DE102016222572A1 - Electric motor, in particular for a transmission drive device of a comfort drive in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (10), insbesondere für eine Getriebeantriebseinrichtung (100) eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug, mit einem Motorgehäuse (11), in dessen ein Anker (15) drehbar gelagert ist, wobei der Anker (15) einen Kommutator (22) aufweist, der mit einer Kohlebürsten (24, 25) aufweisenden Bürstenträgereinrichtung (20) zusammenwirkt, die im Bereich einer stirnseitigen Öffnung (26) des Motorgehäuses (11) angeordnet ist, wobei die Kohlebürsten (24, 25) in einer senkrecht zu einer Längsachse (23) des Ankers (15) verlaufenden Ebene von dem Motorgehäuse (11) umgeben sind.The invention relates to an electric motor (10), in particular for a transmission drive device (100) of a comfort drive in a motor vehicle, having a motor housing (11) in which an armature (15) is rotatably mounted, wherein the armature (15) has a commutator (22 ) which cooperates with a carbon brushes (24, 25) having brush holder means (20) which is arranged in the region of an end opening (26) of the motor housing (11), wherein the carbon brushes (24, 25) in a direction perpendicular to a longitudinal axis (23) of the armature (15) extending plane of the motor housing (11) are surrounded.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für eine Getriebeantriebseinrichtung eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an electric motor, in particular for a transmission drive device of a comfort drive in a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger Elektromotor ist aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Elektromotor, insbesondere für eine Getriebeantriebseinrichtung eines Komfortantriebs in einem Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass optional eine gegenüber dem Stand der Technik optimierte elektromagnetische Abschirmung bzw. Verträglichkeit des Elektromotors erzielt wird. Insbesondere lässt sich die aus dem Motorgehäuse austretende elektromagnetische Strahlung minimieren.The electric motor, in particular for a transmission drive device of a comfort drive in a motor vehicle having the features of claim 1, has the advantage that optionally an optimized over the prior art electromagnetic shielding and compatibility of the electric motor is achieved. In particular, the electromagnetic radiation emerging from the motor housing can be minimized.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die an sich bekannte Bürstenträgereinrichtung wahlweise mit einem separaten, mit der Bürstenträgereinrichtung verbindbaren Bauteil in Form einer Abschirmeinrichtung zu kombinieren, die den Querschnitt des Motorgehäuses im Bereich der stirnseitigen Öffnung des Motorgehäuses zumindest teilweise überdeckt, wobei die Kohlebürsten auf der dem Anker zugewandten Seite der Abschirmeinrichtung angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung der Bürstenträgereinrichtung ermöglicht es somit, je nach kundenspezifischen Anforderungen, die Bürsteneinrichtung des Elektromotors mit einer Abschirmeinrichtung zu konfigurieren, um die elektromagnetische Verträglichkeit mit Blick auf die Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen des Elektromotors zu optimieren.The invention is based on the idea to combine the known brush holder device optionally with a separate, connectable to the brush holder component in the form of a shielding at least partially covers the cross section of the motor housing in the region of the frontal opening of the motor housing, wherein the carbon brushes on the The armature facing side of the shielding are arranged. Such a configuration of the brush holder device thus makes it possible, depending on customer requirements, to configure the brush device of the electric motor with a shielding device in order to optimize the electromagnetic compatibility with a view to the emission of electromagnetic waves of the electric motor.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Elektromotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt.Advantageous developments of the electric motor according to the invention are listed in the subclaims.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung des Elektromotors, bei der die Größe der Abschirmeinrichtung einerseits minimiert ist, und andererseits die Wirkung der Abschirmeinrichtung trotz ihrer relativ geringen Größe relativ hoch ist, wird vorgeschlagen, dass die Abschirmeinrichtung in der Querschnittsebene des Motorgehäuses in Überdeckung mit den Kohlebürsten angeordnet ist. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Übergangsbereich zwischen dem Kommutator und der der Stromführung dienenden Kohlebürsten der größte Anteil der störenden elektromagnetischen Strahlung erzeugt wird. In a first preferred embodiment of the electric motor, in which the size of the shielding is minimized on the one hand, and on the other hand, the effect of the shielding device is relatively high despite their relatively small size, it is proposed that the shielding arranged in the cross-sectional plane of the motor housing in registration with the carbon brushes is. This proposal is based on the finding that the largest portion of the interfering electromagnetic radiation is generated in the transition region between the commutator and the carbon brushes serving to conduct current.
