DE102020210693A1 - Electrical machine with an electronic circuit board having an EMC-shielded power feedthrough - Google Patents

Electrical machine with an electronic circuit board having an EMC-shielded power feedthrough Download PDF

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DE102020210693A1 DE102020210693.2A DE102020210693A DE102020210693A1 DE 102020210693 A1 DE102020210693 A1 DE 102020210693A1 DE 102020210693 A DE102020210693 A DE 102020210693A DE 102020210693 A1 DE102020210693 A1 DE 102020210693A1
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Bettina Straub
Stefan Heimburger
Jens Benecke
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • H02K5/143Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
    • H02K5/148Slidably supported brushes

Abstract

Elektrische Maschine (10), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, mit einem Statorgehäuse (22), das einen Stator (12) und einen Rotor (14) aufnimmt, und mit einer Elektronikplatine (PCB) (30) zur Bestromung der elektrischen Maschine (10) mittels mindestens einem Leiterelement (65), wobei das mindestens eine Leiterelement (65) an einer Oberseite (42) der Elektronikplatine (30) diese mittels einer Stromdurchführung (67) durchdringt, wobei an der Oberseite (42) um die Stromdurchführung (67) herum sternförmig mehrere Kondensatoren (69) zur EMV-Abschirmung der Stromdurchführung (67) angeordnet sind.

Figure DE102020210693A1_0000
Electrical machine (10), in particular for adjusting moving parts in motor vehicles, with a stator housing (22) which accommodates a stator (12) and a rotor (14), and with an electronic circuit board (PCB) (30) for energizing the electrical machine (10) by means of at least one conductor element (65), the at least one conductor element (65) penetrating the electronic circuit board (30) on a top side (42) of the latter by means of a current feedthrough (67), on the top side (42) surrounding the current feedthrough ( 67) several capacitors (69) are arranged in a star shape for EMC shielding of the current bushing (67).
Figure DE102020210693A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einer eine EMVabgeschirmte Stromdurchführung aufweisenden Elektronikplatine nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche.The present invention relates to an electrical machine with an electronic circuit board having an EMC-shielded power feedthrough according to the generic type of the independent claims.

Stand der TechnikState of the art

Mit der DE 42 25 496 A1 ist eine elektrische Antriebseinheit bekannt geworden, bei der zwischen einem Poltopf und einem Getriebegehäuse eine Zwischenzarge angeordnet ist, in die ein Bürstenhalter integriert ist. Die Antriebseinheit ist dabei modular aufgebaut, wobei ein separat ausgebildeter Stecker an unterschiedlichen Positionen an der Antriebseinheit angeordnet werden kann. Dadurch können beispielsweise unterschiedliche Varianten mit oder ohne Elektronikgehäuse realisiert werden, und je nach Einbaulage der Antriebseinheit der Steckeranschluss entsprechend den Raumverhältnissen und dem kundenspezifischen Gegenstecker angepasst werden. Das Elektronikgehäuse mit der darin aufgenommenen Elektronikplatine ist dabei immer radial außerhalb dem Polgehäuse angeordnet. Nachteilig bei solch einer Ausführung ist, dass die Elektronikplatine mit den unterschiedlichen Elektronikbauteilen elektromagnetische Störstrahlung (EMV) abstrahlt, die für andere Elektronikfunktionen im KFZ störend sein kann. Außerdem verursacht auch der Bürstenkontakt in der Zwischenzarge Störstrahlung, die durch das Kunststoffgehäuse aus Kunststoff an die Umgebung abstrahlt. Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine soll nun die EMV-Störstrahlung zuverlässig abgeschirmt werden, um den Betreib anderer Funktionen im Fahrzeug nicht zu beeinträchtigen.With the DE 42 25 496 A1 an electric drive unit has become known in which an intermediate frame, in which a brush holder is integrated, is arranged between a pole pot and a gear housing. The drive unit has a modular structure, with a separately designed plug being able to be arranged at different positions on the drive unit. As a result, for example, different variants can be implemented with or without an electronics housing, and depending on the installation position of the drive unit, the plug connection can be adapted according to the space available and the customer-specific mating plug. The electronics housing with the electronics board accommodated therein is always arranged radially outside the pole housing. The disadvantage of such an embodiment is that the electronic circuit board with the different electronic components emits electromagnetic interference (EMC), which can be disruptive for other electronic functions in the motor vehicle. In addition, the brush contact in the intermediate frame also causes interference radiation, which radiates through the plastic housing to the environment. With the electrical machine according to the invention, the EMC interference radiation should now be reliably shielded in order not to impair the operation of other functions in the vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Die erfindungsgemäße elektrische Maschine mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Stromdurchführung in der Leiterplatine ohne die Verwendung eines aufwendig zu integrierenden Keramikröhrchen in der Leiterplatine realisiert werden kann. Durch die Anordnung von mehreren Kondensatoren symmetrisch um die Stromdurchführung herum auf der äußeren flächigen Leiterschicht der Elektronikplatine kann eine Störstrahlung bis zu 3 GHz zuverlässig abgeschirmt werden. Solche Kondensatoren können sehr einfach für unterschiedliche Kapazitäten realisiert werden, wobei die elektrische Kontaktierung dieser Kondensatoren sehr kostengünstig ist, und bevorzugt in einem einheitlichen Prozess zusammen mit der Bestückung mit anderen elektronischen Bauelementen durchgeführt werden kann. Die sternförmig angeordneten Kondensatoren ermöglichen eine radialsymmetrischere Feldausbreitung um das Leiterelement herum und damit eine extrem induktivitätsarme Ableitung zur Masse hin. Somit bildet diese Kondensatoranordnung einen Durchführungskondensator (Keramikröhrchen) nach.The electrical machine according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that the current feedthrough can be implemented in the printed circuit board without the use of a ceramic tube that is difficult to integrate in the printed circuit board. By arranging several capacitors symmetrically around the current feedthrough on the outer flat conductor layer of the electronic circuit board, interference radiation of up to 3 GHz can be reliably shielded. Such capacitors can be implemented very easily for different capacitances, with the electrical contacting of these capacitors being very inexpensive and preferably being able to be carried out in a uniform process together with the assembly with other electronic components. The capacitors arranged in a star shape enable a more radially symmetrical field propagation around the conductor element and thus an extremely low-inductance derivation to ground. This capacitor arrangement thus emulates a feedthrough capacitor (ceramic tube).

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen, der in dem unabhängigen Anspruch vorgegebenen Ausführungen möglich. Durch die Ausbildung eines inneren Kontaktrings und einem radial äußeren leitenden flächigen Kontaktbereich, mit einer radial dazwischen liegenden Isolationsfläche, kann auf Versorgungsleitungen der Kondensatoren verzichtet werden, die parasitäre Induktivitäten erzeugen würden. Dadurch können auch höhere Frequenzen zuverlässig abgeschirmt werden, wodurch andere Funktionen im Fahrzeug wie Radio, Funk, Fernsehen und Mobiltelefon nicht negativ beeinflusst werden.Advantageous further developments and improvements of the embodiments specified in the independent claim are possible as a result of the measures listed in the dependent claims. The formation of an inner contact ring and a radially outer, conductive, planar contact region, with an insulating surface located radially in between, makes it possible to dispense with supply lines for the capacitors, which would produce parasitic inductances. As a result, higher frequencies can also be reliably shielded, which means that other functions in the vehicle such as radio, television and mobile phones are not adversely affected.

Besonders günstig erstreckt sich der radial äußere leitende Bereich der äußeren Leiterschicht, an dem die Kondensatoren angeschlossen sind, flächig über einen großen Bereich der Leiterplatte und ist mit der Masse-Leiterschicht im Inneren der Elektronikplatine verbunden. Dadurch bildet dieser äußere leitende Bereich gleichzeitig mit der durchgehend flächig leitenden Masse-Leiterschicht ein Abschirmschild, das die Zuleitungen zu den Kondensatoren ersetzt. Somit wird die Frequenzbegrenzung der Entstörkondensatoren aufgehoben. Auf der äußeren Leiterschicht mit dem radial äußeren, leitenden Bereich kann vorteilhaft auch eine Verschaltung für einen Magnetsensor ausgebildet werden, der für eine Rotorlage-Erfassung auf der Elektronikplatine angeordnet werden kann.The radially outer conductive area of the outer conductor layer, to which the capacitors are connected, extends particularly favorably over a large area of the printed circuit board and is connected to the ground conductor layer inside the electronic circuit board. As a result, this outer conductive area forms a shielding shield, which replaces the leads to the capacitors, at the same time as the continuously conductive ground conductor layer. Thus, the frequency limitation of the interference suppression capacitors is lifted. On the outer conductor layer with the radially outer, conductive area, an interconnection for a magnetic sensor can advantageously also be formed, which can be arranged on the electronics circuit board for detecting the rotor position.

Durch die Anbindung der Kondensatoren an den flächigen, äußeren Bereich, können die Kondensatoren als Cy-Kondensatoren verschaltet werden, wobei die Cy-Kondensatoren sich radial von der Stromdurchführung in ihrer Längsrichtung erstrecken. Mit dem radial inneren Ende sind sie durch die innere ringförmige Kontaktfläche sehr nah am Leiterelement angeordnet, und mit dem äußeren Ende am flächigen äußeren Massekontakt, wodurch eine sehr kurze, niederimpedante Anbindung der Kondensatoren an die Leiterelemente und an die Masse des Statorgehäuses möglich ist. Dadurch kann diese EMV-Abschirmung mit hoher Spannungsfestigkeit und guter mechanischer Stabilität realisiert werden.By connecting the capacitors to the flat, outer area, the capacitors can be connected up as Cy capacitors, with the Cy capacitors extending radially from the current feedthrough in their longitudinal direction. With the radially inner end they are arranged very close to the conductor element due to the inner annular contact surface, and with the outer end on the flat outer ground contact, which enables a very short, low-impedance connection of the capacitors to the conductor elements and to the ground of the stator housing. As a result, this EMC shielding can be implemented with high dielectric strength and good mechanical stability.

Beispielsweise können genau vier Kondensatoren sternförmig um die Stromdurchführung angeordnet werden, wodurch schon eine hohe Radialsymmetrie erzeugbar ist. Die Kapazität dieser Cy-Kondensatoren liegt dann im Bereich 0,5 - 5 nF oder auch bei 0,1 - 10 nF, je Anforderung der Störfrequenzen, die abgeschirmt werden sollen.For example, exactly four capacitors can be arranged in a star shape around the current bushing, as a result of which a high degree of radial symmetry can be generated. The capacitance of these Cy capacitors is then in the range of 0.5 - 5 nF or 0.1 - 10 nF, depending on the requirements of the interference frequencies that are to be shielded.

