DE102017102987A1

DE102017102987A1 - Elektrisches Kfz-Nebenaggregat

Info

Publication number: DE102017102987A1
Application number: DE102017102987.7A
Authority: DE
Inventors: Björn Isenberg; Kay Appel; Martin Müller
Original assignee: Pierburg Pump Technology GmbH
Current assignee: Pierburg Pump Technology GmbH
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-08-16

Abstract

Elektrisches Kfz-Nebenaggregat mit einem Gehäuse (11), das einen elektrischen Antriebsmotor (14), eine durch den Antriebsmotor (14) angetriebene Aggregatmechanik (12), eine Motorelektronik-Platine (40) mit einer Motorelektronik (37) zum Ansteuern des Antriebsmotors (14) und zumindest ein elektrisch leitendes Nebenaggregat-Gehäuseteil (20) aufweist, wobei die Motorelektronik-Platine (40) mindestens ein Massekontaktorgan (43) aufweist, das über ein Befestigungsmittel (44) mit dem elektrisch leitenden Gehäusetel (20) verbunden ist, wobei das Massekontaktorgan (43) eine mit der Motorelektronik-Platine (40) verbindbare Befestigungsfläche (46) und einem mit dem Gehäuseteil (20) in Kontakt zu bringende Kontaktfläche (48) aufweist, die über mindestens zwei im Wesentlichen in Umfangsrichtung der Kontaktfläche (48) verlaufende Teilringstege (50, 52, 54) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kfz-Nebenaggregat mit einem Gehäuse, das einen elektrischen Antriebsmotor, eine durch den Antriebsmotor angetriebene Aggregatmechanik, eine Motorelektronik-Platine mit einer Motorelektronik zum Ansteuern des Antriebsmotors und zumindest ein elektrisch leitendes Nebenaggregat-Gehäuseteil aufweist, wobei die Motorelektronik-Platine mindestens ein Massekontaktorgan aufweist, das über ein Befestigungsmittel mit dem elektrisch leitenden Gehäuseteil verbunden ist.
Die Vielzahl kleiner und großer elektrischer Bauteile und Kfz-Nebenaggregate in einem Kraftfahrzeug stellen sehr hohe Anforderungen an die elektrische Entstörung der elektrischen Kfz-Nebenaggregate. Viele elektrische Nebenaggregate, insbesondere Pumpen, sind derart aufgebaut, dass eine Motorelektronik-Kammer, In der eine die Motorelektronik und insbesondere die Leistungselektronik zur Ansteuerung der Motorspulen aufweisende Motorelektronik-Platine angeordnet sind, an den elektrischen Antriebsmotor einschließlich der Motorspulen angrenzt.
Eine wichtige Maßnahme bei der elektrischen Entstörung ist daher ein guter und widerstandsarmer Massekontakt, des elektrisch leitenden Gehäuses und der Schaltungsmasse auf der Motorelektronlk-Platine miteinander und mit der elektrischen Fahrzeugmasse.
Ein derartiges Kfz-Nebenaggregat ist beispielsweise in der EP 2 725 691 A1 offenbart.
Bei der Massekontaktierung derartiger Kfz-Nebenaggregate stellt sich jedoch das Problem eines einfachen Toleranzausgleiches bei einer Montage der Platine.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrisches Kfz-Nebenaggregat bereit zu stellen, bei dem bei der Montage der Platine ein einfacher und in alle räumlichen Richtungen zu realisierender Toleranzausgleich gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Massekontaktorgan eine mit der Motorelektronik-Platine verbindbare Befestigungsfläche und ein mit dem Gehäuseteil in Kontakt zu bringende Kontaktfläche aufweist, die über mindestens zwei wesentlichen Umfangsrichtungen der Kontaktfläche verlaufende Teilringstege miteinander verbunden sind. Auf diese Weise wird ein Massekontaktorgan bereit gestellt, das, im räumlichen Koordinatensystem gesehen, sowohl in x-, y- als auch in z-Richtung einen Toleranzausgleich gewährleistet. Insbesondere gewährleistet diese Lösung einen gegenüber bisherigen Lösungen vergrößerten Toleranzbereich in z-Richtung. Da sogar die Dicke der Platine überbrückt werden kann, ist es möglich, das Massekontaktorgan wahlweise auf beide Selten der Platine zu bestücken.
Dadurch, dass die Teilringstege des Massekontaktorgans sowohl an den zur Befestigungsflächen gerichteten Selten als auch an den zur Kontaktfläche gerichteten Selten in Radialrichtung verlaufende Einkerbungen besitzen, wird die Flexibilität der Teilringstege erhöht.
Auf besonders einfache und kostengünstige Weise ist das Massekontaktorgan durch Ätzen herstellbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, sind die Teilringstege über in Radialrichtung verlaufende Radialstege jeweils mit der Befestigungsfläche und der Kontaktfläche verbunden. Hierbei können In vorteilhafter Weise die zur Befestigungsfläche weisenden Radialstege versetzt zu den zur Kontaktfläche weisenden Radialstege angeordnet sein. Um die Flexibilität hierbei noch weiter zu erhöhen, sind die Radialstege trapezförmig ausgebildet.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform ist das Massekontaktorgan in die Motorelektronik-Platine einlaminiert. Hierbei sind keine weiteren Prozessschritte notwendig und das Massekontaktorgan kann rotatorisch frei in der Platine positioniert werden.
Bei einer zweiten Ausführungsform ist das Massekontaktorgan auf bzw. unter der Motorelektronik-Platine verlötet. Hierbei ist aufgrund der Befestigungsfläche eine großflächige Verlötung möglich, die zur Flexibilität des Massekontaktorganes beiträgt.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 einen Längsschnitt eines elektrischen Kfz-Nebenaggregates einschließlich einer Motorelektronik-Platine und
2 eine perspektivische Schnittansicht eines Teils der Motorelektronik-Platlne aus 1.

