EP1704631A1 - Electromotive drive - Google Patents

Electromotive drive

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Publication number
EP1704631A1
EP1704631A1 EP04803454A EP04803454A EP1704631A1 EP 1704631 A1 EP1704631 A1 EP 1704631A1 EP 04803454 A EP04803454 A EP 04803454A EP 04803454 A EP04803454 A EP 04803454A EP 1704631 A1 EP1704631 A1 EP 1704631A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drive according
section
shielding element
shaft
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04803454A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hans-Peter Rienhardt
Bernd Walther
Christof Heuberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Original Assignee
Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes dEssuyage SAS filed Critical Valeo Systemes dEssuyage SAS
Publication of EP1704631A1 publication Critical patent/EP1704631A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/10Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with arrangements for protection from ingress, e.g. water or fingers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/21Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
    • H02K11/215Magnetic effect devices, e.g. Hall-effect or magneto-resistive elements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30Structural association with control circuits or drive circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H02K13/006Structural associations of commutators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/124Sealing of shafts
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/08Structural association with bearings
    • H02K7/083Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears

Definitions

  • the invention relates to an electric motor drive, in particular auxiliary drive for use in vehicles, according to the preamble of claim 1.
  • Auxiliary electric motor drives for use in vehicles for example in windshield wiper systems, power windows, electric seat adjustment devices, etc., are known in various designs and generally consist of an electric motor and a gear unit flanged to the electric motor or its housing.
  • the motor or armature shaft of the electric motor extends through a through opening from the inside of the motor housing into the gear housing and is supported there in the area of the through opening or on a housing flange forming this through opening in a bearing (ball bearing).
  • a control magnet is also often provided on the motor shaft within the transmission housing, which rotates with the motor shaft and interacts with at least one sensor which forms a control circuit for the motor Board is provided within the gearbox in the immediate vicinity of the orbit of the control magnet.
  • the electric motors used in auxiliary drives of this type are fundamentally those in which the current supply and control to the armature winding take place via a commutator and carbon brushes interacting with it.
  • the object of the invention is to show a drive which avoids damage to the bearing of the armature shaft and a malfunction of the electrical motor control in a particularly simple and inexpensive manner.
  • the design according to the invention results in a simple and inexpensive solution for shielding the gear housing and the functional elements accommodated in this gear housing, in particular the bearing for the shaft and the circuit board against carbon abrasion or dust.
  • the shielding element is at the same time a further functional element, for example a carrier element for the at least one control magnet, or forms this control magnet.
  • the shielding element it is also possible for the shielding element to be provided on the commutator of the electric motor or to be part of this commutator.
  • the shielding element is preferably an injection molded part made of plastic. If the control magnet is part of the shielding element, it can be produced by simply extrusion-coating at least one permanent magnet forming the control magnet. Additional measures to protect the circuit board against coal dust or abrasion, for example painting, ie covering the circuit board, the conductor tracks there and / or the contacts, the components, etc. with an insulating layer is no longer necessary in the configuration according to the invention. In particular, no shielding walls or shielding covers are necessary for the circuit board in the gearbox.
  • Figure 1 in a simplified partial representation of the shaft of an electromotive drive together with a commutator, the brushes interacting with the commutator and the bearing of the shaft in a gear housing flanged to the electric motor, together with a magnet provided on the shaft with a shielding bush.
  • FIG. 3 shows a representation similar to FIG. 1, but in a further embodiment
  • FIG. 4 is a perspective view of the control magnet and the shielding bushing of the embodiment in FIG. 3.
  • 1 is the armature shaft of an electromotive auxiliary drive, for example a reversing windshield wiper drive, which essentially consists of an electric motor and a gear unit flanged to the housing of the electric motor.
  • an electromotive auxiliary drive for example a reversing windshield wiper drive
  • FIGS. 1 and 2 of the electric motor Shown in FIGS. 1 and 2 of the electric motor is only the armature shaft 1, the commutator 2 arranged on the armature shaft 1 and rotating with this armature shaft, and the brush holder 3 for the carbon brushes 4 interacting with the commutator 2.
  • the brush holder 3 is made in a known manner from a circuit board 5, which includes a circuit board opening 6 for the Passage of the armature shaft 1 and on which, among other things, two guides or holders for the brush brushes 3 forming quiver 7 are provided.
  • the diameter of the circuit board opening 6 is larger than the diameter of the armature shaft 1.
