DE19804369A1 - Kollektormotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kollektormotor.

Kollektormotoren erzeugen durch die Kommutierungsvorgänge am Kollektor/­ Bürstensystem häufig Hochfrequenzstörungen, die den (Rund-)Funkempfang stören können. Um diese Störungen zu dämpfen, sind Entstörungsmaßnahmen bekannt, wie beispielsweise das Beschalten mit Entstörelementen oder eine geeignete konstruktive Gestaltung des Kollektormotors. Ein besonderes Problem sind Kollektormotoren von kleiner Bauart, die häufig teilweise aus Kunststoff gefertigt sind und Versorgungsanschlüsse (±-Spannungsversorgung) aufweisen, die gegenüber dem metallischen Polrohr isoliert sind.

Stand der Technik

Es ist bekannt, die an diesen Anschlüssen auftretenden Störungen dadurch zu reduzieren, daß Entstörelemente wie beispielsweise Längsinduktivitäten in den Zuleitungen und/oder Kondensatoren zwischen den Anschlüssen angebracht werden. Jedoch ist die Wirksamkeit dieser Entstörelemente durch die Eigen­ schaft der Bauteile und den begrenzt vorhandenen Bauraum vermindert.

In der DE-A 27 02 404 ist ein Kollektormotor mit einer Entstöreinrichtung beschrieben. Diese Entstöreinrichtung umfaßt Entstörelemente, die in un­ mittelbarer Nähe einer Bürstenträgerplatte angeordnet sind und mit den Anschlußzuleitungen zu den Kohlebürsten (Plusseite und Minusseite) ver­ bunden sind.

Vorteile der Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kollektormotor mit einer Entstöreinrichtung bereitzustellen, durch welche das Entstörverhalten weiter verbessert wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Kollektormotor mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Vorteilhaft wird durch die Einbeziehung des Polrohrs in das Entstörkonzept das Entstörverhalten weiter verbessert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine leitfähige Verbindung über eine Zuleitung mit dem Minusanschluß und/oder eine kapazitive Anbindung von Plus- und/oder Minusanschluß an das Polrohr geschaffen.

Auch die für die Entstörwirkung schädlichen Leitungsinduktivitäten, wie z. B. die Induktivität der leitfähigen Verbindung oder die Zuleitungsinduktivitäten der Kondensatoren, können in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung weiter begrenzt werden, so daß sie insbesondere für höhere Frequen­ zen in einem Bereich von < 50 MHz ausreicht.

Zeichnungen

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Entstöreinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer Entstöreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform einer Entstöreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform einer Entstöreinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 einen Querschnitt durch die vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Ausführungsbeispiel

Fig. 1 zeigt die Versorgungsanschlüsse +/- der Plus/Minus-Spannungsver­ sorgung eines Kollektormotors mit einem metallischen Polrohr 1. Die Stör­ quelle ist mit Bezugszeichen 2 schematisch dargestellt. In den Versorgungs­ leitungen für die Plusversorgung und die Minusversorgung befinden sich Entstörinduktivitäten 3a bzw. 3b. Die Versorgungsanschlüsse sind durch einen Kondensator 4 verbunden, der als ein bekanntes Entstörelement wirkt.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung kann die Entstörungs­ wirkung erheblich verbessert werden durch ein zusätzliches Entstörelement 5 in Form einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen einem gewählten Versorgungsanschluß, beispielsweise dem Minusanschluß, und dem Polrohr 1. Auf diese Weise wird das Polrohr 1 in das Entstörkonzept mit einbezo­ gen und Teil der Entstöreinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei welcher anstelle einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einem gewählten Versorgungsanschluß und dem Polrohr 1 ein Kondensator 6 geschaltet ist, der den gewählten Versorgungsanschluß kapazitiv an das Polrohr 1 anbindet.

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ge­ zeigt, die sich von der zweiten Ausführungsform durch einen zusätzlichen Kondensator 7 unterscheidet, der zwischen dem anderen Versorgungsanschluß und dem Polrohr 1 geschaltet ist, so daß beide Versorgungsanschlüsse kapazitiv mit dem Polrohr 1 verbunden sind.

In einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, erfolgt die Verbindung zwischen einem gewählten Ver­ sorgungsanschluß, beispielsweise dem Minusanschluß, und dem Polrohr 1 über einen hochleitfähigen, metallischen Abschirmbecher 8. Der Abschirmbe­ cher 8 ist mit Durchbrüchen 9a, 9b für Kühlmedium oder ähnliches und für den anderen durchgehenden Versorgungsanschluß, beispielsweise den Plus­ anschluß, versehen. Durch zusätzliche Teile (nicht gezeigt) ist der Durch­ bruch für den Versorgungsanschluß gegenüber dem anderen durchgehenden Versorgungsanschluß isoliert. Der über den Abschirmbecher 8 mit dem Polrohr verbundene Versorgungsspannungsanschluß wird mit dem Abschirm­ becher 8 niederohmig über 10 verbunden. Mittels eines Anschlußkragens 11 wird der Kontakt mit dem Polrohr 1 hergestellt. Der Abschirmbecher 8 stellt eine großflächige Verbindung zwischen einem gewählten Versorgungs­ anschluß und dem Polrohr 1 her und verbessert aufgrund seiner großen Fläche die Entstörwirkung erheblich.

In Fig. 5 ist ein Querschnitt einer Entstöreinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In das Polrohr 1 ist eine Entstör­ einrichtung eingesetzt die einen Anschlußdeckel 12 zeigt, der aus elektrisch isolierendem Material gefertigt ist und das Ende des Polrohrs 1 abschließt. Der Abschirmbecher 8 ist als Einlegeteil im Inneren des Anschlußdeckels aufgenommen und ist als tiefgezogenes Teil mit Durchbrüchen 9a, 9b und 10 ausgebildet. Der gewählte Versorgungsanschluß, beispielsweise Minusan­ schluß, durch eine Schweiß- oder Lötverbindung 13 über Durchbruch 10 mit dem Abschirmbecher 8 verbunden. Der Abschirmbecher 8 kontaktiert das Polrohr 1 über den Anschlußkragen 11. Im Inneren des Abschirmbechers 8 befinden sich die Bürstenhalter 14, die Bürstenkammer 15 und Bürsten mit Anschlußlitzen in bekannter Weise.

Als weiteres Entstörelement ist ein Entstörkondensator 16 zwischen den anderen Versorgungsanschlüssen geschaltet. Mit Induktivitäten zwischen Bürsten und in den anderen Versorgungsanschlüssen in Form von Entstör­ drosseln 17 wird die Entstörwirkung weiter verbessert.

Der Abschirmbecher 8 bildet zusammen mit dem Polrohr 1 einen elektroma­ gnetisch abgeschirmten Raum. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verbindung mit einem gewählten Versorgungsanschluß, beispielsweise dem Minusanschluß, direkt an der Wand des Abschirmbechers, und der andere Versorgungsanschluß, beispielsweise der Plusanschluß, ist über eine Filterschaltung niederimpedant ebenfalls mit der Wand verbunden, z. B. über einen Kondensator. Auf diese Weise wird die Dämpfung der hochfrequenten Störungen drastisch verbessert.

Vorzugsweise ist der Abschirmbecher 8 als Einlegeteil zum Einlegen in einen Anschlußdeckel 12 ausgebildet, wodurch dieses Teil einerseits direkt mit dem gewählten Versorgungsanschluß, beispielsweise dem Minusanschluß, über eine Schweiß- oder Lötverbindung oder ähnliches angeschlossen werden kann und andererseits großflächig mit dem Polrohr 1 beim Zusammenbau des Kollektormotors verbunden werden kann. Beispielsweise bei einem Kollektormotor, der eine Elektrokraftstoffpumpe betreibt, kann ein Anschluß­ kragen 11 am Rand des Abschirmbechers 8 vorgesehen werden, um das Polrohr 1 mit einem Bürstenhalter 14 und einem Anschlußdeckel 12 in einem Bördelvorgang zu verbinden.

In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die verbesserte Abschirm- und Entstörwirkung in der Weise erreicht werden, daß der Abschirmbecher 8 als metallisches Gitter ausgebildet ist, das in einen An­ schlußdeckel 12 aus Kunststoff so integriert wird, daß eine niederimpedante Anbindung an den gewählten Versorgungsanschluß, beispielsweise den Minus­ anschluß, und das Polrohr 1 über seinen gesamten Umfang erfolgt.

