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Die
Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, insbesondere für
eine Gebläseeinrichtung
eines Kraftfahrzeugs, mit einem Polgehäuse, mehreren die Kontaktierung
zu einem Kollektor bewirkenden Kontaktelementen und einer der Reduzierung
und/oder Eliminierung von leitungsgebundenen elektrischen Störsignalen
dienenden Entstörvorrichtung.
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Stand der
Technik
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Gleichstrommotoren
der eingangs genannten Art sind bekannt, beispielsweise in der Ausführung als
zweipoliger Bürsten-Gleichstrommotor.
Derartige Gleichstrommotoren haben eine Vielzahl von Anwendungen
und werden insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik in einer elektromagnetisch
entstörten
Bauweise benötigt.
Dabei ist es bekannt, die Entstörung
durch eine Anordnung mehrerer Elemente zwischen den Kontaktelementzuleitungen
und den Motoranschlüssen "Plus" und "Minus" zu bewirken. Dabei
wird für
die Entstörung
im Mittelwellen-, Kurzwellen- und Ultrakurzwellenbereich jedem der
Kontaktelemente eine Drossel in Reihe geschaltet und zur Entstörung im
Langwellenbereich ein Kondensator parallel zu den Kontaktelementzuleitungen
geschaltet. Nachteilig ist dabei jedoch, dass eine solche Anordnung
aus relativ vielen Einzelbauteilen besteht und bei der Herstellung
eine Vielzahl an Verarbeitungsschritten unter Einsatz verschiedener
Verbindungsprozesse erfordert. Die einzelnen Bauteile müssen größtenteils
manuell relativ zueinander posi tioniert und dann montiert werden,
sodass eine Automatisierung nur sehr aufwendig bei erheblichem Kostenaufwand
möglich
ist.
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Vorteile der
Erfindung
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Erfindungsgemäß weist
die Entstörvorrichtung
des Gleichstrommotors mindestens einen Durchführungskondensator auf, der
in einem elektrischen Pfad mindestens einer Anschlussleitung angeordnet
ist. Durchführungskondensatoren
sind aus dem Stand der Technik bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden.
Es sei lediglich angemerkt, dass es sich bei Durchführungskondensatoren
um Vierpol-Kondensatoren handelt, die für mindestens einen Belag zwei
elektromagnetisch weitgehend entkoppelte Zuführungen aufweisen. Der Kondensator ist
dabei so zwischen den Zuführungen
angeordnet, dass eine kapazitive Kopplung zwischen den beiden Zuführungen
bewirkt wird. Erfindungsgemäß werden zwei
Pole einer der Zuführungen
des Durchführungskondensators
auf das gleiche Potenzial geschaltet, insbesondere auf ein Massepotenzial,
während
die andere Zuführung
den Nutzstrom führt.
Auf diese Weise lässt
sich die genannte Entstörvorrichtung
besonders einfach mittels Standard-Elektronikkomponenten beziehungsweise
Standardtechnologien herstellen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Entstörvorrichtung
ein Masseblech auf, welches dem Durchführungskondensator zugeordnet
ist. Eine derartige Anordnung verbessert die Entstöreigenschaften
der Entstörvorrichtung
und bietet gute Möglichkeiten
der Befestigung beziehungsweise Anordnung des Durchführungskondensators.
So ist es bevorzugt, eine Wanne als Einzug auf dem Masseblech auszubilden,
in das der Durchführungskondensator eingesetzt,
mit dem Masseblech kontaktiert und dann schützend vergossen wird. Die Beaufschlagung
des Masseblechs mit einem Massepotenzial kann auf vielfältige Weise
erfolgen, beispielsweise mittels eines Ka bels oder mittels eines
direkten Kontakts zu einem masseführenden Element.
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Vorteilhafterweise
ist die Entstörvorrichtung der
Polgehäuseöffnung zugeordnet,
insbesondere in die Polgehäuseöffnung eingesetzt.
Dadurch ergibt sich eine besonders günstige Positionierung der Entstörvorrichtung,
da für
die Entstörvorrichtung
innerhalb beziehungsweise außerhalb
des Polgehäuses lediglich
ein minimaler zusätzlicher
Bauraum erforderlich ist. Zudem ist die vorgeschlagene Zuordnung der
Entstörvorrichtung
technisch vorteilhaft, da die Entstörvorrichtung so aufgrund ihrer
räumlichen
Ausdehnung, insbesondere bei Verwendung des zuvor genannten Masseblechs,
auch Störstrahlung,
die vom Motor ausgeht, reduziert und/oder eliminiert. Zudem lässt sich
die zuvor genannte Anbindung an ein Massepotenzial so besonders
einfach realisieren, da das Polgehäuse in aller Regel bereits
mit einem Massepotenzial verbunden ist.