Um einerseits eine relativ gute Abschirmwirkung der Abschirmeinrichtung zu erzielen, und andererseits eine möglichst einfache Anpassung der Abschirmeinrichtung an die jeweilige Bürstenträgereinrichtung zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass die Abschirmeinrichtung in Form eines Stanz-/Biegeteils aus Blech ausgebildet ist. On the one hand to achieve a relatively good shielding effect of the shielding, and on the other hand to allow the simplest possible adaptation of the shielding to the respective brush holder device, it is proposed that the shielding device is formed in the form of a stamped / bent part of sheet metal.
Weiterhin ist es zur Optimierung und Sicherstellung der Wirkung der Abschirmeinrichtung vorgesehen, dass die Abschirmeinrichtung in Anlagekontakt mit dem aus Metall bestehenden Motorgehäuse (welches im Einbauzustand auf elektrischer Masse liegt) angeordnet ist.Furthermore, in order to optimize and ensure the effect of the shielding device, it is provided that the shielding device is arranged in abutting contact with the metal housing of the motor housing (which in the installed state lies on electrical ground).
Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Abschirmeinrichtung in Anlagekontakt mit einer aus Metall bestehenden Lagereinrichtung für den Anker angeordnet ist. In beiden genannten Fällen wird eine elektrische Masseanbindung der Abschirmeinrichtung ermöglicht.Alternatively or additionally, it may also be provided that the shielding device is arranged in abutting contact with a bearing device consisting of metal for the armature. In both cases mentioned, an electrical ground connection of the shielding device is made possible.
Zur Ausbildung des Anlagekontakts zum Motorgehäuse und/oder zur Lagereinrichtung ist es vorgesehen, dass der Anlagekontakt über wenigstens einen an der Abschirmeinrichtung einstückig angeformten Abschnitt erfolgt, wobei der Abschnitt unter elastischer Vorspannung an dem Motorgehäuse und/oder der Lagereinrichtung anliegt. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht einerseits bei der Montage der Abschirmeinrichtung eine stets sichere Anlage an dem Motorgehäuse und/oder der Lagereinrichtung und andererseits ggf. vorhandene Bauteiltoleranzen durch den unter elastischer Vorspannung angeordneten Abschnitt auszugleichen. To form the contact with the motor housing and / or the bearing device, it is provided that the contact contact via at least one section formed integrally on the shielding, wherein the portion rests under elastic bias on the motor housing and / or the bearing device. Such a configuration allows on the one hand during assembly of the shielding always a safe investment on the motor housing and / or the bearing device and on the other hand compensate any existing component tolerances by the arranged under elastic bias portion.
