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Dokumentenidentifikation DE202004008027U1 10.11.2005
Titel Rückschlussring für eine elektrische Maschine
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
DE-Aktenzeichen 202004008027
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 10.11.2005
Registration date 06.10.2005
Application date from patent application 19.05.2004
IPC-Hauptklasse H02K 1/12
IPC-Nebenklasse H02K 15/02   H02K 5/24   

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Rückschlussring für eine elektrische Maschine nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. Derartige Rückschlussring sind aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen gewickelt, wobei eine erste Blechlage eine Außenwand und eine zweite Blechlage eine Innenwand des Rückschlussrings bildet.

Die Geräuschleistung elektrische Motoren wird immer wichtiger, besonders für Kleinmotoren, die für die Autoindustrie bestimmt sind. Daher sollte das Design solcher Motoren und ihrer Komponenten nicht nur Kosten und elektrische beziehungsweise mechanische Leistung sondern auch Geräuschleistung berücksichtigen. Ein optimales Design verbindet bessere Geräuschleistung mit niedrigen Kosten und höherer elektrischer beziehungsweise mechanischer Leistung.

Eine Mutterkomponenten, die die Geräuschleistung eines elektrischen Motors maßgeblich beeinflusst ist der Stator. Der Stator konzentriert und führt ein durch Magnete oder Wicklungen erzeugtes magnetisches Hauptfeld, welches in Zusammenwirkung mit dem sekundäre magnetischen Querfeld die Motorfunktion realisiert. Das resultierende Magnetfeld, bestehend aus Hauptfeld und Querfeld, variiert harmonisch in Abhängigkeit der Motordrehung. Dieses Feld verursacht mechanische Erregungen, die zu Schwingungen und schließlich zum Geräusch führen. Aus diesen technischen Zusammenhängen sind die dynamischen und akustischen Eigenschaften des verwendeten Materials und der Struktur des Stators wichtige Faktoren im Bezug auf das Geräuschverhalten.

Die Mehrzahl der elektrischen Motoren bestehen aus zylindrischen Geometrien, weshalb ihre entsprechenden Statoren zweckmäßiger Weise ebenfalls zylindrisch geformt sind; solche Statoren werden auch Polringe oder Rückschlussringe genannt. Oft werden elektrische Motoren so konstruiert, dass der Polring das Hauptteil des Muttergehäuses ist; der Polring wird in diesem Fall als Polgehäuse bezeichnet. Traditionell verwendete Herstellmethoden schließen beispielsweise Rollen für Polringe oder Tiefziehen für Polgehäuse ein. Die vorwiegend verwendeten Materialien sind gewalzte Stähle, die entsprechende magnetische Eigenschaften aufweisen und die Umformung nach dem gewählten Verfahren zulassen. Der Aufbau des Polrings muss bestimmte Schwingungsdämpfungseigenschaften aufweisen um das resultierende Geräusch im Gesamtaufbau zu minimieren, bei gleichzeitiger Sicherstellung einer wirtschaftlichen Herstellbarkeit unter Berücksichtigung des verwendeten Materials.

Vorteile der Erfindung

Der Rückschlussring für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch die Verwendung mehrerer Blechlagen eine deutlich höhere Eigendämpfung möglich ist. Hierzu tragen mehrerer Blechlagen mit einer vergrößerten Reibfläche bei, die bei Schwingungen des Rückschlussrings gegeneinander reiben. Dieses gegenseitige Reiben der einzelnen Blechlagen wird Coulomb-Dämpfung genannt. Sie mindert die Schwingungsamplituden und das resultierende Geräuschverhalten. Dies wird ohne Verwendung teurer Materialien oder zusätzlicher Teil wie separate und/oder integrierte Entkoppelung- bzw. Dämpfungselemente erzielt.

Hierfür ist der Rückschlussring für eine elektrische Maschine aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen gewickelt, wobei eine erste Blechlage eine Außenwand und eine zweite Blechlage eine Innenwand des Rückschlussrings bildet, wobei zwischen der ersten und der zweiten Blechlage wenigstens eine zusätzliche Blechlage angeordnet ist.

Vorzugsweise besteht die wenigstens eine Blechlage aus mehreren parallelen Blechstreifen, die unter einem Winkel zur Längsachse des Rückschlussrings geneigt sind.

Eine elektrische Maschine mit einem derartigen Rückschlussring weist verbesserte Geräuscheigenschaften auf.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 einen Elektromotor in einer Seitenansicht,

2a einen Rückschlussring nach aus 1 in einer Stirnansicht,

2b den Rückschlussring nach 2a in einem halben Längsschnitt,

3a einen abgewandelten Rückschlussring in einer Stirnansicht und

3b den Rückschlussring nach 3a in einem halben Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der 1 ist eine elektrische Maschine 10 gezeigt, die Teil einer Antriebseinheit 12 ist, die bevorzugt Verwendung in einem Kraftfahrzeug findet. Bei der Antriebseinheit 12 kann es sich um einen Fensterheber, einen Schiebdachantrieb, einen Triebstrangsteller, insbesondere Kupplungssteller, einem Gebläse oder dergleichen handeln. Symbolisch ist an der elektrischen Maschine 10 ein Getriebe 14 dargestellt.

