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Die Erfindung betrifft einen Elektromotor eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Lenkungsmotor, aufweisend ein Gehäuse mit einer eine Anzahl an Durchbrüchen für Phasenanschlüsse aufweisenden Trennwand zwischen einem Elektronikfach und einem Motorfach für einen Stators und einen Rotor. Ein derartiger Elektromotor ist beispielweise aus der
DE 10 2020 214 597 A1 bekannt.
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In Kraftfahrzeugen sind häufig eine Vielzahl von elektromotorischen Verstellantrieben vorgesehen, beispielsweise Fensterheber- oder Sitzverstellantriebe, um ein entsprechendes Verstellteil zu bewegen. Um eine Lenkbewegung bei dem Kraftfahrzeug zu vereinfachen, wird beispielsweise eine elektrische Lenkung (Servolenkung) verwendet. Hierbei greift ein Elektromotor (Lenkungsmotor) üblicherweise an einem bei einer Lenkung rotierenden Lenkstrang an, mittels dessen eine Zahnstange transversal verbracht wird, welche wiederum mit den bei der Lenkung zu bewegenden Rädern des Kraftfahrzeugs gekoppelt ist. Mittels des Elektromotors wird bei geeigneter Ansteuerung zudem ein ungewollter Lenkeinschlag vermieden, wozu beispielsweise die Winkelbewegung des Lenkrads des Kraftfahrzeugs überwacht wird.
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Der Elektromotor kann bürstenbehaftet oder als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ausgestaltet sein, wozu dieser miteinander verschaltete elektrische Spulen aufweist, die mittels einer Elektronik bestromt werden. Ein Kurzschluss einzelner elektrischer Spulen, beispielsweise aufgrund eines ungewollten Kontaktes mit einem elektrisch leitenden Bauteil, kann zu einem Blockieren des Elektromotors führen, sodass eine Lenkung des Kraftfahrzeugs nicht mehr möglich oder zumindest erschwert ist. Zur Vermeidung einer solchen Situation sind üblicherweise die einzelnen Komponenten des Elektromotors in einem gemeinsamen (Moto-)Gehäuse angeordnet, das vergleichsweise robust ausgestaltet ist. Üblicherweise wird hierbei als Material für das Gehäuse ein Metall verwendet.
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Aufgrund vergleichsweise großer (Fertigungs-)Toleranzen einzelner Motorkomponenten und/oder deren Abstände zueinander sowie zur Vermeidung einer Beeinträchtigung der Funktionsweise des Elektromotors ist ein entsprechend großer Bauraum innerhalb des Gehäuse bereitzustellen, was beispielsweise aufgrund des dadurch erforderlichen Platzbedarfs für den Elektromotors häufig unerwünscht ist. Zudem ist es erforderlich, dass die einzelnen Bestandteile der (Motor-)Elektronik vor Partikel geschützt werden, um eine Beeinträchtigung der Funktionsweise der Elektronik zu vermeiden.
