DE102017121215A1 - Brushless electric motor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Elektromotor (10), mit einem in einer Drehachse (41) drehbar gelagerten Rotor (20), der einen Magnetelementträger (36) zur Befestigung von ersten Magnetelementen (55) aufweist, wobei der Magnetelementträger (36) auf einer Welle (24) des Rotors (20) drehfest befestigt ist, und wobei der Magnetelementträger (36) mehrere, in Bezug zur Drehachse (41) vorzugsweise in gleichgroßen Winkelabständen angeordnete Ausnehmungen (64, 66) zur Aufnahme von Wuchtgewichten (68) aufweist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass sich die Ausnehmungen (64, 66) in Richtung der Drehachse (41) des Rotors (20) bis in den Bereich der ersten Magnetelemente (55) erstrecken. The invention relates to a brushless electric motor (10) having a rotor (20) rotatably mounted in a rotation axis (41) and comprising a magnetic element carrier (36) for fixing first magnetic elements (55), the magnetic element carrier (36) being mounted on a shaft (24) of the rotor (20) is rotationally fixed, and wherein the magnetic element carrier (36) has a plurality of, with respect to the axis of rotation (41) preferably at equal angular intervals arranged recesses (64, 66) for receiving balancing weights (68). According to the invention, it is provided that the recesses (64, 66) extend in the direction of the axis of rotation (41) of the rotor (20) into the region of the first magnetic elements (55).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger, aus der Praxis bekannter Elektromotor dient als Bestandteil eines Wischermotors und weist einen in mehreren Lagereinrichtungen in einer Drehachse gelagerten Rotor mit einem Magnetelementträger auf. Der Magnetelementträger besteht aus Metall und ist als Tiefziehteil ausgebildet. An seinem Außenumfang sind Rotormagnete befestigt, die mit einem ortsfest angeordneten Stator, welcher Drahtwicklungen aufweist, zusammenwirken. Weiterhin ist es aus der genannten Anmeldung bekannt, im Bereich zweier radial umlaufender Stirnflächen bzw. Stirnseiten des Magnetelementträgers Durchgangsöffnungen auszubilden, in die Wuchtgewichte eingesetzt werden können. Derartige Wuchtgewichte sind beispielsweise über Presspassungen auch ohne zusätzliche Sicherungselemente bzw. Klebstoff fest mit dem Magnetelementträger verbindbar. Dadurch, dass die Öffnungen jeweils nur eine Tiefe haben, die der Materialstärke des Magnetelementträgers entspricht, ist das Auswuchten auf Anwendungsfälle begrenzt, bei denen die Unwucht ein gewisses Maß nicht überschreitet.The invention relates to a brushless electric motor according to the preamble of claim 1. Such a known from practice electric motor serves as part of a wiper motor and has a rotor mounted in a plurality of bearing devices in a rotational axis with a magnetic element carrier. The magnetic element carrier is made of metal and is designed as a deep-drawn part. On its outer circumference rotor magnets are fixed, which cooperate with a stationary arranged stator, which has wire windings. Furthermore, it is known from the aforementioned application, in the region of two radially circumferential end faces or end faces of the magnetic element carrier through openings form, can be used in the balance weights. Such balancing weights are firmly connected to the magnetic element carrier, for example via press fits even without additional securing elements or adhesive. The fact that the openings each have only one depth, which corresponds to the material thickness of the magnetic element carrier, the balancing is limited to applications in which the imbalance does not exceed a certain extent.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße bürstenlose Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass er einerseits sowohl zur Anordnung von relativ großen Wuchtmassen (bezogen auf eine bestimmte Winkelstellung einer Ausnehmung zur Aufnahme von Wuchtgewichten) geeignet ist und darüber hinaus auch das Wuchten nicht nur im Bereich zweier definierter Ebenen ermöglicht, sondern auch in einem Zwischenbereich des Magnetelementträgers in Bezug auf dessen Längserstreckung. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die die Wuchtgewichte aufnehmenden Ausnehmungen in Richtung der Drehachse des Rotors betrachtet bis in den Bereich der Rotormagnete bzw. Magnetelemente reichen.The brushless electric motor according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that on the one hand both for the arrangement of relatively large balancing masses (based on a certain angular position of a recess for receiving balancing weights) is suitable and beyond the balancing not only in the range of two defined levels allows, but also in an intermediate region of the magnetic element carrier with respect to its longitudinal extent. This is achieved according to the invention in that the recesses receiving the balancing weights in the direction of the axis of rotation of the rotor extend into the region of the rotor magnets or magnetic elements.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Elektromotors sind in den Unteransprüchen aufgeführt. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen.Advantageous developments of the electric motor according to the invention are listed in the subclaims. All combinations of at least two of the features disclosed in the claims, the description and / or the figures fall within the scope of the invention.
