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Title:
STATOR FOR AN ELECTRIC MOTOR AND SPRING ELEMENT FOR THE STATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/156343
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a stator (6) for an electric motor (2), having a cylindrical stator main body (16) with radially inwardly directed stator teeth (17) and with a number of axial slots (26) over the circumference, and a number of spring elements (28), each of which has a spring main body (30) that is or can be radially interlockingly inserted into a corresponding axial slot (26) and also spring arms (32) extending or bent out of the spring body and projecting circumferentially radially beyond the stator main body (16), the number of spring arms (32) increasing as the axial length of the stator main body (16) increases, and/or the ratio between the spring width (b) of the respective spring arm (32) and the material thickness (d) of the spring element (28) or the spring main body (30) being between 10 and 15, preferably between 11 and 14, further preferably (13 ± 0.5).

Inventors:
HIRSCH DANIEL (DE)
DÜNCHER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/053513
Publication Date:
August 24, 2023
Filing Date:
February 13, 2023
Export Citation:
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Assignee:
BROSE FAHRZEUGTEILE SE & CO KG WUERZBURG (DE)
International Classes:
H02K1/18
Foreign References:
DE102013009407A12014-12-11
DE102020206949A12020-12-17
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Claims:
Ansprüche Stator (6) für einen Elektromotor (2), aufweisend

- einen zylinderförmigen Statorgrundkörper (16) mit radial einwärts gerichteten Statorzähnen (17) und mit umfangsseitig einer Anzahl von Axialnuten (26), und

- eine Anzahl an Federelementen (28), deren jede einen in eine korrespondierende Axialnut (26) radial formschlüssig eingesetzten oder einsetzbaren Federgrundkörper (30) sowie aus diesem ausgestellte oder ausgebogene und dem Statorgrundkörper (16) umfangsseitig radial überstehende Federarme (32) aufweist,

- wobei die Anzahl der Federarme (32) mit zunehmender axialer Länge des Statorgrundkörpers (16) zunimmt, und/oder

- wobei das Verhältnis der Federarmbreite (b) des jeweiligen Federarms (32) zur Materialstärke (d) des Federelements (28) bzw. des Federgrundkörpers (30) zwischen 10 und 15, vorzugsweise zwischen 11 und 14, weiter bevorzugt 13 ± 0,5 beträgt. Stator (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) als einstückiges Stanzbiegeteil ausgeführt ist. Stator (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke (d) des Federelements (28) bzw. des Federgrundkörpers (30) zwischen 0,1 mm und 0,5mm, vorzugsweise zwischen 0,15mm und 0,4mm, beträgt. Stator (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Federarmbreite (b) des jeweiligen Federarms (32) zwischen 1 ,5mm und 5mm, vorzugsweise zwischen 2mm und 4mm, beträgt. Stator (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer ersten axialen Länge des Statorgrundkörpers (16) und zwei Federarmen (32) des Federelementes (28) dieses bei einer gegenüber der ersten axialen Länge doppelten zweiten axialen Länge des Statorgrundkörpers (16) vier zwei Federarme (32) und/oder bei einer gegenüber der ersten axialen Länge dreifachen zweiten axialen Länge des Statorgrundkörpers (16) sechs Federarme (32) aufweist. Stator (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Zunahme der axialen Länge des Statorgrundkörpers (16) um (11 ,5 ± 1 ,5) mm die Anzahl der Federarme (32) des Federelementes (28) um einen weiteren Federarm (32) zunimmt. Stator (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (28) an einer Schmalseite des Federgrundkörpers (30) eine Koppelfeder (34) aufweist, welche aus der Axialnut (26) axial herausragt. Stator (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelfeder (34) an den Federgrundkörper (30) über einen radial erhabenen Biegeabschnitt (38) unter Bildung einer Anlagekante (40) anschließt, mittels welcher das Federelement (28) an einer Stirnseite (42) des Statorgrundkörpers (16) anliegt. Federelementgruppe zum Einsetzen in eine Axialnut (26) eines Stators (6), aufweisend erste Federelemente (28) mit zwei aus einem Federgrundkörper (30) ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen (32) für einen Stator (6) mit einer ersten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 18,5mm und 26mm,

