DE102016224265A1 - electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (2), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem poltopfartigen Motorgehäuse (4) mit einem stirnseitigen Gehäuseboden (16) und mit einem an der gegenüberliegenden Stirnseite (14) angeordneten Lagerschild (18) sowie mit einer drin gelagerten Motorwelle (6), wobei der Gehäuseboden (16) eine Aufnahme (26) als Lagersitz mit zentraler Wellenöffnung (28) aufweist, wobei die Motorwelle (6) abtriebsseitig in einem Lager (8) des Lagersitzes (26) gelagert ist, und wobei ein Befestigungsflansch (30) gehäuseaußenseitig an die Stirnseite (12) des Gehäusebodens (16) geführt und an diesem befestigt ist.The invention relates to an electric motor (2), in particular for a motor vehicle, having a pole-type motor housing (4) with an end housing base (16) and having a bearing plate (18) arranged on the opposite end side (14) and with a motor shaft (FIG. 6), wherein the housing bottom (16) has a receptacle (26) as a bearing seat with central shaft opening (28), wherein the motor shaft (6) is mounted on the output side in a bearing (8) of the bearing seat (26), and wherein a mounting flange ( 30) outside the housing to the end face (12) of the housing bottom (16) and is fixed thereto.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem poltopfartigen Motorgehäuse mit einem stirnseitigen Gehäuseboden und mit einem an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordneten Lagerschild sowie mit einer darin gelagerten Motorwelle.The invention relates to an electric motor, in particular for a motor vehicle, with a pole-type motor housing having a front-side housing bottom and with a bearing plate arranged on the opposite end side and with a motor shaft mounted therein.
Elektromotorisch an- oder betriebene Verstellsysteme als Kraftfahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Fensterheber, Sitzverstellungen, Tür- und Schiebedachantriebe, Lenkmotoren oder Kühlerlüfterantriebe sowie Pumpen und Innenraumgebläse weisen typischerweise einen elektrischen Antrieb mit einem gesteuerten Elektromotor auf. Für solche elektromotorische Antriebe werden zunehmend häufig sogenannte bürstenlose Elektromotoren (bürstenloser Gleichstrommotor, BLDC-Motor) eingesetzt, bei denen die verschleißanfälligen Bürstenelemente eines starren (mechanischen) Kommutators durch eine elektronische Kommutierung des Motorstroms ersetzt sind.Electromotive actuated or operated adjustment systems as motor vehicle components, such as windows, seat adjusters, door and sunroof drives, steering motors or radiator fan drives and pumps and interior blower typically have an electric drive with a controlled electric motor. For such electromotive drives so-called brushless electric motors (brushless DC motor, BLDC motor) are increasingly used, in which the wear-prone brush elements of a rigid (mechanical) commutator are replaced by an electronic commutation of the motor current.
Ein derartiger bürstenloser Elektromotor als elektrische Drehstrommaschine weist einen Stator mit einem Statorblechpaket mit einer Anzahl von beispielsweise sternförmig angeordneten Statorzähnen auf, welche eine elektrische Drehfeldwicklung in Form einzelner (Stator-)Spulen beziehungsweise Spulenwicklungen tragen, welche ihrerseits aus einem Isolierdraht (Spulendraht) gewickelt sind. Die Spulenwicklungen sind mit deren Spulenenden einzelnen (Motor-)Strängen oder (Motor-)Phasen zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise verschaltet.Such a brushless electric motor as a three-phase electric machine has a stator with a stator lamination with a number of, for example, star-shaped stator teeth, which carry a rotating electrical field coil in the form of individual (stator) coils or coil windings, which in turn are wound from an insulating wire (coil wire). The coil windings are associated with the coil ends of individual (motor) strands or (motor) phases and interconnected in a predetermined manner.
Motorgehäuse für derartige Elektromotoren werden in der Regel mittels Aluminiumdruckgussteilen oder auch mittels eines tiefgezogenen Blechtopfs und einem abtriebsseitigen Lagerschild aus Aluminium hergestellt. Das Motorgehäuse weist typischerweise einen Befestigungsflansch mit einer Anzahl von Befestigungsöffnungen zur Schraubbefestigung an einem Getriebe oder an einem anderen Gehäuse auf. Der Befestigungsflansch ist hierbei häufig einstückig (monolithisch) an das Motorgehäuse angeformt, wodurch der Aufbau und die Position der Befestigungsöffnungen zur Montage des Elektromotors relativ unflexibel hinsichtlich unterschiedlicher Einbausituationen ausgeführt sind.Motor housing for such electric motors are usually produced by means of aluminum die-cast parts or by means of a deep-drawn sheet metal pot and a driven side bearing plate made of aluminum. The motor housing typically has a mounting flange with a number of mounting holes for screw mounting to a gear box or other housing. The mounting flange is often integrally formed (monolithic) to the motor housing, whereby the structure and the position of the mounting holes for mounting the electric motor are relatively inflexible with respect to different installation situations.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Elektromotor anzugeben. Insbesondere soll eine möglichst einfache und flexible Befestigung des Motorgehäuses hinsichtlich unterschiedlicher Einbausituationen ermöglicht sein.The invention has for its object to provide a particularly suitable electric motor. In particular, the simplest possible and flexible attachment of the motor housing should be made possible with respect to different installation situations.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.The object is achieved with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the respective subclaims.
