-
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere als Brems- oder Bremskraftverstärker (Bremsassistent oder -beschleuniger) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Motorgehäuse und mit einem Befestigungsflansch. Sie betrifft weiter ein Motorgehäuse für einen solchen Elektromotor, mit einem hohlzylindrischen Gehäusemantel und mit einem mit diesem verbundenen Befestigungsflansch.
-
Elektromotorisch an- oder betriebene Verstellsysteme als Kraftfahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Fensterheber, Sitzverstellungen, Tür- und Schiebedachantriebe, Lenkmotoren oder Kühlerlüfterantriebe sowie Pumpen und Innenraumgebläse oder auch Bremsverstärker (Bremskraftverstärker, Bremsassistenten oder Bremsbeschleuniger) 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.
-
Ein derartiger bürstenloser Elektromotor als elektrische Drehstrommaschine weist einen Stator, insbesondere in Form eines Statorblechpakets, 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. Der Stator bzw. das Statorblechpaket umfasst hierbei beispielsweise ein Statorjoch, in welches ein die Statorzähne aufweisender Statorstern eingepresst wird. Die Spulenwicklungen sind mit deren Spulenenden einzelnen (Motor-)Strängen oder (Motor-)Phasen zugeordnet und untereinander in einer vorbestimmten Weise verschaltet (Stern- oder Dreieckschaltung).
-
Das Motorgehäuse für einen derartigen Elektromotoren wird in der Regel mittels eines tiefgezogenen Blechtopfs und einem abtriebsseitigen Lagerschild, beispielsweise aus Aluminium, vorzugsweise aus Stahl, hergestellt. Das Motorgehäuse weist typischerweise einen Befestigungsflansch mit einer Anzahl von Befestigungsöffnungen zur Schraubbefestigung an einem Getriebe oder an einem anderen Gehäuse auf.
-
Aus der
DE 10 2012 222 602 A1 ist ein Elektromotor bekannt, bei welchem der Befestigungsflansch und das Motorgehäuse zweiteilig ausgeführt sind. In dem Motorgehäuse ist eine Motorwelle um eine Drehachse rotierbar gelagert. Der aus Blech hergestellte Befestigungsflansch weist eine zentrale Aussparung auf, mittels welcher dieser axial auf den Außenumfang des Motorgehäuses aufgeschoben wird. Der aufgeschobene Befestigungsflansch wird anschließend stoffschlüssig mittels Schweißen an dem Außenumfang des Motorgehäuses befestigt.
-
Aus der
DE 10 2016 222 815 A1 ist ein Getriebeaktuator mit einem bürstenlosen Elektromotor mit einem an beiden Stirnseiten offenen poltopfartigen Motorgehäuse und einer darin gelagerten Motorwelle sowie mit einem Elektronikgehäuse bekannt. Das Motorgehäuse weist an einer ersten Stirnseite eine tubusartige Gehäuseverlängerung auf, die zur Befestigung an einem Getriebegehäuse in einem separaten, mit diesem befestigten Befestigungsflansch nach Art eines Presssitzes steckbefestigt ist.
-
Aus der
DE 20 2016 008 459 U1 ist ein Elektromotor bekannt, der insbesondere für die Anwendung in einem Kraftfahrzeug geeignet und eingerichtet ist. Der vorzugsweise bürstenlos ausgeführte Elektromotor umfasst einen feststehenden Stator mit einer Drehfeldwicklung und einen hiervon umgebenen, rotierbar gelagerten Rotor auf, welcher wellenfest mit einer Motorwelle gekoppelt ist. Der Stator und der Rotor sind in einem poltopfartigen Motorgehäuse aufgenommen, das einen stirnseitigen Gehäuseboden und ein an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordnetes Lagerschild (Lagerdeckel) zur Lagerung der Motorwelle aufweist. Der Gehäuseboden weist eine Aufnahme als Lagersitz mit einer zentralen Wellenöffnung auf. Die Motorwelle ist abtriebsseitig in einem als Wälz- oder Gleitlager ausgeführten Lager des Lagersitzes gelagert. Der dem, insbesondere B-seitigen, Lagerschild gegenüberliegend angeordnete Gehäuseboden ist als ein einteiliges (A-seitiges) Lagerschild des Motorgehäuses ausgeführt.