Durch die großflächige Ausbildung des radial äußeren, leitenden Bereichs auf der ersten äußeren Leiterschicht, kann dieser mit sehr geringem Widerstand über die durchgehend flächig leitende Masse-Leiterschicht mit dem Statorgehäuse verbunden werden, wodurch ein sehr wirkungsvoller Massekontakt für die Cy-Kondensatoren zur Verfügung steht.Due to the large-area design of the radially outer, conductive area on the first outer conductor layer, it can be connected to the stator housing with very little resistance via the continuously conductive ground conductor layer, which means that a very effective ground contact is available for the Cy capacitors.

Besonders vorteilhaft ist es, dass die Elektronikplatine zugleich als Abschirmschild verwendet werden kann, das direkt am Statorgehäuse aus Metall anliegt. Die elektronischen Bauteile auf der Elektronikplatine liegen dabei ebenso wie die Kohlebürsten innerhalb des Statorgehäuses, das zusammen mit der Elektronikplatine eine Art Faradayschen Käfig bildet, der als EMV-Abschirmung die entstehende elektromagnetische Störstrahlung nach außen abschirmt. Durch die Anordnung der Leiterplatine quer zur Rotorwelle, können die Kohlebürsten des Bürstenhalter-Bauteils mittels sehr kurzer elektrischer Wege direkt mit der Leiterplatine verbunden werden. Durch diese Ausführung entfällt die zusätzliche Ausbildung einer kostenintensiven Blechabschirmung.It is particularly advantageous that the electronics circuit board can also be used as a shielding shield that rests directly on the metal stator housing. The electronic components on the electronics circuit board, like the carbon brushes, are located inside the stator housing, which together with the electronics circuit board forms a kind of Faraday cage which, as an EMC shield, shields the electromagnetic interference from the outside. Due to the arrangement of the printed circuit board transversely to the rotor shaft, the carbon brushes of the brush holder component can be connected directly to the printed circuit board using very short electrical paths. This design eliminates the need for an additional, cost-intensive sheet metal shield.

Dabei kann die Abschirmung mittels der Elektronikplatine dadurch realisiert werden, dass in dem isolierenden Substrat der Elektronikplatine mindestens eine durchgängig leitende Leiterschicht angeordnet ist, auf der keine Fehlstellen durch die Ausbildung von Schaltkreisen oder die Anbindung von Elektronikbauteilen ausgebildet sind. Solche durchgehend leitenden Leiterschichten können standardmäßig bei der Platinen-Herstellung gefertigt werden, wobei insbesondere gleich zwei solcher flächig leitenden Leiterschichten als axial innere Schichten angeordnet sind, und an zwei weiteren äußeren Leiterschichten die Schaltkreise und die Elektronikbauteile ausgebildet sind. Dabei ist die mindestens eine flächig leitende Leiterschicht mittels axialer Durchkontaktierungen mit mindestens einer axialen Seitenfläche der Leiterplatine verbunden, die dann axial leitend am Flansch anliegt. Bei der Elektronikplatinen-Herstellung kann die flächig durchgehend leitende Leiterschicht besonders einfach als dünne Metallschicht - insbesondere aus Kupfer - auf das isolierende Substrat aufgebracht werden. Bei einer alternativen Ausführung kann diese leitende Schicht jedoch auch als engmaschiges Gitternetz ausgebildet werden, bei dem insbesondere winzige Löcher in der durchgängigen Leiterschicht ausgespart sind. Dabei sind diese Löcher so klein, dass die EMV-Strahlung auch bis zu der gewünschten Frequenz-Obergrenze von beispielsweise 3 GHz noch ausreichend abgeschirmt wird.The shielding can be implemented by means of the electronic circuit board in that at least one continuously conductive conductor layer is arranged in the insulating substrate of the electronic circuit board, on which no defects are formed due to the formation of circuits or the connection of electronic components. Such continuously conductive conductor layers can be produced as standard in circuit board production, with two such flat conductive conductor layers being arranged as axially inner layers, and the circuits and electronic components being formed on two further outer conductor layers. The at least one planar conductive conductor layer is connected to at least one axial side surface of the printed circuit board by means of axial plated-through holes, which then bears axially conductively against the flange. In the manufacture of electronic circuit boards, the conducting layer which is continuously conductive over the entire area can be applied to the insulating substrate in a particularly simple manner as a thin metal layer--in particular made of copper. In an alternative embodiment, however, this conductive layer can also be in the form of a close-meshed lattice network, in which, in particular, tiny holes in the continuous conductive layer are left open. These holes are so small that the EMC radiation is still adequately shielded up to the desired upper frequency limit of 3 GHz, for example.

Damit die Elektronikplatine über ihren gesamten Umfang zuverlässig am Flansch anliegt, weist die Leiterplatine einen radialen Überlappungsbereich mit dem Flansch auf. Dieser Überlappungsbereich ist an der axialen Unterseite der Elektronikplatine zum Flansch hin elektrisch leitend ausgebildet. Dadurch ist über die Lebensdauer eine ausreichend niederimpedante und symmetrische Anbindung der Abschirmung an das Statorgehäuse gewährleistet. Dies kann beispielsweise einfach mit einer zusätzlichen Metallbeschichtung realisiert werden, oder mittels dem Entfernen der obersten Isolationsschicht, so dass die äußere Leiterschicht im Überlappungsbereich axial freiliegt. Besonders bevorzugt sind die Durchkontaktierungen innerhalb des radialen Überlappungsbereichs angeordnet, und verbinden dadurch den elektrisch leitenden Überlappungsbereich an der Unterseite mit der flächig durchgehend leitenden Leiterschicht im Inneren der Elektronikplatine und diese mit dem radial äußeren Bereich der ersten äußeren Leiterschicht mit den Cy-Kondensatoren. Um eine ausreichende EMV-Abschirmung zu gewährleisten, dürfen die Abstände zwischen den Durchkontaktierungen in Umfangsrichtung nicht zu groß sein. Insbesondere ist dieser maximale Abstand zwischen den Durchkontaktierungen maximal 3 mm, wodurch auch noch hohe Frequenzen bis 3 GHz zuverlässig abgeschirmt werden können.So that the electronic circuit board rests reliably on the flange over its entire circumference, the printed circuit board has a radial overlapping area with the flange. This overlapping area is designed to be electrically conductive on the axial underside of the electronics board toward the flange. This ensures a sufficiently low-impedance and symmetrical connection of the shielding to the stator housing over the service life. This can be implemented simply with an additional metal coating, for example, or by removing the uppermost insulation layer, so that the outer conductor layer is exposed axially in the overlapping area. The vias are particularly preferably arranged within the radial overlapping area and thereby connect the electrically conductive overlapping area on the underside with the surface-continuously conductive conductor layer inside the electronic circuit board and this with the radially outer area of the first outer conductor layer with the Cy capacitors. In order to ensure sufficient EMC shielding, the distances between the vias in the circumferential direction must not be too large. In particular, this maximum distance between the vias is a maximum of 3 mm, which means that high frequencies of up to 3 GHz can also be reliably shielded.

Um auch den zentralen Durchbruch in der Elektronikplatine bzgl. EMV abzuschirmen, ist an der Oberseite der Elektronikplatine zum Lagerschild hin um den zentralen Durchbruch ein leitender Massekontakt-Bereich ausgebildet. Dieser ist über einen wesentlichen Teil des Umfangs ausgebildet, und ist elektrisch mit dem Rotorlager aus Metall verbunden. Die elektrische Verbindung kann durch ein zusätzliches, leitendes Adapterelement, oder direkt durch die Ausbildung eines elektrisch leitenden Abschnitts am Lagerschild erzielt werden. Auch entlang dem Massekontakt-Bereich sind bevorzugt Durchkontaktierungen angeordnet, die den elektrisch leitenden Massekontakt-Bereich an der Oberseite mit einer flächig durchgehend leitenden Leiterschicht im Inneren der Elektronikplatine verbinden. Um eine ausreichende EMV-Abschirmung zu gewährleisten, dürfen auch hier die Abstände zwischen den Durchkontaktierungen in Umfangsrichtung nicht zu groß sein. Insbesondere ist dieser maximale Abstand zwischen einzelnen Durchkontaktierungen am Massekontakt-Bereich maximal 3 mm. Die mindestens eine innere, flächig leitende Leiterschicht, kann als zwei parallele flächig leitende Leiterschichten ausgebildet sein, die mittels der axialen Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind. Insbesondere durchdringen die Durchkontaktierungen die Elektronikplatine in Axialrichtung vollständig, so dass diese die Unterseite und die Oberseite der Elektronikplatine durchdringen, wobei sie alle dazwischenliegende Leiterschichten der Elektronikplatine elektrisch miteinander verbinden.In order to also shield the central opening in the electronic circuit board with regard to EMC, a conductive ground contact area is formed on the upper side of the electronic circuit board towards the end shield around the central opening. This is formed over a substantial portion of the circumference and is electrically connected to the metal rotor bearing. The electrical connection can be achieved by an additional, conductive adapter element, or directly by forming an electrically conductive section on the end shield. Vias are also preferably arranged along the ground contact area, which connect the electrically conductive ground contact area on the upper side to a surface-continuously conductive conductor layer inside the electronics board. In order to ensure sufficient EMC shielding, the distances between the vias in the circumferential direction must not be too large here either. In particular, this maximum distance between individual vias in the ground contact area is a maximum of 3 mm. The at least one inner, flat, conductive conductor layer can be designed as two parallel, flat, conductive conductor layers, which are connected to one another by means of the axial through-connections. In particular, the vias completely penetrate the electronic circuit board in the axial direction, so that they penetrate the underside and the upper side of the electronic circuit board, electrically connecting all intervening conductor layers of the electronic circuit board to one another.

