DE19517667A1 - DC machine e.g. for motor vehicle water pump motor - Google Patents

DC machine e.g. for motor vehicle water pump motor

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Abstract

The machine has a housing (1) in contact with a bearing plate (4) and electronics (150 mounted on its exterior with connected cables. A metal plate (11) arranged between the bearing shield and the housing has a radially outward leading lug (12) connected to a cooling plate bent (13) perpendicular to the lug at a distance from the outer surface of the housing. The electronics are mounted on the side of the cooling plate facing towards the housing. The electronics can be mounted inside an electronic case (14) forming a unit and narrower than the cooling plate, which slightly protrudes beyond the case on both sides. A protective cap (16) slid onto the plate's edges engages over the case.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine mit einem gegen ein Lagerschild anliegenden Gehäuse, an welchem au­ ßenseitig eine Elektronik mit daran angeschlossenen, elektrischen Leitungen angeordnet ist.The invention relates to a DC machine with a against a bearing plate adjacent housing, on which au electronics on the outside with connected electrical lines is arranged.

Gleichstrommaschinen der vorstehenden Art werden bei­ spielsweise als Motor für Wasserpumpen elektrischer Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeugen, aber auch für sehr zahlreiche andere Anwendungsfälle gebaut und sind allgemein bekannt. Es handelt sich dabei um Massenpro­ dukte, welche möglichst kostengünstig herstellbar sein sollten.DC machines of the above type are used in for example as a motor for electric water pumps Windshield washer systems in motor vehicles, but also for very many other use cases are built and are well known. It is mass pro Products that can be manufactured as cost-effectively as possible should.

Bei den bekannten Gleichstrommaschinen ist die Elektronik üblicherweise in einem Elektronikkasten angeordnet, wel­ cher mittels Schrauben oder anderer Befestigungsmittel außenseitig am Gehäuse befestigt ist. Beim Arbeiten der Gleichstrommaschine entsteht beträchtliche Wärme. Um diese ausreichend abzuleiten, ist die Gleichstrommaschine üblicherweise so ausgebildet, daß diese Wärme über das Lagerschild in das von ihr angetriebene Aggregat, bei­ spielsweise der Pumpe, fließen kann. Auch die Elektronik zur Steuerung der Gleichstrommaschine erzeugt be­ trächtliche Wärme, welche meist mittels eines Kühlbleches an die Umgebung abgegeben wird. Insbesondere dann, wenn die Gleichstrommaschine in einem Raum mit höherer Tempe­ ratur oder ohne ausreichende Luftbewegung angeordnet ist, reicht die Wärmeabgabe der Steuerelektronik an die Umge­ bungsluft nicht aus, um diese ausreichend zu kühlen.In the known DC machines, the electronics usually arranged in an electronics box, wel cher using screws or other fasteners is attached to the outside of the housing. When working the DC machine generates considerable heat. Around To derive this sufficiently is the DC machine usually designed so that this heat over the Bearing plate in the unit driven by it  for example the pump can flow. Electronics too be used to control the DC machine pregnant warmth, which is usually by means of a cooling plate is released to the environment. Especially if the DC machine in a room with higher temp is arranged or without sufficient air movement, the heat emission from the control electronics reaches the reverse not exercise air to cool it sufficiently.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Gleich­ strommaschine der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß eine ausreichende Kühlung der Gleichstrommaschine und ihrer Elektronik verwirklicht und die insgesamt möglichst kostengünstig herzustellen ist.The invention is based on the problem, an equal to design an electric machine of the type mentioned at the outset in such a way that adequate cooling of the DC machine and realized their electronics and the overall possible is inexpensive to manufacture.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse eine Metall­ scheibe angeordnet ist, welche einen radial nach außen führenden Steg und daran anschließend ein rechtwinklig zum Steg abgebogenes und mit Abstand zur Außenkontur des Gehäuses verlaufendes Kühlblech hat und daß die Elektro­ nik an der dem Gehäuse zugewandten Seite dieses Kühlble­ ches befestigt ist.This problem is solved according to the invention in that a metal between the end shield and the housing disc is arranged, which is a radially outward leading bridge and then a right-angled one bent to the web and at a distance from the outer contour of the Has cooling plate and that the electrical nik on the side of the cooling plate facing the housing ches is attached.

