DE102015211800A1 - Electric machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (14), insbesondere Elektromotor, eines Kraftfahrzeugs, mit einem um eine Rotorachse (54) drehbar gelagerten Rotor (52) sowie mit einem Stator (24) als auch mit einer eine Anschlusseinrichtung (32) umfassende Elektronik (28). Zwischen dem Stator (24) und der Elektronik (28) ist eine mit einem Masseanschluss (34) der Anschlusseinrichtung (32) elektrisch kontaktierte Schirmplatte (26) angeordnet. Ein elektrisch leitendes Kontaktelement (60) ist zwischen der Schirmplatte (26) und dem Stator kraftschlüssig angeordnet. Die Erfindung betrifft ferner eine Heizungsgebläse (2) eines Kraftfahrzeugs, mit einer elektrischen Maschine (14).The invention relates to an electric machine (14), in particular an electric motor, of a motor vehicle, having a rotor (52) rotatably mounted about a rotor axis (54) and having a stator (24) as well as electronics (28) comprising a connection device (32) ). Between the stator (24) and the electronics (28) a with a ground terminal (34) of the connecting device (32) electrically contacted screen plate (26) is arranged. An electrically conductive contact element (60) is frictionally arranged between the shield plate (26) and the stator. The invention further relates to a heating fan (2) of a motor vehicle, with an electric machine (14).
Description
Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, die Bestandteil eines Kraftfahrzeugs ist. Unter elektrische Maschine wird beispielsweise ein Elektromotor jedoch auch ein Generator verstanden. The invention relates to an electrical machine that is part of a motor vehicle. By electric machine, for example, an electric motor is understood to mean a generator.
Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor weisen während des Betriebs eine beträchtliche Wärmeentwicklung auf. Zum Halten der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors und auch für den Betrieb einer Klimaanlage wird üblicherweise ein flüssiges Kühlmittel eingesetzt, welches wiederrum gekühlt werden muss. Dies erfolgt üblicherweise mittels eines von einem Fahrtwind beaufschlagten Kühlernetzes, das im Wärmeaustausch zu dem Kühlmittel steht. Beispielsweise wird das Kühlmittel in Rohre geleitet, die in das Kühlernetz eingearbeitet sind. Da insbesondere bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Fahrtwind zur Kühlung normalerweise nicht ausreicht, ist es beispielsweise aus der
Derartige Elektromotoren werden in jüngerer Zeit häufig als sogenannte bürstenlose Maschinen ausgestaltet, wobei entsprechend eine direkte elektrische Kontaktierung eines Rotors durch Bürsten nicht notwendig ist. Der Rotor kann mit Permanentmagneten ausgestattet werden, die in einem rotierenden magnetischen Feld des Stators angetrieben werden. Der Stator weist hierzu Statorwicklungen auf, die entsprechend zur Erzeugung eines rotierenden magnetischen Feldes angesteuert werden. Häufig werden hierbei Ansteuerverfahren, beispielsweise mittels Pulsweitenmodulation (PWM), eingesetzt, wobei die zugehörige Elektronik üblicherweise durch Halbleiterschaltungen mit Metalloxidfeldeffekttransistoren (MOSFETs), IGBTs oder Thyristoren realisiert werden kann. Mittels der Pulsweitenmodulation können weitgehend frei wählbare Feldformen und entsprechend auch dynamisch rotierende Felder gestaltet werden. Such electric motors are often designed in recent times as so-called brushless machines, according to a direct electrical contacting of a rotor by brushing is not necessary. The rotor can be equipped with permanent magnets that are driven in a rotating magnetic field of the stator. For this purpose, the stator has stator windings which are driven in a corresponding manner to produce a rotating magnetic field. Frequently, in this case, driving methods, for example by means of pulse width modulation (PWM), used, the associated electronics usually by semiconductor circuits with metal oxide field effect transistors (MOSFETs), IGBTs or thyristors can be realized. By means of the pulse width modulation largely freely selectable field shapes and correspondingly also dynamically rotating fields can be designed.
Da insbesondere bei der Verwendung der Pulsweitenmodulation im kHz- bis MHz-Bereich elektrische Sprungsignale erzeugt werden, die beispielsweise eine sinusförmige Ansteuercharakteristik möglichst genau nachbilden sollen, ist mit der Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen im Bereich der Wicklungen und der Zuleitungen zu rechnen. Since, in particular when using the pulse width modulation in the kHz to MHz range electrical jump signals are generated, which should simulate a sinusoidal drive characteristic as closely as possible, is expected to be the emission of electromagnetic waves in the windings and the leads.