-
An die Stirnseite des Gehäusebodens ist an diesem anliegend ein Befestigungsflansch geführt und an diesem kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig befestigt.
Der Befestigungsflansch weist eine zentrale Wellenöffnung zur Durchführung des abtriebsseitigen Wellenendes der Motorwelle auf. Der Befestigungsflansch weist eine Anzahl von beispielsweise als Prägungen angeformten Befestigungspunkten auf, die beispielsweise als Schweißstellen für eine stoffschlüssige Befestigung ausgebildet sind. Der Befestigungsflansch kann eine Anzahl von umfangsseitig auskragenden Flansch- oder Befestigungslaschen aufweisen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit einem besonders geeigneten Motorgehäuse anzugeben. Insbesondere soll ein möglichst einfache und kostengünstig herstellbares Motorgehäuses mit einem Befestigungsflansch für einen solchen Elektromotor angegeben werden.
-
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Elektromotors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Motorgehäuses mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
-
Hierzu weist der Elektromotor ein Motorgehäuse und einen Befestigungsflansch auf, wobei das Motorgehäuse einen sowohl an einer ersten Stirnseite als auch an der gegenüber liegenden zweiten Stirnseiten offenen Gehäusemantel aufweist. Der Befestigungsflansch ist mit dem Gehäusemantel an einer der Stirnseiten verbunden. Geeigneter Weise weist der Befestigungsflansch außerhalb des Gehäusemantels eine Anzahl von Befestigungsstellen oder -Öffnungen zur Herstellung einer Flanschverbindung mit einem Getriebe oder einem anderen Gehäuse (Antriebs- oder Aktuatorgehäuse) auf.
-
Der Befestigungsflansch ist mit einem Lagersitz ausgeführt, d. h. der Lagersitz ist in den Befestigungsflansch integriert. Der Lagersitz ist zweckmäßigerweise mit einer Wellendurchführung ausgeführt.
-
Der Befestigungsflansch ist geeigneter Weise plattenartig als Flanschplatte ausgeführt. Der Lagersitz, der zur Aufnahme eines Wellenlagers für eine Motor- oder Rotorwelle dient, ist zweckmäßigerweise in den Befestigungsflansch eingeformt. Der Befestigungsflansch ist vorzugsweise durch Tiefziehen hergestellt oder als ein Stanz-Biege-Teil ausgeführt, in welches der Lagersitz durch Umformung eingebracht ist. Der Lagersitz erstreckt sich geeigneter Weise axial in den Gehäusemantel hinein. Der Befestigungsflansch bildet zweckmäßigerweise den Gehäuseboden des Motorgehäuses.
-
In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Gehäusemantel des Motorgehäuses mit dem Befestigungsflansch verschweißt. Dabei umgibt die Schweißverbindung den Gehäusemantel an der entsprechenden (zweiten) Stirnseite zweckmäßigerweise vollständig und vorzugsweise unterbrechungsfrei. Dabei liegt die Schweißverbindung vollumfänglich am Befestigungsflansch an.
-
In einer geeigneten Ausführung des Motorgehäuses weist der Gehäusemantel auf der dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden (ersten) Stirnseite eine stufenförmige Aufweitung auf. Zweckmäßigerweise ist in diese Aufweitung auf der dem Befestigungsflansch gegenüberliegenden ersten Stirnseite in den Gehäusemantel ein Lagerschild für ein weiteres Wellenlager eingesetzt.
-
Das für einen solchen Elektromotor besonders geeignete Motorgehäuse weist einen hohlzylindrischen (rohförmigen) Gehäusemantel, insbesondere mit kreisrundem Querschnitt, und mit einem mit diesem im Montagezustand verbundenen, insbesondere plattenförmige, Befestigungsflansch (Flanschplatte) auf, in dem ein Lagersitz mit einer Wellendurchführung ausgebildet, insbesondere eingeformt, ist.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Motorgehäuse inklusive des Befestigungsflansches einerseits einfach bzw. kostengünstig herstellbar ist. Andererseits weist das derart hergestellte Motorgehäuse ein besonders geringes Gewicht auf. Grund hierfür ist, dass einerseits der Gehäusemantel im Vergleich zu einem topfartigen, insbesondere tiefgezogenen, Motorgehäuse zunächst keinen Gehäuseboden aufweist und der Befestigungsflansch mit dem integrieren Lagersitz gleichzeitig auch den Gehäuseboden des Motorgehäuses bildet.
