DE102020124216A1

DE102020124216A1 - Housing with a heat shield for an electric motor

Info

Publication number: DE102020124216A1
Application number: DE102020124216.6A
Authority: DE
Inventors: Joachim Meyer; Friedrich Schuler; Sandro Lauer
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2020-09-17
Publication date: 2022-03-17
Also published as: WO2022057971A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse (1) für einen Elektromotor (2) aufweisend• ein erstes Gehäuseelement (1a), das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise den Elektromotor (2) mit einem Stator (2a) und einem Rotor (2b) aufzunehmen,• ein zweites Gehäuseelement (1b), das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise ein Elektronikmodul (3) aufzunehmen, und• ein Hitzeschild (1c), der axial zwischen dem ersten Gehäuseelement (1a) und dem zweiten Gehäuseelement (1b) angeordnet ist, um das Elektronikmodul (3) vor Wärmestrahlung des Elektromotors (2) zu schützen, wobei das zweite Gehäuseelement (1b) einen zumindest teilweise umlaufenden Abschnitt (4) zur Aufnahme des Hitzeschilds (1c) aufweist, wobei ferner ein zumindest teilweise umlaufender Bereich (5), der an dem ersten Gehäuseelement (1a), an dem zweiten Gehäuseelement (1b) und an dem Hitzeschild (1c) angrenzt, zur Aufnahme eines Klebstoffs eingerichtet ist.The invention relates to a housing (1) for an electric motor (2) comprising• a first housing element (1a) which is set up to at least partially accommodate the electric motor (2) with a stator (2a) and a rotor (2b),• a second housing element (1b) which is set up to at least partially accommodate an electronics module (3), and• a heat shield (1c) which is arranged axially between the first housing element (1a) and the second housing element (1b) in order to to protect the electronics module (3) from thermal radiation from the electric motor (2), the second housing element (1b) having an at least partially peripheral section (4) for receiving the heat shield (1c), and an at least partially peripheral area (5) which on the first housing element (1a), on the second housing element (1b) and on the heat shield (1c), is designed to receive an adhesive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse mit einem Hitzeschild, das dazu eingerichtet ist, ein Elektronikmodul vor Wärmestrahlung eines Elektromotors zu schützen.The invention relates to a housing with a heat shield that is designed to protect an electronic module from thermal radiation from an electric motor.

Das Anwendungsgebiet des Gehäuses erstreckt sich insbesondere auf Elektromotoren zum Antrieb von Stellvorrichtungen in einem Kraftfahrzeug, beispielsweise einer elektrischen Nockenwellenverstellvorrichtung. Die Nockenwellenverstellvorrichtung ist im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet und hohen thermischen Belastungen ausgesetzt.The field of application of the housing extends in particular to electric motors for driving adjusting devices in a motor vehicle, for example an electric camshaft adjusting device. The camshaft adjustment device is arranged in the engine compartment of the motor vehicle and is exposed to high thermal loads.

Beispielsweise offenbart US 8,220,426 B2 eine Ventilsteuerzeitsteuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine. Die Ventilsteuerzeitsteuerungsvorrichtung ist zur Steuerung einer Ventilsteuerzeit eines Ansaugventils und eines Abgasventils vorgesehen. Die Ventilsteuerzeitsteuerungsvorrichtung umfasst einen Elektromotor mit einer Motorwelle, wobei der Elektromotor ein magnetisches Haltedrehmoment und ein Motordrehmoment in der Motorwelle auf der Grundlage einer diesem zugeführten Leistungszufuhr erzeugt, eine Steuerungseinheit, die mit dem Elektromotor gekoppelt ist und das Motordrehmoment durch Steuern der dem Elektromotor zugeführten Leistungszufuhr steuert, und einen Phasensteuerungsmechanismus, der mit der Nockenwelle und der Motorwelle gekoppelt ist. Der Elektromotor ist in einem mehrteiligen Gehäuse angeordnet. Insbesondere weist das Gehäuse einen mittleren Gehäuseabschnitt, der die Steuerungseinheit und den Elektromotor räumlich voneinander trennt, einen ersten Gehäusedeckel, der im Wesentlichen die Steuerungseinheit aufnimmt, und einen zweiten Gehäusedeckel, der im Wesentlichen den Elektromotor aufnimmt, auf, wobei die beiden Gehäusedeckel mit dem mittleren Gehäuseabschnitt verbunden sind.For example disclosed US 8,220,426 B2 a valve timing control device for an internal combustion engine. The valve timing control device is for controlling a valve timing of an intake valve and an exhaust valve. The valve timing control device includes an electric motor having a motor shaft, the electric motor generating a magnetic holding torque and a motor torque in the motor shaft based on a power input supplied thereto, a control unit coupled to the electric motor and controlling the motor torque by controlling the power input supplied to the electric motor , and a phase control mechanism coupled to the camshaft and the motor shaft. The electric motor is arranged in a multi-part housing. In particular, the housing has a central housing section, which spatially separates the control unit and the electric motor from one another, a first housing cover, which essentially accommodates the control unit, and a second housing cover, which essentially accommodates the electric motor, with the two housing covers having the middle Housing section are connected.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kompaktes sowie montagefreundliches Gehäuse für einen Elektromotor mit einem Elektronikmodul zu schaffen. Insbesondere soll das Gehäuse eine Abschirmung der Elektronik gegen Hitze aus dem Elektromotor ermöglichen. Dabei soll sowohl die Luftkonvektion als auch die direkte Wärmestrahlung reduziert werden. Ferner soll die erzeugte Wärme effektiv abgeführt werden.The object of the present invention is to create a compact and easy-to-assemble housing for an electric motor with an electronics module. In particular, the housing should enable the electronics to be shielded against heat from the electric motor. The aim is to reduce both air convection and direct thermal radiation. Furthermore, the heat generated should be dissipated effectively.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand von Patentanspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.The object is solved by the subject matter of patent claim 1. Preferred embodiments can be found in the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Gehäuse umfasst ein erstes Gehäuseelement, das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise einen Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor aufzunehmen, ein zweites Gehäuseelement, das dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise ein Elektronikmodul aufzunehmen, und ein Hitzeschild, das axial zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement angeordnet ist, um das Elektronikmodul vor Wärmestrahlung des Elektromotors zu schützen, wobei das zweite Gehäuseelement einen zumindest teilweise umlaufenden Abschnitt zur Aufnahme des Hitzeschilds aufweist, wobei ferner ein zumindest teilweise umlaufender Bereich, der an dem ersten Gehäuseelement, an dem zweiten Gehäuseelement und an dem Hitzeschild angrenzt, zur Aufnahme eines Klebstoffs eingerichtet ist.A housing according to the invention comprises a first housing element, which is designed to at least partially accommodate an electric motor with a stator and a rotor, a second housing element, which is designed to at least partially accommodate an electronic module, and a heat shield, which is arranged axially between the first housing element and the second housing element is arranged in order to protect the electronics module from heat radiation from the electric motor, wherein the second housing element has an at least partially peripheral section for receiving the heat shield, wherein an at least partially peripheral area which is on the first housing element, on the second housing element and adjacent to the heat shield, configured to receive an adhesive.

