WO2009071371A1 - Electric motor having a motor housing - Google Patents

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WO2009071371A1
WO2009071371A1 PCT/EP2008/063797 EP2008063797W WO2009071371A1 WO 2009071371 A1 WO2009071371 A1 WO 2009071371A1 EP 2008063797 W EP2008063797 W EP 2008063797W WO 2009071371 A1 WO2009071371 A1 WO 2009071371A1
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WO
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housing
motor
electric motor
shield
opening
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/063797
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German (de)
French (fr)
Inventor
Detlef Lauk
Paul Geubel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/01—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for shielding from electromagnetic fields, i.e. structural association with shields
    • H02K11/014—Shields associated with stationary parts, e.g. stator cores
    • H02K11/0141—Shields associated with casings, enclosures or brackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • 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 motor with a motor housing made of a metallically conductive material which encloses the rotor, the stator and the commutator and which has an opening at least on one side.
  • Such electric motors are used as small motors according to the prior art for a variety of applications, such as actuators, as a wiper motor or for the drive of pumps.
  • the small motors used in the prior art have as DC or universal motors on a mechanical commutator, in which the armature windings of the rotor are connected via a plurality of electrodes alternately with the power supply.
  • the electrodes are arranged on the peripheral surface of a cylinder.
  • This cylinder is rotatably connected to the motor shaft.
  • the armature windings are in each case connected in the correct phase via a sliding contact, for example made of carbon, with the voltage source.
  • Electric motor to be radiated into the environment. This interference radiation can lead to the influence of other electrical and electronic systems in the vicinity of the electric motor.
  • plastic gearboxes are increasingly being used. These can be produced, for example, by injection molding.
  • a plastic housing can be made of fiber reinforced plastics.
  • the engine is often included in plastic gear housings in a cup-shaped metal housing. This has, on the side facing the gearbox housing, an opening through which the motor shaft emerges and engages with the gearbox located in the gearbox.
  • this design has the consequence that electromagnetic interference from the commutator can escape through the plastic housing unhindered. The protection of other modules from this interference is no longer guaranteed.
  • the present invention seeks to provide an electric motor which can be combined with metal or plastic gear housings and regardless of the gear housing used to protect other electrical components from electromagnetic interference.
  • an electric motor with a motor housing made of a metallically conductive material, which encloses the rotor, the stator and the commutator and which has at least one side an opening, wherein at least one shield is provided from a metallically conductive material, which in the area the opening is arranged.
  • the electric motor according to the present invention is a small electric motor with a power between about 1 watt and about 240 watts. This is usually equipped as a DC or universal motor with an electromechanical commutator.
  • the electric motor according to the present invention has a motor housing, which is generally cup-shaped.
  • the housing has a substantially cylindrical outer shape, wherein a bottom element for closing the housing is integrally connected to the lateral surface.
  • Such housings can be made of a metal or an alloy, for example. For example, production in a deep-drawing process is possible.
  • the cylindrical housing can also be formed from a pipe section. On this a floor panel can be fastened, for example by welding.
  • the housing may also consist of an electrically conductive plastic or of an insulator which is provided with a conductive coating.
  • the cylindrical outer shape of the housing is not limited to circular cylinders.
  • the cross section may take on almost any shape, e.g. also rectangular or an incomplete circular shape.
  • the housing may taper towards the ends or expand. The invention does not teach adherence to an exact cylinder shape as a solution principle.
  • the bottom plate is usually designed to receive a shaft bearing. This can be designed either as a rolling bearing or as a plain bearing.
  • the motor housing according to the invention contains the rotor, the surrounding stator and the commutator.
  • the bottom plate opposite opening can be closed in a particularly simple manner with a bearing plate made of plastic. This allows the pressing of a second shaft bearing for the rotor and the passage of the electrical contacts to the commutator.
  • the counter-bearing of the motor shaft and the rotor can also be arranged in the transmission housing.
  • An end shield can be omitted case by case.
  • a shield in the region of the opening of the housing, e.g. from a plate-shaped element.
  • the shield can surround the motor housing outside and thereby ensure a gap-free termination to the housing.
  • the shield can also be arranged inside the tubular motor housing, e.g. by clamping with resilient elements.
  • the shield can be fixed with the fastening elements of the motor housing on the gear housing or on the bearing plate. In particular screws and clamping elements come into consideration as a fastener.
  • the shield between the opening of the motor housing and the adjoining component is arranged. By optionally present conductive seals or spring elements a gap-free transition between the shield and the motor housing is ensured. Thus, the noise generated at the commutator can not escape from the housing.
  • the shielding according to the invention also comprises a metallically conductive material.
  • Either the shield is made of a metal or an alloy, it consists of a conductive glass or plastic or it is provided with a conductive coating.
  • Gaps between the shield and the motor housing or openings in one of the components affect the shielding tion, as long as the geometric dimensions of the openings are smaller than the wavelength of the electromagnetic interference generated in the commutator.
