schnittstelle zwischen Stator und der Innenwandung des Motorgehäuses, zur insbesondere formschlüssigen Verdrehsicherung, vorgesehen. Unter einem „Formschluss“ oder einer „formschlüssigen Verbindung“ zwischen wenigstens zwei miteinander verbundenen Teilen wird hier und im Folgenden insbesondere 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 zusätzliches Verbindungsteil erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung erfolgt also formbedingt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Elektromotor anzugeben. Insbesondere soll eine zuverlässige und konstruktiv einfache Verdrehsicherung des Stators innerhalb des Motorgehäuses realisiert sein. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Motorgehäuse für einen solchen Elektromotor anzugeben.

Hinsichtlich des Elektromotors wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Motorgehäuses wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf den Elektromotor angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Motorgehäuse übertragbar und umgekehrt.

Der Elektromotor weist ein Motorgehäuse auf, in welchem der Stator des Elektromotors aufgenommen ist. Mit anderen Worten ist der Stator im Motorgehäuse angeordnet. Zweckmäßigerweise ist das auch als Polgehäuse oder kurz auch als Gehäuse bezeichnete Motorgehäuse dabei topförmig ausgebildet. Allenfalls weist das Motorgehäuse einen Gehäuseboden auf. Dieser erstreckt sich geeigneter Weise senkrecht zur Axialrichtung des Elektromotors.

Im Gehäuseboden des Motorgehäuses ist eine Durchführöffnung, insbesondere nach Art einer durchgehenden Aussparung oder nach Art eines Durchbruchs, angeordnet. Mit anderen Worten weist der Gehäuseboden eine Durchführöffnung auf. Diese ist in Axialrichtung durchgehend. Zweckmäßig ist somit anhand der Durchführöffnung ein erster (Stator-)Bereich, in welchem der Stator angeordnet ist, und ein zweiter (Elektronik-)Bereich oder ein Elektronikfach, welcher bzw. welches beispielsweise für die Aufnahme einer Elektronik des Elektromotors vorgesehen ist, verbunden. Zweckmäßig bildet der Gehäuseboden also eine Wand zwischen diesen beiden Bereichen.

Insbesondere ist der Elektromotor als ein bürstenloser Elektromotor ausgeführt. Dieser weist ein Statorblechpaket mit einer Anzahl von beispielsweise sternförmig angeordneten Statorzähnen auf, welche eine elektrische Drehfeld- oder Statorwicklung in Form einzelner Spulen trage. Diese Spulen sind beispielsweise aus einem Isolierdraht gewickelt sind. Allenfalls sind die Spulen mit deren Spulenenden (Wickeldrahtenden) einzelnen Strängen oder Phasen zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise verschaltet und an einen jeweils zugeordneten Phasenanschluss zur Bestromung der Drehfeldwicklung geführt, also elektrisch mit diesem verbunden.

Erfindungsgemäß ist zumindest einer der Phasenanschlüsse zumindest teilweise in einem Halteelement aufgenommen, wobei für eine Verdrehsicherung des Stators der Phasenanschluss und das Halteelement die Durchführöffnung, zweckmäßigerweise in Axialrichtung, durchragt. Mit anderen Worten ist das Halteelement mit dem darin aufgenommenen Phasenanschluss in der Durchführöffnung des Gehäusebodens angeordnet und durch diese hindurchgeführt. Insbesondere ragen der Phasenanschluss und das Halteelement vom ersten Bereich in den zweiten Bereich des Motorgehäuses hinein.

Das die Durchführöffnung durchragende Halteelement begrenzt dabei ein Verstellen des Phasenanschlusses in Umfangsrichtung und somit ein Verdrehen des mit dem Phasenanschluss, zweckmäßigerweise drehfest, verbundenen Stators in der Durchführöffnung.

Zusammenfassend ist vorteilhalft eine Verdrehsicherung des Stators anhand einer Formschlussverbindung zwischen dem Motorgehäuse und dem Halteelement mit den darin angeordneten Phasenanschlüssen des Stators gebildet. Der Formschluss wirkt hierbei auch in und entgegen der Umfangsrichtung, so dass der Stator zuverlässig gegen ein tangentiales Verdrehen, also ein Verdrehen in Umfangsrichtung, innerhalb des Motorgehäuses gesichert ist. Auf diese Weise ist eine konstruktiv einfache und zuverlässige Verdrehsicherung des Stators realisiert. Insbesondere sind keine zusätzlichen Fügekonturen oder im Vergleich zu den eingangs erwähnten Methoden keine zusätzlichen Sicherungselemente oder eine nachteilige Stoff- oder Kraftschlüssige Verdrehsicherung für den Stator notwendig.