In den 2a und 2b ist ein Rückschlussring 16 gezeigt. Er kann in einem Gehäuse der elektrischen Maschine 10 angeordnet sein, oder das Gehäuse selbst bilden. Der Rückschlussring 16 ist aus mehreren konzentrischen, zylindrischen sowie gerade gewickelten Blechlagen 18, 20, 22 gewickelt. Eine erste Blechlage 18 bildet eine Außenwand und eine zweite Blechlage 20 eine Innenwand des Rückschlussrings 16. Zwischen der ersten und der zweiten Blechlage 18, 20 ist eine zusätzliche Blechlage 22 angeordnet. Es können auch mehr als eine zusätzliche Blechlage 22 vorgesehen sein.

Die Blechlagen 18, 20, 22 sind aus Zuschnitten, deren Längen der Länge des Rückschlusses 16 entspricht. Die Breiten der Zuschnitte entsprechen im Wesentlichen dem Umfang des Rückschlusses 16, abzüglich einer Größe abhängig davon, wieweit außen bzw. innen die Blechlage 18, 20, 22 angeordnet ist. Die äußere Blechlage 18 entspricht dem Außenumfang. Die darunter liegenden Blechlagen 20, 22 sind demgegenüber schmaler ausgebildet.

Die Fugen 24, 26, 28 der gewickelten Blechlagen 18, 20, 22 werden mittels bekannter Verfahren miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise mittels Verknüpfen oder Verschweißen erfolgen.

In den 3a und 3b ist ein abgewandelter Rückschlussring 30 gezeigt. Der Rückschlussring 16 ist ebenfalls aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen 32, 34, 36 gewickelt. Eine erste Blechlage 32 bildet eine Außenwand und eine zweite Blechlage 34 eine Innenwand des Rückschlussrings 30. Zwischen der ersten und der zweiten Blechlage 32, 34 ist eine zusätzliche Blechlage 36 angeordnet. Es können auch mehr als eine zusätzliche Blechlage 34 vorgesehen sein.

Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht wenigstens die eine Blechlage 32 aus mehreren parallelen Blechstreifen 32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5, die unter einem Winkel 38 zur Längsachse 40 des Rückschlussrings 30 geneigt sind. Auch ist es möglich, dass die Blechlagen 32 aus einem Blechstreifen 32.0 gewickelt ist. Der oder die Blechstreifen 32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5 kann bzw. können beispielsweise schräg um einen entsprechenden Dorn gewickelt werden, bis die erforderliche Länge und der erforderliche Umfang erreicht ist. Bei mehreren Blechstreifen 32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5 sind deren Fugen 33 vorzugsweise miteinander verschweißt.

Die notwendige Anzahl der Windungen hängt von der Dicke des Blech es zur Erzielung der entsprechenden Wandstärke ab. Eine große Wandstärke und die Verwendung von dünnem Blech führt zu vielen Windungen und einer daraus resultierenden hohen Dämpfwirkung. Im Gegensatz hierzu führen eine kleine Wandstärke und die Verwendung von dickerem Blech zu weniger Windungen und einer geringeren Dämpfung.

Eine genaue Rundheit des Innen- und des Außendurchmessers mit innen liegendem Anfang und außen liegendem Ende der Wicklung kann durch die Form des Dorns mit einer versetzenden Kontur des Bleches erzeugt werden. Die Befestigungsweise des außen liegendem Endes der Wicklung ist variabel. Dies kann einerseits durch Verschweißen des Endes als auch durch weitere Methoden wie Nieten, Kleben oder Kerben erfolgen.


Anspruch[de]
  1. Rückschlussring (16; 30) für eine elektrische Maschine (10), der aus mehreren konzentrischen, zylindrischen Blechlagen (18, 20, 22; 32, 34, 36) gewickelt ist, wobei eine erste Blechlage (18; 32) eine Außenwand und eine zweite Blechlage (20; 34) eine Innenwand des Rückschlussrings (16; 30) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der ersten und der zweiten Blechlage (18, 20; 32, 34) wenigstens eine zusätzliche Blechlage (22; 34) angeordnet ist.
  2. Rückschlussring (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Blechlage (32) aus wenigstens einem Blechstreifen (32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5) besteht, der unter einem Winkel (38) zur Längsachse (40) des Rückschlussrings (30) geneigt ist.
  3. Rückschlussring (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Blechlage (32) aus wenigstens einem mehreren parallelen Blechstreifen (32.0, 32.1, 32.2, 32.3, 32.4, 32.5) besteht, die unter einem Winkel (38) zur Längsachse (40) des Rückschlussrings (30) geneigt sind.
  4. Elektrische Maschine (10) mit mindestens einem Rückschlussring (16; 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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