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So besteht bei Undichtigkeiten und einer Partikelwanderung von der Motorseite zur Elektronik das Risiko eines Kurzschlusses in der Elektronik. Dieses Risiko, das beispielsweise durch Toleranzen und verringerte Abstände zwischen einzelnen Komponenten besteht, ist dadurch erhöht, dass in der Automobilindustrie als häufig verwendete Technik die Kontaktierung der Elektronik bzw. des Steuergeräts mit dem Motor über Schneidklemmanschlüsse oder -kontakte erfolgt. Hierbei sind die Spulen- oder Phasenanschlüsse von der vorzugswiese aus verschalteten Spulen aufgebauten Statorwicklung typischerweise direkt sowie ohne Partikel- und/oder Feuchtigkeitsschutz an entsprechende Gegenkontakte der Elektronik geführt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Elektromotor eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere Kurzschlüssen der oder in der (Motor-)Elektronik vermieden werden sollen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierzu weist der Elektromotor ein, insbesondere hohlzylindrisches, Gehäuse mit einer Trennwand zwischen einem Elektronikfach und einem Motorfach sowie ein Abdeckelement auf, insbesondere als Partikel- und/oder Feuchtigkeitsschutz für die (Motor-)Elektronik. Das Motorfach des Gehäuses dient zur Aufnahme eines Stators mit einer Statorwicklung und eines Rotors, der auf einer Motorwelle wellen- bzw. drehfest angeordnet ist. Die Trennwand weist eine zentrale Lageröffnung für die Motorwelle und eine Anzahl an Durchbrüchen für Phasenanschlüsse zur elektrischen Kontaktierung der Statorwicklung mit der Elektronik auf. Das Abdeckelement, das geeigneter Weise im Elektronikfach angeordnet ist, überspannt die Trennwand bzw. deckt diese vorzugsweise vollständig oder vollflächig ab. Das Abdeckelement weist mit den Durchbrüchen der Trennwand korrespondierende Durchgangsöffnungen für die Phasenanschlüsse auf. In vorteilhafter Ausgestaltung ist in den Durchgangsöffnungen der Abdeckelement ein die Phasenanschlüsse zumindest teilweise umgebendes Dichtelement vorgesehen.
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Besonders bevorzugt ist der Elektromotor bürstenlos ausgestaltet und vorzugsweise ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC). Zweckmäßigerweise ist der Elektromotor ein Bestandteil eines Nebenaggregats, beispielsweise eines Verstellantriebs, eines Kraftfahrzeugs. Der Verstellantrieb umfasst ein Verstellteil, das mittels des Elektromotors bei Betrieb entlang eines Verstellwegs verbracht wird. Besonders bevorzugt ist der Elektromotor als Lenkungsantrieb (Lenkungsmotor) des Kraftfahrzeugs wirksam. Das Verstellteil ist insbesondere ein Lenkstrang, mittels dessen eine Zahnstange verbracht wird. Alternativ ist das Verstellteil die Zahnstange selbst, mittels derer zumindest eines der Räder des Kraftfahrzeugs um eine im Wesentlichen lotrechte Achse verschwenkt wird.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass das Risiko von Kurzschlüssen in der Elektronik eines bürstenlosen, elektronisch kommutierten Elektromotors möglichst minimiert werden kann, wenn Abstandsabweichungen und/oder Bewegungen zwischen einzelnen Motor- bzw. Elektronikkomponenten und/oder (Fertigungs-)Toleranzen mittels einer mechanischen Schnittstelle zwischen der Elektronik und den übrigen Motorkomponenten kompensiert werden. Die mechanische Schnittstelle sollte möglichst partikel- und/oder feuchtigkeitsdicht sein.
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Die mechanische Schnittstelle sollte eine Komponente aus einem vergleichsweise harten Material, insbesondere zur Herstellung eines festen Sitzes innerhalb des Gehäuses, und eine Komponente aus einem vergleichsweise weichen Material aufweisen, insbesondere an vorhandenen Dichtungsflächen, vorzugsweise zur Abdichtung der Elektronik gegenüber den Motorkomponenten und/oder zum Ausgleich von Toleranzen und Bewegungen, beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen oder infolge mechanischer Bewegungen oder Stößen.
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Die mechanische Schnittstelle in Form des Abdeckelements ist geeigneter Weise als eine Abdeckung innerhalb des Elektronikfachs des Gehäuses ausgeführt, welche (Leckage-)Verschmutzungen auf der Elektronikseite vermeidet. Das Abdeckelement sollte vorzugsweise eine Kunststoffabdeckung mit Dichtungswirkung sein, insbesondere gegenüber dem Motorfach und geeigneter Weise auch an den Phasenanschlüssen, um ein Eindringen von Fremdpartikeln, Flüssigkeiten und/- oder Schmieröl in das Elektronikfach des Gehäuses möglichst zuverlässig zu vermeiden.
