DE19637192C2 - Elektromotor, insbesondere Außenläufermotor, mit integrierter, an die Ständerwicklung angeschlossener Elektronikeinheit - Google Patents
Elektromotor, insbesondere Außenläufermotor, mit integrierter, an die Ständerwicklung angeschlossener ElektronikeinheitInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, insbeson
dere Außenläufermotor, mit integrierter, an die Ständerwick
lung angeschlossener Elektronikeinheit gemäß Patentanspruch
1. Ein derartiger Elektromotor kann insbesondere als elektro
nisch kommutierter, permanenterregter Gleichstrommotor zum
Antrieb von drehzahlregelbaren Lüfterantrieben in Kraftfahr
zeugen Anwendung finden; die baulich mit dem Elektromotor in
tegrierte Elektronikeinheit ist als Steuerungs- und Lei
stungsteil für den Elektromotor dabei vor Beeinträchtigung
durch übermäßige Wärmebelastung und Umwelteinflüsse, insbe
sondere Feuchtigkeit und Verschmutzung, zu schützen.
Durch die DE 44 18 000 A1 ist ein Außenläufermotor mit einem
vom Motorgehäuse getrennten äußeren Reglergehäuse bekannt;
eine bodennahe Leiterplatte in dem Reglergehäuse ist über
Stelzen in axialem Abstand zum Boden des Reglergehäuses ge
halten. Die gegenseitige Kontaktierung zwischen der Motor
wicklung und der auf der Leitplatte angeordneten Reglerelek
tronik erfolgt mittels einer von den Stelzen örtlich getrenn
ten Steckkontaktierung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elek
tromotor mit integrierter Elektronikeinheit zu schaffen, die
mit geringem fertigungs- bzw. montagetechnischen Aufwand die
Anbringung am Elektromotor und die elektrische Kontaktierung
mit den von der Elektronikeinheit gesteuerten Motorteilen bei
gleichzeitig sicherem Schutz gegen unerwünschte Umweltein
flüsse gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen
Elektromotor gemäß Patentanspruch 1; vorteilhafte Ausgestal
tungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteran
sprüche.
Aufgrund des erfindungsgemäß vorgesehenen, axial stirnseitig
an dem Elektromotor angeordneten und nach axial außen zu
nächst offenen und anschließend lediglich durch einen Gehäu
sedeckel dicht verschließbaren Gehäuses, insbesondere in Alu
minium-Druckguß, mit der über die Steckkontaktierungsmittel
am Boden des topfförmigen Gehäuses gehaltenen Leiterplatte
mit von dieser aufgenommenen Elektronikeinheit wird eine voll
funktionsfähige, mit der Motorwicklung einfach elektrisch und
mechanisch verbindbare endprüfbare Baugruppe geschaffen, die
in vorteilhafter Weise auch als Kühlkörper für die Elektro
nikeinheit ausbildbar ist. Das Gehäuse bildet in vorteilhaf
ter Weise gleichzeitig ein tragendes Motor-Bauteil für den
Elektromotor und ist dazu nach einer Ausgestaltung der Erfin
dung als Flanschteil zur Halterung des Elektromotors in einer
Motoraufnahme ausgebildet.
Die Kontaktierung der Elektronikeinheit mit den entsprechen
den Wicklungsanschlüssen des Elektromotors erfolgt nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung in Form einer montage
mäßig selbsttätigen Steckkontaktierung zwischen einerseits
mit der Elektronikeinheit verbundenen Steckkontaktierungsmit
teln und andererseits mit der Statorwicklung verbundenen
Steckkontaktierungsmitteln bei der gegenseitigen axialen me
chanischen Verbindung zwischen dem Elektromotor und dem Ge
häuse.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol
genden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele
in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch einen erfindungsge
mäßen Elektromotor in einer Ausführung als permanent
erregter Außenläufermotor;
Fig. 2 einen vergrößerten Detailausschnitt aus Fig. 1 im Be
reich der gegenseitigen Steckkontaktierung zwischen
der Statorwicklung und der Leiterplatte;
Fig. 3 eine stirnseitige Draufsicht auf das die Leiterplatte
aufnehmende topfförmige Gehäuse bei entferntem Gehäu
sedeckel;
Fig. 4 eine erste Steckkontaktierung zwischen der Leiter
platte und der Statorwicklung im betriebsfertigen
Zustand;
Fig. 5 eine zweite Steckkontaktierung zwischen der Leiter
platte und der Statorwicklung in einem Vormontagezu
stand;
Fig. 6 die Steckkontaktierung gemäß Fig. 5 im betriebsfer
tigen Montageendzustand.