  • the periphery of the circuit board 5 is held in a shell-shaped housing flange 8.1 of the gear housing 8 in such a way that the surface 5 of the circuit board 5 is oriented perpendicular to the axis of the armature shaft 1 ,
  • the housing (not shown) of the electric motor on the transmission side is closed with the flange 8.1.
  • the armature shaft 1 extends through a through opening 9, which is provided in the housing flange 8.1, into the interior of the transmission enclosed by the gear housing 8 and is supported, among other things, in the gear housing with the ball bearing 10.
  • the bearing 10 is located within the gear housing 8 at an axial distance from the through opening 9 or from the housing flange 8.1.
  • a further circuit board 11 which is arranged parallel to the axis of the armature shaft 1 and is designed, for example, as a printed circuit board and has a large number of electrical components which serve to control the motor.
  • a sensor 12 which e.g. is designed as a Hall sensor or chip and which interacts with an annular control magnet 13 which is provided on the armature shaft 1 on the same axis and rotates with the armature shaft 1.
  • the control magnet 13, the z. B. in a ring e.g. made of plastic has at least one, but preferably a plurality of permanent magnets, is used to control and / or monitor the electric motor, for example to monitor and / or control the speed and / or the reversing movement.
  • the control magnet 13 is located within the transmission housing at a distance from the through opening 9, for which a relative Large cross section is required because the bearing 10, but also the control magnet 13 must be mounted through the through opening 9.
  • control magnet 13 is located on a hub-shaped or disk-shaped section 14 of a shielding element 15 made as a molded part made of plastic.
  • This shielding element 15 furthermore has a sleeve-shaped section 16, which protrudes beyond an end face of the section 14, and a disk-shaped section 17, which is integrally formed on the end of section 16 which is remote from section 14.
  • the shielding element 15 is mounted on the armature shaft 1 in a rotationally fixed manner, in such a way that the sections 14, 16 and 17 enclose the armature shaft 1 and the disk-shaped section 17 oriented with its end faces perpendicular to the axis of the armature shaft 1 is located in the through opening 9 and this Opening almost completely, d. H. closes except for an annular gap of narrow width.
  • the circular disk-shaped section 17 has an outer diameter that is only slightly smaller than the diameter of the likewise circular through opening 9, so that the interior of the gear housing 8 is effectively protected against the ingress of carbon brush dust by the disk 17 or by the shielding element formed by the molded part 15 is.
  • FIGS. 3 and 4 show a further possible embodiment of the invention, in which a shielding bushing or shielding element 15a is used instead of the shielding bushing or the shielding element 15, which in turn is produced as a molded body made of plastic, with a circular cylindrical shape on the outer surface Section 18, on which the control magnet 13 is arranged, and a section 19 axially adjoining the section 18, which is also circular cylindrical in shape on the outer surface and extends in the assembled state with an axial partial length into the through opening 9 of the housing flange 8.1.
  • Both sections 18 and 19 lie with their axes coaxially with the axis of that not shown in FIGS. 3 and 4 Armature shaft 1.
  • the outer diameter of the section 19 is only slightly smaller than the diameter of the through opening 9.
  • the shielding element 15a is located between the through opening 9 and the bearing 10, which is provided within the gear housing 8.
  • the two sections 18 and 19 are provided with a multiplicity of chambers 20 and 21, which, however, are closed by a central web running radially to the axis of the shielding element 15a in the interior of the shielding element.
  • the respective shielding element 15 or 15a is located in the area of the gear housing 8 or the housing flange 8.1 and that the shielding element also serves as a carrier or hub for the control magnet 13.
  • the shielding element or the shielding bushing it is also possible for the shielding element or the shielding bushing to be produced in one piece with the control magnet.
  • the shielding element extends from the motor side into the through opening 9 and in this case is made, for example, in one piece with the commutator 2 or the insulating body of this commutator.
  • control magnet 13 directly as a shielding element and to arrange it for this purpose at least over part of its axial width in the through opening 9, the control magnet then having the at least one permanent magnet on the end face, and with it the interior of the gear housing 8 facing end cooperates with at least one radially projecting over the circuit board 11 sensor (z. B. Hall sensor or chip).
  • circuit board 11 sensor z. B. Hall sensor or chip

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

The invention relates to an electromotive drive comprising an electric motor with a commutator that is located in a motor housing, in addition to gearing that is flange-mounted on the electric motor. In said drive, the armature shaft passes through an opening into the interior chamber of a gearing housing. A screening element is fixed onto the shaft to rotate with the latter. The screening element almost completely seals the opening against abraded carbon particles or dust from the brushes. The screening element also carries a control magnet that co-operates with a sensor of the motor control module.

