Warning: fopen(111data/log202006031804.log): failed to open stream: No space left on device in /home/pde321/public_html/header.php on line 107

Warning: flock() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 108

Warning: fclose() expects parameter 1 to be resource, boolean given in /home/pde321/public_html/header.php on line 113
Elektronisch kommutierter Gleichstrom-Kleinmotor - Dokument DE4130520A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4130520A1 18.03.1993
Titel Elektronisch kommutierter Gleichstrom-Kleinmotor
Anmelder Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart, DE
Erfinder Bernauer, Christof, Dipl.-Ing., 7564 Hundsbach, DE;
Maier, Alfred, 7590 Achem, DE
DE-Anmeldedatum 13.09.1991
DE-Aktenzeichen 4130520
Offenlegungstag 18.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse H02K 29/06
IPC-Nebenklasse H02P 6/00   F04D 25/06   H02K 11/00   
Zusammenfassung Es wird ein elektronisch kommutierter Gleichstrom-Kleinmotor vorgeschlagen, der insbesondere als Gebläsemotor dient. Der Kleinmotor umfaßt einen eine Wicklung tragenden Stator und einen Rotor, der zumindest einen permanentmagnetischen, scheibenförmigen Abschnitt aufweist, aus dessen einer Stirnfläche eine Rotorwelle ragt, die in einer zu dieser Stirnfläche im wesentlichen parallel angeordneten, aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Statorplatte gelagert ist. Ein besonders einfacher und kompakter Aufbau des Kleinmotors ergibt sich, wenn die Statorplatte mehrere elektrisch voneinander isolierte Teilplatten aufweist, die durch eine Kunststoffumhüllung miteinander verbunden sind, wenn weiter die unterschiedliches elektrisches Potential aufweisenden Teilplatten zum Arbeitsstromkreis des Kleinmotors gehören und mit elektronischen Bauelementen und den Wicklungen leitend verbunden sind.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gleichstrom-Kleinmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solcher Kleinmotor bekannt (DE-OS 39 14 082), bei dem an einem einstückigen Stator-Basiselement eine Platine befestigt ist, welches ein Hall-IC und einen Kondensator trägt. Darüber hinaus benötigt der bekannte Kleinmotor noch eine Leiterplatte, welche u. a. die zur Schutzbeschaltung des Motors erforderlichen elektronischen Bauelemente aufweist. Diese Leiterplatte muß als separates Bauteil beispielsweise innerhalb eines zum Kleinmotor gehörenden Gehäuses untergebracht werden.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Gleichstrom-Kleinmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Statorplatte selbst als Leiterplatte ausgebildet ist, auf der alle elektronischen Bauelemente angeordnet sind. Gleichzeitig wird über diese Leiterplatte die Wicklung des Stators mit Strom versorgt und auch der magnetische Kreis geschlossen. Ein Abschnitt der Stromführung ist also mit der Führung des Magnetflusses kombiniert. Es ergibt sich somit ein besonders einfacher, kompakter und kostengünstiger Aufbau des Gleichstrom-Kleinmotors.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Gleichstrom-Kleinmotors möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Gebläses, das mittels eines im Schnitt dargestellten Gleichstrom-Kleinmotors betrieben wird, Fig. 2 einen Schnitt durch den Gleichstrom-Kleinmotor entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Ansicht des Gleichstrom-Kleinmotors in Richtung des Pfeiles III-III in Fig. 1 gesehen, Fig. 4 eine Ansicht eines aus mehreren Teilplatten bestehenden Gerüstes eines zum Gleichstrom-Kleinmotor gehörenden, plattenförmigen Stators und Fig. 5 eine Seitenansicht der Gerüst-Anordnung gemäß Fig. 4.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in Fig. 1 dargestellter Gleichstrom-Kleinmotor 10 weist einen plattenförmigen Stator 12 und einen Rotor 14 auf. Der Stator 12 ist mit einem plattenförmigen Gerüst 15 versehen, das in Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist. Der Aufbau des plattenförmigen Gerüsts 15 ist im einzelnen aus Fig. 4 ersichtlich. Dort erkennt man, daß das Gerüst 15 aus einer Anzahl von Teilplatten 16, 18, 20, 22, 24, 26 und 28 besteht. Die Teilplatten 16 bis 28 sind verkupfert, verzinnt und mit Abstand voneinander angeordnet, so daß zwischen einander benachbarten Teilplatten spaltartige Gänge 30 verbleiben. Das so gebildete Gerüst 15 des Stators 12 ist im wesentlichen rechteckförmig. Lediglich die beiden Teilplatten 26 und 28 weisen langgestreckte bandartige Ansätze 32 und 34 auf. Dieses mehrteilige Gerüst 14 ist mit einer Kunststoffumhüllung 36 versehen (Fig. 1), welche die einzelnen Teile 16 bis 28 des Gerüstes 14 zu einem einzigen Teil - dem Stator 12 - zusammenhält. Da die Umhüllung 36 in einem Spritzarbeitsgang auf das Gerüst 15 aufgebracht wird, gelangt genügend Kunststoff auch in die Spalten 30, so daß die einzelnen, aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Teilplatten elektrisch voneinander isoliert sind. Die Bänder 32 und 34 der Teilplatten 26 und 28 treten jedoch beim Ausführungsbeispiel aus der Umhüllung 36 heraus. Die Teilplatte 24 ist mit einer Bohrung 38 versehen, in welcher eine Lagerbuchse 40 befestigt ist (Fig. 1). Dazu liegt die Lagerbuchse 40 mit einem Ringbund 42 an der einen Seite der Teilplatte 24 an. Wie Fig. 1 weiter zeigt, ragt die Buchse 40 auf der anderen Seite der Teilplatte 24 aus dieser heraus. Schließlich ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß an der dem Ringbund 42 gegenüberliegenden Seite des Gerüsts 15 an die Umhüllung 36 ein Spulenkörper 46 angespritzt worden ist. Der Spulenkörper 46 ist also einstückig mit der Umhüllung 36 verbunden. Aus den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß der Spulenkörper 46 eine Wicklung 48 trägt, die beim Ausführungsbeispiel bifilar, also zweispulig ausgebildet ist. Der Rotor 14 des Gleichstrom-Kleinmotors 10 weist einen scheibenförmigen Abschnitt 52 auf, der aus Permanentmagneten ausgebaut ist. Aus seiner einen Stirnfläche 54 ragt eine Rotorwelle 56, welche in der Bohrung der Lagerbuchse 40 gelagert ist. An der anderen, der Rotorwelle 56 gegenüberliegenden Stirnfläche 58 ist der scheibenförmige Abschnitt 52 mit Flügeln 60 versehen, so daß der Rotor 14 gleichzeitig auch ein Gebläserad bildet. Der gesamte bisher beschriebene Aufbau des Gleichstrom-Kleinmotors 10 ist in einem in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien angedeuteten Gehäuse 62 untergebracht, das eine Ansaugöffnung 64 aufweist. Die Ansaugöffnung 64 ist kreisrund ausgebildet und liegt im wesentlichen dem Rotor 14 gegenüber. Während des Betriebs des Gleichstrom-Kleinmotors 10 wird Luft durch die Öffnung 64 angesaugt, was durch die strichpunktierten Pfeile 66 in Fig. 1 angedeutet ist. In diesem Luftstrom befindet sich ein Sensor 68, der über Leitungsmittel 70 mit den Bändern 32 und 34 verbunden ist. Von den beiden Bändern 32, 34 ist in Fig. 1 lediglich das Band 34 sichtbar. Es ist aus seiner in Fig. 4 dargestellten, gestreckten Lage heraus so abgewinkelt worden, daß sich der Sensor 68 innerhalb des Gehäuses 62 direkt in der angesaugten Luft befindet, wenn der Motor 10 aktiviert ist.

