DE10315871A1 - Brushless DC motor (BLDC motor) - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung und mit zumindest einem Deckel zum axialen Verschließen eines Motorgehäuses. DOLLAR A Die Forderung nach erhöhten zulässigen Betriebstemperaturen des BLDC-Motors wird dadurch erfüllt, dass der Deckel als ein aus warmfestem Kunststoff gespritzter Steckermodul (1) und die Strombahnen als ein umspritztes, warmfestes Stanzgitter ausgebildet sind.The invention relates to a brushless DC motor with electronic commutation and with at least one cover for axially closing a motor housing. DOLLAR A The requirement for increased permissible operating temperatures of the BLDC motor is met in that the cover is designed as a plug module (1) molded from heat-resistant plastic and the current paths as an overmolded, heat-resistant lead frame.
Description
Gebiet der ErfindungTerritory of invention
Die Erfindung betrifft einen BLDC-Motor, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a BLDC motor, in particular according to the preamble of claim 1.
Hintergrund der Erfindungbackground the invention
In
der
Herkömmliche BLDC-Motoren besitzen in der Regel eine Platine, auf der die Hallsensoren, die zur Erkennung von dessen Drehrichtung und Drehzahl dienen, aufgelötet sind. Außerdem ist ein Stecker vorgesehen, dessen Steckerkontakte mit den Hallsensoren und den Phasen des BLDC-Motors verbunden sind. Aufgrund der Temperaturgrenzen von Platine und Lot sind diese BLDC-Motoren für den Einsatz im Verbrennungsmotorraum eines Kraftfahrzeugs nicht geeignet, da dort Temperaturen bis 150°C herrschen, denen die Eigenerwärmung des BLDC-Motors von mindestens 10° bis 20°C noch hinzuzurechnen ist.conventional BLDC motors usually have a circuit board on which the Hall sensors, which are used to detect its direction of rotation and speed are soldered on. Moreover a connector is provided, the connector contacts with the Hall sensors and the phases of the BLDC motor are connected. Because of the temperature limits These BLDC motors from Platine and Lot are for use in the combustion engine compartment not suitable for a motor vehicle, since temperatures of up to 150 ° C prevail there, which the self-heating of the BLDC motor from at least 10 ° to 20 ° C still is to be added.
Aufgabe der ErfindungTask of invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen BLDC-Motor zu schaffen, der maximalen Temperaturen von mindestens 170°C standhält sowie einen geringen axialen Raumbedarf und einen geringen Fertigungsaufwand aufweist.The The invention has for its object to provide a BLDC motor withstands the maximum temperature of at least 170 ° C and a low axial Has space requirements and low manufacturing costs.
Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.The The object is achieved by the features of claim 1.
Da das erfindungsgemäße Steckermodul und das umspritzte Stanzgitter aus hinreichend wärmefesten Materialien hergestellt sind, entfallen temperaturbedingte Ausfälle des BLDC-Motors. Das bedeutet gesteigerte Zuverlässigkeit und verbesserte Funktion desselben.There the plug module according to the invention and the overmolded lead frame is made of sufficiently heat-resistant materials temperature-related failures of the BLDC motor are eliminated. That means increased reliability and improved function of the same.
Die Montage des BLDC-Motors wird durch den Steckermodul, der eine Platine und einen Deckel ersetzt, vereinfacht und der axiale Platzbedarf entsprechend verringert.The Assembly of the BLDC motor is done through the connector module, which is a circuit board and replaced a cover, simplified and the axial space requirement reduced accordingly.
Es hat Fertigungsvorteile, dass das Stanzgitter auf der Steckerseite als Steckerkontakt für den BLDC-Motor und als anderer Steckerkontakt für Hallsensoren und auf der Motorseite als Anschluss für die Phasen als BLDC-Motors sowie als anderer Anschluss für die Hallsensoren ausgebildet ist. Da das Stanzgitter mit den Steckerkontakten und den Anschlüssen einstückig ausgebildet ist, erübrigen sich die sonst erforderlichen Verbindungen, wodurch der Fertigungsaufwand verringert und die Zuverlässigkeit erhöht werden. Die Zuverlässigkeit des Steckermoduls wird auch dadurch gefördert, das die Hallsensoren auf den Stanzgitter direkt und vorzugsweise durch Schweißen befestigt sind. Die Schweißverbindung hat gegenüber der Lötverbindung den Vorteil hoher Warmfestigkeit.It has manufacturing advantages that the lead frame on the connector side as a plug contact for the BLDC motor and as another plug contact for Hall sensors and on the Motor side as connection for the Phases as a BLDC motor and as another connection for the Hall sensors is trained. Since the lead frame with the plug contacts and the connections one piece trained to be superfluous the otherwise necessary connections, which reduces the manufacturing effort reduced and reliability increased. The reliability of the connector module is also promoted by the Hall sensors attached directly to the lead frame and preferably by welding are. The welded joint has opposite the solder joint the advantage of high heat resistance.