In 1 ist ein elektrisches Kfz-Nebenaggregat 10 dargestellt, das vorliegend als elektrische Kühlmittelpumpe ausgebildet ist. Grundsätzlich kann das elektrische Kfz-Nebenaggregat aber auch als elektrische Pumpe anderen Typs ausgebildet sein, als ein elektrisches Ventil, eine elektrische Klappe oder als ein anderer Nebenaggregat-Typ ausgebildet sein.
Das vorliegende elektrische Kfz-Nebenaggregat 10 ist, in Längsrichtung gesehen, aufgeteilt in die Bereiche Aggregatmechanik 12, die vorliegend einen Pumpenrotor 24 aufweist und einen Pumpenstator 22 aufweist, elektrischer Antriebsmotor 14, der im Wesentlichen von mehreren statorseitigen Motorspulen 30 und einem permanent erregten Motorrotor 32 gebildet wird, und einen Motorelektronik-Abschnitt 16. In dem Motorelektronik-Abschnitt 16 ist eine Motorelektronik-Kammer 17 vorgesehen, In der eine Motorelektronik-Platine 40 angeordnet Ist. Die Motorelektronik-Platine 40 weist die Steuerungs- und Leistungselektronik 37 zum Steuern und Regeln des Antriebsmotors 14 und insbesondere zum Ansteuern der Motorspulen 30 auf. Die Motorspulen 30 sind über mehrere Verbindungsleitungen 35 mit der Motorelektronik-Platine 40 elektronisch verbunden.
Der Pumpenrotor 24 und der Motorrotor 32 sitzen auf einer Rotorwelle 26. Der Antriebsmotor 14 weist ein zylindrisches Spaltrohr 34 auf, das den Nassbereich, in dem der Motorrotor 32 angeordnet Ist, trennt von dem ringförmigen Trockenbereich, In dem die Motorspulen 30 angeordnet sind. Der Antriebsmotor 14 ist also als sogenannter Spaltrohrmotor bzw. als Nassläufer ausgebildet.
Das Kfz-Nebenaggregat 10 weist ein Gehäuse 15 auf, dass im Wesentlichen von einem zylindrischen Gehäusezylinder 25, einem pumpenseitigen Gehäusedeckel 11 und einem elektronikseitigen Gehäusedeckel 13 gebildet wird. Innerhalb des Gehäuses 15 ist eine interne Trennwand 18 vorgesehen, die in einer Querebene steht und den Pumpenraum der Aggregatmechanik 12 gegenüber dem Antriebsmotor 14 weitgehend abschließt. Allerdings kann die von der Aggregatmechanik 12 gepumpte Flüssigkeit auch in den Nassraum hinein- und aus diesem wieder herausfließen. Ferner ist Innerhalb des Nebenaggregat-Gehäuses 15 eine weitere in einer Querebene liegende Trennwand 20 angeordnet, die die Motorelektronik-Kammer 16 hermetisch von dem Antriebsmotor 14 trennt. Alle Teile des Gehäuses 15 sowie die Trennwand 20 sind aus elektrisch leitendem Metall hergestellt, beispielsweise aus Aluminium. Auf dieser Trennwand ist eine Wärmeleitschicht 42 aufgebracht auf der wiederum eine Motorelektronik-Platine 40 angeordnet ist.
Die Motorelektronik-Platine 40 weist des Weiteren ein Massekontaktorgan 43 auf, das als Gehäusemasseorgan ausgebildet ist und hierzu über ein Befestigungsmittel 44, hier eine Schraube, mit einem elektrisch leitenden Gehäuseteil 20, hier die Trennwand 20, verbunden ist.
2 zeigt in einer perspektivischen Teilansicht das Massekontaktorgan 43, das über die Schraube 44 mit der Trennwand 20 elektrisch verbunden ist. Das Massekontaktorgan 43 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in die Motorelektronik-Platine 40 einlaminiert. Alternativ könnte das Massekontaktorgan 43 auch unter die Motorelektronik-Platine 40 gelötet sein. Durch die besondere Ausführungsform des Massekontaktorganes 43, wie in der nachfolgenden 3 beschrieben wird, besitzt das Massekontaktorgan 43 eine hohe Flexibilität sowohl In x-, y- als auch in z-Richtung eines räumlichen Koordinatensystems.
3 zeigt in einer Draufsicht das Massekontaktorgan 43. Das Massekontaktorgan 43 weist eine Befestigungsfläche 46 und eine mit dem Gehäuseteil 20 in Kontakt zu bringende Kontaktfläche 48 auf. Die Befestigungsfläche 46 und die Kontaktfläche 48 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel über drei in Umfangsrichtung der Kontaktfläche 48 verlaufende Teilringstege 50, 52, 54 miteinander verbunden. Um die Flexibilität der Teilringstege 50, 52, 54 des Massekontaktorgans 43 weiter zu erhöhen, sind sowohl an den zur Befestigungsfläche 46 gerichteten Seiten als auch an den zur Kontaktfläche 48 gerichteten Seiten in Radialrichtung verlaufende Einkerbungen 56, 58 vorgesehen. Die Teilringstege 50, 52, 54 sind über in Radialrichtung verlaufende Radialstege 60, 62 sowohl mit der Befestigungsfläche 46 als auch mit der Kontaktfläche 48 verbunden. Die Radialstege 60, die die Kontaktfläche 48 mit den Teilringstegen 50, 52, 54 verbinden, sind hierbei versetzt zu den Radialstegen 62 angeordnet, die die Befestigungsfläche 46 mit den Teilringstegen 50, 52, 54 verbindet. Durch die versetzte Anordnung der Radialstege 60, 62 wird eine besonders hohe Bewegungsfreiheit der Kontaktfläche 48 in Bezug auf die Befestigungsfläche 46 sowohl in y- als auch in x- als auch in z-Richtung gewährleistet. Hierbei können die Radialstege 60, 62 trapezförmig ausgebildet sein, wobei jeweils die breitere Seite zur Befestigungsfläche 46 gerichtet ist.
Auf besonders einfache und kostengünstige Weise ist das Massekontaktorgan 43 durch Ätzen herstellbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2725691 A1 [0004]