Unter der „Axialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung parallel (koaxial) zur Drehachse des Elektromotors, und somit senkrecht zu den Stirnseiten des Stators verstanden. Entsprechend wird hier und im Folgenden unter der „Radialrichtung“ insbesondere eine senkrecht (quer) zur Drehachse bzw. der senkrecht zur Axialrichtung des Elektromotors orientierte Richtung entlang eines Radius des Stators beziehungsweise des Elektromotors verstanden. Dabei ist die Radialrichtung von der Drehachse ausgehend nach (radial) außen gerichtet. Unter der „Umfangsrichtung“, welche auch als Tangentialrichtung oder als Azimutalrichtung bezeichnet wird, wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung entlang des Umfangs des Stators, also eine Richtung senkrecht zur Axialrichtung und zur Radialrichtung, verstanden.

Beispielsweise weist der Gehäuseboden weitere Durchführöffnungen auf, welche in analoger weise von weiteren Halteelementen mit darin aufgenommenen Phasenanschlüssen durchragt sind.

Je nach Ausgestaltung der Verschaltung des Stators, insbesondere der Anordnung dessen Phasenanschlüsse, können dabei auch mehr als ein (einziger) Phasenanschluss in dem Halteelement oder in jedem der Halteelemente angeordnet sein. Sofern hier und nachfolgend Ausgestaltungen des Halteelements und/oder der Durchführöffnung beschrieben werden, gelten diese Ausführungen sinngemäß auch für weitere Halteelement und/oder Durchführöffnungen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zur Erhöhung der Biegesteifigkeit des Halteelements endseitig in Umfangsrichtung eine Rippe an das Halteelement angeformt. Vorzugsweise ist an beiden Endseiten in und entgegen der Umfangsrichtung jeweils eine solche Rippe an das Halteelement angeformt. Die oder jede der Rippe stehen also von einer hinsichtlich der Umfangsrichtung äußeren Stirnseite des Halteelements ab und erstreckt sich zweckmäßigerweise in Umfangsrichtung. Für eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit beträgt die Höhe der oder jeder Rippe, also deren Ausdehnung in Axialrichtung, vorzugsweise mindestens ein Drittel, besonders bevorzugt mindestens die Hälfte des Abstandes zwischen einem Anlagebereich des Gehäusebodens am Halteelement und dem statorseitigen Ende des Halteelements.

Anhand der Rippen ist vorteilhaft eine Deformation des Halteelements, welches bei einer Verdrehung des Stators gegen den Gehäuseboden, insbesondere gegen eine die Durchführöffnung begrenzende Wandung des Gehäusebodens, gedrückt wird, und des darin angeordneten Phasenanschlusses vermieden oder eine Gefahr dessen zumindest reduziert.

Beispielsweise weist die Rippe eine rechteckige oder eine dreieckige Grundform auf. Gemäß einer geeigneten Weiterbildung jedoch läuft die Rippe glatt in das Halteelement aus. Mit anderen Worten ist ein Übergangsabschnitt zwischen der Rippe und dem Halteelement kanten- und eckenfrei. Eine bei einer Verdrehung auf das Halteelement wirkende Kraft wird somit besonders effektiv anhand der Rippe abgeleitet. Für eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit beträgt die Höhe des Übergangsabschnitts, also deren Ausdehnung in Axialrichtung, vorzugsweise mindestens ein Viertel, besonders bevorzugt mindestens ein Drittel des Abstandes zwischen einem Anlagebereich des Gehäusebodens am Halteelement und dem statorseitigen Ende des Halteelements.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Halteelement an einer, insbesondere ringförmigen, Verschaltungseinheit des Stators angeordnet. Das Halteelement steht dabei senkrecht zur Verschaltungseinheit in Axialrichtung empor. Die Verschaltungseinheit, auch als Kontakteinheit, Verschaltungsring oder Schalteinheit bezeichnet, ist zweckmäßig drehfest mit dem Stator gekoppelt. Dadurch ist der Stator verdrehsicher mittels des Halteelements im Motorgehäuse gehalten.

