DE19933975A1

DE19933975A1 - Elektronisch kommutierter elektrischer Motor mit Stanzgitter

Info

Publication number: DE19933975A1
Application number: DE19933975A
Authority: DE
Inventors: Guenther Riehl; Lothar Maier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-07-20
Filing date: 1999-07-20
Publication date: 2001-03-01

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen elektronisch kommutierten Motor mit Stanzgitter (1) zur haltenden Aufnahme und elektrischen Kontaktierung elektrischer und elektronischer Bauteile. In einem ASIC (2) sind alle elektronischen und so weit wie möglich alle elektrischen Bauteile zusammengefaßt. Dieser ASIC weist ein Minimum von Ausgangsanschlüssen (6 bis 11) auf, die örtlich und potentialmäßig an entsprechende Anschlüsse (6' bis 11') des Stanzgitters angepaßt sind. Dabei ist der ASIC derart gestaltet, daß er möglichst wenige Anschlüsse aufweist. Über Eingangsanschlüsse (3, 4 und 5) wird der ASIC über Anschlüsse (3' bis 5') und externe Anschlüsse (3'' bis 5'') mit Eingangsenergie und Signal (S) versorgt. Motorwicklungen und Leistungsbauteile außerhalb des ASIC sind über Kontakte (6'bis 11' sowie 12 bis 14) des Stanzgitters an diesem mechanisch haltend befestigbar und elektrisch kontaktierend verbindbar.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektronisch kommutierten elektrischen Motor mit Stanzgitter zur haltenden Aufnahme und elektrischen Kontaktierung elektrischer und elektronischer Bauteile gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Elektronisch kommutierte elektrische Motoren werden in Kraftfahrzeugen an verschiedenen Stellen eingesetzt, so beispielsweise zum Antrieb einer Wasserpumpe. Dabei sind die elektrischen und elektronischen Bauteile auf einem sogenannten Stanzgitter aufgebracht, welches die Funktion hat zum einen diese Bauteile haltend aufzunehmen und darüber hinaus ihre elektrische Kontaktierung mit der zugehörigen Strom- und Spannungsversorgung durchzuführen. Dabei ist auch die Verbindungsherstellung zu den Wicklungen des Motors einerseits und zur externen Energieversorgung andererseits über das Stanzgitter vorgesehen. Durch die Vielzahl der Bauteile, die sich zusammensetzt aus der Elektronik für die Steuerung des Motors, aus den Transistoren für die Ansteuerung der Wicklungen sowie den Drosseln und Kondensatoren und einem Elektronikträger, wie beispielsweise eine Leiterplatte, sind sehr viele Anschlüsse vorhanden und ein dementsprechend komplexes und kompliziertes Stanzgitter notwendig.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, dafür Sorge zu tragen, daß ein wesentlich vereinfachtes Stanzgitter zur Verfügung gestellt wird, um Kosten zu sparen und die Montage zu vereinfachen.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäß gestaltete elektronisch kommutierte elektrisches Motor mit Stanzgitter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, mit wesentlich weniger Anschlüssen auszukommen und somit ein Stanzgitter zur Verfügung stellen zu können, welches wesentlich einfacher gestaltet ist und damit zum einen selbst kostengünstiger ist und zum anderen Montagekosten einspart. Dadurch ist die Grundlage gegeben, die Elektronik und die Leistungsbauteile mit dem Stanzgitter kompakt zusammenzubauen und auf günstige Weise mit dem Motor zusammen zu montieren zu einer insgesamt kompakten Einheit.

Gemäß der Erfindung wird dies prinzipiell dadurch erreicht, daß alle elektronischen und so weit wie möglich alle elektrischen Bauteile in einem ASIC, einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis, baulich zusammengefaßt sind und dieser ASIC in einem an seine Anschlüsse angepaßten, die Stromführung und Halterung vornehmenden Stanzgitter eingesetzt und mit ihm verbunden ist, wobei der ASIC so gestaltet ist, daß er möglichst wenige Anschlüsse aufweist.

