Elektromotor eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs.

Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen (Pkw), weisen eine Vielzahl an Nebenaggregaten auf, die nicht direkt dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs dienen. Derartige Nebenaggregate sind beispielsweise für den Betrieb des Hauptantriebs erforderlich, oder dienen der Bereitstellung oder Erhöhung eines Komforts für den Nutzer des Kraftfahrzeugs. Ein derartiges Nebenaggregat ist beispielsweise ein elektromotorischer Verstellantrieb, wie ein elektromotorischer Fensterheber. Alternativ ist das Nebenaggregat beispielsweise ein elektromotorischer Kältemittelverdichter, der insbesondere ein Bestandteil eines Kältemittelkreislaufs des Kraftfahrzeugs ist.

In einer weiteren Alternative ist der Elektromotor ein Bestandteil des Bremssystems des Kraftfahrzeugs. Hierbei ist der Elektromotor beispielsweise ein Bestandteil eines Antiblockiersystems, einer Antischlupfregelung oder einer elektromotorisch betätigten Bremskraftverteilung. Es ist jedoch auch möglich, den Elektromotor in einem Bremskraftverstärker einzusetzen. Hierbei wird mittels des Elektromotors insbesondere eine aufgebrachte Pedalkraft verstärkt. Beispielsweise ist der Bremskraftverstärker zumindest teilweise hydraulisch ausgestaltet, und mittels des Elektromotors wird insbesondere eine Hydraulikpumpe betrieben und/oder etwaige Ventile betätigt.

Alternativ ist der Bremskraftverstärker elektromechanisch ausgestaltet. Der elektromechanischen Bremskraftverstärker umfasst dabei meist eine Eingangsstange, die mittels eines Fußpedals in einer Längsrichtung zur Betätigung der Bremse bewegt wird. Die Eingangsstange wirkt auf einen Arbeitskolben, mittels dessen ein Druck in einem Bremsflüssigkeitssystem erhöht wird. Der Elektromotor wirkt auf die Eingangsstange, sodass eine Betätigung des Fußpedals unterstützt wird. Somit ist eine von einem Nutzer zur Betätigung der Bremse aufzubringende Kraft reduziert. Zudem ist der Bremskraftverstärker aufgrund des Elektromotors unabhängig von einer tatsächlichen Betätigung des Fußpedals, und die Eingangsstange kann insbesondere mittels des Elektromotors in Abhängigkeit von bestimmten Fahrsituationen unabhängig von dem Fußpedal bewegt werden, was zu einer Abbremsung des Kraftfahrzeugs führt.

Damit ein Verschleiß möglichst gering ist, ist der Elektromotor meist als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ausgestaltet. Hierbei weist der Elektromotor einen Rotor auf, der mehrere Permanentmagneten umfasst, und der drehfest an einer Rotorwelle befestigtes. Die Rotorwelle ist mittels eines oder mehrerer Lager drehbar um eine Rotorachse gelagert, wobei jedes Lager an einem jeweiligen Lagerschild befestigt ist. Der Stator weist mehrere elektrische Spulen auf, die mittels eines auf den Stator aufgesetzten Verschaltungsrings zu drei Phasen elektrisch verschaltet sind. Hierbei sind die einzelnen Phasenanschlüsse bezüglich der Rotorachse um 120° versetzt, und mit diesen ist üblicherweise ein Anschluss elektrisch kontaktiert, der durch eine entsprechende Öffnung des Lagerschilds geführt ist.

Auf der dem Stator gegenüberliegenden Seite des Lagerschilds ist meist eine Elektronik zur Bestromung der Phasen angeordnet, die eine Brückenschaltung umfasst, und die mittels einer Leiterplatte bereitgestellt ist. Somit ist es erforderlich jeden der Anschlüsse mittels eines jeweiligen weiteren Leiters mit der Elektronik zu verbinden. Wenn der Elektromotor in einer vergleichsweise rauen Umgebung eingesetzt wird, ist es zudem erforderlich, die Öffnungen mit einer Dichtung zu versehen, damit ein Eintritt von Fremdpartikeln zwischen den Rotor und den Stator, was zu einer Fehlfunktion führen können, vermieden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Elektromotor eines Nebenaggregats eines Kraftfahrzeugs sowie ein besonders geeignetes Nebenaggregat eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei vorteilhafterweise eine Robustheit erhöht und/oder eine Herstellung vereinfacht ist.

Hinsichtlich des Elektromotors wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Nebenaggregats durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Der Elektromotor ist ein Bestandteil eines Nebenaggregats. Hierfür ist der Elektromotor geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Das Nebenaggregat ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten ist im bestimmungsgemäßen Zustand das Nebenaggregat an weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs montiert. Hierfür ist das Nebenaggregat geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere landgebunden und vorzugsweise mehrspurig ausgestaltet. Hierbei ist es geeigneterweise möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen frei zu positionieren, zum Beispiel auf einer entsprechenden Fahrbahn. Hierfür weist das Kraftfahrzeug insbesondere entsprechende Räder auf. Zusammenfassend ist es bevorzugt möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen unabhängig von sonstigen Gegebenheiten an Land zu positionieren. Mit anderen Worten ist das Kraftfahrzeug geeigneterweise nicht schienengeführt. Vorzugsweise ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw) oder ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder Bus.

