DE102007025597A1

DE102007025597A1 - Electric motor, particularly direct current voltage motor for electromotive auxiliary drive in vehicles, has rotatably stored rotor in crankcase and rotor has rotor winding distributed at armature or laminated core

Info

Publication number: DE102007025597A1
Application number: DE102007025597A
Authority: DE
Inventors: Dirk Linge; Werner Hartmann; Siegfried Stefani; Christof Heuberger; Jochen Kölle
Original assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Current assignee: Valeo Systemes dEssuyage SAS
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2007-05-31
Publication date: 2008-12-04

Abstract

The electric motor (1) has a rotatably stored rotor (5) in a crankcase (2). The rotor has rotor winding distributed at the armature or laminated core and around the rotational axis of the rotor. A space (8) is formed between pole shoe (3) that is placed at a distance from each other in rotor turning direction and a locking insert (11) is provided between the space.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The The invention relates to an electric motor according to the preamble Claim 1.

Elektromotore, insbesondere auch in ihrer Ausbildung als Gleichspannungsmotor zur Verwendung in elektromotorischen Hilfsantrieben bei Fahrzeugen, beispielsweise in Scheibenwischerantrieben, in Verstellantrieben für Fahrzeugsitze, Schiebefenster usw. sind bekannt. Speziell bei Ausbildung als Gleichspannungsmotor bestehen diese im Wesentlichen jeweils aus einem um die Motorachse drehbar gelagerten Rotor mit Motorwicklung auf einem Blech- oder Ankerpaket sowie aus einem Stator mit Polschuhen, die zwischen sich und dem Rotor einen Motor- oder Magnetspalt definierend den Rotor jeweils auf einem Teil seines Umfangs umschließen und in Drehrichtung des Rotors voneinander beabstandet sind.Electric engines, especially in their training as a DC motor for Use in auxiliary electric motor drives in vehicles, for example in windscreen wiper drives, in adjusting drives for vehicle seats, Sliding windows, etc. are known. Especially when training as a DC motor These essentially consist of one each around the motor axis rotatably mounted rotor with motor winding on a sheet metal or Anchor package as well as a stator with pole pieces that are between them and the rotor defining a motor or magnetic gap defining the rotor enclose on a part of its circumference and in the direction of rotation of the Rotor are spaced apart.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektromotor, insbesondere einen solchen für elektromotorische Hilfsantriebe aufzuzeigen, der sich während des Betriebes durch reduzierte Motor- bzw. Laufgeräusche auszeichnet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Elektromotor entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.task The invention is an electric motor, in particular such for electromotive To show auxiliary drives, which reduced during operation by Engine or running noise distinguished. To the solution This object is an electric motor according to claim 1 educated.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass ein ganz erheblicher Anteil der Geräusche während des Motorbetriebs durch Luftströmungen und -wirbel im Inneren des Motors verursacht wird, und zwar insbesondere bedingt durch sprunghafte oder stufenförmige Veränderungen des Motorspaltes in Rotordrehrichtung an dem jeweiligen Zwischenraum oder Spalt, der zwischen den voneinander beabstandeten Polschuhenden zweier in Rotordrehrichtung auf einander folgender Polschuhe gebildet ist.Of the Invention is based on the finding that a very significant Proportion of noise during the Engine operation by air currents and -spirit is caused inside the engine, and in particular due to sudden or stepped changes in the motor gap in Rotordreirichtung at the respective gap or gap, the between the spaced apart pole shoe ends of two in the rotor rotation direction is formed on each other following pole pieces.

Die Erfindung sieht daher vor, diesen Zwischenraum oder Spalt zwischen den Polschuhenden mechanisch und strömungsmäßig zu verschließen, und zwar durch wenigstens ein Verschluss-Stück oder wenigstens einen Einsatz bevorzugt in der Weise, dass dieser wenigstens eine Einsatz mit einer dem Rotor zugewandten Fläche kontinuierlich, d. h. stufenlos oder ohne eine andere eine gleichförmige Luftströmung störende Unebenheit in die Polfläche der angrenzenden Polschuhe übergeht.The The invention therefore provides for this gap or gap between mechanically and fluidly closing the pole shoe ends, and although by at least one closure piece or at least one insert preferably in such a way that this at least one use with a surface facing the rotor continuously, d. H. stepless or without another unevenness disturbing a uniform air flow in the pole of the passes over adjacent pole shoes.