  • the effect of the shield results from the thickness and conductivity of the motor housing and the shield and is preferably more than 20 db, in particular more than 30 db.
  • the inventively proposed shielding between the motor housing and gearbox or end shield of the electric motor according to the present invention can be universally connected to any gear housing, including those made of simple, non-conductive or coated plastics.
  • the electromagnetic interference of the commutator is retained within the motor housing and can not interfere with other components.
  • minimization of electromagnetic interference radiation is desirable in order to ensure the reliability of such safety systems.
  • Figure 1 shows an electric motor according to the present invention, in which the shield according to the invention and the brush holder are not yet mounted.
  • Figure 2 shows a completed electric motor according to the present invention.
  • Figure 3 shows a section through an electric motor according to the present invention after it has been connected to a plastic gear housing.
  • Figure 1 shows an electric motor with a motor housing 1. This has a substantially cylindrical shape.
  • the cylinder shape according to the present example is not a circular cylinder. Rather, one side of the motor housing is flattened to facilitate installation in confined spaces.
  • the motor housing 1 has on one side a housing cover 8, which is integrally connected to the housing 1.
  • a housing cover 8 which is integrally connected to the housing 1.
  • the lid 8 can be welded to the lateral surface of the housing 1.
  • a sliding bearing 6 is pressed, which receives the motor shaft 3.
  • the stator 5 is arranged in the housing 1.
  • the stator has a magnetic field generating device, for example a plurality of permanent magnets.
  • the housing 1 has an opening 2 on the surface 8 opposite the base 8. Through this opening, the rotor and the stator can be inserted into the housing. In the region of the opening 2, the housing jacket surface has openings 7. These breakthroughs serve to attach a bearing plate o- a gear housing to the motor housing 1.
  • These components can be made of an elastic material, for example a plastic, and have corresponding projections 13. These projections 13 snap when pressed on the housing 1 in the recess 7 a.
  • Figure 2A shows the sectional view of Figure 1, after the missing components have been completed.
  • the commutator 4 is covered in Figure 2A by the brush holder 10.
  • This carries the brushes, for example made of carbon, which conduct the current via the commutator 4 to the coil 9.
  • the opening 2 is closed with a shield 11.
  • the shield 11 has projections 13 which engage in the recesses 7 of the housing 1. As a result, a simple assembly of the shield 11 by pressing is possible.
  • FIG. 2B again shows the closed motor with its outer housing 1 and the motor shaft 3. It can be seen that the shield 11 has a central opening which allows the free movement of the motor shaft 3. In order to keep the gap dimensions between the shield 11 and the motor shaft 3 small, an electrically conductive slip ring seal can be provided between the two components, for example of diamond-like carbon.
  • an electrically conductive sealant e.g. from a filled synthetic resin.
  • a filled synthetic resin e.g. from a filled synthetic resin.
  • the shield 11 has a collar 14 which rests against the upper edge of the housing 1 and thus forms a seal.
  • an electrical connector 12 is used for electrical contacting of the brush holder with the brushes arranged therein.
  • FIG. 3 shows the motor from FIG. 2 after connection to a gearbox housing 15.
  • the gearbox housing 15 can be manufactured in a particularly simple way from plastic, for example wise by injection molding. As a result, the plastic housing 15 does not provide any shielding of electromagnetic interference waves.
  • the housing 15 further includes a driven gear 17 and an upper shaft bearing 16.
  • the motor is inserted with its shaft 3 in the plastic housing so that the upper, formed as a screw part of the drive shaft 3 with gear 17 is engaged.
  • the shaft bearing 16 is then aligned with the lower, arranged in the housing base 8 shaft bearing 6 in alignment. This results in a stable mounting of the shaft 3, so that the rotor 9 does not abut the stator 5.
  • the plastic housing 15 also has protruding connecting cam 13, which in recesses 7 on the motor housing
  • the motor housing 1 and the gear housing 15 can be permanently connected to each other by simply plugging together.
  • the electrical shield 11 remains conductively connected to the housing 1.
  • the shield 11 ensures that the electromagnetic interference generated at the commutator 4 can not penetrate into the housing 15. This makes it irrelevant that such a disturbing wave could leave the housing 15. All interference is concentrated in the motor housing 1 and can leave this only with considerable attenuation.
  • the weakening of the interference radiation when passing through housing 1 and / or shield 11 is preferably more than 20 db, particularly preferably more than 30 db. Thus, a disturbing influence on other safety-related components of a vehicle or aircraft is reliably prevented.
  • the motor-gear unit shown in Figure 3 is particularly suitable for driving a windshield wiper, such as a rear window wiper.
  • the illustrated motor-gear unit can be used as a servomotor, e.g. for windows, sunroof adjusters or seat adjusters.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

The invention relates to an electric motor having a motor housing made of a metal-conducting material surrounding the rotor, the stator, and the commutator, and having an opening at least on one side, wherein at least one shield made of a metal-conducting material is provided, which is disposed in the region of the opening.