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Mit
Vorteil sind die Kontaktelemente, insbesondere in der Ausführung als
Kohlekontakte beziehungsweise Kohlebürsten, mit den Anschlussleitungen
form- und/oder kraftschlüssig
verbunden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, die Kohlebürsten an die
Anschlussleitungen anzupressen, wobei auch das Litzenseil eines
Kontaktelements beziehungsweise einer Kohlebürste als Anschlussleitung der Entstörvorrichtung
genutzt werden kann.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Masseblech
mit Halteelementen, insbesondere Blechlappen, zum Einschieben, Klemmen und/oder
Stecken in die Polgehäuseöffnung ausgebildet.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Masseblech an den äußeren Rändern federnde Blechlappen
aufweist, die so ausgeformt sind, dass sie unter Vorspannung am
Polgehäuse
befestigt werden und somit dort für eine dauerhafte Masseanbindung
gewährleisten.
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Vorteilhafterweise
sind die Anschlussleitungen zur Reduzierung einer Schallübertragung
zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet. Obgleich es möglich ist,
die Anschlussleitungen vollständig
flexibel auszubilden, ist es zum Zwecke der Geräuschentkopplung hinreichend,
durch flexible Abschnitte in den Anschlussleitungen die Schallübertragung zu
unterbinden. Die Integration von mechanisch flexiblen Anschlussleitungen
kann insbesondere durch die Litzenseile der Kontaktelemente beziehungsweise
der Kohlebürsten
realisiert werden (flexibles Kupferlitzenseil). Die Geräuschentkopplung
von Gleichstrommotoren ist in der Kraftfahrzeugtechnik insbesondere
für Gebläsemotoren
gewünscht,
die während
des Fahrzeugbetriebs oftmals im Dauerbetrieb sind.
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Bevorzugt
ist es, dass eine dem Anschluss an ein negatives Spannungspotenzial
dienende Anschlussleitung (Minus-Leitung) einen elektrischen Kontakt
zum Masseblech aufweist. Damit lässt
sich die Masseanbindung der vom negativ gepolten Kontaktelement
aus dem Polgehäuse
herausführenden Anschlussleitung
in unmittelbarer Nähe
des Gleichstrommotors bewirken. Wird die Ausführungsform gewählt, bei
der das Masseblech in die Polgehäuseöffnung eingesetzt
wird, so findet die Entstörung
der Minus-Leitung unmittelbar im oder am Polgehäuse statt.
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Vorteilhafterweise
weist das Masseblech eine Anschlusszunge zur elektrischen Kontaktierung und/oder
Zugentlastung der Minus-Leitung
auf. Dabei weist das Masseblech insbesondere eine Ausstanzung in
Form eines Balkens (Anschlussbalken) auf. Diese Anschlusszunge beziehungsweise
Anschlussbalken wird benötigt,
um die Anschlussleitung (zum Beispiel Kohlelitzenseil oder Kupferlitzenseil) des
Minus-Kontaktelements elektrisch zu verbinden und gleichzeitig mechanisch
auf Zug zu entlasten. Die Zugentlastung wird dadurch bewirkt, dass
die Anschlusszunge einen Kragen aufweist, der die Anschlussleitung
zumindest teilweise umschließt
und kraftschlüssig
festhält.
Bei Verwendung einer nicht isolierten Anschlussleitung oder einer
bereichsweise abisolierten Anschlussleitung wird auf diese Weise gleichzeitig
der elektrische Kontakt zwischen der Anschlussleitung und der Anschlusszunge
hergestellt. Soll eine isolierte Anschlussleitung kontaktiert werden,
so ist es vorteilhaft, wenn der genannte Kragen mindestens einen
spitzen und/oder scharfen Vorsprung aufweist, der bei Umschließung der
Anschlussleitung durch den Kragen die Isolierschicht der Anschlussleitung
durchdringt und die Kontaktierung auf den Leiter der Anschlussleitung
bewirkt. Die genannte elektrische Verbindung und/oder mechanische
Zugentlastung kann insbesondere als Crimp-, Quetsch-, Schweiß- oder
Lötverbindung
realisiert sein.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung ist jeder Anschlussleitung ein
Durchführungskondensator zugeordnet.