Description

Elektromotorischer Antrieb Electric motor drive
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Antrieb, insbesondere Hilfsantrieb zur Verwendung bei Fahrzeugen, gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to an electric motor drive, in particular auxiliary drive for use in vehicles, according to the preamble of claim 1.
Elektromotorische Hilfsantriebe zur Verwendung bei Fahrzeugen, beispielsweise bei Scheibenwischeranlagen, elektrischen Fensterhebern, elektrischen Sitzverstelleinrichtungen usw. sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und bestehen in der Regel aus einem Elektromotor und aus einem an den Elektromotor bzw. dessen Gehäuse angeflanschten Getriebe. Die Motor- oder Ankerwelle des Elektromotors reicht dabei durch eine Durchgangsöffnung aus dem Inneren des Motorgehäuses in das Getriebegehäuse hinein und ist dort im Bereich der Durchgangsöffnung bzw. an einem diese Durchgangsöffnung bildenden Gehäuseflansch in einem Lager (Kugellager) gelagert.Auxiliary electric motor drives for use in vehicles, for example in windshield wiper systems, power windows, electric seat adjustment devices, etc., are known in various designs and generally consist of an electric motor and a gear unit flanged to the electric motor or its housing. The motor or armature shaft of the electric motor extends through a through opening from the inside of the motor housing into the gear housing and is supported there in the area of the through opening or on a housing flange forming this through opening in a bearing (ball bearing).
Für eine Steuerung und/oder Überwachung des Motors, insbesondere auch bei reversierenden Antrieben, ist auf der Motorwelle innerhalb des Getriebegehäuses vielfach auch ein Steuermagnet vorgesehen, der mit der Motorwelle umläuft und mit wenigstens einem Sensor zusammenwirkt, der auf einer eine Steuerschaltung für den Motor bildenden Platine innerhalb des Getriebegehäuses in unmittelbarer Nähe der Umlaufbahn des Steuermagneten vorgesehen ist. Die bei derartigen Hilfsantrieben verwendeten Elektromotoren sind grundsätzlich solche, bei denen die Stromzuführung und -Steuerung an die Ankerwicklung über einen Kommutator und mit diesem zusammenwirkende Kohlebürsten erfolgt. Hierbei ist nicht zu vermeiden, dass sich während des Betriebs des Motors ein nicht unerheblicher Abrieb, insbesondere Kohlestaub, ergibt, der zu einer Beschädigung des Lagers für die Ankerwelle führen kann, aber auch in den Innenraum des Getriebegehäuses gelangt und sich dort u.a. auf der die Motorsteuerung bildenden Platine als elektrisch leitende Schicht ablagert. Um hierbei Kurzschlüsse zwischen Kontakten und/oder Leiterbahnen usw. auf der Platine zu vermeiden, ist es erforderlich, diese Platine, deren Kontaktflächen und/oder Leiterbahnen sowie auch die Bauelemente selbst mit einer isolierenden Schutzschicht zu überziehen oder aber die Platine durch eine Zwischenwand gegen den Innenraum des Getriebes abzuschirmen bzw. in einen abgeschirmten Teil räum des Getrieberaumes unterzubringen. Diese Maßnahmen sind relativ aufwendig.For control and / or monitoring of the motor, in particular also in the case of reversing drives, a control magnet is also often provided on the motor shaft within the transmission housing, which rotates with the motor shaft and interacts with at least one sensor which forms a control circuit for the motor Board is provided within the gearbox in the immediate vicinity of the orbit of the control magnet. The electric motors used in auxiliary drives of this type are fundamentally those in which the current supply and control to the armature winding take place via a commutator and carbon brushes interacting with it. It cannot be avoided here that a not inconsiderable abrasion, in particular coal dust, results during the operation of the engine, which can lead to damage to the bearing for the armature shaft, but also gets into the interior of the transmission housing and is there, among other things, on the circuit board forming the engine control as electrically conductive Layer deposits. In order to avoid short circuits between contacts and / or conductor tracks etc. on the circuit board, it is necessary to cover this circuit board, its contact surfaces and / or conductor tracks as well as the components themselves with an insulating protective layer or to cover the circuit board with an intermediate wall Shield the interior of the gearbox or accommodate it in a shielded part of the gearbox space. These measures are relatively complex.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Antrieb aufzuzeigen, der auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine Beschädigung des Lagers der Ankerwelle sowie eine Störung der elektrischen Motorsteuerung vermeidet.The object of the invention is to show a drive which avoids damage to the bearing of the armature shaft and a malfunction of the electrical motor control in a particularly simple and inexpensive manner.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich eine einfache und kostengünstige Lösung für die Abschirmung des Getriebegehäuses und der in diesem Getriebegehäuse untergebrachten Funktionselemente, insbesondere des Lagers für die Welle und der Platine gegen Kohleabrieb oder -staub. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Abschirmelement zugleich ein weiteres Funktionselement, beispielsweise ein Trägerelement für den wenigstens einen Steuermagneten oder bildet diesen Steuermagneten. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Abschirmelement an dem Kommutator des Elektromotors vorgesehen oder Teil dieses Kommutators ist.The design according to the invention results in a simple and inexpensive solution for shielding the gear housing and the functional elements accommodated in this gear housing, in particular the bearing for the shaft and the circuit board against carbon abrasion or dust. In a preferred embodiment of the invention, the shielding element is at the same time a further functional element, for example a carrier element for the at least one control magnet, or forms this control magnet. In principle, it is also possible for the shielding element to be provided on the commutator of the electric motor or to be part of this commutator.