Mit anderen Worten weist das Gehäuse vorteilhafterweise drei Gehäuseteile auf, nämlich das erste Gehäuseelement, das zweite Gehäuseelement und den Hitzeschild. Insbesondere ist jedes dieser drei Gehäuseteile monolithisch ausgebildet, wobei die drei Gehäuseteile vorzugsweise axial, also stirnseitig montiert werden. In dem ersten Gehäuseelement ist im Wesentlichen der Elektromotor mit seinem Stator und seinem Rotor angeordnet. Teile des Elektromotors können aus dem ersten Gehäuseelement zumindest teilweise herausragen. Demgegenüber ist in dem zweiten Gehäuseelement das Elektronikmodul im Wesentlichen vollständig angeordnet. Unter einem Elektronikmodul ist insbesondere eine Steuerungselektronik für den Elektromotor zu verstehen.In other words, the housing advantageously has three housing parts, namely the first housing element, the second housing element and the heat shield. In particular, each of these three housing parts is monolithic, with the three housing parts preferably being mounted axially, that is to say on the face side. The electric motor with its stator and its rotor is essentially arranged in the first housing element. Parts of the electric motor can protrude at least partially from the first housing element. In contrast, the electronic module is essentially completely arranged in the second housing element. An electronics module is to be understood in particular as control electronics for the electric motor.

Der Hitzeschild ist vorzugsweise stirnseitig in den zumindest teilweise umlaufenden Abschnitt an dem zweiten Gehäuseelement aufgenommen. Insbesondere erstreckt sich der zumindest teilweise umlaufende Abschnitt an dem zweiten Gehäuseelement über mindestens 30%, bevorzugt über mindestens 50% des Umfangs des Hitzeschildes.The heat shield is preferably accommodated on the end face in the at least partially circumferential section on the second housing element. In particular, the at least partially circumferential section on the second housing element extends over at least 30%, preferably over at least 50% of the circumference of the heat shield.