Das Nebenaggregat dient im bestimmungsgemäßen Gebrauch nicht direkt dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs und stellt somit keinen Hauptantrieb des Kraftfahrzeugs dar. Beispielsweise dient dabei das Nebenaggregat dem Betrieb des Hauptantriebs oder der Bereitstellung von für den Betrieb des Kraftfahrzeugs erforderlichen Funktionen, die nicht direkt dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs dienen. Alternativ hierzu erfolgt mittels des Nebenaggregats eine Erhöhung eines Komforts oder die Bereitstellung von Komfortfunktionen.

Das Nebenaggregat weist beispielsweise eine Nenn- oder Maximalleistung zwischen 100 W und 1000 W, vorzugsweise zwischen 300 W und 700 W und beispielsweise zwischen 400 W und 500 W auf. Das Nebenaggregat ist zum Beispiel ein elektromotorischer Verstellantrieb, wie ein elektromotorischer Fensterheber. Alternativ ist das Nebenaggregat beispielsweise ein elektromotorischer Kältemittelverdichter, der insbesondere ein Bestandteil eines Kältemittelkreislaufs des Kraftfahrzeugs ist. In einer weiteren Alternative ist das Nebenaggregat eine elektromotorische Pumpe, wie eine Wasserpumpe. Geeigneterweise ist die elektromotorische Pumpe eine Schmiermittelpumpe, wie eine Motorölpumpe oder eine Getriebeölpumpe. Hierbei ist mittels des Elektromotors jeweils ein Pumpenrad angetrieben, das auf die zu pumpende Flüssigkeit angepasst ist. In einer weiteren Alternative ist der Elektromotor ein Bestandteil eines Lüfters, wie eines Kühlerlüfters oder eines Gebläses, die somit das jeweilige Nebenaggregat darstellen. In einer Alternative ist das Nebenaggregat ein Lenkunterstützung, und mittels des Elektromotors ist insbesondere eine Lenkstange angetrieben oder es wird zumindest ein Lenkeinschlag von lenkbar ausgestalteten Rädern des Kraftfahrzeugs mittels des Elektromotors eingestellt oder deren Einstellung unterstützt.

In einer weiteren Alternative ist das Nebenaggregat ein Bremssystem oder ein Teil des Bremssystems des Kraftfahrzeugs. Hierbei ist der Elektromotor beispielsweise ein Bestandteil eines Antiblockiersystems, einer Antischlupfregelung oder einer elektromotorisch betätigten Bremskraftverteilung. Besonders bevorzugt ist das Nebenaggregat ein Bremskraftverstärker, wobei bei Betrieb mittels des Elektromotors insbesondere eine von einem Nutzer, der auch als Benutzer oder Fahrer bezeichnet wird, auf ein Bremspedal aufgebrachte Pedalkraft verstärkt wird. Beispielsweise ist der Bremskraftverstärker zumindest teilweise hydraulisch ausgestaltet, und mittels des Elektromotors wird insbesondere eine Hydraulikpumpe betrieben und/oder etwaige Ventile betätigt.

Beispielsweise ist der Bremskraftverstärker zumindest teilweise hydraulisch ausgestaltet, und mittels des Elektromotors wird insbesondere eine Hydraulikpumpe betrieben und/oder etwaige Ventile betätigt. Besonders bevorzugt jedoch ist der Bremskraftverstärker elektromechanisch ausgestaltet, und das Nebenaggregat ist somit ein elektromechanischer Bremskraftverstärker. Infolgedessen ist eine Konstruktion des Nebenaggregats vereinfacht. Der elektromechanischen Bremskraftverstärker umfasst zweckmäßigerweise eine Eingangsstange, die mittels eines Fußpedals in einer Längsrichtung zur Betätigung der Bremse bewegt wird. Beispielsweise ist hierbei das Fußpedal direkt an der Eingangsstange angelenkt oder beispielsweise über ein Gestänge. Zumindest jedoch ist das Fußpedal in Wirkverbindung mit der Eingangsstange. Die Eingangsstange wirkt auf einen Arbeitskolben. Beispielsweise ist der Arbeitskolben direkt an der Eingangsstange befestigt, insbesondere angeformt. Alternativ hierzu ist zwischen diesen eine weitere Mechanik angeordnet. Der Arbeitskolben ist insbesondere in einem Pumpraum angeordnet, in dem bei Betrieb eine Bremsflüssigkeit vorhanden ist. Bei linearem Bewegen des Arbeitskolben in dem Pumpraum wird, je nach Bewegungsrichtung, die Bremsflüssigkeit aus dem Pumpraum gedrückt oder hineingesogen. Vorzugsweise sind etwaige Bremskolben von Bremsen eines Bremssystems des Kraftfahrzeugs hydraulisch mit dem Pumpraum verbunden, sodass bei Drücken der Bremsflüssigkeit aus dem Pumpraum die Bremsen betätigt werden.