Das Abschirmelement ist vorzugsweise ein Spritzgießteil aus Kunststoff. Ist der Steuermagnet Teil des Abschirmelementes, so kann dieses durch einfaches Umspritzen von wenigstens einem den Steuermagneten bildenden Permanentmagneten hergestellt werden. Zusätzliche Maßnahmen zum Schutz der Platine gegen Kohlestaub oder -abrieb, beispielsweise ein Lackieren, d.h. Überziehen der Platine, der dortigen Leiterbahnen und/oder der Kontakte, der Bauelemente usw. mit einer isolierenden Schicht ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung nicht mehr erforderlich. Insbesondere sind auch keine Abschirmwände oder Abschirmdeckel für die Platine im Getriebegehäuse notwendig.The shielding element is preferably an injection molded part made of plastic. If the control magnet is part of the shielding element, it can be produced by simply extrusion-coating at least one permanent magnet forming the control magnet. Additional measures to protect the circuit board against coal dust or abrasion, for example painting, ie covering the circuit board, the conductor tracks there and / or the contacts, the components, etc. with an insulating layer is no longer necessary in the configuration according to the invention. In particular, no shielding walls or shielding covers are necessary for the circuit board in the gearbox.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:Developments of the invention are the subject of the dependent claims. The invention is explained in more detail below with reference to the figures using exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 in vereinfachter Teildarstellung die Welle eines elektromotorischen Antriebs zusammen mit einem Kommutator, den mit dem Kommutator zusammenwirkenden Bürsten und die Lagerung der Welle in einem an dem Elektromotor angeflanschten Getriebegehäuse, zusammen mit einem auf der Welle vorgesehenen Magnet mit Abschirmbuchse;Figure 1 in a simplified partial representation of the shaft of an electromotive drive together with a commutator, the brushes interacting with the commutator and the bearing of the shaft in a gear housing flanged to the electric motor, together with a magnet provided on the shaft with a shielding bush.
Fig. 2 einen Schnitt entsprechend der Linie I - 1 der Figur 1 ;2 shows a section along the line I - 1 of Figure 1.
Fig. 3 eine Darstellung ähnlich der Figur 1 , jedoch bei einer weiteren Ausführungsform;3 shows a representation similar to FIG. 1, but in a further embodiment;
Fig. 4 in perspektivischer Darstellung den Steuermagnet und die Abschirmbuchse der Ausführung der Figur 3.4 is a perspective view of the control magnet and the shielding bushing of the embodiment in FIG. 3.
In den Figuren 1 und 2 ist 1 die Ankerwelle eines elektromotorischen Hilfsantriebs, beispielsweise eines reversierenden Scheibenwischerantriebs, der im Wesentlichen aus einem Elektromotor und aus einem an das Gehäuse des Elektromotors angeflanschten Getriebe besteht.In FIGS. 1 and 2, 1 is the armature shaft of an electromotive auxiliary drive, for example a reversing windshield wiper drive, which essentially consists of an electric motor and a gear unit flanged to the housing of the electric motor.