Der zumindest teilweise umlaufende Bereich grenzt teilweise an dem ersten Gehäuseelement, an dem zweiten Gehäuseelement und an dem Hitzeschild, und dient zur Aufnahme des Klebstoffs, sodass das erste Gehäuseelement, das zweite Gehäuseelement und der Hitzeschild über den Klebstoff im zumindest teilweise umlaufenden Bereich stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die gemeinsame Verklebung des ersten Gehäuseelements, des zweiten Gehäuseelements und des Hitzeschilds mittels Klebstoff hat auch den Vorteil einer besonders effektiven Schwingungsdämpfung. Der zumindest teilweise umlaufende Bereich ist vorzugsweis als Spalt oder Hohlraum ausgebildet und erstreckt sich insbesondere entlang des teilweise umlaufenden Abschnitts an dem zweiten Gehäuseelement. Vorzugsweise wird ein zumindest teilweise flüssiger Klebstoff als Raupe in den zumindest teilweise umlaufenden Abschnitt eingebracht, um das erste Gehäuseelement, das zweite Gehäuseelement und den Hitzeschild stoffschlüssig miteinander zu verbinden.The at least partially peripheral area partially borders on the first housing element, on the second housing element and on the heat shield, and is used to hold the adhesive, so that the first housing element, the second housing element and the heat shield are bonded to one another via the adhesive in the at least partially peripheral area will. The joint bonding of the first housing element, the second housing element and the heat shield by means of adhesive also has the advantage of particularly effective vibration damping. The at least partially encircling area is preferably designed as a gap or cavity and extends in particular along the partially encircling section on the second housing element. An at least partially liquid adhesive is preferably introduced as a bead into the at least partially circumferential section in order to to connect the first housing element, the second housing element and the heat shield to one another in a materially bonded manner.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hitzeschild an mindestens einem Abschnitt mit dem zweiten Gehäuseelement verstemmt. Durch diese Verstemmung wird der Hitzeschild auch form- und kraftschlüssig mit dem zweiten Gehäuseelement verbunden. Beispielsweise sind mehrere Verstemmpunkte über den Umfang des Hitzeschilds verteilt angeordnet. Unter einer Verstemmung ist eine Kaltumformung zu verstehen, die eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Hitzeschild und dem zweiten Gehäuseelement generiert.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield is caulked to the second housing element in at least one section. As a result of this caulking, the heat shield is also connected to the second housing element in a positive and non-positive manner. For example, several caulking points are distributed over the circumference of the heat shield. A caulking is to be understood as a cold forming that generates a positive and non-positive connection between the heat shield and the second housing element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der zumindest teilweise umlaufende Abschnitt an dem zweiten Gehäuseelement einen Absatz auf, der dazu eingerichtet ist, zumindest teilweise einen Kragen des Hitzeschilds flächig aufzunehmen. Mithin sind der Kragen des Hitzeschilds und der Absatz an dem zumindest teilweise umlaufenden Abschnitt des zweiten Gehäuseelements korrespondierend zueinander ausgebildet. Beispielsweise greift der Kragen des Hitzeschilds formschlüssig in den Absatz des zweiten Gehäuseelements. Die flächige Anlage des Kragens an dem Absatz ermöglicht eine gute, thermisch leitende Verbindung zwischen dem Hitzeschild und dem zweiten Gehäuseelement, die es ermöglicht Wärme schneller abzuführen. Insbesondere ist der Kragen des Hitzeschildes bündig zur Stirnfläche des zweiten Gehäuseelements ausgerichtet.According to a preferred embodiment of the invention, the at least partially circumferential section on the second housing element has a shoulder which is designed to at least partially accommodate a collar of the heat shield over its surface. Consequently, the collar of the heat shield and the shoulder on the at least partially encircling section of the second housing element are designed to correspond to one another. For example, the collar of the heat shield engages in the shoulder of the second housing element in a form-fitting manner. The flat contact of the collar with the shoulder enables a good, thermally conductive connection between the heat shield and the second housing element, which makes it possible to dissipate heat more quickly. In particular, the collar of the heat shield is aligned flush with the end face of the second housing element.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen das erste Gehäuseelement und das zweite Gehäuseelement jeweils Bohrungen zur Aufnahme von Schaubelementen auf, wobei zumindest im Bereich der Bohrungen Abstandshalter zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement angeordnet sind. Die Bohrungen sind insbesondere als Anschraubaugen ausgebildet. Beispielsweise sind die Abstandshalter an den Bohrungen des zweiten Gehäuseelements integriert, sodass keine zusätzlichen Bauteile benötigt werden. Mithin kann der jeweilige Abstandshalter durch ein stirnseitiges Aufmaß, das sich in axialer Richtung hin zum ersten Gehäuseelement um die jeweilige Bohrung herum erstreckt, ausgebildet werden. Alternativ ist es auch denkbar die Abstandshalter zur Einstellung eines Spaltes zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement einteilig an dem ersten Gehäuseelement auszubilden oder als zusätzliches Bauteil, beispielsweise als Scheibe zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement anzuordnen. Der Spalt, der durch den axialen Abstand zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement eingestellt wird, dient insbesondere zur Aufnahme des Klebstoffs, der das erste Gehäuseelement, das zweite Gehäuseelement und den Hitzeschild stoffschlüssig miteinander verbindet.According to a preferred embodiment of the invention, the first housing element and the second housing element each have bores for receiving screw elements, spacers for setting a gap between the first housing element and the second housing element being arranged at least in the region of the bores. The bores are designed in particular as screw-on eyes. For example, the spacers are integrated into the bores of the second housing element, so that no additional components are required. Consequently, the respective spacer can be formed by an oversize on the end face, which extends in the axial direction toward the first housing element around the respective bore hole. Alternatively, it is also conceivable to form the spacers for setting a gap between the first housing element and the second housing element in one piece on the first housing element or to arrange them as an additional component, for example as a disk between the first housing element and the second housing element. The gap, which is set by the axial distance between the first housing element and the second housing element, is used in particular to accommodate the adhesive that cohesively connects the first housing element, the second housing element and the heat shield to one another.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hitzeschild mindestens eine Öffnung zur Durchführung von Kontaktelementen zwischen dem Elektromotor und dem Elektronikmodul auf. Insbesondere ist die mindestens eine Öffnung zur Durchführung von Kontaktelementen an einer Stirnseite des Hitzeschilds ausgebildet, wobei die Kontaktelemente axial durch die mindestens eine Öffnung durchgeführt werden. Insbesondere sind mehrere Öffnungen zur Durchführung von Kontaktelementen in dem Hitzeschild ausgebildet, wobei zumindest eine Öffnung sich langlochförmig gekrümmt in Umfangsrichtung erstreckt. Beispielsweise dient die mindestens eine Öffnung zur Durchführung von Phasenkontakten der Statorwicklungen des Elektromotors zur Platine des Elektronikmoduls. Über die Kontaktelemente werden somit der Elektromotor und das Elektronikmodul steuerungstechnisch miteinander verbunden.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield has at least one opening for passing through contact elements between the electric motor and the electronics module. In particular, the at least one opening for passing through contact elements is formed on an end face of the heat shield, the contact elements being passed through the at least one opening axially. In particular, a plurality of openings for the passage of contact elements are formed in the heat shield, with at least one opening extending curved in the circumferential direction in the form of a slot. For example, the at least one opening is used to lead through phase contacts of the stator windings of the electric motor to the circuit board of the electronic module. The electric motor and the electronic module are thus connected to one another in terms of control technology via the contact elements.