Diese elektromagnetische Wirkung kann beispielsweise auf die Elektronik, jedoch auch auf andere Aggregate und Verbraucher in der Nähe der rotierenden elektrischen Maschine wirken, was allgemein unerwünscht ist. Deshalb tritt die Forderung nach erhöhter elektromagnetischer Verträglichkeit bzw. einer möglichst geringen Sendeaktivität immer weiter in den Vordergrund. Entsprechend sind elektrische Maschinen gut zu entstören. This electromagnetic effect can act, for example, on the electronics, but also on other units and consumers in the vicinity of the rotating electrical machine, which is generally undesirable. Therefore, the demand for increased electromagnetic compatibility or the lowest possible transmission activity is becoming more and more important. Accordingly, electrical machines are easy to suppress.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs und ein Heizungsgebläse eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei denen insbesondere die Erzeugung störender elektromagnetischer Abstrahlungssignale minimiert sind, und die geeigneterweise vergleichsweise einfach, zuverlässig und montagefreundlich sind. The invention has for its object to provide a particularly suitable electrical machine of a motor vehicle and a heater fan of a motor vehicle, in which in particular the generation of spurious electromagnetic radiation signals are minimized, and which are suitably comparatively simple, reliable and easy to install.
Hinsichtlich der elektrischen Maschine wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Heizungsgebläses durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. With regard to the electric machine, this object is achieved by the features of claim 1 and with respect to the heater fan by the features of
Die elektrische Maschine ist Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und geeigneterweise Teil eines Verstellantriebs oder eines Lüfters. Hierbei dient der Lüfter vorzugsweise dem Kühlen einer Verbrennungskraftmaschine (Verbrennungsmotor). Alternativ wird mittels der elektrischen Maschine insbesondere Luft in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs befördert. Hierbei ist die elektrische Maschine Bestandteil eines Heizungsgebläses, das beispielsweise eine Klimaanlage aufweist. Die elektrische Maschine ist beispielsweise ein Generator, jedoch besonders bevorzugt ein Elektromotor und insbesondere ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Elektromotor bürstenlos. The electric machine is part of a motor vehicle and suitably part of an adjustment drive or a fan. In this case, the fan is preferably used for cooling an internal combustion engine (internal combustion engine). Alternatively, in particular air is conveyed into an interior of the motor vehicle by means of the electric machine. Here, the electric machine is part of a heating fan, which has, for example, an air conditioner. The electric machine is for example a generator, but particularly preferably an electric motor and in particular a DC motor. Preferably, the electric motor is brushless.
Die elektrische Maschine weist einen Rotor, einen Stator und eine Elektronik auf, wobei mittels der Elektronik der Stator bestromt wird. Beispielsweise ist die Elektronik als Brückenschaltung aufgebaut und umfasst eine Anzahl von IGBTs, MOSFETs oder dergleichen. Zweckmäßigerweise ist der Aufbau der Elektronik eine B6-Schaltung. Die Elektronik umfasst eine Anschlusseinrichtung, die im Montagezustand mit einer elektrischen Leitung des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs elektrisch kontaktiert ist. Mittels der Anschlusseinrichtung erfolgt eine Bestromung der Elektronik. Die Anschlusseinrichtung weist einen Masseanschluss auf, der im Montagezustand auf dem elektrischen Potenzial der Masse des Kraftfahrzeugs liegt. Insbesondere ist das elektrische Potential des Masseanschlusses gleich dem Potential einer Karosserie des Kraftfahrzeugs. The electric machine has a rotor, a stator and an electronics, wherein the stator is energized by the electronics. For example, the electronics is constructed as a bridge circuit and comprises a number of IGBTs, MOSFETs or the like. Conveniently, the structure of the electronics is a B6 circuit. The electronics comprises a connection device which is electrically contacted in the assembled state with an electrical line of the electrical system of the motor vehicle. By means of the connection device there is a current supply to the electronics. The connection device has a ground connection, which in the assembled state is at the electrical potential of the mass of the motor vehicle. In particular, the electrical potential of the ground terminal is equal to the potential of a body of the motor vehicle.