Dargestellt ist in den Figuren 1 und 2 von dem Elektromotor lediglich die Ankerwelle 1 , der auf der Ankerwelle 1 angeordnete und mit dieser Ankerwelle umlaufende Kommutator 2 sowie der Bürstenhalter 3 für die mit dem Kommutator 2 zusammenwirkenden Kohlebürsten 4. Der Bürstenhalter 3 besteht in bekannter Weise aus einer Platine 5, die unter anderem eine Platinenöffnung 6 für den Durchtritt der Ankerwelle 1 aufweist und an der unter anderem zwei Führungen oder Halter für die Bürstenkohlen 3 bildende Köcher 7 vorgesehen sind. Der Durchmesser der Platinenöffnung 6 ist größer als der Durchmesser der Ankerwelle 1. Die Platine 5 ist an ihrem Umfang in einem schalenförmigen Gehäuseflansch 8.1 des Getriebegehäuses 8 gehalten, und zwar derart, dass die Platine 5 mit ihren Oberflächenseiten senkrecht zur Achse der Ankerwelle 1 orientiert ist. Mit dem Flansch 8.1 ist das nicht dargestellte Gehäuse des Elektromotors an der Getriebeseite geschlossen.Shown in FIGS. 1 and 2 of the electric motor is only the armature shaft 1, the commutator 2 arranged on the armature shaft 1 and rotating with this armature shaft, and the brush holder 3 for the carbon brushes 4 interacting with the commutator 2. The brush holder 3 is made in a known manner from a circuit board 5, which includes a circuit board opening 6 for the Passage of the armature shaft 1 and on which, among other things, two guides or holders for the brush brushes 3 forming quiver 7 are provided. The diameter of the circuit board opening 6 is larger than the diameter of the armature shaft 1. The periphery of the circuit board 5 is held in a shell-shaped housing flange 8.1 of the gear housing 8 in such a way that the surface 5 of the circuit board 5 is oriented perpendicular to the axis of the armature shaft 1 , The housing (not shown) of the electric motor on the transmission side is closed with the flange 8.1.
Die Ankerwelle 1 reicht durch eine Durchgangsöffnung 9, die in dem Gehäuseflansch 8.1 vorgesehen ist, in den von dem Getriebegehäuse 8 umschlossenen Innenraum des Getriebes hinein und ist unter anderem in dem Getriebegehäuse mit dem Kugellager 10 gelagert. Das Lager 10 befindet sich innerhalb des Getriebegehäuses 8 in axialem Abstand von der Durchgangsöffnung 9 bzw. von dem Gehäuseflansch 8.1.The armature shaft 1 extends through a through opening 9, which is provided in the housing flange 8.1, into the interior of the transmission enclosed by the gear housing 8 and is supported, among other things, in the gear housing with the ball bearing 10. The bearing 10 is located within the gear housing 8 at an axial distance from the through opening 9 or from the housing flange 8.1.
Im Inneren des Getriebegehäuses 8 ist eine weitere parallel zur Achse der Ankerwelle 1 angeordnete Platine 11 vorgesehen, die beispielsweise als Leiterplatte ausgebildet ist und eine Vielzahl von elektrischen Bauelementen aufweist, die zur Steuerung des Motors dienen. Von diesen Bauelementen ist der einfacheren Darstellung wegen lediglich ein Sensor 12 wiedergegeben, der z.B. als Hall-Sensor oder -Chip ausgebildet ist und der mit einem ringförmigen Steuermagneten 13 zusammenwirkt, welcher achsgleich mit der Ankerwelle 1 auf dieser vorgesehen ist und mit der Ankerwelle 1 umläuft. Der Steuermagnet 13, der z. B. in einem Ring z.B. aus Kunststoff wenigstens einen, vorzugsweise aber mehrere Permanentmagneten aufweist, dient zur Steuerung und/oder Überwachung des Elektromotors, beispielsweise zur Überwachung und/oder Steuerung der Drehzahl und/oder der reversierenden Bewegung.In the interior of the gear housing 8 there is a further circuit board 11 which is arranged parallel to the axis of the armature shaft 1 and is designed, for example, as a printed circuit board and has a large number of electrical components which serve to control the motor. Of these components, for the sake of simplicity, only one sensor 12 is shown, which e.g. is designed as a Hall sensor or chip and which interacts with an annular control magnet 13 which is provided on the armature shaft 1 on the same axis and rotates with the armature shaft 1. The control magnet 13, the z. B. in a ring e.g. made of plastic has at least one, but preferably a plurality of permanent magnets, is used to control and / or monitor the electric motor, for example to monitor and / or control the speed and / or the reversing movement.
Damit der Sensor 12 mit dem Steuermagneten 13 in der erforderlichen Weise zusammenwirken kann, befindet sich der Steuermagnet 13 innerhalb des Getriebegehäuses mit Abstand von der Durchgangsöffnung 9, für die ein relativ großer Querschnitt erforderlich ist, da das Lager 10, aber auch der Steuermagnet 13 durch die Durchgangsöffnung 9 montiert werden müssen.So that the sensor 12 can cooperate with the control magnet 13 in the required manner, the control magnet 13 is located within the transmission housing at a distance from the through opening 9, for which a relative Large cross section is required because the bearing 10, but also the control magnet 13 must be mounted through the through opening 9.