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Auch sollte mittels das Abdeckelement die Funktionssicherheit eines vorhanden Rotorpositionierungssensors bzw. -gebers, beispielsweise eines mit der Motorwelle verbundenen Ringmagneten, gewährleistet werden. Zudem sollte das Abdeckelement den Zweck einer möglichst zuverlässigen oder zumindest ausreichenden Stabilität für Kontakte oder Leiterrahmen erfüllen, die von einer motor- oder statorseitigen Anschlusseinheit zu vorhandenen Kontakten, insbesondere Schneidklemmkontakten, der Elektronik (des Steuergeräts), beispielsweise über Öffnungen, Löcher oder Durchgänge in einer Trennwand des Gehäuses, führen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung weist das Abdeckelement einen scheibenartigen Grundkörper und einen als Dichtring wirksamen Kappenrand auf. Dieser besteht insbesondere aus einem elastischen Kunststoff (Elastomer). Der Grundkörper besteht insbesondere aus einem vergleichsweise harten Kunststoff. Besonders bevorzugt ist das Abdeckelement ein einteiliges (einstückiges) Zwei-Komponenten-Bauteil aus zwei Kunststoffen unterschiedlicher Härte (2K-Kunststoffbauteil).
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Geeigneter Weise liegt das, zweckmäßigerweise kreisförmige, Abdeckelement an einer Innenwand des Gehäuses dichtend an.
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Gemäß einer geeigneten Weiterbildung ist in den Durchgangsöffnungen des Abdeckelements ein die Phasenanschlüsse zumindest teilweise umgebendes Dichtelement vorgesehen. Vorzugsweise sind die Dichtelemente mit dem Kappenrand des Abdeckelements über, insbesondere radiale, Dichtstege verbunden.
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Das Abdeckelement ist in besonders vorteilhafter Ausgestaltung dazu vorgesehen und eingerichtet, einen Signalgeber, insbesondere einen Ringmagneten, aufzunehmen und/oder abzudecken. Hierzu weist das Abdeckelement einen axial erhabenen Kappenbereich unter Bildung eines Aufnahmeraums für den Signalgeber auf. Der zweckmäßigerweise am Wellenende angeordnete, wellenfeste Signalgeber wirkt beispielsweise mit einem Hall-Sensor der (Motor-)Elektronik zur Drehzahlerfassung und/oder Drehrichtungs- bzw. Positionserkennung der Motorwelle zusammen. Insbesondere bei einem Lenkungsmotor kann somit die Winkelbewegung des Lenkrads des Kraftfahrzeugs zuverlässig überwacht werden.
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Geeigneter Weise weist das Abdeckelement einen axial erhabenen Kappenabschnitt auf. Dieser überdeckt einen in der Trennwand des Gehäuses vorgesehenen ringförmigen Aufnahmeraum. Dieser umgibt die Lageröffnung der Trennwand ringförmig und nimmt eine Federscheibe auf, die mit einem Wellenlager, insbesondere mit dem Innen- und/oder Außenring eines Kugellagers, zusammenwirkt. In der Ausgestaltung des Abdeckelementes mit dem zur Aufnahme oder Abdeckung des Signalgebers vorgesehenen Kappenbereich ist dessen Durchmesser kleiner als derjenige des den ringförmigen Aufnahmeraum der Trennwand übergreifenden Kappenabschnitts zur Abdeckung der Federscheibe. In dieser Ausgestaltung des Abdeckelementes weist dieses, insbesondere zentral, vorzugsweise einen zweistufigen Kappenabschnitt auf.