Durch die besondere Ausgestaltung des Gerüsts 15, insbesondere dadurch, daß die einzelnen Teilplatten 16 bis 28 voneinander elektrisch isoliert sind und darüber hinaus die Teilplatten selbst aus einem ferromagnetischen Material bestehen, ist es möglich, diese Teilplatten sowohl in den Arbeitsstromkreis, als auch in den Regelungsstromkreis des Gleichstrom-Kleinmotors 10 mit einzubeziehen. Dazu weist die Kunststoffumhüllung 36 an ihrer von dem Rotor 14 abgewandten Seite mehrere fensterartige Aussparungen 72, 74, 76 auf, durch welche Teilbereiche der Teilplatten 16 bis 28 sichtbar und frei zugänglich sind. Auf diese Bereiche können elektronische Bauelemente 77 wie z. B. Kondensatoren, Transistoren etc. aufgebracht und befestigt werden. Weitere fensterartige Aussparungen 78 und 80 legen Anschlußstellen für den Arbeitsstrom, des Gleichstrom-Kleinmotors 10 und des Sensors 68 frei. Diese Fenster sind alle aus Fig. 3 zu ersehen. In diesen Fenstern erkennt man auch wieder die in Fig. 4 vollständig sichtbaren Isolierspalten 30. Wie Fig. 2 zeigt ist auch auf der dem Rotor 14 zugewandten Seite der Umhüllung 36 ein Fenster 82 vorhanden, in welches beim Ausführungsbeispiel ein elektronisches Bauelemente 84 mit bedrahteten Anschlüssen eingesetzt ist. Da die Bauteile 77 in SMD-Technologie ausgeführt sind, können alle Bauteile (77, 84 u. 86) sowie die Spulenanschlüsse 86 in einem Arbeitsgang über einer Lötwelle auf das Gerüst 15 aufgelötet werden.