Geeigneter Weise ist das Halteelement einstückig, also einteilig oder monolithisch, an die Verschaltungseinheit angeformt. Auf diese Weise ist die Stabilität der Verdrehsicherung verbessert. Des Weiteren ist somit eine Bauteilreduzierung beziehungsweise eine Funktionsintegration der Verdrehsicherung und der Verschaltungseinheit ermöglicht.

Gemäß einer geeigneten Weiterbildung bildet diejenige Wand des Gehäusebodens, welche die Durchführöffnung in Umfangsrichtung begrenzt, einen Anschlagsbereich für das Halteelement bei einer Rotation des Stators, also bei einer Verdrehung des Stators relativ zum Motorgehäuse. Diese Wand wird im Folgenden als Seitenwand bezeichnet. Die Seitenwand ist zumindest im Anschlagsbereich gegen die Radialrichtung geneigt, so dass bei einer Rotation des Stators eine radial auswärts gerichtete Komponente der auf das Halteelement wirkenden Deformationskraft, also eine Komponente der Deformationskraft in Radialrichtung, erzeugt wird. Der Anschlagsbereich der Seitenwand spannt somit eine Ebene auf, in welcher die Axialrichtung liegt, welche aber geneigt gegen die Radialrichtung ist. Zusammenfassend dient die Neigung dieser Wand der Kraftwandlung, insbesondere der Kraftumleitung. Eine Belastung des Halteelements und damit einhergehend die Gefahr einer Deformation, welche den Phasenanschluss oder eine Kontaktstelle dessen mit einer Elektronik beschädigen kann, ist auf diese Weise vorteilhaft reduziert.

Vorzugsweise gilt dies für diejenige Wand des Gehäusebodens, welche die Durchführöffnung entgegen der Umfangsrichtung begrenzt, in analoger Weise.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist an derjenigen Wand, welche die Durchführöffnung in Radialrichtung begrenzt, mit anderen Worten, die die Durchführöffnung (Durchgangsöffnung) radial außenseitig begrenzende Wand des Gehäusebodens, eine radial nach innen ragende Anlageschulter für das Halteelement angeordnet. Diese Wandung wird im Folgenden auch als Radialwand bezeichnet. Insbesondere ist die Anlageschulter an den Gehäuseboden angeformt. Besonders bevorzugt ist die Anlageschulter in einem Endbereich der Durchführöffnung hinsichtlich der Umfangsrichtung angeordnet.

Mit anderen Worten ragt die Anlageschulter in Durchführungsöffnung radial nach innen.

Anhand der Anlageschulter ist vorteilhaft eine weitere Deformation des Halteelements in Radialrichtung, insbesondere sofern eine Radialkomponente der Deformationskraft anhand der Neigung der Seitenwand erzeugt wird, verhindert.

In zweckmäßiger Ausgestaltung weist das Halteelement im Bereich der Durchführöffnung einen Sockel auf. Mit anderen Worten ist das Halteelement im Bereich der Durchführöffnung sockelartig erweitert. Dabei bildet die in Umfangsrichtung außen angeordnete Stirnseite des Sockels, also dessen hinsichtlich der Umfangsrichtung äußere Seite, einen Anlagebereich für den Gehäuseboden, insbesondere für die Seitenwandung, bei einer Rotation des Stators, also bei dessen Verdrehen gegenüber dem Motorgehäuse.

Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Sockel dabei von einem statorseitigen Ende des Halteelements, insbesondere von der Verschaltungseinheit ausgehend in Axialrichtung.

Der Sockel dient der Erhöhung der Biegesteifheit des Halteelements. Beispielsweise weist der Sockel eine vergleichsweise große Wandstärke auf, insbesondere im Vergleich zu weiteren Abschnitten des Halteelements, welche beim Verdrehen des Stators nicht in Kontakt mit dem Gehäuseboden kommen.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die in Umfangsrichtung außen angeordnete Stirnseite des Halteelements - bzw. sofern das Halteelement einen Sockel aufweist, die Stirnseite des Sockels - derart orientiert, dass sich die Stirnseite beim Anliegen an der Seitenwand des Gehäusebodens parallel zu dieser, insbesondere parallel zum Anschlagbereich der Seitenwand, erstreckt. Auf diese Weise ist eine vergleichsweise große Anlagefläche zwischen dem Halteelement und der Seitenwand realisiert. Folglich ist vorteilhaft eine vergleichsweise gleichmäßige Verteilung einer Deformationskraft auf das Halteelement bewirkt.

