Beschreibung

Funkentstörte Antriebseinheit, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuggebläses

Die Erfindung betrifft eine funkentstörte Antriebseinheit, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuggebläses, mit einem Elektromotor und einer mit dem Elektromotor verbundenen Steuereinheit .

Zur Funkentstörung von Elektromotoren sind üblicherweise besondere Kontaktverbindungen zum Potentialausgleich zwischen der Batterie-Minus-Leitung (Masseanschluss) des Speiseanschlusses des Elektromotors und dem Stator (Gehäuse) - Teil des Elektromotors vorgesehen, wie dies zum Beispiel durch das Dokument EP 0 504 469 Bl bekannt ist. Zusätzlich können Funkentstör-Bauelemente, wie beispielsweise Entstördrosseln und Entstörkondensatoren, vorgesehen werden. So werden Entstördrosseln bzw. Entstörkondensatoren, wie zum Beispiel in EP 0 880 218 Bl offenbart, beispielsweise in

Serie bzw. parallel zu der Rotorwicklung des Elektromotors geschaltet .

Die Herstellung des Massekontaktes und die Montage der Funkentstör-Bauelemente ist oft aufwändig. Zudem werden häufig platzraubende Montagevorrichtungen, wie beispielsweise Klemmbretter oder dergleichen, benötigt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebseinheit aus Elektromotor mit zugehöriger

Steuereinheit bereitzustellen, bei der die Steuereinheit in die Maßnahmen zur Funkentstörung, insbesondere im UKW- Bereich, auf besonders einfache und preiswerte Art und Weise einbezogen ist und damit die Funkentstörung für die Antriebseinheit insgesamt verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Antriebseinheit, insbesondere zum Antrieb eines Kraftfahrzeuggebläses, nach Anspruch 1 gelöst. Danach ist es vorgesehen, dass ein elektrisch leitfähiges Gehäuseteil der Steuereinheit mit der Batterie- Minus-Leitung (Masse-Anschluss) des Elektromotors elektrisch verbunden ist. Die derart hergestellte Masseverbindung dient insbesondere dem zu einer vollkommenen Funkentstörung notwendigen Potentialausgleich zwischen der Masse der Kraftfahrzeug-Karosserie und dem Motorgehäuse sowie dem Gehäuse der Steuereinheit. Damit wird die Funkentstörung der gesamten Antriebseinheit besonders im UKW-Bereich maßgeblich verbessert .

Da keine zusätzlichen Funkentstör-Bauelemente benötigt werden, ist der Teile- und Montageaufwand gering. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit eine besonders kostengünstige und einfache Verbesserung der Funkentstörung.

Die Erfindung ist besonders für Antriebseinheiten zum Antrieb von Kraftfahrzeuggebläsen geeignet, da dort die Verbindung zwischen einem Gehäuseteil der Steuereinheit, das gleichwohl als Kühlkörper ausgebildet sein kann, und der Masse- Anschlussleitung des Elektromotors besonders einfach herstellbar ist. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Lösung jedoch auch bei anderen Antriebseinheiten verwendbar, bei denen auf einfache Art und Weise eine Funkentstörung erreicht werden soll.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine besonders einfache Kontaktierung von Masse-Anschlussleitung und Kühlkörper ist möglich, wenn ein abisolierter Teil der Masse-Anschlussleitung in einem Klemmbereich zwischen einem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil der Steuereinheit und einem Gegenelement verklemmt ist.

Bei dem Gegenelement handelt es sich in einer Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise um einen Teil eines Kunststoff- Gehäuses zur Aufnahme des Elektromotors und der Steuereinheit. Die Masse-Anschlussleitung ist mit anderen Worten zwischen diesem Gehäuse und dem elektrisch leitfähigen Gehäuseteil der Steuereinheit verklemmt.

Eine besonders sichere Klemmwirkung wird dadurch erzielt, wenn der Teil des Kunststoff-Gehäuses, der zum Verklemmen der Masse-Anschlussleitung dient, als Federelement ausgebildet ist. Ein solches als integraler Bestandteil des Gehäuses ausgebildetes Federelement erhöht den Anpressdruck auf die Masse-Anschlussleitung und damit die Klemmwirkung, wodurch gleichzeitig ein sicherer, guter elektrischer Kontakt hergestellt ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Gegenelement als ein separates Federelement vorgesehen, das an einem Teil des Kunsstoff-Gehäuses des Elektromotors befgestigt ist, das gleichzeitig zur Aufnahme der

Steuereinheit dient. Das Federelement ist mit anderen Worten kein integraler Bestandteil des Gehäuses. Zwar erhöht sich dadurch gegenüber den zuvor beschriebenen Ausführungsformen die Anzahl der benötigten Einzelteile. Jedoch ermöglich die Verwendung eines separaten Federelements eine besonders flexible Montage, da mit Hilfe unterschiedlicher Federelemente baugrößenbedingte Toleranzen bei der Masse- Anschlussleitung sowie bei dem Gehäuse der Steuereinheit ausgeglichen werden können.

