用于将机器组件保持在电机中的装置以及电的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将机器组件（3）、尤其是定子保持在电机的壳体（2、13）中的装置，其中在所述壳体（2、13）中设置了压力元件（20），用于用力将所述机器组件（3）朝止挡（31）挤压。
【专利说明】用于将机器组件保持在电机中的装置以及电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机、尤其是电子换向的电机。此外，本发明涉及用于将定子固定在电机的壳体中的措施。
【背景技术】
[0002]电机用在许多方面。尤其电子换向的、也就是无刷的电机具有以下优点:没有使用易受磨损影响的换向器和炭刷。在使用电子换向的电机时，有必要以合适的方式通过壳体来保护定子绕组，以防止来自外面的导电的颗粒物、例如喷水的影响。除此以外，在使用具有湿运行的转子的电子换向电机、例如在泵中，有必要以合适的方式通过壳体来保护定子绕组，以防止受到来自内部的导电的颗粒物、例如有待泵吸的介质的影响。
[0003]定子或者定子的单个部件为了进行固定通常借助于粘接、拧紧、焊接、滚压或者收缩与壳体相连接，或者与所述壳体一体地被挤压包封。但是，这样的固定方式具有以下缺点:惯性力由于通过变换的磁场引起的内部的振动或者通过来自环境和温度波动的影响引起的外部的振动而可能对所述定子绕组在电机壳体中的固定状态的可靠性产生不好的影响。除此以外，必须能够对所述定子的组件的大构件公差和不同的热膨胀进行补偿。
[0004]尤其在将这样的电机用在用于汽车和家用技术应用领域内的水混合物的泵以及用于汽油及柴油混合物的泵、变速器调节器、电动自行车以及转向应用方案中时，持久的振动作用于所述定子或者所述定子绕组。尤其对于必须具有较高的使用寿命的泵来说，传统的用于布置定子或者定子绕组的固定方式没有足够的可靠性。
【发明内容】
[0005]本发明的任务是，提供一种用于将机器组件、尤其是定子保持在电机的壳体中的装置，其中所述机器组件在整个使用寿命期间可靠地布置在所述壳体中。
[0006]该任务通过一种按权利要求1所述的、用于将机器组件保持在电机的壳体中的装置并且通过按并列权利要求所述的电机以及用于将机器组件布置在电机的壳体中的方法得到解决。
[0007]本发明的其他有利的技术方案在从属权利要求中得到说明。
[0008]按照第一方面，设置了一种用于将机器组件、尤其是定子保持在电机的壳体中的装置，其中在所述壳体中设置了压力元件，从而用尤其轴向的力将所述机器组件朝止挡挤压，所述机器组件形状锁合地保持在所述止挡上。
[0009]上述装置的构思在于，将所述机器组件通过持久的力加载朝止挡挤压，将所述定子形状锁合地保持在所述止挡上，用于防止横向于力加载方向的移动。通过这种方式，能够对沿力加载方向的公差和不同的热膨胀特性进行补偿，并且通过形状锁合连接在所述电机的壳体内部将所述机器组件可靠地保持在所规定的位置上。由此能够如此将机器组件布置在电机的壳体中，从而尽管受到大惯性力和温度波动的影响仍能够以高可靠性在所述电机的整个使用寿命的范围内保持所述机器组件。[0010]此外，能够设置一种保持机构，该保持机构关于所述机器组件沿力加载方向与所述压力元件对置并且具有插入到所述机器组件的一个或者多个凹部中的保持元件，用于定位并且固定所述机器组件，以防止沿横向于所述力加载方向的方向的偏移。
[0011]尤其所述一个或者多个保持元件能够布置在壳体盖上或者说布置在所述壳体上，并且所述一个或者多个凹部能够设置在所述机器组件上。
[0012]按照一种实施方式，所述保持元件之一能够设有挤压凸部(Pressnase)，其中在将所述保持元件插入到所述相应的凹部中时出现变形和/或剪切(Abschern)并且如此保证所述保持元件在所述凹部中无间隙的配合。
