WO2008086917A1 - Elektrischer antrieb - Google Patents

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Armin Stubner
Martin Heyder
Matthias Koesters
Norbert Martin
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • H02K7/1163—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion
    • H02K7/1166—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears where at least two gears have non-parallel axes without having orbital motion comprising worm and worm-wheel

Definitions

  • the invention relates to an electric drive, in particular a windshield wiper drive for vehicles, according to the preamble of the independent claim.
  • the motor is arranged in a cup-shaped, metallic housing, which is assembled with a transmission housing.
  • an insulating base plate as a support for the motor brushes and other electrical components.
  • Three reactors for radio interference suppression of the motor are arranged on both sides of the base plate partly in the motor housing, partly in the gear housing without noise shield.
  • the electric drive according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that the drive can be made very compact overall by the existing preferably in the metallic motor housing free space for the partial housing of the suppression device is used.
  • this, however, the interference suppression effect is improved because it is avoided that leads from the engine compartment to the suppression means protrude into the shielded area of the gear housing and emit interference there.
  • Gear housing facing end face of the motor housing largely covers, leaving only a recess for the passage of the motor shaft and at least one further recess for the passage of a electrical interference suppression element such as a choke coil, these recesses can each be minimized specifically to the required fürerieshus.
  • the inductor aligned axially parallel to the motor shaft and is preferably arranged with the greater part of their length in the motor housing, while their remote from the motor housing, filtered end protrudes into the transmission housing and protected by the metallic end shield against emanating from the commutator of the engine noise is.
  • the gear housing made of metal, preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the suppression device of the electric drive consists of two inductors and three capacitors, the two inductors are arranged axially parallel to each other and the motor axis and combined with a, between their averted from the engine ports capacitor to a suppression module, which in the previously discussed manner in the transition region is arranged between the motor housing and the transmission housing.
  • Show it 1 shows a longitudinal section through an inventive
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the invention
  • FIG. 1 shows an electric windshield wiper drive for a motor vehicle is shown with an electric motor 10 and a transmission 12 for reducing the engine speed to a lower drive speed.
  • the engine 10 is disposed in a motor housing 14 which
  • the transmission 12 essentially consists of a drive worm 30 rotating with the drive shaft 20 of the motor 10, which meshes with a worm wheel 32, which in turn is fixedly connected to an output shaft 34.
  • the gear housing is closed parallel to the cutting plane with a lid, not shown.
  • a bearing plate 36 for an engine mount 21 which rests on a flange 38 of the motor housing and the latter with the exception of a recess 40 for the passage of the drive shaft 20 and another recess 42 covers through which two throttle coils 46 and 48 held in a plastic carrier 44 pass.
  • the inductors 46 and 48 are arranged congruently one behind the other, so that in Figure 1, only one lying in the cutting plane coil is visible.
  • first capacitor 50 which bridges the two inductors 46 and 48, as shown in Figure 2 circuit.
  • capacitors 52 and 54 are also housed in the gear housing 16.
  • the electrical connections between the inductors 46, 48 and the capacitors 50, 52, 54 are realized in a conventional manner by plug connections, the motor-side terminals of the choke coils 46 and 48 are connected via not shown strands with the brushes 26 and 28.
  • the motor housing 14 is made of steel, the much more structured gear housing 16 is a casting, preferably made of aluminum, including the integrally formed bearing plate 36.
  • the motor housing 14 is pot-shaped, so that the bearing plate 36 results in a substantially annular shape, which in Area of the engine mount 21 is bulged upward.
  • the inductors 46 and 48 penetrate together with the plastic carrier 44, the end plate 36 side of the
  • Shielding radiation is shielded, which arises in particular by sparking on the commutator 22.
  • the two inductors 46 and 48 are axially parallel to each other and aligned with the motor axis and protrude with the greater part of their length in the motor housing 14, so that this part of the engine compartment can be used laterally of the brush holder 29 to reduce the size of the drive.
  • Transition region from the motor housing 14 to the gear housing 16 for supporting the engine mount to the end plate 36 is attached.
  • This likewise metallic, preferably made of steel bearing holder 56 covers at least the commutator 22 and thereby increases the shielding effect for the coil ends 47 and 49th
  • FIG. 2 shows the block diagram of a permanent magnet excited electric motor 10, which is fed from a DC voltage network. Two different speeds for the motor 10 are obtained by optional connection of terminals 62 and 64 with the positive pole of the DC voltage network, whose Massepol is designated 60. The terminals 62 and 64 are connected via the choke coils 46 and 48 to the brush 26 for high speed and the brush 28 for the slow speed. The ground connection of the motor via the brush 24 and a
  • Safety switch 74 which protects the motor 10 from overload and / or over temperature.
  • the suppression device is completed by the capacitors 50, 52 and 54, wherein the first capacitor 50 between the two line-side terminals of the choke coils 46 and 48, while the capacitor 52 the line end of inductor 46 and capacitor 54 connect the line end of coil 48 to ground 60.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb, insbesondere einen Scheibenwischerantrieb für Fahrzeuge, mit einem elektrischen Motor (10) in einem topfförmigen, vorzugsweise metallischen Motorgehäuse (14), mit einem an das Motorgehäuse (14) angebauten Getriebegehäuse (16) und mit einer Anordnung zur Funkentstörung des Motors (10). Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Drosselspule (46,48) für die Funkentstörung des Motors (10) im Übergangsbereich vom Motorgehäuse (14) zum Getriebegehäuse (16) angeordnet, wobei in diesem Übergangsbereich Mittel (36,56) vorgesehen sind, um das gefilterte, in das Getriebegehäuse (16) hineinragende Spulenende (47,49) gegen die vom Motor (10) erzeugte Störstrahlung abzuschirmen.