Description

ROBERT BOSCH GMBH, 70442 StuttgartROBERT BOSCH GMBH, 70442 Stuttgart
Elektromotor mit einem MotorgehäuseElectric motor with a motor housing
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse aus einem metallisch leitfähigen Material, welches den Rotor, den Stator und den Kommutator umschließt und welches zumindest einseitig eine Öffnung aufweist. Solche Elektromotoren werden als Kleinmotoren nach dem Stand der Technik für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise als Stellmotoren, als Scheibenwischermotor oder für den Antrieb von Pumpen.The invention relates to an electric motor with a motor housing made of a metallically conductive material which encloses the rotor, the stator and the commutator and which has an opening at least on one side. Such electric motors are used as small motors according to the prior art for a variety of applications, such as actuators, as a wiper motor or for the drive of pumps.
Die nach dem Stand der Technik verwendeten Kleinmotoren weisen als Gleichstrom- oder Universalmotoren einen mechanischen Kommutator auf, bei welchem die Ankerwicklungen des Rotors über eine Mehrzahl von Elektroden abwechselnd mit der Stromversorgung verbunden werden. Die Elektroden sind dabei auf der Umfangsflache eines Zylinders angeordnet. Dieser Zylinder ist mit der Motorachse drehfest verbunden. Durch Rotation der Motorwelle werden die Ankerwicklungen jeweils phasenrichtig über einen Schleifkontakt, beispielsweise aus Kohlenstoff, mit der Spannungsquelle verbunden.The small motors used in the prior art have as DC or universal motors on a mechanical commutator, in which the armature windings of the rotor are connected via a plurality of electrodes alternately with the power supply. The electrodes are arranged on the peripheral surface of a cylinder. This cylinder is rotatably connected to the motor shaft. By rotation of the motor shaft, the armature windings are in each case connected in the correct phase via a sliding contact, for example made of carbon, with the voltage source.
Bei dieser elektromechanischen Kommutierung entstehen durch die ständige Unterbrechung des Stromflusses beim Weiterdrehen des Kontaktelementes elektromagnetische Wellen, welche vomIn this electromechanical commutation caused by the constant interruption of the current flow during further rotation of the contact element electromagnetic waves, which from
Elektromotor in die Umgebung abgestrahlt werden. Diese Störstrahlung kann zur Beeinflussung anderer elektrischer und e- lektronischer Systeme in der Umgebung des Elektromotors führen .Electric motor to be radiated into the environment. This interference radiation can lead to the influence of other electrical and electronic systems in the vicinity of the electric motor.
Nach dem Stand der Technik ist bekannt, sowohl den Motor als auch ein daran angeflanschtes Getriebe mit einem Metallgehäu- se zu versehen. Dieses wirkt als Faraday' scher Käfig und sorgt für eine vollständige Abschirmung der vom Kommutator ausgesandten Störstrahlung. Nachteilig daran ist jedoch, dass Metallgehäuse ein erhöhtes Gewicht und einen erhöhten Ferti- gungsaufwand aufweisen und dadurch für Massenartikel nur eingeschränkt brauchbar sind.According to the prior art, it is known to use both the motor and a gearbox flanged thereto with a metal housing. to be provided. This acts as a Faraday's cage and ensures complete shielding of the radiated from the commutator noise. The disadvantage of this, however, is that metal housings have an increased weight and an increased production outlay and are therefore of limited use for mass-produced articles.