[0013]能够规定，所述压力元件具有至少一个保持销，所述保持销则具有安装在其上的弹簧元件、例如螺旋弹簧，其中将所述保持销如此插入到所述凹部之一中，使得所述弹簧元件被预紧并且将所述机器组件朝所述止挡挤压。
[0014]按照另一种实施方式，能够如此构造所述机器组件的外部尺寸以及所述壳体的内部尺寸，从而在将所述机器组件插入到所述壳体中时一个或者多个布置在所述机器组件的外部尺寸上的挤压凸缘(Presslappen)发生变形，用于保证所述机器组件在所述壳体中的压配合。
[0015]此外，所述一个或者多个挤压凸缘能够设有一个或者多个支承区域，所述支承区域容纳在所述机器组件的凹槽中。
[0016]此外能够规定，所述一个或者多个挤压凸缘具有拱形，所述拱形背向所述机器组件。
[0017]按照另一方面，设置了一种电机，该电机包括:
-壳体；
-布置在所述壳体中的机器组件、尤其是定子；以及
-压力元件，该压力元件布置在所述机器组件与所述壳体之间，用于用轴向定向的力将所述机器组件朝止挡挤压。
[0018]按照另一方面,设置了 一种用于将机器组件固定在具有柱筒状的壳体的电机的壳体中的装置，所述装置包括:
-用于对所述机器组件进行电绝缘的绝缘元件，其中所述绝缘元件能够沿轴向与所述机器组件相邻地布置；
-一个或者多个挤压凸缘，所述挤压凸缘与所述绝缘元件一体地构造并且沿轴向从所述绝缘元件伸出。
[0019]此外，所述一个或者多个挤压凸缘能够设有一个或者多个支承区域，所述支承区域能够容纳在所述机器组件的凹槽中，其中所述一个或者多个挤压凸缘具有拱形，所述拱形在套装到所述机器组件上时背向所述机器组件。
[0020]按照另一方面，设置了一种电机，该电机包括:
-壳体；
-布置在所述壳体中的机器组件，尤其是定子；
-用于对所述机器组件进行电绝缘的绝缘元件，其中所述绝缘元件沿轴向与所述机器组件相邻地布置；
-一个或者多个挤压凸缘，所述挤压凸缘与所述绝缘元件一体地构造并且沿轴向延伸出所述机器组件。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面借助于附图对本发明的优选的实施方式进行详细解释。附图示出:
图1是具有电子换向的电动机的泵的横截面示图；
图2是用于插入图1中的泵的定子的壳体件的透视图；
图3是用于将定子固定在图2中的壳体件中的压力元件；
图4是用于插入到图2中的壳体件中并且用于通过图3中的压力元件来固定的定子；
并且
图5是定子连同布置在其上面的挤压凸缘的示意性的横截面示图的截取部分。
【具体实施方式】
[0022]下面借助于例如针对水泵的图1到5对所述用于将定子固定在电机中的装置进行解释。
[0023]在图1中以横截面示出了电运行的泵I。所述泵I具有紧凑的布置结构，在该布置结构中电机与用于泵吸液体的输送机构相耦合并且被封装在共同的壳体中。
[0024]所述泵I具有壳体，该壳体具有基本上柱筒状的、用于容纳定子3的壳体件2。所述定子3是电气内动子机器的一部分，并且包括具有多个布置在未示出的定子齿上的定子线圈的定子绕组4。所述定子3包围用于容纳转子6的内凹部5。
[0025]所述柱筒状的壳体件2的轴向端部用中间件19来封闭，其中所述中间件19具有盆形的、柱筒状的凹拱形，所述凹拱形伸入到所述定子3的内凹部5中。所述盆形的、柱筒状的凹拱形的尺寸与所述定子3的内凹部5的内周相匹配，使得所述定子3抵靠在所述凹拱形上或者相对于所述凹拱形仅具有小间距。