Durch eine solche Metallscheibe kann ein Teil der von der Gleichstrommaschine erzeugten Wärme unmittelbar über die Metallscheibe in das Lagerschild und das daran ange­ schlossene Aggregat, zum Beispiel eine Wasserpumpe, flie­ ßen. Die Wärme der Elektronik kann teilweise vom Kühl­ blech an die Luft abgegeben werden, teilweise fließt sie jedoch auch über das Kühlblech in die Metallscheibe und dadurch ebenfalls über das Lagerschild in das angeschlos­ sene Aggregat. Die Kühlung der Elektronik erfolgt somit zweifach, einmal durch Wärmeabgabe an die Luft und zum anderen durch Wärmeableitung in das Lagerschild und das Aggregat. Die Montage des Kühlbleches mit der Elektronik kann sehr rasch erfolgen, weil das Kühlblech nicht durch spezielle Befestigungsmittel am Gehäuse befestigt, viel­ mehr die Metallscheibe des Kühlbleches auf einfache Weise zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse eingeklemmt wird.Through such a metal disc, part of the DC machine generated heat directly through the Metal disc in the end shield and attached to it closed unit, for example a water pump, flows eat. The heat of the electronics can be partly from cooling sheet are released into the air, partly it flows but also over the heat sink in the metal disc and thereby also connected via the end shield into the its aggregate. The electronics are thus cooled twice, once by giving off heat to the air and to another by heat dissipation in the end shield and that Aggregate. The assembly of the cooling plate with the electronics  can be done very quickly because the heat sink does not go through special fasteners attached to the housing, a lot more the metal plate of the heat sink in a simple way jammed between the end shield and the housing becomes.

Die Elektronik kann in einem Arbeitsgang als fertig mon­ tierte Baueinheit mit dem Kühlblech verbunden werden, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung die Elektronik in einem eine Baueinheit bildenden Elektronikkasten angeordnet ist.The electronics can be finished in a single step as mon tated unit to be connected to the heat sink, if according to an advantageous further development of the Erfin the electronics in a unit forming one unit Electronics box is arranged.

Zur weiteren Verbilligung der Gleichstrommaschine trägt es bei, wenn der Elektronikkasten schmaler als das Kühl­ blech ist und das Kühlblech mit seinen beiden Längsseiten den Elektronikkasten geringfügig überragt und wenn auf das Kühlblech eine über den Elektronikkasten greifende Schutzkappe aufgeschoben ist, welche zwei über die Längs­ kanten des Kühlbleches greifende Führungsnuten hat. Dar­ über hinaus kann das Kühlblech auch noch an einer Quer­ kante über den Elektronikkasten überstehen und von einer entsprechenden Nut der Schutzkappe übergriffen sein.To further reduce the cost of the DC machine it if the electronics box is narrower than the cooling sheet and the cooling plate with its two long sides slightly above the electronics box and when on the heat sink is one that extends over the electronics box Protective cap is slid on, two over the length edges of the heat sink gripping guide grooves. Dar In addition, the heat sink can also on a cross protruding edge over the electronics box and from one corresponding groove of the protective cap.

Zur weiteren Vereinfachung der Montage trägt es bei, wenn die Schutzkappe eine radial bis in die Kontur des Gehäu­ ses führende Gehäuseauflage hat, auf der das Gehäuse mit seiner dem Lagerschild zugewandten Stirnseite aufsitzt.It helps to further simplify assembly if the protective cap radially into the contour of the housing ses leading housing support on which the housing with his face facing the end shield sits on.

Die Schutzkappe wird zwangsläufig in ihrer vollständig aufgeschobenen Position fixiert, ohne daß es spezieller Befestigungsteile bedarf, wenn die Gehäuseauflage eine zur Gehäusestirnwand hin offene Aufnahmenut hat, in wel­ che das Gehäuse mit einem Teilbereich seiner Stirnseite greift. The protective cap will inevitably be complete fixed position fixed without it being more special Fasteners are required if the housing support has receiving groove open to the housing end wall, in which che the housing with a portion of its face takes hold.  

Zum Fixieren der Schutzkappe mit ihrer Gehäuseauflage kann man gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorsehen, daß das Gehäuse an seiner Stirnseite eine der Breite der Gehäuseauflage entsprechende, in das Gehäuse hineinführende Gehäuseausnehmung hat.For fixing the protective cap with its housing support can according to another development of the invention provide that the housing is one of the front Width of the housing support corresponding to the housing has recess in the housing.