Dadurch lässt
sich die Entstörwirkung der
Entstörvorrichtung
verbessern. Bei einem zweipoligen Gleichstrommotor bedeutet dies,
dass sowohl in der Plus-Leitung
als auch in der Minus-Leitung je ein Durchführungskondensator angeordnet wird.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass sich der erfindungsgemäße Gleichstrommotor
auch aufgrund eines weiteren Aspekts besonders günstig fertigen lässt. So
ist es möglich,
die Entstörvorrichtung
außerhalb
des Gleichstrommotors zu fertigen und dann im -zumindest teilweisefertiggestellten
Zustand am Gleichstrommotor anzuordnen. Die Integration kann insbesondere
so weit geführt
werden, dass noch vor der Anordnung der Entstörvorrichtung am Gleichstrommotor
die Minus-Leitung
mit der Anschlusszunge verbunden wird und/oder dass die Kontaktelemente
an den Anschlussleitungen angepresst werden. Wird die Kohlebürste an
die genannte flexible Anschlussleitung angepresst, sind zusätzliche
elektrische Verbindungen überflüssig. Dies
erleichtert die Fertigung und reduziert die Herstellungskosten des Gleichstrommotors.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine elektrische Entstörvorrichtung für ein in
einem Gehäuse
angeordnetes elektrisches Gerät,
insbesondere für
einen Gleichstrommotor in einem Polgehäuse, aufweisend ein Masseblech
mit der Befestigung in einer Gehäuseöffnung dienenden
Blechlappen, eine der elektrischen Kontaktierung und/oder Zugentlastung
einer Anschlussleitung dienenden Anschlusszunge, einen am Masseblech
vergossenen Durchführungskondensator,
einen ersten, anschlussseitig am Durchführungskondensator angeordnete
Anschlussleitungsabschnitt und einen zweiten, gehäuseinnenseitig
am Durchführungskondensator
angeordneten Anschlussleitungsabschnitt.
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Schließlich betrifft
die Erfindung die Verwendung eines Durchführungskondensators zur Entstörung eines
Gleichstrommotors, insbesondere mit einem oder mehreren der zuvor
genannten Merkmale.
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Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei
zeigen
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1 einen
Gleichstrommotor,
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2 eine
Detailansicht einer Entstörvorrichtung,
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3 eine
Detailansicht der Führungen
der Anschlussleitungen, und
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4 eine
Entstörvorrichtung
mit an den Anschlussleitungen angeklemmten Kontaktelementen.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
einen Gleichstrommotor 1, wobei lediglich die bezüglich der
Erfindung relevanten Elemente dargestellt wurden. Es sei darauf
hingewiesen, dass es sich bei der 1 nicht
um eine maßstabsgetreue
Darstellung handelt und dass einige Bestandteile des Gleichstrommotors 1,
insbesondere der Stator, zum Zwecke der besseren Übersichtlichkeit
nicht dargestellt wurden. Der Gleichstrommotor 1 weist
folgende Elemente auf: Ein Polgehäuse 10, einen Kollektor 12 mit
mehreren Kollektorlamellen 14, zwei der Kontaktierung des
Kollektors 12 beziehungsweise der Kollektorlamellen 14 dienende
Kontaktelemente 13, eine Polgehäuseöffnung 16 zur Durchführung elektrischer
Anschlussleitungen 18, nämlich einer Plus-Leitung 20 und
einer Minus-Leitung 22, wobei jede der Anschlussleitungen 18 einen Leiter 24 und
eine den Leiter 24 umgebende Isolierung 26 aufweist,
und eine in die Polgehäuseöffnung 16 eingesetzte
Entstörvorrichtung 28.
Die prinzipielle Funktionsweise eines Gleichstrommotors 1 ist
bekannt und soll. hier nicht weiter erläutert werden. Es sei lediglich
erwähnt,
dass während
des Betriebs des Gleichstrommotors 1, wenn sich also der
Kollektor 12 dreht, die Kollektorlamellen 14 sich
an den Kontaktelementen 13, hier als Kohlebürsten 30 ausgeführt, vorbeibewegen,
sodass die Kontaktelemente 13 im zeitlichen Verlauf zu
unterschiedlichen Paaren von Kollektorlamellen 14 Kontakt
haben. Insbesondere während
des Wechsels von einem Lamellenpaar zum anderen entstehen eine Störstrahlung
und leitungsgebundene Störsignale.
Da diese Störsignale entlang
der elektrischen Anschlussleitungen 18 aus dem Gleichstrommotor 1 hinauspropagieren
und ein elektrisches System, an das der Gleichstrommotor 1 angeschlossen
ist, stören
können,
ist es erforderlich, entstörende
Maßnahmen
zu ergreifen. Dies wird hier mittels der Entstörvorrichtung 28 erreicht,
die in der Polgehäuseöffnung 16 mittels
Halteelementen 31, hier als Blechlappen 32 ausgeführt, klemmend
gehalten ist.