Um die Möglichkeit der Aufnahme von Wuchtgewicht in einer Ausnehmung zu maximieren bzw. möglichst viel Wuchtgewicht in einer derartigen Ausnehmung integrieren bzw. anordnen zu können, ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass sich die Ausnehmungen durchgängig zwischen den zwei Stirnseiten des Magnetelementträgers erstrecken.In order to maximize the possibility of receiving balance weight in a recess or to integrate or arrange as much balancing weight in such a recess, it is advantageously provided that the recesses extend continuously between the two end faces of the magnetic element carrier.
Weiterhin ist es zur Verwendung standardisierter Wuchtgewichte von Vorteil, wenn die Ausnehmungen die gleiche Querschnittsfläche aufweisen, wobei diese vorzugsweise kreisförmig ausgebildet ist.Furthermore, it is for the use of standardized balancing weights of advantage if the recesses have the same cross-sectional area, which is preferably circular.
Ein soweit beschriebener erfindungsgemäßer Elektromotor bzw. dessen Magnetelementträger besteht in ganz besonders bevorzugter konstruktiver Gestaltung aus Kunststoff. Eine derartige Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass sich derartige Ausnehmungen bereits durch eine entsprechende Gestaltung des Werkzeugs ohne zusätzliche Verfahrensschritte wie Ausstanzen o.ä. entsprechend dem Stand der Technik ausbilden lassen.A so far described inventive electric motor or its magnetic element carrier is in a very particularly preferred constructive design of plastic. Such a configuration has the particular advantage that such recesses o.ä. Already by an appropriate design of the tool without additional process steps such as punching. train according to the state of the art.
Eine besonders einfache und gleichzeitig sichere Befestigung der Wuchtgewichte lässt sich erzielen, wenn die Wuchtgewichte in den Ausnehmungen unter Ausbildung einer Pressverbindung aufgenommen sind.A particularly simple and at the same time secure attachment of the balancing weights can be achieved if the balancing weights are received in the recesses to form a press connection.
Eine weitere bevorzugte konstruktive Ausgestaltung des Magnetelementträgers sieht vor, dass der Magnetelementträger auf der der Welle des Rotors zugewandten Seite mit einem aus Metall bestehenden, hülsenförmigen Abstandselement verbunden ist, das auf der Welle drehfest fixiert ist. Eine derartige Ausgestaltung lässt sich insbesondere in Verbindung mit dem aus Kunststoff bestehenden Magnetelementträger dadurch fertigungstechnisch bevorzugt herstellen, dass der Kunststoff des Magnetelementträgers an das Metall des Abstandselements angespritzt ist. Die drehfeste Befestigung des hülsenförmigen Abstandselements mit der Welle erfolgt bevorzugt durch eine Klebeverbindung, um eine thermische Beanspruchung des Materials des Magnetelementträgers zu reduzieren, wie dies typischerweise der Fall wäre, wenn die Verbindung zwischen dem Abstandselement und der Welle beispielsweise über eine Schweißverbindung erfolgen würde.A further preferred structural embodiment of the magnetic element carrier provides that the magnetic element carrier is connected on the side facing the shaft of the rotor with a metal, sleeve-shaped spacer element which is fixed against rotation on the shaft. A configuration of this type can be produced preferably in terms of production technology, in particular in connection with the magnetic element carrier made of plastic, by virtue of the fact that the plastic of the magnetic element carrier is injection-molded onto the metal of the spacer element. The rotationally fixed attachment of the sleeve-shaped spacer element with the shaft preferably takes place by means of an adhesive connection in order to reduce a thermal stress on the material of the magnetic element carrier, as would typically be the case if the connection between the spacer element and the shaft were effected, for example, via a welded connection.