Fig. 1 zeigt einen Außenläufermotor mit einer Rotorglocke 4,
an deren Innenumfangsfläche Permanentmagnetschalen 4.1 gehal
tert sind. Die Rotorglocke 4 ist mit einer Rotorwelle 4.2 in
einem Rotorwellenlager 5.2 drehbar gelagert, das seinerseits
in einer speichenartigen Lagerhalterung 5.3 aufgenommen wird,
die in radialem Speichenabstand zu dem Rotorwellenlager 5.2
mit dem eine Statorwicklung 5.1 aufnehmenden Statorblechpaket
eines Stators 5 verbunden ist.
An dem der geschlossenen Bodenseite der Rotorglocke abgewand
ten stirnseitigen Ende des Außenläufermotors ist ein topfför
miges Gehäuse 1 angeordnet, das mit seinem Topfboden 1.1 dem
Elektromotor zugewandt und dessen offene Topfseite axial
außen mit einem Gehäusedeckel 3, z. B. durch Bördeln, Verstem
men oder Verschrauben, abschließbar ist. Das topfförmige Ge
häuse 1 ist mittels Befestigungsmitteln 1.6, z. B. Schrauben
am Stator, vorzugsweise an der speichenförmigen Lagerung 5.3
fixierbar und bildet in vorteilhafter Weise ein tragendes Mo
tor-Bauteil, insbesondere in Form eines Flanschteils mit über
den Umfang verteilten Befestigungslaschen 1.3 zur Halterung
des Elektromotors in einer hier nicht näher gezeigten Motor
aufnahme.
Innerhalb des Gehäuses 1, vorzugsweise in der Nähe des Gehäu
sebodens 1.1 ist eine Leiterplatte 2 zur Aufnahme einer Elek
tronikeinheit als Steuerungs- bzw. Leistungsteil für den
Elektromotor, z. B. über Schrauben 2.7, gehaltert. Von der
elektronischen Bestückung der Leiterplatte 2 sind in Fig. 3
Leistungsbauteile, z. B. Halbleiter-Bauelemente 2.1-2.6, ange
deutet, die - hier jeweils paarweise - an Außenkanten der
vorzugsweise dazu als Vieleck ausgebildeten Leiterplatte 2
angeordnet sind; zur besseren Wärmeabfuhr sind in vorteilhaf
ter Weise die Halbleiter-Bauelemente - wie aus Fig. 1 ersicht
lich - mittels deckelseitiger Klemmfedern 3.1 im Sinne einer
besonders intensiven Flächenberührung an Wandungen des Gehäu
ses 1 bei dessen Verschluß durch den Gehäusedeckel 3.1 ange
drückt.
Zur fertigungs- und montagetechnisch besonders einfachen und
gleichzeitig sicheren Kontaktierung zwischen der auf der Lei
terplatte 2 untergebrachten Elektronikeinheit einerseits und
der Statorwicklung 5.1, insbesondere von deren Motorwick
lungsenden 5.11, andererseits ist nach einer Ausgestaltung
der Erfindung eine gegenseitige, insbesondere montagemäßig
selbsttätige, axiale Steckkontaktierung zwischen einerseits
mit der Elektronikeinheit bzw. der Leiterplatte 2 verbunde
nen, gehäuseseitig gehaltenen Steckkontaktierungsmitteln 7
und andererseits mit der Statorwicklung 5.1, bzw. deren Sta
torwicklungsenden 5.11 verbundenen, statorseitig gehaltenen
Steckkontaktierungsmitteln 8 vorgesehen.