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An eine Ringwand des ringförmigen Kappenabschnitts des Abdeckelements sind geeigneter Weise innenseitig (innenwandseitig) radial orientierte Stütz-, Zentrier- und/oder Positionierrippen angeformt. Mittels dieser Rippen ist ein fester Sitz des Abdeckelementes an der Trennwand und somit im Gehäuse erreicht. Für eine, vorzugsweise zusätzliche Stabilisierung des Abdeckelemente bzw. zur Erhöhung dessen Steifigkeit, weist das Abdeckelement zweckmäßigerweise auf der Kappenaußenseite eine Anzahl von, insbesondere radial orientierten bzw. verlaufenden, Stütz- und/oder Stabilisierungsrippen auf.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist zwischen der Trennwand und dem Stator ein, insbesondere folienartiges, Trennelement angeordnet. Insbesondere ist das Trennelement parallel zu der Gehäusewand angeordnet. Mittels des Trennelements sind die Durchbrüche und die Gehäusewand jeweils zumindest teilweise abgedeckt. Folglich ist ein zusätzliches Bauteil zwischen dem Stator und der Elektronik vorhanden, wobei mittels des Trennelements die Größe bzw. der Durchmesser oder die lichte Weite der Durchbrüche verringert wird. Infolgedessen ist ein Durchtritt von Partikeln und/oder Flüssigkeiten (Schmieröl) zwischen dem Motorfach und dem Elektronikfach bereits erschwert. Solche Verschmutzungen beispielsweise können bei einem Abrieb von in dem Motorfach angeordneten Bestandteilen des Elektromotors entstehen oder nach der Fertigung (Motormontage) dort vorhanden sein.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mittels eines Abdeckelement als mechanische Schnittstelle im Gehäuse eines Elektromotors auf besonders kostengünstige Weise und ohne wesentliche Erhöhung der Masse der Motor-Baugruppe das Auftreten von Kurzschlüssen aufgrund von Partikeln und Flüssigkeiten auf der Leiterplatte einer Elektronik des Elektromotors vermieden sind. Zudem ist in zuverlässiger bzw. effektiver Art und Weise eine Anpassung an verschiedene Toleranzen ohne Beeinträchtigung der Funktionalität von Motor- und/oder Elektronikkomponenten ermöglicht. Des Weiteren ist eine Kostenreduzierung beim Gehäuse des Elektromotors durch Einsparung einer Lagersitzabdeckung für eine Federscheibe zur Lagervorspannung oder -anstellung und Verwendung der Abdeckelement als Lagerabdeckung oder auch als Lagerschild ermöglicht. Ferner ist zusätzlich zur bzw. aufgrund der Verringerung des Kurzschlussrisikos eine Ausfallwahrscheinlichkeit des Elektroniksystems des Elektromotors vorteilhaft reduziert.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 ausschnittsweise in einer Explosionsdarstellung einen Elektromotor mit einem Gehäuse zur Aufnahme einer Motorbaugruppe und einer Elektronik sowie einem elektronikseitigen Abdeckelement,
- 2 in einem Längsschnitt das Gehäuse mit einer Trennwand zwischen einem Motorfach und einem Elektronikfach sowie mit dem Abdeckelement auf der Trennwand,
- 3 in einem Längsschnitt das Gehäuse mit motorseitiger Schalteinheit (Verschaltungsring) und elektronikseitigem Abdeckelement sowie mit einer in der Trennwand und in einem Lagerschild gelagerter Motorwelle des Elektromotors,
- 4a und 4b in perspektivische Darstellung das Abdeckelement in einer Draufsicht bzw. in einer Unteransicht,
- 5 ausschnittsweise in einem Längsschnitt den Bereich der mittels des Abdeckelementes überspannten Trennwand im Elektronikfach des Gehäuses des Elektromotors, und
- 6 eine elektrische Lenkung eines Kraftfahrzeugs mit dem Elektromotor.
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Einander entsprechenden Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist der Elektromotor 1 in einer Explosionsdarstellung dargestellt, wobei die einzelnen Bestandteile entlang einer Längsachse 2 auseinandergezogen sind. Angaben wie axial oder radial beziehen sich auf die in 1 dargestellte Axialrichtung A parallel zur Längsachse 2 bzw. auf die in 1 dargestellte Radialrichtung R quer zur Längsachse 2.