Die Eingangsstange ist zweckmäßigerweise umfangsseitig mit einem Gewinde versehen, auf das ein innenverzahntes Antriebszahnrad gesetzt ist. Mittels der Eingangsstange und des Antriebszahnrads ist hierbei eine Art Spindel gebildet. Das Antriebszahnrad ist zweckmäßigerweise mittels des Elektromotors angetrieben, beispielsweise direkt oder bevorzugt über ein Getriebe. Bei Bestromung des Elektromotors wird somit über das Antriebszahnrad in die Eingangsstange Kraft eingeleitet und folglich auch auf den Arbeitskolben.

Vorzugsweise umfasst der elektromechanische Bremskraftverstärker einen Sensor mittels dessen bei Betrieb eine Betätigung des als Bremspedal wirkenden Fußpedals erfasst wird. In Abhängigkeit davon wird der Elektromotor bestromt. Geeigneterweise umfasst der elektromechanische Bremskraftverstärker ein Steuergerät, mittels dessen der Sensor ausgelesen die Bestromung des Elektromotors eingestellt wird. In einer Weiterbildung wird mittels des Steuergeräts der Elektromotor unabhängig von einer tatsächlichen Betätigung des Fußpedals bestromt, vorzugsweise in Abhängigkeit einer bereitgestellten Aufforderung, die insbesondere über ein etwaiges Bussystem übermittelt wird. Die Aufforderung wird dabei beispielsweise von einem Assistenzsystem des Kraftfahrzeugs oder eines Bordcomputers des Kraftfahrzeugs erstellt. Insbesondere wird hierbei die Aufforderung in Abhängigkeit von bestimmten Fahrsituationen erstellt, zum Beispiel von einem Notbremsassistenten. Alternativ oder in Kombination hierzu ist das Kraftfahrzeug teilweise oder vollständig autonom ausgestaltet, sodass eine Fortbewegung unabhängig von einer Steuerung eines Nutzers erfolgt. Die Aufforderung wird dabei insbesondere durch einen sogenannten Autopiloten erstellt.

Der Elektromotor weist eine Rotorachse auf, entlang derer insbesondere eine Rotorwelle angeordnet ist, die somit konzentrisch zur Rotorachse ist. Die Rotorwelle ist geeigneterweise mittels eines oder mehrerer Lager drehbar gelagert, wobei zumindest eines der Lager zweckmäßigerweise an einem Lagerschild des Elektromotors angebunden ist. Sofern das andere Lager vorhanden ist, ist diese vorzugsweise einem anderen Lagerschilde zugeordnet, das beispielsweise mittels eines (Motor-)Gehäuses des Elektromotors gebildet ist. An der Rotorwelle ist vorzugsweise ein Rotor drehfest angebunden und somit ebenfalls drehbar um die Rotorachse gelagert. Insbesondere ist der Rotor konzentrisch zur Rotorwelle angeordnet. Beispielsweise umfasst der Rotor ein Blechpaket, in das Permanentmagneten eingebettet oder an dem diese gehalten sind.

Der Elektromotor umfasst ferner einen Stator, der konzentrisch zur Rotorachse angeordnet ist, und der beispielsweise den Rotor umfangsseitig umgibt, sodass der Elektromotor als Innenläufer ausgestaltet ist. Der Stator weist mehrere elektrische Spulen auf, die vorzugsweise aus einem Lackdraht erstellt sind, beispielsweise einem Aluminiumlackdraht oder Kupferlackdraht. Vorzugsweise sind jeweils zwei der elektrischen Spulen mittels eines gemeinsamen Drahts gebildet und somit mittels eines Drahtabschnitts verbunden, sodass die jeweiligen beiden elektrischen Spulen elektrisch in Reihe geschaltet sind. Insbesondere weist der Stator zwischen sechs derartigen elektrischen Spulen und zwanzig elektrischen Spulen und geeigneterweise zwölf elektrische Spulen auf. Zweckmäßigerweise ist jede der elektrischen Spulen, die auch lediglich als Spule bezeichnet ist, auf einen jeweils zugeordneten Statorzahn gewickelt. Die Statorzähne sind vorzugsweise mittels eines gemeinsamen Blechpakets gebildet. Mittels der elektrischen Spulen ist jeweils ein Elektromagnet gebildet, oder der jeweilige Elektromagnet umfasst zumindest zusätzlich noch den jeweiligen Statorzahn.

