DE102020209251A1

DE102020209251A1 - electrical machine

Info

Publication number: DE102020209251A1
Application number: DE102020209251.6A
Authority: DE
Inventors: Anna Feser; Steffen Manger; Steffen Reiher
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2020-07-22
Filing date: 2020-07-22
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2022018011A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (2), welche als Innenläufer ausgebildet ist und welche ein Statorblechpaket (4) sowie einen an einer Abtriebsseite des Statorblechpakets (4) abgewandten Rückseite angeordneten Funktionsträger (6) aufweist, wobei der Funktionsträger (6) ein Kunststoffgehäuse (8) und einen elektrisch leitfähigen Gehäusedeckel (12) sowie ein in das Kunststoffgehäuse (8) eingebettetes Stanzgitter (20) mit einer Anzahl von in Axialrichtung des Statorblechpakets (4) gerichteten Verbindungslaschen (22) aufweist, wobei die Verbindungslaschen (22) an einer Mantelaußenfläche (14) des Statorblechpakets (4) in Axialrichtung formschlüssig und/oder stoffschlüssig an das Statorblechpaket (4) angebunden sind, und wobei der Gehäusedeckel (12) und das Stanzgitter (20) elektrisch leitfähig gekoppelt sind.The invention relates to an electrical machine (2) which is designed as an internal rotor and which has a stator core (4) and a functional carrier (6) arranged on an output side of the stator core (4) facing away from the rear, the functional carrier (6) having a plastic housing ( 8) and an electrically conductive housing cover (12) as well as a stamped grid (20) embedded in the plastic housing (8) with a number of connecting lugs (22) directed in the axial direction of the stator core (4), the connecting lugs (22) on an outer surface of the jacket (14) of the laminated stator core (4) are connected to the laminated stator core (4) in a form-fitting and/or cohesive manner in the axial direction, and the housing cover (12) and the stamped grid (20) are electrically conductively coupled.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, insbesondere einen Elektromotor eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to an electrical machine, in particular an electric motor of a motor vehicle.

In einem modernen Kraftfahrzeug werden elektrische Maschinen in vielfältiger Weise als Antriebe für unterschiedliche Stellelemente eingesetzt. Insbesondere Elektromotoren werden beispielsweise als Fensterheber-, Schiebedach- oder Sitzverstellantriebe, als Lenkungsantriebe (EPS, Electrical Power Steering), als Kühlerlüfterantriebe oder als Getriebeaktuatoren eingesetzt. Derartige Elektromotoren müssen eine relativ hohe Drehmoment- oder Leistungsdichte aufweisen und auch bei hohen Temperaturen betriebssicher sein.In a modern motor vehicle, electrical machines are used in a variety of ways as drives for different control elements. Electric motors in particular are used, for example, as power window, sunroof or seat adjustment drives, as steering drives (EPS, Electrical Power Steering), as cooling fan drives or as gear actuators. Such electric motors must have a relatively high torque or power density and be operationally reliable even at high temperatures.

Ein Elektromotor als elektrische Maschine wandelt im Betrieb elektrische Energie in mechanische Energie. Der Elektromotor umfasst einen Stator, welcher das feststehende Motorteil bildet, und einen Rotor, welcher das sich bewegende Motorteil bildet. Elektrische Maschine, insbesondere Elektromotoren sind üblicherweise als sogenannte Innenläufer- oder Außenläufer-Motoren ausgeführt. Dies beschreibt die Anordnung des von wechselnden Magnetfeldern in Drehung versetzten Rotors bezüglich des die Magnetfelder hervorrufenden Stators. Bei einem Innenläufer-Motor ist dieser Rotor (auch als „Läufer“ bezeichnet) koaxial zu und radial innerhalb des Stators angeordnet.An electric motor as an electrical machine converts electrical energy into mechanical energy during operation. The electric motor includes a stator, which forms the stationary motor part, and a rotor, which forms the moving motor part. Electric machines, in particular electric motors, are usually designed as so-called internal rotor or external rotor motors. This describes the arrangement of the rotor, which is set in rotation by changing magnetic fields, in relation to the stator that produces the magnetic fields. In an internal rotor motor, this rotor (also known as the "rotor") is arranged coaxially with and radially inside the stator.

Bei einem Innenläufermotor ist der Stator üblicherweise mit einem Statorjoch versehen, an dem radial zur Mitte, dies bedeutet sternförmig nach innen, ragende Statorzähne angeordnet sind, deren dem Rotor zugewandten Freienden den so genannten Polschuh bilden. Auf die Statorzähne sind Wicklungen oder Spulen aufgebracht, die zur Statorwicklung verschaltet sind und im elektromotorischen Betrieb ein Magnetfeld erzeugen. Zur Führung und Verstärkung des durch die bestromten Wicklungen erzeugten magnetischen Feldes ist das Statormaterial üblicherweise metallisch, beispielsweise aus weichmagnetischem Eisen.In the case of an internal rotor motor, the stator is usually provided with a stator yoke on which are arranged radially to the center, ie star-shaped inwards, protruding stator teeth whose free ends facing the rotor form the so-called pole shoe. Windings or coils are applied to the stator teeth, which are connected to the stator winding and generate a magnetic field during electromotive operation. In order to guide and strengthen the magnetic field generated by the current-carrying windings, the stator material is usually metallic, for example made of soft-magnetic iron.