[0026]在所述中间件19的盆形的凹拱形中布置了转子6。所述转子6设有永久磁体7并且布置在转子轴8b上，所述转子轴能够构造为空心轴。所述转子轴Sb支承在轴8a上并且与输送轮9相耦合，所述输送轮用于通过吸入口 10朝排出口 12的方向泵送液体。所述吸入口 10和所述排出口 12布置在泵盖11中，所述泵盖以与所述壳体件2对置的方式布置在所述中间件19上。在所述中间件19与所述泵盖11之间形成泵室，在该泵室中布置所述转子6和所述输送轮9。
[0027]轴8a的所述一侧支承在所述中间件19中或者说与所述中间件整体地构造。所述轴8a的另一支承部处于泵室中并且在那里与所述泵盖11相连接。
[0028]所述泵I的壳体件2在与所述中间件19对置的顶端上通过壳体盖13来封闭。所述壳体盖13与所述壳体件2和所述泵盖11构成所述泵I的壳体。
[0029]为了电接触所述定子3,连接部14以导线或者导体条(Leiterstreifen)的形式穿过所述壳体件2 —直伸展到所述壳体盖13中。所述连接部14能够与所述壳体中的电路板相连接。
[0030]在图2中透视地示出了所述壳体件2。
[0031]所述定子3布置在所述泵I的壳体件2的内部。为进行固定，沿轴向夹紧所述定子。为此设置了多个接触面31，所述接触面由多个保持元件17所提供，所述保持元件能够与所述壳体件2为一体。所述保持元件17以理想的方式还相对于所述定子3的凹部25具有形状锁合连接，从而使得切向力不仅仅通过轴向夹紧的摩擦连接来传递。尤其能够在图4中定子3的透视图中看出所述凹部25。
[0032]此外，设置了压力元件20，该压力元件在图3中详细地示出。所述压力元件20优选构造为环状并且具有圆形的压力板21。在所述压力板21上布置了一个或者多个保持销22，所述保持销相同定向地沿轴向延伸。所述保持销22设有螺旋弹簧23，用于将轴向压力朝伸出的保持销22的方向施加到所述机器组件、尤其是定子上。
[0033]在装配所述泵I时，首先将所述定子3放入到所述壳体件2中，并且将其套装到所述保持元件17上，并且随后将所述压力元件20如此套装到所述定子3上，使得所述保持销22嵌入到所述定子3的凹部25中。在此所述保持销22嵌入与所述保持元件17相同的凹部25中，但是是在所述定子3的另一个轴向侧面上。
[0034]随后将所述中间件19套装到所述压力元件20上并且对其进行挤压直至与所述壳体件2相接触，从而将所述保持销22更深地挤压到所述定子3的凹部25中并且由此使所述螺旋弹簧23预紧。由此夹紧地并且可靠地将所述定子3保持在所述壳体件2的保持元件17与所述压力元件20的保持销22之间。
[0035]所述螺旋弹簧23的设置能够对构件公差和热膨胀进行补偿，而所述固定方式在使用寿命期间没有损害到其可靠性。如此选择所述压力元件20的压紧力，使得其总是大于在所述泵I的运行中出现的惯性力。通过螺旋压力弹簧23的使用，能够实现一种扁平的弹簧特性曲线，使得长度公差、尤其是所述定子的摩擦片组的长度公差没有导致较大的、作用于所述定子3的力的变化。
[0036]所述壳体件2上的保持元件17优选具有挤压凸部，所述挤压凸部在压入所述定子3时导致剪切和/或变形，从而产生沿径向无间隙的连接，并且由此尤其能够排除所述定子3的、相对于所述转子6的旋转轴线的倾斜。
[0037]如尤其能够在图4中看出的那样，为了进行更好的定心并且为了以更加牢固的振动优化的方式进行固定，在所述定子3与所述壳体件2之间沿径向安装了挤压凸缘26，所述挤压凸缘能够与绝缘罩27为一体并且布置在所述定子外直径的区域中。所述绝缘罩27能够基本上构造为环状并且沿轴向抵靠在所述定子3的摩擦片组上。所述绝缘罩27能够容纳用于进行导线存放、导线导引和错接的附加构件或者功能，但是主要用于相对于所述摩擦片组使所述定子绕组4绝缘，从而避免由于所述摩擦片组的锐利的棱边而损坏所述定子绕组4的绕组线的油漆并且不会在所述定子绕组中出现短路。通过所述技术方案，来额外地积极地影响导线位置，并且能够在卷绕时将那些使不同的定子绕组4彼此错接的导线存放到附加的槽中。