Durch die in den weiteren Ansprüchen niedergelegten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen elektronisch kommutierten Motors möglich.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Stanzgitter derart ausgebildet, daß es elektrische Leistungsbauelemente, insbesondere Transistoren, Kondensatoren und Drosseln aufnehmen kann bzw. diese mit ihm mechanisch haltend und elektrisch kontaktierend verbindbar sind. Damit ist in vorteilhafter Weise die Montage der einzelnen Bauteile sehr vereinfacht und übersichtlich gestaltet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung, welche insbesondere bei hoher thermischer Belastung des ASIC von Vorteil ist, zeichnet sich dadurch aus, daß bei in den ASIC integrierten Leistungsbauteilen der ASIC mit einem Kühlkörper verbunden ist.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorliegender Erfindung ist im Hinblick auf die gegebenenfalls notwendige Hochtemperaturfestigkeit der Einrichtung vorgesehen, daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen des ASIC und den zugeordneten Anschlüssen am Stanzgitter durch Schweißen oder Löten, insbesondere mit hochtemperaturfestem Lot, vorgenommen ist. Dadurch ist ein derartig ausgestalteter elektrisch kommutierter Motor beispielsweise für den Einsatz einer Wasserpumpe bei einem Kraftfahrzeug mit Temperaturen bis beispielsweise 125°C möglich.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorliegender Erfindung sind über das Stanzgitter alle notwendigen Verbraucher anschließbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß alle oder ein entsprechender Teil der Anschlüsse des Stanzgitters als Steckeranschlüsse, insbesondere in Form von Steckerstiften, ausgebildet sind. Dies ist insbesondere im Bereich des externen Anschlusses von besonderem Vorteil, kann aber auch im internen Verbindungsbereich von Vorteil sein.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften und zweckdienlichen Ausgestaltung der Erfindung, die weiterhin der Vereinfachung der Montage und der Zuordnung der Bauelemente dient, ist vorgesehen, daß die Anschlüsse des ASIC, insbesondere dessen Ausgangsanschlüsse, und die Anschlüsse des Stanzgitters derart angeordnet und beabstandet sind, daß sie mit den Anschlüssen der anzuschließenden Bauteile optimal übereinstimmen.

Zeichnung

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht die Anordnung eines ASIC mit seinen Anschlüssen in einem Stanzgitter mit dessen Anschlüssen.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1, der einzigen Figur, ist ein Stanzgitter 1 dargestellt und ein in ihn eingesetzter ASIC 2. Ein ASIC ist ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis. Entsprechend der Erfindung sind in diesen ASIC 2 so viele wie möglich der elektronischen Bauteile und der elektrischen Bauteile integriert und zusammengefaßt, so daß der ASIC 2 selbst mit möglichst wenigen Anschlüssen ausgestattet sein muß. Die Anschlüsse sind also auf das notwendigste begrenzt. Der ASIC 2 weist drei sogenannte Eingangsanschlüsse 3, 4 und 5 auf, an denen das Eingangssteuersignal am Anschluß 3 und die Versorgungsspannung + am Anschluß 4 beispielsweise und die negative bzw. Referenzspannung Null am -Eingang 5 angelegt werden kann. Der in der Figur dargestellte ASIC 2 weist sechs Ausgangsanschlüsse 6 bis 11 auf, an denen beispielsweise Transistoren zur Steuerung des Motors oder Wicklungen des Motors angeschlossen werden können. Diese Teile sind in der Figur nicht dargestellt.

Das Stanzgitter 1 besteht in der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsweise aus breiten Bändern mit verschiedenen Anschlüssen. So ist ein Band mit den Anschlüssen 5", 12, 13, 14 und 5' versehen und führt das Referenz- oder negative Potential Minus. Man kann dieses Band auch als Groundband oder Null-Leiter bezeichnen. Die Enden der Anschlüsse sind jeweils geeignet gestaltet, um die anzuschließenden Verbraucher einfach daran kontaktieren zu können. So können es beispielsweise gabelförmige Aufnahmen sein, in die bandartige Kontakte eingelegt werden können. Die Verbindung wird dann durch Schweißen oder durch Löten mit hochtemperaturfestem Lot vorgenommen.