Die für die exakte Radial- und Drehlage der Hallsensoren erforderliche Lagefixierung des Steckermoduls gegenüber dem Motorgehäuse wird dadurch erreicht, dass derselbe einen Zentrierbund und eine Drehfixierung aufweist. In gleicherweise muss der Stator zentriert und drehfixiert sein um mit dem Steckermodul zu korrespondieren. Als Drehfixierung kommen die Anschlüsse der Phasen des BLDC-Motors und Passstifte, Passschrauben, Passhülsen oder eine Fixiernase in Frage, die in eine entsprechende Gegenkontur des Motorgehäuses eingreift.The for the exact radial and rotational position of the Hall sensors required position fixation opposite of the connector module the motor housing is achieved in that the same a centering collar and a Has rotational fixation. In the same way, the stator must be centered and be fixed in rotation to correspond with the connector module. The connections of the phases of the BLDC motor come as a rotation fixation and dowel pins, dowel screws, dowel sleeves or a fixing lug in Question that engages in a corresponding counter contour of the motor housing.
Der Zentrierbund kann zugleich als Dichtbund fungieren. Für eine radiale Dichtung wird ein O-Ring in eine radiale Nut des Motorgehäuses eingelegt, bei axialer Dichtung dient die motorseitige axiale Anlagefläche des Zentrierbundes als Dichtfläche für einen im Motorgehäuse liegenden O-Ring. Alternativ können die O-Ringnuten auch in den Zentrierbund radial oder axial eingebracht werden. In diesem Fall dienen die entsprechenden Gegenflächen im Motorgehäuse als Dichtflächen.The Centering collar can also act as a sealing collar. For a radial Seal an O-ring is placed in a radial groove of the motor housing, with an axial seal, the motor-side axial contact surface of the Centering collar as a sealing surface for one in the motor housing lying O-ring. Alternatively, you can the O-ring grooves are also inserted radially or axially in the centering collar become. In this case, the corresponding counter surfaces serve in the motor housing as sealing surfaces.
Schließlich können zwischen Motorgehäuse und Zentrierbund auch noch andere Dichtungen, wie zum Beispiel Papierdichtungen oder Flüssigdichtungen, verwendet werden.Finally, between Motor housing and Centering collar also other seals, such as paper seals or liquid seals, be used.
Es hat Fertigungsvorteile, wenn im Steckermodul koaxial zum Zentrierbund ein Motorlager angeordnet ist, das umspritzt oder in einen Lagersitz eingepresst oder eingeklebt ist. Dadurch wird ebenfalls die axiale Baulänge des BLDC-Motors verringert.It has manufacturing advantages when in the plug module coaxial to the centering collar a motor bearing is arranged, which is injection molded or pressed into a bearing seat or is glued in. As a result, the axial length of the BLDC motor reduced.