Zur Vermeidung dieser Nachteile werden vermehrt Getriebegehäuse aus Kunststoff eingesetzt. Diese lassen sich beispiels- weise im Spritzgussverfahren herstellen. Für höhere Anforderungen an die Festigkeit kann ein Kunststoffgehäuse aus faserverstärktem Kunststoffen hergestellt werden. Der Motor wird auch bei Kunststoffgetriebegehäusen oftmals in einem becherförmigen Metallgehäuse aufgenommen. Dieses weist an der dem Getriebegehäuse zugewandten Seite eine Öffnung auf, durch welche die Motorwelle austritt und mit dem im Getriebegehäuse befindlichen Getriebe im Eingriff steht. Diese Bauform hat jedoch zur Folge, dass elektromagnetische Störstrahlung vom Kommutator durch das Kunststoffgehäuse ungehindert austreten kann. Der Schutz anderer Baugruppen vor dieser Störstrahlung ist nicht mehr gewährleistet.To avoid these disadvantages, plastic gearboxes are increasingly being used. These can be produced, for example, by injection molding. For higher strength requirements, a plastic housing can be made of fiber reinforced plastics. The engine is often included in plastic gear housings in a cup-shaped metal housing. This has, on the side facing the gearbox housing, an opening through which the motor shaft emerges and engages with the gearbox located in the gearbox. However, this design has the consequence that electromagnetic interference from the commutator can escape through the plastic housing unhindered. The protection of other modules from this interference is no longer guaranteed.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor anzugeben, welcher mit Metall- oder Kunststoffgetriebegehäusen kombinierbar ist und unabhängig vom verwendeten Getriebegehäuse den Schutz weiterer elektrischer Komponenten vor elektromagnetischer Störstrahlung gewährleistet.Based on this prior art, the present invention seeks to provide an electric motor which can be combined with metal or plastic gear housings and regardless of the gear housing used to protect other electrical components from electromagnetic interference.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse aus einem metallisch leitfähigem Material, welches den Rotor, den Stator und den Kommutator umschließt und welches zumindest einseitig eine Öffnung aufweist, wobei zumindest eine Abschirmung aus einem metallisch leitfähigem Material vorgesehen ist, welche im Bereich der Öffnung angeordnet ist. Beim Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Kleinelektromotor mit einer Leistung zwischen etwa 1 Watt und etwa 240 Watt. Dieser ist üblicherweise als Gleichstrom- oder Universalmotor mit einem elektromechani- sehen Kommutator ausgestattet. Der Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Motorgehäuse auf, welches im Allgemeinen becherförmig ausgebildet ist.The object is achieved by an electric motor with a motor housing made of a metallically conductive material, which encloses the rotor, the stator and the commutator and which has at least one side an opening, wherein at least one shield is provided from a metallically conductive material, which in the area the opening is arranged. The electric motor according to the present invention is a small electric motor with a power between about 1 watt and about 240 watts. This is usually equipped as a DC or universal motor with an electromechanical commutator. The electric motor according to the present invention has a motor housing, which is generally cup-shaped.
Das Gehäuse hat eine im Wesentlichen zylindrische Außenform, wobei ein Bodenelement zum Verschluss des Gehäuses einstückig mit der Mantelfläche verbunden ist. Solche Gehäuse können beispielsweise aus einem Metall oder einer Legierung gefertigt werden. Beispielsweise ist die Fertigung in einem Tief- ziehprozess möglich. Alternativ kann das zylinderförmige Ge- häuse auch aus einem Rohrabschnitt gebildet werden. Auf diesem kann ein Bodenblech beispielsweise durch Schweißen befestig werden. In einer alternativen Ausführungsform kann das Gehäuse auch aus einem elektrisch leitfähigem Kunststoff bestehen oder aus einem Isolator, welcher mit einer leitfähigen Beschichtung versehen wird.The housing has a substantially cylindrical outer shape, wherein a bottom element for closing the housing is integrally connected to the lateral surface. Such housings can be made of a metal or an alloy, for example. For example, production in a deep-drawing process is possible. Alternatively, the cylindrical housing can also be formed from a pipe section. On this a floor panel can be fastened, for example by welding. In an alternative embodiment, the housing may also consist of an electrically conductive plastic or of an insulator which is provided with a conductive coating.
Die zylindrische Außenform des Gehäuses ist nicht auf Kreiszylinder beschränkt. Der Querschnitt kann nahezu jede beliebige Form annehmen, z.B. auch rechteckig oder eine unvoll- ständige Kreisform. Auch kann sich das Gehäuse zu den Enden hin verjüngen oder erweitern. Die Erfindung lehrt nicht das Einhalten einer exakten Zylinderform als Lösungsprinzip.The cylindrical outer shape of the housing is not limited to circular cylinders. The cross section may take on almost any shape, e.g. also rectangular or an incomplete circular shape. Also, the housing may taper towards the ends or expand. The invention does not teach adherence to an exact cylinder shape as a solution principle.
Das Bodenblech ist in der Regel zur Aufnahme eines Wellenla- gers ausgebildet. Dieses kann entweder als Wälzlager ausgebildet werden oder als Gleitlager.The bottom plate is usually designed to receive a shaft bearing. This can be designed either as a rolling bearing or as a plain bearing.
Das Motorgehäuse enthält erfindungsgemäß den Rotor, den diesen umgebenden Stator und den Kommutator. Die dem Bodenblech entgegen gesetzte Öffnung kann in besonders einfacher Weise mit einem Lagerschild aus Kunststoff verschlossen werden. Dieses erlaubt das Einpressen einer zweiten Wellenlagerung für den Rotor und die Durchführung der elektrischen Kontakte zum Kommutator.The motor housing according to the invention contains the rotor, the surrounding stator and the commutator. The bottom plate opposite opening can be closed in a particularly simple manner with a bearing plate made of plastic. This allows the pressing of a second shaft bearing for the rotor and the passage of the electrical contacts to the commutator.
Sofern vorgesehen ist, den Motor mit einem Getriebegehäuse zu verbinden, kann das Gegenlager der Motorwelle und des Rotors auch im Getriebegehäuse angeordnet werden. Ein Lagerschild kann dann fallweise entfallen.If it is provided to connect the engine to a transmission housing, the counter-bearing of the motor shaft and the rotor can also be arranged in the transmission housing. An end shield can be omitted case by case.