Im elektromotorischen Betrieb werden aufgrund von Umschaltvorgängen Wechselströme in den Leitungen der Motorelektronik sowie in der Drehfeldwicklung erzeugt. Diese Wechselströme erzeugen entsprechende elektromagnetische Störfelder, welche hinsichtlich einer Einhaltung von EMV-Richtlinien (elektromagnetische Verträglichkeit) als kritisch zu bewerten sind.During operation with an electric motor, alternating currents are generated in the lines of the motor electronics and in the rotary field winding due to switching processes. These alternating currents generate corresponding electromagnetic interference fields, which are to be rated as critical with regard to compliance with EMC guidelines (electromagnetic compatibility).

Ein insbesondere bürstenloser Elektromotor als elektrische (Drehstrom-)Maschine weist üblicherweise einen mit einer Feld- oder Statorwicklung versehenen Stator auf, welcher koaxial zu einem Rotor mit einem oder mehreren Permanentmagneten angeordnet ist. Sowohl der Rotor als auch der Stator sind beispielsweise als stanzpaketierte oder laminierte Blechpakete aufgebaut, wobei Statorzähne in dazwischenliegenden Statornuten die Spulen der Feldwicklung tragen.An in particular brushless electric motor as an electric (three-phase) machine usually has a stator which is provided with a field winding or stator winding and is arranged coaxially to a rotor with one or more permanent magnets. Both the rotor and the stator are constructed, for example, as stamped or laminated stacks of laminations, with stator teeth carrying the coils of the field winding in stator slots located between them.

In der Regel sind elektrische Maschinen, konkret Elektromotoren mit einem (Motor- oder Antriebs-)Gehäuse eingehaust, welches einerseits Schutz vor Umwelteinflüssen bietet und andererseits auch Befestigungspunkte für weitere Bauelemente vorgibt. Derartige Bauelemente sind beispielsweise abtriebsseitig an dem Rotor angeschlossene Getriebe oder sonstige angetriebene Elemente, beispielsweise mittelbar oder unmittelbar angetriebene Pumpen, eine Motorelektronik oder dergleichen.As a rule, electrical machines, specifically electric motors, are housed in a (motor or drive) housing which, on the one hand, offers protection against environmental influences and, on the other hand, also provides attachment points for other components. Such components are, for example, gears connected to the rotor on the output side or other driven elements, for example directly or indirectly driven pumps, motor electronics or the like.

Zur Reduzierung des benötigten Bauraumbedarfs ist es möglich, Innenläufer-Motoren auch im Wesentlichen gehäuselos, zumindest ohne ein den Stator umgebendes, wenigstens abschnittsweise rohrartiges Gehäuse auszubilden. Beispielsweise kann ein solcher Innenläufer-Motor auch (beispielsweise zu Kühlungs- und/oder Schmierungszwecken) mit einem Medium, insbesondere einem Öl, durchflutet sein. In diesem (gehäuselosen) Fall sind an dem Statorblechpaket Befestigungspunkte vorgesehen, an welchen beispielsweise das nachgeordnete Getriebe und/oder stirnseitig zum Stator angeordnete Lagerschilde angebunden werden können.In order to reduce the required installation space, it is also possible to construct internal rotor motors essentially without a housing, at least without a housing which is tubular at least in sections and surrounds the stator. For example, such an internal rotor motor can also be flooded with a medium, in particular an oil (for example for cooling and/or lubricating purposes). In this case (without a housing), fastening points are provided on the stator lamination stack, to which, for example, the downstream gear unit and/or end shields arranged on the face side of the stator can be connected.

Aufgrund des fehlenden Gehäuses weisen solche (gehäuselosen) Statoren beziehungsweise Elektromotoren ein vergleichsweise schlechtes EMV-Verhalten auf.Due to the lack of a housing, such (housingless) stators or electric motors have comparatively poor EMC behavior.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektrische Maschine anzugeben. Insbesondere soll eine elektrische Maschine mit einem gehäuselosen Stator angegeben werden, welche hinsichtlich ihres EMV-Verhaltens verbessert ist.The invention is based on the object of specifying a particularly suitable electrical machine. In particular, an electrical machine with a stator without a housing is to be specified, which is improved in terms of its EMC behavior.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine ist als ein Innenläufer(-Motor) ausgebildet und stellt vorzugsweise einen Elektromotor dar. Die elektrische Maschine weist ein Statorblechpaket und einen Funktionsträger auf, welcher an einer Abtriebsseite (im Folgenden auch als A-Seite bezeichnet) des Statorblechpakets abgewandten Rückseite (auch als B-Seite bezeichnet) angeordnet ist.The electric machine according to the invention is designed as an internal rotor (motor) and is preferably an electric motor. The electric machine has a laminated stator core and a function carrier which is located on a rear side ( also referred to as B-side) is arranged.