Die Befestigung der Abschirmeinrichtung an der Bürstenträgereinrichtung erfolgt bevorzugt durch wenigstens einen Klemm- bzw. Verrastungsabschnitt, der eine Klemmverbindung mit der Bürstenträgereinrichtung ausbildet. Dadurch sind insbesondere keine zusätzlichen, separaten Bauteile, wie beispielsweise Schrauben usw. erforderlich, um die Abschirmeinrichtung an der Bürstenträgereinrichtung zu montieren.The attachment of the shielding to the brush holder device is preferably carried out by at least one clamping or latching portion which forms a clamping connection with the brush holder device. As a result, in particular, no additional, separate components, such as screws, etc., are required to mount the shielding device on the brush holder device.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Elektromotors sieht vor, dass die Bürstenträgereinrichtung aus zwei Baugruppen besteht, wobei die eine Baugruppe der Anordnung der Kohlebürsten und die zweite Baugruppe der Anordnung bzw. Ausbildung eines kundenspezifischen Anschlusssteckers für den Elektromotor dient. Weiterhin sieht diese Variante vor, dass die Abschirmeinrichtung mit einem Teilabschnitt zwischen den beiden Baugruppen angeordnet und durch Formschluss zu den Baugruppen positioniert ist. Eine derartige Ausgestaltung der Bürstenträgereinrichtung weist mehrere Vorteile auf: Zum einen lässt sich durch die zweite Baugruppe mit dem kundenspezifischen Anschlussstecker eine besonders einfache Anpassung des Elektromotors an den jeweiligen Anwendungsfall bzw. die Kunden ermöglichen, wobei die Bürstenträgereinrichtung, unabhängig von der kundenspezifischen zweiten Baugruppe, jeweils dieselbe erste Baugruppe aufweist. Zum anderen ermöglicht es eine derartige Ausgestaltung auch, die Abschirmeinrichtung besonders sicher und genau insbesondere zum Motorgehäuse des Elektromotors zu positionieren, indem die Abschirmeinrichtung mit einem Teilabschnitt zwischen den beiden Baugruppen angeordnet und somit durch die beiden Baugruppen geführt bzw. positioniert und gleichzeitig durch Formschluss an ihrer Position gehalten ist. A further preferred embodiment of the electric motor provides that the brush holder device consists of two modules, one assembly of the arrangement of carbon brushes and the second module of the arrangement or training of a custom connector plug for the electric motor is used. Furthermore, this variant provides that the shielding device is arranged with a partial section between the two modules and is positioned by positive engagement with the modules. Such a configuration of the brush holder device has several advantages: On the one hand, a particularly simple adaptation of the electric motor to the respective application or the customer can be made possible by the second module with the customer-specific connector, wherein the brush holder device, independently of the customer-specific second module, respectively having the same first assembly. On the other hand, such a configuration also makes it possible to position the shielding device particularly securely and precisely, in particular to the motor housing of the electric motor, by arranging the shielding device with a partial section between the two subassemblies and thus guided or positioned by the two subassemblies and at the same time by positive locking on their Position is held.
Um den Montageprozess der soweit beschriebenen, aus zwei Baugruppen bestehenden Bürstenträgereinrichtung besonders einfach und sicher zu gestalten, ist es vorgesehen, dass zwischen den beiden Baugruppen der Bürstenträgereinrichtung eine Rastverbindung ausgebildet ist. In order to make the assembly process of the two-component brush holder device described so far particularly simple and secure, it is provided that a latching connection is formed between the two assemblies of the brush holder device.
Eine weitere Optimierung der Abschirmeinrichtung mit Blick auf die konstruktive Ausgestaltung der Bürstenträgereinrichtung sieht vor, dass die Abschirmeinrichtung mehrere, in Bezug zur Längsrichtung des Ankers auf unterschiedlichen Ebenen angeordnete Abschirmabschnitte aufweist, die mit einem Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es somit, die Abschirmeinrichtung an die Geometrie der Bürstenträgereinrichtung anzupassen, ohne dass die Wirkung der Abschirmeinrichtung dadurch beeinträchtigt wird. A further optimization of the shielding device with a view to the structural design of the brush holder device provides that the shielding device has a plurality of shielding sections arranged at different levels with respect to the longitudinal direction of the armature and connected to a connecting section. Such a configuration thus makes it possible to adapt the shielding device to the geometry of the brush holder device without adversely affecting the effect of the shielding device.