Zur Bestromung des Elektromotors können Köcherbürsten oder auch Hammerbürsten verwendet werden. Die Bürsten sind an einem separat hergestellten Bürstenhalter-Bauteil angeordnet, das an der Unterseite der Elektronikplatine befestigt wird - und insbesondere axial vollständig innerhalb des Statorgehäuses angeordnet ist. Zur elektrischen Kontaktierung der Bürsten werden diese beispielsweise mittels flexibler Strom-Litzen mit den Kontaktelementen der Elektronikplatine verbunden, insbesondere verschweißt. Die Kontaktelemente sind über die Entstördrosseln mit den Enden der Leiterelemente verbunden, die an der Unterseite durch die Stromdurchführung aus der Elektronikplatine austreten. Das Bürstenträger-Bauteil ist bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet, so dass die Köcher für die Bürsten direkt einstückig daran ausgeformt werden können. Zur Montage kann das Bürstenhalter-Bauteil zuerst elektrisch und mechanisch mit der Elektronikplatine verbunden werden, und danach axial in das Statorgehäuse eingefügt werden, bis die Elektronikplatine axial am Flansch anliegt. Dadurch ist das Bürstenhalter-Bauteil mittels der Elektronikplatine gegen EMV-Strahlung abgeschirmt.Quiver brushes or hammer brushes can be used to energize the electric motor. The brushes are arranged on a separately manufactured brush holder component which is attached to the underside of the electronics board - and in particular is arranged axially completely within the stator housing. In order to make electrical contact with the brushes, they are connected, in particular welded, to the contact elements of the electronic circuit board, for example by means of flexible current strands. The contact elements are connected via the interference suppression chokes to the ends of the conductor elements, which emerge from the electronic circuit board through the current feedthrough on the underside. The brush holder component is preferably made of plastic, so that the holders for the brushes can be molded directly onto it in one piece. For assembly, the brush holder component can first be electrically and mechanically connected to the electronics board and then inserted axially into the stator housing until the electronics board rests axially on the flange. As a result, the brush holder component is shielded against EMC radiation by the electronics board.

Die Elektronikplatine kann besonders kostengünstig in Surface-Mounted-Devices-Technik (SMD) hergestellt werden, bei der alle zu bestückenden Elemente mittels SMD angelötet werden. Dabei ist beispielsweise mindestens eine Entstördrossel oder ein Varistor, oder ein Kondensator, oder ein Thermoschalter, oder ein Hallsensor mittels SMD-Technik auf der Unterseite und/oder der Oberseite angelötet. Ebenfalls sind vorteilhaft auch die Kontaktelemente für die Kohlebürsten als SMD-Teile ausgebildet. Auch die Cy-Kondensatoren sind als SMD-Bauteile ausgebildet, die im gleichen Prozess mit den anderen Bauelementen bestückt werden. Durch diese SMD-Technik ist der gesamte Motor bis zu einer Temperatur von über 170° einsetzbar, und die Elektronik ist durch die SMD-Bestückung besonders kompakt, schüttelfest und mechanisch stabil ausgebildet.The electronic circuit board can be manufactured particularly inexpensively using surface-mounted devices (SMD) technology, in which all the elements to be fitted are soldered on using SMDs. In this case, for example, at least one interference suppression choke or a varistor, or a capacitor, or a thermal switch, or a Hall sensor is soldered onto the underside and/or the upper side using SMD technology. The contact elements for the carbon brushes are also advantageously designed as SMD parts. The Cy capacitors are also designed as SMD components, which are fitted with the other components in the same process. Thanks to this SMD technology, the entire motor can be used up to a temperature of over 170°, and the electronics are particularly compact, shake-proof and mechanically stable thanks to the SMD assembly.

Die Elektronikplatine kann sehr einfach in axialem Montageverfahren axial zwischen dem Flansch des Statorgehäuses und einem Gegenflansch des Getriebegehäuses axial befestigt werden. Dabei kann das Getriebegehäuse aus Kunststoff gefertigt sein. Beispielseise werden die beiden Gehäuseteile mittels Schrauben oder Vercrimpen oder sonstiger Materialumformung miteinander verbunden. Der radiale Rand der Elektronikplatine, der zwischen den Gehäuseteilen nicht vom Gehäuse umfasst ist, kann beispielsweise mit einer Schutzschicht ummantelt werden, die ein Eindringen von Flüssigkeit in die Elektronikplatine verhindert. Axial gegenüberliegend zum Bürstenträger-Bauteil ist an der Oberseite der Elektronikplatine ein Lagerschild befestigt, das einen Lagersitz für das Rotorlager aufweist. Das Rotorlager ist als Zylinder- oder Kalottenlager insbesondere metallisch ausgebildet. Das Lagerschild kann ebenfalls aus Kunststoff gefertigt sein, weist jedoch um den Lagersitz herum einen elektrisch leitenden Bereich auf, der das Rotorlager mit dem Massekontakt-Bereich der Elektronikplatine verbindet. Hierzu kann das Lagerschild eine leitende Beschichtung aufweisen, oder ein separat gefertigtes, elektrisch leitendes Adapterelement, das axial einerseits gegen das Rotorlager und andererseits gegen den Massekontakt-Bereich verspannt ist. Beispielsweise ist der Massekontakt-Bereich und das Adapterelement etwa viereckig ausgebildet, wobei das Adapterelement - oder alternativ direkt das Lagerschild - vorzugsweise über den gesamten Umfang des zentralen Durchbruchs an der Oberseite der Elektronikplatine leitend anliegt.The electronics circuit board can be fastened very easily in an axial assembly process between the flange of the stator housing and a mating flange of the transmission housing. In this case, the transmission housing can be made of plastic. For example, the two housing parts are connected to one another by means of screws or crimping or other material deformation. The radial edge of the electronic circuit board, which is not surrounded by the housing between the housing parts, can be coated with a protective layer, for example, which prevents liquid from penetrating into the electronic circuit board. A bearing shield, which has a bearing seat for the rotor bearing, is fastened to the upper side of the electronics board, axially opposite to the brush carrier component. The rotor bearing is designed as a cylindrical or spherical bearing, in particular made of metal. The end shield can also be made of plastic, but has an electrically conductive area around the bearing seat, which connects the rotor bearing to the ground contact area of the electronics board. For this purpose, the end shield can have a conductive coating, or a separately manufactured, electrically conductive adapter element that is braced axially on the one hand against the rotor bearing and on the other hand against the ground contact area. For example, the ground contact area and the adapter element are approximately square, with the adapter element--or alternatively directly the bearing plate--preferably conductively resting over the entire circumference of the central opening on the upper side of the electronics board.

Durch die Anordnung des separat gefertigten Anschluss-Steckers radial außerhalb des Polgehäuses kann die Einsteckrichtung und Lage des entsprechenden kundenspezifischen Gegensteckers sehr einfach an die Platzverhältnisse des Einbauraums angepasst werden, ohne das Grunddesign der Bürstenhalter-Platte oder des Lagerschilds oder der Elektronikplatine zu ändern. Durch die Ausbildung eines Motor-Baukastens mit einem immer gleichbleibenden Bürstenträger-Bauteil, kann die Variation der Elektronikfunktionen, wie beispielsweise der Rotorlagenerfassung oder die elektronische Entstörung ausschließlich in die einfacher zu ändernde Elektronikplatine verlagert werden. Durch die gleichbleibende Statorgehäuse-Schnittstelle kann damit eine gleichbleibend zuverlässig gute Positionierung der Bürsten gegenüber dem Kommutator gewährleistet werden und der Elektromotor trotzdem an verschiedenste Kundenanforderungen angepasst werden. So kann auch bei unterschiedlichen Varianten der Elektronikplatine und/oder des Anschluss-Steckers die Schnittstelle Statorgehäuse - Elektronikplatine - Getriebegehäuse immer gleichbleibend ausgebildet werden, so dass die Flansche des Statorgehäuses und des Getriebegehäuses immer zuverlässig abgedichtet sind.By arranging the separately manufactured connector plug radially outside of the pole housing, the insertion direction and position of the corresponding customer-specific mating connector can be easily adapted to the space available in the installation space without changing the basic design of the brush holder plate or the end shield or the electronic board. By designing a modular motor with a brush carrier component that always remains the same, the variation of the electronic functions, such as rotor position detection or electronic interference suppression, can be relocated exclusively to the electronic circuit board, which is easier to change. Due to the constant stator housing interface, a consistently reliable good positioning of the brushes in relation to the commutator can be guaranteed and the electric motor can still be adapted to a wide variety of customer requirements. The interface between the stator housing and the electronic circuit board and the transmission housing can always be the same, even with different variants of the electronic circuit board and/or the connector plug, so that the flanges of the stator housing and the transmission housing are always reliably sealed.

Figurenlistecharacter list

Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Gesamtansicht einer elektrischen Maschine gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
  • 2 und 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Elektronikplatine einer elektrische Maschine von unten und von oben,
  • 4 und 5 das Ausführungsbeispiel gemäß 2 und 3 mit montiertem Sandwich-Bauteil von unten und von oben,
  • 6 eine weitere Ausführung einer auf das Statorgehäuse montierten Leiterplatte,
  • 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel vom Aufbau einer Leiterplatte, und
  • 8 eine weitere Ausführung einer erfindungsgemäßen Stromdurchführung.
The invention is explained in more detail in the following description on the basis of exemplary embodiments illustrated in the drawings. Show it:
  • 1 an overall view of an electrical machine according to a first embodiment, and
  • 2 and 3 a further exemplary embodiment of an electronic circuit board of an electrical machine from below and from above,
  • 4 and 5 the embodiment according to 2 and 3 with mounted sandwich component from below and from above,
  • 6 another version of a printed circuit board mounted on the stator housing,
  • 7 another embodiment of the structure of a circuit board, and
  • 8th another embodiment of a current bushing according to the invention.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