- zweite Federelemente (28) mit drei aus einem Federgrundkörper (30) ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen (32) für einen Stator (6) mit einer zweiten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 26,5mm und 34mm,

- dritte Federelemente (28) mit vier aus einem Federgrundkörper (30) ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen (32) für einen Stator (6) mit einer dritten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 34,5mm und 42mm,

- vierte Federelemente (28) mit fünf aus einem Federgrundkörper (30) ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen (32) für einen Stator (6) mit einer vierten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 42,5mm und 50mm, und/oder

- fünfte Federelemente (28) mit sechs aus einem Federgrundkörper (30) ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen (32) für einen Stator (6) mit einer vierten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 50,5mm und 58mm. Elektromotor (2), insbesondere Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Motorwelle (10) und einen wellenfesten Rotor (8) sowie einen Stator (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und ein Motorgehäuse (4), in welchem der Stator (8) mit aus der Federelementgruppe nach Anspruch 9 ausgewählten und in außenumfangsseitige Axialnuten (26) radial formschlüssig eingesetzten Federelementen (28) angeordnet ist.

Description:
Beschreibung

Stator für einen Elektromotor sowie Federelement hierfür

Die Erfindung betrifft einen Stator für einen Elektromotor, insbesondere für einen Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs, mit einem zylinderförmigen Statorgrundkörper mit radial einwärts gerichteten Statorzähnen und mit umfangsseitig einer Anzahl von Axialnuten sowie darin eingesetzten oder einsetzbaren Federelementen. Die Erfindung betrifft weiter einen Elektromotor mit einem solchen Stator, welcher in einem Motorgehäuse angeordnet ist, und eine Federelementgruppe für einen derartigen Stator.

In einem modernen Kraftfahrzeug werden Elektromotoren in vielfältiger Weise als Antriebe für unterschiedliche Stellelemente eingesetzt. Elektromotoren werden beispielsweise als Fensterheber-, Schiebedach- oder Sitzverstellantriebe, als Lenkungsantriebe, als Kühlerlüfterantriebe oder als Getriebeaktuatoren eingesetzt. Derartige Elektromotoren müssen eine relativ hohe Drehmoment- oder Leistungsdichte aufweisen und auch bei hohen Temperaturen betriebssicher sein.

Ein als Innenläufer ausgeführter Elektromotor umfasst typischerweise einen das feststehende Motorteil bildenden Stator und einen das bewegte Motorteil bildenden Rotor. Bei einem Innenläufermotor ist der Stator üblicherweise mit einem Statorjoch versehen, an dem radial zur Mitte bzw. sternförmig nach innen ragende Statorzähne angeordnet sind, deren dem vom Stator umgebenden Rotor zugewandten Freienden den sogenannten Polschuh bilden. Auf die Statorzähne sind Wicklungen oder Spulen aufgebracht, die zur Statorwicklung verschaltet sind und im elektromotorischen Betrieb ein Magnetfeld erzeugen. Zur Führung und Verstärkung des durch die bestromten Wicklungen erzeugten magnetischen Feldes ist das Statormaterial üblicherweise metallisch, beispielsweise aus weichmagnetischem Eisen.

Der Stator ist im Motorgehäuse betriebssicher und für einen geräuschreduzierten Motorbetrieb anzuordnen, wobei sowohl eine radiale Sicherung als auch eine Verdrehsicherung des Stators gewünscht ist, welche den Stator gegen ein tangentiales Verdrehen sichert. Der Stator wird daher in der Regel mittels zusätzlicher Dämpfungs- oder Entkopplungselemente im Motorgehäuse des Elektromotors gelagert.