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hitzeschild eine zentral ausgebildete Aussparung zur Durchführung eines Sensors auf. Insbesondere ist die Aussparung zur Durchführung des Sensors zentral, also mittig an einer Stirnseite des Hitzeschilds ausgebildet, wobei der Sensor axial durch die Aussparung durchgeführt wird. Beispielsweise ist die zentrale Aussparung zur Durchführung eines Sensorrings eingerichtet, wobei der Sensorring zur Erfassung der Rotorposition über Hallsensoren auf der Platine des Elektronikmoduls eingerichtet ist.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield has a centrally formed cutout for a sensor to pass through. In particular, the cutout for the passage of the sensor is formed centrally, that is to say in the middle on an end face of the heat shield, with the sensor being guided through the cutout axially. For example, the central recess is set up for a sensor ring to pass through, the sensor ring being set up for detecting the rotor position via Hall sensors on the circuit board of the electronics module.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hitzeschild Mittel zum Ausrichten des Hitzeschilds gegenüber dem zweiten Gehäuseelement auf. Insbesondere sind die Mittel zum Ausrichten des Hitzeschilds gegenüber dem zweiten Gehäuseelement am Kragen des Hitzeschilds ausgebildet. Beispielsweise sind die Mittel zum Ausrichten des Hitzeschilds gegenüber dem zweiten Gehäuseelement als mindestens eine Aussparung, als mindestens eine Erhebung, als mindestens eine Eindellung, als mindestens ein Konturelement und/oder als mindestens ein Strukturelement ausgebildet. Insbesondere können die Mittel zum Ausrichten des Hitzeschilds gegenüber dem zweiten Gehäuseelement auch durch eine unrunde, beispielsweise elliptische oder mehreckige Ausformung des Hitzeschilds realisiert werden. Bevorzugt sind auch an dem zweiten Gehäuseelement Mittel zum Ausrichten des Hitzeschilds ausgebildet, wobei diese korrespondierend zu den Mitteln zum Ausrichten des Hitzeschilds, die am Hitzeschild angeordnet sind, ausgebildet sind, sodass durch ein Zusammenwirken von dem Hitzeschild und dem zweiten Gehäuseelement bei der Montage eine Positionierung des Hitzeschilds gegenüber dem zweiten Gehäuseelement erfolgt.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield has means for aligning the heat shield with respect to the second housing element. In particular, the means for aligning the heat shield with respect to the second housing element are formed on the collar of the heat shield. For example, the means for aligning the heat shield with respect to the second housing element are designed as at least one recess, at least one elevation, at least one indentation, at least one contour element and/or at least one structural element. In particular, the means for aligning the heat shield with respect to the second housing element can also be implemented by a non-round, for example elliptical or polygonal, shape of the heat shield. Means for aligning the heat shield are preferably also formed on the second housing element, these being arranged on the heat shield corresponding to the means for aligning the heat shield are formed, so that the heat shield is positioned in relation to the second housing element when the heat shield and the second housing element interact during assembly.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hitzeschild mindestens eine Ausformung zur Erhöhung der Steifigkeit auf. Beispielsweise ist eine Einprägung oder Sicke umlaufend in Umfangsrichtung an der Stirnfläche des Hitzeschilds ausgebildet, durch welche die Steifigkeit des Hitzeschilds erhöht wird. Vorteilhafterweise werden durch die mindestens eine Ausformung Resonanzschwingungen des Hitzeschilds im Betrieb des Elektromotors entgegengewirkt.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield has at least one formation to increase rigidity. For example, an embossing or bead is formed in the circumferential direction on the end face of the heat shield, through which the rigidity of the heat shield is increased. The at least one formation advantageously counteracts resonant vibrations of the heat shield during operation of the electric motor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hitzeschild mindestens einen Bereich auf, der dazu eingerichtet ist, nur mit dem ersten Gehäuseelement verklebt zu werden. Der mindestens eine Bereich, der dazu eingerichtet ist, nur mit dem ersten Gehäuseelement verklebt zu werden, also nicht mit dem zweiten Gehäuseelement verklebt zu werden, kommt zumindest mittelbar über den Klebstoff nur an dem ersten Gehäuseelement und somit nicht an dem zweiten Gehäuseelement zur Anlage. Durch diese Verklebung werden insbesondere Schwingungen an dem Hitzeschild gedämpft.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield has at least one area that is designed to be glued only to the first housing element. The at least one area that is designed to be glued only to the first housing element, i.e. not to be glued to the second housing element, comes into contact at least indirectly via the adhesive only on the first housing element and thus not on the second housing element. This bonding in particular dampens vibrations on the heat shield.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Hitzeschild mindestens einen stirnseitigen Vorsprung zum Aufbringen einer Klemmkraft von dem ersten Gehäuseelement auf den Hitzeschild auf. Beispielsweise sind drei Noppen in Umfangsrichtung verteilt an der zum ersten Gehäuseelement gerichteten Stirnseite des Hitzeschilds ausgebildet, um über das erste Gehäuseelement eine axiale Kraft in den Hitzeschild einzuleiten, die zwischen dem Hitzeschild und dem zweiten Gehäuseelement eine Klemmkraft während des Aushärtens des Klebstoffs einstellt. Mit anderen Worten drückt das erste Gehäuseelement über die stirnseitigen Vorsprünge am Hitzeschild den Hitzeschild an das zweite Gehäuseelement an, sodass der Klebstoff die beiden Gehäuseelemente und den Hitzeschild in der richtigen axialen Position stoffschlüssig miteinander verbindet. Alternativ ist es auch denkbar einen in Umfangsrichtung umlaufenden stirnseitigen Vorsprung am Kragen des Hitzeschilds auszubilden, also den Hitzeschild im Bereich des Kragens dickwandiger zu gestalten, um eine Klemmkraft von dem ersten Gehäuseelement auf den Hitzeschild aufzubringen und zudem einen Spalt zwischen dem ersten Gehäuseelement und dem zweiten Gehäuseelement einzustellen. Dieser Spalt kann beispielsweise mit dem Klebstoff gefüllt werden, um die beiden Gehäuseelemente und den Hitzeschild stoffschlüssig miteinander zu verbinden.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield has at least one front projection for applying a clamping force from the first housing element to the heat shield. For example, three nubs distributed in the circumferential direction are formed on the end face of the heat shield facing the first housing element in order to introduce an axial force into the heat shield via the first housing element, which creates a clamping force between the heat shield and the second housing element during the curing of the adhesive. In other words, the first housing element presses the heat shield against the second housing element via the end-side projections on the heat shield, so that the adhesive materially connects the two housing elements and the heat shield to one another in the correct axial position. Alternatively, it is also conceivable to form a front-side projection running in the circumferential direction on the collar of the heat shield, i.e. to design the heat shield in the region of the collar with thicker walls in order to apply a clamping force from the first housing element to the heat shield and also a gap between the first housing element and the second set housing element. This gap can be filled with the adhesive, for example, in order to bond the two housing elements and the heat shield to one another.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Hitzeschild aus einem tiefgezogenen Metallblech ausgebildet. Beispielsweise ist der Hitzeschild aus einem thermisch gut leitfähigen Werkstoff, wie Aluminium oder einer Stahllegierung hergestellt. Insbesondere wird der Hitzeschild durch Umformen, vorzugsweise durch Tiefziehen eines Metallblechs hergestellt. Beispielsweise ist der Hitzeschild topfförmig ausgebildet. Aussparungen können vorzugsweise durch Stanzen oder Laserschneiden in dem Hitzeschild ausgebildet werden.According to a preferred embodiment of the invention, the heat shield is formed from a deep-drawn metal sheet. For example, the heat shield is made of a material with good thermal conductivity, such as aluminum or a steel alloy. In particular, the heat shield is produced by forming, preferably by deep-drawing, a metal sheet. For example, the heat shield is pot-shaped. Recesses can preferably be formed by stamping or laser cutting in the heat shield.

Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Dabei zeigt

1 eine schematische Explosionsdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit einem ersten Gehäuseelement, einem zweiten Gehäuseelement und einem Hitzeschild,
2 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des montierten Gehäuses gemäß 1,
3 eine schematische Perspektivdarstellung des Hitzeschilds aus 1,
4 eine schematische Perspektivdarstellung eines Hitzeschilds gemäß einer zweiten Ausführungsform,
5 eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts des montierten Gehäuses mit dem Hitzeschild gemäß der zweiten Ausführungsform,
6 eine schematische Schnittdarstellung des ersten Gehäuseelements mit dem darin aufgenommenen Elektromotor gemäß 1, und
7 eine schematische Schnittdarstellung des zweiten Gehäuseelements mit dem darin aufgenommenen Elektronikmodul gemäß 1.

Further measures improving the invention are presented in more detail below together with the description of preferred exemplary embodiments of the invention with reference to the figures. while showing

1 a schematic exploded view to illustrate the structure of a housing according to the invention with a first housing element, a second housing element and a heat shield,
2 a schematic sectional view of a detail of the assembled housing according to 1 ,
3 a schematic perspective view of the heat shield 1 ,
4 a schematic perspective view of a heat shield according to a second embodiment,
5 a schematic sectional view of a section of the assembled housing with the heat shield according to the second embodiment,
6 a schematic sectional view of the first housing element with the electric motor accommodated therein according to FIG 1 , and
7 a schematic sectional view of the second housing element with the electronic module accommodated therein according to FIG 1 .

Nach 1 besteht ein Gehäuse 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus drei Gehäuseteilen, nämlich einem ersten Gehäuseelement 1a, einem zweiten Gehäuseelement 1b und einem Hitzeschild 1c, das axial zwischen dem ersten Gehäuseelement 1a und dem zweiten Gehäuseelement 1b angeordnet ist. Das Gehäuse 1 ist zur Aufnahme eines Elektromotors 2 und eines Elektronikmoduls 3, das den Elektromotor 2 steuert, vorgesehen. Das erste Gehäuseelement 1a nimmt den Elektromotor 2 auf. Das zweite Gehäuseelement 1b nimmt ein Elektronikmodul 3 auf. Der Hitzeschild 1c dient zum Schutz des Elektronikmoduls 3 vor Wärmestrahlung aus dem Elektromotor 2. Insbesondere wird das Gehäuse 1 im Bereich einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine angeordnet, wobei der Elektromotor 2 über eine Rotorwelle 2c eine Nockenwellenverstellung ermöglicht.After 1 a housing 1 according to a preferred embodiment of the invention consists of three housing parts, namely a first housing element 1a, a second housing element 1b and a heat shield 1c, which is arranged axially between the first housing element 1a and the second housing element 1b. The housing 1 is intended to accommodate an electric motor 2 and an electronics module 3 that controls the electric motor 2 . The first housing element 1a accommodates the electric motor 2 . The second housing element 1b accommodates an electronics module 3 . The heat shield 1c is used to protect the electronics module 3 from heat radiation from the electric motor 2. In particular, the housing 1 is arranged in the area of an internal combustion engine, not shown, the Electric motor 2 allows camshaft adjustment via a rotor shaft 2c.