Zusätzlich hierzu sind bei dem erfindungsgemäßen Elektromotor noch andere Maßnahmen zur weiteren Reduzierung der Motorgeräusche möglich, insbesondere auch Maßnahmen zur Unterdrückung von Motor- oder Laufgeräuschen, die magnetische Ursachen haben und aus Unstetigkeiten in der Drehbewegung des Rotors resultieren. Zur Unterdrückung oder Reduzierung von Geräuschen dieser Art sind die Polschuhe beispielsweise an ihren Enden abgeschrägt und/oder an ihrer Polschuhfläche so gewölbt, dass sich zwischen den Polschuhen und dem Rotor ein Motorspalt ergibt, der von der Polschuhmitte zu den Enden des Polschuhs hin zunimmt.In addition to this are in the electric motor according to the invention other measures to further reduce the engine noise possible, especially measures for the suppression of Engine or running noise, which have magnetic causes and discontinuities in the rotational movement of the rotor result. To suppress or reduce sounds this type, the pole pieces are beveled for example at their ends and / or at its pole surface so arched that there is a motor gap between the pole shoes and the rotor, which increases from the pole shoe center to the ends of the pole piece.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, Advantages and applications The invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments and from the figures. All are described and / or illustrated illustrated features for itself or in any combination in principle the subject of the invention, independently from their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims becomes a part of the description.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the figures of an embodiment explained in more detail. It demonstrate:

1 in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch einen Gleichspannungsmotor gemäß der Erfindung; 1 in a simplified representation of a section through a DC motor according to the invention;

2 in perspektivischer Einzeldarstellung einen Teil eines Motorgehäuses zusammen mit dem in diesem Gehäuse angeordneten Stator. 2 in perspective detail a part of a motor housing together with the arranged in this housing stator.

Der in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete und dort jeweils nur teilweise dargestellte Elektromotor ist als Gleichspannungsmotor ausgebildet, und zwar z. B. für die Verwendung in einem elektromotorischen Hilfsantrieb von Fahrzeugen, beispielsweise in einem Scheibenwischerantrieb, einem Stellantrieb beispielsweise für Fahrzeugsitze, Schiebefenster usw.The in the figures generally with 1 designated and there each only partially shown electric motor is designed as a DC motor, namely z. B. for use in an electric motor auxiliary drive of vehicles, for example in a windshield wiper drive, an actuator, for example for vehicle seats, sliding windows, etc.

Der Elektromotor 1 umfasst u. a. ein in den Figuren nur teilweise gezeigtes Gehäuse 2, in welchem bei der dargestellten Ausführungsform als Stator zwei von jeweils einem Permanentmagneten gebildete Polschuhe 3 aufgenommen sind, die teilringförmig ausgebildet und um eine Motorachse um 180° gegeneinander versetzt angeordnet sind.The electric motor 1 includes, inter alia, a housing only partially shown in the figures 2 in which, in the illustrated embodiment, as a stator, two pole shoes formed by one permanent magnet each 3 are taken, which are formed part-ring-shaped and arranged offset by a motor axis by 180 ° from each other.

Die beiden Polschuhe 3 umschließen einen im Gehäuse 2 drehbar gelagerten und auf einer Motorwelle 4 vorgesehenen Rotor 5, der in bekannter Weise im Wesentlichen aus einem Anker- oder Blechpaket mit einer Vielzahl von Magnetpolen 6 am Umfang des Rotors 5, aus der nicht dargestellten Motorwicklung und aus dem auf der Motorwelle angeordneten Kommutator 7 besteht.The two pole shoes 3 enclose one in the housing 2 rotatably mounted and on a motor shaft 4 provided rotor 5 which in a known manner essentially consists of an armature or laminated core with a plurality of magnetic poles 6 on the circumference of the rotor 5 , From the motor winding not shown and arranged on the motor shaft commutator 7 consists.