Aus der DE 10 2013 009 407 A1 ist ein Stator für einen Elektromotor bekannt, der aus einem sternförmigen Statorblechpaket und einem aus gestapelten Ringblechen gebildeten zylinderförmigen Statorjoch gebildet ist, in welches das sternförmige Statorblechpaket eingesetzt ist, wobei eine Anzahl der Ringbleche außenum- fangsseitig jeweils mindestens eine Biegelasche aufweist. Mit den radial orientierten Biegelaschen ist eine Fixierung bei gleichzeitiger Zentrierung und Positionierung des Stators in einem Gehäuse ermöglicht. Dabei liegt der Stator im Fügezustand lediglich mit an exponierten Stellen vorgesehenen Anlagepunkten, die durch die Biegelaschen gebildet sind, an der Gehäuseinnenwandung an. Sind die einzelnen Ringbleche mit Klinkungen versehen, in die die Biegelaschen vor oder während des Fügeprozesses des Stators mit dem Gehäuse eingebogen werden können, ist zudem ein raumsparender Aufbau eines Elektromotors mit einem in dessen Gehäuse eingesetzten Stator ermöglicht. Mittels derartiger Entkopplungsringe werden jedoch vom Stator erzeugte Schwingungen nicht ausreichend entkoppelt, und die hohen Anforderungen an den Körperschall werden nicht erfüllt.

Ein aus der DE 10 2020 206 949 A1 bekannter Stator für einen Elektromotor weist einen Statorgrundkörper mit einem Statorjoch als magnetischen Rückschluss und mit einer Anzahl an Statorzähnen auf, die sich radial einwärts in Richtung einer zentralen Stator- oder Motorachse erstrecken und im Polschuh enden. Am Außenumfang des Statorgrundkörpers ist eine Anzahl an Axialnuten vorgesehen, in welche Federelemente radial formschlüssig eingesetzt sind, welche dem Statorgrundkörper umfangsseitig radial überstehen. Das in der Axialnut einsitzende und als Entkopplungs- oder Dämpfungselement wirkende Federelement weist einen streifenförmigen Grundkörper und eine Anzahl an radial erhabenen, aus der Axialnut in Radialrichtung herausragende Federarme auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hinsichtlich einer Reduzierung eines Körperschalls möglichst zuverlässig gegenüber einem Motorgehäuse entkoppelten Stator für einen Elektromotor anzugeben. Dabei soll eine flexible Anpassung an verschiedene und/oder spezifische, insbesondere kundenspezifische, Anforderungen an den Körperschall ermöglicht werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Elektromotor mit einem solchen Stator in einem Motorgehäuse anzugeben.

Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, besonders geeignete Federelemente bzw. ein besonders geeignete Federelementgruppe für einen derartigen Stator anzugeben. Insbesondere soll hinsichtlich der Verhinderung von Schwingungen des Stators, zweckmäßigerweise auch im Bereich der 10. Ordnung, eine radiale Steifigkeit, geeigneter Weise auch eine tangentiale und/oder azimutale Steifigkeit, des Federelementes bzw. der Federelementgruppe, vorzugsweise auch unter Berücksichtigung der Drehzahl des Elektromotors und/oder der axialen Statorlänge, berücksichtigt werden.

Hinsichtlich des Stators wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Federelements bzw. der Federelementgruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie hinsichtlich des Elektromotors mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Der Stator für einen Elektromotor, insbesondere für einen Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs, weist einen zylinderförmigen Statorgrundkörper mit radial einwärts gerichteten Statorzähnen und mit umfangsseitig einer Anzahl von Axialnuten sowie eine Anzahl an Federelementen auf, deren jedes einen in eine korrespondierende Axialnut radial formschlüssig eingesetzten oder einsetzbaren Federgrundkörper und aus diesem ausgestellte oder ausgebogene Federarme aufweist, die im in die entsprechende Axialnut eingesetzten Montagezustand dem Statorgrundkörper umfangsseitig radial überstehen.