Der Funktionsträger weist dabei ein Kunststoffgehäuse auf, in welchem ein Stanzgitter, insbesondere spritzgießtechnisch, eingebettet ist. Das Stanzgitter weist eine Anzahl von Verbindungslaschen auf, welche in axialer Richtung zu dem Statorblechpaket vorstehen. Der Funktionsträger beziehungsweise das Stanzgitter ist mittels dieser Verbindungslaschen an einer Mantelaußenfläche des Statorblechpakets in Axialrichtung formschlüssig und/oder stoffschlüssig an das Statorblechpaket angebunden sind.The function carrier has a plastic housing in which a stamped grid is embedded, in particular by injection molding. The stamped grid has a number of connecting straps which protrude in the axial direction towards the laminated core of the stator. The function carrier or the stamped grid is by means of this connection tion tabs are connected to an outer surface of the stator core in the axial direction in a form-fitting manner and/or in a materially bonded manner to the stator core.

Der Funktionsträger weist ein Elektronikfach als Aufnahme für elektronische Bauteile auf, welche vorzugsweise eine Motorsteuerung (oder Steuerelektronik, engl.: electronic control unit, ECU) der Maschine bilde. Das Elektronikfach ist hierbei mit einem elektrisch leitfähigen, insbesondere metallischen, Gehäusedeckel verschlossen.The function carrier has an electronics compartment as a receptacle for electronic components, which preferably form an engine controller (or electronic control unit, ECU) of the machine. The electronics compartment is closed with an electrically conductive, in particular metallic, housing cover.

Erfindungsgemäß sind der Gehäusedeckel und das Stanzgitter elektrisch leitfähig miteinander gekoppelt. Durch die elektrische Verbindung sind der Gehäusedeckel und das Stanzgitter auf einem gemeinsamen elektrischen Niveau, so dass im Betrieb erzeugte elektromagnetische Störfelder abgefangen und/oder gedämpft und/oder umgeleitet und/oder geschwächt werden, so dass die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) der Maschine verbessert ist.According to the invention, the housing cover and the pressed screen are electrically conductively coupled to one another. Due to the electrical connection, the housing cover and the stamped grid are on a common electrical level, so that electromagnetic interference fields generated during operation are intercepted and/or dampened and/or redirected and/or weakened, so that the electromagnetic compatibility (EMC) of the machine is improved .

Unter „axial“ oder einer „Axialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung parallel (koaxial) zur Drehachse der Maschine beziehungsweise des Elektromotors, also senkrecht zu den Stirnseiten des Statorblechpakets verstanden. Entsprechend wird hier und im Folgenden unter „radial“ oder einer „Radialrichtung“ insbesondere eine senkrecht (quer) zur Drehachse der Maschine orientierte Richtung entlang eines Radius des Statorblechpaket verstanden. Unter „tangential“ oder einer „Tangentialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung entlang des Umfangs des Statorblechpakets oder der Maschine (Umfangsrichtung, Azimutalrichtung), also eine Richtung senkrecht zur Axialrichtung und zur Radialrichtung, verstanden.“Axial” or an “axial direction” is understood here and in the following in particular as a direction parallel (coaxial) to the axis of rotation of the machine or the electric motor, ie perpendicular to the end faces of the laminated stator core. Correspondingly, here and below, “radial” or a “radial direction” is understood to mean, in particular, a direction oriented perpendicularly (transversely) to the axis of rotation of the machine along a radius of the laminated stator core. Here and in the following, “tangential” or a “tangential direction” means in particular a direction along the circumference of the laminated stator core or the machine (circumferential direction, azimuthal direction), i.e. a direction perpendicular to the axial direction and to the radial direction.

Die Konjunktion „und/oder“ ist hier und im Folgenden derart zu verstehen, dass die mittels dieser Konjunktion verknüpften Merkmale sowohl gemeinsam als auch als Alternativen zueinander ausgebildet sein können.The conjunction “and/or” is to be understood here and in the following in such a way that the features linked by means of this conjunction can be designed both together and as alternatives to one another.

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.A "positive fit" or a "positive connection" between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another are held together at least in one direction by a direct interlocking of contours of the parts themselves or by an indirect interlocking via an additional connector. The "blocking" of a mutual movement in this direction is therefore due to the shape.

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.A "material connection" or a "material connection" between at least two parts connected to one another is understood here and in the following in particular to mean that the parts connected to one another are possibly under the effect at their contact surfaces through material union or crosslinking (e.g. due to atomic or molecular bonding forces). an additive are held together.

Vorzugsweise ist die formschlüssige und/oder stoffschlüssige Anbindung der Verbindungslaschen an der Mantelaußenfläche derart gestaltet, dass keine separat zu montierenden Befestigungselemente, insbesondere keine in Radialrichtung vorstehenden Zusatzelemente (insbesondere Schrauben oder dergleichen) zum Einsatz kommen.Preferably, the form-fitting and/or material-locking connection of the connecting straps to the outer surface of the casing is designed in such a way that no fastening elements to be installed separately, in particular no additional elements (in particular screws or the like) protruding in the radial direction, are used.