Claims

Elektrisches Kfz-Nebenaggregat mit einem Gehäuse (11), das einen elektrischen Antriebsmotor (14), eine durch den Antriebsmotor (14) angetriebene Aggregatmechanik (12), eine Motorelektronik-Platine (40) mit einer Motorelektronik (37) zum Ansteuern des Antriebsmotors (14) und zumindest ein elektrisch leitendes Nebenaggregat-Gehäuseteil (20) aufweist, wobei die Motorelektronik-Platine (40) mindestens ein Massekontaktorgan (43) aufweist, das über ein Befestigungsmittel (44) mit dem elektrisch leitenden Gehäuseteil (20) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Massekontaktorgan (43) eine mit der Motorelektronik-Platine (40) verbindbare Befestigungsfläche (46) und einem mit dem Gehäuseteil (20) In Kontakt zu bringende Kontaktfläche (48) aufweist, die über mindestens zwei im Wesentlichen in Umfangsrichtung der Kontaktfläche (48) verlaufende Teilringstege (50, 52, 54) miteinander verbunden sind.
Elektrisches Kfz-Nebenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilringstege (50, 52, 54) des Massenkontaktorgans (43) sowohl an den zur Befestigungsfläche (46) gerichteten Seiten als auch an den zur Kontaktfläche (48) gerichteten Selten in Radialrichtung verlaufende Einkerbungen (56, 58) besitzen.
Elektrischen Kfz-Nebenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Massekontaktorgan (43) durch Ätzen herstellbar ist.
Elektrisches Kfz-Nebenaggregat nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilringstege (50, 52, 54) über in Radialrichtung verlaufende Radialstege (60, 62) jeweils mit der Befestigungsfläche (46) und der Kontaktfläche (48) verbunden sind.
Elektrisches Kfz-Nebenaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zu Befestigungsfläche (46) weisenden Radialstege (62) versetzt zu den zur Kontaktfläche (48) weisenden Radialstege (60) angeordnet sind.
Elektrisches Kfz-Nebenaggregat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialstege (60, 62) trapezförmig ausgebildet sind.
Elektrisches Kfz-Nebenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Massekontaktorgan (43) in die Motorelektronik-Platine (40) einlaminiert ist.
Elektrischen Kfz-Nebenaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Massekontaktorgan (43) auf bzw. unter der Motorelektronik-Platine (40) verlötet ist.