Der Statorgrundkörper ist beispielsweise als Vollkörper, im sogenannten Einzelzahndesign oder im Stern-Joch-Design ausgeführt, bei welchem in ein zylindrisches Statorjoch die Statorzähne beispielsweise als Sternkranz eingesetzt sind. Das jeweilige Federelement ist bevorzugt als einstückiges (einteiliges) Stanzbiegeteil ausgeführt. Die jeweilige, statorseitige Axialnut, in welche das entsprechende Federelement joch- bzw. rückschlussseitig durch Einschieben in Axialrichtung eingesetzt ist, hintergreift geeigneter Weise einen in der Axialnut gebildeten Hinterschnitt. Hierzu ist die jeweilige Axialnut (im Querschnitt) schwalbenschwanzförmig oder auch T-förmig ausgeführt. Wesentlich ist, dass die Axialnut einen radialen Hinterschnitt bereitstellt, der von dem Fügeelement bzw. von dessen Grundkörper hintergriffen wird. Es sind jedoch auch andere Formen (Querschnittsformen) der Axilanut denkbar.

Unter „axial“ oder einer „Axialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung parallel (koaxial) zur Drehachse des Elektromotors, also senkrecht zu den Stirnseiten des Stators verstanden. Entsprechend wird hier und im Folgenden unter „radial“ oder einer „Radialrichtung“ insbesondere eine senkrecht (quer) zur Drehachse des Elektromotors orientierte Richtung entlang eines Radius des Stators beziehungsweise des Elektromotors verstanden. Unter „tangential“ oder einer „Tangentialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung entlang des Umfangs des Stators oder des Elektromotors (Umfangsrichtung, Azimutalrichtung), also eine Richtung senkrecht zur Axialrichtung und zur Radialrichtung, verstanden.

Die Anzahl der Federarme der eingesetzten Federelemente ist in Abhängigkeit der Länge des Statorgrundkörpers (Statorlänge) gewählt und nimmt mit zunehmender Statorlänge zu. Zusätzlich oder alternativ ist das Verhältnis der Federarm breite des jeweiligen Federarms der eingesetzten Federelemente zur Materialstärke des Federelements bzw. des Federgrundkörpers (Federelement- bzw. Grundkörperdicke) zwischen 10 und 15, vorzugsweise zwischen 11 und 14, weiter bevorzugt 13 ± 0,5.

In vorteilhafter Ausgestaltung beträgt die Materialstärke des Federelements bzw. des Federgrundkörpers (Federelement- bzw. Grundkörperdicke) zwischen 0,1 mm und 0,5mm, vorzugsweise zwischen 0,15mm und 0,4mm. Weiter vorteilhaft beträgt die Federarmbreite des jeweiligen Federarms des eingesetzten Federelementes zwischen 1 ,5mm und 5mm, vorzugsweise zwischen 2mm und 4mm.

Besonders bevorzugt weist das eingesetzte Federelement ausgehend von einer ersten axialen Länge des Statorgrundkörpers und zwei Federarmen bei einer gegenüber der ersten axialen Länge doppelten (zweiten) axialen Länge des Statorgrundkörpers (Statorlänge) vier Federarme bzw. bei einer gegenüber der ersten axialen Länge dreifachen (zweiten oder dritten) axialen Länge des Statorgrundkörpers sechs Federarme auf. In zweckmäßiger Weiterbildung nimmt bei einer Zunahme der axialen Länge des Statorgrundkörpers um (11 ,5 ± 1 ,5) mm die Anzahl der Federarme des Federelementes um einen weiteren Federarm zu.

Geeigneter Weise weist das Federelement an einer Schmalseite des Federgrundkörpers eine Koppelfeder auf, welche aus der Axialnut axial herausragt. Besonders zweckmäßig ist eine Ausgestaltung, bei der die Koppelfeder an den Federgrundkörper über einen radial erhabenen bzw. aus der Ebene des Federgrundkörpers herausragenden, insbesondere etwa S-förmigen, Biegeabschnitt unter Bildung einer Anlagekante anschließt. Mit dieser Anlagekante liegt das Federelement, vorzugsweise nach Art einer Linienberührung, an einer Stirnseite des Statorgrundkörpers an.