Der Wärmefluß von der Gleichstrommaschine zum Lagerschild ist trotz möglichst einfachem Aufbau der Gleichstromma­ schine sehr gut, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung auf der das Kühlblech aufweisenden Metall­ scheibe eine elektrisch isolierende, jedoch möglichst we­ nig wärmeisolierende Auflage angebracht ist, auf der eine Kohlebürsten tragende Bürstenplatte aufliegt.The heat flow from the DC machine to the end shield is the DC current despite being as simple as possible seem very good if according to another training of the invention on the metal having the heat sink washer an electrically insulating, but if possible we nig heat-insulating pad is attached on one Carbon brush-bearing brush plate rests.

Der Aufwand zum Entstören der Gleichstrommaschine ist be­ sonders gering, wenn die Bürstenplatte zugleich die Ent­ störelektronik der Gleichstrommaschine trägt. Darüber hinaus kann die Bürstenplatte auch noch Drehzahl- und/ oder Temperaturüberwachungselemente tragen.The effort to suppress the DC machine is particularly low if the brush plate also ent electronics of the DC machine carries. About that In addition, the brush plate can also speed and / or wear temperature monitoring elements.

Die Zuführung der elektrischen Energie zu den Kohlebür­ sten ist besonders einfach gestaltet, wenn auf der Bür­ stenplatte zu den Kohlebürsten führende als elektrische Zuleitungen flache Leiterbleche befestigt sind.The supply of electrical energy to the carbon brush is particularly simple when on the office top plate leading to the carbon brushes as electrical Supply lines flat conductor plates are attached.

Die Wärmeabgabe der Elektronik an die Umgebungsluft kann dadurch verbessert werden, daß das Kühlblech nach außen gerichtete Kühlrippen hat.The electronics can emit heat to the ambient air can be improved in that the heat sink to the outside has directed cooling fins.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Bürstenplatte aus einem gering Wärme isolierenden, elektrisch isolierenden Mate­ rial besteht.It is also advantageous if the brush plate from one low heat insulating, electrically insulating mate rial exists.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung perspektivisch und in Explosionsdar­ stellung gezeigt und wird nachfolgend beschrieben.The invention permits numerous embodiments. For there is a further clarification of their basic principle  from perspective in the drawing and in exploded view position shown and is described below.

Die Zeichnung zeigt ein im wesentlichen zylindrisches Ge­ häuse 1 einer Gleichstrommaschine, welches in seiner Man­ telfläche an seiner in der Zeichnung gesehen unteren, of­ fenen Stirnseite eine Gehäuseausnehmung 2 hat. Ein Halte­ flansch 3 dient der Befestigung des Gehäuses 1 auf ein im unteren Bildteil gezeigtes Lagerschild 4, welches an ei­ nem Aggregat 5, beispielsweise einer Wasserpumpe, vorge­ sehen ist.The drawing shows a substantially cylindrical Ge housing 1 of a DC machine, which has a housing recess 2 in its man telfläche at its lower, seen in the drawing, open end face. A holding flange 3 is used to attach the housing 1 to a bearing plate 4 shown in the lower part of the figure, which is seen on a unit 5 , for example a water pump.

Unterhalb des Gehäuses 1 ist ein Rotor 6 dargestellt, welcher mit einem Wellenende 7 im Gehäuse 1 und mit sei­ nem anderen Wellenende 8 in dem Lagerschild 4 gelagert wird. Hierzu durchdringt das Wellenende 8 eine Bürsten­ platte 9 aus elektrisch isolierendem Material, eine foli­ enartige Isolierplatte 10 und eine Metallscheibe 11. Im montierten Zustand hält die untere Stirnfläche des Gehäu­ ses 1 die Bürstenplatte 9, die Isolierplatte 10 und die Metallscheibe 11 gegen das Lagerschild 4. Alle drei Teile werden mit Schrauben 26, 27 am Lagerschild 4 befestigt.Below the housing 1 , a rotor 6 is shown, which is supported with a shaft end 7 in the housing 1 and with its other shaft end 8 in the bearing plate 4 . For this purpose, the shaft end 8 penetrates a brush plate 9 made of electrically insulating material, a foil-like insulating plate 10 and a metal disc 11th In the assembled state, the lower end face of the housing 1 holds the brush plate 9 , the insulating plate 10 and the metal disk 11 against the end shield 4 . All three parts are fastened to the end shield 4 with screws 26 , 27 .