Um den Austritt elektromagnetischer Störstrahlung aus dem Mo- torgehäuse zu verhindern wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Bereich der Öffnung des Gehäuses eine Abschirmung anzubringen, z.B. aus einem plattenförmigen Element. Die Abschirmung kann dabei das Motorgehäuse außen umgreifen und dadurch einen spaltfreien Abschluss zum Gehäuse sicherstellen. In ei- ner weiteren Ausgestaltung kann die Abschirmung auch im Inneren des rohrförmigen Motorgehäuses angeordnet werden, z.B. durch Klemmung mit federnden Elementen. In einer wiederum anders gestalteten Ausführungsform kann die Abschirmung mit den Befestigungselementen des Motorgehäuses am Getriebegehäuse oder am Lagerschild fixiert werden. Als Befestigungselement kommen insbesondere Schrauben und Klemmelemente in Betracht. In jeder dieser Ausgestaltungen ist die Abschirmung zwischen der Öffnung des Motorgehäuses und dem daran anschließenden Bauteil angeordnet. Durch fakultativ vorhandene leitfähige Dichtungen oder Federelemente wird ein spaltfreier Übergang zwischen der Abschirmung und dem Motorgehäuse sichergestellt. Somit kann die am Kommutator erzeugte Störstrahlung nicht aus dem Gehäuse austreten.In order to prevent the escape of electromagnetic radiation from the motor housing, it is proposed according to the invention to provide a shield in the region of the opening of the housing, e.g. from a plate-shaped element. The shield can surround the motor housing outside and thereby ensure a gap-free termination to the housing. In a further embodiment, the shield can also be arranged inside the tubular motor housing, e.g. by clamping with resilient elements. In another embodiment, in turn, the shield can be fixed with the fastening elements of the motor housing on the gear housing or on the bearing plate. In particular screws and clamping elements come into consideration as a fastener. In each of these embodiments, the shield between the opening of the motor housing and the adjoining component is arranged. By optionally present conductive seals or spring elements a gap-free transition between the shield and the motor housing is ensured. Thus, the noise generated at the commutator can not escape from the housing.
Auch die erfindungsgemäße Abschirmung umfasst ein metallisch leitfähiges Material. Entweder wird die Abschirmung aus einem Metall oder einer Legierung gefertigt, sie besteht aus einem leitfähigen Glas oder Kunststoff oder sie ist mit einer leitfähigen Beschichtung versehen.The shielding according to the invention also comprises a metallically conductive material. Either the shield is made of a metal or an alloy, it consists of a conductive glass or plastic or it is provided with a conductive coating.
Spalte zwischen der Abschirmung und dem Motorgehäuse oder Durchbrüche in einem der Bauteile beeinflussen die Abschir- mung nicht, solange die geometrischen Abmessungen der Öffnungen geringer sind als die Wellenlänge der im Kommutator erzeugten elektromagnetischen Störstrahlung. Die Wirkung der Abschirmung ergibt sich aus Dicke und Leitfähigkeit des Mo- torgehäuses und der Abschirmung und beträgt bevorzugt mehr als 20 db, insbesondere mehr als 30 db .Gaps between the shield and the motor housing or openings in one of the components affect the shielding tion, as long as the geometric dimensions of the openings are smaller than the wavelength of the electromagnetic interference generated in the commutator. The effect of the shield results from the thickness and conductivity of the motor housing and the shield and is preferably more than 20 db, in particular more than 30 db.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Abschirmung zwischen Motorgehäuse und Getriebe bzw. Lagerschild kann der E- lektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung universell mit jedem beliebigen Getriebegehäuse verbunden werden, auch solchen aus einfachen, nicht leitfähigen oder beschichteten Kunststoffen. Die elektromagnetische Störstrahlung des Kommutators wird innerhalb des Motorgehäuses zurückgehalten und kann damit keine sonstigen Bauelemente stören. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen, welche eine Vielzahl sicherheitsrelevanter Elektronik wie beispielsweise Antiblockiersysteme, elektronische Stabilitätsprogramme oder Airbag-Steuergeräte enthalten, ist eine Minimierung elektromagnetischer Störstrah- lung wünschenswert, um die Zuverlässigkeit solcher Sicherheitssysteme zu gewährleisten.Due to the inventively proposed shielding between the motor housing and gearbox or end shield of the electric motor according to the present invention can be universally connected to any gear housing, including those made of simple, non-conductive or coated plastics. The electromagnetic interference of the commutator is retained within the motor housing and can not interfere with other components. Particularly in motor vehicles which contain a large number of safety-relevant electronics, such as antilock braking systems, electronic stability programs or airbag control devices, minimization of electromagnetic interference radiation is desirable in order to ensure the reliability of such safety systems.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Figuren dargestellt ist, näher erläu- tert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment, which is illustrated in the figures.