Das zweite Gehäuseelement 1b weist einen im Umfangsrichtung teilweise umlaufenden Abschnitt 4 zur Aufnahme des Hitzeschilds 1c auf. Der in Umfangsrichtung teilweise umlaufende Abschnitt 4 an dem zweiten Gehäuseelement 1b weist einen Absatz 6 auf, der dazu eingerichtet ist, einen Abschnitt eines Kragens 7 des Hitzeschilds 1c flächig aufzunehmen. Bei der Montage des Gehäuses 1 wird der Hitzeschild 1c mit seinem Kragen 7 in den Absatz 6 an dem teilweise umlaufenden Abschnitt 4 des zweiten Gehäuseelements 1b eingelegt und über eine gemeinsame Klebenaht gleichzeitig mit dem ersten und dem zweiten Gehäuseelement 1a, 1b verklebt.The second housing element 1b has a section 4, which runs partially around in the circumferential direction, for receiving the heat shield 1c. The section 4 on the second housing element 1b, which runs partially around the circumference in the circumferential direction, has a shoulder 6 which is set up to receive a section of a collar 7 of the heat shield 1c over a large area. During assembly of the housing 1, the heat shield 1c is inserted with its collar 7 in the shoulder 6 on the partially circumferential section 4 of the second housing element 1b and simultaneously bonded to the first and second housing elements 1a, 1b via a common adhesive seam.

Das erste Gehäuseelement 1a weist drei Bohrungen 8a, 8b, 8c auf, die zur Durchführung von - hier nicht dargestellten - Schaubelementen vorgesehen sind. Das zweite Gehäuseelement 1b weist auch drei Bohrungen 9a, 9b, 9c auf, die zur Durchführung von Schaubelementen vorgesehen sind. Mithin werden das erste und zweite Gehäuseelement 1a, 1b nicht nur stoffschlüssig verbunden, sondern zusätzlich axial miteinander verschraubt. Das erste Gehäuseelement 1a hat einen angeformten Flansch zur Aufnahme des Elektromotors 2 und wird von dem zweiten Gehäuseelement 1b abgeschlossen, wobei der Hitzeschild 1c axial zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseelement 1a, 1b angeordnet ist. Im Bereich der Bohrungen 9a, 9b, 9c am zweiten Gehäuseelement 1b sind Abstandshalter 10 zur Einstellung eines Spalts 11, der in 2 sichtbar ist, zwischen dem ersten Gehäuseelement 1a und dem zweiten Gehäuseelement 1b integriert.The first housing element 1a has three bores 8a, 8b, 8c, which are provided for the passage of screw elements--not shown here. The second housing element 1b also has three bores 9a, 9b, 9c, which are provided for the passage of screw elements. Consequently, the first and second housing element 1a, 1b are not only connected in a materially bonded manner, but are also screwed together axially. The first housing element 1a has an integrally formed flange for receiving the electric motor 2 and is closed off by the second housing element 1b, with the heat shield 1c being arranged axially between the first and the second housing element 1a, 1b. In the area of the bores 9a, 9b, 9c on the second housing element 1b are spacers 10 for setting a gap 11, which is in 2 is visible, integrated between the first housing element 1a and the second housing element 1b.

Gemäß 2 ist der Spalt 11 in dem teilweise umlaufenden Bereich 5, der an dem ersten Gehäuseelement 1a, an dem zweiten Gehäuseelement 1b und an dem Hitzeschild 1c angrenzt, angeordnet und dient zur Aufnahme des Klebstoffs. Vorliegend ist der Klebstoff nicht dargestellt, füllt aber im Wesentlichen den Spalt 11 derart aus, dass das erste Gehäuseelement 1a, das zweite Gehäuseelement 1b und der Hitzeschild 1c stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die Bohrungen 8c, 9c an den beiden Gehäuseelementen 1a, 1b fluchten derart, dass das Schraubelement zu axialen Fixierung der beiden Gehäuseelemente 1a, 1b hindurchgeführt werden kann. Vorliegend befindet sich der Kragen 7 des Hitzeschilds 1c in dem Absatz 6 an dem teilweise umlaufenden Abschnitt 4 des zweiten Gehäuseelements 1b.According to 2 the gap 11 is arranged in the partially circumferential area 5, which adjoins the first housing element 1a, the second housing element 1b and the heat shield 1c, and serves to accommodate the adhesive. The adhesive is not shown here, but essentially fills the gap 11 in such a way that the first housing element 1a, the second housing element 1b and the heat shield 1c are connected to one another in a materially bonded manner. The bores 8c, 9c on the two housing elements 1a, 1b are aligned in such a way that the screw element can be passed through for axially fixing the two housing elements 1a, 1b. In the present case, the collar 7 of the heat shield 1c is located in the shoulder 6 on the partially circumferential section 4 of the second housing element 1b.