Ein weiterer Teil des Stanzgitters 1 ist die positive Verbindungsbahn, die zwischen dem Anschluß 4' am ASIC-Anschluß 4 und der positiven Spannungskontaktierung 4" verläuft. Ein weiteres Band des Stanzgitters 1 führt das Ansteuersignal S vom Anschluß 3" auf den Anschluß 3' und von dort über den Anschluß 3 dem ASIC 2 zu. Ein weiterer Teil des Stanzgitters 1 sind die den Ausgangsanschlüssen 6 bis 11 elektrisch und ortsmäßig zugeordneten Bandteile und Anschlußkontakte an das Stanzgitter, welche mit den Referenzzahlen 6' bis 11' bezeichnet sind. An deren Enden, die den Anschlüssen des ASIC abgewandt sind, sind wiederum gabelförmige oder stiftförmige Aufnahmen vorgesehen, um daran die entsprechenden Bauteile, wie Transistoren, Drosseln, Kondensatoren oder Motorwicklungen, einfach und geschickt anschließen zu können.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Anschlüsse im Bereich des Eingangssteckers, also dort, wo das Ansteuersignal S am Kontakt 3", die positive Spannung + am Kontakt 4" und die Referenzspannung - am Kontakt 5" anliegen, als Steckerstifte ausgebildet sein. Möglich ist natürlich auch, daß alle anderen Anschlüsse in dieser Weise gestaltet sind, wenn über reine Steckverbindungen der Anschluß zwischen ASIC und dem Stanzgitter 1 und der Anschluß zwischen den nicht dargestellten Bauteilen, die noch über das Stanzgitter angeschlossen werden, angeschlossen werden können.

Diese anderen Verbraucher, sowie alle anderen Bauteile, die an das Stanzgitter 1 angeschlossen werden, werden über die stabile Ausführung der Stanzgitteranschlüsse zum einen mechanisch durch es gehalten und zum anderen elektrisch mit der notwendigen Energie versorgt bzw. dem Referenzpotential verbunden.

In vorteilhafter Weise entfallen dadurch, daß im ASIC so weit wie möglich elektronische und elektrische Bauteile zusammengefaßt werden, die Leiterplatte oder andere Träger für die Elektronik. Weiterhin sind die Ein- und Ausgänge auf ein Minimum reduziert, wodurch sich ein einfaches Stanzgitter ergibt. In vorteilhafter und einfacher Weise ist die Kontaktierung zum Wickeldraht der Motorwicklungen und zu anderen Komponenten am Stanzgitter einfach zu realisieren. Insgesamt ergibt sich eine deutliche Reduzierung des Fertigungsaufwandes.

Claims

1. Elektronisch kommutierter elektrischer Motor mit Stanzgitter (1) zur haltenden Aufnahme und elektrischen Kontaktierung elektrischer und elektronischer Bauteile, sowie zur Verbindungsherstellung zu Wicklungen des Motors einerseits und zur externen Energieversorgung andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß alle elektronischen und soweit wie möglich alle elektrischen Bauteile in einem ASIC (anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis) (2) baulich zusammengefasst sind und dieser ASIC in einem an seine Anschlüsse (3-11) angepassten, die Stromführung und Halterung vornehmenden Stanzgitter (1) eingesetzt und mit ihm verbunden ist, wobei der ASIC (2) so gestaltet ist, daß er möglichst wenige Anschlüsse aufweist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stanzgitter (1) derart ausgebildet ist, daß es elektrische Leistungsbauelemente, insbesondere Transistoren, Kondensatoren und Drosseln aufnehmen kann bzw. diese mit ihm mechanisch haltend und elektrisch kontaktierend verbindbar sind.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei in den ASIC intergrierten Leistungsbauteilen der ASIC mit einem Kühlkörper verbunden ist.

4. Motor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Anschlüssen (3-11) des ASIC (2) und den zugeordneten Anschlüssen (3'-11') am Stanzgitter (1) durch Schweissen oder Löten, insbesondere mit hochttemperaturfestem Lot, vorgenommen ist.

5. Motor nach einem der vorigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß über das Stanzgitter (1) alle notwendigen Verbraucher anschliessbar sind.

6. Motor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, alle oder ein entsprechender Teil (3", 4", 5") der Anschlüsse (3'-11'; 3"-5") des Stanzgitters (1) als Steckeranschlüsse, insbesondere in Form von Steckerstiften, ausgebildet sind.

7. Motor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse(3-11) des ASIC (2), insbesondere dessen Ausgangsanschlüsse (6-11), und die Anschlüsse (3'-11'; 12-14) des Stanzgitters (1) derart angeordnet und beabstandet sind, daß sie mit den Anschlüssen der anzuschliessenden Bauteile optimal übereinstimmen.