Figur 1 zeigt einen Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welchem die erfindungsgemäße Abschirmung und der Bürstenträger noch nicht montiert sind.Figure 1 shows an electric motor according to the present invention, in which the shield according to the invention and the brush holder are not yet mounted.
Figur 2 zeigt einen fertig gestellten Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung.Figure 2 shows a completed electric motor according to the present invention.
Figur 3 zeigt einen Schnitt durch einen Elektromotor gemäß der vorliegenden Erfindung, nachdem dieser mit einem Kunststoffgetriebegehäuse verbunden wurde. Figur 1 zeigt einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse 1. Dieses weist eine im Wesentlichen zylindrische Form auf. Bei der Zylinderform nach dem vorliegenden Beispiel handelt es sich nicht um einen Kreiszylinder. Vielmehr ist eine Seite des Motorgehäuses abgeflacht, um den Einbau bei beengten Platzverhältnissen zu erleichtern.Figure 3 shows a section through an electric motor according to the present invention after it has been connected to a plastic gear housing. Figure 1 shows an electric motor with a motor housing 1. This has a substantially cylindrical shape. The cylinder shape according to the present example is not a circular cylinder. Rather, one side of the motor housing is flattened to facilitate installation in confined spaces.
Das Motorgehäuse 1 weist an einer Seite einen Gehäusedeckel 8 auf, welcher einstückig mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Eine solche einstückige Ausgestaltung kann beispielsweise durchThe motor housing 1 has on one side a housing cover 8, which is integrally connected to the housing 1. Such a one-piece design, for example, by
Tiefziehen des Gehäuses erhalten werden. Alternativ kann der Deckel 8 mit der Mantelfläche des Gehäuses 1 verschweißt werden. Im Gehäuseboden 8 ist ein Gleitlager 6 eingepresst, welches die Motorwelle 3 aufnimmt.Deep drawing of the housing can be obtained. Alternatively, the lid 8 can be welded to the lateral surface of the housing 1. In the housing base 8, a sliding bearing 6 is pressed, which receives the motor shaft 3.
An der Motorwelle 3 befinden sich die Wicklungen 9 des Rotors. Weiterhin ist auf der Motorachse 3 der Kommutator 4 als Teil des Rotors angeordnet. Der Kommutator 4 besteht aus einer Vielzahl von Elektrodenflächen, welche auf einer Zylin- derumfangsflache angeordnet sind. Jeder Enddraht eines Spulenpaares 9 ist mit einer entsprechenden Elektrode verbunden. Außen um den Rotor ist im Gehäuse 1 der Stator 5 angeordnet. Der Stator weist eine Magnetfelderzeugungseinrichtung auf, beispielsweise mehreren Permanentmagneten.On the motor shaft 3 are the windings 9 of the rotor. Furthermore, the commutator 4 is arranged as part of the rotor on the motor shaft 3. The commutator 4 consists of a multiplicity of electrode surfaces, which are arranged on a cylinder circumferential surface. Each end wire of a coil pair 9 is connected to a corresponding electrode. Outside the rotor, the stator 5 is arranged in the housing 1. The stator has a magnetic field generating device, for example a plurality of permanent magnets.
Weiterhin weist das Gehäuse 1 an der dem Boden 8 gegenüberliegenden Fläche eine Öffnung 2 auf. Durch diese Öffnung kann der Rotor und der Stator in das Gehäuse eingesetzt werden. Im Bereich der Öffnung 2 weist die Gehäusemantelfläche Durchbrü- che 7 auf. Diese Durchbrüche dienen dazu, ein Lagerschild o- der ein Getriebegehäuse am Motorgehäuse 1 zu befestigen. Diese Bauteile können aus einem elastischen Material, beispielsweise einem Kunststoff, hergestellt sein und entsprechende Vorsprünge 13 aufweisen. Diese Vorsprünge 13 rasten beim Auf- drücken auf das Gehäuse 1 in die Aussparung 7 ein. Figur 2A zeigt die Schnittdarstellung aus Figur 1, nachdem die fehlenden Bauteile komplettiert wurden.Furthermore, the housing 1 has an opening 2 on the surface 8 opposite the base 8. Through this opening, the rotor and the stator can be inserted into the housing. In the region of the opening 2, the housing jacket surface has openings 7. These breakthroughs serve to attach a bearing plate o- a gear housing to the motor housing 1. These components can be made of an elastic material, for example a plastic, and have corresponding projections 13. These projections 13 snap when pressed on the housing 1 in the recess 7 a. Figure 2A shows the sectional view of Figure 1, after the missing components have been completed.
Der Kommutator 4 ist in Figur 2A durch den Bürstenträger 10 verdeckt. Dieser trägt die Bürsten, beispielsweise aus Kohlenstoff, welche den Strom über den Kommutator 4 an die Spulen 9 leiten. Um die am Kommutator entstehende elektromagnetische Störstrahlung von weiteren Baugruppen abzuschirmen, ist die Öffnung 2 mit einer Abschirmung 11 verschlossen. Die Abschirmung 11 weist Vorsprünge 13 auf, welche in die Ausnehmungen 7 des Gehäuses 1 einrasten. Dadurch wird eine einfache Montage der Abschirmung 11 durch Aufdrücken möglich.The commutator 4 is covered in Figure 2A by the brush holder 10. This carries the brushes, for example made of carbon, which conduct the current via the commutator 4 to the coil 9. In order to shield the resulting from the commutator electromagnetic interference of other modules, the opening 2 is closed with a shield 11. The shield 11 has projections 13 which engage in the recesses 7 of the housing 1. As a result, a simple assembly of the shield 11 by pressing is possible.
Figur 2B zeigt nochmals den geschlossenen Motor mit seinem äußeren Gehäuse 1 und der Motorwelle 3. Erkennbar ist, dass die Abschirmung 11 eine zentrale Öffnung aufweist, welche die freie Beweglichkeit der Motorwelle 3 erlaubt. Um die Spaltmaße zwischen der Abschirmung 11 und der Motorwelle 3 klein zu halten, kann zwischen beiden Bauteilen eine elektrisch leit- fähige Schleifringdichtung vorgesehen werden, beispielsweise aus diamantähnlichem Kohlenstoff.FIG. 2B again shows the closed motor with its outer housing 1 and the motor shaft 3. It can be seen that the shield 11 has a central opening which allows the free movement of the motor shaft 3. In order to keep the gap dimensions between the shield 11 and the motor shaft 3 small, an electrically conductive slip ring seal can be provided between the two components, for example of diamond-like carbon.
Zwischen der Abschirmung 11 und dem Gehäuse 1 kann eine e- lektrisch leitfähige Dichtungsmasse vorgesehen sein, z.B. aus einem gefüllten Kunstharz. Im Beispiel nach Fig. 2b ist eine andere Art der Abdichtung zwischen Bauteil 11 und 1 dargestellt. Die Abschirmung 11 weist einen Kragen 14 auf, welcher an der Oberkante des Gehäuses 1 anliegt und somit eine - dichtung bildet.Between the shield 11 and the housing 1 may be provided an electrically conductive sealant, e.g. from a filled synthetic resin. In the example of Fig. 2b, another type of sealing between component 11 and 1 is shown. The shield 11 has a collar 14 which rests against the upper edge of the housing 1 and thus forms a seal.
Zur elektrischen Kontaktierung des Bürstenträgers mit den darin angeordneten Bürsten dient ein elektrischer Steckverbinder 12.For electrical contacting of the brush holder with the brushes arranged therein, an electrical connector 12 is used.
Figur 3 zeigt den Motor aus Figur 2 nach Anschluss an ein Getriebegehäuse 15. Das Getriebegehäuse 15 kann in besonders einfacher Weise aus Kunststoff gefertigt werden, beispiels- weise im Spritzgussverfahren. Dadurch bietet das Kunststoffgehäuse 15 keinerlei Abschirmung elektromagnetischer Störwellen. Das Gehäuse 15 enthält weiterhin ein anzutreibendes Zahnrad 17 und ein oberes Wellenlager 16. Der Motor wird mit seiner Welle 3 so in das Kunststoffgehäuse eingeführt, dass der obere, als Schnecke ausgebildete Teil der Antriebswelle 3 mit Zahnrad 17 im Eingriff steht. Das Wellenlager 16 ist dann mit dem unteren, im Gehäuseboden 8 angeordneten Wellenlager 6 in Flucht. Somit ergibt sich eine stabile Lagerung der Welle 3, sodass der Rotor 9 nicht an Stator 5 anschlägt.FIG. 3 shows the motor from FIG. 2 after connection to a gearbox housing 15. The gearbox housing 15 can be manufactured in a particularly simple way from plastic, for example wise by injection molding. As a result, the plastic housing 15 does not provide any shielding of electromagnetic interference waves. The housing 15 further includes a driven gear 17 and an upper shaft bearing 16. The motor is inserted with its shaft 3 in the plastic housing so that the upper, formed as a screw part of the drive shaft 3 with gear 17 is engaged. The shaft bearing 16 is then aligned with the lower, arranged in the housing base 8 shaft bearing 6 in alignment. This results in a stable mounting of the shaft 3, so that the rotor 9 does not abut the stator 5.