Von der Metallscheibe 11 führt ein Steg 12 radial nach außen. Dieser Steg 12 ist rechtwinklig abgebogen und geht in ein Kühlblech 13 über. Seitlich neben der in einer Flucht mit dem Rotor 6 dargestellten Metallscheibe 11 ist diese nochmals mit einem vollständigen Kühlblech 13 wie­ dergegeben. Gegen dieses Kühlblech 13 liegt von der dem Gehäuse 1 zugewandten Seite her ein Elektronikkasten 14 mit einer Elektronik 15 an. Das Kühlblech 13 überragt den Elektronikkasten 14 mit seinen beiden Längskanten und einer Querkante geringfügig und ermöglicht es dadurch einer Schutzkappe 16 mit Führungsnuten 17 über diesen Überstand zu greifen, wenn man die Schutzkappe 16 auf das Kühlblech 13 schiebt. A web 12 leads radially outward from the metal disk 11 . This web 12 is bent at right angles and merges into a cooling plate 13 . Laterally next to the metal disk 11 shown in alignment with the rotor 6 , this is again shown with a complete cooling plate 13 . An electronics box 14 with electronics 15 bears against this cooling plate 13 from the side facing the housing 1 . The cooling plate 13 projects slightly beyond the electronics box 14 with its two longitudinal edges and one transverse edge and thereby enables a protective cap 16 with guide grooves 17 to grip over this projection when the protective cap 16 is pushed onto the cooling plate 13 .

Die Schutzkappe 16 hat an ihrem unteren Ende eine radial zum Gehäuse 1 hin gerichtete Gehäuseauflage 18 mit einer nach oben und seitlich offenen Aufnahmenut 19, in welche das Gehäuse 1 greift, wenn man es auf dem Lagerschild 4 befestigt. Nach oben hin führt aus der Schutzkappe 16 ein Kabel 20 heraus, in welchem verschiedene, nicht positio­ nierte Leitungen verlaufen, beispielsweise für die elek­ trische Energie der Gleichstrommaschine, für eine Dreh­ zahlerfassung oder für einen Temperaturfühler.The protective cap 16 has at its lower end a housing support 18 directed radially towards the housing 1 with an upwardly and laterally open receiving groove 19 into which the housing 1 engages when it is fastened on the end shield 4 . Upwards leads out of the protective cap 16, a cable 20 in which various, non-positio ned lines run, for example for the electrical energy of the DC machine, for a speed detection or for a temperature sensor.

Auf der im mittleren, linken Bildteil dargestellten Bür­ stenplatte 9 sind zwei Kohlebürsten 21, 22 befestigt, welche über ebenfalls auf der Bürstenplatte 9 befestigte Leiterbleche 23, 24 mit elektrischer Energie versorgt werden. Ebenfalls auf der Bürstenplatte 9 ist eine übli­ che Entstörelektronik 25 in Form von Entstördrosseln und Kondensatoren angeordnet. Weiterhin ist dort Platz für Drehzahl- und Temperaturüberwachungselemente vorgesehen.On the brush plate 9 shown in the middle, left part of the image, two carbon brushes 21 , 22 are fastened, which are also supplied with electrical energy via conductor plates 23 , 24 also fastened on the brush plate 9 . Also on the brush plate 9 is a übli surface suppression electronics 25 in the form of suppression chokes and capacitors. There is also space for speed and temperature monitoring elements.

Claims (11)