Der erfindungsgemäße Elektromotor ist insbesondere für die Anwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet und eingerichtet. Der vorzugsweise bürstenlos ausgeführte Elektromotor umfasst einen feststehenden Stator und einen darin rotierbar gelagerten Rotor, welcher wellenfest mit einer Motorwelle gekoppelt ist. Der Stator umfasst ein Statorblechpaket mit einem Statorjoch und radial nach innen gerichteten Statorzähnen, auf welche eine Drehfeldwicklung aufgebracht ist. Der Stator und Rotor sind in einem poltopfartigen Motorgehäuse aufgenommen. Das Motorgehäuse weist einen stirnseitigen Gehäuseboden und ein an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnetes Lagerschild (Lagerdeckel) zur Lagerung der Motorwelle auf.The electric motor according to the invention is particularly suitable and adapted for use in a motor vehicle. The preferably brushless electric motor comprises a fixed stator and a rotatably mounted therein rotor, which is shaft-coupled with a motor shaft. The stator comprises a stator lamination stack with a stator yoke and radially inwardly directed stator teeth to which a rotating field winding is applied. The stator and rotor are accommodated in a pole-type motor housing. The motor housing has an end-side housing bottom and a bearing plate (bearing cover) arranged on the opposite end side for supporting the motor shaft.
Der Gehäuseboden weist eine Aufnahme als Lagersitz mit einer zentralen Wellenöffnung auf. Die Motorwelle ist hierbei abtriebsseitig in einem als Wälz- oder Gleitlager ausgeführten Lager des Lagersitzes gelagert. Mit anderen Worten ist der dem, insbesondere B-seitigen, Lagerschild gegenüberliegend angeordnete Gehäuseboden als ein einteiliges, insbesondere A-seitiges, Lagerschild des Motorgehäuses ausgeführt.The housing bottom has a receptacle as a bearing seat with a central shaft opening. The motor shaft is mounted on the output side in a designed as a rolling or plain bearing bearing of the bearing seat. In other words, the, in particular B-side, bearing plate opposite arranged housing bottom is designed as a one-piece, in particular A-side, end shield of the motor housing.
Ein Befestigungsflansch ist gehäuseaußenseitig an die Stirnseite des Gehäusebodens geführt und an diesem befestigt. Dies bedeutet, dass von der Abtriebsseite des Elektromotors aus der Befestigungsflansch an der Stirnseite des Gehäusebodens anliegend befestigt wird. Dadurch ist ein besonders geeigneter und kompakter Elektromotor realisiert, welcher durch Variation und/oder Austauschen des Befestigungsflansches in einfacher Art und Weise flexibel an unterschiedliche Einbausituationen anpassbar ist.A mounting flange is outside the housing led to the front side of the housing bottom and secured thereto. This means that from the output side of the electric motor from the mounting flange is attached to the front side of the housing bottom fitting. As a result, a particularly suitable and compact electric motor is realized, which can be flexibly adapted to different installation situations by varying and / or replacing the fastening flange in a simple manner.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der Befestigungsflansch somit nicht auf den Außenumfang des Motorgehäuses aufgeschoben und dort befestigt, sondern an die Stirnseite des Motorgehäuses beziehungsweise des Gehäusebodens geführt und dort montiert. Der Befestigungsflansch weist hierbei geeigneterweise eine zentrale Wellenöffnung zur Hindurchführung des abtriebsseitigen Wellenendes der Motorwelle auf.In contrast to the prior art, the mounting flange is thus not pushed onto the outer circumference of the motor housing and fastened there, but guided to the front side of the motor housing or the housing bottom and mounted there. The mounting flange hereby suitably has a central shaft opening for the passage of the output side shaft end of the motor shaft.
Das Motorgehäuse ist vorzugsweise als ein tiefgezogenes Blech ausgeführt, wobei die Aufnahme als Lagersitz sowie die Wellenöffnung an den Gehäuseboden angeformt sind. Dadurch ist eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung gewährleistet.The motor housing is preferably designed as a deep-drawn sheet metal, wherein the receptacle as a bearing seat and the shaft opening are formed on the housing bottom. This ensures a particularly simple and cost-effective production.