Der Stator seinerseits umfasst beispielsweise eine Wicklung, mittels derer bei Betrieb der elektrischen Maschine ein rotierendes Magnetfeld erzeugt wird. Vorzugsweise umfasst der Stator zumindest drei Wicklungen, die mittels der Elektronik in einer Stern- oder Dreiecksschaltung kontaktiert sind. Hierbei ist die elektrische Maschine vorzugsweise als bürstenloser Gleichstrommotor ausgestaltet. Mittels des rotierenden Magnetfelds wird der Rotor in eine Rotationsbewegung um eine Rotorachse versetzt, um die dieser drehbar gelagert ist. Beispielsweise weist der Rotor zumindest einen, vorzugsweise eine Anzahl von Permanentmagneten auf. The stator in turn comprises, for example, a winding, by means of which a rotating magnetic field is generated during operation of the electric machine. Preferably, the stator comprises at least three windings, which are contacted by the electronics in a star or delta connection. Here, the electric machine is preferably designed as a brushless DC motor. through of the rotating magnetic field, the rotor is set in a rotational movement about a rotor axis about which it is rotatably mounted. For example, the rotor has at least one, preferably a number of permanent magnets.
Zwischen dem Stator und der Elektronik ist eine Schirmplatte angeordnet, die aus einem elektrisch leitenden Material erstellt ist. Insbesondere ist die Schirmplatte ein Stanzbiegeteil oder aus einem Blech tiefgezogen. Beispielsweise ist die Schirmplatte topfartig als Fach ausgestaltet, und die Elektronik ist insbesondere zumindest teilweise mittels der Schirmplatte umschlossen. Auf diese Weise ist die Elektronik gegen Beschädigungen geschützt. Die Schirmplatte ist mit dem Masseanschluss der Anschlusseinrichtung elektrisch kontaktiert, so dass das elektrische Potential der Schirmplatte im Betriebszustand Masse entspricht. Die Schirmplatte selbst ist vorzugsweise mit einem Kühlkörper thermisch gekoppelt oder zumindest abschnittsweise nach Art eines Kühlkörpers geformt, so dass mittels der Schirmplatte eine Wärmesenke gegenüber der Elektronik bei Betrieb der elektrischen Maschine erstellt ist, und folglich die Elektronik mittels Abgabe von Wärme an die Schirmplatte gekühlt wird. Between the stator and the electronics a shield plate is arranged, which is made of an electrically conductive material. In particular, the shield plate is a stamped bent part or deep drawn from a sheet metal. For example, the shield plate is pot-shaped designed as a tray, and the electronics is in particular at least partially enclosed by means of the shield plate. This protects the electronics against damage. The shield plate is electrically contacted with the ground terminal of the connection device, so that the electrical potential of the shield plate in the operating state corresponds to ground. The shield plate itself is preferably thermally coupled to a heat sink or at least partially shaped in the manner of a heat sink, so that by means of the shield plate, a heat sink against the electronics is created during operation of the electric machine, and thus the electronics is cooled by the release of heat to the shield plate ,
Zwischen der Schirmplatte und dem Stator ist ein Kontaktelement kraftschlüssig angeordnet. Insbesondere ist das Kontaktelement in direktem mechanischem Kontakt mit der Schirmplatte und dem Stator. Das Kontaktelement selbst ist elektrisch leitend ausgestaltet und beispielsweise aus einem Metall erstellt. Insbesondere ist das Kontaktelement aus einem Blech erstellt und vorzugsweise ein Stanzbiegeteil. Das Kontaktelement ist elektrisch mit der Schirmplatte kontaktiert, sodass das Kontaktelement ebenfalls auf Masse liegt. Ebenso sind die Bestandteile des Stators, die elektrisch mit dem Kontaktelement kontaktiert sind, auf Masse, so dass eine, insbesondere statische, elektrische Aufladung dieser Bestandteile des Stators unterbunden ist. Aufgrund der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Stator als auch der Schirmplatte ist die Montage zudem vergleichsweise einfach und kostengünstig, da beispielsweise eine derartige Verbindung mittels Befestigung der Schirmplatte an dem Stator realisiert werden kann. Between the shield plate and the stator, a contact element is arranged non-positively. In particular, the contact element is in direct mechanical contact with the shield plate and the stator. The contact element itself is designed to be electrically conductive and, for example, made of a metal. In particular, the contact element is made of a sheet and preferably a stamped and bent part. The contact element is electrically contacted with the shield plate, so that the contact element is also grounded. Likewise, the components of the stator, which are electrically contacted with the contact element, to ground, so that, in particular static, electrical charging of these components of the stator is prevented. Due to the frictional connection between the contact element and the stator and the shield plate assembly is also relatively simple and inexpensive, since, for example, such a connection can be realized by attaching the shield plate to the stator.