Bei der dargestellten Ausführungsform befindet sich der Steuermagnet 13 auf einem naben- oder scheibenförmigen Abschnitt 14 eines als Formteil aus Kunststoff gefertigten Abschirmelementes 15. Dieses besitzt weiterhin einen hülsenförmigen Abschnitt 16, der über eine Stirnseite des Abschnitts 14 wegsteht, sowie einen scheibenförmigen Abschnitt 17, der an dem dem Abschnitt 14 entfernt liegenden Ende des Abschnitts 16 angeformt ist.In the embodiment shown, the control magnet 13 is located on a hub-shaped or disk-shaped section 14 of a shielding element 15 made as a molded part made of plastic. This shielding element 15 furthermore has a sleeve-shaped section 16, which protrudes beyond an end face of the section 14, and a disk-shaped section 17, which is integrally formed on the end of section 16 which is remote from section 14.
Das Abschirmelement 15 ist auf der Ankerwelle 1 drehfest montiert, und zwar derart, dass die Abschnitte 14, 16 und 17 die Ankerwelle 1 umschließen und der mit seinen Stirnflächen senkrecht zur Achse der Ankerwelle 1 orientierte scheibenförmige Abschnitt 17 sich in der Durchgangsöffnung 9 befindet und diese Öffnung nahezu vollständig, d. h. bis auf einen Ringspalt geringer Breite verschließt. Der kreisscheibenförmige Abschnitt 17 besitzt hierfür einen Außendurchmesser, der nur geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der ebenfalls kreisförmigen Durchgangsöffnung 9, sodass durch die Scheibe 17 bzw. durch das von dem Formteil 15 gebildete Abschirmelement der Innenraum des Getriebegehäuses 8 wirksam gegen ein Eindringen von Kohlebürstenstaub geschützt ist.The shielding element 15 is mounted on the armature shaft 1 in a rotationally fixed manner, in such a way that the sections 14, 16 and 17 enclose the armature shaft 1 and the disk-shaped section 17 oriented with its end faces perpendicular to the axis of the armature shaft 1 is located in the through opening 9 and this Opening almost completely, d. H. closes except for an annular gap of narrow width. For this purpose, the circular disk-shaped section 17 has an outer diameter that is only slightly smaller than the diameter of the likewise circular through opening 9, so that the interior of the gear housing 8 is effectively protected against the ingress of carbon brush dust by the disk 17 or by the shielding element formed by the molded part 15 is.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung, bei der anstelle der Abschirmbuchse bzw. des Abschirmelementes 15 eine Abschirmbuchse bzw. ein Abschirmelement 15a verwendet ist, das wiederum als Formkörper aus Kunststoff gefertigt ist, und zwar mit einem an der Außenfläche kreiszylinderförmigen Abschnitt 18, auf dem der Steuermagnet 13 angeordnet ist, und aus einem an den Abschnitt 18 axial anschließenden Abschnitt 19, der an der Außenfläche ebenfalls kreiszylinderförmig ausgebildet ist und im montierten Zustand mit einer axialen Teillänge in die Durchgangsöffnung 9 des Gehäuseflansches 8.1 hineinreicht. Beide Abschnitte 18 und 19 liegen mit ihren Achsen achsgleich mit de Achse der in den Figuren 3 und 4 nicht dargestellten Ankerwelle 1. Der Außendurchmesser des Abschnittes 19 ist nur geringfügig kleiner als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 9. Auch bei dieser Ausführungsform befindet sich das Abschirmelement 15a zwischen der Durchgangsöffnung 9 und dem Lager 10, welches innerhalb des Getriebegehäuses 8 vorgesehen ist.FIGS. 3 and 4 show a further possible embodiment of the invention, in which a shielding bushing or shielding element 15a is used instead of the shielding bushing or the shielding element 15, which in turn is produced as a molded body made of plastic, with a circular cylindrical shape on the outer surface Section 18, on which the control magnet 13 is arranged, and a section 19 axially adjoining the section 18, which is also circular cylindrical in shape on the outer surface and extends in the assembled state with an axial partial length into the through opening 9 of the housing flange 8.1. Both sections 18 and 19 lie with their axes coaxially with the axis of that not shown in FIGS. 3 and 4 Armature shaft 1. The outer diameter of the section 19 is only slightly smaller than the diameter of the through opening 9. Also in this embodiment, the shielding element 15a is located between the through opening 9 and the bearing 10, which is provided within the gear housing 8.
