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Dokumentenidentifikation DE10353032A1 24.02.2005
Titel Poltopf für elektrische Maschine
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Schneider, Dariusz, 77836 Rheinmünster, DE
DE-Anmeldedatum 13.11.2003
DE-Aktenzeichen 10353032
Offenlegungstag 24.02.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.02.2005
IPC-Hauptklasse H02K 15/02
IPC-Nebenklasse H02K 1/06   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft einen Poltopf für eine elektrische Maschine, umfassend ein aus Metall hergestelltes Polrohr (7) für eine Leitung eines Magnetflusses und ein aus Kunststoff hergestelltes Halteelement (2), um das Polrohr zu befestigen.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Poltopf für eine elektrische Maschine.

Elektrische Maschinen sind im Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt und werden als Motor oder Generator eingesetzt. Hierbei werden sogenannte Poltöpfe verwendet, welche üblicherweise aus einem Blechmaterial hergestellt sind, um insbesondere einen magnetischen Rückfluss über den Poltopf zu ermöglichen. Die Poltöpfe können dabei beispielsweise mittels Tiefziehen eines Stahlblechs hergestellt werden, wobei der Boden des Poltopfes üblicherweise derart ausgebildet ist, dass er ein Lager einer Rotorwelle aufnehmen kann. Es ist ebenfalls bekannt, ein zylindrisches Polrohr herzustellen, in welches dann ein Deckel eingerollt wird, um die Poltopfgeometrie bereitzustellen.

Bei Verwendung derartiger elektrischer Maschinen in Fahrzeugen wäre es jedoch wünschenswert, wenn diese ein möglichst geringes Gewicht aufweisen. Weiterhin wäre es wünschenswert, wenn der Poltopf einfach mit einem das offene Ende des Poltopfes abdeckenden Bauteils verbunden werden könnte.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Poltopf für eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass der im Vergleich mit einem aus Blech hergestellten Poltopf ein deutlich verringertes Gewicht aufweist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Poltopf ein metallisches Polrohr für eine Leitung des Magnetflusses und ein aus Kunststoff hergestelltes Halteelement umfasst, an welchem das Polrohr befestigt ist. Somit ist nicht mehr der gesamte Poltopf aus Metall hergestellt, sondern kann teilweise aus Kunststoff hergestellt sein, sodass sich eine deutliche Gewichtsersparnis ergibt. Das Halteelement weist dabei eine Tragstruktur auf, um das Polrohr zu halten.

Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.

Vorzugsweise ist das Polrohr am Außenumfang des Halteelements angeordnet. Dadurch kann das Polrohr einfach am Halteelement, beispielsweise durch Aufschieben, montiert werden. Es ist jedoch auch möglich, das Polrohr innerhalb des Halteelements anzuordnen.

Besonders bevorzugt umfasst das Halteelement weiterhin noch einen Poltopfboden. Dadurch kann eine besonders hohe Gewichtsersparnis und kostengünstige Herstellbarkeit sichergestellt werden, da dann der Poltopfboden ebenfalls aus Kunststoff hergestellt werden kann. Besonders bevorzugt ist dabei im Poltopfboden eine Vertiefung zur Aufnahme eines Lagers für eine Rotorwelle integral mit ausgebildet.

Um eine einfache Verbindung zwischen dem Polrohr und dem Halteelement zu ermöglichen, sind die Abmessungen des Halteelements und des Polrohrs derart gebildet, dass zwischen beiden eine Pressverbindung ausgebildet ist.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Polrohr und dem Halteelement eine formschlüssige Verbindung ausgebildet. Insbesondere ist im Polrohr vorzugsweise wenigstens eine Öffnung ausgebildet, in welche ein am Halteelement entsprechend der Öffnung ausgebildetes vorstehendes Element eingreift. Selbstverständlich kann die Verbindung zwischen Polrohr und Halteelement auch derart ausgebildet sein, dass am Polrohr ein vorstehendes Element ausgebildet ist, welches in eine entsprechend ausgebildete Öffnung bzw. Ausnehmung am Halteelement eingreift.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Polrohr aus zwei Blechschalen gebildet. Hierbei können Schalen des Polrohrs beispielsweise über Rastelemente mit dem Halteelement verbunden werden. Hierbei ist der Spalt zwischen den Schalen an der Magnetmitte angeordnet.

Weiter bevorzugt ist am Halteelement ein Flansch für eine Anbindung eines am offenen Ende des Poltopfes zu befestigenden Bauteils, wie z.B. eines Getriebegehäuses, vorgesehen. Vorzugsweise wird eine Verbindung zwischen dem Flansch und dem angrenzenden Bauteil mittels eines Schweißvorgangs, wie z.B. mittels Ultraschallschweißens, bereitgestellt. Eine andere Möglichkeit der Verbindung zwischen dem Flansch und einem angrenzenden Bauteil ist beispielsweise über eine Ringschnappverbindung gegeben. Da der Flansch ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist, lassen sich auf einfache Weise vielfältige Geometrien des Flansches verwirklichen.

Um eine möglichst zentrische Anordnung des Polrohres am Halteelement zu erreichen, weist das Halteelement vorzugsweise in Axialrichtung verlaufende Streben auf.

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine wird insbesondere als Motor oder Generator in Fahrzeugen, und hierbei insbesondere als Antrieb für Komforteinrichtungen des Fahrzeugs, wie z.B. elektrische Fensterheber, elektrische Schiebedächer, elektrische Sitzverstellungen oder zum Schalten von Gängen, verwendet.