Die elektrischen Spulen sind zu mehreren Phasen verschaltet, wobei geeigneterweise jeder der (elektrischen) Phasen die gleiche Anzahl an elektrischen Spulen zugeordnet ist. Hierbei werden, wenn eine der Phasen bei Betrieb bestromt wird, sämtliche elektrischen Spulen dieser Phase bestromt. Insbesondere sind die elektrischen Spulen der gleichen Phase elektrisch parallel oder in Reihe geschaltet. Zum Beispiel umfasst der Stator zwei derartige Phasen, und der Elektromotor ist somit zweiphasig, oder bevorzugt drei derartige Phasen, sodass der Elektromotor dreiphasig ausgestaltet ist. Die Phasen selbst sind beispielsweise miteinander zu einer Dreiecks- oder Sternschaltung kontaktiert. Insbesondere ist der Elektromotor somit als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ausgestaltet.

Ferner umfasst der Elektromotor mehrere einstückige Stromschienen, wobei jeder der Phasen jeweils eine der Stromschienen zugeordnet ist, die mit der jeweiligen Phase elektrisch kontaktiert ist. Somit sind zumindest genauso viele Stromschienen vorhanden wie Phasen. Beispielsweise sind, sofern die Phasen zu der Dreiecksschaltung verschaltet sind, jeweils zwei der Phasen einer der Stromschienen zugeordnet, oder jede Stromschiene ist jeweils lediglich einer einzigen der Phasen zugeordnet, insbesondere sofern die Phasen miteinander zu einer Sternschaltung verschaltet sind. Die Stromschienen sind insbesondere aus einem Metall erstellt, beispielsweise einem Aluminium, also reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, oder einem Kupfer, also reinem Kupfer oder einer Kupferlegierung. Insbesondere sind die Stromschienen jeweils als Stanzbiegeteil ausgeführt und insbesondere aus einem ein Metallblech gestanzt und geeignet gebogen.

Die Stromschienen ragen durch eine Durchtrittsöffnung des Lagerschilds, insbesondere des A-seitigen Lagerschilds, oder des Lagerschilds, in dessen Nähe eine Elektronik angeordnet ist, die insbesondere mit den Stromschienen elektrisch kontaktiert ist. Die Elektronik umfasst dabei zweckmäßigerweise eine Brückenschaltung, die vorzugsweise zu der Anzahl an Phasen korrespondiert. Sofern der Elektromotor lediglich zwei Phasen aufweist, also zweiphasig ausgestaltet ist, ist die Brückenschaltung insbesondere eine B4-Schaltung, und sofern der Elektromotor drei Phasen aufweist, also dreiphasig ausgestaltet ist, ist die Elektronik zweckmäßigerweise als B6-Schaltung ausgeführt oder umfasst zumindest diese.

Die Stromschienen sind mit einer gemeinsamen Kunststoffumspritzung zumindest teilweise umhüllt. Insbesondere ist die Kunststoffumspritzung mittels Kunststoff- Spritzgießens erstellt, und aus einem Kunststoff gefertigt. Beispielsweise ist der Kunststoff ein Thermoplast oder ein Duroplast. Insbesondere sind mittels der Kunststoffumspritzung die Stromschienen vollständig umgeben, mit Ausnahme der jeweiligen Enden oder zumindest der Bereiche, in denen eine elektrische Kontaktierung der Stromschienen mit weiteren Bestandteilen erfolgt. Die Kunststoffumspritzung ist zusammenhängend, sodass die einzelnen Stromschienen mittels der Kunststoffumspritzung zueinander stabilisiert sind. Insbesondere ist mittels der Stromschienen und der Kunststoffumspritzung ein gemeinsames Bauteil, nämlich eine Anschlusseinheit, gebildet. Infolgedessen ist eine Stabilität weiter erhöht und ein Kurzschluss der Stromschienen mit weiteren Bestandteilen vermieden, sodass eine Sicherheit erhöht ist.

Aufgrund der gemeinsamen Kunststoffumspritzung ist es somit möglich, die Anschlusseinheit, die die Stromschienen und die Kunststoffumspritzung aufweist, separat herzustellen, was eine Herstellung vereinfacht. Zudem ist es somit möglich, die Anschlusseinheit als Bauteil zu montieren, weswegen eine Herstellungszeit verkürzt und eine Herstellung vereinfacht ist. Da dabei die Stromschienen und die Kunststoffumspritzung durch die gemeinsame Durchtrittsöffnung des Lagerschilds ragen, ist es lediglich erforderlich diese abzudichten, um einen Durchtritt von Fremdpartikeln durch das Lagerschild zu verhindern. Infolgedessen ist eine Herstellung vereinfacht, und auch eine Robustheit erhöht. Zudem werden die Stromschienen zueinander mittels der Kunststoffumspritzung stabilisiert, sodass auch bei einer Erschütterung des Elektromotors ein Ablösen einer der Stromschienen von einer der Phasen verhindert ist.