Die Polschuhe 3 sind weiterhin so ausgebildet, dass sie in der in der 1 mit dem Pfeil A angenommenen Rotordrehrichtung jeweils mit Abstand aneinander anschließen, so dass der Stator zwischen den Polschuhen 3 bzw. den Polschuhenden 3.1 zwei Lücken 8 aufweist, die sich jeweils in Richtung der Motorachse über die gesamte axiale Länge des Rotors 5 erstrecken. An den diese Lücken 8 begrenzenden, sich ebenfalls in Richtung der Motorachse erstreckenden Polschuhenden 3.1 sind die Polschuhe 3 abgeschrägt, und zwar derart, dass sie u. a. jeweils eine der Innenfläche des Gehäuses 2 zugewandte Schrägfläche 9 bilden, die mit einer gedachten Tangente an die kreiszylinderförmige Gehäuseinnenfläche einen Winkel kleiner als 90° einschließt, und zwar derart, dass sich dieser Winkel an einem Polschuhende 3.1 jedes Polschuhs 3 entgegen der angenommenen Rotordrehrichtung A und am anderen Polschuhende 3.1 jedes Polschuhs 3 in der Rotordrehrichtung A öffnet.The pole shoes 3 are still trained to be in the in the 1 with the arrow A assumed direction of rotation each at a distance connect to each other, so that the stator between the pole pieces 3 or the pole shoe ends 3.1 two gaps 8th each extending in the direction of the motor axis over the entire axial length of the rotor 5 extend. At these gaps 8th delimiting, also in the direction of the motor axis extending pole ends 3.1 are the pole shoes 3 bevelled, in such a way that, inter alia, each one of the inner surface of the housing 2 facing inclined surface 9 form, with an imaginary tangent to the circular cylindrical housing inner surface forms an angle smaller than 90 °, in such a way that this angle at a Polschuhende 3.1 each pole piece 3 contrary to the assumed rotor rotational direction A and at the other pole shoe end 3.1 each pole piece 3 in the rotor rotation direction A opens.

Weiterhin sind die beiden Polschuhe 3 an ihrer dem Rotor 5 benachbarten Innen- bzw. Polschuhfläche 3.2, die mit der Außenfläche des Rotors 5 den Magnet- oder Motorspalt 10 definiert, so ausgebildet, dass die Breite des Motorspalts 10 an jedem Polschuh 3 ausgehend von Mitte der Polschuhfläche 3.2 zu den Polschuhenden 3.1 hin zunimmt.Furthermore, the two pole pieces 3 at her the rotor 5 adjacent inner or Polschuhfläche 3.2 connected to the outer surface of the rotor 5 the magnetic or motor gap 10 defined, designed so that the width of the motor gap 10 on each pole piece 3 starting from the middle of the pole face 3.2 to the pole shoe ends 3.1 increases.

Eine Besonderheit des Elektromotors 1 besteht nun darin, dass in jeden Zwischenraum oder Spalt 8 ein diesen verschließender bzw. ausfüllender Einsatz 11 eingebracht ist, der sich über die gesamte axiale Länge des von den Polschuhen 3 gebildeten Stators erstreckt und an seiner dem Rotor 5 zugewandten Innenfläche 11.1 um eine parallel zur Motorachse verlaufende Achse konkav derart gewölbt ist, dass diese Innenfläche 11.1 kontinuierlich und ohne Stufen oder dergleichen Diskontinuitäten an die Polschuhflächen 3.2 der benachbarten Polschuhe 3 anschließt, der Spalt zwischen der Innenfläche 11.1 jedes Einsatzes 11 und der Umfangsfläche des Rotors 5 also gleich der Breite des Motorspaltes 10 an den Polschuhenden 3.1 ist.A special feature of the electric motor 1 is now that in every space or gap 8th a use that closes or fills it 11 is introduced, extending over the entire axial length of the pole pieces 3 formed stator and at its the rotor 5 facing inner surface 11.1 around a parallel to the motor axis extending axis is concavely curved so that this inner surface 11.1 continuously and without steps or the like discontinuities on the pole faces 3.2 the adjacent pole shoes 3 connects, the gap between the inner surface 11.1 every use 11 and the peripheral surface of the rotor 5 ie equal to the width of the motor gap 10 at the pole shoe ends 3.1 is.