1 zeigt eine elektrische Maschine 10, wie sie beispielsweise zum Verstellen beweglicher Teile - vorzugsweise Fensterscheiben, Schiebedächer oder Sitzkomponenten - im Kraftfahrzeug eingesetzt wird. Dabei ist in einem Statorgehäuse 22 ein Stator 12 angeordnet, innerhalb dessen ein Rotor 14 angeordnet ist, dessen Rotorwelle 16 sich axial vom Statorgehäuse 22 in ein axial sich anschließendes Getriebegehäuse 60 erstreckt. Der Stator 14 weist bevorzugt Permanentmagnete 13 auf, die eine elektrische Wicklung 15 des Rotors 14 antreiben. Dabei wird das Antriebsmoment von der Rotorwelle 16 auf ein im Getriebegehäuse 60 angeordnetes Getriebe übertragen. Dabei ist auf der Rotorwelle 16 ein Abtriebselement 17 - insbesondere eine Schnecke - angeordnet, das mit anderen Getriebekomponenten zusammenwirkt. Dadurch werden mittels einer nichtdargestellten Mechanik beispielsweise Teile eines Fahrzeugsitzes oder eine Fensterscheibe im Kraftfahrzeug bewegt. In Axialrichtung 8 ist zwischen dem Polgehäuse 22 und dem Getriebegehäuse 60 eine Bürstenhalter-Platte 55 angeordnet, die elektrische Bürsten 20 aufnimmt, zur elektrischen Kontaktierung eines auf der Rotorwelle 16 angeordneten Kommutators 18. Dabei können die Bürsten 20 als Hammerbürsten oder vorzugsweise als Köcher-Bürsten ausgebildet sein. Die Bürstenhalter-Platte 55 ist beispielsweise als Kunststoffbauteil hergestellt, und vorzugsweise radial vollständig innerhalb des Statorgehäuses 22 angeordnet. Axial benachbart zur Bürstenhalter-Platte 55 ist eine Elektronikplatine 30 (PCB=Printed Circuit Board) quer zur Rotorwelle 16 angeordnet. Die Elektronikplatine 30 weist einen zentralen Durchbruch 32 auf, durch den die Rotorwelle 16 hindurch ragt. An ihrem radial äußeren Umfang 31 liegt die Elektronikplatine 30 elektrisch leitend am Statorgehäuse 22 an. Beispielsweise ist an einem Rand 26 einer axialen Öffnung 24 des Statorgehäuses 22 ein Flansch 28 ausgebildet, an dem die Elektronikplatine 30 in Axialrichtung 8 anliegt. Die Elektronikplatine 30 weist zumindest eine flächig leitende Leiterschicht 36 auf, die als Abschirmschild für EMV-Strahlung der elektrischen Maschine 10 dient. Auf der Elektronikplatine 30 sind als elektronische Bauteile 44 Entstörelemente und Kontaktelemente 50 für die elektrische Bürsten 20 angeordnet. Des Weiteren ist die Elektronikplatine 30 mittels Leiterelementen 65 mit einem Anschluss-Stecker 64 für die Stromversorgung der elektrischen Maschine 10 verbunden, der radial außerhalb des Statorgehäuses 22 angeordnet ist. Dabei sind die Leiterelemente 65 mittels Stromdurchführungen 67 axial durch die Elektronikplatine 30 hindurchgeführt, um über die Kontaktelemente 50 mit den Bürsten 20 verbunden zu sein. Gegenüberliegend zur Bürstenträger-Platte 55 ist auf der anderen axialen Seite der Elektronikplatine 30 ein Lagerschild 56 angeordnet, das eine Lageraufnahme 57 für ein Lager-Bauteil 58 der Rotorwelle 16 aufweist. Das Lager-Bauteil 58 ist beispielsweise als Zylinder- oder Kalottenlager aus Metall ausgebildet. Dabei ist diese Lager-Bauteil 58 elektrisch leitend mit der flächig leitenden Leiterschicht 36 der Elektronikplatine 30 verbunden. Das Lagerschild 56 ist bevorzugt mittels Clips-Elementen oder Klemm-Elementen 98 axial mit der Bürstenhalter-Platte 55 verbunden, so dass die Elektronikplatine 30 zwischen der Bürstenhalter-Platte 55 und dem Lagerschild 56 als Sandwich-Bauteil 70 ausgebildet ist. Dabei ist die Ausdehnung der Elektronikplatine 30 in Radialrichtung 7 vorzugsweise größer als die der Bürstenhalter-Platte 55 und des Lagerschilds 56. Beispielsweise wird das Getriebegehäuse 60 mit dem Statorgehäuse 22 mittels Verbindungselementen 66 verbunden, wodurch die Elektronikplatine 30 zwischen dem Statorgehäuse 22 und dem Getriebegehäuse 60 fest fixiert ist. 1 shows an electric machine 10, as for example for adjusting moving parts - is used in motor vehicles - preferably window panes, sunroofs or seat components. In this case, a stator 12 is arranged in a stator housing 22, within which a rotor 14 is arranged, the rotor shaft 16 of which extends axially from the stator housing 22 into an axially adjoining transmission housing 60. The stator 14 preferably has permanent magnets 13 which drive an electrical winding 15 of the rotor 14 . In this case, the drive torque is transmitted from the rotor shaft 16 to a gear arranged in the gear housing 60 . In this case, on the rotor shaft 16 is an output element 17 - in particular a worm - arranged which interacts with other transmission components. As a result, parts of a vehicle seat or a window pane in the motor vehicle, for example, are moved by means of a mechanism that is not shown. In the axial direction 8, a brush holder plate 55 is arranged between the pole housing 22 and the gear housing 60, which accommodates electric brushes 20 for electrically contacting a commutator 18 arranged on the rotor shaft 16. The brushes 20 can be hammer brushes or preferably quiver brushes be trained. The brush holder plate 55 is produced as a plastic component, for example, and is preferably arranged radially completely inside the stator housing 22 . An electronic circuit board 30 (PCB=printed circuit board) is arranged axially adjacent to the brush holder plate 55 transversely to the rotor shaft 16 . The electronics circuit board 30 has a central opening 32 through which the rotor shaft 16 protrudes. At its radially outer circumference 31, the electronics circuit board 30 rests on the stator housing 22 in an electrically conductive manner. For example, a flange 28 is formed on an edge 26 of an axial opening 24 of the stator housing 22, against which the electronic circuit board 30 rests in the axial direction 8. The electronics circuit board 30 has at least one conductive conductor layer 36 that is used as a shield for EMC radiation from the electrical machine 10 . On the electronic circuit board 30 44 interference suppression elements and contact elements 50 for the electric brushes 20 are arranged as electronic components. Furthermore, the electronics circuit board 30 is connected by means of conductor elements 65 to a connection plug 64 for the power supply of the electrical machine 10 which is arranged radially outside of the stator housing 22 . The conductor elements 65 are guided axially through the electronics circuit board 30 by means of current bushings 67 in order to be connected to the brushes 20 via the contact elements 50 . A bearing plate 56 is arranged opposite the brush carrier plate 55 on the other axial side of the electronics circuit board 30 and has a bearing seat 57 for a bearing component 58 of the rotor shaft 16 . The bearing component 58 is designed, for example, as a cylindrical or spherical bearing made of metal. In this case, this bearing component 58 is electrically conductively connected to the planar conductive conductor layer 36 of the electronics circuit board 30 . The bearing plate 56 is preferably connected axially to the brush holder plate 55 by means of clip elements or clamping elements 98 so that the electronics circuit board 30 is designed as a sandwich component 70 between the brush holder plate 55 and the bearing plate 56 . The extension of the electronics circuit board 30 in the radial direction 7 is preferably greater than that of the brush holder plate 55 and the end shield 56. For example, the transmission housing 60 is connected to the stator housing 22 by means of connecting elements 66, whereby the electronics circuit board 30 is connected between the stator housing 22 and the transmission housing 60 is firmly fixed.

In 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Unterseite 41 einer Elektronikplatine 30 dargestellt, die axial dem Stator 12 zugewandt ist. Die Elektronikplatine 30 weist ebenso wie das Statorgehäuse 22 einen abgeflachten Kreisquerschnitt auf, so dass ein Außenumfang 31 der Elektronikplatine 30 kreissegmentförmige Abschnitte 72 und zwei parallele, sich gegenüberliegende Abschnitte 73 aufweist. Der zentrale Durchbruch 32 für die Rotorwelle 16 ist hier näherungsweise mit einem viereckigen Umfang 33 ausgebildet, so dass dieser eine Drehsicherung für das Sandwich-Bauteil 70 ausbilden kann. Auf der Unterseite 41 sind mindestens zwei Kontaktelemente 50 für die elektrischen Bürsten 20 angeordnet, beispielsweise diagonal gegenüberliegend. Auf der Elektronikplatine 30 sind als elektronische Bauelemente 44 mindestens eine Entstördrossel 45 und/oder ein Varistor 46, und/oder ein Kondensator 47 und/oder ein Thermoschalter 48 angeordnet. Diese Bauelemente 44 sind alle auf einem Bereich der Elektronikplatine 30 angeordnet, der radial innerhalb der Öffnung 24 angeordnet ist. Am radial äußeren Umfang 31 der Elektronikplatine 30 ist an der Unterseite 41 umlaufend ein elektrisch leitender Überlappungsbereich 40 mit dem Statorgehäuse 22 ausgebildet, der leitend am Flansch 28 anliegt. Dieser leitende Überlappungsbereich 40 ist beispielsweise durch eine metallische Beschichtung auf dem isolierenden Substrat 34 ausgebildet, oder insbesondere durch die Entfernung einer äußersten Isolationsschicht der Elektronikplatine 30. Dieser radial äu-ßere Überlappungsbereich 40 ist elektrisch mit der flächig leitenden Leiterschicht 36 verbunden, die im Inneren der Elektronikplatine 30 angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel sind über den äußeren Umfang verteilt viele einzelne Durchkontaktierungen (VIAS) 38 ausgebildet, die den Überlappungsbereich 40 mit den anderen Leiterschichten 35 der Elektronikplatine 30 verbinden. Der Abstand 39 zwischen den Durchkontaktierungen 39 beträgt dabei maximal 3 mm, damit eine ausreichende EMV-abschirmung zur Verfügung steht. Radial neben der Elektronikplatine 30 ist der Anschluss-Stecker 64 angeordnet, der hier als von der Elektronikplatine 30 separat gefertigtes Bauteil ausgebildet ist. Der Anschluss-Stecker 64 ist mittels der Leiterelemente 65 mit der Elektronikplatine 30 verbunden, wobei deren erste Enden Anschluss-Pins 63 für die Stromversorgung bilden. Die gegenüberliegenden Enden der Leiterelemente 65 werden mittels Stromdurchführungen 67 von der Oberseite 42 durch die Elektronikplatine 30 zu deren Unterseite 41 hindurchgeführt. An der Unterseite 42 sind die Leiterelemente 65 jeweils über die Entstördrosseln 45 mit den Kontaktelementen 50 für die Bürsten 20 verbunden. Der Anschluss-Stecker 64 weist einen Steckerkragen 74 auf, innerhalb dessen die Anschluss-Pins 63 zur elektrischen Kontaktierung der elektrischen Maschine 10 angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel der 1 erstreckt sich der Steckerkragen 74 mit den Anschluss-Pins 63 in Axialrichtung 8, so dass ein korrespondierender Stecker ebenfalls in Axialrichtung 8 in den Steckerkragen 74 einschiebbar ist. Die Bauelemente 44 und die Kontaktelemente 50 für die Bürsten 20 sind hier alle als SMD-Bauteile ausgebildet, so dass die Elektronikplatine mittels eines einzigen Surface Mounted Devices (SMD)- Lötprozess komplett bestückbar ist.In 2 Another exemplary embodiment of an underside 41 of an electronic circuit board 30 is shown, which faces axially the stator 12 . Like the stator housing 22 , the electronics circuit board 30 has a flattened circular cross section, so that an outer circumference 31 of the electronics circuit board 30 has sections 72 in the shape of segments of a circle and two parallel sections 73 lying opposite one another. The central opening 32 for the rotor shaft 16 is designed here approximately with a square circumference 33 so that it can form an anti-rotation device for the sandwich component 70 . At least two contact elements 50 for the electric brushes 20 are arranged on the underside 41, for example diagonally opposite one another. At least one interference suppression choke 45 and/or a varistor 46 and/or a capacitor 47 and/or a thermal switch 48 are arranged as electronic components 44 on the electronic circuit board 30 . These components 44 are all arranged on an area of the electronic circuit board 30 which is arranged radially inside the opening 24 . On the radially outer circumference 31 of the electronics circuit board 30 , an electrically conductive overlapping area 40 with the stator housing 22 is formed circumferentially on the underside 41 , which conductively rests against the flange 28 . This conductive overlap area 40 is formed, for example, by a metallic coating on the insulating substrate 34, or more particularly by removing an outermost one Insulating layer of the electronic circuit board 30. This radially outer overlapping area 40 is electrically connected to the planar conductive conductor layer 36, which is arranged inside the electronic circuit board 30. In the exemplary embodiment, many individual vias (vias) 38 are distributed over the outer circumference and connect the overlapping area 40 to the other conductor layers 35 of the electronic circuit board 30 . The distance 39 between the vias 39 is a maximum of 3 mm, so that sufficient EMC shielding is available. The connection plug 64 is arranged radially next to the electronic circuit board 30 and is designed here as a component manufactured separately from the electronic circuit board 30 . The connection plug 64 is connected to the electronic circuit board 30 by means of the conductor elements 65, the first ends of which form connection pins 63 for the power supply. The opposite ends of the conductor elements 65 are passed through the electronic board 30 from the top 42 to the underside 41 by means of current bushings 67 . On the underside 42 the conductor elements 65 are each connected to the contact elements 50 for the brushes 20 via the interference suppression chokes 45 . The connection plug 64 has a plug collar 74 within which the connection pins 63 for making electrical contact with the electrical machine 10 are arranged. In the embodiment of 1 the connector collar 74 with the connection pins 63 extends in the axial direction 8 so that a corresponding connector can also be pushed into the connector collar 74 in the axial direction 8 . The components 44 and the contact elements 50 for the brushes 20 are all in the form of SMD components here, so that the electronic circuit board can be completely assembled using a single Surface Mounted Devices (SMD) soldering process.