Bei den Ausführungsbeispielen der in Fig. 1, 2 bzw. Fig. 4-6
darstellten Steckkontaktierung ist mit der Motowicklung 5.1
bzw. deren Wicklungsenden 5.11 eine Steckerhülse und mit der
Leiterplatte ein Steckerstift vorgesehen. Steckerhülse und
Steckerstift greifen axial kontaktierend ineinander, wenn die
Leiterplatte 2 mit dem Gehäuse 1 am Motor fixiert wird. In
vorteilhafter Weise kann - wie im folgenden anhand der Aus
führungsbeispiele nach Fig. 4-6 näher erläutert - die gehäuse
seitige Steckkontaktierung gleichzeitig dazu benutzt werden,
die Leiterplatte 2 mit dem Gehäuseboden 1.1 des Gehäuses 1 zu
verbinden, wobei die Durchführung des gehäuseseitigen Steck
kontaktierungsmittels 7 durch den Gehäuseboden 1.1 einerseits
elektrisch isolierend zwischen dem aus Kühltechnik- und/oder
Festigkeitsgründen als Metall-Druckgußteil ausgebildeten Ge
häuse und gleichzeitig gegen Umwelteinflüsse dichtend ausge
führt wird.
Dazu ist gemäß Fig. 4 das gehäuseseitige Steckkontaktierungs
mittel 7 gleichzeitig mit einem Schraubteil 7.1 versehen, der
mit einem Gegenschraubteil 11 derart verschraubbar ist, daß
der Gehäuseboden 1.1 mit der Leiterplatte 2 gegenseitig ver
spannbar ist. Zur tangentialen randseitigen elektrischen Iso
lierung zwischen dem Gehäuseboden 1.1 und den Schraubteil 7.1
des gehäuseseitigen Kontaktierungsmittels 7 diente ein ent
sprechende radiale Luftstrecke, die im Sinne einer Abdichtung
von Isolationsteilen 12; 13 oberhalb und unterhalb des Gehäu
sebodens 1.1 übergriffen wird, die gleichzeitig als axiale
Isolationsteile gegenüber dem Schraubteil 11 sowie dem Gehäu
seboden 1.1 dienen.
Fig. 5, 6 zeigen eine hinsichtlich Montage- und Bauteileaufwand
noch vorteilhaftere Durchführung des gehäuseseitigen Steck
kontaktierungsmittel 7 durch eine Durchführungsöffnung 1.4 im
Gehäuseboden 1.1 mit gleichzeitiger gegenseitiger Verspannung
zwischen dem Gehäuseboden 1.1 und der Leiterplatte 2 bei ge
währleisteter Abdichtung und Isolation in einem Vormontagezu
stand gemäß Fig. 5 und in einem betriebsfertigen Endmontagezu
stand gemäß Fig. 6.
Dazu ist das gehäusesseitige Steckkontaktierungsmittel 7 von
einer elastischen Isolationshülse 6 derart umgeben, daß zum
gegenseitigen Verspannen von Gehäuseboden 1.1 einerseits und
Leiterplatte 2 andererseits beim Eindrehen des Schraubteils
7.1 in das Gegenschraubteil 10 die elastische Isolationshülse
6 derart gestaucht wird, daß sie einerseits die Durchfüh
rungsöffnung 1.4 des Gehäusebodens 1.1 durch Andruck abdich
tet und gleichzeitig durch seitliches Ausweichen bei gleich
zeitigem axialen Druck den Gehäuseboden 1.1 an die Leiter
platte 2 bzw. die Leiterplatte 2 an den Gehäuseboden 1.1 an
drückt. Zur axialen elektrischen Isolation zwischen dem Ge
häuseboden 1.1 und der Leiterplatte 2 ist wiederum ein Iso
lationsteil 14 vorgesehen.
Es dürfte ersichtlich sein, daß das mit der Elektronikeinheit
bestückte Gehäuse als in sich geschlossene sowie geschützte
Baugruppe, z. B. mittels Kontaktgabe zu den aus dem Gehäusebo
den ragenden Steckkontaktierungsmitteln, vorprüfbar und dann
auf einfache und eine sichere elektrische Kontaktierung mit
der Motorwicklung gewährleistende Weise endmontierbar ist.