Für die Einsätze 11 sind unterschiedlichste Materialien denkbar. Sie bestehen beispielsweise aus Kunststoff, Keramik und/oder einem metallischen, insbesondere nicht ferromagnetischen Werkstoff. Auch die Verwendung von Kombinationen unterschiedlicher Werkstoffe ist denkbar. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Einsätze 11 massiv oder zumindest jeweils in Teilbereichen als Hohlkörper auszubilden, d. h. mit Kammern oder Hohlräumen zu versehen, aber auch in diesen Fällen so, dass die Einsätze 11 eine dem Rotor 5 zugewandte, geschlossene Innenfläche 11.1 bilden.For the inserts 11 Different materials are conceivable. They consist for example of plastic, ceramic and / or a metallic, in particular non-ferromagnetic material. The use of combinations of different materials is conceivable. There is also the possibility of the inserts 11 massively or at least in each case form part of a hollow body, ie to provide with chambers or cavities, but also in these cases so that the inserts 11 one to the rotor 5 facing, closed inner surface 11.1 form.

Die Befestigung der Einsätze 11 erfolgt in geeigneter Weise, beispielsweise durch Verkleben. Durch die Abschrägung der Polschuhenden 3.1 (insbesondere Schrägflächen 9) besteht auch die Möglichkeit, die Einsätze 11 form- und kraftschlüssig zwischen der Gehäuseinnenfläche und den Polschuhenden 3.1 zu sichern.The attachment of the inserts 11 takes place in a suitable manner, for example by gluing. Due to the bevel of the pole shoe ends 3.1 (especially inclined surfaces 9 ) there is also the possibility of the inserts 11 positive and non-positive between the housing inner surface and the pole shoe ends 3.1 to secure.

Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der die Erfindung tragende Gedanke verlassen wird.The The invention has been described above with reference to an exemplary embodiment. It is understood that numerous changes and modifications are possible, without thereby leaving the idea of the invention.

So ist es beispielsweise möglich, dass der Stator des Elektromotors von mehr als zwei Polschuhen 3 oder Permanentmagneten gebildet ist und/oder dass anstelle von Permanentmagneten voneinander beabstandete Polschuhe einer Statorwicklung vorgesehen sind. Auch in diesen Fällen ist der jeweilige Spalt zwischen zwei in Rotordrehrichtung A aufeinander folgenden Polschuhen jeweils von wenigstens einem Einsatz ausgefüllt ist, der mit seiner dem Rotor 5 zugewandten Innenfläche eine kontinuierliche Fortsetzung des zwischen dem Rotor und den Polschuhen definierten Motorspaltes 10 bildet.For example, it is possible that the stator of the electric motor of more than two pole pieces 3 or permanent magnet is formed and / or that instead of permanent magnets spaced pole pieces of a stator winding are provided. Also in these cases, the respective gap between two successive in the rotor rotational direction A pole pieces is in each case filled by at least one insert, with its the rotor 5 facing inner surface a continuous continuation of the defined between the rotor and the pole pieces motor gap 10 forms.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die Einsätze 11 jeweils getrennte Bauteile sind. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die Einsätze 11 als Bestandteil eines in das Motorgehäuse 2 eingesetzten Formteils auszubilden, welches dann auch die Polschuhe 3 umschließt und somit beispielsweise die Möglichkeit bietet, bei der Fertigung des Motors 1 den Stator, der u. a. die Polschuhe 3 und das die Einsätze 11 bildende Formteil aufweist, vorzumontieren und als komplette Baueinheit in das Gehäuse 2 einzusetzen.Above, it was assumed that the stakes 11 are each separate components. Basically there is also the possibility of the inserts 11 as part of a in the motor housing 2 formed molding, which then also the pole pieces 3 encloses and thus, for example, provides the opportunity in the production of the engine 1 the stator, including the pole pieces 3 and the stakes 11 has forming molding, pre-assemble and as a complete unit in the housing 2 use.