Die Federelementgruppe weist erste Federelemente mit zwei (2) aus einem Federgrundkörper ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen für einen Stator mit einer ersten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 18,5mm und 26mm, auf. Mit anderen Worten sind die für einen solchen Stator bereitgestellten Federelemente mit zwei Federarmen ausgeführt. Die Federelementgruppe weist zudem zweite Federelemente mit drei (3) aus einem Federgrundkörper ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen für einen Stator mit einer zweiten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 26,5mm und 34mm, auf. Mit anderen Worten sind die für einen solchen Stator bereitgestellten Federelemente mit drei Federarmen ausgeführt.

Die Federelementgruppe weist des Weiteren dritte Federelemente mit vier (4) aus einem Federgrundkörper ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen für einen Stator mit einer dritten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 34,5mm und 42mm, auf. Mit anderen Worten sind die für einen solchen Stator bereitgestellten Federelemente mit vier Federarmen ausgeführt.

Die Federelementgruppe weist ferner vierte Federelemente mit fünf (5) aus einem Federgrundkörper ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen für einen Stator mit einer vierten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 42,5mm und 50mm, auf. Mit anderen Worten sind die für einen solchen Stator bereitgestellten Federelemente mit fünf Federarmen ausgeführt.

Die Federelementgruppe weist darüber hinaus fünfte Federelemente mit sechs (6) aus einem Federgrundkörper ausgestellten oder ausgebogenen Federarmen für einen Stator mit einer vierten axialen Läge, vorzugsweise mit einer Statorlänge zwischen 50,5mm und 58mm, auf. Mit anderen Worten sind die für einen solchen Stator bereitgestellten Federelemente mit sechs Federarmen ausgeführt.

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, hier der auf die zentrale Achse des Stators und die Drehachse des Elektromotors bezogenen Radialrichtung, durch ein unmittelbares Ineinandergreifen von Konturen der Teile selbst erfolgt. Das „Sperren“ einer gegenseitigen Bewegung in dieser Richtung, hier der Radialrichtung, erfolgt also form bedingt. Der Elektromotor, der insbesondere als Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und eingerichtet ist, weist eine Motorwelle und einen wellenfesten Rotor sowie einen derartigen Stator und ein Motorgehäuse auf, in welchem der Stator mit aus der Federelementgruppe ausgewählten und in die außenumfangsseitigen Axialnuten radial formschlüssig eingesetzten Federelementen mit gleicher Anzahl an Federarmen angeordnet ist.

Mittels der Federelemente ist der Stator mit den in die außenumfangsseitigen Axialnuten axial eingesetzten und darin radial formschlüssig gehaltenen Federelementen im (Motor-)Gehäuse bei gleichzeitig ausreichender radialer und/oder tangentialer Steifigkeit körperschallentkoppelt. Durch gezielte Anpassung bzw. Auslegung der radialen und tangentialen (Feder-)Steifigkeit der eingesetzten Federelemente werden die Anforderungen an den Körperschall eingehalten, der aufgrund der Übertragung von infolge der elektromagnetischen Anregung vom Stator erzeugten Schwingung auf das (Motor-)Gehäuse erzeugt wird.

Die radiale und tangentiale (Feder-)Steifigkeit der eingesetzten Federelemente ist erkanntermaßen von der statorseitigen Axialnut und vom Statorgewicht bei vernachlässigbarem Statordurchmesser abhängig. Die Erfindung geht nun von der Überlegung aus, dass das akustische Verhalten des Elektromotors über die Anzahl der Federarme einerseits sowie über die Geometrie des Federelementes, insbesondere dessen Materialstärke (Federdicke) und dessen Federarmbreite, eingestellt bzw. angepasst werden kann. Erkanntermaßen ist dabei die Federarmbreit für die tangentiale Steifigkeit sowie die Materialstärke für die radiale und tangentiale Steifigkeit relevant bzw. maßgeblich. Vorzugsweise sollte bei der Auswahl der Federparameter auch die Motordrehzahl, insbesondere hinsichtlich der radialen und tangentialen Starrkörperbewegung des Stators, berücksichtigt werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Stator bzw. durch die Auswahl der eingesetzten Federelemente aus der erfindungsgemäßen Federelementgruppe werden die akustischen Eigenschaften des Elektromotors im Motorbetrieb verbessert, indem erzeugte Schwingungen und/oder Vibrationen des Stators aufgrund der aus der (Fe- derelement-)Gruppe ausgewählten Federelemente nicht als Körperschall auf das Motorgehäuse übertragen werden. Mittels der Koppelfedern der in die Axialnuten eingesetzten Federelemente stützt sich der Stator an einem Lagerschild des Elektromotors ab, so dass auch eine Entkopplung oder Dämpfung des Stators vom bzw. gegenüber dem Lagerschild gegeben ist.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse und mit einem Lagerschild,