Analoges für gilt hierbei vorzugsweise für die entgegen der Umfangsrichtung außen angeordneten Stirnseite des Halteelements.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Durchführöffnung eine Ausdehnung in Umfangsrichtung auf, so dass eine Verdrehung des Stators auf weniger als 5° insbesondere auf weniger als 2°, vorzugsweise auf weniger als 1 ° begrenzt ist.

Insbesondere ist der Elektromotor für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und eingerichtet. Beispielsweise ist mittels des Elektromotors ein Verstellantrieb oder ein Lenkungsmotor des Kraftfahrzeugs gebildet.

Das erfindungsgemäße Motorgehäuse ist für einen Elektromotor in einer der vorstehend beschriebenen Varianten geeignet, sowie dafür vorgesehen und eingerichtet. Das Motorgehäuse weist hierbei einen Gehäuseboden eine Durchführöffnung für den Phasenanschluss des Stators aufweist, wobei eine Seitenwand, welche die Durchführöffnung in Umfangsrichtung begrenzt, gegen die Radialrichtung geneigt ist.

Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ausschnittsweise eine Verschaltungseinheit eines Elektromotors, mit zwei Phasenanschlüssen für den Stator des Elektromotors, wobei die Phasenanschlüsse in einem an die Verschaltungseinheit angeformten Halteelement aufgenommen sind, Fig. 2 in perspektivischer Ansicht in vergrößertem Maßstab ausschnittsweise das Halteelement, wobei das Halteelement einen sich von Verschaltungseinheit in Axialrichtung emporstehenden Sockelbereich aufweist, an welchen beidseitig bezüglich der Umfangsrichtung jeweils eine Rippe angeformt ist,

Fig. 3 in perspektivischer Ansicht ausschnittsweise ein Motorgehäuse des Elektromotors, wobei ein Gehäuseboden des Motorgehäuses drei bogenförmige Durchführöffnungen aufweist, welche jeweils von einem zwei Phasenanschlüsse aufnehmenden Halteelement durchragt sind, und

Fig. 4 in Draufsicht auf einen Ausschnitt des Gehäusebodens eine Alternative Ausgestaltung des Elektromotors, bei der am radial außenseitigen Ende der Durchführungsöffnung zwei Anlageschultern für das Halteelement angeformt sind.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Fig.1 ist eine Verschaltungseinheit 2 eines Elektromotors 4 dargestellt. Diese ist stirnseitig einer nicht weiter dargestellten Statorwicklung eines Stators des Elektromotors 4 angeordnet. Wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 erkennbar ist, ist die Verschaltungseinheit 2 zwischen dem Stator und einem Gehäuseboden 6 eines Motorgehäuses 8, in welchem der Stator aufgenommen ist, angeordnet.

Im Nebenstehenden Richtungsdiagramm sind die Axialrichtung des Elektromotors mit dem Bezugszeichen A, die Radialrichtung mit dem Bezugszeichen R und die auch als Tangential- oder als Azimutalrichtung bezeichnete Umfangsrichtung mit dem Bezugszeichen U versehen.

Die Verschaltungseinheit 2 ist als ein Kunststoff-Spritzgussteil ausgeführt und drehfest mit dem Stator gekoppelt. Die Verschaltungseinheit 2 weist weiterhin ein in den Kunststoff integriertes, also von diesem umspritztes, Stanzgitter auf, anhand dessen (nicht weiter dargestellten) Spulenenden von nicht näher gezeigten Statorspulen miteinander und/oder mit Phasenanschlüssen 10 für den Stator elektrisch leitend verbindbar sind. Mit anderen Worten ist die Verschaltungseinheit 2 zur Verschaltung von der Statorspulen (der Statorwicklung)untereinander und/oder zur Verschaltung der Statorspulen mit den Phasenanschlüssen 10 vorgesehen und ausgebildet.