Zur Reduzierung des Gewichtes sowie zur Materialersparnis sind die beiden Abschnitte 18 und 19 mit einer Vielzahl von Kammern 20 bzw. 21 versehen, die allerdings durch einen mittleren, radial zur Achse des Abschirmelementes 15a verlaufenden Steg im Inneren des Abschirmelementes geschlossen sind.To reduce the weight and to save material, the two sections 18 and 19 are provided with a multiplicity of chambers 20 and 21, which, however, are closed by a central web running radially to the axis of the shielding element 15a in the interior of the shielding element.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.The invention has been described above using exemplary embodiments. It goes without saying that numerous changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept on which the invention is based.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass sich das jeweilige Abschirmelement 15 bzw. 15a im Bereich des Getriebegehäuses 8 bzw. des Gehäuseflansches 8.1 befindet und das Abschirmelement zugleich als Träger oder Nabe für den Steuermagneten 13 dient. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Abschirmelement bzw. die Abschirmbuchse einstückig mit dem Steuermagneten hergestellt ist. Weiterhin besteht z.B. die Möglichkeit, dass das Abschirmelement von der Motorseite her in die Durchgangsöffnung 9 hineinreicht und in diesem Fall beispielsweise einstückig mit dem Kommutator 2 bzw. dem Isolierkörper dieses Kommutators hergestellt ist.Above it was assumed that the respective shielding element 15 or 15a is located in the area of the gear housing 8 or the housing flange 8.1 and that the shielding element also serves as a carrier or hub for the control magnet 13. In principle, it is also possible for the shielding element or the shielding bushing to be produced in one piece with the control magnet. Furthermore, e.g. the possibility that the shielding element extends from the motor side into the through opening 9 and in this case is made, for example, in one piece with the commutator 2 or the insulating body of this commutator.
Weiterhin ist es grundsätzlich auch möglich, den Steuermagneten 13 direkt als Abschirmelement zu verwenden und diesen hierfür zumindest auf einem Teil seiner axialen Breite in der Durchgangsöffnung 9 anzuordnen, wobei der Steuermagnet dann den wenigstens einen Permanentmagneten stirnseitig aufweist, und mit seiner dem Inneren des Getriebegehäuses 8 zugewandten Stirnseite mit wenigstens einem radial über die Platine 11 vorstehenden Sensor (z. B. Hall-Sensor oder - Chip) zusammenwirkt. BezugszeichenlisteFurthermore, it is fundamentally also possible to use the control magnet 13 directly as a shielding element and to arrange it for this purpose at least over part of its axial width in the through opening 9, the control magnet then having the at least one permanent magnet on the end face, and with it the interior of the gear housing 8 facing end cooperates with at least one radially projecting over the circuit board 11 sensor (z. B. Hall sensor or chip). LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Ankerwelle1 armature shaft
2 Kommutator2 commutator
3 Bürstenhalter3 brush holders
4 Kohlebürste4 carbon brush
5 Platine5 board
6 Platinenöffnung6 board opening
7 Köcher7 quivers
8 Getriebegehäuse 8.1 Gehäuseflansch8 Gear housing 8.1 Housing flange
9 Durchgangsöffnung im Gehäuseflansch 8.1 für die Ankerwelle9 Through opening in the housing flange 8.1 for the armature shaft
10 Lager für die Ankerwelle10 bearings for the armature shaft
11 Platine im Getriebegehäuse11 PCB in the gearbox
12 Sensor12 sensor
13 Steuermagnet13 control magnet
14, 16, 17 Abschnitt14, 16, 17 section
15, 15a Abschirmelement oder -buchse 18, 19 Abschnitt15, 15a shielding element or bushing 18, 19 section
20, 21 Ausnehmung oder Kammer20, 21 recess or chamber
22 Steg 22 bridge

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektromotorischer Antrieb mit einem einen Kommutator (2) in einem Motorgehäuse aufweisenden Elektromotor sowie mit einem an den Elektromotor angeflanschten Getriebe, wobei eine von dem Elektromotor angetriebene Welle (1) durch eine Öffnung (9) in einen Innenraum eines Getriebegehäuses (8) hineinreicht, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (1 ) ein Abschirmelement (15, 15a) mit dieser Welle umlaufend befestigt ist, dass das Abschirmelement (15, 15a) mit einem am Umfang kreisring- oder kreiszylinderförmigen ersten Abschnitt (17, 19) die Öffnung (9) vollständig oder nahezu vollständig verschließt.1. Electromotive drive with an electric motor having a commutator (2) in a motor housing and with a gearbox flanged to the electric motor, wherein a shaft (1) driven by the electric motor extends through an opening (9) into an interior of a gearbox housing (8) , characterized in that on the shaft (1) a shielding element (15, 15a) with this shaft is attached all round, that the shielding element (15, 15a) with a circumferentially circular or circular cylindrical section (17, 19) the opening (9) completely or almost completely closed.