In einer möglichen Ausbildung ist die Aufnahme axial in das Motorgehäuse eingezogen in den Gehäuseboden eingebracht. Mit anderen Worten ist der dadurch gebildete Lagersitz von der Gehäuseaußenseite in den Gehäuseboden nach innen gerichtet eingearbeitet. Dadurch ist eine besonders kompakte und bauraumreduzierte Lagerung des Elektromotors realisiert.In one possible embodiment, the receptacle is inserted axially into the motor housing and inserted into the housing bottom. In other words, the bearing seat formed thereby is incorporated by the housing outside in the housing bottom directed inwards. As a result, a particularly compact and space-reduced storage of the electric motor is realized.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist der Befestigungsflansch kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem Gehäuseboden befestigt. Dies bedeutet, dass zur Befestigung des Befestigungsflansches am Motorgehäuse sowohl ein Kraftschluss (Reibschluss) oder ein Stoffschluss oder eine Kombination aus Kraftschluss und Stoffschluss möglich ist.In an expedient embodiment, the fastening flange is attached to the housing bottom in a force-fitting and / or material-locking manner. This means that for attachment of the mounting flange on the motor housing both a traction (friction) or a material connection or a combination of adhesion and adhesion is possible.
Der Befestigungsflansch ist in denkbaren Ausgestaltungsformen beispielsweise mittels Schweißen, Nieten, Schrauben oder Taumeln an dem Gehäuseboden befestigt.The mounting flange is fixed in conceivable embodiments, for example by means of welding, riveting, screwing or tumbling on the housing bottom.
Der Befestigungsflansch weist in einer möglichen Weiterbildung insbesondere eine Anzahl von Befestigungspunkten auf, welche beispielsweise als Prägungen in den vorzugsweise aus Blech hergestellten Befestigungsflansch angeformt sind. Die Befestigungspunkte sind beispielsweise für eine kraftschlüssige Befestigung am Gehäuseboden ausgestaltet, und/oder als Schweißstellen für eine stoffschlüssige Befestigung ausgebildet. Die Befestigungspunkte hierbei in einem im Montagezustand geschützten Bereich angeordnet.The mounting flange has in a possible development, in particular a number of attachment points, which are integrally formed, for example, as embossing in the mounting flange preferably made of sheet metal. The attachment points are configured, for example, for a frictional attachment to the housing bottom, and / or formed as welds for a cohesive attachment. The attachment points hereby arranged in a protected area in the assembled state.
Unter einem geschützten Bereich ist hierbei insbesondere derjenige Bereich der Motorstirnseite zu verstehen, welcher nach einer Montage des Elektromotors an einem Getriebe oder Gehäuse nicht von außen ersichtlich beziehungsweise erreichbar ist. In einer denkbaren Weiterbildungsform ist der Elektromotor beispielsweise an einem Lenksystem montiert. Hierbei werden die Befestigungspunkte nach der Montage des Elektromotors geeigneterweise von dem Lenksystem verdeckt und/oder ragen in einen Innenraum des Lenksystems hinein. Dadurch sind die Befestigungspunkte vor äußeren Umwelteinflüssen, wie beispielsweise einer Beaufschlagung durch Hochdruckreiniger, geschützt. Dadurch wird ein besonders stabiler und zuverlässiger Halt des Befestigungsflansches am Motorgehäuse gewährleistet.In this case, a protected area is to be understood as meaning, in particular, that area of the motor front side which, after assembly of the electric motor on a gearbox or housing, can not be seen or reached from the outside. In a conceivable further development form, the electric motor is mounted, for example, on a steering system. In this case, the attachment points are suitably concealed by the steering system after the assembly of the electric motor and / or protrude into an interior of the steering system. As a result, the attachment points from external environmental influences, such as exposure to pressure washer, protected. This ensures a particularly stable and reliable hold of the mounting flange on the motor housing.
In einer geeigneten Weiterbildung ist der Befestigungsflansch mit einer axial in Richtung des Motorgehäuses auskragenden Prägung versehen, welche in den Gehäuseboden eingreift. Insbesondere greift die Prägung in einer vorteilhaften Ausführung in den Lagersitz beziehungsweise die Aufnahme ein. Geeigneterweise presst die Prägung hierbei zumindest abschnittsweise gegen das in dem Lagersitz einsitzende Lager, wodurch dieses axial in dem Lagersitz fixiert wird. Dadurch ist eine einfache und zweckmäßige Fixierung beziehungsweise Klemmung des Befestigungsflansches an dem Gehäuseboden sowie des Lagers im Lagersitz realisiert.In a suitable development of the mounting flange is provided with an axially projecting in the direction of the motor housing embossing, which engages in the housing bottom. In particular, the embossing engages in an advantageous embodiment in the bearing seat or the recording. Suitably, the embossing presses against the bearing seated in the bearing seat at least in sections, whereby it is fixed axially in the bearing seat. As a result, a simple and convenient fixation or clamping of the mounting flange is realized on the housing bottom and the bearing in the bearing seat.
