DE102007057839A1 - Electric motor for motor vehicle, has central motor support module with main plate and preinstalled modules - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor für Fahrzeuge der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art.The The invention relates to an electric motor for vehicles in the preamble specified by claim 1 Art.
Derartige Elektromotoren sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen bekannt, wobei für Antriebsaufgaben in Kraftfahrzeugen schon wegen der Bordnetzspannung häufig Gleichstrommotoren genutzt werden. Zur tragenden Struktur solcher Elektromotoren gehört üblicherweise ein rohrförmiges Gehäuse, das an einem Ende durch einen als Deckel ausgebildeten Lagerschild geschlossen ist. In den Lagerschild ist dabei eine Lagerstelle für die Rotorwelle eines Innenläufers integriert, weshalb dieser als Basisplatte mit tragender Funktion angesehen werden kann.such Electric motors come in a variety of different designs known, where for Drive tasks in motor vehicles because of the vehicle electrical system voltage often DC motors are used. To the supporting structure of such electric motors usually belongs a tubular Casing, at one end by a lid designed as a shield closed is. In the bearing plate is a bearing point for the rotor shaft an inner rotor integrated, which is why this as a base plate with supporting function can be viewed.
Die Anforderungen an die einzubauenden Elektromotoren können ausstattungsabhängig aber deutlich variieren. So kommen für den Antrieb von Kühlerlüftern für unterschiedlich motorisierte Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor passende Elektromotoren mit unterschiedlichen Aufnahmeleistungen entsprechend der geforderten Kühlleistung zum Einsatz die für die jeweilige Leistungsanforderung kostenmäßig optimal gestaltet sein sollten. Unterschiede in den Leistungsklassen werden dabei gewöhnlich durch geringe Änderung von Drehzahl bzw. Stromaufnahme der ansonsten aus den gleichen Bauteilen bestehenden Motoren erzielt. Das bedeutet, dass bisher übliche Motorkonstruktionen speziell auf eine Umgebung und die geforderten Leistungsparameter für einen bestimmten Leistungsbereich abgestimmt sind. Daher ist es mit den bestehenden Motorkonzepten nur eingeschränkt möglich, zu akzeptablen Kosten zusätzliche Forderungen hinsichtlich Leistung, Wirkungsgrad und Änderung der Umgebungsbedingungen der Elektromotoren zu erfüllen.The Requirements for the electric motors to be installed, however, can vary depending on the equipment vary. So come for the drive of radiator fans for different Motorized vehicles with combustion engine matching electric motors with different recording powers according to the required cooling capacity to use the for the respective performance requirement must be optimally designed in terms of cost should. Differences in the performance classes are usually by little change of speed or current consumption of otherwise from the same components achieved existing engines. This means that previously customary engine designs specifically to an environment and the required performance parameters for one specific performance range. Therefore it is with the existing engine concepts only limited possible, additional costs at acceptable cost Demands regarding performance, efficiency and change To meet the environmental conditions of electric motors.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Motorkonzept für einen Elektromotor nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zu finden, das den Bau von bedarfsgerechten Elektromotoren ermöglicht, die sich für unterschiedliche Anforderungen an die Aufnahmeleistung auslegen lassen und bei günstigen Herstellkosten problemlos an geänderte Umgebungsbedingungen wie z. B. Einbauverhältnisse angepasst werden können.Of the Invention is based on the object, an engine concept for a Electric motor to find according to the preamble of claim 1, which enables the construction of demand-driven electric motors, for themselves different requirements for the recording power interpret let and at cheap Manufacturing costs easily changed Environmental conditions such. B. installation conditions can be adjusted.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The The object is achieved by an electric motor with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Der Grundgedanke der Erfindung basiert auf der Überlegung, den Elektromotor konsequent modular aufzubauen, um einen kostengünstigen Zusammenbau der Module zu ermöglichen. Dabei soll auf der Basis eines Motorträgermoduls ein Baukastensystem realisiert werden, das ein einheitliches Baukonzept für unterschiedliche Motorleistungsklassen bereitstellen kann. Hierbei können bestimmte Module ggf. bei unterschiedlichen Motorleistungsklassen eingesetzt werden. Das System soll außerdem die Flexibilität bieten, dass ggf. nur einzelne Module im Hinblick auf die bessere Anpassung an die Rahmenbedingungen modifiziert sein sollen. Insgesamt ist somit wegen klassenübergreifender Gleichteile ein Standardisierungseffekt zu erreichen. Wegen des mehrere Leistungsklassen übergreifenden Baukonzeptes des Elektromotors können auch Einbau, Austausch und Reparatur unterschiedlicher Elektromotoren dieses Baukonzeptes durch weitgehend gleiche Montagevorgänge erleichtert sein.Of the The basic idea of the invention is based on the consideration, the electric motor consistently modular to a cost-effective assembly of the modules to enable. It should be based on a motor carrier module, a modular system be realized, which is a uniform construction concept for different Can provide motor power classes. Here are some modules possibly used with different engine power classes. The system should also the flexibility offer that if necessary only individual modules with regard to the better Adaptation to the framework should be modified. All in all is therefore because of cross-class Common parts to achieve a standardization effect. Because of the several performance classes overarching construction concept of the electric motor can also installation, replacement and repair of different electric motors This construction concept facilitated by largely identical assembly operations be.