Geeigneterweise weist das Kontaktelement einen Kontaktabschnitt auf, mittels dessen die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Stator und der Schirmplatte realisiert ist. Insbesondere ist der Kontaktabschnitt federnd ausgestaltet, so dass dieser bei Montage elastisch zur Erstellung des Kraftschlusses verformt wird. Beispielsweise ist der Kontaktabschnitt C-förmig ausgestaltet, weist also einen im Wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Hierbei liegt eines der Enden des Kontaktabschnitts an dem Stator und das verbleibende Ende an der Schirmplatte an. Bei Montage wird vorzugsweise der Radius des Kontaktabschnitts verringert, wobei die Verformung insbesondere elastisch ist. Auf diese Weise ist vergleichsweise kostengünstig der Kraftschluss zwischen der Schirmplatte und dem Stator erstellt. Suitably, the contact element has a contact portion, by means of which the frictional connection between the stator and the shield plate is realized. In particular, the contact portion is resiliently configured so that it is elastically deformed during assembly to create the frictional connection. For example, the contact portion is C-shaped, thus has a substantially C-shaped cross-section. In this case, one of the ends of the contact portion bears against the stator and the remaining end bears against the shield plate. When mounting the radius of the contact portion is preferably reduced, the deformation is particularly elastic. In this way, the adhesion between the shield plate and the stator is comparatively inexpensive created.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktelement an dem Stator befestigt, was die Montage vereinfacht. Hierbei wird das Kontaktelement an dem Stator befestigt und in einem weiteren Arbeitsschritt die Stirnplatte insbesondere ebenfalls an dem Stator befestigt, wobei vorzugsweise das Kontaktelement elastisch zur Erstellung einer kraftschlüssigen Verbindung verformt wird. Geeigneterweise ist das Kontaktelement mittels eines Befestigungsmittels an einem Lagerschild des Stators angebunden, insbesondere an einem B-seitigen Lagerschild. Auf diese Weise ist eine Montage an dem mittels der elektrischen Maschine anzutreibenden Bauteil oder an dem die elektrische Maschine antreibenden Bauteil vereinfacht. Insbesondere ist der Lagerschild mit dem Kontaktelement elektrisch kontaktiert, sodass das elektrische Potential des Lagerschilds gleich Masse ist. Zweckmäßigerweise ist der Lagerschild parallel zur Schirmplatte ausgerichtet. In a preferred embodiment of the invention, the contact element is attached to the stator, which simplifies assembly. In this case, the contact element is fastened to the stator and, in a further working step, the end plate is also fastened in particular to the stator, wherein preferably the contact element is elastically deformed to produce a frictional connection. Suitably, the contact element is connected by means of a fastening means on a bearing plate of the stator, in particular on a B-side end shield. In this way, mounting on the component to be driven by the electric machine or on the component driving the electric machine is simplified. In particular, the end shield is electrically contacted with the contact element, so that the electrical potential of the end shield is equal to ground. Conveniently, the bearing plate is aligned parallel to the shield plate.
Beispielsweise ist das Befestigungsmittel eine Schraube, was einen Austausch des Befestigungsmittels ermöglicht. Alternativ hierzu ist das Befestigungsmittel ein Stift. Im Montagezustand ist zweckmäßigerweise zwischen dem Stift und dem Stator eine Presspassung erstellt. Aufgrund der wirkenden Kräfte wird das Befestigungsmittel an dem Stator gehalten, und somit das Kontaktelement an dem Stator befestigt. Insbesondere ist der Stift im Montagezustand zumindest teilweise innerhalb einer Ausnehmung des Stators form- und/oder kraftschlüssig angeordnet. For example, the fastener is a screw, which allows replacement of the fastener. Alternatively, the attachment means is a pin. In the assembled state, a press fit is expediently created between the pin and the stator. Due to the forces acting on the fastener is held on the stator, and thus the contact element attached to the stator. In particular, the pin is in the assembled state at least partially disposed within a recess of the stator shape and / or non-positively.