In 3 ist die der Unterseite 41 axial gegenüberliegende Oberseite 42 der Elektronikplatine 30 dargestellt, die dem Getriebegehäuse 60 zugewandt ist. Auf dieser Oberseite 42 ist über den Umfang um den zentralen Durchbruch 31 ein elektrisch leitender Massekontakt-Bereich 80, der im Zusammenbau mit dem Lager-Bauteil 58 verbunden ist. Auch dieser Massekontakt-Bereich 80 ist - wie der Überlappungsbereich 40 auf der Unterseite 41 - beispielsweise durch eine metallische Beschichtung auf der Elektronikplatine 30 ausgebildet. Auch der Massekontakt-Bereich 80 ist mittels über den Umfang des zentralen Durchbruchs 32 verteilt angeordneter einzelner Durchkontaktierungen (VIAS) 38 mit den anderen Leiterschichten 35 - und insbesondere mit der flächig leitend ausgebildeten inneren Leiterschicht 36 elektrisch verbunden. Die einzelnen Durchkontaktierungen (VIAS) 38 am Überlappungsbereich 40 und am Massekontakt-Bereich 80 sind axial durch die gesamte Elektronikplatine 30 durchgehend ausgebildet, so dass sie sich jeweils von der Unterseite 41 bis zur Oberseite 42 erstrecken. Die Leiterelemente 65 zur Anbindung des Anschluss-Steckers 64 sind von der Oberseite 42 her mit der Elektronikplatine 30 als Stromdurchführungen 67 zur Stromversorgung der Bürsten 20 verbunden. Um eine elektrische EMV-Abschirmung im Bereich der Stromdurchführung 67 durch die Elektronikplatine 30 zu gewährleisten, sind um die Stromdurchführungen 67 jeweils vier Cy-Kondensatoren 69 auf der Oberseite 42 angeordnet, die sternförmig von der Stromdurchführung 67 weg weisen. Die Cy-Kondensatoren 69 sind elektrisch mit der flächig leitenden Leiterschicht 36 verbunden, die auch das Statorgehäuse 22 und das Lagerbauteil 58 elektrisch kontaktiert. Zusätzlich zu den Leiterelementen 65 sind auch Signalleitungen 105 vom Anschluss-Stecker 64 zur Oberseite 42 der Elektronikplatine 30 geführt, wo diese mit dem Magnetsensor 49 verbunden sind. Dazu sind die Enden der Signalleitungen 105 mit Kontaktpads 108 auf der Oberseite 42 kontaktiert, die Teil der Verschaltungsanordnung 89 für den Magnetsensor 49 sind.In 3 shows the upper side 42 of the electronic circuit board 30 which is axially opposite the underside 41 and faces the transmission housing 60 . On this upper side 42 there is an electrically conductive ground contact area 80 over the circumference around the central opening 31, which is connected to the bearing component 58 when assembled. Like the overlapping area 40 on the underside 41, this ground contact area 80 is also formed by a metallic coating on the electronic circuit board 30, for example. The ground contact area 80 is also electrically connected to the other conductor layers 35—and in particular to the inner conductor layer 36 that is designed to be conductive over a surface—by means of individual vias 38 distributed over the circumference of the central opening 32 . The individual vias (VIAS) 38 on the overlapping area 40 and on the ground contact area 80 are designed to be continuous axially through the entire electronics circuit board 30 so that they each extend from the bottom 41 to the top 42 . The conductor elements 65 for connecting the connector plug 64 are connected from the top side 42 to the electronics circuit board 30 as power bushings 67 for power supply to the brushes 20 . In order to ensure electrical EMC shielding in the area of the power feedthrough 67 through the electronics board 30 , four Cy capacitors 69 are arranged around the power feedthroughs 67 on the upper side 42 and point away from the power feedthrough 67 in a star shape. The Cy capacitors 69 are electrically connected to the planar conductive conductor layer 36, which also makes electrical contact with the stator housing 22 and the bearing component 58. In addition to the conductor elements 65, signal lines 105 are also routed from the connection plug 64 to the upper side 42 of the electronic circuit board 30, where they are connected to the magnetic sensor 49. For this purpose, the ends of the signal lines 105 are contacted with contact pads 108 on the upper side 42, which are part of the wiring arrangement 89 for the magnetic sensor 49.

In 4 ist eine Ausführung eines Sandwich-Bauteils 70 dargestellt, bei der in der Ansicht auf die Unterseite 41 gemäß 2 die Bürstenhalter-Platte 55 und das Lagerschild 56 montiert sind. Auf der Bürstenhalter-Platte 55 sind Köcher 54 ausgeformt, die die elektrischen Bürsten 20 aufnehmen. Die Bürsten 20 weisen jeweils eine Litze 52 auf, die elektrisch mit den Kontaktelementen 50 für die Bürsten 20 verbunden - beispielsweise verschweißt - sind. Die Kontaktelemente 50 sind als axial von der Elektronikplatine 30 abstehende Laschen ausgebildet, die axial durch entsprechende Löcher in der Bürstenhalter-Platte 55 greifen. Zum radialen Anpressen der Bürsten 20 sind auf der Bürstenhalter-Platte 55 Anpress-Federn 53 angeordnet, die mit einem Federarm an der dem Kommutator 18 abgewandten Seite der Bürste 20 anliegen. Der Thermoschalter 48 greift axial durch eine Aussparung in der Bürstenhalter-Platte 55 hindurch und erstreckt sich zum Rotor 14 hin. An ihrem äußeren Umfang weist die Bürstenhalter-Platte 55 eine umlaufende Wand 95 auf, die sich in Axialrichtung 8 erstreckt. An dieser sind Positionierelemente 96 angeformt, mittels derer die Bürstenhalter-Platte 55 im Statorgehäuse 22 zentriert wird. Die Bürstenhalter-Platte 55 wird dann axial vollständig in das Statorgehäuse 22 eingefügt. Der Überlappungsbereich 40 der Elektronikplatine 30 steht radial über die Bürstenhalter-Platte 55 hinaus, so das beim Einfügen des Sandwich-Bauteils 70 der Überlappungsbereich 40 elektrisch kontaktierend am Flansch 28 des Statorgehäuses 22 anliegt. Durch eine zentrale Durchgangsöffnung 94 in der Bürstenhalter-Platte 55 hindurch ist das Lager-Bauteil 58 erkennbar, das in dem Lagerschild 56 aufgenommen ist. Zur Masseanbindung des Lager-Bauteils 58 ist hier zwischen dem Lager-Bauteil 58 und dem Massekontakt-Bereich 80 der Elektronikplatine 30 ein elektrisch leitendes Adapterelement 82 axial eingespannt.In 4 an embodiment of a sandwich component 70 is shown, in which the view of the underside 41 according to FIG 2 the brush holder plate 55 and the end shield 56 are mounted. On the brush holder plate 55 quivers 54 are formed, which hold the electric brushes 20 . The brushes 20 each have a strand 52 which is electrically connected to the contact elements 50 for the brushes 20 - for example welded - are. The contact elements 50 are in the form of tabs which protrude axially from the electronic circuit board 30 and which engage axially through corresponding holes in the brush holder plate 55 . For the radial pressing of the brushes 20 , pressure springs 53 are arranged on the brush holder plate 55 , which rest with a spring arm on the side of the brush 20 facing away from the commutator 18 . The thermal switch 48 extends axially through a recess in the brush holder plate 55 and towards the rotor 14 . On its outer circumference, the brush holder plate 55 has a peripheral wall 95 which extends in the axial direction 8 . Positioning elements 96 are formed on this, by means of which the brush holder plate 55 is centered in the stator housing 22 . The brush holder plate 55 is then fully inserted into the stator housing 22 axially. The overlapping area 40 of the electronics circuit board 30 protrudes radially beyond the brush holder plate 55, so that when the sandwich component 70 is inserted, the overlapping area 40 is in electrical contact with the flange 28 of the stator housing 22. The bearing component 58 , which is accommodated in the end shield 56 , can be seen through a central passage opening 94 in the brush holder plate 55 . The ground connection of the bearing component 58 is between the bearing component 58 and the ground contact area 80 the electronics board 30 an electrically conductive adapter element 82 clamped axially.

5 zeigt das Sandwich-Bauteil 70 aus 4 mit Blick auf die Oberseite 42 der Elektronikplatine 30 mit montiertem Lagerschild 56. Das Lager-Bauteil 58 ist in die Lageraufnahme 57 des Lagerschilds 56 eingefügt. Das Lagerschild 56 weist auch ein zentrales Durchgangsloch 93 auf, durch das die Rotorwelle 16 in das Getriebegehäuse 60 hineinragt. An der Rückseite der Lageraufnahme 57 sind radiale Stege 59 am Lagerschild 56 ausgebildet, die optional auch die Zentrierung des Lagerschilds 56 im Getriebegehäuse 60 bewirken. Das Lagerschild 56 weist auch eine umlaufende Wandung 92 auf, die eine radiale Durchführung 91 für die Leiterelemente 65 aufweist. Die Elektronikplatine 30 steht auch an ihrer Oberseite 42 radial über das Lagerschild 56 hinaus. An diesem radialen Überstand liegt das Getriebegehäuse 60 axial an der Elektronikplatine 30 an, um diese axial leitend gegen den Flansch 28 zu drücken. Weiterhin weist die Wandung 92 einen radialen Fortsatz 90 auf, der als Abdeckung für eine radiale Öffnung im Getriebegehäuse 60 ausgebildet ist, wenn das Sandwichbauteil 70 um 180° verdreht montiert wird, um den Anschluss-Stecker 64 auf der gegenüberliegenden Seite zu positionieren. Gleichzeitig bildet dieser radiale Fortsatz 90 zusammen mit der entsprechenden Öffnung am Getriebegehäuse 60 auch eine Drehsicherung. 5 shows the sandwich component 70 from 4 with a view of the top 42 of the electronic circuit board 30 with the end shield 56 mounted. The end shield 56 also has a central through hole 93 through which the rotor shaft 16 protrudes into the gear housing 60 . On the rear side of the bearing mount 57, radial webs 59 are formed on the bearing plate 56, which optionally also cause the bearing plate 56 to be centered in the transmission housing 60. The end shield 56 also has a peripheral wall 92 which has a radial passage 91 for the conductor elements 65 . The electronic circuit board 30 also protrudes radially beyond the end shield 56 on its upper side 42 . The transmission housing 60 rests axially against the electronics circuit board 30 at this radial overhang in order to press it against the flange 28 in an axially conductive manner. Furthermore, the wall 92 has a radial extension 90 which is designed as a cover for a radial opening in the transmission housing 60 when the sandwich component 70 is mounted rotated by 180° in order to position the connector plug 64 on the opposite side. At the same time, this radial extension 90, together with the corresponding opening on the transmission housing 60, also forms an anti-rotation device.

In 6 ist schematisch dargestellt, wie die Bürstenhalter-Platte 55 mit der Elektronikplatine 30 in das Statorgehäuse 60 eingesetzt ist. Der Überlappungsbereich 40 der Unterseite 41 liegt elektrisch leitend am Flansch 28 an. Auf der Oberseite 42 liegt am Massekontakt-Bereich 80 um den zentralen Durchbruch 32 das Adapterelement 82 axial an. Schematisch ist auch das Lager-Bauteil 58 ohne Lagerschild 56 dargestellt, das axial wiederum am Adapterelement 82 leitend anliegt. Somit ist sowohl das Lager-Bauteil 58, als auch das Statorgehäuse 22 flächig elektrisch leitend mit der flächig leitenden Leiterschicht 36 der Elektronikplatine 30 verbunden. Das Adapterelement 82 weist dabei ein elektrisch leitendes Material - beispielsweise Metall - auf, um die zentrale Durchgangsöffnung 32 der Elektronikplatine 30 bezüglich EMV abzuschirmen. Am Flansch 28 sind in diesem Ausführungsbeispiel Anschraubaugen 68 ausgeformt, durch die hindurch als Verbindungselemente 66 bevorzugt Schrauben 62 in das Getriebegehäuse 60 eingefügt sind. Der Anschluss-Stecker 64 ist beispielsweise mittels eines radialen Verbindungsteils 110 des Lagerschilds 56 abgestützt, in dem die Leiterelemente 65 und die Signalleitungen 105 geführt werden.In 6 is shown schematically how the brush holder plate 55 is used with the electronic circuit board 30 in the stator housing 60. The overlapping area 40 of the underside 41 is in electrically conductive contact with the flange 28 . The adapter element 82 rests axially on the upper side 42 on the ground contact area 80 around the central opening 32 . The bearing component 58 is also shown schematically without the end shield 56, which in turn rests conductively on the adapter element 82 in the axial direction. Thus, both the bearing component 58 and the stator housing 22 are electrically conductively connected to the surface area of the conductive conductor layer 36 of the electronics circuit board 30 . In this case, the adapter element 82 has an electrically conductive material--for example metal--in order to shield the central passage opening 32 of the electronic circuit board 30 with respect to EMC. In this exemplary embodiment, screw-on eyes 68 are formed on the flange 28 , through which screws 62 are preferably inserted as connecting elements 66 into the transmission housing 60 . The connection plug 64 is supported, for example, by means of a radial connection part 110 of the end shield 56, in which the conductor elements 65 and the signal lines 105 are routed.

7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Elektronikplatine 30, die insgesamt vier Leiterschichten 35 aufweist. Dabei sind auf den beiden äußeren Leiterschichten 37a, 37b elektronische Bauelemente 44 und elektronische Schaltkreise 89angeordnet. So ist auf der links dargestellten Oberseite 42 der Magnetsensor 49 mit seinen elektronischen Leiterbahnen 51 ausgestaltet. Außerdem sind die Leiterelemente 65 mittels der Stromdurchführungen 67 an der Elektronikplatine 30 elektrisch befestigt. An der ersten äußeren Leiterschicht 37a sind die abschirmenden Cy-Kondensatoren 69 elektrisch kontaktiert Die beiden axial inneren Leiterschichten 35 sind hier als flächig leitende Leiterschichten 36 ausgebildet, die der EMV-Abschirmung dienen. Das bedeutet, dass diese flächig leitende Leiterschichten 36 keine Schaltkreise und keine weiteren Aussparungen aufweisen. Die beiden flächig leitenden Leiterschichten 36 weisen ebenfalls den zentralen Durchbruch 32 für die Rotorwelle 16 auf. Die Durchkontaktierungen 38 im Überlappungsbereich 40 und im Massekontakt-Bereich 82 durchdringen leitend alle Leiterschichten 35. Von der Oberseite 42 werden die Leiterelemente 65 mittels den Stromdurchführungen 67 mit der Elektronikplatine 30 kontaktiert, wobei die Stromdurchführungen 67 mittels der Cy-Kondensatoren 69 gegen Störstrahlung abgeschirmt werden. Die flächig leitenden Leiterschichten 36 sind bevorzugt aus einer ununterbrochenen Metallschicht gebildet, können alternativ jedoch auch als sehr feinmaschiges Metallnetz ausgebildet sein, bei dem deren Lochgröße an die abzuschirmende EMV-Frequenz angepasst ist. Auf der Unterseite 41 sind auf der äußeren Leiterschicht 37b die Verschaltungen für die elektronischen Bauteile 44 ausgebildet, die sich zur Bürstenhalter-Platte 55 hin erstrecken. So sind auf der Unterseite 41 bevorzugt die Aufnahmeplätze für die SMD-Bauteile der Entstördrosseln 45, des Varistors 46, des Kondensators 47, und des Thermoschalters 48 ausgebildet. An der zweiten äußeren Leiterschicht 37b sind die beiden Leiterelemente 65 auf unterschiedliche Potentiale gelegt und entsprechend mit den Kontaktelemente 50 für die Bürsten 20 verbunden. Zwischen den einzelnen Leiterschichten 35 sind Isolationsschichten angeordnet, die zusammen die Elektronikplatine 30 bilden. 7 shows an exemplary embodiment of an electronic circuit board 30 which has a total of four conductor layers 35 . Electronic components 44 and electronic circuits 89 are arranged on the two outer conductor layers 37a, 37b. The magnetic sensor 49 with its electronic conductor tracks 51 is configured on the upper side 42 shown on the left. In addition, the conductor elements 65 are electrically attached to the electronics circuit board 30 by means of the electrical feedthroughs 67 . The shielding Cy capacitors 69 are electrically contacted on the first outer conductor layer 37a. The two axially inner conductor layers 35 are designed here as areally conductive conductor layers 36, which are used for EMC shielding. This means that these areally conductive conductor layers 36 have no circuits and no further cutouts. The two flat, conductive conductor layers 36 also have the central opening 32 for the rotor shaft 16 . The vias 38 in the overlapping area 40 and in the ground contact area 82 conductively penetrate all conductor layers 35. From the top 42, the conductor elements 65 are contacted with the electronic circuit board 30 by means of the current bushings 67, with the current bushings 67 being shielded against interference radiation by means of the Cy capacitors 69 . The planar conductive conductor layers 36 are preferably formed from an uninterrupted metal layer, but can alternatively also be formed as a very fine-meshed metal net, in which the size of the holes is adapted to the EMC frequency to be shielded. On the underside 41, the interconnections for the electronic components 44 are formed on the outer conductor layer 37b, which extend towards the brush holder plate 55. FIG. Thus, the mounting locations for the SMD components of the interference suppression chokes 45, the varistor 46, the capacitor 47, and the thermal switch 48 are preferably formed on the underside 41. On the second outer conductor layer 37b, the two conductor elements 65 are connected to different potentials and correspondingly connected to the contact elements 50 for the brushes 20. FIG. Insulating layers are arranged between the individual conductor layers 35 and together form the electronic circuit board 30 .

In 8 ist eine weitere Ausführung der Elektronikplatine 30 dargestellt, die mit Leiterelementen 65 verbunden ist, die einen runden Drahtquerschnitt mit einem Isolationsmantel aufweisen. Die Stromdurchführung 67 wird bevorzugt durch ein rundes Loch axial durch die gesamte Elektronikplatine 30 gebildet. An der dargestellten Oberseite 42 ist auf der ersten äußeren Leiterschicht 37a unmittelbar eine ringförmige leitende Kontaktfläche 100 ausgebildet, die mit dem Leiterelement 65 elektrisch verbunden ist. Um die ringförmige leitende Kontaktfläche 100 schließt sich radial eine ringförmige Isolationsfläche 102 an, die wiederum von einem großflächigen leitenden Bereich 104 der ersten Leiterschicht 37b umschlossen ist. Dieser leitende Bereich 104 ist über die Durchkontaktierungen am radial äußeren Überlappungsbereich 40 und/oder im Massekontakt-Bereich 80 mit der mindestens einen flächig durchgehend leitenden Leiterschicht 36 verbunden, die einen Faradayschen Käfig mit dem Statorgehäuse 22 bildet. Die Cy-Kondensatoren 69 sind jeweils mit der inneren ringförmigen Kontaktfläche 100 und dem äußeren großflächig leitenden Bereich 104 der ersten äußeren Leiterschicht 37a elektrisch kontaktiert, wodurch ein radialsymmetrisches Feld um das Leiterelement 65 erzeugt wird. Das Leiterelement wird bevorzugt mittels SMD-Technik mit der ringförmigen Kontaktfläche an der ersten äußeren Leiterschicht 37a und mit der zweiten äußeren Leiterschicht an der Unterseite 41 verlötet.??? Zu der mindesten einen (oder genau zwei) durchgehend flächig leitenden (Masse-)Leiterschichten 36 sind die Leiterelemente 65 durch einen entsprechenden radialen Abstand isoliert. Zur Bestromung von zwei Bürsten 20 sind insbesondere genau zwei Leiterelemente 65 an der Elektronikplatine 30 befestigt, die jeweils mit insbesondere genau vier Cy-Kondensatoren 69 abgeschirmt sind. Die Cy-Kondensatoren 69 erstrecken sich mit ihrer Längsrichtung 109 radial von der Stromdurchführung 67 weg, und bilden somit quasi eine radiale Brücke über die ringförmige Isolationsfläche 102. Die Cy-Kondensatoren- sind als SMD-Kondensatoren ausgebildet und sind bevorzugt für die Abschirmung von EMV-Strahlung bis 3 GHz mit einer Kapazität von 0,1 bis 10 nF ausgebildet. Optional können auch mehr als vier Cy-Kondensatoren 69 sternförmig um die Stromdurchführung 67 angeordnet werden. In 8 sind auch Kontaktpads 108 für den Anschluss der Signalleitungen 105 des Magnetsensors 49 an der ersten äu-ßeren Leiterschicht 37a dargestellt. Die Kontaktpads 108 sind über die Schalungsanordnung 89 mit den Anschlüssen 107 für den Magnetsensor 49 verbunden. Der zentrale Durchbruch 32 ist an seinen vier Ecken etwas abgerundet, entsprechend kann auch der Massekontakt-Bereich 80 am Umfang des Durchbruchs 32 ansprechend abgeschrägt ausgebildet sein.In 8th Another embodiment of the electronic circuit board 30 is shown, which is connected to conductor elements 65 which have a round wire cross-section with an insulating jacket. The power feedthrough 67 is preferably formed by a round hole axially through the entire electronics board 30 . On the top side 42 shown, an annular conductive contact surface 100 is formed directly on the first outer conductor layer 37a and is electrically connected to the conductor element 65 . An annular insulating surface 102 radially adjoins the annular conductive contact surface 100, which in turn is surrounded by a large-area conductive region 104 of the first conductor layer 37b. This conductive area 104 is radial over the vias outer overlapping area 40 and/or in the ground contact area 80 with the at least one surface-continuously conductive conductor layer 36, which forms a Faraday cage with the stator housing 22. The Cy capacitors 69 are each electrically contacted with the inner annular contact surface 100 and the outer large-area conductive area 104 of the first outer conductor layer 37a, as a result of which a radially symmetrical field around the conductor element 65 is generated. The conductor element is preferably soldered using SMD technology to the ring-shaped contact surface on the first outer conductor layer 37a and to the second outer conductor layer on the underside 41.??? The conductor elements 65 are insulated by a corresponding radial distance from the at least one (or exactly two) continuously conductive (ground) conductor layers 36 . In order to supply two brushes 20 with current, in particular exactly two conductor elements 65 are fastened to the electronics circuit board 30, which are each shielded with in particular exactly four Cy capacitors 69. The Cy capacitors 69 extend with their longitudinal direction 109 radially away from the current feedthrough 67 and thus form a quasi-radial bridge over the ring-shaped insulation surface 102. The Cy capacitors are designed as SMD capacitors and are preferred for shielding from EMC -Radiation up to 3 GHz with a capacity of 0.1 to 10 nF. Optionally, more than four Cy capacitors 69 can also be arranged in a star shape around the current bushing 67 . In 8th Also shown are contact pads 108 for connecting the signal lines 105 of the magnetic sensor 49 to the first outer conductor layer 37a. The contact pads 108 are connected to the connections 107 for the magnetic sensor 49 via the formwork arrangement 89 . The central opening 32 is somewhat rounded off at its four corners, and the ground contact area 80 on the circumference of the opening 32 can also be appropriately chamfered accordingly.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in den Figuren dargestellte konkrete Form des Statorgehäuses 22, des Getriebegehäuses 60 und des Anschluss-Steckers 64 an die entsprechende Anwendung der elektrischen Maschine 10 angepasst werden kann. Auch kann beispielsweise die Elektronikplatine 30 je nach Anforderung unterschiedliche elektronische Komponenten 44 aufnehmen. Dabei kann der Magnetsensor 49 unmittelbar an dem zentralen Durchbruch 32 angeordnet werden, um mit einem Gebermagneten auf der Rotorwelle 16 zusammen zu wirken. Ebenfalls kann die Ausgestaltung der gedruckten Elektronikplatine 30 variiert werden und beispielsweise mit weniger oder mehr als vier Leiterschichten 35 ausgebildet werden, wobei mindestens eine flächig leitende Leiterschicht 36 in der Elektronikplatine 30 angeordnet ist. Der zentrale Durchbruch 32 kann auch einen von einer viereckigen Form abweichenden Querschnitt aufweisen. Die elektrische Kontaktierung des Überlappungsbereichs 40 und/oder des Massekontakt-Bereichs 80 kann beispielsweise mittels einer metallischen Beschichtung der Elektronikplatine 30 oder mittels einem Freilegen einer Leiterschicht 35 der Elektronikplatine 30 realisiert werden. Auch kann der äußere Umfang der Elektronikplatine 30 anstelle eines abgeplatteten Kreises eine echte Kreisform oder eine beliebige Außenkontur aufweisen. Die konkrete Ausbildung und Anzahl der Leiterelemente 65 kann auch variieren und beispielsweise als Stanzbiegeteil oder als Kabel ausgebildet sein.It should be pointed out that the specific shape of the stator housing 22, the transmission housing 60 and the connector plug 64 shown in the figures can be adapted to the corresponding application of the electric machine 10. The electronics circuit board 30 can also, for example, accommodate different electronic components 44 depending on the requirements. In this case, the magnetic sensor 49 can be arranged directly on the central opening 32 in order to interact with a transmitter magnet on the rotor shaft 16 . The configuration of the printed electronic circuit board 30 can also be varied and, for example, it can be formed with fewer or more than four conductor layers 35 , with at least one surface-conductive conductor layer 36 being arranged in the electronic circuit board 30 . The central opening 32 can also have a cross section that deviates from a square shape. The electrical contacting of the overlapping area 40 and/or the ground contact area 80 can be implemented, for example, by means of a metallic coating of the electronic circuit board 30 or by exposing a conductor layer 35 of the electronic circuit board 30 . The outer circumference of the electronic circuit board 30 can also have a real circular shape or any desired outer contour instead of a flattened circle. The specific design and number of conductor elements 65 can also vary and can be designed, for example, as a stamped and bent part or as a cable.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 4225496 A1 [0002]DE 4225496 A1 [0002]

Claims (15)