Das Stanzgitter umfasst für die elektrische Kontaktierung der Spulenenden und der Phasenanschlüsse 10 eine Anzahl an Kontaktfahnen 12, welcher hier in Axialrichtung A aus dem Kunststoffkörper herausragen. Zudem weist die ringförmige Verschaltungseinheit 2 lochartige Durchführungen 14 für die Spulenenden auf. Im Zuge der Montage werden die Spulenenden durch die Durchführungen 14 geführt und anschließend die Verschaltungseinheit 2 gedreht, so dass die Spulenenden und die Kontaktfahnen 12 in Kontakt stehen oder zumindest miteinander verbunden werden können.

Weiterhin ist jeder der Phasenanschlüsse 10 mit einer der Kontaktfahnen 12 elektrisch verbunden. Jeder der Phasenanschlüsse 10 weist einen ersten Abschnitt 16, einen zweiten Abschnitt 18 und einen dritten Abschnitt 20 auf. Der erste Abschnitt 16 ist dabei zu Kontaktierung mit einer Elektronik und/oder eine Stromquelle vorgesehen. Der dritte Abschnitt 20 dient der elektrischen Kontaktierung mit einer der Kontaktfahnen 12 der Verschaltungseinheit 2. Der zwischen dem ersten und dem dritten angeordnete zweite Abschnitt 18 ist in ein Halteelement 22 eingebracht. Dabei spannen der erste und der zweite Abschnitt 16, 18 eine gemeinsame Ebene auf, wobei der dritte Abschnitt 20 abgewinkelt zu diesen verläuft.

Wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 erkennbar ist weist der Elektromotor 4 drei Halteelemente 22, in welchem jeweils zwei Phasenanschlüsse 10 in Umfangsrichtung U nebeneinander aufgenommen sind. Jedes der Halteelemente 22 weist eine taschenartige Aufnahme 24 für den zweiten Abschnitt 18 auf, in welche der Phasenanschluss, insbesondere der zweite Abschnitt 18 eingesteckt werden kann. Hierbei ist jeweils an der radial äußeren Seite eine sich in Axialrichtung erstreckende schlitzartige Öffnung 26 vorgesehen, durch welche der dritte Abschnitt 20 des jeweiligen Phasenanschlusses 10 im Zuge der Montage geführt wird.

Sofern hier im Folgenden auf ein (einziges) Halteelement 22 Bezug genommen wird, gelten die Ausführungen in analoger Weise für die anderen Halteelemente.

Jeder der Phasenanschlüsse 10, insbesondere deren zweiter Abschnitt 18, ist also in einem Halteelement 22 aufgenommen und von diesem in Position gehalten. Jedes der Halteelemente 22 ist dabei an die Verschaltungseinheit 2 einstückig angeformt und steht in Axialrichtung A zur Verschaltungseinheit 2 empor.

Das Halteelement 22 weist dabei Abschnitte auf. In Axialrichtung A an die Verschaltungseinheit 2 angrenzend weist das Halteelement einen Sockel 28 als ersten Abschnitt und in Axialrichtung A an diesen anschließend einen Endabschnitt 30 als den zweiten Abschnitt auf. Also ist der Sockel 28 hinsichtlich der Axialrichtung A zwischen der Verschaltungseinheit 2 und dem Endabschnitt 30 angeordnet.

Im Vergleich zum Endabschnitt 30 ist der Sockel 28 in Umfangsrichtung U sowie in Radialrichtung R erweitert. Der Sockel 28 weist somit eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit auf. In den Endabschnitt 30 des Halteelements sind in Radialrichtung R und entgegen der Radialrichtung R eingreifende Einkerbungen 32 oder Aussparungen eingebracht. Aufgrund dieser - und einer beispielsweise durch im Vergleich zum Sockel 28 dünneren Wandstärke des Endabschnitts 30 - wird bei einer Verformung des Halteelements 22 im Bereich eines der Phasenanschlüsse 10 bei einer Rotation des Stators der Bereich des anderen im Halteelement 22 aufgenommenen Phasenanschlusses 10 vorteilhaft nicht so stark mitverformt und mitgenommen.

Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit ist endseitig in Umfangsrichtung U sowie endseitig gegen die Umfangsrichtung U jeweils eine Rippe 34 an das Halteelement 22, hier an dessen Sockel 28, angeformt. Die Rippen 34 stehen also von einer hinsichtlich der Umfangsrichtung U äußeren Stirnseite 36 des Halteelements 22 ab und erstreckt sich in Umfangsrichtung U.