Aufgrund der direkten Anbindung des Funktionsträgers an dem Statorblechpaket kann auf ein das Statorblechpaket umgebendes Statorgehäuse verzichtet werden. Dies bedeutet, dass zumindest der Stator der Maschine vorzugsweise gehäuselos ausgeführt ist. Die Verbindungslaschen, welche auf der Mantelaußenfläche aufliegen, erstrecken sich dabei zumindest in Umfangsrichtung gesehen lediglich lokal über die Mantelaußenfläche des Statorblechpakets und stellen mithin kein geschlossenes Statorgehäuse dar.Due to the direct connection of the function carrier to the laminated core of the stator, a stator housing surrounding the laminated core of the stator can be dispensed with. This means that at least the stator of the machine is preferably designed without a housing. The connecting lugs, which rest on the outer surface of the jacket, extend only locally over the outer jacket surface of the laminated stator core, at least when viewed in the circumferential direction, and therefore do not represent a closed stator housing.

Das Stanzgitter ist vorzugsweise als ein metallisches Stanzbiegeteil, beispielsweise als Blechstanzteil, ausgeführt. Das Kunststoffgehäuse ist hierbei aus einem thermoplastischen Kunststoff spritzgegossen, wobei das Stanzgitter einen sogenannten Einleger bildet, welcher zumindest teilweise mit dem Kunststoff des Kunststoffgehäuses umspritzt wird. In einer alternativen Variante ist das Stanzgitter nicht von dem Kunststoff umspritzt, sondern nachträglich in das Kunststoffgehäuse eingepresst, mittels Ultraschall in das Kunststoffgehäuse versenkt oder dergleichen.The stamped grid is preferably designed as a metallic stamped and bent part, for example as a stamped sheet metal part. In this case, the plastic housing is injection-molded from a thermoplastic material, with the stamped grid forming what is known as an insert, which is at least partially overmoulded with the plastic of the plastic housing. In an alternative variant, the stamped grid is not encapsulated by the plastic, but is subsequently pressed into the plastic housing, sunk into the plastic housing by means of ultrasound, or the like.

Bei den Verbindungslaschen handelt es sich vorzugsweise um vergleichsweise flache - oder auch: dünne - Laschen aus Metallblech, welche mit ihrer Flachseite an dem Statorblechpaket, konkret an dessen Mantelaußenfläche anliegen.The connecting lugs are preferably comparatively flat--or also: thin--lugs made of sheet metal, which rest with their flat side on the laminated stator core, specifically on its outer surface.

In einer geeigneten Weiterbildung weist das Stanzgitter einen Ringkörper auf, mit welchem die Verbindungslaschen einteilig gekoppelt sind. Die Verbindungslaschen sind hierbei als in axialer Richtung abgewinkelte Strahlen oder Arme des Ringkörpers ausgebildet, so dass das Stanzgitter im Wesentlichen ein einstückiges, also einteiliges oder monolithisches, sternartiges Bauteil bildet. Der Ringkörper ist hierbei stirnseitig an der Rückseite des Statorblechpakets angeordnet, vorzugsweise senkrecht zur Rotationsachse des Rotors, also senkrecht zur Axialrichtung. Diese einteilige Ausführung des Stanzgitters vereinfacht die Herstellung des Funktionsträgers.In a suitable development, the stamped grid has an annular body with which the connecting lugs are coupled in one piece. The connecting lugs are in this case designed as beams or arms of the annular body which are angled in the axial direction, so that the stamped grid essentially forms a one-piece, ie one-piece or monolithic, star-like component. In this case, the annular body is arranged on the face side on the rear side of the laminated core of the stator, preferably perpendicularly to the axis of rotation of the rotor, ie perpendicularly to the axial axis direction. This one-piece design of the pressed screen simplifies the production of the function carrier.

Die Verbindungslaschen sind entlang des Ringkörpers umfangsseitig verteilt angeordnet, wobei sich in einer geeigneten Ausführung eine kreisringsektorförmige Brücke zwischen zwei tangential benachbarten Verbindungslaschen erstreckt. Die Brücke ist hierbei koaxial und radial beabstandet zum Ringkörper angeordnet, wobei die Brücke stirnseitig an der Rückseite des Statorblechpakets anliegt. In einer geeigneten Weiterbildung ist eine Befestigungs- oder Flanschlasche zur elektrischen und/oder mechanischen Kopplung an den Gehäusedeckel vorgesehen, welche an die Brücke angeformt ist, und welche der Mantelaußenfläche des Statorblechpakets radial übersteht. Dadurch ist eine einfache Verbindung zwischen dem Stanzgitter und dem Gehäusedeckel realisierbar.The connecting lugs are distributed circumferentially along the ring body, with a suitable embodiment extending a circular ring sector-shaped bridge between two tangentially adjacent connecting lugs. In this case, the bridge is arranged coaxially and radially spaced from the ring body, with the bridge bearing on the front side on the rear side of the laminated core of the stator. In a suitable development, a fastening or flange plate is provided for electrical and/or mechanical coupling to the housing cover, which is formed onto the bridge and which protrudes radially from the outer surface of the laminated stator core. As a result, a simple connection between the stamped grid and the housing cover can be implemented.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Befestigungslasche einen stufenförmigen axialen Versatz zur mechanischen Stabilisierung auf. Die Stufe des Versatzes ist hierbei geeigneterweise in dem Material des Kunststoffgehäuses eingebettet, so dass eine besonders stabile Befestigungslasche gebildet ist.In an advantageous embodiment, the fastening tab has a stepped axial offset for mechanical stabilization. In this case, the step of the offset is suitably embedded in the material of the plastic housing, so that a particularly stable fastening strap is formed.