11: Elektromotor, insbesondere GleichspannungsmotorElectric motor, in particular DC motor
22: Motorgehäusemotor housing
33: Polschuh bzw. Permanentmagnetpole or permanent magnet
3.13.1: PolschuhendePolschuhende
3.23.2: Polschuhflächepole face
44: Motorwellemotor shaft
55: Rotor mit Blech- oder Ankerpaket und Rotorwicklungrotor with sheet or anchor package and rotor winding
66: Magnetpolmagnetic pole
77: Kommutatorcommutator
88th: Spalt zwischen zwei Polschuhen 3 Gap between two pole shoes 3
99: Schrägflächesloping surface
1010: Motor- oder MagnetspaltEngine- or magnetic gap
1111: Einsatzcommitment
11.111.1: dem Rotor 5 zugewandte Innenflächethe rotor 5 facing inner surface
AA: RotordrehrichtungRotor rotation

Claims

Electric motor, in particular for auxiliary electric motor drives in vehicles, having a motor housing (in 2 ) rotatably mounted rotor ( 5 ) with rotor winding on an armature or laminated core and with at least two about the axis of rotation of the rotor ( 5 ), the rotor ( 5 ) each on one part enclosing its circumference and between itself and the rotor ( 5 ) a motor or magnetic gap ( 10 ) defining pole shoes ( 3 ), wherein in a rotor rotational direction (A) of spaced pole pieces ( 3 ) at least one gap ( 8th ) between them, characterized in that in the space or gap ( 8th ) at least one occlusive use ( 11 ) is provided.

Engine according to claim 1, characterized in that the insert ( 11 ) with a rotor ( 5 ) facing inner surface ( 11 ) continuously or substantially continuously into adjacent pole faces ( 3.2 ) of the pole shoes ( 3 ) passes over.

Motor according to claim 1 or 2, characterized in that when forming the motor as a DC motor, the at least two pole pieces ( 3 ) are each formed by at least one permanent magnet, preferably by a partially annular permanent magnet.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that between the in the rotor rotational direction (A) successive pole pieces ( 3.1 ) one each with at least one insert ( 11 ) provided gap or gap ( 8th ) is provided.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one insert ( 11 ) on its the rotor ( 5 ) facing inner surface ( 11.1 ) is curved concavely about at least one axis parallel to the motor axis.

Motor according to claim 5, characterized in that the inner surface ( 11.1 ) of the at least one insert ( 11 ) is curved in such a way that between the rotor ( 5 ) and this inner surface ( 11.1 ) A motor gap with constant width, in particular with a rotor in the direction of rotation (A) constant width is formed.

Motor according to claim 5, characterized in that the inner surface ( 11.1 ) of the at least one insert ( 11 ) is curved in such a way that between the rotor ( 5 ) and this inner surface ( 11.1 ) A motor gap is formed whose width in the rotor rotation direction (A) initially increases and then decreases again.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one insert ( 11 ) between the pole shoes ( 3 ) is held positively and / or non-positively.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one insert ( 11 ) Component of the at least two pole shoes ( 3 ) is at least partially enclosing motor element, for example, is made in one piece with this motor element.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one insert ( 11 ) is formed as solid or at least partial areas as a hollow body.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one insert ( 11 ) consists at least partially of a non-magnetic material, such as plastic and / or ceramic.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one insert ( 11 ) consists at least partially of a metallic material, for example of a non-ferromagnetic metallic material.

Motor according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two pole shoes ( 3 ) at its pole face ( 3.2 ) are formed such that in the rotor rotation direction (A) the width of the motor gap ( 10 ) starting from a pole piece ( 3.1 ) first decreases and then increases again.