Description

Beschreibung
Titel
Elektrischer Antrieb
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Antrieb, insbesondere einem Scheibenwischerantrieb für Fahrzeuge, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
Aus der DE 102 04 716 Al ist bereits ein elektrischer Antrieb bekannt, dessen Motor in einem topfförmigen, metallischen Gehäuse angeordnet ist, welches mit einem Getriebegehäuse zusammengebaut ist. Im Übergangsbereich zwischen dem Motorgehäuse und dem Getriebegehäuse liegt bei dieser Antriebseinheit eine isolierende Grundplatte als Träger für die Motorbürsten und weitere elektrische Bauelemente. Drei Drosselspulen zur Funkentstörung des Motors sind beidseitig der Grundplatte teils im Motorgehäuse, teils im Getriebegehäuse ohne Störabschirmung angeordnet .
Weiterhin ist es aus der DE 39 30 144 C2 bekannt, an das Getriebegehäuse eines Scheibenwischerantriebs im Übergangsbereich zum Motorgehäuse einen flanschartigen, metallischen Träger für ein Lager der Motorwelle anzuformen. Eine Vorrichtung zur Entstörung des Motors mit zwei Drosselspulen und drei Kondensatoren ist vollständig innerhalb des Getriebegehäuses angeordnet. Hierbei reichen Zuleitungen zu den Entstördrosseln in das Getriebegehäuse hinein und können dort Störstrahlungen aussenden, die sie im Entstehungsbereich der Störung, insbesondere durch den Kommutator, aufnehmen. Außerdem vergrößert sich der für das Getriebegehäuse benötigte Bauraum und damit die Gesamtabmessung des Antriebs.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße elektrische Antrieb mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass der Antrieb insgesamt sehr kompakt gestaltet werden kann, indem im vorzugsweise metallischen Motorgehäuse vorhandener Freiraum für die teilweise Unterbringung der Entstörvorrichtung genutzt wird. Insbesondere wird hierdurch jedoch die Entstörwirkung verbessert, weil vermieden wird, dass Zuleitungen vom Motorraum zu den Entstörmitteln in den abgeschirmten Bereich des Getriebegehäuses hineinragen und dort Störstrahlung aussenden.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein an das Getriebegehäuse einteilig angeformtes Lagerschild gleichzeitig als Abschirmung gegen die vom Kommutator des Motors ausgehende Störstrahlung genutzt wird, indem der Lagerschild so gestaltet ist, dass er die dem
Getriebegehäuse zugewandte Stirnfläche des Motorgehäuses weitgehend abdeckt unter Freilassung lediglich einer Aussparung für den Durchtritt der Motorwelle und wenigstens einer weiteren Aussparung für den Durchtritt eines elektrischen Entstörelementes wie einer Drosselspule, wobei diese Aussparungen jeweils gezielt auf das erforderliche Durchtrittsmaß minimiert werden können. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Drosselspule achsparallel zur Motorwelle ausgerichtet und vorzugsweise mit dem größeren Teil ihrer Baulänge im Motorgehäuse angeordnet ist, während ihr vom Motorgehäuse abgewandtes, gefiltertes Ende in das Getriebegehäuse hineinragt und durch den metallischen Lagerschild gegen vom Kommutator des Motors ausgehende Störstrahlung geschützt ist. In diesem Zusammenhang ist es zudem von Vorteil, wenn das Getriebegehäuse aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht .
Vorzugsweise besteht die Entstörvorrichtung des elektrischen Antriebs aus zwei Drosselspulen und drei Kondensatoren, wobei die beiden Drosselspulen achsparallel zueinander und zur Motorachse angeordnet und mit einem, zwischen ihre vom Motor abgewendeten Anschlüsse eingefügten Kondensator zu einem Entstörmodul vereinigt sind, welcher in der zuvor erörterten Weise im Übergangsbereich zwischen dem Motorgehäuse und dem Getriebegehäuse angeordnet ist.
Weitere Ausgestaltungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der im Folgenden näher erörterten Ausführungsform der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert .
Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
Antrieb mit einer Darstellung des
Getriebebauraums und des daran angrenzenden Teils des Motorbauraums und
Figur 2 ein Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen
Antriebs mit den zugehörigen Entstörbauelementen.
Ausführungsform der Erfindung
In der Figur 1 ist ein elektrischer Scheibenwischerantrieb für ein Kraftfahrzeug dargestellt mit einem elektrischen Motor 10 und einem Getriebe 12 zur Reduzierung der Motordrehzahl auf eine niedrigere Antriebsdrehzahl. Der Motor 10 ist in einem Motorgehäuse 14 angeordnet, das