In einer zweckmäßigen Ausbildung ragt die Befestigungslasche zumindest abschnittsweise aus dem Kunststoffgehäuse des Funktionsträgers heraus. Dadurch ist eine besonders einfache Zugänglichkeit der Befestigungslasche realisiert, wodurch eine einfache und aufwandsreduzierte Verbindung zu dem Gehäusedeckel realisierbar ist.In an expedient embodiment, the fastening tab protrudes at least in sections from the plastic housing of the function carrier. This achieves particularly easy accessibility of the fastening tab, as a result of which a simple and cost-reduced connection to the housing cover can be implemented.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist ein metallischer Niet zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Gehäusedeckels mit dem Stanzgitters vorgesehen. Dies bedeutet, dass der Niet die elektrische und mechanische Schnittstelle zwischen dem Gehäusedeckel und dem Stanzgitter bildet. Dadurch ist eine konstruktiv einfache und aufwandsreduzierte Kontaktierung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Stanzgitter gebildet.In a preferred development, a metal rivet is provided for the mechanical and electrical connection of the housing cover to the stamped grid. This means that the rivet forms the electrical and mechanical interface between the housing cover and the pressed screen. As a result, contact is formed between the housing cover and the stamped grid, which is structurally simple and reduces the complexity.

Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass die Verbindungslaschen mit dem Statorblechpaket auf dessen Mantelaußenfläche verschweißt sind. Geeigneterweise weist das Statorblechpaket hierbei für jede Verbindungslasche eine radial vorstehende Kontaktfläche auf. Die vorstehenden Kontaktflächen sind hierbei als eine Art Plateau ausgebildet, welche über den Hauptkörper des Statorblechpakets vorstehen. Durch die Schweißverbindung ist das Stanzgitter und somit der Gehäusedeckel elektrisch leitfähig mit dem Statorblechpaket gekoppelt, wodurch das EMV-Verhalten der Maschine weiter verbessert wird.An additional or further aspect of the invention provides that the connecting straps are welded to the stator lamination stack on its outer surface. In this case, the stator lamination stack suitably has a radially protruding contact surface for each connecting lug. The protruding contact surfaces are in this case designed as a kind of plateau, which protrude over the main body of the laminated core of the stator. The welded connection means that the stamped grid and thus the housing cover are electrically conductively coupled to the laminated stator core, which further improves the EMC behavior of the machine.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Statorblechpaket elektrisch leitfähig mit einer elektrischen Masse, beispielsweise mit einem die Maschine tragenden Motorträger- oder Getriebemasse, verbunden. Dadurch ist der Gehäusedeckel über das Stanzgitter und den Elektromotor beziehungsweise Stator an die Masse angeschlossen, wodurch das EMV-Verhalten der Maschine verbessert ist.In a preferred embodiment, the laminated core of the stator is electrically conductively connected to an electrical mass, for example to an engine mount or transmission mass that supports the machine. As a result, the housing cover is connected to ground via the stamped grid and the electric motor or stator, which improves the EMC behavior of the machine.

In einer denkbaren Ausbildung weisen die Verbindungslaschen jeweils ein schlüssellochförmiges Langloch zur form- und/oder stoffschlüssigen Befestigung an der Mantelaußenfläche auf. Das Langloch ist hierbei in ein jeweiliges Freiende einer Verbindungslasche eingebracht, wobei die Schweißverbindung der jeweiligen Verbindungslasche und der Kontaktfläche innerhalb des jeweils zugeordneten Langlochs erfolgt.In a conceivable embodiment, the connecting straps each have a keyhole-shaped slot for positive and/or material-locking attachment to the outer surface of the jacket. In this case, the elongated hole is introduced into a respective free end of a connecting strap, with the welded connection of the respective connecting strap and the contact surface taking place within the respectively associated elongated hole.

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

1 in einer perspektivischen Darstellung eine elektrische Maschine mit einem Statorblechpaket und mit einem Funktionsträger,
2 in einer schematischen Seitenansicht ausschnittsweise die Maschine,
3 in einer perspektivischen Darstellung einen teilweise demontierten Funktionsträger mit Blick auf eine Oberseite,
4 in einer perspektivischen Darstellung den Funktionsträger mit Blick auf eine Unterseite, und
5 in perspektivischer Darstellung ein Stanzgitter des Funktionsträgers.

An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to a drawing. Show in it:

1 in a perspective view, an electrical machine with a laminated stator core and with a function carrier,
2 a schematic side view of a section of the machine,
3 in a perspective representation of a partially dismantled function carrier with a view of an upper side,
4 in a perspective representation of the function carrier with a view of an underside, and
5 a perspective view of a stamped grid of the function carrier.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference symbols in all figures.