In Axialrichtung A über den Rippen 34 ist jeweils anhand der äußeren Stirnseite 36 ein Anlagebereich 38 für den Gehäuseboden 6 bei eine Verdrehung des Stators gegenüber dem Motorgehäuse 8 gebildet.

Dabei beträgt die Höhe der oder jeder Rippe 34, also deren Ausdehnung in Axialrichtung A, etwa die Hälfte der Ausdehnung des Sockels 28 in Axialrichtung A. Somit ist eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit des Halteelements 22 realisiert. Die Höhe der oder jeder Rippe 34 beträgt weiterhin mehr als die Hälfte des Abstandes zwischen dem Anlagebereich 38 des Sockels 28 für den Gehäusebodens 6 statorseitigen Ende des Halteelements 22. Somit ist eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit des Halteelements 22 realisiert.

Die Rippen 34 laufen glatt in das Halteelement 22, nämlich in den Sockel 28, aus. Mit anderen Worten ist ein Übergangsabschnitt 40 zwischen der jeweiligen Rippe und dem Halteelement 22 gebildet, so dass keine Kanten oder Ecken in dem Bereich gebildet sind, in welchem die Rippe in das Halteelement 22 übergeht. Für eine vergleichsweise hohe Biegesteifigkeit beträgt die Höhe des Übergangsabschnitts 40, also deren Ausdehnung in Axialrichtung, vorzugsweise etwa ein Viertel der Höhe des Sockels 28 und somit mehr als ein Drittel des Abstandes zwischen dem Anlagebereich 38 des Gehäusebodens am Halteelement 22 und dem statorseitigen Ende des Halteelements 22.

Wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 erkennbar ist, weist das Motorgehäuse einen Gehäuseboden 6 mit jeweils einer Durchführöffnung 42 für jedes der Halteelemente 22. Dabei ragen die Halteelemente 22 sowie die in diesen aufgenommenen Phasenanschlüsse 10 durch die jeweilige Durchführöffnung 42 von einer Seite des Gehäusebodens 6 zur anderen Seite des Gehäusebodens 6 durch. Also sind die Phasenanschlüsse 10 von einer dem Stator zugewandten Seite des Gehäusebodens 6 auf eine gegenüberliegende, insbesondere einer Motorelektronik zugewandten, Seite des Gehäusebodens 6 geführt. Der Sockel 28 ist also im Bereich der Durchführöffnung 42 angeordnet.

Anhand des Durchragens des Halteelements durch die Durchführöffnung 42 des Gehäusebodens 6 dessen ist ein Formschluss gegen ein Verdrehen des mittels der Verschaltungseinheit 2 und mittels des Halteelement 22 drehfest (rotationsfest) verbundenen Stators relativ zum Gehäuseboden 6 gebildet. Mit anderen Worten ist anhand der oder jeder Durchführöffnung 42 und dem oder jedem Halteelement 22 ein Verdrehen des Stator gegenüber dem Motorgehäuse 8 begrenzt.

Sofern hier und im Folgenden auf eine der Durchführöffnung 42 Bezug genommen wird, gelten die Ausführungen in analoger Weise für die anderen Durchführöffnung 42.

Die Durchführöffnung 42 ist in und entgegen der Umfangsrichtung U jeweils anhand einer Seitenwand 44 begrenzt. Jede der Seitenwände 44 bildet dabei einen Anschlagsbereich für das Halteelement 22 bei einer Rotation des Stators und damit einhergehend bei einer Rotation der Verschaltungseinheit 2 inklusive der daran angeformten Halteelemente 22. Die Seitenwände 44 sind hierbei jeweils - zumindest im mittels dieser gebildeten Anschlagsbereich - gegen die Radialrichtung R geneigt. Der Anschlagsbereich der Seitenwand 44 spannt somit eine Ebene auf, in welcher die Axialrichtung A liegt, welche aber geneigt gegen die Radialrichtung R ist. In der Fig. 4 ist diese Ebene zum Zweck einer besseren Erkennbarkeit strichpunktiert dargestellt. Diese Ebene ist gegen die Radialrichtung R verdreht, wobei die Drehachse parallel zur Axialrichtung A verläuft. Mit anderen Worten ist ein Winkel zwischen der Radialrichtung R und der Ebene gebildet.