1. Gleichstrommaschine mit einem gegen ein Lagerschild anliegenden Gehäuse, an welchem außenseitig eine Elektro­ nik mit daran angeschlossenen, elektrischen Leitungen an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagerschild (4) und dem Gehäuse (1) eine Metallscheibe (11) angeordnet ist, welche einen radial nach außen füh­ renden Steg (12) und daran anschließend ein rechtwinklig zum Steg (12) abgebogenes und mit Abstand zur Außenkontur des Gehäuses (1) verlaufendes Kühlblech (13) hat und daß die Elektronik (15) an der dem Gehäuse (1) zugewandten Seite dieses Kühlbleches (13) befestigt ist.1. DC machine with a bearing against a bearing plate, on the outside of which an electronic system with connected electrical lines is arranged, characterized in that a metal disc ( 11 ) is arranged between the bearing plate ( 4 ) and the housing ( 1 ) , Which has a radially outward leading web ( 12 ) and then a cooling plate ( 13 ) bent at right angles to the web ( 12 ) and spaced from the outer contour of the housing ( 1 ) and that the electronics ( 15 ) on the housing ( 1 ) facing side of this cooling plate ( 13 ) is attached. 2. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektronik (15) in einem eine Bauein­ heit bildenden Elektronikkasten (14) angeordnet ist.2. DC machine according to claim 1, characterized in that the electronics ( 15 ) is arranged in a unit forming an electronics box ( 14 ). 3. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Elektronikkasten (14) schmaler als das Kühlblech (13) ist und das Kühlblech (13) mit seinen beiden Längsseiten den Elektronikkasten (14) geringfügig überragt und daß auf das Kühlblech (13) eine über den Elektronikkasten (14) greifende Schutzkappe (16) aufgeschoben ist, welche zwei über die Längskanten des Kühlbleches (13) greifende Führungsnuten (17) hat. 3. DC machine according to claims 1 or 2, characterized in that the electronics box ( 14 ) is narrower than the cooling plate ( 13 ) and the cooling plate ( 13 ) with its two longitudinal sides slightly exceeds the electronics box ( 14 ) and that on the cooling plate ( 13 ) a protective cap ( 16 ) which slides over the electronics box ( 14 ) and has two guide grooves ( 17 ) which extends over the longitudinal edges of the cooling plate ( 13 ). 4. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz­ kappe (16) einen radial bis in die Kontur des Gehäuses (1) führende Gehäuseauflage (18) hat, auf der das Gehäuse (1) mit seiner dem Lagerschild (4) zugewandten Stirnseite aufsitzt.4. DC machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the protective cap ( 16 ) has a radially up to the contour of the housing ( 1 ) leading housing support ( 18 ) on which the housing ( 1 ) with its bearing plate ( 4 ) facing the front. 5. Gleichstrommaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseauflage (18) eine zur Gehäuse­ stirnwand hin offene Aufnahmenut (19) hat, in welche das Gehäuse (1) mit einem Teilbereich seiner Stirnseite greift.5. DC machine according to claim 4, characterized in that the housing support ( 18 ) has an open to the housing front wall receiving groove ( 19 ) into which the housing ( 1 ) engages with a portion of its end face. 6. Gleichstrommaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1) an seiner Stirnseite eine der Breite der Gehäuseauflage (18) entsprechende, in das Gehäuse (1) hineinführende Gehäuseausnehmung (2) hat.6. DC machine according to claim 5, characterized in that the housing ( 1 ) on its end face has a width of the housing support ( 18 ) corresponding in the housing ( 1 ) leading into the housing recess ( 2 ). 7. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der das Kühlblech (13) aufweisenden Metallscheibe (11) eine elek­ trisch isolierende, jedoch möglichst wenige Wärmeisolie­ rende Isolierplatte (10) angebracht ist, auf der eine Kohlebürsten (21, 22) tragende Bürstenplatte (9) auf­ liegt.7. DC machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the cooling plate ( 13 ) having metal disc ( 11 ) an elec trically insulating, but as little heat insulation insulating plate ( 10 ) is attached, on which a carbon brush ( 21 , 22 ) bearing brush plate ( 9 ) lies on. 8. Gleichstrommaschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bürstenplatte (9) zugleich die Entstör­ elektronik (25) der Gleichstrommaschine trägt.8. DC machine according to claim 7, characterized in that the brush plate ( 9 ) also carries the interference suppression electronics ( 25 ) of the DC machine. 9. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bürstenplatte (9) zu den Kohlebürsten (21, 22) führende als elektrische Zuleitungen flache Leiterbleche (23, 24) befestigt sind. 9. DC machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the brush plate ( 9 ) to the carbon brushes ( 21 , 22 ) leading as electrical leads flat conductor plates ( 23 , 24 ) are attached. 10. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ blech (13) nach außen gerichtete Kühlrippen hat.10. DC machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cooling plate ( 13 ) has outwardly directed cooling fins. 11. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bür­ stenplatte (9) aus einem gering Wärme isolierenden, elek­ trisch isolierenden Material besteht.11. DC machine according to at least one of the preceding claims, characterized in that the brush plate ( 9 ) consists of a low heat insulating, electrically insulating material.
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