Eine noch zuverlässigere Klemmverbindung wird erreicht, wenn das Gehäuse der Steuerungseinheit oder das Gegenelement in dem Klemmbereich eine veränderte Oberflächenstruktur zur sicheren Kontaktierung des abisolierten Teils der Masse- Anschlussleitung aufweist. Dabei handelt es sich vorzugsweise um eine ein- oder beidseitig angeordnete Zahnung oder um eine entsprechende Anordnung von Zacken oder Dornen oder

dergleichen derart, dass die Masse-Anschlussleitung zusätzlich zwischen den Zähnen, Zacken oder Dornen etc. fixiert wird.

Ein weiterer Lösungsansatz geht nicht von einer alleinigen Verklemmung der Masse-Anschlussleitung zwischen dem Gehäuse der Steuereinheit und einem Gegenelement aus. Stattdessen ist das Federelement mit der Masse-Anschlussleitung beispielsweise durch eine Krimpverbindung fest verbunden und ggf. auch elektrisch kontaktiert. Anderseits ist das

Federelement so gestaltet, dass es an geeigneter Stelle der Aufnahmeöffnung des Kunststoff-Gehäuses, die die Steuereinheit aufnimmt, einfach aufgesteckt und somit fixiert werden kann. Nach der Montage der Steuereinheit liegt das Federelement wiederum federnd an dem leitfähigen Gehäuseteil der Steuereinheit an oder drückt einen abisolierten Bereich der Anschlussleitung gegen diesen und stellt so den Massekontakt her. Mit anderen Worten erfolgt also nicht in jedem Fall eine direkte elektrische Kontaktierung zwischen Masse-Anschlussleitung und Gehäuse der Steuereinheit. Eine elektrische Verbindung zwischen diesen Elementen kann auch mittelbar über das Federelement hergestellt werden, das zu diesem Zweck zumindest teilweise aus einem elektrisch leitenden Material besteht.

Bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Verbindung zwischen Masse-Anschlussleitung und Federelement besonders kostengünstig und sicher über eine Crimpverbindung. Dadurch ist eine Vorkonfektionierung der Masse-Anschluss- leitung mit dem Federelement möglich, wodurch der

Montagevorgang weiter vereinfacht wird. Darüber hinaus gewährleistet diese Ausführungsform eine besonders sichere Positionierung des Kontaktbereiches der Masse- Anschlussleitung relativ zu dem Kühlkörper der Steuereinheit.

Das oben genannte Gehäuse, in dem der Elektromotor montiert ist, ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt

und somit nicht leitend. Zugleich dient das Gehäuse auch als Adapter zur Schwingungsentkopplung und zur Montage an die Geblaseeinheit des Kraftfahrzeuges. Die Steuereinheit ist ebenfalls in diesem Kunststoffgehause montiert bzw. an dem Kunststoffgehause befestigt.

Das elektrisch leitfahige Gehauseteil der Steuereinheit ist in der bevorzugten Ausfuhrungsform gleichzeitig als Kühlkörper für die Steuerelektronik ausgebildet oder umgekehrt betrachtet dient der Kühlkörper der

Steuerelektronik gleichzeitig als ein Gehauseteil.

Gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung weist das Gehause eine öffnung auf, in welcher der Kühlkörper (Gehauseteil) der Steuereinheit angeordnet ist. Zugleich verlauft die Masse-Anschlussleitung durch diese öffnung. Das bedeutet, dass der Klemmbereich zur elektrischen Kontaktierung von Masse-Anschlussleitung und Kühlkörper durch die Lage des Kühlkörpers in der öffnung des Gehäuses bestimmt wird.

Vorzugsweise verlauft die Versorgungsleitung des Elektromotors, die neben der Masse-Anschlussleitung auch eine Plus-Anschlussleitung aufweist, von außen durch diese öffnung des Gehäuses hindurch zu einem Versorgungsanschluss des Elektromotors. Dabei dient entsprechend einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung der Rand der öffnung (entweder direkt oder mittels eines integrierten Federelements) zum Verklemmen der Masse-Anschlussleitung an dem Gehause der Steuereinheit bzw. zum Befestigen eines den Kühlkörper der

Steuereinheit kontaktierenden Federelements, welches mit der Masse-Anschlussleitung verbunden ist. Die öffnung des Gehäuses ist dabei vorzugsweise derart dimensioniert, dass die Steuereinheit einerseits sicher in der öffnung befestigbar ist und andererseits ausreichend Platz zur Durchfuhrung der Versorgungsleitung oder wenigstens der Masse-Anschlussleitung zur Verfugung steht. Je nachdem, ob

eine Ausführung mit einem Federelement oder eine Ausführung ohne Federelement vorgesehen ist, ist der für die Durchführung der Masse-Anschlussleitung bereitgestellt Platz dabei mehr oder weniger knapp bemessen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die mit Hilfe von Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in vereinfachten, z. T. schematischen Darstellungen:

FIG 1 eine erfindungsgemäße Antriebseinheit in Blockdarstellung,

FIG 2 eine Schnittdarstellung einer Steuereinheit in einer Gehäuseöffnung,

FIG 3 eine Gehäuseöffnung mit integriertem Federelement,

FIG 4 eine Gehäuseöffnung mit separatem Federelement,

FIG 5 ein separates Federelement,

FIG 6 ein separates Federelement mit Crimpverbindung,

FIG 7 einen Kontaktbereich des Steuereinheit-Kühlkörpers mit Haltezacken, und

FIG 8 ein Diagramm mit verschiedenen

Funkstörspannungsmesskurven .

In den Ausführungsbeispielen ist eine Antriebseinheit 1 zum Antrieb eines Kraftfahrzeuggebläses beschrieben, vgl. FIG 1. Die Antriebseinheit 1 umfasst einen Elektromotor 2 und einen mit dem Elektromotor 2 verbundene Steuereinheit 3

(Steuerelektronik) , die einen elektrisch leitenden Kühlkörper 4 aufweist. Bei dem Elektromotor 2 handelt es sich zum

Beispiel um einen herkömmlichen Gleichstrom-Kommutatormotor, um einen burstenlos kommutierten Elektromotor oder dergleichen. Die Steuereinheit 3 ist mit den Eingangsanschlussen V _Batt (Batteriespannung; Plus) und GND (Masse) versehen. Bei der Steuereinheit 3 handelt es sich um einen PWM (Pulsweitenmodulation) -Steller, der über einen entsprechenden PWM-Eingang verfugt. Darüber hinaus verfugt die Steuereinheit 3 über einen Diagnoseanschluss (DIAG) . Zur Stromversorgung des Elektromotors 2 ist eine elektrische Versorgungsleitung mit einer Plus-Anschlussleitung 5 und einer Masse-Anschlussleitung 6 vorgesehen. Weiterhin ist ein Kühlkörper 4 vorgesehen, der gleichzeitig als elektrisch leitfahiges Gehauseteil der Steuereinheit 3 dient und erfindungsgemaß mit der Masse-Anschlussleitung 6 des Elektromotors 2 elektrisch verbunden ist. Mit anderen Worten liegt das Kuhlkorper-Gehause-Potential des Kraftfahrzeug- Geblasereglers (also der Steuereinheit 3) an der Minusleitung (Masse-Anschlussleitung 6) des Kraftfahrzeug-Geblasemotors (also des Elektromotors 2) an.

Wie in FIG 2 dargestellt, ist die Steuereinheit 3 mit ihrem Kühlkörper 4 mit einem Gehäuse 7 aus Kunststoffmaterial verbunden, in dem auch der Elektromotor 2 montiert ist. Hierzu ist der Kühlkörper 4 in einer öffnung 8 des Gehäuses 7 festgelegt, wobei die Kuhlrippen 9 des Kühlkörpers 4 durch die öffnung 8 hindurch in den vom Geblaserad erzeugten Luftstrom hineinragen. Das Gehäuse 7 dient u. a. als Adapter zur Schwingungsentkopplung und zur Montage an die Geblaseeinheit (nicht dargestellt) .

Plus-Anschlussleitung 5 und Masse-Anschlussleitung 6 des Elektromotors 2 verlaufen von außen durch die öffnung 8 des Gehäuses 7 hindurch zu entsprechenden Versorgungsanschlussen 11 des Elektromotors 2, siehe FIG 1.

Im einem ersten Ausfuhrungsbeispiel, wie es beispielhaft in FIG 2 dargestellt ist, wird im montierten Zustand der

Steuereinheit 3 in dem Gehäuse 7 die Masse-Anschlussleitung 6 zwischen dem als Gegenelement wirkenden Rand 12 der öffnung 8 und einer Kante 13 des elektrisch leitenden Kühlkörpers 4 verklemmt. Im Bereich der öffnung 8 ist die Masse-Anschluss- leitung 6 auf einem Teilstuck 14 abisoliert. Somit wird eine elektrische Verbindung zwischen Masse-Anschlussleitung 6 und Kühlkörper 4 hergestellt. Die Große der öffnung 8, die Abmessungen des Kühlkörpers 4 und die Durchmesser der Anschlussleitungen 5, 6 sind derart aufeinander abgestimmt, dass im Montageendzustand eine sichere Klemmkontaktierung der Masse-Anschlussleitung 6 vorliegt.

Ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel zeigt beispielhaft FIG 3. Dabei ist der Rand 12 der öffnung 8 als Federelement 15 ausgebildet. Das Federelement 15 erstreckt sich dabei vorzugsweise zungenformig von dem Rand 12 in Richtung Offnungsmitte, so dass es im Montageendzustand die Masse- Anschlussleitung 6 in Richtung Kühlkörper 4 federnd beaufschlagt. Damit wird eine besonders sichere Kontaktverbindung erzielt.

In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel, wie es beispielhaft in FIG 4 abgebildet ist, kommt ein separates Federelement 16 zum Einsatz. Das Federelement 16, das perspektivisch in FIG 5 gezeigt wird, ist nach Art einer Aufsteckfeder ausgeführt und wird auf den Rand 12 der öffnung 8 des Gehäuses 7 aufgesteckt oder aufgeschoben. Das Federelement 16 besteht im wesentlichen aus einem U-formigen Grundkorper, dessen gegeneinander federnden U-Schenkel 17, 18 zur Montage an dem Rand 12 der öffnung 8 auseinandergebogen werden und als

Klemmelemente zur Befestigung des Federelements 16 an dem Rand 12 dienen. Aus einem der U-Schenkel 17 ist eine Federzunge 19 herausgebogen. Diese erstreckt sich im montierten Zustand von dem Rand 12 der öffnung 8 in Richtung Offnungsmitte, so dass sie im Montageendzustand die Masse- Anschlussleitung 6 in Richtung Kühlkörper 4 federnd beaufschlagt .

In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel (nicht abgebildet) ist ein Federelement, beispielsweise ein Federelement 16, wie es in FIG 5 dargestellt ist, im Bereich der öffnung 8 in das Gehäuse 7 eingespritzt, so dass sich ein integriertes Federelement, ahnlich wie in FIG 3 gezeigt, ergibt.

In einem weiteren Ausfuhrungsbeispiel kommt bei einem Gehäuse 7, wie in FIG 4 dargestellt, ein separates Federelement 21 zur Anwendung, wie es beispielhaft in FIG 6 dargestellt ist. Das Federelement 21 entspricht im wesentlichen dem in FIG 5 abgebildeten Federelement 16. Im Montageendzustand erfolgt jedoch keine Verklemmung der Masse-Anschlussleitung 6 zwischen der Federzunge 19 des Federelements 21 und dem Kühlkörper 4 der Steuereinheit 3. Stattdessen ist die Masse- Anschlussleitung 6 mechanisch mittels einer Crimpverbindung fest mit der Federzunge 19 verbunden. Hierzu werden die Kanten 22 der Federzunge 19 flugelartig um den abisolierten Teil 13 der Masse-Anschlussleitung 6 gebogen und fixiert. Die elektrische Verbindung zwischen Masse-Anschlussleitung 6 und Kühlkörper 4 erfolgt somit über das Federelement 21, genauer gesagt über dessen Federzunge 19. Zumindest die Federzunge 19 besteht daher in diesem Fall zwingend aus einem elektrisch leitenden Material, wahrend das in den FIG 4 und 5 gezeigte Federelement 16 auch aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein kann.

In den Fallen, in denen keine Fixierung der Masse- Anschlussleitung 6 relativ zu dem Klemmbereich erfolgt, wie dies beispielsweise bei der Verwendung eines Federelements 21 nach FIG 6 der Fall ist, kann eine besonders sichere Positionierung der Masse-Anschlussleitung 6 durch die Verwendung von Haltezacken oder dergleichen erfolgen. Beispielhaft ist in FIG 7 ein Ausfuhrungsbeispiel dargestellt, bei dem im Klemmbereich des Kühlkörpers 4, genauer gesagt an der Kante 13 des Kühlkörpers 4, welche die Masse-Anschlussleitung 6 im montierten Zustand kontaktiert,

vgl. FIG 2, eine Reihe von Haltezacken 23 zur sicheren Kontaktierung des abisolierten Teilstücks 14 der Masse- Anschlussleitung 6 vorgesehen ist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Funkentstörung der Antriebseinheit 1 besonders im UKW-Bereich erreicht. FIG 8 zeigt ein Diagramm mit zwei Funkstörspannungsmesskurven, die bei einer Motorspannung von 80% aufgenommen wurde. Dabei ist die Funkstörspannung in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen. Die Messkurve A, welche die Ergebnisse einer Messung ohne Kontaktierung des Kühlkörperpotentials darstellt, zeigt im Bereich um 100 MHz eine deutlich höhere Funkstörspannung als die Messkurve B, welche die Ergebnisse einer Messung mit einer erfindungsgemäßen Kontaktierung des Kühlkörperpotentials darstellt. Im Beispiel konnte durch

Anwendung der Erfindung die Funkstörspannung um mehr als ein Drittel gesenkt werden.