In einer geeigneten Ausführung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch strukturversteift ausgeführt ist. Vorzugsweise weist der Befestigungsflansch hierbei Rippenelemente zur Strukturversteifung auf. Dadurch wird die Stabilität des Befestigungsflansches verbessert, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten sowie die Lebensdauer des Befestigungsflansches beziehungsweise des Elektromotors überträgt.In a suitable embodiment it is provided that the mounting flange is made stiffened structure. In this case, the attachment flange preferably has rib elements for stiffening the structure. As a result, the stability of the mounting flange is improved, which translates advantageously to the manufacturing cost and the life of the mounting flange or the electric motor.
Das insbesondere B-seitige Lagerschild ist beispielsweise aus Stahl oder in einer bevorzugten Ausgestaltung aus einem Aluminiummaterial hergestellt. Dadurch ist ein kostengünstiges und einfach herstellbares sowie gewichtsreduziertes Lagerschild realisiert. Hierbei ist es in einer möglichen Ausgestaltungsform denkbar, dass das Lagerschild eine Motorelektronik zur Ansteuerung des Elektromotors beziehungsweise der Drehfeldwicklung trägt. Durch das Aluminiummaterial wird somit eine Kühl- beziehungsweise Entwärmungsfunktion für eine Leistungselektronik der Motorelektronik mittels des Lagerschilds bewirkt.The particular B-side end plate is made for example of steel or in a preferred embodiment of an aluminum material. As a result, a cost-effective and easy to produce and weight-reduced end shield is realized. It is conceivable in one possible embodiment that the end plate carries an engine electronics for controlling the electric motor or the rotating field winding. By the aluminum material thus a cooling or Entwärmungsfunktion for power electronics of the engine electronics is effected by means of the bearing plate.
Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Befestigungsflansch rechteckig ausgeführt ist. Mit anderen Worten weist der Befestigungsflansch beziehungsweise dessen Flanschkragen einen etwa rechteckförmigen Außenumfang auf, welcher zweckmäßigerweise den Außenumfang des Motorgehäuses auskragend übersteht. Dadurch ist eine einfache Montage und Befestigung des Elektromotors ermöglicht. Ebenso denkbar ist es beispielsweise, dass der Befestigungsflansch eine Anzahl von umfangsseitig auskragenden Flansch- oder Befestigungslaschen aufweist.An additional or further aspect of the invention provides that the mounting flange is made rectangular. In other words, the mounting flange or its flange collar has an approximately rectangular outer circumference, which expediently projects beyond the outer circumference of the motor housing. As a result, a simple assembly and attachment of the electric motor allows. It is also conceivable, for example, that the mounting flange has a number of circumferentially projecting flange or mounting tabs.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen in vereinfachten und schematischen Darstellungen:
-
1 einen Schnitt durch einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse mit einem Gehäuseboden und mit einem Lagerschild und mit einer dazwischen gelagerten Motorwelle, sowie mit einem stirnseitig an dem Gehäuseboden montierten Befestigungsflansch, und -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Elektromotors mit einem Befestigungsflansch mit einer axial auskragenden Prägung.
-
1 a section through an electric motor with a motor housing with a housing bottom and with a bearing plate and with a mounted therebetween motor shaft, and with a frontally mounted on the housing bottom mounting flange, and -
2 A second embodiment of the electric motor with a mounting flange with an axially projecting embossing.
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts and sizes are always provided with the same reference numerals in all figures.
In der
Erkennbar durchsetzt eine in Axialrichtung
Die senkrecht zur Axialrichtung
Der Gehäuseboden
An der dem Elektronikgehäuse
Der Elektromotor
Der blechartige, beispielsweise flache, Befestigungsflansch
In der
Wie in
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Elektromotorelectric motor
- 44
- Motorgehäusemotor housing
- 66
- Motorwellemotor shaft
- 8, 108, 10
- Lagercamp
- 12, 1412, 14
- Stirnseitefront
- 1616
- Gehäusebodencaseback
- 1818
- Lagerschildend shield
- 2020
- Lagersitzbearing seat
- 2222
- Gehäusemantelhousing jacket
- 2424
- Elektronikgehäuseelectronics housing
- 2626
- Aufnahme/LagersitzRecording / bearing seat
- 28 28
- Wellenöffnungshaft opening
- 3030
- Befestigungsflanschmounting flange
- 3232
- Flanschkragenflange collar
- 3434
- Prägungembossing
- 3636
- Befestigungspunkt attachment point
- AA
- Axialrichtungaxially
- DD
- Motorachsemotor axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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