Es zeigt sich bei genauer Betrachtung insbesondere der Fig. 2 und 3, daß die elektronischen Bauelemente stets Isolierspalte 30 überbrücken, so daß sie mit Teilplatten verbunden sind, die unterschiedliches elektrisches Potential aufweisen. Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich ist, sind die Teilplatten 20, 22 und 24 mit rechtwinklig abgekröpften Lappen 86 versehen, welcher ebenfalls aus der Umhüllung 36 herausragen und zum Anschluß der Spulenenden der Wicklung 48 dienen. In Fig. 2 sind die Spulenenden mit der Bezugszahl 88 versehen worden. Schließlich sind beim Ausführungsbeispiel aus den Teilplatten 20 und 24 jeweils ein freigeschnittener, aus der Umhüllung 36 in Richtung zum Rotor 14 ragender Lappen 90 herausgebogen. Diese beiden Lappen 90 befinden sich im Bereich des Rotors 14. Da solche Kleinmotoren aus bestimmten Ruhepositionen nur schlecht oder gar nicht in einer definierten Drehrichtung anlaufen, sollen diese Lappen 90 dafür sorgen, daß der Rotor 14 eine ganz bestimmte Ruheposition einnimmt, aus welcher heraus er beim Anlegen einer Gleichspannung an die Statorwicklung 48 problemlos in der vorgegebenen Drehrichtung anläuft.

Der Sensor 68 wird bei laufendem Gebläse direkt von der angesaugten Luft (Pfeile 66) angeströmt, so daß er die gewünschte Information ohne Verzögerung einer entsprechenden, nicht dargestellten Regelelektronik, beispielsweise für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, liefert. Die gewünschte Information kann sich beispielsweise auf die Temperatur im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeuges beziehen. Jedoch ist es auch denkbar über den Sensor 68 beispielsweise die Luftfeuchtigkeit, die Schadstoffkonzentration im Fahrgastraum oder dgl. zu überwachen. Es ist klar, daß auch da die Bänder 32 und 34 der Teilplatten 26, 28 in den Regelstromkreis der Klimaanlage mit einbezogen sind.

Derartige Kleinmotoren, bei denen der Motorstrom nur ca. 30 mA beträgt, sind beispielsweise in der eingangs erwähnten DE-OS 39 14 082, der DE-PS 38 21 557 und den DE-OS 38 23 447 und 39 33 868 beschrieben. Auf die Offenbarungen aus diesen Schriften wird hiermit ausdrücklich Bezug genommen, so daß diese Offenbarungen zur Offenbarung der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektronisch kommutierter Gleichstrom-Kleinmotor, insbesondere Gebläsemotor, mit einem eine Wicklung tragenden Stator und einem Rotor, der zumindest einen permanentmagnetischen, scheibenförmigen Abschnitt aufweist, aus dessen einer Stirnfläche eine Rotorwelle ragt, die in einer zu dieser Stirnfläche im wesentlichen parallel angeordneten, aus einem ferromagnetischen Material bestehenden Statorplatte gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorplatte (14) mehrere elektrisch voneinander isolierte Teilplatten (16 bis 28) aufweist, die durch eine Kunststoffumhüllung (36) miteinander verbunden sind, daß die unterschiedliches elektrisches Potential aufweisenden Teilplatten (16 bis 28) zum Arbeitsstromkreis des Kleinmotors (10) gehören und mit elektronischen Bauelementen (84) und der Wicklung (48) leitend verbunden sind.
  2. 2. Kleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Umhüllung (36) ein die Wicklung (48) tragender Spulenkörper (46) angeformt ist.
  3. 3. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Bauelemente (84) in fensterartigen Aussparungen (72, 74, 76, 82) der Umhüllung (36) angeordnet und mit den Teilplatten (16 bis 28) verbunden sind.
  4. 4. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Durchbruch (38) einer der Teilplatten (24) eine Lagerbuchse (40) für die Rotorwelle (56) sitzt.
  5. 5. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die fensterartigen Aussparungen (72, 74, 76) an der einen Seite und der Spulenkern (46) an der anderen Seite des Stators (12) angeordnet sind.
  6. 6. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der von dem Stator (12) abgewandten Stirnfläche des scheibenförmigen Rotorabschnitts (52) Flügel (60) angeordnet sind und daß der Rotor (14) ein zum Gebläse gehörendes Gebläserad bildet.
  7. 7. Kleinmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleinmotor (10) in einem Gebläsegehäuse (62) untergebracht ist und daß im Bereich einer als Ansaugöffnung dienenden Gehäuseöffnung (64) ein Sensor (68) angeordnet ist.
  8. 8. Kleinmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (68) an langgestreckten, bandartigen Ansätzen (32, 34) von zwei Teilplatten (26, 28) gehalten ist.
  9. 9. Kleinmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (32, 34) innerhalb des Gebläsegehäuses (62) so abgewinkelt sind, daß der Sensor (68) im Bereich der Ansaugöffnung (64) liegt.
  10. 10. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rotors (14) aus wenigstens einer der Teilplatten (20, 24) ein Lappen (90) herausgebogen ist, der sich in Richtung zum Rotor (14) erstreckt.
  11. 11. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Teilplatten (20, 22 und 24) Lappen (68) zum Kontaktieren der Enden (88) der Wicklung (48) herausgebogen sind.
  12. 12. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilplatten (16 bis 28) der Statorplatte (14) zumindest abschnittsweise verkupfert und verzinnt sind.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com