Geeigneterweise ragt das Befestigungsmittel durch den Lagerschild hindurch. Mit anderen Worten befinden sich Bestandteile des Befestigungsmittels auf beiden Seiten des Lagerschilds. Folglich befindet sich zumindest ein Abschnitt des Befestigungsmittels innerhalb des Stators. Mit anderen Worten ragt das Befestigungsmittel durch den Lagerschild in das Innere des Stators. Beispielsweise umfasst der Lagerschild eine Bohrung, innerhalb derer das Befestigungsmittel zumindest teilweise angeordnet ist. Beispielsweise wird das Befestigungsmittel auf der der Schirmplatte gegenüber liegenden Seite des Lagerschilds umgebogen oder dergleichen. Falls eine Schraube als Befestigungsmittel verwendet wird, wird beispielsweise auf dieser Seite eine Mutter auf das Gewinde gedreht, wobei sich der Kopf der Schraube auf der der Schirmplatte zugewandten Seite des Lagerschilds befindet. Suitably, the fastener protrudes through the end shield. In other words, components of the fastener are located on both sides of the bearing plate. As a result, at least a portion of the fastener is within the stator. In other words, the attachment means projects through the end shield into the interior of the stator. For example, the bearing plate comprises a bore, within which the fastening means is at least partially arranged. For example, the fastening means is bent over on the screen plate opposite side of the bearing plate or the like. If a screw is used as a fastener, for example, a nut is rotated on the thread on this page, with the head of the screw on the screen plate facing side of the bearing plate.
Zweckmäßigerweise umfasst der Stator einen Isolierkörper, der beispielsweise aus einem Kunststoff erstellt ist. Insbesondere ist der Isolierkörper aus einem elektrisch nicht leitenden Material erstellt, und dient vorzugsweise der elektrischen Isolierung etwaiger Wicklungen des Stators. Der Isolierkörper befindet sich auf der der Schirmplatte abgewandten Seite des Lagerschilds, so dass der Lagerschild zwischen dem Isolierkörper und der Schirmplatte angeordnet ist. Der Isolierkörper umfasst eine Aussparung, die sich insbesondere entlang der Richtung erstreckt, die parallel zur Anordnungsrichtung des Befestigungsmittels ist. Im Montagezustand ist zumindest ein Abschnitt des Befestigungsmittels innerhalb der Aussparung angeordnet, und insbesondere ein Freiende des Befestigungsmittels. Zweckmäßigerweise ist hierbei ein Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem Isolierkörper und dem Befestigungsmittel erstellt. Beispielsweise ist vor Montage des Befestigungsmittels der Querschnitt der Aussparung geringer als der des Befestigungsmittels. Sofern eine Schraube als Befestigungsmittel verwendet wird, fräst sich somit bei Montage die Schraube ein korrespondierendes Gewinde innerhalb des Isolierkörpers, was zu einer vergleichsweise robusten Anbindung führt. Beispielsweise weist der Isolierkörper einen im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestalteten Fortsatz auf, wobei die Aussparung mittels der zentralen Öffnung des Fortsatzes gebildet wird. Mit anderen Worten ist der Fortsatz im Wesentlichen hülsenförmig ausgestaltet. Auf diese Weise wird das Befestigungsmittel mittels des Fortsatzes bei der Montage geführt, was eine Beschädigung etwaiger anderer Komponenten des Stators verhindert. Conveniently, the stator comprises an insulating body, for example, a Plastic is created. In particular, the insulating body is made of an electrically non-conductive material, and preferably serves the electrical insulation of any windings of the stator. The insulating body is located on the side facing away from the shield plate of the bearing plate, so that the bearing plate between the insulating body and the shield plate is arranged. The insulating body includes a recess extending in particular along the direction which is parallel to the arrangement direction of the fastening means. In the assembled state, at least a portion of the fastening means is disposed within the recess, and in particular a free end of the fastening means. Appropriately, in this case a positive and / or frictional connection between the insulating body and the fastening means is created. For example, prior to assembly of the fastener, the cross-section of the recess is less than that of the fastener. If a screw is used as a fastener, milled thus when mounting the screw a corresponding thread within the insulating body, resulting in a relatively robust connection. For example, the insulating body has a substantially hollow-cylindrical projection, wherein the recess is formed by means of the central opening of the extension. In other words, the extension is designed substantially sleeve-shaped. In this way, the fastener is guided by means of the extension during assembly, which prevents damage to any other components of the stator.
Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu umfasst der Stator ein Blechpaket, das auf der der Schirmplatte abgewandten Seite des Lagerschilds angeordnet ist. Sofern der Isolierkörper vorhanden ist, umhüllt dieser zweckmäßigerweise das Blechpaket. Insbesondere ist in diesem Fall der Isolierkörper mittels einer Umspritzung des Blechpakets mit Kunststoff erstellt. Das Blechpaket weist eine Aussparung auf, innerhalb derer das Befestigungsmittel zumindest teilweise angeordnet ist. Sofern der Isolierkörper vorhanden ist, ist diese Aussparung zweckmäßigerweise mittels des Isolierkörpers zumindest teilweise ausgefüllt, wobei der Isolierkörper in diesem Bereich zwischen dem Befestigungsmittel und dem Blechpaket angeordnet ist. Mittels des Blechpakets wird einerseits das Befestigungsmittel vor Beschädigungen geschützt, andererseits wird auf diese Weise eine vergleichsweise robuste Anbindung des Befestigungsmittels am Stator geschaffen. Alternatively or particularly preferably in combination with this, the stator comprises a laminated core which is arranged on the side of the end shield facing away from the shield plate. If the insulating body is present, this expediently encloses the laminated core. In particular, the insulating body is created by means of an encapsulation of the laminated core with plastic in this case. The laminated core has a recess, within which the fastening means is at least partially arranged. If the insulating body is present, this recess is expediently at least partially filled by means of the insulating body, wherein the insulating body is arranged in this area between the fastening means and the laminated core. By means of the laminated core on the one hand, the fastener is protected from damage, on the other hand, a relatively robust connection of the fastener is created on the stator in this way.
Geeigneterweise ist an dem Stator ein Lager angebunden, beispielsweise ist das Lager am Lagerschild befestigt, sofern dieser vorhanden ist. Mittels des Lagers ist der Rotor drehbar gelagert, wofür dieser eine ebenfalls an dem Lager angebundene Welle aufweist. Das Kontaktelement weist einen Fortsatz auf, der insbesondere an dem Kontaktabschnitt angeformt ist, sofern dieser vorhanden ist. Mittels des Fortsatzes ist ein Außenring des Lagers elektrisch kontaktiert. Insbesondere ist der Fortsatz in direktem mechanischem Kontakt mit dem Außenring des Lagers. Folglich ist das Potential des Außenrings gleich Masse, und eine statische Aufladung des Außenrings bei Betrieb der elektrischen Maschine unterbunden. Zweckmäßigerweise umfasst der Stator eine zentrale Aussparung, innerhalb derer das Lager und insbesondere die Welle angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist der Verlauf der Aussparung parallel zur Welle. Geeigneterweise wird der Fortsatz mittels des Lagers gegen den Stator gepresst. Infolgedessen ist zwischen dem Lager, dem Fortsatz und dem Stator eine kraftschlüssige Verbindung erstellt, und somit der Fortsatz stabilisiert. Geeigneterweise befindet sich der Fortsatz zumindest teilweise innerhalb der Aussparung, sofern diese vorhanden ist. Insbesondere ist der Fortsatz im Bereich einer Kante der Aussparung umgebogen und wird mittels des Lagers gegen die Kante gepresst. Dies verhindert eine Verschiebung des Kontaktelements bei einer Erschütterung der elektrischen Maschine. Suitably, a bearing is attached to the stator, for example, the bearing is attached to the bearing plate, if it is present. By means of the bearing, the rotor is rotatably mounted, for which it also has a shaft connected to the bearing. The contact element has an extension, which is formed in particular on the contact portion, if it is present. By means of the extension, an outer ring of the bearing is electrically contacted. In particular, the extension is in direct mechanical contact with the outer ring of the bearing. Consequently, the potential of the outer ring is equal to ground, and prevented a static charge of the outer ring during operation of the electric machine. Conveniently, the stator comprises a central recess, within which the bearing and in particular the shaft is arranged. Conveniently, the course of the recess is parallel to the shaft. Suitably, the extension is pressed by means of the bearing against the stator. As a result, a frictional connection is created between the bearing, the extension and the stator, and thus the extension stabilized. Suitably, the extension is at least partially within the recess, if present. In particular, the extension is bent in the region of an edge of the recess and is pressed by means of the bearing against the edge. This prevents displacement of the contact element in a vibration of the electric machine.
In einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung besteht das Lager aus einem elektrisch leitenden Material und zweckmäßigerweise aus einem Metall. Auf diese Weise ist das Lager im Wesentlichen vollständig auf dem gleichen elektrischen Potential, nämlich Masse. Zumindest jedoch ist geeigneterweise der Außenring, ein Innenring und zumindest eines mit diesen beiden Ringen in direktem mechanischem Kontakt stehendes Bauteil aus einem elektrisch leitfähigen Material erstellt, so dass der Innenring das gleiche elektrische Potential aufweist wie der Außenring. Insbesondere ist die Welle des Rotors aus einem elektrisch leitenden Material und zweckmäßigerweise elektrisch mit dem Innenring kontaktiert, beispielsweis in direktem mechanischem Kontakt mit diesem. Folglich ist das elektrische Potential der Welle ebenfalls das Gleiche, wie die Schirmplatte und somit auch zumindest Bestandteile des Rotors auf Masse. Folglich ist eine statische Aufladung des Rotors aufgrund der zeitlich veränderlichen Magnetfelder ausgeschlossen, wobei hierfür keine Bürsten oder dergleichen benötigt werden. In a suitable embodiment of the invention, the bearing consists of an electrically conductive material and expediently of a metal. In this way, the bearing is substantially completely at the same electrical potential, namely mass. However, at least the outer ring, an inner ring and at least one component in direct mechanical contact with these two rings are suitably made of an electrically conductive material so that the inner ring has the same electrical potential as the outer ring. In particular, the shaft of the rotor is made of an electrically conductive material and suitably electrically contacted with the inner ring, for example in direct mechanical contact therewith. Consequently, the electrical potential of the shaft is also the same as the shield plate and thus also at least components of the rotor to ground. Consequently, a static charge of the rotor due to the time-varying magnetic fields is excluded, for which no brushes or the like are needed.
Sofern das Lager nicht vollständig aus elektrisch leitfähigem Material besteht, ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil des Lagers mittels eines kohlenstoffhaltigen Kunststoffs umspritzt. Folglich ist die Oberfläche dieses Bestandteils elektrisch leitend, und auf diese Weise eine Angleichung des elektrischen Potentials des Rotors an das Potential des Kontaktelements ermöglicht. Alternativ hierzu ist das aus nicht leitfähigem Material erstellte Bauelement mittels Kohlenstofffasern umgeben. Zusammenfassend ist die Welle des Rotors mittels Bestandteile des Lagers mit dem Außenring elektrisch kontaktiert, wobei diese Bestandteile entweder selbst elektrisch leitend sind oder mittels einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sind. If the bearing is not completely made of electrically conductive material, a component of the bearing is suitably encapsulated by means of a carbon-containing plastic. Consequently, the surface of this component is electrically conductive, and thus enables an alignment of the electrical potential of the rotor to the potential of the contact element. Alternatively, the device made of non-conductive material is surrounded by carbon fibers. In summary, the shaft of the rotor is electrically contacted by means of components of the bearing with the outer ring, these components either electrically themselves are conductive or provided by means of an electrically conductive coating.