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Der Elektromotor 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das vorzugsweise aus einem Aluminium, beispielsweise in einem Druckguss- oder Kaltfliesspressverfahren, hergestellt ist. Das Gehäuse 3 ist vorzugsweise hohlzylindrisch mit (kreis-)runder Grund- bzw. Querschnittsfläche ausgestaltet, wobei die Zylinderachse mit der Längsachse zusammenfällt.
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Der (bürstenlose) Elektromotor 1 weist zudem einen Stator 4 mit einer Statorwicklung (Drehfeldwicklung) 5 auf. Diese ist aus Spulen 6 gebildet, welche auf radial einwärts gerichtete Statorzähne 7 eines beispielweise als Blechpaket ausgeführten Statorgrundkörpers 8 angeordnet und mittels eines, insbesondere aus Stromschienen 9 (3 und 5) gebildeten, Verschaltungsrings als Schalteinheit 10 zu Phasen, beispielsweise in einer Dreieckschaltung, verbunden (verschaltet) sind. Die Spulenenden der Statorwicklung 5 sind in Phasenanschlüsse 11 geführt, die vorzugsweise aus Stromschienenkontakten gebildet und zweckmäßigerweise axial bzw. parallel zur Längsachse 2 orientiert sind.
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Des Weiteren weist der Elektromotor 1 einen Rotor 12 auf, der auf einer Motorwelle 13 drehfest angeordnet bzw. mit dieser wellenfest verbunden ist. Der vom Stator 4 umgebene Rotor 12 weist, vorzugsweise umfangsseitig, eine Anzahl an Permanentmagneten 14 auf. Die Motorwelle 13 ist mittels eines A-seitigen Lagers 15, insbesondere einem Kugellager, im Gehäuse 3 und mittels eines B-seitigen Lager 16, insbesondere einem Kugellager, in einem Lagerschild 17 gelagert. Das vorzugsweise deckelartige Lagerschild 17 ist im Montagezustand am Gehäuse 3 an dessen A-seitigen Stirnseite angeordnet (3). Das B-seitige (Kugel-)Lager 16 ist mittels einer (Krall-)Federscheibe 18 mechanisch vorgespannt bzw. angestellt. Ein Signalgeber 19 in Form eines Ringmagneten dient zur Ermittlung der Drehzahl, der Drehrichtung und/oder der Drehposition des Rotors 12. Der Elektromotor 1 weist ferner ein Abdeckelement 20 auf, welches vorzugsweise von der B-Seite des Gehäuses 3 her in dieses einsetzbar ist. Auf der Motorwelle 13 sitzt A-seitig ein Abtriebselement 21, beispielsweise ein Ritzel oder ein Riemenrad.
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In 2 ist in einem Längsschnitt entlang der Längsachse 2 das Gehäuse 3 des Elektromotors 1 dargestellt. Das Gehäuse 3 weist gehäuseinnenseitig eine senkrecht zur Längsachse 2 angeordnete Trennwand 22 auf, die einstückig mit dem hohlzylindrischen Gehäuse 3 und innerhalb dessen angeordnet ist. Die Trennwand 22 ist zwischen den beiden Stirnseiten des hohlzylindrischen Gehäuses 3 angeordnet, so dass ein Motorfach 23 und ein Elektronikfach 24 gebildet sind, die mittels der Trennwand 22 voneinander getrennt sind. Die Trennwand 22 zwischen dem Motorfach 23 und dem Elektronikfach 24 weist zur Längsachse 2 radial versetze Durchbrüche 25 mit im Ausführungsbeispiel kreisrundem Querschnitt auf. Mittig bezüglich der Längsachse 2 ist in die Trennwand 22 eine Aussparung als Wellen- oder Lageröffnung 26 eingebracht, die mittels einer zur Längsachse 2 konzentrischen, umlaufenden und axial in das Motorfach 23 ragenden Wandung 27 begrenzt bzw. umrandet ist. Im Elektronikfach 24 ist auf die Trennwand 22 das Abdeckelement 20 aufgesetzt, das die Trennwand 22 überspannt und an der Innenwand 28 des Gehäuses 3 dichtend anliegt.
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3 zeigt das Gehäuse 3 mit montiertem (A-seitigen) Lagerschild 17 und drehbeweglich gelagerter Motorwelle 13 sowie mit elektronikfachseitig auf die Trennwand 22 aufgesetztem Abdeckelement 20 und motorfachseitig angeordneter Schalteinheit 10. Über die Wellen- oder Lageröffnung 26 ist ein Wellenabschnitt oder -zapfen der Motorwelle 13 in das Elektronikfach 24 geführt. Dort ist der Signalgeber 19 mit der Motorwelle 13 über ein Verbindungselement 29 wellen- bzw. drehfest verbunden, das in einer axialen Steck- oder Fügeöffnung 30 der Motorwelle 13 einsitzt (5). Erkennbar ragen die Phasenanschlüsse 11 über im Abdeckelement 20 vorgesehene Durchgangsöffnungen 31 in das Elektronikfach 24 hinein.
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Wie in Verbindung mit 2 erkennbar ist, korrespondieren bzw. fluchten die Durchgangsöffnungen 31 des Abdeckelementes 20 mit den Durchbrüchen 25 der Trennwand 22. Im Elektronikfach 24 ist eine (Motor-)Elektronik 32 aufgenommen, von der in 3 ein Leiterplatte mit einem Gegenkontakt 33 zu einem der Phasenkontakte oder -anschlüsse 11 der Schalteinheit 10 veranschaulicht ist. Der Gegenkontakt 33 ist vorzugsweise als Schneid-Klemm-Kontakt ausgeführt.
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Die 4a und 4b zeigen das Abdeckelement 20 in unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen. Das Abdeckelement 20 wird in das Elektronikfach 24 des Gehäuses 3 eingesetzt, um dort die Trennwand 22 zu überspannen und dabei vollständig oder vollflächig abzudecken. Erkennbar sind die Durchgangsöffnungen 31 des Abdeckelements 20, welche mit den für die Phasenanschlüsse 11 vorgesehenen Durchbrüchen 25 der Trennwand 22 korrespondieren.
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Das Abdeckelement 20 weist einen scheibenartigen bzw. kreisförmigen Grundkörper 34 mit Querschnitt und einen als Dichtring oder Dichtlippe wirksamen Kappenrand 35 auf. Dieser besteht aus einem elastischen Kunststoff (Elastomer). Der Grundkörper 34 besteht aus einem vergleichsweise harten Kunststoff. Das Abdeckelement 20 ist ein Zwei-Komponenten-Bauteil aus zwei Kunststoffen unterschiedlicher Härte (2K-Kunststoffbauteil). Mit dem umlaufenden, elastischen Kappenrand 35 liegt das Abdeckelement 20 an einer Innenwand 28 des Gehäuses 3 dichtend an. Auch sind in den Durchgangsöffnungen 31 des Abdeckelements 20 die Phasenanschlüsse 11 vorzugsweise vollständig umgebende Dichtelemente 36 vorgesehen, die in den Durchgangsöffnungen 31 an den Grundkörper 34 angeformt sind. Die Dichtelemente 36 sind mit dem Kappenrand 35 des Abdeckelements 20 über radiale (Dicht-)Stege 37 verbunden, die aus dem gleichen Material wie der Kappenrand 35 und die Dichtelemente 36 gebildet sind.
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Das Abdeckelement 20 ist dazu eingerichtet den wellenendseitigen Signalgeber 19 aufzunehmen und abzudecken. Hierzu weist das Abdeckelement 20 einen axial erhabenen Kappenbereich 38 unter Bildung eines Aufnahmeraums 39 für den Signalgeber 19 auf. Der am Wellenende der Motorwelle 13 wellenfest angeordnete Signalgeber 19 wirkt in nicht näher dargestellter Art und Weise mit einem Sensor der (Motor-)Elektronik 32 zur Drehzahlerfassung und/oder Drehrichtungs- bzw. Positionserkennung der Motorwelle 13 zusammen.
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Das Abdeckelement 20 weist einen axial erhabenen Kappenabschnitt 40 auf, der einen in der Trennwand 22 des Gehäuses 3 vorgesehenen ringförmigen Aufnahmeraum 41 überdeckt, der von einer in das Elektronikfach 24 ragenden axial erhabenen Wandung 41a umgeben ist. Diese bzw. der ringförmige Aufnahmeraum 41 umgibt die Lageröffnung 26 der Trennwand 22 ringförmig und nimmt die Federscheibe 18 für das B-seitige Lager 15 auf.
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Erkennbar ist der Durchmesser bzw. die lichte Weite des Aufnahmeraums 41 des Kappenabschnitt 40 größer als der Durchmesser bzw. die lichte Weite des Aufnahmeraums 39 des Kappenbereichs 38 des Abdeckelements 20 und kleiner als der Durchmesser dessen Grundkörpers 34. Geeigneter Weise beträgt der Durchmesser des Aufnahmeraums 41 bzw. des Kappenabschnitt 40 etwa (48 ± 3) % des Durchmessers des Grundkörpers 34. Der Durchmesser des Aufnahmeraums 39 bzw. des Kappenbereichs 38 beträgt zweckmäßigerweise etwa (22 ± 3) % des Durchmessers des Grundkörpers 34.
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Im Kappenabschnitt 40 des Abdeckelements 20 sind an eine Ringwand 42 innenwandseitig radial einwärts gerichtete Rippen 43 angeformt. Diese ermöglichen eine Zentrierung des Abdeckelementes 20 und bewirken einen festen Sitz des Abdeckelementes 20 an der Trennwand 20 und somit im Gehäuse 3. Für eine Stabilisierung des Abdeckelements 20 bzw. zur Erhöhung dessen Steifigkeit weist das Abdeckelement 20 auf der Außenseite eine Anzahl von radial orientierten Stabilisierungsrippen 44 auf. In den Grundkörper 34 des Abdeckelementes 20 ist ein Entgasungsloch 45 eingebracht, das innenseitig mit einer, insbesondere gas- oder dampfdurchlässigen Membran 46 abgedeckt ist.
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5 zeigt den Elektromotor 1 im Bereich der Trennwand 22 mit darauf angeordnetem Abdeckelement 20 im Elektronikfach 24. Erkennbar ist die Schalteinheit 10 mit den Stromschienen 9 und den die Trennwand 22 und das Abdeckelement 20 durchgreifenden sowie in das Elektronikfach 24 ragenden Phasenanschlüssen 11. Auf der dem Stator 4 bzw. der Schalteinheit 10 zugewandten Seite der Trennwand 22 ist ein folienartiges Trennelement 47 angeordnet. Mit diesem sind die Durchbrüche 25 in der Trennwand 22 sowie diese zumindest teilweise abgedeckt. Mit dem Trennelement 47 wird die Größe der Durchbrüche 25 verringert, wodurch ein Durchtritt von Partikeln und/oder Flüssigkeiten (Schmieröl) zwischen dem Motorfach 23 und dem Elektronikfach 24 bereits erschwert wird.
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In 6 ist schematisch vereinfacht ein Verstellantrieb 48 eines Kraftfahrzeugs 49 in Form einer elektrischen Lenkung (Servolenkung) dargestellt. Das Kraftfahrzeug 49 umfasst ein Lenkrad 50, das mittels einer Lenkstange 51 mit einer Zahnstange 52 über ein Ritzel 53 gekoppelt ist. Die Zahnstange 52 ist mit Vorderrädern 54 gekoppelt, die bei einem Lenkeinschlag des Lenkrads 50 jeweils um eine im Wesentlichen lotrecht verlaufende Achse 55 verschwenkt werden sollen. Die Lenkstange 51 ist zweigeteilt, wobei die beiden Teile mittels eines Stabs 56 miteinander verbunden sind.