In der 1 ist eine elektrische Maschine, im Folgenden auch als Elektromotor 2 bezeichnet, dargestellt. Der Elektromotor 2 weist ein Statorblechpaket 4 auf, welches Teil eines nicht näher bezeichneten Stators ist. Der Elektromotor 2 weist weiterhin einen Funktionsträger 6 auf, welcher an einer B-Seite oder Rückseite des Statorblechpakets 4 angeordnet ist.In the 1 an electrical machine, also referred to below as the electric motor 2, is shown. The electric motor 2 has a laminated stator core 4, which is part of a stator that is not designated in any more detail. The electric motor 2 also has a function carrier 6 which is arranged on a B side or rear side of the laminated core 4 of the stator.

Der in den 3 und 4 näher gezeigte Funktionsträger 6 weist ein spritzgegossenes Kunststoffgehäuse 8 auf, das einen stirnseitigen Gehäuseinnenraum 10 als Elektronikfach für eine Motorelektronik des Elektromotors 2 bildet. Der Gehäuseinnenraum 10 ist mittels eines metallischen Gehäusedeckels 12 verschlossen.The in the 3 and 4 The function carrier 6 shown in more detail has an injection-molded plastic housing 8 which forms an end-side housing interior 10 as an electronics compartment for motor electronics of the electric motor 2 . The housing interior 10 is closed by a metal housing cover 12 .

Der Elektromotor 2 ist als ein Stator-gehäuseloser Motor ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Stator beziehungsweise das Statorblechpaket 4 an seiner Mantelaußenfläche 14 nicht von einem Gehäuse umschlossen ist. Zur Halterung eines A- oder frontseitigen Lagerschilds und/oder zur Befestigung an einem nachfolgenden Getriebe sind daher an dem Statorblechpaket 4 radial emporstehende Flanschflügel 16 ausgeformt, welche als radiale Vorsprünge lediglich eines Teils der das Statorblechpaket 4 bildenden Statorbleche (nicht einzeln dargestellt) ausgeführt sind.The electric motor 2 is designed as a motor without a stator housing. This means that the stator or the laminated core 4 of the stator is not surrounded by a housing on its outer surface 14 . In order to hold an A-end or front end shield and/or to fasten it to a subsequent transmission, radially upstanding flange wings 16 are formed on the stator core 4, which are designed as radial projections of only part of the stator cores forming the stator core 4 (not shown individually).

Wie in Verbindung mit der 2 ersichtlich ist, ist der Gehäusedeckel 12 entlang seines Randes an mehreren Verbindungsstellen 18 mechanisch mit dem Kunststoffgehäuse 8 verbunden. Die Verbindungsstellen 18 sind beispielsweise als Verrastungen oder als Stellen zur Heißverstemmung ausgebildet.As in connection with the 2 As can be seen, the housing cover 12 is mechanically connected to the plastic housing 8 at a plurality of connection points 18 along its edge. The connection points 18 are designed, for example, as latches or as points for heat caulking.

Zur Reduzierung des radialen Bauraumbedarfs des Elektromotors 2, insbesondere im Bereich des Stators, ist der Funktionsträger 6 nicht mit dem Statorblechpaket 4 verschraubt oder mittels sonstiger zusätzlicher Verbindungsmittel an diesem fixiert. Der Funktionsträger 6 weist vielmehr als Verbindungsmittel ein integriertes Stanzgitter 20 (5) auf. Das Stanzgitter 20 umfasst vier Verbindungslaschen 22, welche durch ein im Vergleich zum Durchmesser des Stators dünnwandiges Blech gebildet sind.In order to reduce the radial installation space requirement of the electric motor 2, in particular in the area of the stator, the function carrier 6 is not screwed to the laminated stator core 4 or fixed to it by means of other additional connecting means. Rather, the function carrier 6 has an integrated pressed screen 20 ( 5 ) on. The stamped grid 20 includes four connecting straps 22, which are formed by a metal sheet that is thin-walled compared to the diameter of the stator.

Das Stanzgitter 20 ist in den Körper des Kunststoffgehäuses 12 eingespritzt, wobei die Verbindungslaschen 22 axial aus dem Kunststoffgehäuse 12 heraus ragen, und flach an der Mantelaußenfläche 14, konkret an radial erhabenen Kontaktflächen 24 des Statorblechpakets 4, an- oder aufliegen. Die Verbindungslaschen 22 weisen jeweils ein freiendseitiges, etwa schlüssellochförmiges, Langloch 26 auf. Die Verbindungslaschen 22 sind innerhalb dieses Langlochs 26, insbesondere im Bereich eines Lochschaftes 28, auf die Kontaktflächen 24 des Statorblechpakets 4 geschweißt. Durch die Schweißverbindung ist eine elektrisch leitfähige, stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen dem Stanzgitter 20 und dem Statorblechpaket 4 realisiert. Die Langlöcher 26 sind in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen.The stamped grid 20 is injected into the body of the plastic housing 12, with the connecting tabs 22 protruding axially out of the plastic housing 12 and lying flat on the outer surface 14 of the jacket, specifically on radially raised contact surfaces 24 of the laminated core 4 of the stator. The connecting lugs 22 each have an elongated hole 26 which is approximately in the shape of a keyhole at the free end. The connecting lugs 22 are welded onto the contact surfaces 24 of the laminated stator core 4 within this elongated hole 26 , in particular in the area of a perforated shaft 28 . An electrically conductive, cohesive joint connection between the stamped grid 20 and the laminated core 4 of the stator is realized by the welded connection. The elongated holes 26 are provided with reference numbers in the figures merely by way of example.