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung einen Stator mit außenumfangsseitig eingesetzten Federelementen und einen Rotor des Elektromotors, Fig. 3 in einer Schnittdarstellung ausschnittsweise den Elektromotor, Fig. 4 in einer Draufsicht ein Federelement mit drei Federarmen, und

Fig. 5 das Federelement in einer Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in

Fig. 4.

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

Der in Fig. 1 dargestellte Elektromotor 2 weist ein Motorgehäuse 4 mit darin angeordnetem Stator 6 und Rotor 8 (Fig. 2) auf. Der Elektromotor 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Innenläufer ausgebildet. Der Rotor 8 ist wellenfest mit einer Motorwelle 10 gefügt. Die Motorwelle 10 ist mittels zweier Lager 12 drehbar gelagert. Die Lager 12 sind beispielsweise als Kugellager ausgeführt. Eines der Lager 12 ist in einem Lagersitz 13 eines als (Gehäuse-)Zwischenwand ausgeführten Gehäusebodens 14 des Motorgehäuses 4 angeordnet. Das andere Lager 12 ist in einem Lagerschild 15 angeordnet, welches als Deckel stirnseitig gegenüberliegend zum Gehäuseboden 14 axial auf das topfförmige Motorgehäuse 4 aufgesetzt ist.

Der in den Figuren 2 und 3 näher dargestellte Stator 6 weist einen Statorgrundkörper 16 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Statorgrundkörper 16 mit zwölf Statorzähnen 17 ausgeführt, welche sich in Radialrichtung R (radial) nach innen in Richtung zur zeichnerisch dargestellten zentralen Drehachse D erstrecken. Zwischen den Statorzähnen 17 sind nicht näher bezeichnete Freiräume gebildet, in welchen die Wicklungen von (Stator-)Spulen 18 aufgenommen sind, welche mittels eines stirnseitigen Verschaltungsrings 19, beispielsweise in Sternoder Dreieckschaltung, unter Bildung einer Stator- oder Drehfeldwicklung miteinander verbunden sind. Die Spulen 18 sind hierbei auf isolierenden Spulenkörpern 20 angeordnet, welche auf die Statorzähne 17 aufgesetzt sind (Fig. 3). Der Verschaltungsring 19 ist stirnseitig auf den Statorgrundkörper 16 aufgesetzt und mittels Rastzungen 21 in den Axialnuten 26 befestigt. Die Rastzungen 21 wirken hierbei als Positionierer oder Zentriernasen.

Der Statorgrundkörper 16 weist ein Statorjoch 22 oder Rückschluss auf, welcher die Statorzähne 17 umfangseitig einfasst. Im Ausführungsbeispiel ist der Statorgrundkörper 16 im Einzelzahndesign ausgeführt, bei welchem der Stator 6 beziehungsweise dessen Statorgrundkörper 16 aus einzelnen Statorzähnen 17 zusammengesetzt ist. Auch kann das Statorjoch 22 ein separates Bauteil sein, wobei die Statorzähne 17 einen Statorstern bilden, welcher in das Statorjoch 22 eingesetzt ist. Der Stator 6 beziehungsweise der Statorgrundkörper 16 oder die Statorzähne 17 sind beispielsweise als Vollkörper ausgeführt oder als Blechpakete aus Einzelblechen aufgebaut.