Elektrische Maschine (10), insbesondere zum Verstellen beweglicher Teile im Kraftfahrzeug, mit einem Statorgehäuse (22), das einen Stator (12) und einen Rotor (14) aufnimmt, und mit einer Elektronikplatine (PCB) (30) zur Bestromung der elektrischen Maschine (10) mittels mindestens einem Leiterelement (65), wobei das mindestens eine Leiterelement (65) an einer Oberseite (42) der Elektronikplatine (30) diese mittels einer Stromdurchführung (67) durchdringt, wobei an der Oberseite (42) um die Stromdurchführung (67) herum sternförmig mehrere Kondensatoren (69) zur EMV-Abschirmung der Stromdurchführung (67) angeordnet sind.Electrical machine (10), in particular for adjusting moving parts in motor vehicles, with a stator housing (22) which accommodates a stator (12) and a rotor (14), and with an electronic circuit board (PCB) (30) for energizing the electrical machine (10) by means of at least one conductor element (65), the at least one conductor element (65) penetrating the electronic circuit board (30) on a top side (42) of the latter by means of a current feedthrough (67), on the top side (42) surrounding the current feedthrough ( 67) several capacitors (69) are arranged in a star shape for EMC shielding of the current bushing (67). Elektrische Maschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite (42) unmittelbar um die mindestens eine Stromdurchführung (67) herum eine ringförmige, leitende Kontaktfläche (100) und um diese herum konzentrisch eine ringförmige Isolationsfläche (102) angeordnet ist, die wiederum von einem leitenden Bereich (104) einer ersten äußeren Leiterschicht (35, 37a) der Elektronikplatine (30) umgeben ist, und die Kondensatoren (69) jeweils mit der ringförmigen Kontaktfläche (100) und dem leitenden Bereich (104) der ersten äußeren Leiterschicht (35, 37a) elektrisch kontaktiert sind.Electrical machine (10) after claim 1 , characterized in that on the upper side (42) directly around the at least one current feedthrough (67) around an annular, conductive contact surface (100) and around this concentrically an annular insulating surface (102) is arranged, which in turn is surrounded by a conductive area ( 104) of a first outer conductor layer (35, 37a) of the electronic circuit board (30), and the capacitors (69) are each electrically connected to the annular contact surface (100) and the conductive area (104) of the first outer conductor layer (35, 37a). are contacted. Elektrische Maschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der leitende Bereich (104) der äußeren Leiterschicht (35, 37a) flächig leitend ausgebildet ist und sich über einen Großteil der Elektronikplatine (30) erstreckt - wobei insbesondere auf der ersten Leiterschicht (35, 37a) auch ein Magnetsensor (49) für eine Rotorlage-Erfassung, sowie eine Schaltungsanordnung (89) für diesen Magnetsensor (49) ausgebildet ist.Electrical machine (10) after claim 1 or 2 , characterized in that the conductive area (104) of the outer conductor layer (35, 37a) is designed to be conductive over a large area and extends over a large part of the electronic circuit board (30) - a magnetic sensor ( 49) for detecting the rotor position, and a circuit arrangement (89) for this magnetic sensor (49). Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längserstreckung (109) der Kondensatoren (69) radial zur Stromdurchführung (67) erstreckt, und die Kondensatoren (69) als Cy-Kondensatoren (69) elektrisch angebunden sind.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal extent (109) of the capacitors (69) extends radially to the current feedthrough (67), and the capacitors (69) are electrically connected as Cy capacitors (69). . Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei oder genau vier Kondensatoren (69) sternförmig um die Stromdurchführung (67) angeordnet sind - und insbesondere die Kondensatoren (69) eine Kapazität im Bereich von 0,5 bis 5 nF aufweisen.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that exactly two or exactly four capacitors (69) are arranged in a star shape around the current bushing (67) - and in particular the capacitors (69) have a capacitance in the range from 0.5 to have 5 nF. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der leitende Bereich (104) der ersten äußeren Leiterschicht (35, 37a) elektrisch auf Massepotential liegt - und insbesondere leitend mit dem Statorgehäuse (22) verbunden ist.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive area (104) of the first outer conductor layer (35, 37a) is electrically at ground potential - and in particular is conductively connected to the stator housing (22). Elektrische Maschine (10), ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (14) eine Rotorwelle (20) in Axialrichtung (8) aufweist, auf der ein Kommutator (18) angeordnet ist, der mittels elektrischer Bürsten (20) bestrombar ist, und das Statorgehäuse (22) eine axiale Öffnung (24) mit einem umlaufenden Rand (26) aufweist, durch die die Rotorwelle (16) aus dem Statorgehäuse (22) ragt, wobei die Elektronikplatine (PCB) (30) quer zur Rotorwelle (16) angeordnet ist, und an ihrem Umfangsbereich (31) leitend am Rand (26) anliegt, um einen Massekontakt mit dem Statorgehäuse (22) auszubilden.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor (14) has a rotor shaft (20) in the axial direction (8), on which a commutator (18) is arranged, which by means of electric brushes (20 ) can be energized, and the stator housing (22) has an axial opening (24) with a peripheral edge (26) through which the rotor shaft (16) protrudes from the stator housing (22), the electronic circuit board (PCB) (30) being transverse is arranged to the rotor shaft (16), and at its peripheral area (31) bears conductively on the edge (26) in order to form a ground contact with the stator housing (22). Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikplatine (30) in einem isolierenden Substrat in Axialrichtung (8) mehrere - insbesondere vier - beabstandete Leiterschichten (35) aufweist, von denen mindestens eine - insbesondere zwei - als eine über deren gesamten Fläche der Elektronikplatine (30) aus leitendem Material, ohne Schaltkreise aufweisende Leiterschicht (36) ausgebildet ist, und die Leiterschichten (35, 36, 37a, 37b) mittels mehreren axialen Durchkontaktierungen (38) elektrisch miteinander verbunden sind.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit board (30) in an insulating substrate in the axial direction (8) has several - in particular four - spaced conductor layers (35), of which at least one - in particular two - as a conductor layer (36) having no circuits is formed over the entire surface of the electronic circuit board (30) of conductive material, and the conductor layers (35, 36, 37a, 37b) are electrically connected to one another by means of a plurality of axial vias (38). Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikplatine (30) an ihrem Umfangsbereich (31) mit einem Überlappungsbereich (40) radial mit einem an dem Rand (26) ausgebildeten Flansch (28) des Statorgehäuses (22) überlappt, und axial leitend an diesem anliegt, und die Öffnung (24) des Statorgehäuses (22) bis auf einen zentralen Durchbruch (32) in der Elektronikplatine (30) für die Rotorwelle (16) vollständig abdeckt, wobei die Durchkontaktierungen (38) zwischen den Leiterschichten (35, 36, 37a, 37b) an deren Umfängen im radialen Überlappungsbereich (40) angeordnet sind.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit board (30) on its peripheral area (31) with an overlapping area (40) radially with a flange (28) formed on the edge (26) of the stator housing (22 ) overlaps and rests against it in an axially conductive manner, and completely covers the opening (24) of the stator housing (22) except for a central opening (32) in the electronics circuit board (30) for the rotor shaft (16), the through-connections (38) between the conductor layers (35, 36, 37a, 37b) are arranged at their peripheries in the radial overlapping area (40). Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der leitende Bereich (104) der ersten äußeren Leiterschicht (37a) mittels der Durchkontaktierungen (38) elektrisch mit der mindestens einen durchgehend flächig leitenden Leiterschicht (36) verbunden ist, die wiederum mittels der Durchkontaktierungen (38) elektrisch mit dem leitenden Überlappungsbereich (40) verbunden ist.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the conductive region (104) of the first outer conductor layer (37a) is electrically connected by means of the vias (38) to the at least one conductor layer (36) which is conductive over a continuous area, which is in turn electrically connected to the conductive overlap area (40) by means of the vias (38). Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang des zentralen Durchbruchs (32) die dem Statorgehäuse (22) abgewandten Oberseite (42) der Elektronikplatine (30) einen elektrisch leitenden Massekontakt-Bereich (80) aufweist, um elektrisch ein Lager-Bauteil (58) der Rotorwelle (16) zu kontaktieren, und der leitende Bereich (104) der ersten äußeren Leiterschicht (37a) elektrisch mit dem leitenden Massekontakt-Bereich (80) - insbesondere mittels am Umfang des zentralen Durchbruchs (32) angeordneten elektrische Durchkontaktierungen (38) zwischen den Leiterschichten (35, 36) - verbunden ist.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that on the circumference of the central opening (32) facing away from the stator housing (22) upper side (42) of the electronics board (30). electrically conductive ground contact area (80) for electrically contacting a bearing component (58) of the rotor shaft (16), and the conductive area (104) of the first outer conductor layer (37a) electrically connected to the conductive ground contact area (80 )--in particular by means of electrical through-connections (38) arranged between the conductor layers (35, 36) on the circumference of the central opening (32). Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Statorgehäuse (22) zugewandten Unterseite (41) Kontaktelemente (50) zur Bestromung der elektrischen Bürsten (20) angeordnet sind, wobei die Kontaktelemente (50) einerseits über eine zweite äußere Leiterschicht (37b) mit den Leiterelementen (65) und andererseits - insbesondere mittels Litzen (52) von Köcherbürsten - mit einer separat gefertigten Bürstenhalter-Platte (55) verbunden sind, die an der Unterseite (41) der Elektronikplatine (30) befestigt ist.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that contact elements (50) for energizing the electric brushes (20) are arranged on the underside (41) facing the stator housing (22), the contact elements (50) on the one hand via a second outer conductor layer (37b) is connected to the conductor elements (65) and on the other hand - in particular by means of strands (52) of brush holders - to a separately manufactured brush holder plate (55) which is on the underside (41) of the electronic circuit board (30) is attached. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Elektronikplatine (30) die Cy-Kondensatoren (69), und alle andern elektronischen Bauelemente (44) - wie beispielsweise Entstördrosseln (45), oder ein Varistor (46), oder ein weiterer Kondensator (47), oder ein Thermoschalter (48), oder der Magnetsensor (49) - mittels SMD-Technik (Surface Mounted Devices) auf der Unterseite (41) und/oder der Oberseite (42) kontaktiert sind - und insbesondere auch die Kontaktelemente (50) für Bürsten (20) mittels SMD-Technik befestigt sind.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the Cy capacitors (69) and all other electronic components (44) - such as interference suppression chokes (45) or a varistor (46 ), or another capacitor (47), or a thermal switch (48), or the magnetic sensor (49) - by means of SMD technology (Surface Mounted Devices) on the bottom (41) and / or the top (42) are contacted - and in particular the contact elements (50) for brushes (20) are also attached using SMD technology. Elektrische Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite (42) der Elektronikplatine (30) ein separat gefertigtes Lagerschild (56) angeordnet ist, in dem das Lager-Bauteil (58) aufgenommen ist, wobei das Lagerschild (56) leitend an dem Massekontakt-Bereich (80) anliegt - und vorzugsweise die Bürstenhalter-Platte (55) mittels Clips- oder Klemm-Elementen (98) durch den zentralen Durchbruch (32) hindurch mit dem Lagerschild (56) verbunden ist.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a separately manufactured bearing plate (56) is arranged on the upper side (42) of the electronics board (30), in which the bearing component (58) is accommodated, the end shield (56) is conductively in contact with the ground contact area (80) - and preferably the brush holder plate (55) is connected to the end shield (56) through the central opening (32) by means of clips or clamping elements (98). . Elektrisch Maschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikplatine (30) mittels der Leiterelemente (65) mit einem separat gefertigten Anschluss-Stecker (64) verbunden ist, der vollständig radial außerhalb des Statorgehäuses (22) angeordnet ist - wobei insbesondere zusätzlich zu den Leiterelementen (65) für die Stromversorgung auch Signalleitungen (106) für den Magnetsensor (49 zwischen der Elektronikplatine (30) und dem Anschluss-Stecker (64) angeordnet sind.Electrical machine (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic circuit board (30) is connected by means of the conductor elements (65) to a separately manufactured connector plug (64) which is arranged completely radially outside of the stator housing (22). - In particular, in addition to the conductor elements (65) for the power supply, signal lines (106) for the magnetic sensor (49) are arranged between the electronic circuit board (30) and the connector plug (64).
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