Getriebe in einem Getriebegehäuse 16. Vom Motor 10 ist in Figur 1 nur das Ende einer Wicklung 18 sowie eine Antriebswelle 20 und ein Kommutator 22 dargestellt, auf dem Bürsten 24, 26 und 28 schleifen, von denen in Figur 1 nur die Bürste 26 zu erkennen ist. Die offene Stirnfläche 17 des Motorgehäuses 14 definiert den Übergang vom Motorgehäuse 14 zum Getriebegehäuse 16.
Das Getriebe 12 besteht im Wesentlichen aus einer mit der Antriebswelle 20 des Motors 10 rotierenden Antriebsschnecke 30, welche mit einem Schneckenrad 32 kämmt, das seinerseits fest mit einer Abtriebswelle 34 verbunden ist. Das Getriebegehäuse ist parallel zur Schnittebene mit einem nicht dargestellten Deckel abgeschlossen. Am Übergang zum Motorgehäuse 14 ist an das Getriebegehäuse 16 einteilig ein Lagerschild 36 für ein Motorlager 21 angeformt, welcher auf einem Flansch 38 des Motorgehäuses aufsitzt und Letzteres mit Ausnahme einer Aussparung 40 für den Durchtritt der Antriebswelle 20 und einer weiteren Aussparung 42 abdeckt, durch welche zwei in einem Kunststoffträger 44 gehaltene Drosselspulen 46 und 48 hindurchgreifen. Die Drosselspulen 46 und 48 sind deckungsgleich hintereinander angeordnet, sodass in Figur 1 nur eine in der Schnittebene liegende Spule sichtbar ist. In dem Kunststoffträger 44 sitzt außerdem ein erster Kondensator 50, welcher die beiden Drosselspulen 46 und 48 überbrückt, wie dies in Figur 2 schaltungsmäßig dargestellt ist. Zwei weitere, in Figur 1 nicht zu erkennende Kondensatoren 52 und 54 sind ebenfalls im Getriebegehäuse 16 untergebracht. Die elektrischen Verbindungen zwischen den Drosselspulen 46, 48 und den Kondensatoren 50, 52, 54 sind in herkömmlicher Weise durch Steckverbindungen realisiert, die motorseitigen Anschlüsse der Drosselspulen 46 und 48 sind über nicht dargestellte Litzen mit den Bürsten 26 und 28 verbunden.
Das Motorgehäuse 14 besteht aus Stahl, das deutlich stärker strukturierte Getriebegehäuse 16 ist ein Gussteil, vorzugsweise aus Aluminium, einschließlich des angeformten Lagerschildes 36. Hierbei ist das Motorgehäuse 14 topfförmig ausgebildet, sodass sich für den Lagerschild 36 eine im Wesentlichen kreisringförmige Gestalt ergibt, welche im Bereich des Motorlagers 21 nach oben ausgewölbt ist. Die Drosselspulen 46 und 48 durchdringen zusammen mit dem Kunststoffträger 44 den Lagerschild 36 seitlich des
Kommutators 22 im Übergangsbereich vom Motorgehäuse 14 zum Getriebegehäuse 16, wobei das getriebeseitige, gefilterte Spulenende 47, beziehungsweise 49 in das Getriebegehäuse 16 hineinragt und somit durch den metallischen Lagerschild 36 weitestgehend gegen die durch den Motor 10 erzeugte
Störstrahlung abgeschirmt ist, welche insbesondere durch Funkenbildung am Kommutator 22 entsteht. Die beiden Drosselspulen 46 und 48 sind achsparallel zueinander und zur Motorachse ausgerichtet und ragen mit dem größeren Teil ihrer Baulänge in das Motorgehäuse 14 hinein, sodass dieser Teil des Motorraumes seitlich des Bürstenträgers 29 zur Reduzierung der Baugröße des Antriebs genutzt werden kann.
Die Entstörwirkung der Anordnung wird hierbei noch verbessert durch eine im Wesentlichen tellerförmige Lagerhalterung 56 für das Motorlager 21, welche im
Übergangsbereich vom Motorgehäuse 14 zum Getriebegehäuse 16 zur Abstützung des Motorlagers an dem Lagerschild 36 befestigt ist. Diese ebenfalls metallische, vorzugsweise aus Stahl hergestellte Lagerhalterung 56 überdeckt zumindest den Kommutator 22 und erhöht hierdurch die Abschirmwirkung für die Spulenenden 47 und 49.
Figur 2 zeigt das Prinzipschaltbild eines dauermagnetisch erregten elektrischen Motors 10, welcher aus einem Gleichspannungsnetz gespeist wird. Zwei unterschiedliche Drehzahlen für den Motor 10 erhält man durch wahlweise Verbindung von Anschlüssen 62 und 64 mit dem Pluspol des Gleichspannungsnetzes, dessen Massepol mit 60 bezeichnet ist. Die Anschlüsse 62 und 64 sind über die Drosselspulen 46 und 48 mit der Bürste 26 für den Schnelllauf und der Bürste 28 für den Langsamlauf verbunden. Der Masseanschluss des Motors erfolgt über die Bürste 24 und einen
Sicherheitsschalter 74, welcher den Motor 10 vor Überlastung und/oder vor Übertemperatur schützt.
Die Entstörvorrichtung wird vervollständigt durch die Kondensatoren 50, 52 und 54, wobei der erste Kondensator 50 zwischen den beiden netzseitigen Anschlüssen der Drosselspulen 46 und 48 liegt, während der Kondensator 52 das netzseitige Ende der Drosselspule 46 und der Kondensator 54 das netzseitige Ende der Spule 48 mit der Masse 60 verbindet .
Der Betrieb und die Beschaltung eines elektrischen Motors 10 für den Antrieb von Scheibenwischern sind vielfach bekannt und brauchen hier nicht weiter erörtert zu werden.