3 zeigt den Hitzeschild 1c aus 1 und 2 gemäß einer perspektivischen Darstellung. Der Hitzeschild 1c ist aus einem tiefgezogenen Metallblech ausgebildet und weist zur Erhöhung der Steifigkeit eine in Umfangsrichtung umlaufende Ausformung 17 in Form einer Sicke auf. Der Hitzeschild 1c weist drei Öffnungen 12a, 12b, 12c zur Durchführung von Kontaktelementen 13a, 13b, 13c zwischen dem Elektromotor 2 und dem Elektronikmodul 3 auf, wobei die Kontaktelemente 13a, 13b, 13c des Elektromotors 2 in 6 dargestellt sind. Ferner weist der Hitzeschild 1c eine zentral ausgebildete Aussparung 14 zur Durchführung eines Sensors 15 auf. Der Sensors 15 ist in 6 dargestellt. Des Weiteren weist der Hitzeschild 1c Mittel 16 zum Ausrichten des Hitzeschilds 1c gegenüber dem zweiten Gehäuseelement 1b auf. Vorliegend ist das Mittel 16 zum Ausrichten des Hitzeschilds 1c als Einkerbung im Kragen 7 des Hitzeschilds 1c ausgebildet und wirkt mit einer Gegenkontur am zweiten Gehäuseelement 1b zusammen. Das Mittel 16 zum Ausrichten des Hitzeschilds 7 ermöglicht ein genaues Positionieren des Hitzeschilds am zweiten Gehäuseelement 1b und verhindert ein Verdrehen oder Verschieben des Hitzeschildes 7 bei der Montage. 3 shows the heat shield 1c 1 and 2 according to a perspective view. The heat shield 1c is formed from a deep-drawn metal sheet and has a protrusion 17 running in the circumferential direction in the form of a bead to increase the rigidity. The heat shield 1c has three openings 12a, 12b, 12c for the passage of contact elements 13a, 13b, 13c between the electric motor 2 and the electronic module 3, the contact elements 13a, 13b, 13c of the electric motor 2 in 6 are shown. Furthermore, the heat shield 1c has a centrally formed recess 14 for a sensor 15 to pass through. Sensor 15 is in 6 shown. Furthermore, the heat shield 1c has means 16 for aligning the heat shield 1c with respect to the second housing element 1b. In the present case, the means 16 for aligning the heat shield 1c is designed as a notch in the collar 7 of the heat shield 1c and interacts with a counter-contour on the second housing element 1b. The means 16 for aligning the heat shield 7 enables the heat shield to be positioned precisely on the second housing element 1b and prevents the heat shield 7 from twisting or shifting during assembly.

Zur besseren Darstellbarkeit der mit Klebstoff in Verbindung stehenden Bereiche 18a, 18b, 18c am Kragen 7 des Hitzeschilds 1c, sind diese durch Schraffuren hervorgehoben. Zwei in Umfangsrichtung kurze Bereiche 18a, 18b des Hitzeschilds 1c sind dazu eingerichtet, nur mit dem ersten Gehäuseelement 1a, somit nicht mit dem zweiten Gehäuseelement 1b verklebt zu werden. Der in Umfangsrichtung lange schraffierte Bereich 18c des Hitzeschilds 1c, der mehr als die Hälfte des Kragens 7 einnimmt, ist zum Verkleben des Hitzeschilds 7 mit dem ersten Gehäuseelement 1a und dem zweiten Gehäuseelement 1b eingerichtet.In order to be able to show the areas 18a, 18b, 18c on the collar 7 of the heat shield 1c that are connected to the adhesive better, they are highlighted by hatching. Two areas 18a, 18b of the heat shield 1c that are short in the circumferential direction are designed to be bonded only to the first housing element 1a, and thus not to the second housing element 1b. The circumferentially long hatched area 18c of the heat shield 1c, which occupies more than half of the collar 7, is set up for gluing the heat shield 7 to the first housing element 1a and the second housing element 1b.

4 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Hitzeschilds 1c gemäß einer perspektivischen Darstellung. Die Ausführungsform des Hitzeschilds 1c gemäß 4 weist zusätzlich zu der Ausführungsform gemäß 3 des Hitzeschilds 1c drei stirnseitige Vorsprünge 19a, 19b, 19c auf, die zum Aufbringen einer Klemmkraft von dem ersten Gehäuseelement 1a auf den Hitzeschild 1c vorgesehen sind. Alternativ sowie hier nicht dargestellt, kann ein einziger stirnseitiger Vorsprung teilweise oder vollständig umlaufend in Umfangsrichtung am Kragen 7 des Hitzeschilds 1c ausgebildet sein. 4 shows a second embodiment of a heat shield 1c according to a perspective view. The embodiment of the heat shield 1c according to FIG 4 has in addition to the embodiment according to 3 of the heat shield 1c has three end-side projections 19a, 19b, 19c, which are provided for applying a clamping force from the first housing element 1a to the heat shield 1c. Alternatively, and not shown here, a single end-side projection can be formed partially or completely surrounding the collar 7 of the heat shield 1c in the circumferential direction.

5 zeigt das Hitzeschild 1c gemäß der zweiten Ausführungsform in einem montierten Zustand im Gehäuse 1. Das erste Gehäuseelement 1a drückt über die stirnseitigen Vorsprünge 19a, 19b, 19c, von denen vorliegend nur eins dargestellt ist, das Hitzeschild 1c derart in den Absatz 6 an dem umlaufenden Abschnitt 4 des zweiten Gehäuseelements 1b, dass ein hier nicht dargestellter Klebstoff, der sich im Spalt 11 an dem umlaufenden Bereich 5 des zweiten Gehäuseelements 1b befindet, aushärten kann, sodass die beiden Gehäuseelemente 1a, 1b und der Hitzeschild 1c miteinander stoffschlüssig verbunden werden. 5 shows the heat shield 1c according to the second embodiment in an assembled state in the housing 1. The first housing element 1a presses the front projections 19a, 19b, 19c, of which only one is shown here, the heat shield 1c in the shoulder 6 on the circumferential Section 4 of the second housing element 1b that an adhesive, not shown here, which is located in the gap 11 on the peripheral area 5 of the second housing element 1b, can harden so that the two housing elements 1a, 1b and the heat shield 1c are bonded to one another.