Zeichnung

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Halteelements aus Kunststoff gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und

2 eine schematische, perspektivische Ansicht des Poltopfes mit montiertem Polrohr von einer zu 1 anderen Perspektive.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Poltopfes 1 beschrieben.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, umfasst der Poltopf 1 als Hauptbestandteile ein Halteelement 2 (vgl. 1) und ein Polrohr 7. Das Halteelement 2 ist aus Kunststoff hergestellt und umfasst einen Poltopfboden 3 mit einer Ausnehmung 4 zur Aufnahme eines Lagers einer Rotorwelle (nicht dargestellt) und einen Flansch 5. Der Poltopfboden 3 und der Flansch 5 sind über vier Streben 6 miteinander verbunden. Das Halteelement 2 bildet somit eine Tragstruktur für das Polrohr. Durch die Verwendung von Kunststoff für das Halteelement 2 weist dieses nur ein sehr geringes Gewicht auf.

2 zeigt den montierten Zustand des Poltopfes 1. Das Polrohr 7 ist dabei über den Poltopfboden 3 des Halteelements 2 geschoben und deckt die Streben 6 ab. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind an einer Strebe 6 zwei vorstehende Bereiche 8 und 9 ausgebildet, welche eine Zylinderform aufweisen. Wie in 2 gezeigt, weist das Polrohr 7 zwei Durchgangsbohrungen auf, wobei im montierten Zustand des Polrohrs 7 die beiden vorstehenden Bereiche 8 und 9 des Halteelements 2 in die Durchgangsbohrungen des Poltopfes 7 eingreifen. Dadurch ist das Polrohr 7 mit dem Halteelement 2 fest verbunden. Es sei angemerkt, dass das Polrohr 7 aus einem metallischen Material hergestellt ist und vorzugsweise von einem langen Rohrstück jeweils in entsprechender Länge abgetrennt wird.

Somit weist der aus zwei unterschiedlichen Materialien bestehende erfindungsgemäße Poltopf 1 ein deutlich geringeres Gewicht als im Stand der Technik auf. Durch die Verwendung von Kunststoff für das Halteelement ergibt sich dabei eine große Formgebungsfreiheit sowohl für den Poltopfboden 3 als auch für den Flansch 5 bzw. die Verbindungsstreben 6. Das metallische Polrohr 7 stellt dabei den notwendigen Magnetfluss bereit. Somit sind beim erfindungsgemäßen Poltopf 1 nur noch die für den Magnetfluss relevanten Bereiche aus Metall, insbesondere aus Stahl, hergestellt.

Durch den Flansch 5 des Halteelements 2 aus Kunststoff ergeben sich weiterhin neue Möglichkeiten der Befestigung zwischen Poltopf und einem daran angrenzenden Bauteil, wie beispielsweise einem Getriebegehäuse. Hierbei kann beispielsweise eine Verschweißung des Flansches 5 mit dem angrenzenden Bauteil mittels Ultraschall erfolgen oder eine Ringschnappverbindung vorgesehen werden. Da der Flansch 5 aus Kunststoff hergestellt ist, lassen sich die Geometrien der Verbindung ebenfalls leicht und kostengünstig variieren. Es sei angemerkt, dass es ebenfalls möglich ist, bei entsprechender Ausbildung eines Kunststoffspritzwerkzeugs das Polrohr 7 in das Spritzwerkzeug einzulegen und das Halteelement um das Polrohr 7 zu umspritzen. Gegebenenfalls kann dabei auch gleich ein Magnetelement des Stators miteingespritzt werden.


Anspruch[de]
  1. Poltopf für eine elektrische Maschine, umfassend ein aus Metall hergestelltes Polrohr (7) für eine Leitung eines Magnetflusses und ein aus Kunststoff hergestelltes Halteelement (2), um das Polrohr zu befestigen.
  2. Poltopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr (7) am äußeren Umfang des Halteelements (2) angeordnet ist.
  3. Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) einen integral gebildeten Poltopfboden (3) umfasst.
  4. Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Polrohr (7) und dem Halteelement (2) eine Pressverbindung ausgebildet ist.
  5. Poltopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Polrohr (7) und dem Halteelement (2) eine formschlüssige Verbindung ausgebildet ist, und insbesondere im Polrohr (7) wenigstens eine Öffnung ausgebildet ist, in welche ein am Halteelement (2) entsprechend der Öffnung ausgebildetes vorstehendes Element (8, 9) eingreift.
  6. Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polrohr aus mehreren Blechschalen gebildet ist.
  7. Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) einen integral gebildeten Flansch (5) zur Befestigung an ein an den Poltopf angrenzendes Bauteil umfasst.
  8. Poltopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch mit dem angrenzenden Bauteil mittels Schweißen, insbesondere mittels Ultraschallschweißen, verschweißt ist, oder dass zwischen dem Flansch (5) und dem angrenzenden Bauteil eine Ringschnappverbindung ausgebildet ist.
  9. Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (2) in Axialrichtung verlaufende Streben (6) aufweist, welche den Poltopfboden (3) mit dem Flansch (5) verbinden.
  10. Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Poltopf in einer als Motor oder Generator in Fahrzeugen verwendeten elektrischen Maschine, insbesondere in einem Antrieb für Komforteinrichtungen für Fahrzeuge, verwendet wird.
  11. Elektrische Maschine mit eine Poltopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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