Durch die stirnseitige Anbringung als geschlossene und in
sich stabile Baugruppe kann das topfförmige Gehäuse vorteil
haft als tragendes Motorgehäuseteil mitbenutzt werden. Das
erfindungsgemäß vorgesehene Gehäuse gewährleistet gleichzei
tig eine große Kühlfläche zur Abführung der Verlustleistung
der Elektronikeinheit, wobei diese Kühlfläche in vorteilhaf
ter Weise dadurch vergrößert werden kann, daß neben axial
vorstehenden, zwischen die Speichen der Lagerhalterung 5.3
reichenden Innenkühlrippen 1.2 der Gehäusemantel 1.5 des Ge
häuses 1 über seinen Umfang mit einer Vielzahl von äußeren
Kühlrippen 1.51 versehen ist.
Claims (7)
1. Elektromotor, insbesondere Außenläufermotor,
- 1. mit einer integrierten, an die Statorwicklung (5.1) ange schlossenen, auf einer Leiterplatte (2) aufgebauten Elek tronikeinheit, die in einem motorstirnseitig angeordneten, nach axial außen durch einen Gehäusedeckel (3) verschließ baren topfförmigen Gehäuse (1), insbesondere Metall-Druck gußgehäuse, angeordnet ist, dessen motorseitiger Gehäuse boden (1.1) mit Durchführungen für Steckkontaktierungsmit tel (7) zwischen Anschlüssen der Elektronikeinheit einer seits und Wicklungsenden (5.11) der Statorwicklung (5.1) andererseits versehen ist, wobei die Steckkontaktierungs mittel (7) sowohl in der Leiterplatte (2) als auch, durch den Gehäuseboden (1.1) hindurchgeführt, gehäuseseitig ge halten sind und wobei die Leiterplatte (2) elektrisch iso lierend sowie mechanisch abdichtend an dem Gehäuseboden (1.1) mittels der gehäuseseitigen Steckkontaktierungsmit tel (7) gehaltert ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1
- 1. mit einer Befestigung des Gehäuses (1) über seinen Gehäu seboden (1.1) an einem Statorteil des Elektromotors, ins besondere an einem axial gegenüberliegenden Lageraufnahme teil (5.2).
3. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche
- 1. mit einer Ausbildung des Gehäuses (1), insbesondere des Gehäusebodens (1.1), als Flanschteil zur Halterung des Elektromotors in einer Motoraufnahme.
4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1-3
- 1. mit einer, insbesondere montagemäßig selbsttätigen, axia len Steckkontaktierung zwischen einerseits mit der Elek tronikeinheit verbundenen, gehäuseseitig gehaltenen Steck kontaktierungsmitteln (7) und andererseits mit der Stator wicklung (5.1) verbundenen, statorseitigen Gegenstücken (8) dazu.
5. Elektromotor nach Anspruch 4
- 1. mit einer axialen Verspannung, insbesondere axialen Ver schraubung, der Leiterplatte (2) gegenüber dem Gehäusebo den (1.1) mittels der gehäuseseitigen Steckkontaktierungs mittel (7) unter Zwischenlage einer Isolierung (12, 13, 14).
6. Elektromotor nach Anspruch 5
- 1. mit einer zumindest ein gehäuseseitiges Steckkontaktie rungsmittel (7) umgebenden und durch eine Durchführungs öffnung des Gehäusebodens (1.1) führenden elastischen Isolierungshülse (6), die bei der gegenseitigen axialen Verspannung bzw. Verschraubung von Leiterplatte (2) und Gehäuseboden (1.1) durch Stauchformung die Durchführungs öffnung (1.4) nach außen abdichtet und/oder das Gehäuse (1) gegen die Leiterplatte (2) andrückt.
7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1-6
- 1. mit am Außenumfang des Gehäuses (1) angeordneten, insbe sondere einstückig angeformten, Kühlrippen (1.51).
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- 1996-09-12 DE DE19637192A patent/DE19637192C2/de not_active Expired - Fee Related
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