Claims

Ansprüche
1. Elektrischer Antrieb, insbesondere Scheibenwischerantrieb für Fahrzeuge, mit einem elektrischen Motor (10) in einem topfförmigen, vorzugsweise metallischen Motorgehäuse (14), mit einem an das Motorgehäuse (14) angebauten
Getriebegehäuse (16) und mit einer Anordnung zur Funkentstörung des Motors (10), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Drosselspule (46,48) für die Funkentstörung im Übergangsbereich vom Motorgehäuse (14) zum Getriebegehäuse (16) angeordnet ist, und dass in dem
Übergangsbereich Mittel (36,56) vorgesehen sind, um das gefilterte, in das Getriebegehäuse (16) hineinragende Spulenende (47,49) gegen die vom Motor (10) erzeugte Störstrahlung abzuschirmen.
2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse (16) aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht .
3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an das Getriebegehäuse (16) ein Lagerschild (36) angeformt ist, der die dem Getriebegehäuse
(16) zugewandte Stirnfläche (17) des Motorgehäuses (14) abdeckt unter Freilassung einer Aussparung (40) für den Durchtritt der Antriebswelle (20) des Motors (10) und mindestens einer weiteren Aussparung (42) für den Durchtritt wenigstens einer Drosselspule (46,48) .
4. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Drosselspule (46,48) achsparallel zur Antriebswelle (20) des Motors (10) angeordnet ist.
5. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Drosselspule (46,48) mit dem größeren Teil ihrer Baulänge im Motorgehäuse (14) angeordnet ist und nur mit ihrem gefilterten Ende (47,49) in das Getriebegehäuse (16) hineinragt .
6. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drosselspulen (46,48) achsparallel zueinander und zur Motorachse (20) angeordnet und mit wenigstens einem Kondensator (50,52,54) zu einem Entstörmodul vereinigt sind.
7. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Drosselspulen
(46,48) und ein Kondensator (50) in einem im Getriebegehäuse (16) befestigten Kunststoffträger (44) zu einem Entstörmodul zusammengebaut sind.
8. Elektrischer Antrieb nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Lagerschild (36) des Getriebegehäuses (16) motorseitig eine im Wesentlichen tellerförmige, den Kommutator (22) überdeckende, metallische Lagerhalterung (50) angeordnet ist als zusätzliche Abschirmung für den Kommutatorbereich.
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