Weiterhin ist es in einer bevorzugten Ausgestaltung des Magnetelementträgers vorgesehen, dass dieser an einer Umfangsfläche von einer Magnethülse umgeben ist, wobei die Rotormagnete auf der dem Magnetelementträger abgewandten Seite mit der Magnethülse verbunden sind. Während die Magnethülse, in Analogie zum Abstandselement, vorzugsweise durch Anspritzen des Kunststoffs des Magnetelementträgers mit dem Magnetelementträger verbunden ist,
erfolgt die Verbindung zwischen der Magnethülse und den Rotormagneten typischerweise durch Klebeverbindungen.Furthermore, it is provided in a preferred embodiment of the magnetic element carrier that it is surrounded on a peripheral surface of a magnetic sleeve, wherein the rotor magnets are connected on the side remote from the magnetic element carrier with the magnet sleeve. While the magnetic sleeve, in analogy to the spacer element, is preferably connected to the magnetic element carrier by injection of the plastic of the magnetic element carrier,
the connection between the magnet sleeve and the rotor magnets is typically done by adhesive bonds.
Um die Magnetelemente bzw. Rotormagnete auf dem Magnetelementträger in Längsrichtung besonders einfach und sicher zu fixieren bzw. zu positionieren, ist es vorgesehen, dass der Magnetelementträger um die Drehachse radial umlaufende Flansche aufweist, zwischen denen die Rotormagnete in Längsrichtung aufgenommen sind. In order to fix or position the magnetic elements or rotor magnets on the magnetic element carrier in a particularly simple and secure manner in the longitudinal direction, it is provided that the magnetic element carrier has flanges which encircle the rotation axis radially, between which the rotor magnets are accommodated in the longitudinal direction.
Weiterhin sieht es eine Variante des Magnetelementträgers vor, dass ein radial umlaufender Trägerabschnitt zum Befestigen von weiteren Magnetelementen einer Sensoreinrichtung an dem Magnetelementträger angeformt ist. Derartige weitere Magnetelemente dienen im Zusammenhang mit der erwähnten Sensoreinrichtung, welche insbesondere als Hallsensoreinrichtung ausgebildet ist, der Erfassung der Drehwinkellage des Rotors, um damit die Wicklungen des Stators zeit- bzw. phasengerecht ansteuern zu können.Furthermore, it provides a variant of the magnetic element carrier that a radially encircling support section for attaching further magnetic elements of a sensor device is integrally formed on the magnetic element carrier. Such additional magnetic elements are used in connection with the aforementioned sensor device, which is designed in particular as a Hall sensor device, the detection of the rotational angular position of the rotor so as to be able to control the windings of the stator time or phase.
Um einerseits ein möglichst geringes Gewicht des Magnetelementträgers zu ermöglichen, und andererseits auch aus Gründen der Materialersparnis ist es darüber hinaus von Vorteil, wenn der Magnetelementträger wenigstens eine Aussparung zur Gewichtsersparnis aufweist.On the one hand to allow the lowest possible weight of the magnetic element carrier, and on the other hand also for reasons of material savings, it is also advantageous if the magnetic element carrier has at least one recess for weight savings.
Eine weitere konstruktive Ausgestaltung sieht es im Zusammenhang mit dem erwähnten Abstandselement vor, dass der Rotor mittels zweier Lagereinrichtungen drehbar gelagert ist, und dass die beiden Lagereinrichtungen auf der Welle des Rotors drehfest angeordnet sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Stirnseiten des Abstandselements jeweils einen Axialanschlag für eine Lagereinrichtung ausbilden. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, dass die Lagereinrichtungen auf der Welle lediglich noch in einer Richtung axial gesichert werden müssen, da die Stirnseiten des Abstandselements die axiale Sicherung in der jeweils anderen Richtung sicherstellen. Besonders bevorzugt ist ein soweit beschriebener Elektromotor als Bestandteil eines Wischermotors ausgebildet.Another constructive embodiment provides it in connection with the mentioned spacer before, that the rotor is rotatably supported by two bearing means, and that the two bearing means are rotatably mounted on the shaft of the rotor, wherein the two opposite end faces of the spacer each have an axial stop for a Form storage facility. Such a configuration makes it possible, in particular, that the bearing devices only have to be axially secured on the shaft in one direction, since the end faces of the spacer element ensure axial securing in the respective other direction. Particularly preferred is an electric motor described so far formed as part of a wiper motor.