Zum Beispiel sind die Anschlüsse der Stromschienen an die Phasen bezüglich der Rotorachse um einen ersten Winkel zueinander versetzt, der insbesondere größer als 90° ist. Alternativ ist der erste Winkel kleiner und zum Beispiel zwischen 40° und 90° und insbesondere zwischen 55° und 65° und geeigneterweise gleich 60°. Somit ist ein Anschluss an die elektrischen Spulen und eine Verschaltung der elektrischen Spulen zu den Phasen vereinfacht. Dabei ist zur Kontaktierung mit den Stromschienen auf Seiten der elektrischen Spulen kein zusätzliches Bauteil oder eine Verlängerung etwaiger Drahtabschnitte der elektrischen Spulen erforderlich, sodass eine Anzahl an benötigten Bauteilen verringert ist. Insbesondere weist die Durchtrittsöffnung bezüglich des Rotorachse eine Länge in tangentialer Richtung auf, die zu einem zweiten Winkel korrespondiert, der geeigneterweise kleiner als 45° oder 30° ist. Auf diese Weise ist die Größe der Durchtrittsöffnung verringert, weswegen die Herstellung einer Medienbeständigkeit, also einer Dichtigkeit, vereinfacht ist. Zudem sind aufgrund der Anordnung der Stromschienen in der gemeinsamen Durchtrittsöffnung diese zumindest teilweise in einem bestimmten Kreissektor bezüglich der Rotorachse angeordnet, sodass eine Kontaktierung dieser mit der etwaigen Elektronik vereinfacht ist. Insbesondere sind zur Kontaktierung der Stromschiene mit der Elektronik keine weiteren (elektrischen) Leiter erforderlich, und die Stromschienen sind direkt mit der etwaigen Elektronik kontaktiert.

Besonders bevorzugt weisen die Stromschienen, also alle Stromschienen, einen parallel zur Rotorachse angeordneten Endbereich auf, der zweckmäßigerweise bis zu einem der Enden der jeweiligen Stromschiene reicht. Insbesondere ist mit dem Endbereich, insbesondere dem zugeordneten Ende, jeder Stromschiene die etwaige Elektronik kontaktiert, insbesondere direkt. Die Endbereiche sind durch die Durchtrittsöffnung geführt, sodass die Durchtrittsöffnung mittels der Endbereiche durchgesetzt ist. Insbesondere sind dabei innerhalb Durchtrittsöffnung lediglich die Endbereiche der Stromschiene angeordnet. Infolgedessen ist eine benötigte Größe der Durchtrittsöffnung verringert. Auch ist auf diese Weise eine Montage des Lagerschilds und der Anschlusseinheit mittels Einführens der Stromschienen parallel zur Rotorachse durch Durchtrittsöffnung möglich, weswegen die Herstellung weiter vereinfacht ist.

Beispielsweise sind die Endbereiche zueinander bezüglich der Rotorachse in einer radialen Richtung angeordnet oder willkürlich zueinander positioniert. Besonders bevorzugt jedoch sind die Endbereiche zueinander bezüglich der Rotorachse tangential angeordnet. Infolgedessen ist insbesondere eine Anbindung eines weiteren Bestandteils an der Rotorwelle durch die Endbereiche nicht behindert, wobei es dennoch mögliche ist, die Stromschienen zueinander geeignet beabstandet zueinander anzuordnen, sodass eine Verbindung mit der etwaigen Elektronik erleichtert ist.

Beispielsweise sind dabei die Endbereiche mittels eines gemeinsamen Abschnitts der Kunststoffumspritzung umgeben, sodass eine Robustheit erhöht ist. Besonders bevorzugt jedoch ist jeder Endbereich von einem jeweiligen Abschnitt der Kunststoffumspritzung umgeben, wobei zwischen den Abschnitten insbesondere ein Freiraum oder teilweise ein Freiraum gebildet ist. Infolgedessen ist ein Gewicht des Elektromotors, insbesondere der Anschlusseinheit, reduziert. Beispielsweise sind die Abschnitte im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgestaltet und weisen somit insbesondere eine konstante Dicke auf. Besonders bevorzugt jedoch sind die Abschnitte konisch oder pyramidenförmig ausgestaltet, sodass deren Querschnitt senkrecht zur Rotorachse kontinuierlich abnimmt. Dabei weist der Querschnitt jedes konischen Abschnitts, insbesondere des jeweiligen Endes parallel zur Rotorachse, auf der dem Stator abgewandten Seite insbesondere die kleinste Fläche auf. Infolgedessen ist ein Einführen der mit der Kunststoffumspritzung umhüllten Stromschienen durch die Durchtrittsöffnung von Seiten des Stators her erleichtert, wobei in der Montageposition aufgrund des vergrößerten Querschnitts jedes der Abschnitte ein Abstand zu einem Rand der Durchtrittsöffnung verringert ist.

Insbesondere liegt einer der konischen Abschnitte oder zum Beispiel zwei oder sämtliche konischen Abschnitt an dem Rand der Durchtrittsöffnung an, und es ist insbesondere zwischen diesen ein Kraftschluss erstellt. Mit anderen Worten wird das Lagerschild auf die Anschlusseinheit gepresst, sodass einerseits eine Stabilität vergrößert ist. Andererseits ist ein Durchtritt von Fremdpartikeln zwischen der Kunststoffumspritzung und dem Rand der Durchtrittsöffnung nicht möglich oder zumindest erschwert, sodass eine etwaige Dichtung vergleichsweise kleinbauend und kostengünstig ausgestaltet werden kann.