Von Vorteil ist auch, wenn Durchgangslöcher für Befestigungsschrauben des Steckermoduls einen umspritzten metallischen Verstärkungsring aufweisen. Dadurch wird verhindert, dass der Steckermodul unter den Schraubenköpfen der Befestigungsschrauben plastisch verformt wird.Of It is also an advantage if through holes for fastening screws of the Plug module an overmolded metallic reinforcement ring exhibit. This prevents the connector module from being underneath the screw heads the fastening screws are plastically deformed.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, dass die Umspritzung des Stanzgitters öldicht ausgebildet ist. Üblicherweise wird der BLDC-Motor dort, wo die Motorwelle aus dem Motorgehäuse ragt, mittels Wellendichtrings gegen eindringendes Öl aus dem Verstellgetriebe geschützt. Soll auf eine solche Dichtung verzichtet werden, muss das Stanzgitter öldicht umspritzt werden. Dadurch wird verhindert, dass das in den BLDC-Motor eindringende Öl an den Strombahnen entlang über die Steckerkontakte nach außen in die Umgebung gelangt. Außerdem kommt es auf diese Weise nicht zu Kriechströmen zwischen den Strombahnen. Die Dichtung zwischen Motorgehäuse und Steckermodul erfolgt auch in diesem Fall über O-Ringe, Papierdichtungen oder flüssige Dichtungen. Das Stanzgitter kann aber auch an das Steckermodul gesteckt sein, beispielsweise über Bohrungen im Stanzgitter und Kunststoffzapfen am Steckermodul. Es kann aber auch einseitig angespritzt oder nur teilweise umspritzt werden, wenn der Motor öldicht ausgeführt ist.An advantageous development of the Er Invention is that the extrusion coating of the lead frame is oil-tight. Where the motor shaft protrudes from the motor housing, the BLDC motor is usually protected against the ingress of oil from the adjustment gear by means of shaft sealing rings. If such a seal is to be dispensed with, the lead frame must be overmolded in an oil-tight manner. This prevents the oil entering the BLDC motor from reaching the outside along the current paths via the plug contacts. In addition, there are no leakage currents between the current paths in this way. In this case, the seal between the motor housing and the plug module is also made using O-rings, paper seals or liquid seals. The lead frame can also be plugged into the plug module, for example through holes in the lead frame and plastic pins on the plug module. However, it can also be injection molded on one side or only partially encapsulated if the engine is oil-tight.
Zur Verminderung der Fertigungs- und Montagekosten trägt bei, daß die Steckerkontakte in einem Stecker angeordnet sind der an dem Steckermodul angespritzt ist. Trotz der einstückigen Ausführung des Steckermoduls und des Steckers kann dieser den Kundenwünschen relativ einfach angepasst werden, da bei unveränderlichen Motorgehäuse nur der Steckermodul angepasst werden muss. Beispielsweise kann der Stecker sowohl radial als auch axial oder in einer Mischform (radial axial) am Steckermodul angebracht sein. Bei Bedarf kann der Steckermodul auch mit einem Kabelabgang verwirklicht werden, wobei das Kabel an seinem Ende einen Stecker aufweist.to Reduction of manufacturing and assembly costs helps that the Plug contacts are arranged in a plug on the plug module is injected. Despite the one-piece execution the connector module and the connector can be relative to customer requirements can be easily adapted, since only the Plug module must be adjusted. For example, the connector both radial and axial or in a mixed form (radial axial) be attached to the connector module. If necessary, the plug module can also be realized with a cable outlet, the cable has a plug at its end.
Es ist vorteilhaft für die Zuverlässigkeit des Steckermoduls, wenn die Füße von bedrahteten Hallsensoren umspritzt oder auf andere Art und Weise mechanisch gestützt sind, da dieselben auf diese Weise fixiert und gegen Vibration geschützt sind.It is beneficial for the reliability of the connector module when the feet of wired Hall sensors overmoulded or otherwise mechanically supported because they are fixed in this way and protected against vibration.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und denn Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist. Dabei zeigen:Further Features of the invention will become apparent from the following description and for drawings in which an embodiment of the invention is shown schematically. Show:
Ausführliche Beschreibung der ZeichnungFull Description of the drawing
Der
in
Eine
weitere Verbindung besteht zwischen anderen Steckkontakten
Der
Steckermodul
In
dem Steckermodul
Zur
Stabilisierung des Bereichs von Durchgangslöchern
Durch
Entfall der üblichen
Abdichtung der Motorwelle gegenüber
dem Verstellgetriebe kann über
dieses Verstellgetriebe Öl
des Verbrennungsmotors in den BLDC-Motor eindringen. Ein öldichtes Umspritzen
des Stanzgitters verhindert, dass Kriechströme zwischen den Strombahnen
entstehen und dass Öl
entlang der Strombahnen über
die Steckerkontakte
Ein
in
In
- 11
- Steckermodulplug module
- 22
- Steckerkontaktplug Contact
- 33
- anderer Steckerkontaktanother plug Contact
- 44
- HallsensorHall sensor
- 55
- Anschlussconnection
- 66
- anderer Anschlussanother connection
- 77
- Zentrierbundspigot
- 88th
- Lagersitzbearing seat
- 99
- DurchgangslochThrough Hole
- 1010
- Steckerplug
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