Vorzugsweise ist das Motorträgermodul aus einem Statorhalter und einer Basisplatte zusammengesetzt. Zu Anpassungszwecken können hierdurch bedarfsgerecht unterschiedliche Statorhalter und Basisplatten an einem Motorträgermodul miteinander kombiniert werden. Die Verwendung unterschiedlicher Basisplatten ermöglicht es dabei, mit geringem Änderungsaufwand z. B. durch Anpassung des Lochbildes in der Basisplatte oder Änderung des Plattenformats eine Anpassung an die vorliegende Befestigungssituation des Elektromotors vorzunehmen. Durch die Anbringungsmöglichkeit von Statorhaltern unterschiedlicher Motorleistungsklassen auf der gleichen Basisplatte kann bei gleicher Befestigungssituation von Elektromotoren unterschiedlicher Leistungsklasse eine baugleiche Basisplatte genutzt werden. Auch kann ein baugleicher Statorhalter, dessen Änderung technisch relativ aufwändig ist, mit unterschiedlichen Basisplatten realisiert werden.Preferably is the engine mount module composed of a stator holder and a base plate. To Adjustment purposes As a result, different stator holders and base plates are required on a motor support module be combined with each other. The use of different Base plates enabled doing it with little effort z. B. by adjusting the hole pattern in the base plate or change the plate format an adaptation to the present mounting situation to make the electric motor. By the possibility of attachment Stator holders of different engine power classes on the same base plate can with the same mounting situation of Electric motors of different power class a structurally identical Base plate can be used. Also, a structurally identical stator holder, its change technically relatively complex is to be realized with different base plates.
Eine sehr kompakte Bauweise lässt sich bei einem Elektromotor nach dem Außenläuferprinzip realisieren, wenn das Motorträgermodul eine vorzugsweise feststehende Lagerachse zur Drehlagerung des zugehörigen Rotormoduls umfasst. Steht die Lagerachse dabei vom basisplattenfernen Ende des Statorhalters ab, so kann sie im zusammengebauten Zustand des Elektromotors unter Längenüberdeckung von einer entsprechenden Lagerhülse des Rotormoduls umschlossen sein. Die Drehlagerung des Rotormoduls auf der Lagerachse erfolgt dabei vorzugsweise unter Zwischenschaltung ausreichend tragfähiger Wälzlager. Alternativ kann aber, insbesondere bei hohen Lagerkräften, auch eine Gleitlagerung des Rotormoduls über die auf die Lagerachse aufgeschobene Lagerhülse erfolgen. Ggf. kann es auch zweckmäßig sein, bei Elektromotoren der geringeren Leistungsklasse eine Drehlagerung über ein oder zwei Wälzlager und bei Elektromotoren hoher Leistungsklassen eine Drehlagerung über eine Gleitlageranordnung vorzusehen. Eine Kombination aus gleit- und Wälzlagerung ist ebenfalls möglich.A very compact design can be realized in an electric motor according to the external rotor principle, when the motor support module comprises a preferably fixed bearing axis for pivotal mounting of the associated rotor module. If the bearing axis is remote from the base plate-distal end of the stator holder, it can be enclosed in the assembled state of the electric motor with a length overlap of a corresponding bearing sleeve of the rotor module. The rotary mounting of the rotor module on the bearing axis is preferably carried out with the interposition of sufficiently viable bearings. Alternatively, however, especially at high bearing forces, a sliding bearing of the rotor module via the pushed onto the bearing axis bearing sleeve done. Possibly. It may also be appropriate for electric motors of the lower power class, a rotary bearing via one or two bearings and in electric motors high performance classes a rotary bearing over a To provide sliding bearing assembly. A combination of sliding and rolling bearings is also possible.