In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann der gesonderte Abschirmbecher 8 in den Anschlußdeckel 12 in der Weise integriert werden, daß der Anschlußdeckel 12 aus einem leitfähigen Kunststoff gefertigt ist und so die Abschirmwirkung des Abschirmbechers 8 übernimmt, wobei der andere Versorgungsanschluß, beispielsweise der Plusanschluß, dann gegenüber dem Anschlußdeckel isoliert werden muß.

In einer weiteren Ausführungsform (nicht gezeigt) kann der Abschirmbecher 8 außerhalb des Anschlußdeckels angebracht und mit dem Polrohr nieder­ impedant verbunden werden.

Die vorliegende Erfindung kann auch bei Elektromotoren angewendet wer­ den, die in zwei Drehrichtungen betrieben werden. Die Anbindung des Abschirmbechers 8 erfolgt in diesem Fall über einen Kondensator an einem Versorgungsanschluß, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder an beiden Ver­ sorgungsanschlüssen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Gegenüber den vorbekannten Entstörvorrichtungen für Elektromotoren erlaubt die vorliegende Erfindung eine erhebliche Verbesserung der Entstörwirkung.

Insbesondere kann in bevorzugter Weise mit den folgenden Elementen die Entstörwirkung verbessert werden:

• - Abschirmwirkung des Abschirmbechers
• - niederohmige und niederimpedante Kontaktierung des Abschirmbechers mit dem Polrohr, wodurch ein abgeschlossener Schirmraum geschaffen wird, in dem sich die Störquellen und die Entstörelemente befinden
• - Anbindung des gewählten Versorgungsanschlusses, beispielsweise des Minusanschlusses, galvanisch und des anderen Versorgungsanschlusses, beispielsweise des Plusanschlusses kapazitiv oder Anbindung beider Ver­ sorgungsanschlüsse kapazitiv über den Abschirmbecher an das Polrohr
• - signifikante Verbesserung der Entstörung (besonders im wichtigen Be­ reich zwischen 50 MHz und 150 MHz um mehr als 20 dB gegenüber vorbekannten Lösungen).

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch beliebige Kombinationen von Merk­ malen der oben beschriebenen Ausführungsformen.

Claims (11)

1. Kollektormotor mit zwei oder mehreren Versorgungsanschlüssen (+,-) zur Spannungsversorgung des Kollektormotors, einem metallischen Polrohr (1) und einer Entstöreinrichtung (3a), (3b) und (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Polrohr (1) Teil der Entstöreinrichtung ist.

2. Kollektormotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens einer der beiden Versorgungsanschlüsse kapazitiv (6, 7) mit dem Polrohr (1) verbunden ist.

3. Kollektormotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Versorgungsanschlüsse miteinander kapazitiv verbunden sind.

4. Kollektormotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Versorgungsanschlüsse elektrisch leitend mit dem Polrohr (1) verbunden ist.

5. Kollektormotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsanschluß mit dem Polrohr (1) großflächig elektrisch leitend verbunden ist.

6. Kollektormotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsanschluß über einen Abschirmbecher (8) mit dem Polrohr (1) großflächig elektrisch leitend verbunden ist.

7. Kollektormotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmbecher (8) als tiefgezogenes Einlegeteil ausgebildet ist, das in einen elektrisch isolierenden Anschlußdeckel (12) eingelegt ist und einen Anschlußkragen (11) aufweist, der das Polrohr (1) elektrisch mit dem Abschirmbecher (8) verbindet.

8. Kollektormotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmbecher (8) als metallisches Gitter ausgebildet ist und im Inne­ ren eines elektrisch isolierenden Anschlußdeckels (12) integriert ist.

9. Kollektormotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsanschluß über einen Anschlußdeckel (12) aus elektrisch leitendem Kunststoff mit dem Polrohr (1) verbunden ist.

10. Kollektormotoren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschirmbecher (8) außerhalb des Anschlußdeckels angebracht und niederimpedant mit dem Polrohr (1) verbunden ist.

11. Kollektormotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in einem Versorgungsanschluß eine Induktivität (17) vorgesehen ist.