2. Antrieb nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auf der Welle (1 ) innerhalb des Getriebegehäuses (8) wenigstens ein mit der Welle (1) umlaufender und mit wenigstens einem vorzugsweise innerhalb des Getriebegehäuses (8) angeordneten, Sensor (12) zusammenwirkender Steuermagnet (13) vorgesehen ist.2. Drive according to claim 1, characterized in that on the shaft (1) within the gear housing (8) at least one with the shaft (1) rotating and with at least one preferably arranged inside the gear housing (8), sensor (12) cooperating Control magnet (13) is provided.
3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (17, 19) in die Öffnung (9) hineinreicht.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the first section (17, 19) extends into the opening (9).
4. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (17, 19) die Öffnung (9) bis auf einen Ringspalt verschließt, dessen Breite sehr viel kleiner ist als der Durchmesser der Öffnung (9).4. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the first section (17, 19) closes the opening (9) except for an annular gap, the width of which is very much smaller than the diameter of the opening (9).
5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle die Ankerwelle (1) des Elektromotors ist.5. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft is the armature shaft (1) of the electric motor.
6. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (1) im Getriebegehäuse (8) gelagert ist, und dass das entsprechende Lager (10) relativ zu der durch das Abschirmelement (15, 15a) gegenüber dem Motorinnenraum abgeschirmten Öffnung (9) axial versetzt ist.6. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft (1) in the gear housing (8) is mounted, and that the corresponding bearing (10) relative to that by the shielding element (15, 15a) shielded from the engine interior opening (9) is axially offset.
7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (15, 15a) zugleich Träger oder Nabe für den wenigstens einen Steuermagneten (13) ist.7. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding element (15, 15a) is at the same time carrier or hub for the at least one control magnet (13).
8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Steuermagnet (13) gegenüber dem ersten Abschnitt (17, 19) axial versetzt am Abschirmelement (15, 15a) vorgesehen ist.8. Drive according to claim 7, characterized in that the at least one control magnet (13) with respect to the first section (17, 19) is provided axially offset on the shielding element (15, 15a).
9. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine mit dem Steuermagneten (13) zusammenwirkende Sensor (12) auf einer im Getriebegehäuse (8) untergebrachten Platine (11) vorgesehen ist.9. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one sensor (12) interacting with the control magnet (13) is provided on a circuit board (11) accommodated in the transmission housing (8).
10. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement (15, 15a) ein Formteil aus Kunststoff ist.10. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding element (15, 15a) is a molded part made of plastic.
11. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement zusätzlich zu dem ersten Abschnitt (17, 19) wenigstens einen gegenüber dem ersten Abschnitt axial versetzten zweiten Abschnitt (14, 18) besitzt, auf welchem der wenigstens eine Steuermagnet (13) angeordnet ist und/oder weicher den wenigstens einen Steuermagnet bildet.11. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding element in addition to the first section (17, 19) has at least one axially offset second section (14, 18) relative to the first section, on which the at least one control magnet (13 ) is arranged and / or softer forms the at least one control magnet.
12. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Abschnitt (18, 19) des Abschirmelementes (15a) unmittelbar aneinander anschließen.12. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second sections (18, 19) of the shielding element (15a) connect directly to one another.
13. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Abschnitt (17) und dem zweiten Abschnitt (14) ein die Welle (1) umschließender hülsenförmiger Abschnitt (16) vorgesehen ist. 13. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that a sleeve-shaped section (16) surrounding the shaft (1) is provided between the first section (17) and the second section (14).
14. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschirmelement bzw. der erste Abschnitt dieses Elementes Teil des Kommutators (2) ist.14. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the shielding element or the first section of this element is part of the commutator (2).
15. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuermagnet (13) das Abschirmelement bildet.15. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the control magnet (13) forms the shielding element.
16. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuermagnet (13) zumindest mit einem Teil seiner axialen Breite in die Durchgangsöffnung hineinreicht. 16. Drive according to claim 15, characterized in that the control magnet (13) extends at least with a part of its axial width into the through opening.
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