-
Aufgrund der bevorzugt mittels Laser (Laserschweißen) hergestellten Schweißverbindung zwischen dem Gehäusemantel und dem Befestigungsflansch in Form vorzugsweise der Flanschplatte ist die Stabilität des Motorgehäuses erhöht, insbesondere gegenüber einer punktuellen Verschweißung, bei der ein topfartiges, tiefgezogenes Motorgehäuse mit einer Flanschplatte mittels sogenanntem Buckelschweißen verbunden wird.
-
Auch sind die Kosten für eine nachträgliche Verzinkung des Motorgehäuses vergleichsweise gering, insbesondere um ca. 20% niedriger als bei einem topfartigen, tiefgezogenen Motorgehäuse mit punktweise angeschweißter Flanschplatte.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch in einer Schnittdarstellung einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse mit einem Gehäusemantel und mit einem mit diesem verbundenen Befestigungsflansch mit integriertem Lagersitz sowie mit einem in den Gehäusemantel stirnseitig eingesetzten Lagerschild,
- 2 in einer perspektivischen Darstellung den Gehäusemantel mit einer Aufweitung an einer Stirnseite (Mantelstirnseite) zur Aufnahme des Lagerschildes,
- 3 in perspektivischer Darstellung den Befestigungsflansch als Flanschplatte mit eingeformten Lagersitz, und
- 4 in perspektivischer Darstellung das Motorgehäuse mit an den Gehäusemantel stirnseitig angeschweißtem Befestigungsflansch.
-
Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist ein Elektromotor 1 eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektromotorischen Verstellantriebs oder eines Aktuators, dargestellt. Der insbesondere bürstenlose Elektromotor 1 umfasst ein Motorgehäuse 2, das aus einem hohlzylindrischen (rohrartigen) Gehäusemantel 3 und einem nachfolgend auch als Flanschplatte bezeichneten Befestigungsflansch 4 zusammengesetzt ist. Der vorzugsweise plattenförmige Befestigungsflansch (Flanschplatte) 4 weist einen Lagersitz 5 auf. Dieser ist in den Befestigungsflansch 4 integriert.
-
Erkennbar durchsetzt eine in Axialrichtung A verlaufende Motorwelle 6 das Motorgehäuse 1. Die Motorwelle 6 ist um eine entlang der Axialrichtung A orientierte Motor- oder Drehachse D innerhalb zweier stirnseitiger Lager 7 und 8 des Motorgehäuses 1 drehbar gelagert.
-
Die senkrecht zur Axialrichtung A orientierten Stirnseiten 9 und 10 des etwa zylindrischen Gehäusemantels 3 bilden eine Bodenseite und eine dieser gegenüber liegende Montageseite des Motorgehäuses 4. Die montageseitige Stirnseite wird nachfolgend auch als erste Stirnseite 9, und die bodenseitige Stirnseite wird nachfolgend auch als zweite Stirnseite 10 bezeichnet.
-
An der ersten Stirnseite 9 des Gehäusemantels 3 ist in diesen ein Lagerschild 11 mit einem zentralen, tiefgezogenen Lagersitz 12 eingesetzt, der eines der beiden Lager 7, 8 - hier das Lager 7 - aufnimmt und eine Wellenöffnung oder -durchführung 13 für die Motorwelle 6 bzw. für einen Wellenzapfen aufweist.
-
Wie auch aus 2 ersichtlich ist, weist hierzu der Gehäusemantel 3 an dieser ersten Stirnseite 9 einen aufgeweiteten Mantelabschnitt 14 auf, dessen Innendurchmesser größer ist als derjenige des verbleibenden Mantelabschnitts 15 des Gehäusemantels 3. Das zweite Lager 8 ist in den zentralen, tiefgezogenen und in den Gehäusemantel 3 ragenden Lagersitz 5 aufgenommen, der in den Befestigungsflansch (Flanschplatte) 4 in geeigneter Weise durch Umformung eingebracht ist und eine Wellenöffnung oder -durchführung 16 für die Motorwelle 6 aufweist.