In 6 ist das erste Gehäuseelement 1a mit dem darin aufgenommenen Elektromotor 2 dargestellt. Der Elektromotor 2 weist einen Stator 2a und einen Rotor 2b auf, wobei der Rotor 2b drehfest mit der Rotorwelle 2c verbunden ist. Die Rotorwelle 2c ist über Lager 20 an dem ersten Gehäuseelement 1a drehbar aufgenommen. Ferner ist ein Sensor 15 in Form eines Sensorrings an der Rotorwelle 2c angeordnet, um eine Rotorposition zu erfassen. Die Kontaktelemente 13a, 13b, 13c ragen stirnseitig in Richtung des zweiten Gehäuseelements 1b.In 6 the first housing element 1a is shown with the electric motor 2 accommodated therein. The electric motor 2 has a stator 2a and a rotor 2b, the rotor 2b being non-rotatably connected to the rotor shaft 2c. The rotor shaft 2c is rotatably supported via bearings 20 on the first housing member 1a. Furthermore, a sensor 15 in the form of a sensor ring is arranged on the rotor shaft 2c in order to detect a rotor position. The contact elements 13a, 13b, 13c protrude at the end in the direction of the second housing element 1b.

Gemäß 7 ist das zweite Gehäuseelement 1b mit dem darin aufgenommenen Elektronikmodul 3 und dem Hitzeschild 1c dargestellt. Das zweite Gehäuseelement 1b weist an dem teilweise umlaufenden Abschnitt 4 den Absatz 6 auf, in welchem der Hitzeschild 1c mit dem Kragen 7 flächig eingelegt ist. Der Kragen 7 des Hitzeschildes 1c ist bündig zur Stirnfläche des zweiten Gehäuseelements 1b ausgerichtet.According to 7 the second housing element 1b is shown with the electronics module 3 accommodated therein and the heat shield 1c. The second housing element 1b has the shoulder 6 on the partially circumferential section 4, in which the heat shield 1c with the collar 7 is laid flat. The collar 7 of the heat shield 1c is aligned flush with the end face of the second housing element 1b.

BezugszeichenlisteReference List

11: Gehäusehousing
1a1a: erstes Gehäuseelementfirst housing element
1b1b: zweites Gehäuseelementsecond housing element
1c1c: Hitzeschildheat shield
22: Elektromotorelectric motor
2a2a: Statorstator
2b2 B: Rotorrotor
2c2c: Rotorwellerotor shaft
33: Elektronikmodulelectronics module
44: umlaufender Abschnittperimeter section
55: umlaufender Bereichsurrounding area
66: Absatzunit volume
77: Kragencollar
8a, 8b, 8c8a, 8b, 8c: Bohrung am ersten GehäuseelementHole on the first housing element
9a, 9b, 9c9a, 9b, 9c: Bohrung am zweiten GehäuseelementHole on the second housing element
1010: Abstandshalterspacers
1111: Spaltgap
12a, 12b, 12c12a, 12b, 12c: Öffnungopening
13a, 13b, 13c13a, 13b, 13c: Kontaktelementcontact element
1414: zentrale Aussparungcentral recess
1515: Sensorsensor
1616: Mittel zum Ausrichtenmeans of alignment
1717: Ausformungmolding
18a, 18b18a, 18b: BereichArea
19a, 19b, 19c19a, 19b, 19c: stirnseitiger Vorsprungfront projection
2020: Lagercamp

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US8220426B2 [0003]

Claims

Having a housing (1) for an electric motor (2). • a first housing element (1a), which is set up to at least partially accommodate the electric motor (2) with a stator (2a) and a rotor (2b), • a second housing element (1b), which is set up to at least partially accommodate an electronic module (3), and • a heat shield (1c) which is arranged axially between the first housing element (1a) and the second housing element (1b) in order to protect the electronic module (3) from heat radiation from the electric motor (2), the second housing element (1b) having a has an at least partially circumferential section (4) for receiving the heat shield (1c), with an at least partially circumferential area (5) which is attached to the first housing element (1a), to the second housing element (1b) and to the heat shield (1c). adjacent, is set up to receive an adhesive.

Housing (1) according to claim 1 , characterized in that the at least partially circumferential section (4) on the second housing element (1b) has a shoulder (6) which is designed to at least partially receive a collar (7) of the heat shield (1c) flat.

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing element (1a) and the second housing element (1b) each have bores (8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 9c) for receiving screw elements, with at least in the area of the bores (8a, 8b, 8c, 9a, 9b, 9c) spacers (10) are arranged to set a gap (11) between the first housing element (1a) and the second housing element (1b).

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) has at least one opening (12a, 12b, 12c) for the passage of contact elements (13a, 13b, 13c) between the electric motor (2) and the electronic module ( 3) has.

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) has a centrally formed recess (14) for the passage of a sensor (15).

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) has means (16) for aligning the heat shield (1c) with respect to the second housing element (1b).

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) has at least one formation (17) to increase the rigidity.

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) has at least one region (18a, 18b) which is adapted to be glued only to the first housing element (1a).

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) has at least one end projection (19a, 19b, 19c) for applying a clamping force from the first housing element (1a) to the heat shield (1c).

Housing (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat shield (1c) is formed from a deep-drawn metal sheet.