Beispielsweise sind die konischen Abschnitte zueinander beabstandet, weswegen ein Gewicht weiter verringert ist. Besonders bevorzugt jedoch sind die konischen Abschnitte miteinander mittels einer Stabilisierungsrippe verbunden, die beispielsweise im Wesentlichen tangential bezüglich der Rotorachse angeordnet ist. Geeigneterweise ist die Stabilisierungsrippe blattförmig. Vorzugsweise ist zwischen benachbarten konischen Abschnitten jeweils eine derartige Stabilisierungsrippe angeordnet. Vorzugsweise befindet sich hierbei Stabilisierungsrippe(n) auf der dem Stator abgewandten Seiten des Lagerschilds, sodass die Endbereiche mittels des Stabilisierungsrippe vergleichsweise stabil zueinander gehalten sind. Auf diese Weise ist eine Verbindung mit der etwaigen Elektronik vereinfacht. Auf der dem Stator zugewandten Seite des Lagerschilds gehen beispielsweise die konischen Abschnitte ineinander über oder sind an einem gemeinsamen weiteren Bestandteil der Kunststoffumspritzung angeformt.

Beispielsweise liegt jeder konische Abschnitt direkt an dem Rand der Durchtrittsöffnung an. Besonders bevorzugt jedoch ist an jedem konischen Abschnitt eine parallel zur Rotorachse verlaufende Quetschrippe angeformt, die insbesondere rampenförmig ausgestaltet ist. Hierbei ist die Dicke der Quetschrippe insbesondere auf der dem Stator zugewandten Seite des Lagerschilds vergrößert. Auf diese Weise ist ein Einführen in die Durchtrittsöffnung von Seiten des Stators her erleichtert. Im Montagezustand liegen die Quetschrippen an dem Rand der Durchgangsöffnung an, insbesondere spielfrei. Zum Beispiel ist zwischen jeder Quetschrippe und der Durchtrittsöffnung ein Kraftschluss realisiert, wobei beispielsweise die Quetschrippe teilweise elastisch und/oder plastisch verformt wird. Somit werden die konischen Abschnitte mittels der Quetschrippen an dem Rand der Durchtrittsöffnung stabilisiert, was eine Robustheit erhöht. Auch ist eine Bewegung der konischen Abschnitte, beispielsweise Mikrobewegungen, bezüglich der Durchtrittsöffnung vermieden, die zu einer Beschädigung der Kunststoffumspritzung und folglich einem elektrischen Kurzschluss führen könnten.

Beispielsweise ist jedem konischen Abschnitt lediglich eine einzige Quetschrippe zugeordnet. Diese sind zweckmäßigerweise bezüglich der Rotorachse an der radialen Außenseite des jeweiligen konischen Abschnitts angebunden, sodass dort ein etwaiger Toleranzausgleich stattfindet. Vorzugsweise ist die bezüglich der Rotorachse radiale Innenseite jedes konischen Abschnitts glatt ausgestaltet und liegt insbesondere flächig an dem entsprechend ausgestatteten Rand der Durchtrittsöffnung an. Somit wird mittels dieser Seite der Durchtrittsöffnung die Position der Stromschienen bestimmt, sodass eine Montage der etwaigen Elektronik vereinfacht ist. Auch ist somit lediglich auf dieser Seite der Durchtrittsöffnung und/oder der Kunststoffumspritzung auf vergleichsweise geringe Fertigungstoleranzen zu achten, weswegen eine Herstellung vereinfacht ist.

Insbesondere sind jedem konischen Abschnitt mehreren entsprechende Quetschrippen zugeordnet, wobei beispielsweise jeweils an den Seiten in tangentialer Richtung bezüglich der Rotorachse jeweils eine entsprechende Quetschrippe angeordnet ist, die somit ebenfalls an dem Rand der Durchtrittsöffnung anliegt. Auf diese Weise erfolgt auch mittels der Quetschrippen eine Stabilisierung der Stromschienen in tangentialer Richtung. Bevorzugt ist hierbei an jedem konischen Abschnitt in tangentialer Richtung an den beiden gegenüberliegenden Seiten eine entsprechende Quetschrippe angeformt, wobei an Teil von diesen zum Beispiel nicht an dem Rand der Durchtrittsöffnung anliegt, insbesondere sofern diese zu einem anderen konischen der Abschnitt weisen. Mittels der Quetschrippen erfolgt jedoch eine Erhöhung einer Stabilität der konischen Abschnitte, sodass eine Robustheit, jedoch ein Gewicht nicht übermäßig erhöht ist. Insbesondere gehen die Quetschstellen oder ein Teil der Quetschrippe in die etwaige Stabilisierungsrippe über.

Beispielsweise weist der Elektromotor einen Verschaltungsring auf, mittels dessen die elektrischen Spulen miteinander verschaltet sind. Der Verschaltungsring umfasst hierbei insbesondere weitere Stromschienen, und zum Beispiel sind die Stromschienen an entsprechende Bereiche der weiteren Stromschienen angelötet oder angeschweißt. Bevorzugt jedoch umfasst der Elektromotor ein Verschaltungselement, das zwischen dem Stator und dem Lagerschild angeordnet ist. Insbesondere ist das Verschaltungselement aus einem Kunststoff erstellt und beispielsweise einstückig. Zweckmäßigerweise ist das Verschaltungselement auf die elektrischen Spulen des Stators aufgesetzt und insbesondere mittels dieser stabilisiert, vorzugsweise mittels des etwaigen Blechpakets.

Das Verschaltungselement weist eine Anzahl an Stecktaschen auf, die insbesondere bezüglich der Rotorachse tangential orientierte sind. Die Öffnungen der Stecktaschen weisen zweckmäßigerweise in eine axiale Richtung, die parallel zur Rotorachse ist. In jeder der Stecktaschen ist jeweils ein Kontaktelement eingesetzt, das insbesondere mittels der jeweiligen Stecktasche gehalten wird. Vorzugsweise ist zwischen jedem Kontaktelement und der jeweiligen Stecktasche ein Formschluss und/oder ein Kraftschluss realisiert. Die Kontaktelemente sind zweckmäßigerweise aus dem elektrisch leitenden Material, vorzugsweise einem Metall erstellt.

Jedes der Kontaktelemente umfasst einen Klemmkontakt, der insbesondere in einer Richtung parallel zur Rotorachse verläuft ist, wobei das dem Stator abgewandte Ende zweckmäßigerweise geöffnet ist. Mittels jedes Klemmkontakts ist jeweils eine der Stromschienen geklemmt. Folglich werden mittels der Klemmkontakte die Stromschienen stabilisiert, und zur Montage der Stromschienen, vorzugsweise der vollständigen Anschlusseinheit, ist es lediglich erforderlich, die Stromschienen in die Klemmkontakte einzusetzen und dort zu klemmen. Infolgedessen ist kein zusätzliches Werkzeug oder Befestigungsmittel erforderlich, und die Kontaktierung sämtlicher Stromschienen erfolgt in einem einzigen Arbeitsschritt, weswegen eine Herstellung vereinfacht ist. Geeigneterweise wird nachfolgend das Lagerschild auf die Anschlusseinheit aufgesetzt und insbesondere an dem Stator montiert.

Aufgrund des Verschaltungselements, das zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff gefertigt ist, ist dabei ein Kurzschluss zwischen den Kontaktelementen vermieden. Geeigneterweise sind die Stecktaschen zueinander in einer tangentialen Richtung bezüglich der Rotorachse angeordnet, wobei zwischen jeweils benachbarten Stecktaschen ein Winkel von beispielsweise 30° gebildet ist. Somit erfolgt eine Stabilisierung der Anschlusseinheit mittels der Stecktaschen/ Kontaktelemente, sodass ein Verkippen vermieden ist. Zweckmäßigerweise werden mittels des Verschaltungselements etwaige Drahtabschnitt der elektrischen Spulen geführt, insbesondere die Abschnitte, mittels derer jeweils zwei der elektrischen Spulen miteinander verbunden sind. Infolgedessen ist eine Anzahl an benötigten Bauteilen reduziert.

Besonders bevorzugt ist jedes Kontaktelement mit einem Drahtabschnitt einer der elektrischen Spule elektrisch kontaktiert, sodass über die Kontaktelement die elektrische Kontaktierung der Phasen mit den Stromschienen erfolgt. Mit anderen Worten dient jedes Kontaktelement als Verschaltungspunkt für einen Drahtabschnitt der elektrischen Spulen mit den Stromschienen. Insbesondere sind auch mit den Kontaktelementen jeweils mehrere elektrische Spulen elektrisch kontaktiert, sodass das Kontaktelement auch als Verschaltungspunkt für die Drahtabschnitte elektrisch miteinander verschalteter elektrischer Spulen dient. Besonders bevorzugt weist hierbei jedes Kontaktelement einen Schneidklemmkontakt auf, in dem die Drahtabschnitte jeweiligen elektrischen Spulen einliegen.

Mittels der Schneidklemmkontakte erfolgt insbesondere ein teilweises Ablösen eines etwaigen Lacks von dem Drahtabschnitt, sodass eine elektrische Kontaktierung erfolgt. Bevorzugt verlaufen die Schneidklemmkontakte parallel zur Rotorachse, sodass eine Montage vereinfacht ist. Vorzugsweise ist hierbei der Schneidklemmkontakt auf der dem Stator zugewandten Seite geöffnet, und die Drahtabschnitte liegen in einem Schlitz der Stecktasche ein, der ebenfalls parallel der Rotorachse verläuft, jedoch auf der dem Stator abgewandten Seiten geöffnet ist. Somit ist ein Einlegen der Drahtabschnitte in die Schlitze ermöglicht, die dort anschließend mittels des Schneidklemmkontakts fixiert werden. Folglich ist eine Montage vereinfacht. Bevorzugt weist jedes Kontaktelement zwei derartige Schneidklemmkontakte auf, wobei mittels jedes der Schneidklemmkontakt der jeweils eines oder mehrere der Drahtabschnitte gehalten ist. Vorzugsweise sind mit Ausnahme der Kontaktelemente und der Stecktaschen keine weiteren Bestandteile vorhanden, um die elektrischen Spulen zu den Phasen zu verschalten. Somit ist eine Herstellung vereinfacht.