Um bei möglichst geringem Volumen der Wuchtgewichte zu erreichen, dass diese ein möglichst hohes Gewicht aufweisen, sind diese länglich, insbesondere zylindrisch ausgebildet.In order to achieve the lowest possible volume of the balancing weights that they have the highest possible weight, they are elongated, in particular cylindrical.
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:
-
1 wesentliche Bestandteile eines Scheibenwischermotors mit einem darin angeordneten bürstenlosen Elektromotor in Explosionsdarstellung, -
2 den Scheibenwischermotor gemäß1 in montiertem Zustand in teilweise geschnittener perspektivischer Darstellung, -
3 einen Rotor des Elektromotors gemäß den1 und2 in Seitenansicht, -
4 die Bestandteile des Rotors gemäß3 in Explosionsdarstellung, -
5 eine perspektivische Darstellung eines trommelförmigen Trägerelements als Bestandteil des Rotors gemäß der3 und4 und -
6 einen Längsschnitt durch das Trägerelement mit darin angeordnetem Abstandselement zur Verdeutlichung unterschiedlicher Anordnungen von Ausnehmungen zur Aufnahme von Wuchtgewichten.
-
1 essential components of a windscreen wiper motor with a brushless electric motor arranged therein in an exploded view, -
2 the windscreen wiper motor according to1 in assembled state in a partially sectioned perspective view, -
3 a rotor of the electric motor according to the1 and2 in side view, -
4 the components of the rotor according to3 in exploded view, -
5 a perspective view of a drum-shaped support member as part of the rotor according to the3 and4 and -
6 a longitudinal section through the support member having arranged therein spacer element to illustrate different arrangements of recesses for receiving balancing weights.
Gleiche Elemente bzw. Elemente mit gleicher Funktion sind in den Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The same elements or elements with the same function are provided in the figures with the same reference numerals.
In den
Zumindest im Wesentlichen innerhalb des Motorgehäuses
Der Rotor
Der Rotor
Wie am besten anhand der
Der Magnetelementträger
Weiterhin ist am Magnetelementträger
Aus einer Zusammenschau der
Wie am besten anhand der
Der soweit beschriebene Elektromotor
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Elektromotorelectric motor
- 1111
- Gehäusecasing
- 1212
- Getriebegehäusegearbox
- 1414
- Motorgehäusemotor housing
- 1616
- Statorstator
- 1818
- Drahtwicklungwire winding
- 1919
- Fortsatzextension
- 2020
- Rotorrotor
- 2121
- LagereinrichtungStorage facility
- 2222
- LagereinrichtungStorage facility
- 2424
- Wellewave
- 2626
- Schneckenverzahnungworm gear
- 2828
- GetrieberadPinion
- 2929
- Schrägverzahnunghelical teeth
- 3030
- Getriebetransmission
- 3232
- Abtriebswelleoutput shaft
- 3333
- Unterseitebottom
- 3434
- Stirnseitefront
- 3636
- MagnetelementträgerMagnetic element carrier
- 3838
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 4040
- Längsachselongitudinal axis
- 4141
- Drehsachserotary axis
- 4444
- Abstandselementspacer
- 4545
- Stirnflächeface
- 4646
- Stirnflächeface
- 4848
- Abschnittsection
- 5050
- Flanschflange
- 5151
- Flanschflange
- 5454
- Magnethülsemagnet sleeve
- 5555
- Magnetelementmagnetic element
- 5656
- Rotormagnetrotor magnet
- 5858
- ringförmiger Bereichannular area
- 6060
- Magnetelementmagnetic element
- 6262
- Aussparungrecess
- 6464
- Ausnehmungrecess
- 6666
- Ausnehmungrecess
- 6868
- Wuchtgewichtbalance weight
- 6969
- Stirnseitefront
- 7070
- Stirnseite front
- 100100
- Wischermotor wiper motor
- LL
- Längelength
- ll
- Längelength
Claims (15)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |