WO2015197574A1

WO2015197574A1 - Elektrische maschine

Info

Publication number: WO2015197574A1
Application number: PCT/EP2015/064035
Authority: WO
Inventors: Maurad Berkouk; Sebastien Labat; Eric Fournier
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2015-12-30
Anticipated expiration: 2016-12-26

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 einen Kühlerlüfter (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hauptlüfter, mit einer elektrischen Maschine (14).

Description

Beschreibung

Elektrische Maschine

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine, die Bestandteil eines Kraftfahrzeugs ist. Unter elektrische Maschine wird beispielsweise ein Elektromotor jedoch auch ein Generator verstanden.

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 EP 1 621 773 A1 bekannt, einen elektrischen Lüfter zu verwenden, mittels dessen der Fahrtwind verstärkt wird.

Derartige Elektromotoren werden in jüngerer Zeit häufig als sogenannte bürstenlose Maschinen ausgestaltet, wobei entsprechend eine direkte elektrische Kontak- tierung 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. 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 Ab- strahlung von elektromagnetischen Wellen im Bereich der Wicklungen und der Zuleitungen zu rechnen.

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 Maschine gut zu entstören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete elektrische Maschine eines Kraftfahrzeugs und einen Kühlerlüfter eines Kraftfahrzeugs anzugeben, bei denen insbesondere die Erzeugung störender elektromagnetischer Abstrahlungssignale minimiert sind, und die geeigneterweise vergleichsweise einfach, zuverlässig und montagefreundlich sind.

Hinsichtlich der elektrischen Maschine wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kühlerlüfters durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die elektrische Maschine ist Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und geeigneterweise Teil eines Versteilantriebs oder eines Lüfters. Hierbei dient der Lüfter vorzugsweise dem Kühlen einer Verbrennungskraftmaschine (Verbrennungsmotor). Die elektrische Maschine ist beispielsweise ein Generator, jedoch besonders bevorzugt ein Elektromotor und insbesondere ein Gleichstrommotor. Vorzugsweise ist der Elektromotor bürstenlos.

Die elektrische Maschine weist einen Rotor, einen Stator und eine Elektronik auf, wobei mittels der Elektronik der Stator bestromt wird. Beispielsweise ist die Elekt- ronik als Brückenschaltung aufgebaut und umfasst eine Anzahl von IGBTs, MOS- FETs 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.

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.

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. Zwischen der Schirnnplatte 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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. 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.

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, bei- spielsweis 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.

Sofern das Lager nicht vollständig aus elektrisch leitfähigem Material besteht, ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil des Lagers mittels eines kohlenstoffhaltigen Kunststoffs umsp tzt. 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.

Der Kühlerlüfter des Kraftfahrzeugs ist insbesondere ein Hauptlüfter und dient der Kühlung einer Verbrennungskraftmaschine. Alternativ hierzu ist der Kühlerlüfter Bestandteil einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs. Der Kühlerlüfter umfasst vorzugsweise ein Lüfterrad, das von einer elektrischen Maschine angetrieben wird, die insbesondere ein bürstenloser Gleichstrommotor ist. 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.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 schematisch einen Kühlerlüfter mit einem Elektromotor,

Fig. 2 perspektivisch den Elektromotor mit einer Elektronik und einer

Schirmplatte ,

Fig. 3 - 5 einen Stator des Elektromotors, mit einem Kontaktelement,

Fig. 6 in Schnittdarstellung das zwischen Schirmplatte und Stator angeordnete Kontaktelement im Montagezustand,

Fig. 7 das Kontaktelement,

Fig. 8 eine erste Ausführungsform einer Blechzunge, und

Fig. 9a, b eine zweite Ausführungsform der Blechzunge .

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen

In Fig. 1 ist schematisch vereinfacht in einer Seitendarstellung ein Kühlerlüfter 2 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Kühlerlüfter 2 umfasst ein Kühlernetz 4, durch das ein Kühlrohr 6 geführt ist. Innerhalb des Kühlrohrs 6 befindet sich eine Kühlflüssigkeit, welche mittels einer hier nicht dargestellten Pumpe in Zirkulation gehalten wird. Die Kühlflüssigkeit wird durch eine Verbrennungskraftmaschine 8 geleitet und von dieser erwärmt, wobei die Verbrennungskraftmaschine 8 gekühlt wird. Die erwärmte Kühlflüssigkeit wird erneut durch das Kühlernetz 4 geleitet, welches von einem Fahrtwind beaufschlagt ist. Die Richtung des Fahrtwindes ist hierbei längs einer Fahrtwindrichtung 10, die im Wesentlichen der Hauptfortbewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs entspricht.

Mittels eines Lüfters 12, der in Fahrtwindrichtung 10 hinter dem Kühlernetz 4 angeordnet ist, wird der Fahrtwind verstärkt oder bei einem Stillstand des Fahrzeugs erzeugt. Dies erfolgt mittels eines Elektromotors 14, der ein Lüfterrad 16 in Rotation versetzt. Ferner wird mittels des Lüfterrades 16 der Fahrtwind auf die Verbrennungskraftmaschine 8 geleitet, und diese somit von außen mit dem Fahrtwind beaufschlagt. Dies führt zu einer zusätzlichen Kühlung der Verbrennungskraftmaschine 8. Das Lüfterrad 16 ist innerhalb einer Kühlerzarge 18 angeordnet, mittels derer der Fahrtwind gelenkt wird. In dem Übergangsbereich zwischen der Zarge 18 und dem Lüfterrad 16 befinden sich Bürsten oder eine bestimmte Kontur, die jeweils eine sogenannte Leckluft zwischen den beiden Komponenten unterbindet. Der Elektromotor 14 ist mittels Streben 20 an der Zarge 18 befestigt. Die Streben 20 sind einstückig mit der Zarge 18 hergestellt, beispielsweise in einem Kunst- stoffspritzverfahren .

In Fig. 2 ist der Elektromotor 14 perspektivisch dargestellt. Der Elektromotor 14 ist von einem Haltering 22 aus Kunststoff umgeben, an dem die Streben 20 in Form von Laschen angeformt sind. Innerhalb des Halterings 22 befindet sich ein Stator 24 des Elektromotors 14, der mit einer schalenartigen Schirmplatte 26 fluchtet. Die Öffnung der Schirmplatte 26 ist von dem Stator 26 weg orientiert, und die Seitenwände der schalenartigen Schirmplatte 26 fluchten mit den Begrenzungswänden des Stators 24. Innerhalb der Schirmplatte 26 ist eine Elektronik 28 angeordnet. Die Elektronik 28 umfasst eine Leiterplatte 30, die parallel zu dem Boden der schalenartigen Schirmplatte 26 angeordnet ist. Die Leiterplate 30 selbst weist eine Anzahl von IBGTs sowie Widerständen und Kondensatoren auf, mittels derer eine B6-Schaltung realisiert ist. Die Elektronik 28 umfasst ferner eine Anschlusseinrichtung 32 in Form eines Steckers. Die Anschlusseinrichtung 32 weist einen Masse- anschluss 34 auf, der mit der Schirmplatte 26 elektrisch kontaktiert ist (Fig. 8, Fig. 9a, b). Infolgedessen ist die Schirmplatte 26 bei Betrieb des Elektromotors 14 auf Masse. Im Montagezustand ist ein korrespondierender Stecker eines Kabelbaums des Kraftfahrzeugs mit der Anschlusseinrichtung 32 kontaktiert, und somit eine Versorgung des Elektromotors 14 mit elektrischer Energie ermöglicht. Ferner ist die Schirmplatte 26 mit einem nicht gezeigten Elektronikfachdeckel abgedeckt, so dass die Elektronik 28 vor Beschädigungen geschützt ist.

Fig. 3 zeigt perspektivisch den Elektromotor 14 gemäß Fig. 2, wobei der Haltering 22 und die Elektronik 28 sowie die Schirmplatte 26 entfernt sind. Der Stator 24 weist einen b-seitigen Lagerschild 36 auf, dessen Form im Wesentlichen der der Schirmplatte 26 entspricht. Im Montagezustand ist die Schirmplatte 26 auf einem umlaufenden Kragen 38 des Lagerschildes 36 aufgesetzt. Der Stator 24 weist ferner vier Anschlusskontakte 40 auf, mittels derer nicht dargestellte Wicklungen des Stators 24 elektrisch kontaktiert sind. Die Anschlusskontakte 40 ragen durch entsprechende Ausnehmungen der Schirmplatte 26 und sind im Montagezustand mit Bestandteilen der Leiterplatte 30 elektrisch kontaktiert.

Der Stator 24 weist eine zentrale Aussparung 42 mit einem runden Querschnitt auf. Innerhalb der Aussparung 42 ist ein Lager 44 angeordnet, wobei ein Außenring 46 des Lagers 44 an dem Stator 42 angebunden ist. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Innenring 48 des Lagers 44 an einer Welle 50 eines in Fig. 5 gezeigten Rotors 52 angebunden. Infolgedessen ist der Rotor 52 um eine Rotorachse 54 drehbar gelagert. Ein Freiende der Welle 50 befindet sich hierbei innerhalb der Aussparung 42, wohingegen das verbleibende Ende der Welle 50 an dem Lüfterrad 16 angebunden ist. Der Rotor 52 umfasst vier kreisbogenartige Permanentmagnete 56, die um die Rotorachse 54 verteilt zur Erstellung eines Rings zusammengefügt sind. Hierbei sind die Permanentmagnete 56 an einer Befestigungsschale 58 angebunden, die ihrerseits an der Welle 50 befestigt ist. Die mittels der Anschlusskontakte 40 bestromten, nicht dargestellten Spulen befinden sich zwischen den Permanentmagneten 56 und der Rotorachse 54. Mit anderen Worten handelt es sich bei dem Elektromotor 14 um einen Außenläufer.

An dem Stator 24 ist ein in Fig. 7 perspektivisch gezeigtes Kontaktelement 60 mittels einer parallel zur Rotorachse 54 angeordneten Schraube 62 befestigt. Das Kontaktelement 60 ist aus einem elektrisch leitfähigen Blech als Stanzbiegeteil ausgeführt und umfasst einen C-förmigen Kontaktabschnitt 64, an dessen einem Freiende ein Befestigungsabschnitt 66 angeformt ist. Der Befestigungsabschnitt 66 geht in einen stegartigen Fortsatz 68 über, der im Vergleich zum Befestigungsabschnitt um im Wesentlichen 90° abgewinkelt ist. Der Befestigungsabschnitt 66 weist eine Bohrung 70 auf, innerhalb derer die Schraube 62 angeordnet ist, wobei im Montagezustand der Kopf der Schraube 62 an dem Befestigungsabschnitt 66 anliegt. Die Schraube selbst ragt, wie in Fig. 6 in einer Schnittdarstellung parallel zur Rotorachse 54 gezeigt, durch eine Aussparung 72 des Lagerschilds 36, wobei der Befestigungsabschnitt 66 im Wesentlichen vollflächig an dem Lagerschild 36 anliegt. Die Schraube 62 ist auf der dem Kontaktelement 60 gegenüber liegenden Seite des Lagerschilds 36 mittels einer Hülse 74 eines Isolierkörpers 76 des Stators 24 umgeben. Hierbei ist die Schraube 62 in eine Aussparung 77 des Isolierkörpers 76 gedreht, wobei sich die Schraube bei Montage das zugeordnete Gewinde fräst. Mit anderen Worten ist der Isolierkörper 76 abschnittsweise nach Art eines Hohlzylinders geformt, wobei die Schraube 72 innerhalb des Hohlzylinders 74 angeordnet ist. Mittels des Isolierkörpers 76 ist ferner die zentrale Aussparung 42 des Stators 24 ausgekleidet. Der Stator 24 weist ferner ein Blechpaket 78 aus einzelnen, senkrecht zur Rotorachse 54 angeordneten und gegeneinander isolierten Blechen auf, das eine Aussparung 80 aufweist. Die Aussparung 80 des Blechpakets 78 fluchtet hierbei mit der Aussparung 77 des Isolierkörpers 76 und die Schraube 62 ist mit ihrem Freiende innerhalb der Aussparung 80 des Blechpakets 78 angeordnet.

Wie in Fig. 6 gezeigt, ist im Montagezustand der Kontaktabschnitt 64 des Kontaktelements 60 kraftschlüssig zwischen der Schirmplatte 26 und dem Lagerschild 36 angeordnet und mit diesem in direktem mechanischem Kontakt, so dass der Lagerschild 36 auf dem gleichen elektrischen Potential wie die Schirmplatte 26 ist. Der Fortsatz 68 des Kontaktelements 60 ist innerhalb der Aussparung 42 angeordnet und wird mittels des Außenrings 44 des Lagers 42 gegen den Isolierkörper 76 gepresst. Hierbei ist der Außenring 44 in direktem mechanischem Kontakt mit dem Fortsatz 68, sodass dieser ebenfalls auf Masse ist. Zwischen dem Außenring 44 und dem Innenring 48 befindende, nicht dargestellte Kugeln des Lagers 44 sind ebenfalls aus Metall erstellt oder mittels eines kohlenstoffhaltigen Kunststoffes umspritzt. Folglich weist der ebenfalls aus Metall gefertigte Innenring 48 ebenfalls ein elektrisches Potential auf, das Masse entspricht. Infolgedessen ist die hiermit elektrisch kontaktierte Welle 50 ebenfalls auf Masse, und eine elektrostatische Aufladung des Rotors 52 vermieden.

Fig. 8 zeigt eine Ausgestaltung der Kontaktierung des Masseanschluss 34 mit der Schirmplatte 26. Hierfür ist der Massenanschluss 34 an der Leiterplatte 30 befestigt und mit einer Blechzunge 82 elektrisch kontaktiert. An der Leiterplatte 30 ist ferner eine Führungsschiene 84 befestigt, entlang derer bei Montage die Blechzu- nge 82 in Richtung des Doppelpfeils 86 verschiebbar ist, der parallel zur Rotorachse 54 ist.

Die Blechzunge 82 weist an ihrem oberen Ende ein Flachstück 88 auf, das hier als rechtwinklig abgewinkeltes Ende der Blechzunge 82 ausgeführt ist. Dieses liegt im Montagezustand auf der Führungsschiene 84 auf und geht in ein weiteres, hierzu rechtwinkliges Flachstück 90 über, sodass der Querschnitt der Blechzunge 82 im Wesentlichen U-förmig ist.

Am unteren, dem Flachstück entgegengesetzten Ende der Blechzunge 82 ist ein Druckkontaktstück 92 in Form eines ebenfalls umgebogenen Endes erkennbar. Dort befindet sich eine Rastnase 94, die einen Hintergriff zu der Leiterplatte 30 bildet. Mit anderen Worten sind die Leiterplatte 30 und die Führungsschiene 84 kraftschlüssig zwischen dem Flachstück 88 und dem Flachstück 94 eingeklemmt. Das Druckkontaktstück 92 selbst wird mittels einer nicht dargestellten Befestigung der Leiterplatte 30 an der Schirmplatte 26 gegen die Schirmplatte 26 gepresst, so dass ein elektrischer Kontakt zwischen diesen erstellt ist.

In Fig. 9a und b ist eine weitere Ausführung der Blechzunge 82 perspektivisch bzw. perspektivisch in einer Schnittdarstellung gezeigt. Die Blechzunge 82 ist im Vergleich zu der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform verkürzt ausgeführt. So fehlen die Flachstücke 88 und 90, wohingegen die Rastnase 94 und das Druckkontaktstück 92 den entsprechenden in Fig. 8 gezeigten Bauteilen entsprechen. Das dem Druckkontaktstück 92 gegenüber liegende Ende der Blechzunge 82 ist freiendseitig unter Bildung zweier Schenkel 96, 98 eingeschnitten. Die beiden Schenkel 96, 98 sind jeweils um 90° abgewinkelt, wobei die Richtung hierzu antiparallel ist. Mit anderen Worten ist bei einer Draufsicht auf die Leiterplatte 30 und auf die Blechzunge 82 der gebildete Umriss der Blechzunge 22 im Wesentlichen Z- bzw. S-förmig.

Die Schenkel 96, 98 liegen auf einem aus einem leitenden Material hergestellten Begrenzungsring 100 auf, mittels dessen eine Umrandung eines in die Leiterplatte 30 eingebrachten Langlochs 102 gebildet ist. Der Begrenzungsring 100 ist mit Masse verbunden. Beispielsweise ist hierfür eine Litze an dem Begrenzungsring 100 angelötet oder eine Leiterbahn führt von dem Begrenzungsring 100 zu dem Masseelement 34.

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 verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Kühlerlüfter

4 Kühlernetz

6 Kühlrohr

8 Verbrennungskraftnnaschine

10 Fahrtwindrichtung

12 Lüfter

14 Elektromotor

16 Lüfterrad

18 Kühlerzarge

20 Strebe

22 Haltering

24 Stator

26 Schirmplatte

28 Elektronik

30 Leiterplatte

32 Anschlusseinrichtung

34 Masseanschluss

36 Lagerschild

38 Kragen

40 Anschlusskontakt

42 Aussparung

44 Lager

46 Außenring

48 Innenring

50 Welle

52 Rotor

54 Rotorachse

56 Permanentmagnete

58 Befestigungsschale

60 Kontaktelement

62 Schraube Kontaktabschnitt Befestigungsabschnitt Fortsatz

Bohrung

Aussparung

Fortsatz

Isolierkörper

Aussparung

Blechpaket

Aussparung

Blechzunge

Führungsschiene Verschieberichtung Flachstück

Flachstück

Druckkontaktstück Rastnase

Schenkel

Begrenzungsring Langloch

Claims

Ansprüche

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), wobei zwischen dem Stator (24) und der Elektronik (28) eine mit einem Masseanschluss (34) der Anschlusseinrichtung (32) elektrisch kontaktierte Schirmplatte (26) angeordnet ist, und wobei ein elektrisch leitendes Kontaktelement (60) zwischen der Schirmplatte (26) und dem Stator kraftschlüssig angeordnet ist.

Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Kontaktelement (60) einen C-förmigen Kontaktabschnitt (64) aufweist.

Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Kontaktelement (60) mittels eines Befestigungsmittels (62) an einem Lagerschild (36) des Stators (24) befestigt ist.

Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Befestigungsmittel (62) eine Schraube oder ein Stift ist, wobei zwischen dem Stift und dem Stator (24) eine Presspassung erstellt ist.

Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 3 oder 4,

dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (62) durch den Lagerschild (36) ragt.

6. Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stator (24) einen Isolierkörper (76) aufweist, der auf der der Schirmplatte (26) abgewandten Seite des Lagerschilds (36) angeordnet ist, wobei das Befestigungsmittel (62) teilweise innerhalb einer Aussparung (77) des Isolierkörpers (76) angeordnet ist, insbesondere innerhalb eines hohlzylindrischen Fortsatzes (74).

7. Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Stator (24) ein Blechpaket (78) aufweist, das auf der der Schirmplatte (26) abgewandten Seite des Lagerschilds (36) angeordnet ist, wobei das Befestigungsmittel (62) teilweise innerhalb einer Aussparung (80) des Blechpakets (78) angeordnet ist.

8. Elektrische Maschine (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass an dem Stator (24) ein Lager (44) angebunden ist, mittels dessen eine Welle (50) des Rotors (52) gelagert ist, und dass das Kontaktelement (60) einen Fortsatz (68) aufweist, mittels dessen ein Außenring (46) des Lagers (44) elektrisch kontaktiert ist.

9. Elektrische Maschine (14) nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Lager (44) aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, insbesondere aus einem Metall, oder dass ein elektrisch nicht leitendes Element des Lagers (44) mit kohlenstoffhaltigem Kunststoff umspritzt oder mittels Kohlenstofffasern umgeben ist.

10. Kühlerlüfter (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hauptlüfter, mit einer elektrischen Maschine (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.