[0038]所述挤压凸缘26安放在所述定子3的摩擦片组上，也就是说安放在所述定子3的摩擦片组的外周面上并且基本上沿轴向延伸。所述定子3连同挤压凸缘26相对于所述壳体件2的内直径具有所规定的过盈量。其中所述挤压凸缘26的数目和位置与所述壳体件2如此相协调，使得所述壳体件2的应力相对于处于弹性范围内的变形都基本上在所有的公差范围内。所述挤压凸缘26优选以有规律的间距在所述定子3的圆周范围内分布，例如相对于彼此以60°的角距分布了六个挤压凸缘26。
[0039]在将所述定子3插入到所述壳体件2中时，对所述挤压凸缘26进行挤压，从而保证了压配合。如此选择所述过盈量，从而对于所有允许的温度来说存在着最小挤压力，并且在所述电机壳体中以及在所述挤压凸缘中的应力不会不允许地变得很高。例如对于所述挤压凸缘26来说，能够使用具有尽可能小的热膨胀系数和较高弹性的塑料材料。
[0040]在图5中示出了所述定子3连同布置在其上面的挤压凸缘26的示意性的横截面示图的截取部分。所述挤压凸缘26构造为向外、也就是朝所述壳体件2的壳体内壁的方向拱起的结构，并且在所述定子3的摩擦片组的外表面上沿周向彼此隔开地安放在两个基本上平行于轴向方向延伸的支承区域28上。所述定子外表面为此具有两个凹槽29，在所述凹槽中布置了所述挤压凸缘26的支承区域28，使得所述挤压凸缘26得到保持，以防止沿圆周方向滑动。所述支承区域28在所述凹槽29中的布置受到具有最小厚度的挤压凸缘的稳定性和可制造性的制约。根据狭小的结构空间预先规定和在所述部件相对于彼此支撑方面的优点，来将所述挤压凸缘26嵌入所述凹槽中。
[0041]所述支承区域28例如能够构造为设置在所述挤压凸缘26的侧边上的加厚部，所述加厚部具有部分圆形的横截面，所述加厚部优选沿与所述挤压凸缘26的拱形相反的方向延伸。
[0042]通过所述挤压凸缘26的拱形，在插入所述壳体中时出现变形，其中所述拱起的挤压凸缘26的较小的表面以过盈量抵靠在所述壳体件2的壳体内壁上，并且由此在径向上对所述定子3进行挤压，并且沿轴向并且相切地通过摩擦力来将其保持。所述变形基本上是弹性的变形。通过所述挤压凸缘26的设置，能够在较大的温度范围内并且在所述单件的不同的公差范围下面改进所述定子3在所述壳体中的定心。除此以外，实现了得到改进的噪声特性。
【权利要求】
1.用于将机器组件(3)、尤其是定子保持在电机的壳体(2、13)中的装置，其中在所述壳体(2、13)中设置了压力元件(20)，用于用尤其轴向定向的力将所述机器组件(3)朝止挡(31)挤压。
2.按权利要求1所述的装置，其中设置有保持机构，所述保持机构关于所述机器组件(3)沿力加载方向与所述压力元件(20)对置并且具有一个或者多个凹部(25)以及一个或者多个嵌入到所述凹部(25)中的保持元件(17)，用于保持所述机器组件(3)以防止沿横向于所述力加载方向的方向的偏移。
3.按权利要求2所述的装置，其中所述一个或者多个保持元件(17)布置在所述壳体的壳体件(2)或者壳体盖(13)上，并且所述一个或者多个凹部(25)设置在所述机器组件(3)上。
4.按权利要求2或3所述的装置，其中所述保持元件(17)中至少一个保持元件设有挤压凸部，所述挤压凸部在将所述保持元件(17)插入到相应的凹部(25)中时发生变形和/或剪切并且如此保证了所述至少一个保持元件(17)在相应的凹部(25)中无间隙的配合。
5.按权利要求1到4中任一项所述的装置，其中所述压力元件(20)具有至少一个保持销(22)，所述保持销则具有安装在其上的弹簧元件(23)、例如螺旋弹簧，其中将所述保持销如此插入到相应的凹部(25)中，使得所述弹簧元件(23)被预紧并且将所述机器组件(3)朝所述止挡(31)挤压。