Bei Elektromotoren wie z. B. Lüftermotoren kann es z. B. wegen der Verwendungsmöglichkeit eines einheitlichen Lüfterrades für verschieden starke Lüftermotoren vorteilhaft sein, wenn der Durchmesser des Elektromotors im wesentlichen unverändert bleibt, während die axiale Länge der Motoren unterschiedlicher Leistungsklassen in Grenzen problemlos variieren kann. Die bauliche Modifizierung kann hierbei auf einfache Weise vorgenommen werden, wenn sich auf einer Lagerachse des Statorhalter wahlweise eines von mehreren Rotormodulen mit unterschiedlicher axialer Erstreckung lagern lässt. Die unterschiedliche axiale Länge der topfförmigen Gehäuse der Rotormodule wird dabei vorzugsweise über unterschiedlich lange, von der Umfangswand des Rotormoduls gebildete Rückschlussringe umgesetzt, da deren Länge für den Anordnungsraum der Permanentmagnete und damit für das Leistungsvermögen der Elektromotoren relevant ist.at Electric motors such. B. fan motors can it z. B. because of the possibility of use a uniform fan wheel for different strong fan motors be advantageous when the diameter of the electric motor substantially remains unchanged, while the axial length the engines of different performance classes within limits can vary. The structural modification can be simple Way to be made when optional on a bearing axis of the stator holder one of several rotor modules with different axial extent store. The different axial length the cup-shaped casing The rotor modules is preferably over different lengths, implemented by the peripheral wall of the rotor module formed return rings, as their length for the Arrangement space of the permanent magnets and thus for the performance of the Electric motors is relevant.
Die Gehäuse der Rotormodule mit unterschiedlicher axialer Länge lassen sich z. B. durch mehrstufiges Tiefziehen herstellen, wodurch das Gehäuse einteilig ausgebildet ist. Damit zumindest der tellerförmige Flansch der unterschiedlichen Rotorgehäuse als einheitliches Gleichteil ausgebildet sein kann, lassen sich Rückschlussring und von diesem umschlossener Flansch als voneinander getrennte Teile ausbilden und zu einer Baueinheit miteinander verbinden. Hierdurch müssen nur die mit dem Flansch gefügten Rückschlussringe samt den von Ihnen getragenen Permanentmagneten die unterschiedliche axiale Länge aufweisen.The casing the rotor modules with different axial length can be z. B. by multi-level Make deep drawing, whereby the housing is formed in one piece. So that at least the plate-shaped Flange of the different rotor housings as a single identical part may be formed, can return ring and from this enclosed Form flange as separate parts and a unit connect with each other. As a result, only those with the flange joined Conclusion rings together with the permanent magnets you carry the different ones axial length exhibit.
Als viertes Modul ist beim Elektromotorkonzept ein problemlos montierbares Elektronikmodul vorgesehen, das zweckmäßig auf der Statormodul und Rotormodul gegenüberliegenden Seite der Basisplatte angeordnet ist und die unterschiedlichen elektronischen Motorschaltungen bzw. Motorsteuerungen einschließlich der elektronischen Kommutierung für die Elektromotoren der unterschiedlichen Leistungsklassen aufnimmt. Zum schnellen Anschluss elektronischer Komponenten des Elektronikmoduls an zugehörige Motorkomponenten können von dem plattenförmigen Gehäuse des Elektronikmoduls mehrere Kontaktierungsmittel abstehen.When The fourth module is an easy-to-install in the electric motor concept Electronic module provided, which expediently on the stator module and Rotor module opposite Side of the base plate is arranged and the different electronic Motor circuits or motor controls including electronic commutation for the Electric motors of different power classes receives. For fast connection of electronic components of the electronic module to associated ones Engine components can from the plate-shaped casing of the electronic module protrude a plurality of contacting means.