Das Kunststoffgehäuse 15 weist ebenfalls vorstehende Verbindungsnocken 13 auf, welche in Aussparungen 7 am MotorgehäuseThe plastic housing 15 also has protruding connecting cam 13, which in recesses 7 on the motor housing
I eingreifen. Somit kann auch das Motorgehäuse 1 und das Ge- triebegehäuse 15 durch einfaches Zusammenstecken dauerhaft miteinander verbunden werden. Die elektrische Abschirmung 11 bleibt mit dem Gehäuse 1 leitfähig verbunden. Die AbschirmungI intervene. Thus, the motor housing 1 and the gear housing 15 can be permanently connected to each other by simply plugging together. The electrical shield 11 remains conductively connected to the housing 1. The shield
II befindet sich nun zwischen Gehäuse 1 und Gehäuse 15. Somit sorgt die Abschirmung 11 dafür, dass die am Kommutator 4 er- zeugte elektromagnetische Störstrahlung nicht in Gehäuse 15 eindringen kann. Dadurch ist es unerheblich, dass eine solche Störwelle das Gehäuse 15 verlassen könnte. Sämtliche Störstrahlung ist im Motorgehäuse 1 konzentriert und kann diese nur unter erheblicher Abschwächung verlassen. Die Schwächung der Störstrahlung beim Durchtritt durch Gehäuse 1 und/oder Abschirmung 11 beträgt bevorzugt mehr als 20 db, besonders bevorzugt mehr als 30 db . Somit wird ein störender Einfluss auf weitere, sicherheitsrelevante Baugruppen eines Fahr- oder Flugzeuges zuverlässig verhindert.II is now between housing 1 and housing 15. Thus, the shield 11 ensures that the electromagnetic interference generated at the commutator 4 can not penetrate into the housing 15. This makes it irrelevant that such a disturbing wave could leave the housing 15. All interference is concentrated in the motor housing 1 and can leave this only with considerable attenuation. The weakening of the interference radiation when passing through housing 1 and / or shield 11 is preferably more than 20 db, particularly preferably more than 30 db. Thus, a disturbing influence on other safety-related components of a vehicle or aircraft is reliably prevented.
Die in Figur 3 dargestellte Motor-Getriebe-Einheit eignet sich insbesondere zum Antrieb eines Scheibenwischers, beispielsweise eines Heckscheibenwischers. Ebenso kann die dargestellte Motor-Getriebeeinheit als Stellmotor eingesetzt werden, z.B. für Fensterheber, Schiebedachversteller oder Sitzversteller. The motor-gear unit shown in Figure 3 is particularly suitable for driving a windshield wiper, such as a rear window wiper. Likewise, the illustrated motor-gear unit can be used as a servomotor, e.g. for windows, sunroof adjusters or seat adjusters.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektromotor mit einem Motorgehäuse aus einem metallisch leitfähigen Material, welches den Rotor, den Stator und den Kommutator umschließt und welches zumindest einseitig eine Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Abschirmung aus einem metallisch leitfähigen Material vorgesehen ist, welche im Bereich der Öffnung angeordnet ist.1. Electric motor with a motor housing made of a metallically conductive material, which encloses the rotor, the stator and the commutator and which has at least one side an opening, characterized in that at least one shield is provided of a metallically conductive material, which in the region of the opening is arranged.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Motorgehäuses mit einem Lagerschild verschlossen ist.2. Electric motor according to claim 1, characterized in that the opening of the motor housing is closed with a bearing plate.
3. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor mit der der Öffnung zugewandten Seite an einem Getriebegehäuse befestigt ist, wobei eine Motorwelle aus der Öffnung herausragt und zum Antrieb des Getriebes vorgesehen ist.3. Electric motor according to one of claims 1 or 2, characterized in that the electric motor with the opening facing side is fixed to a transmission housing, wherein a motor shaft protrudes from the opening and is provided for driving the transmission.
4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse aus Stahlblech besteht.4. Electric motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the motor housing consists of sheet steel.
5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebegehäuse aus Kunststoff besteht .5. Electric motor according to one of claims 3 to 4, characterized in that the transmission housing consists of plastic.
6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle eine erste Lagerung aufweist, welche am Motorgehäuse angeordnet ist und eine zweite Lagerung, welche am Getriebegehäuse angeordnet ist.6. Electric motor according to one of claims 3 to 5, characterized in that the motor shaft has a first bearing, which is arranged on the motor housing and a second bearing, which is arranged on the transmission housing.
7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse und die Abschirmung eine im Inneren des Motorgehäuses erzeugte elektromagnetische Welle mit einer Frequenz von weniger als 1 GHz bei Austritt aus dem Motorgehäuse um mindestens 20 dB schwächen.7. Electric motor according to one of claims 5 or 6, characterized in that the motor housing and the shield weaken an electromagnetic wave generated in the interior of the motor housing with a frequency of less than 1 GHz by at least 20 dB when it exits the motor housing.
8. Verwendung eines Elektromotors nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Antrieb eines Scheibenwischers.8. Use of an electric motor according to one of claims 1 to 7 for driving a windshield wiper.
9. Kraftfahrzeug mit einem Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7. 9. Motor vehicle with an electric motor according to one of claims 1 to 7.
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