6.按权利要求1到5中任一项所述的装置，其中如此构造所述机器组件(3)的外部尺寸以及所述壳体(2、13 )的内部尺寸，从而在将所述机器组件(3 )插入到所述壳体(2、13 )中时一个或者多个布置在所述机器组件的外部尺寸上的挤压凸缘(26)发生变形，用于保证所述机器组件(3)在所述壳体(2、13)中的压配合。
7.按权利要求6所述的装置，其中所述一个或者多个挤压凸缘(26)设有一个或者多个支承区域(28)，所述支承区域容纳在所述机器组件(3)的凹槽(29)中。
8.按权利要求6所述的装置，其中所述一个或者多个挤压凸缘(26)具有拱形，所述拱形背向所述机器组件(3)。
9.电机,包括: -壳体(2、13)； -布置在所述壳体(2、13)中的机器组件(3)、尤其是定子； -压力元件(20)，所述压力元件布置在所述机器组件(3)与所述壳体(2、13)之间，用于用力将所述机器组件(3 )朝止挡(31)挤压。
10.按权利要求9所述的电机，其中设置有保持机构，所述保持机构关于所述机器组件(3)沿力加载方向与所述压力元件(20)对置并且具有嵌入到一个或者多个凹部(25)中的保持元件(17)，用于保持所述机器组件(3)以防止沿横向于所述力加载方向的方向的偏移，其中所述一个或者多个保持元件(17)布置在所述壳体(2、13)的壳体件(2)或者壳体盖(13)上并且所述一个或者多个凹部(25)设置在所述机器组件(3)上。
11.按权利要求10所述的电机，其中所述压力元件(20)具有至少一个保持销(22)，所述保持销则具有安装在其上的弹簧元件(23)、例如螺旋弹簧，其中所述机器组件(3)具有凹部(25)，将所述保持销(23)如此插入到所述凹部(25)中，使得所述弹簧元件(23)被预紧并且将所述机器组件(3 )朝所述止挡(31)挤压。
12.按权利要求9到11中任一项所述的电机，其中如此构造所述机器组件(3)的外部尺寸以及所述壳体(2、13)的内部尺寸，从而在将所述机器组件(3)插入到所述壳体(2、13)中时一个或者多个布置在所述机器组件(3)的外部尺寸上的挤压凸缘发生变形，用于保证所述机器组件(3)在所述壳体(2、13)中的压配合。
13.用于将机器组件(3)固定在具有柱筒状壳体的电机的壳体中的装置，所述装置包括: -用于对所述机器组件(3)进行电绝缘的绝缘元件(27),其中所述绝缘元件(27)能够沿轴向与所述机器组件(3)相邻地布置； -一个或者多个挤压凸缘(26)，所述挤压凸缘与所述绝缘元件(27)—体地构造并且沿轴向和/或径向从所述绝缘元件(27)伸出。
14.按权利要求13所述的装置，其中所述一个或者多个挤压凸缘(26)设有一个或者多个支承区域(28)，所述支承区域能够容纳在所述机器组件(3)的凹槽(29)中，其中所述一个或者多个挤压凸缘(26)具有拱形，所述拱形在套装到所述机器组件(3)上时背向所述机器组件。
15.电机,包括: -壳体(2、13)； -布置在所述壳体(2、13)中的机器组件(3)、尤其是定子； -用于对所述机器组件(3)进行电绝缘的绝缘元件(27),其中所述绝缘元件(27)沿轴向与所述机器组件(3)相邻地布置； -一个或者多个挤压凸缘，所述挤压凸缘与所述绝缘元件(27) —体地构造并且沿轴向延伸出所述机器组件(3)。
【文档编号】H02K5/24GK103999327SQ201280064862
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2012年11月19日 优先权日:2011年12月29日
【发明者】C.贝林, J.蒂埃里, R.施密特, T.克尼希, J.施密德, S.马福德, C.海尔, C.姆舍尔克瑙茨 申请人:罗伯特·博世有限公司