Wie in der 5 näher gezeigt ist, ist das Stanzgitter als ein etwa stern- oder X-förmiges Stanzbiege-Blechteil ausgeführt. Die Verbindungslaschen 22 bilden hierbei jeweils einen Strahl oder Arm eines kreisringförmigen Ringkörpers 30. Der Ringkörper 30 liegt stirnseitig zu dem Stator in dem Kunststoffgehäuse 8 des Funktionsträgers 6 ein. Die etwa radialen Verbindungslaschen 22 sind hierbei von dem Ringkörper 30 aus axial abgewinkelt.Like in the 5 is shown in more detail, the stamped grid is designed as an approximately star-shaped or X-shaped stamped and bent sheet metal part. The connecting lugs 22 each form a ray or arm of an annular ring body 30. The ring body 30 lies on the front side of the stator in the plastic housing 8 of the function carrier 6. The approximately radial connecting lugs 22 are angled axially from the ring body 30 .

Zwischen zwei tangential benachbarten Verbindungslaschen 22 ist eine kreisringsektorförmige Brücke 32 vorgesehen. An der Brücke 32 ist eine radial gerichtete Befestigungslasche 34 als Flansch- oder Kontaktierungslasche angeformt. Die Befestigungslasche 34 ist etwa mittig zwischen den Verbindungslaschen 22 angeordnet. Die Befestigungslasche 34 weist einen stufenförmigen axialen Versatz 36 auf, so dass das Freiende 38 gegenüber dem an der Brücke 32 angebundenen Festende 40 axial versetzt ist. Dies bedeutet, dass das Freiende 38 in einer axial versetzten Ebene angeordnet ist, welche parallel zum Ringkörper 30 ist. Das Freiende 38 weist eine Aussparung 42 auf.A bridge 32 in the shape of a sector of a circular ring is provided between two tangentially adjacent connecting straps 22 . A radially directed fastening strap 34 is formed on the bridge 32 as a flange or contacting strap. The fastening strap 34 is arranged approximately in the middle between the connecting straps 22 . The fastening tab 34 has a stepped axial offset 36 so that the free end 38 is axially offset relative to the fixed end 40 connected to the bridge 32 . This means that the free end 38 is arranged in an axially offset plane which is parallel to the ring body 30 . The free end 38 has a recess 42 .

Wie insbesondere in der 2 ersichtlich ist, ragt zumindest das Freiende 38 der Befestigungslasche 34 aus dem Kunststoffgehäuse 8 radial heraus. Die Befestigungslasche 34 ist axial fluchtend zu einer korrespondierenden Flanschlasche 44 des Gehäusedeckels 12 angeordnet. Zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Befestigungslasche 34 und der Flanschlasche 44 ist ein diese durchsetzender metallischer Niet 46 vorgesehen.As in particular in the 2 As can be seen, at least the free end 38 of the fastening tab 34 protrudes radially out of the plastic housing 8 . The fastening lug 34 is arranged in axial alignment with a corresponding flange lug 44 of the housing cover 12 . A metallic rivet 46 passing through these is provided for the mechanical and electrical connection of the fastening lug 34 and the flange lug 44 .

Der Niet 46 bildet die elektrische und mechanische Schnittstelle zwischen dem Gehäusedeckel 12 und dem Stanzgitter 20. Im Einbauzustand oder Anwendungsfall ist das Statorblechpaket 4 elektrisch leitfähig an eine Getriebemasse gekoppelt, so dass der Gehäusedeckel 12 über das Stanzgitter 20 elektrisch auf Masse gelegt ist. Dadurch wird das EMV-Verhalten des Gehäusedeckels 12 und somit der gesamten Maschine 2 verbessert.The rivet 46 forms the electrical and mechanical interface between the housing cover 12 and the stamped grid 20. In the installed state or application, the stator core 4 is electrically conductively coupled to a transmission ground, so that the housing cover 12 is electrically grounded via the stamped grid 20. As a result, the EMC behavior of the housing cover 12 and thus of the entire machine 2 is improved.

In einer denkbaren Variante sind die mechanischen Verbindungen 18 ebenfalls als elektrische Verbindungen zur Kontaktierung mit dem Stanzgitter 20 beziehungsweise der Getriebemasse ausgebildet.In a conceivable variant, the mechanical connections 18 are also designed as electrical connections for making contact with the stamped grid 20 or the gear mass.

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.The invention is not limited to the exemplary embodiments described above. On the contrary, other variants of the invention can also be derived from this by a person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.

BezugszeichenlisteReference List

22: Maschine/Elektromotormachine/electric motor
44: Statorblechpaketstator core
66: Funktionsträgerofficer
88th: Kunststoffgehäuseplastic housing
1010: Gehäuseinnenraumhousing interior
1212: Gehäusedeckelhousing cover
1414: Mantelaußenflächeshell outer surface
1616: Flanschflügelflange wing
1818: Verbindungsstelleconnection point
2020: Stanzgitterpunched grid
2222: Verbindungslascheconnection tab
2424: Kontaktflächecontact surface
2626: LanglochLong hole
2828: LochschaftThumbhole stock
3030: Ringkörperring body
3232: Brückebridge
3434: Befestigungslaschefastening tab
3636: Versatzoffset
3838: Freiendefree end
4040: Festendefixed end
4242: Aussparungrecess
4444: Flanschlascheflange tab
4646: Nietrivet

Claims

Elektrische Maschine (2), welche als Innenläufer ausgebildet ist und welche ein Statorblechpaket (4) sowie einen an einer Abtriebsseite des Statorblechpakets (4) abgewandten Rückseite angeordneten Funktionsträger (6) aufweist, - wobei der Funktionsträger (6) ein Kunststoffgehäuse (8) und einen elektrisch leitfähigen Gehäusedeckel (12) sowie ein in das Kunststoffgehäuse (8) eingebettetes Stanzgitter (20) mit einer Anzahl von in Axialrichtung des Statorblechpakets (4) gerichteten Verbindungslaschen (22) aufweist, - wobei die Verbindungslaschen (22) an einer Mantelaußenfläche (14) des Statorblechpakets (4) in Axialrichtung formschlüssig und/oder stoffschlüssig an das Statorblechpaket (4) angebunden sind, und - wobei der Gehäusedeckel (12) und das Stanzgitter (20) elektrisch leitfähig gekoppelt sind.Electrical machine (2), which is designed as an internal rotor and which has a stator core (4) and a functional carrier (6) arranged on an output side of the stator core (4) facing away from the rear, - wherein the function carrier (6) has a plastic housing (8) and an electrically conductive housing cover (12) as well as a stamped grid (20) embedded in the plastic housing (8) with a number of connecting lugs (22) directed in the axial direction of the laminated stator core (4). , - wherein the connecting lugs (22) are connected to an outer surface (14) of the stator core (4) in the axial direction in a form-fitting and/or cohesive manner to the stator core (4), and - wherein the housing cover (12) and the pressed screen (20) are electrically conductively coupled.

Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslaschen (22) einteilig mit einem Ringkörper (30) gekoppelt sind, welcher an der Rückseite des Statorblechpakets (4) stirnseitig angeordnet ist.Electrical machine (2) after claim 1 , characterized in that the connecting straps (22) are coupled in one piece with a ring body (30) which is arranged on the front side on the rear side of the laminated stator core (4).

Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen zwei tangential benachbarten Verbindungslaschen (22) eine kreisringsektorförmige Brücke (32) erstreckt.Electrical machine (2) after claim 1 or 2 , characterized in that a ring sector-shaped bridge (32) extends between two tangentially adjacent connecting straps (22).

Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungslasche (34) an die Brücke (32) angeformt ist, welche der Mantelaußenfläche (14) des Statorblechpakets (4) radial übersteht.Electrical machine (2) after claim 3 , characterized in that a fastening tab (34) is formed on the bridge (32), which the outer surface (14) of the stator core (4) protrudes radially.

Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslasche (34) einen stufenförmigen axialen Versatz (36) aufweist.Electrical machine (2) after claim 4 , characterized in that the fastening tab (34) has a stepped axial offset (36).

Elektrische Maschine (2) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungslasche (36) zumindest abschnittsweise aus dem Kunststoffgehäuse (8) des Funktionsträgers (6) hinausragt.Electrical machine (2) after claim 4 or 5 , characterized in that the fastening tab (36) protrudes at least in sections from the plastic housing (8) of the function carrier (6).

Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein metallischer Niet (46) zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Gehäusedeckels (12) mit dem Stanzgitter (20) vorgesehen ist.Electrical machine (2) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that a metal rivet (46) is provided for the mechanical and electrical connection of the housing cover (12) to the pressed screen (20).

Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslaschen (22) mit dem Statorblechpaket (4) auf dessen Mantelaußenfläche (14) verschweißt sind.Electrical machine (2) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the connecting straps (22) are welded to the stator core (4) on its outer surface (14).

Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorblechpaket (4) für jede Verbindungslasche (22) eine radial vorstehende Kontaktfläche (14) aufweist.Electrical machine (2) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the stator core (4) for each connecting strap (22) has a radially projecting contact surface (14).

Elektrische Maschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungslaschen (22) jeweils ein schlüssellochförmiges Langloch (26) zur Befestigung an der Mantelaußenfläche (14) aufweisen.Electrical machine (2) according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the connecting straps (22) each have a keyhole-shaped slot (26) for attachment to the outer surface (14) of the casing.