Eine besonders komfortable Möglichkeit für den Anschluss des Elektronikmoduls ist gegeben, wenn eine selbsttätige Kontaktierung des Elektronikmoduls beim Zusammenbau mittels eines Stanzkammes und am Statormodul als Steckkontakt ausgebildeter Kontaktbügel in an sich bekannter Art erfolgt, wobei die Zahnanordnung des Stanzkamms auf ein Lochbild zumindest in der Basisplatte abgestimmt sein muss. Über das Gehäuse des auf der „kalten" Seite des Elektromotors angeordneten Elektronikmoduls kann zudem die anfallende Wärme des Elektronikmoduls sicher an die Umgebungsluft abgeführt werden. Das Gehäuse kann zur Verbesserung der Wärmeabfuhr aus leitfähigem Material bestehen und mit Platz sparenden Kühlrippen versehen sein.A particularly comfortable option for the Connection of the electronic module is given if an automatic contact of the electronic module during assembly by means of a punching comb and on the stator module designed as a plug contact contact bracket in known type takes place, the tooth arrangement of the punching comb must be matched to a hole pattern at least in the base plate. About the casing on the "cold" side of the electric motor arranged electronic module can also the accumulating heat of the Electronic module safely dissipated to the ambient air. The housing can improve the heat dissipation made of conductive Material and be provided with space-saving cooling fins.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.in the Below are embodiments of the Invention explained in more detail with reference to a drawing.
Darin zeigen:In this demonstrate:
Einander funktional entsprechende Bauteile sind zur Vereinfachung der Beschreibung in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.each other Functionally corresponding components are to simplify the description in all figures with the same reference numerals.
In
der Explosionsdarstellung nach
Als
Tragstruktur des Elektromotors
Diesen
eigentlichen Motorkomponenten gegenüberliegend lässt sich
auf der unteren Breitseite des Motorträgermoduls
Wie
in Verbindung mit
Der
demnach einheitlich unter Abstimmung auf den Statorhalter
Zur
exakt reproduzierbaren Verbindung zwischen Basisplatte
Mit
der Oberseite der Bodenplatte
Die
Mittellängsachse
der fest mit dem Statorhalter
Beim
Statorhalter
Demgegenüber ist
die Lagerachse
Die
Lagerachse
Zu
den in
Die
Gehäuse
der zu unterschiedlichen Leistungsstufen gehörenden und daher unterschiedlich langen
Rotormodule
In
In
Wie
in Verbindung mit der Draufsicht auf das separate Elektronikmodul
Es
sei darauf hingewiesen, dass der Anschluss des Elektronikmoduls
- 1010
- Elektromotorelectric motor
- 1111
- Befestigungsschraubefixing screw
- 2020
- MotorträgermodulMotor carrier module
- 2121
- Basisplattebaseplate
- 2222
- Statorhalterstator
- 2323
- Lagerachsebearing axle
- 2424
- SchraubbefestigungsstelleSchraubbefestigungsstelle
- 2525
- Ringflächering surface
- 2626
- Bodenplattebaseplate
- 2727
- Positionskerbeposition notch
- 2828
- SchraubfußScrew base
- 2929
- Aufnahmehülsereceiving sleeve
- 3030
- Statormodulstator module
- 3131
- SpuleKitchen sink
- 4040
- Rotormodulrotor module
- 4141
- Flanschflange
- 41'41 '
- Flanschflange
- 4242
- RückschlussringReturn ring
- 42'42 '
- RückschlussringReturn ring
- 4343
- Lagerhülsebearing sleeve
- 43'43 '
- Lagerhülsebearing sleeve
- 4444
- Schlitzslot
- 5050
- Elektronikmodulelectronic module
- 5151
- Stanzkammperforation comb
- 5252
- Gehäusecasing
- 5353
- Befestigungspunktattachment point
- 5454
- Rundplatteround plate
- 5555
- SteckleisteHeader
- 5656
- Steckkupplungplug-in coupling
Claims (13)
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---|---|---|---|
DE102007057839A DE102007057839A1 (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Electric motor for motor vehicle, has central motor support module with main plate and preinstalled modules |
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