Am Außenumfang 24 des Statorjochs 22, also außenumfangsseitig, sind die in Axialrichtung A verlaufenden und sich radial (in Radialrichtung R) einwärts zur Drehachse D hin erstreckenden Axialnuten 26 in den Statorgrundkörper 16 eingebracht. Die jeweilige Axialnut 26 ist beispielsweise als ein schwalbenschwanzförmiger oder T-förmiger radialer Hinterschnitt des Außenumfangs 24 ausgeführt. In den jeweiligen Axialnuten 26 ist ein Federelement 28 radial formschlüssig eingesetzt.

Wie aus den Figuren 4 und 5 ersichtlich ist, weist das Federelement 28 einen streifen- oder plattenförmigen Federgrundkörper 30 auf, an den im Ausführungsbeispiel drei Federarme 32 angeformt sind. Des Weiteren sind an den Federgrundkörper 30 eine Koppelfeder 34 sowie beidseitig Klemmkrallen 36 einstückig angeformt.

Die Koppelfeder 34 ist eine etwa C- oder U-förmig gebogene, federelastische (Feder-)Lasche, welche an einer Schmalseite oder Stirnseite des im Wesentlichen rechteckförmigen Federgrundkörpers 30 angeordnet ist. Am Übergang zwischen der Stirn- oder Schmalseite des Federgrundkörpers 30 zur Koppelfeder 34 ist ein radial erhabener bzw. aus der Ebene des Federgrundkörpers 30 aufragender Biegeabschnitt 38 unter Bildung einer Anlagekante 40 vorgesehen. Mit der Anlagekante 40 liegt das Federelement 28 - wie in den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist - im in die jeweilige Axialnut 26 eingesetzten Montagezustand an einer Stirnseite 42 des Statorgrundkörpers 16 beziehungsweise dessen Statorjochs 22 an. Die Koppelfeder 34 erstreckt sich im Montagezustand des Federelementes 28 axial über die Axialnut 6 und über die Stirnseite 46 des Statorgrundkörpers 16 hinaus.

Das Federelement 28 ist insbesondere als ein Stanzbiegeteil ausgeführt. Als Ausgangsmatenal ist vorzugsweise ein Blechstreifen, zweckmäßigerweise aus Stahl, vorgesehen, der den Federgrundkörper 30 bildet. Aus diesem sind die Federarme 32 ausgestanzt und aus der Ebene des Federgrundkörper 30 aus- oder aufgebogen. Im Ausführungsbeispiel sind zwei der drei Federarme 32 unter Bildung von grundkörperseitig verbleibenden, fensterartigen Aussparungen oder Ausschnitten 44 aus dem Federgrundkörper 30 aus- bzw. aufgebogen. Freiendseitig sind die Federarme 32 unter Bildung von, vorzugsweise gerundeten, Biegekanten 46 zum Federgrundköper 30 hin abgekröpft. Mit diesen Biegekanten 46 liegen die Federarme 32 an der (zylindrischen) Innenwand 48 des Motorgehäuses 4 quasi linienförmig an (Fig. 3). Der dritte Federarm 32 ist an einer der Koppelfeder 34 gegenüberliegenden Schmal- oder Stirnseite des Federgrundkörpers 30 angeformt.

Der Federgrundkörper 30 überragt die Federarme 32 bezogen auf die (Motor- )Drehachse D in Umfangsrichtung U oder in Tangentialrichtung T (Fig. 2) beidseitig. Mit diesem beidseitigen Überstand 50 hintergreift das Federelement 28 innerhalb der Axialnut 26 deren Nutflanken, die einen Hinterschnitt zur radial formschlüssigen Halterung des in die Axialnut 26 axial eingesetzten Federelement 28 bilden. Die Federarme 32 sind aus dem Federgrundkörper 30 in einem Neigungsoder Anstellwinkel von etwa 45° aufgebogen. Über den Neigungswinkel kann die Kennlinie der Federarme 32 und somit das Verhältnis zwischen Federkraft und Federweg eingestellt bzw. vorgegeben werden.