-
3 zeigt den Befestigungsflansch (Flanschplatte) 4 mit integriertem Lagersitz 5 in einer perspektivischen Darstellung mit Blick auf diejenige Flanschseite, auf welcher der Gehäusemantel 3 zu dessen Verbindung mit dem Befestigungsflansch 4 mit der zweiten Stirnseite 10 steht.
-
Wie auch aus 4 ersichtlich ist, sind der hohlzylindrische Gehäusemantel 3 und der Befestigungsflansch (die Flanschplatte) 4 vorzugsweise mittels Laser miteinander verschweißt. Die Schweißverbindung (Schweißnaht) 17 mit dem Befestigungsflansch (mit der Flanschplatte) 4 ist an der zweiten Stirnseite 10 des Gehäusemantels 3 vorgesehen, mit welcher Stirnseite 10 der Gehäusemantel 3 auf dem Befestigungsflansch 4 quasi aufsteht. Die Schweißverbindung 17 ist vorzugsweise vollständig umlaufend (um die Stirnseite 10 bzw. um den Gehäusemantel 3 an dieser Stirnseite 10) ausgeführt. In diesem Verbindungszustand des Gehäusemantels 3 mit dem Befestigungsflansch 4 bildet dieser quasi den Gehäuseboden bzw. die Bodenplatte des Motorgehäuses 2.
-
Der Elektromotor 1 ist geeigneter Weise ein bürstenloser, elektronisch kommutierter Elektromotor mit einem gehäusefesten, eine Drehfeldwicklung tragenden Stator 18 und mit einem wellenfesten, permanenterregten Rotor 19. Mittels des Befestigungsflansches 4 wird der Elektromotor 1 an einem Gehäuse oder dergleichen befestigt. Hierzu kann der Befestigungsflansch 4 eine Anzahl von Befestigungsstellen 20, beispielsweise in Form von Zapfen, Öffnungen oder Durchzügen mit Innengewinde, aufweisen. An der gegenüber liegenden Abtriebsseite, an der die Motorwelle 6 aus dem Motorgehäuse 2 herausragt, kann der Elektromotor 1 mit einem Getriebe oder dergleichen gekoppelt werden.
-
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.
-
Besonders bevorzugt eignet sich der Elektromotor 1 als Bremsverstärker (Bremskraftverstärker) eines Kraftfahrzeugs. Zudem kann der beschriebene Elektromotor 1 und insbesondere das beschriebene Motorgehäuse 2 nicht nur in dem genannten, bevorzugten Anwendungsfall zum Einsatz kommen, sondern auch in ähnlicher Ausführung bei anderen Kraftfahrzeug-Anwendungen, wie zum Beispiel bei Tür- und Heckklappensystemen, bei Fensterhebern, bei Fahrzeugschlössern, bei verstellbaren Sitz- und Innenraumsystemen, bei elektrisch (elektromotorisch) betriebenen Klimakompressoren sowie bei elektrischen Antrieben, Steuerungen, Sensoren und deren Anordnung im Fahrzeug.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Elektromotor
- 2
- Motorgehäuse
- 3
- Gehäusemantel
- 4
- Befestigungsflansch/Flanschplatte
- 5
- Lagersitz
- 6
- Motorwelle
- 7,8
- Lager
- 9
- erste Stirnseite
- 10
- zweite Stirnseite
- 11
- Lagerschild
- 12
- Lagersitz
- 13
- Wellenöffnung/-durchführung
- 14
- aufgeweiteter Mantelabschnitt
- 15
- Mantelabschnitt
- 16
- Wellenöffnung/-durchführung
- 17
- Schweißverbindung/-naht
- 18
- Stator
- 19
- Rotor
- 20
- Befestigungsstelle
- A
- Axialrichtung
- D
- Motor-/Drehachse
-
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
-
- DE 102012222602 A1 [0005]
- DE 102016222815 A1 [0006]
- DE 202016008459 U1 [0007]