Eine nochmals optimierte Abschirmwirkung wird erzielt, wenn die Abschirmeinrichtung den Querschnitt der Bürstenträgereinrichtung, mit Ausnahme im Bereich einer Durchgangsöffnung für eine Ankerwelle und ggf. eines sich in axialer Richtung erstreckenden Aufnahmeabschnitt für ein Sensorelement, zumindest im Wesentlichen vollständig überdeckt. In diesem Fall werden insbesondere auch die Bereiche der Bürstenträgereinrichtung im Bereich des Anschlusssteckers von der Abschirmeinrichtung überdeckt, die stromführend sind. Eine derartige Stromführung besteht beispielsweise durch Stanzgitterelemente und elektrische bzw. elektronische Bauteile, die mit der Bürstenträgereinrichtung verbunden sind. Insbesondere bewirkt eine derartig ausgebildete Abschirmeinrichtung eine Reduktion des Antenneneffekts der metallischen bzw. stromführenden Elemente. A further optimized shielding effect is achieved if the shielding device at least substantially completely covers the cross-section of the brush holder device, except in the region of a passage opening for an armature shaft and possibly a receiving section for a sensor element extending in the axial direction. In this case, in particular, the areas of the brush holder device in the region of the connector plug are covered by the shielding device, which are current-carrying. Such a current guide consists for example of stamped grid elements and electrical or electronic components which are connected to the brush holder device. In particular, such a shielding device causes a reduction of the antenna effect of the metallic or current-carrying elements.
In konstruktiv bevorzugter Weiterbildung des zuletzt gemachten Vorschlags ist es vorgesehen, dass die Abschirmeinrichtung haubenförmig ausgebildet ist und einen in Richtung zum Anker ragenden, vorzugsweise umlaufenden Rand aufweist. Dieser Rand überdeckt auch innerhalb des Anschlusssteckers die bezüglich der Emission von Strahlung kritischen Stellen der stromführenden Bauteile bzw. schirmt diese seitlich ab. In a structurally preferred development of the suggestion made last, it is provided that the shielding device is hood-shaped and has a protruding toward the anchor, preferably peripheral edge. This edge also covers within the connector plug with respect to the emission of radiation critical points of the current-carrying components or shields them from the side.
Um einerseits eine möglichst kompakt bauende Abschirmeinrichtung zu ermöglichen, und andererseits die Emission von elektromagnetischer Strahlung auch innerhalb des Elektromotors räumlich möglichst zu begrenzen, ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn die Abschirmeinrichtung mehrere Abschirmabschnitte aufweist, die der Kontur der zweiten Baugruppe der Bürstenträgereinrichtung auf der dem Anker abgewandten Seite derart angepasst sind, dass zwischen den Abschirmabschnitten des Abschirmelements und der zweiten Baugruppe ein Anlagekontakt oder ein lediglich geringer Abstand ausgebildet ist. In order to enable the one hand as compact as possible shielding device, and on the other hand to limit the emission of electromagnetic radiation spatially within the electric motor as possible, it is also advantageous if the shielding device has a plurality of shielding sections, the contour of the second assembly of the brush holder device on the The armature facing away from the side are adapted such that a contact contact or only a small distance is formed between the shielding of the shielding and the second assembly.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing.
Diese zeigt in:This shows in:
In der
Die Getriebeantriebseinrichtung
Der Elektromotor
Der Anker
Die Bürstenträgereinrichtung
Die zweite Baugruppe
Das Anschlusselement
Die Bürstenträgereinrichtung
An dem Abschirmabschnitt
Zur Montage der Bürsteneinrichtung
Danach erfolgen, ggf. unter Zwischenschaltung weiterer Montageschritte, eine Verbindung des Getriebegehäuses
Das in den
In den
Von der Durchgangsöffnung
Wesentlich ist, dass es die Ausbildung des Abschirmelements
Anhand der
Weiterhin ist anhand der
Die Montagereihenfolge des Elektromotors
Der soweit beschriebene Elektromotor
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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