Das Heizungsgebläse des Kraftfahrzeugs weist zweckmäßigerweise ein Lüfterrad auf, das mittels einer elektrischen Maschine angetrieben wird, die insbesondere ein bürstenloser Gleichstrommotor ist. Der auf diese Weise gebildete Lüfter ist zweckmäßigerweise ein Radiallüfter. Mittels des Heizungsgebläses wird Luft in einen Innenraum des Kraftfahrzeugs bewegt, die geeigneterweise mittels einer Kühlflüssigkeit des Kraftfahrzeugs erwärmt und/oder mittels einer Klimaanlage gekühlt wird. Die elektrische Maschine umfasst einen Stator sowie einen um eine Rotorachse drehbar gelagerten Rotor, der zweckmäßigerweise mit dem Flügelrad in Wirkverbindung steht. Die elektrische Maschine umfasst ferner eine Elektronik, mittels derer insbesondere der Stator bestromt wird. Zwischen der Elektronik und dem Stator ist eine Schirmplatte angeordnet, die mit einem Masseanschluss einer Anschlusseinrichtung der Elektronik elektrisch kontaktiert ist. Hierbei ist ein Kontaktelement kraftschlüssig zwischen der Schirmplatte und dem Stator angeordnet, das aus einem elektrisch leitfähigen Material erstellt ist. Auf diese Weise ist zumindest ein Abschnitt des Stators auf einem elektrischen Potential, das Masse entspricht, wobei die Montage vergleichsweise einfach ist. The heating fan of the motor vehicle expediently has a fan wheel, which is driven by means of an electric machine, which is in particular a brushless DC motor. The fan formed in this way is expediently a radial fan. By means of the heater blower air is moved into an interior of the motor vehicle, which is suitably heated by means of a cooling liquid of the motor vehicle and / or cooled by means of an air conditioner. The electric machine comprises a stator and a rotor rotatably mounted about a rotor axis, which is expediently in operative connection with the impeller. The electric machine further comprises electronics, by means of which in particular the stator is energized. Between the electronics and the stator a shield plate is arranged, which is electrically contacted with a ground terminal of a connection device of the electronics. Here, a contact element is arranged non-positively between the shield plate and the stator, which is made of an electrically conductive material. In this way, at least a portion of the stator is at an electrical potential corresponding to ground, the mounting being comparatively simple.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals
In
In
Der Stator
An dem Stator
Die Schraube
Wie in
Die Blechzunge
Am unteren, dem Flachstück entgegengesetzten Ende der Blechzunge
In
Die Schenkel
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassenThe invention is not limited to the embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the individual embodiments are also combinable with one another in other ways, without departing from the subject matter of the invention
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 2 2
- Heizungsgebläse heater blower
- 4 4
- Luftzufuhr air supply
- 6 6
- Luftaustrittsdüse air outlet nozzle
- 8 8th
- Armaturenbrett dashboard
- 10 10
- Gehäuse casing
- 12 12
- Gebläse fan
- 14 14
- Elektromotor electric motor
- 16 16
- Lüfterrad fan
- 18 18
- Kühlleitung cooling line
- 19 19
- Klimaanlage air conditioning
- 20 20
- Strebe strut
- 22 22
- Haltering retaining ring
- 24 24
- Stator stator
- 26 26
- Schirmplatte faceplate
- 28 28
- Elektronik electronics
- 30 30
- Leiterplatte circuit board
- 32 32
- Anschlusseinrichtung connecting device
- 34 34
- Masseanschluss ground connection
- 36 36
- Lagerschild end shield
- 38 38
- Kragen collar
- 40 40
- Anschlusskontakt connection contact
- 42 42
- Aussparung recess
- 44 44
- Lager camp
- 46 46
- Außenring outer ring
- 48 48
- Innenring inner ring
- 50 50
- Welle wave
- 52 52
- Rotor rotor
- 54 54
- Rotorachse rotor axis
- 56 56
- Permanentmagnete permanent magnets
- 58 58
- Befestigungsschale mounting tray
- 60 60
- Kontaktelement contact element
- 62 62
- Schraube screw
- 64 64
- Kontaktabschnitt Contact section
- 66 66
- Befestigungsabschnitt attachment section
- 68 68
- Fortsatz extension
- 70 70
- Bohrung drilling
- 72 72
- Aussparung recess
- 74 74
- Fortsatz extension
- 76 76
- Isolierkörper insulator
- 77 77
- Aussparung recess
- 78 78
- Blechpaket laminated core
- 80 80
- Aussparung recess
- 82 82
- Blechzunge sheet metal tongue
- 84 84
- Führungsschiene guide rail
- 86 86
- Verschieberichtung displacement direction
- 88 88
- Flachstück sheet
- 90 90
- Flachstück sheet
- 92 92
- Druckkontaktstück Pressure contact piece
- 94 94
- Rastnase locking lug
- 96 96
- Schenkel leg
- 98 98
- Schenkel leg
- 100 100
- Begrenzungsring limiting ring
- 102 102
- Langloch Long hole
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1621773 A1 [0002] EP 1621773 A1 [0002]
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