Mittels der in die Axialnuten 26 des Stators 6 formschlüssig eingesetzten Federelemente 28 wird die Übertragung des durch die betriebsbedingten elektromagnetischen Kräfte verursachten Körperschalls auf das Motorgehäuse 4 reduziert, in dem der Stator 6 mittels der Federelemente 28 vom Motorgehäuse 4 und gegebenenfalls vom Lagerschild 15 entkoppelt ist. Auch wird durch die an der Innenwand 48 und gegebenenfalls am Lagerschild 15 anliegenden Federelemente 28 eine Verdrehsicherung des Stators 6 im Motorgehäuse 4 realisiert.

Die radiale und tangentiale (Feder-)Steifigkeit der eingesetzten Federelemente 28 ist im Wesentlichen in Abhängigkeit der axialen Länge des Stators 6 (Statorlänge) eingestellt bzw. vorgegeben. Hierzu ist das jeweilige Federelement 28 mit zwei bis sechs Federarmen 28 ausgeführt. Die Materialstärke d (Fig. 5) des Federelements 28 bzw. des Federgrundkörpers 30 (Federelement- bzw. Grundkörperdicke) beträgt zwischen 0,1 mm und 0,5mm, vorzugsweise zwischen 0,15mm und 0,4mm. Die Federarmbreite b (Fig. 4) des jeweiligen Federarms 32 des eingesetzten Federelementes 28 beträgt zwischen 1 ,5mm und 5mm, vorzugsweise zwischen 2mm und 4mm. Das Verhältnis der Federarmbreite b des jeweiligen Federarms 32 der eingesetzten Federelemente 28 zur Materialstärke d des Federelements 28 bzw. des Federgrundkörpers 30 beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 13,5.

Konkret ist eine Federelementgruppe mit ersten Federelementen 28 mit zwei Federarmen 32 bereitgestellt, die bevorzugt in einem Stator 6 mit einer axialen Läge zwischen 18,5mm und 26mm eingesetzt werden. Bereitgestellte zweite Federelemente 28 mit drei Federarme 32 werden bevorzugt in einem Stator 6 mit einer axialen Läge zwischen 26,5mm und 34mm eingesetzt. Bereitgestellte dritte Federelemente 28 mit vier Federarmen 32 werden bevorzugt in einem Stator 6 mit einer axialen Läge zwischen 34,5mm und 42mm eingesetzt. Bereitgestellte vierte Federelemente 28 mit fünf Federarmen 32 werden bevorzugt in einem Stator 6 mit einer axialen Läge zwischen 42,5mm und 50mm eingesetzt. Bereitgestellte fünfte Federelemente 28 mit sechs Federarmen 32 werden bevorzugt in einem Stator 6 mit einer axialen Läge zwischen 50,5mm und 58mm eingesetzt.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Punkte der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand zu verlassen.

Der im Ausführungsbeispiel gezeigte Elektromotor 2 ist insbesondere ein Lenkungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Die vorstehend beschriebene Lösung kann nicht nur in dem speziell dargestellten Anwendungsfall zum Einsatz kommen, sondern auch in ähnlicher Ausführung bei anderen Kraftfahrzeug-Anwendungen, wie zum Beispiel bei elektrischen Bremsmotoren, Tür- und Heckklappensystemen, Fensterhebern, sowie bei elektrischen Antrieben und deren Anordnung im Fahrzeug oder bei sonstigen elektrischen Maschinen und Systemen.

Bezugszeichenliste

Elektromotor Motorgehäuse Stator Rotor

10 Motorwelle

12 Lager

13 Lagersitz

14 Gehäuseboden

15 Lagerschild

16 Statorgrundkörper

17 Statorzahn

18 Spule 0 Spulenkörper 1 Rastzunge 2 Statorjoch

24 Außenumfang

26 Axialnut

28 Federelement

30 Federgrundkörper

32 Federarm

34 Koppelfeder

36 Klemmkralle

38 Biegeabschnitt

40 Anlagekante

42 Stirnseite

44 AussparungZ-schnitt

46 Biegekante

48 Innenwand

50 Überstand b Federarm breite d Materialstärke

A Axialrichtung

D Drehachse R Radialrichtung

T Tangentialrichtung

U Umfangsrichtung