Anhand dieser Neigung wird bei einer Rotation (einem Verdrehen) des Stators eine radial auswärts gerichtete Komponente einer auf das Halteelement 22 wirkenden Deformationskraft erzeugt, aufgrund dessen eine (Biege-)Belastung des Halteelements 22 und damit einhergehend die Gefahr eine vergleichsweise großen Deformation zumindest verringert ist. Die jeweilige Stirnseite 36 des Sockels 28, insbesondere dessen Anlagebereich 38, ist derart orientiert, dass sich diese beim Anliegen bzw. beim Anschlägen gegen die jeweilige Seitenwand 44, welche Durchführöffnung 42 in bzw. entgegen der Umfangsrichtung U begrenzt, parallel zu dieser Seitenwand 44 erstreckt. Mit anderen Worten korrespondiert die Form des Anlagebereichs 38 mit der Form der an dieser anliegenden Stirnseite 36. Folglich ist eine vergleichsweise gleichmäßige Kraftverteilung bei einer Rotation des Stators bewirkt.

Wie in der Variante des Gehäusebodens gemäß der Fig. 4 zu erkennen ist, sind an derjenigen (Radial-)Wand 46, welche die Durchführöffnung 42 in Radialrichtung begrenzt, zwei radial nach innen ragende Anlageschultern 48 für das Halteelement 22 angeordnet. Dabei sind die Anlageschultern 48 an den Gehäuseboden 6 angeformt. Eine der Anlageschultern 48 ist dabei in einem Endbereich der Durchführöffnung 42 in der Umfangsrichtung U und die zweite Anlageschulter 48 ist in einem Endbereich der Durchführöffnung 42 entgegen der Umfangsrichtung U angeordnet. Anhand der Anlageschultern 48 ist vorteilhaft eine weitere Deformation des Halteelements 22 in Radialrichtung verhindert.

Die Durchführöffnung 42 weist eine Ausdehnung in Umfangsrichtung U auf, so dass eine Verdrehung des Stators auf weniger als 5° insbesondere auf weniger als 2°, vorzugsweise auf weniger als 1° begrenzt ist. Mit anderen Worten ist die Durchführöffnung 42 und entsprechend die Ausdehnung des Halteelements 22 in Umfangsrichtung U derart dimensioniert, dass eine Verdrehung des Stators von 5° oder mehr, insbesondere von 2° oder mehr, vorzugsweise von 1 ° oder mehr aufgrund des Anschlagens des Halteelements 22 an der Durchführöffnung 42 vermieden ist.

Mittels des Gehäusebodens 6 ist weiterhin ist ein zentral angeordneter Lagersitz 50 gebildet, welcher zur Aufnahme und Halterung eines (nicht dargestellten) Lagers, beispielsweise eines Kugellagers, für eine Motorwelle des Elektromotors 4 vorgesehen und eingerichtet ist. Der Lagersitz 50 ist hierbei einstückig an den Gehäuseboden 6 angeformt. Dies bedeutet, dass der Lagersitz als ein nach innen gezogener Bereich des Gehäusebodens ausgeführt ist.

Im Motorgehäuse 8 sind in nicht weiter dargestellter Weise dessen Stator und dessen Rotor angeordnet. Dabei ist die Verschaltungseinheit 2 zwischen dem Stator und dem Gehäuseboden 6 angeordnet.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den

Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Verschaltungseinheit

4 Elektromotor

6 Gehäuseboden

8 Motorgehäuse

10 Phasenanschluss

12 Kontaktfahne

14 Durchführung

16 erster Abschnitt des Phasenanschlusses

18 zweiter Abschnitt des Phasenanschlusses

20 dritter Abschnitt des Phasenanschlusses

22 Halteelement

24 Aufnahme

26 Öffnung

28 Sockel

30 Endabschnitt

32 Einkerbung

34 Rippe

36 Seite des Sockels

38 Anlagebereich

40 Übergangsabschnitt

42 Durchführöffnung

44 Wandung

46 Wandung

48 Anlageschulter

50 Lagersitz

A Axialrichtung

R Radialrichtung

U Umfangsrichtung




 
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