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Dem zwischen dem Stabs 56 und dem Lenkrad 50 befindenden Teil der Lenkstange 51 ist ein erster Sensor 57 und dem zwischen dem Ritzel 53 und dem Stab 56 befindenden Teil der Lenkstange 52 ist ein zweiter Sensor 58 zugeordnet, die signaltechnisch mit einer Steuereinheit 59 verbunden sind. Dem zwischen dem Ritzel 53 und dem Stab 56 befindenden Teil der Lenkstange 51 ist der Elektromotor 1 zugeordnet, der mittels der Steuereinheit 59 gesteuert wird. Hierbei wird ein Winkelversatz zwischen den beiden Teilen der Lenkstange 51 mittels der beiden Sensoren 58, 59 erfasst und somit ein gewünschter Lenkeinschlag der Vorderräder 54 ermittelt. Gegebenenfalls wird der Elektromotor 1 bestromt, um die Rotationsbewegung der Lenkstange 51 zu unterstützen.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Elektromotor 1, aufweisend ein Gehäuse 3 mit einer Trennwand 22 zwischen einem Elektronikfach 24 und einem Motorfach 23, wobei die Trennwand 22 eine Anzahl an Durchbrüchen 25 für Phasenanschlüsse 11 zur elektrischen Kontaktierung einer Statorwicklung 5 mit einer Elektronik 32 aufweist, und wobei im Elektronikfach 24 ein die Trennwand 22 überspannende Abdeckelement 20 angeordnet ist, welche mit den Durchbrüchen 25 der Trennwand 22 korrespondierende Durchgangsöffnungen 31 für die Phasenanschlüsse 11 aufweist.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel 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 einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor
- 2
- Längsachse
- 3
- Gehäuse
- 4
- Stator
- 5
- Stator-/Drehfeldwicklung
- 6
- Spule
- 7
- Statorzahn
- 8
- Statorgrundkörper
- 9
- Stromschiene
- 10
- Schalteinheit/Verschaltungsring
- 11
- Phasenanschluss
- 12
- Rotor
- 13
- Motorwelle
- 14
- Permanentmagnet
- 15
- (A-seitiges) Lager
- 16
- (B-seitiges) Lager
- 17
- Lagerschild
- 18
- Krall-/Federscheibe
- 19
- Signalgeber/Ringmagnet
- 20
- Abdeckelement
- 21
- Abtriebselement
- 22
- Trennwand
- 23
- Motorfach
- 24
- Elektronikfach
- 25
- Durchbruch
- 26
- Aussparung/Wellen-/Lageröffnung
- 27
- Wandung
- 28
- Innenwand
- 29
- Verbindungselement
- 30
- Steck-/Fügeöffnung
- 31
- Durchgangsöffnung
- 32
- Motor-/Elektronik
- 33
- Gegenkontakt
- 34
- Grundkörper
- 35
- Kappenrand
- 36
- Dichtelement
- 37
- Dicht-/Steg
- 38
- Kappenbereich
- 39
- Aufnahmeraum
- 40
- Kappenabschnitt
- 41
- Aufnahmeraum
- 41a
- Wandung
- 42
- Ringwand
- 43
- Rippe
- 44
- Stabilisierungsrippe
- 45
- Entgasungsloch
- 46
- Membran
- 47
- Trennelement
- 48
- Verstellantrieb
- 49
- Kraftfahrzeug
- 50
- Lenkrad
- 51
- Lenkstange
- 52
- Zahnstange
- 53
- Ritzel
- 54
- Vorderrad
- 55
- Achse
- 56
- Stab
- 57
- erster Sensor
- 58
- zweiter Sensor
- 59
- Steuereinheit
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020214597 A1 [0001]