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2 zeigt
eine Detailansicht der elektrischen Entstörvorrichtung 28. Die
Entstörvorrichtung 28 weist
die folgenden Bestandteile auf:
Ein Masseblech 34,
am Masseblech 34 ausgebildete Blechlappen 32,
wobei innere Blechlappen 36 mit ihren ungefähr flächigen Ausdehnungen
im Wesentlichen in einer ersten Ebene liegen und äußere Blechlappen 38 mit
ihren ungefähr
flächigen
Ausdehnungen im Wesentlichen in einer zweiten Ebene liegen, eine
aus dem Masseblech 34 ausgebildete Wanne 40, eine
die Minus-Leitung 22 mittels eines Kragens 42 elektrisch
kontaktierende und zugentlastende Anschlusszunge 44 und
ein in einer Vergussmasse 46 eingebetteter und mit dem
Masseblech 34 elektrisch kontaktierter Durchführungskondensator 48.
Die Plus-Leitung 20 ist hier in einen ersten, anschlussseitig
am Durchführungskondensator 48 angeordneten Anschlussleitungsabschnitt 50 und
einen zweiten, gehäuseinnenseitig
am Durchführungskondensator 48 angeordneten
Anschlussleitungsabschnitt 52 aufgeteilt. Die Minus-Leitung 22 wurde
hier bereits montiert, das heißt,
die Minus-Leitung 22 wurde in die Anschlusszunge 44 eingelegt
und durch eine Quetschung des Kragens 42 festgequetscht.
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Der
Durchführungskondensator 48 wurde elektrisch
wie folgt beschaltet: Der erste Pol seiner ersten Zuführung wurde
mit dem ersten Anschlussleitungsabschnitt 50 verbunden
und der zweite Pol der ersten Zuführung mit dem zweiten Anschlussleitungsabschnitt 52.
Die beiden Pole der zweiten Durchführung stehen in elektrischem
Kontakt zur Wanne 40 des Masseblechs 34. Ein Störsignal,
welches entlang der Plus-Leitung 20 propagiert, wird vom
Durchführungskondensator 48 gedämpft oder ausgelöscht, sodass
eine Weiterleitung des Störsignals
an den ersten Anschlussleitungsabschnitt 50 verringert
oder unterdrückt
wird. Störsignale,
die entlang der Minus-Leitung 22 propagieren, werden durch
die mittels des Kragens 42 bewirkte Kontaktierung auf den
elektrischen Leiter 24 der Minus-Leitung 22 auf
das Masseblech 34 abgeleitet, da das Masseblech 34 mit
seiner Anbindung an die Masse des elektrischen Gesamtsystems als
Spannungssenke für
jegliche Spannung, also auch für
die Spannung der Störsignale,
anzusehen ist.
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Die 3 verdeutlicht
in einer Draufsicht auf die Entstörvorrichtung 28 die
Führung
der Plus-Leitung 20 und der Minus-Leitung 22.
Es ist dabei zu erkennen, dass der erste Anschlussleitungsabschnitt 50 anschlussseitig
am Durchführungskondensator 48 angeordnet
ist. Anschlussseitig bedeutet dabei, dass der erste Anschlussleitungsabschnitt 50 einer den
Gleichstrommotor 1 mit Energie versorgenden Energiequelle
zugeordnet ist. Der zweite Anschlussleitungsabschnitt 52 ist
gehäuseinnenseitig
an den Durchführungskondensator 48 angeschlossen.
Die Minus-Leitung 22 liegt auf der Anschlusszunge 44 auf
und wird dort vom Kragen 42 fixiert.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
zeigt die 4. Hier wurden die Kontaktelemente 13 an
die gehäuseinnenseitigen
Enden der Anschlussleitungen 18 angeklemmt. Bei diesem
Ausführungsbeispiel wurde
das positive Kontaktelement 13 zunächst mit einer Kontaktelementzuleitung 56 versehen
und dann über
ein Verbindungselement 54 mit dem zweiten Anschlussleitungsabschnitt 52 elektrisch
verbunden. Diese zunächst
zweistückige
Fertigung, der dann ein Verbindungsschritt folgt, kann je nach Ausrichtung
der Fertigungsstrategien vorteilhaft sein. Genauso kann aber eine
einstückige
Fertigung ohne das Verbindungselement 54 gewählt werden.