Vorzugsweise wird zur Montage zunächst der Stator innerhalb eines topfförmigen Motorgehäuses angeordnet, und auf den Stator wird anschließend das Verschaltungselement aufgesetzt. Zweckmäßigerweise werden nachfolgend die entsprechenden Drahtabschnitte der elektrischen Spulen in die etwaigen Schlitze eingelegt und dort mittels der Schneidklemmkontakt der Kontaktelemente fixiert, die hierfür in die Stecktaschen eingeführt werden. Im Anschluss hieran wird das Lagerschild in das Motorgehäuse eingeführt und oder an diesem befestigt, wofür das Lagerschild parallel zur Rotorachse bewegt wird, und wobei die Stromschienen durch die Durchtrittsöffnung geführt werden. In einer Alternative werden zunächst die Drahtabschnitte der elektrischen Spulen in die etwaigen Schlitze eingelegt und dort mittels der Schneidklemmkontakt der Kontaktelemente fixiert, die hierfür in die Stecktaschen eingeführt werden. Im Anschluss hieran erfolgt erst das Positionieren des Stators in das Motorgehäuse. Geeigneterweise wird hierbei der Stator in das Motorgehäuse eingepresst.

Besonders bevorzugt sind die Endbereiche vorhanden, wenn das die Stecktaschen aufweisende Verschaltungselement vorhanden ist. Zum Beispiel sind dabei die Endbereiche von den Stecktaschen beabstandet. Besonders bevorzugt jedoch sind alle Endbereiche an einer der Stecktaschen abgestützt, also an einer gemeinsamen Stecktasche. Zumindest jedoch sind die Endbereiche an dem dieser Stecktasche zugeordneten Klemmelement abgestützt, das somit mittels der Endbereiche in die zugeordnete Stecktasche gepresst ist. Folglich sind über dieses Kontaktelement die Endbereiche an der Stecktasche abgestützt. Zusammenfassend befinden sich die Endbereiche in der Verlängerung zu einer der Stecktaschen in einer Richtung parallel zur Rotorachse, und die Endbereiche liegen an dieser Stecktasche an, insbesondere über die Kunststoffumspritzung. Folglich ist der Kunststoffumspritzung auf die selbst Stecktasche aufgesetzt, insbesondere auf die Schultern der Stecktasche. Somit werden die Endbereiche mittels der Stecktasche stabilisiert, insbesondere wenn auf die Stromschienen ein weiteres Bauteil aufgesetzt wird, beispielsweise die etwaige Elektronik, wofür dieses parallel zur Rotorachse bewegt wird. Folglich ist ein verbiegen der Stromschienen und/oder der Kunststoffumspritzung sowie ein Versatz dieser, also eine Änderung der Position der Stromschienen, insbesondere bezüglich des Lagerschilds, vermieden. Somit ist eine Robustheit erhöht, wobei insbesondere keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind.

Beispielsweise sind die Endbereiche bezüglich des etwaigen Schneidklemmkontakts oder des etwaigen Klemmkontakts willkürlich angeordnet. Besonders bevorzugt jedoch ist einer der Endbereiche oberhalb des Klemmkontakts angeordnet. Zweckmäßigerweise ist hierbei die diesen Endbereiche aufweisende Stromschiene mit dem Klemmkontakt geklemmt, sodass die Stromschiene beispielsweise vollständig mittels des Endbereichs gebildet ist. Vorzugsweise ist hierbei diese Stromschiene vollständig geradlinig ausgestaltet, was eine Fertigung erleichtert.

Alternativ oder besonders bevorzugt in Kombination hierzu ist einer der Endbereiche oberhalb des Schneidklemmkontakts, also in der Verlängerung parallel zur Rotorachse zu diesem angeordnet. Mit anderen Worten überdecken sich die Projektionen dieses Endbereichs und des Schneidklemmkontakts parallel zur Rotorachse auf eine gemeinsame Ebene senkrecht zur Rotationsachse. Infolgedessen wird mittels dieses Endbereich der Schneidklemmkontakt bei einem Anschluss der Stromschiene an weitere Bestandteile weiter in die zugeordnete Stecktasche gedrückt, sodass eine Verbindung mit den Drahtabschnitte verbessert ist. Folglich ist eine Robustheit erhöht. Alternativ oder in Kombination hierzu erfolgt aufgrund einer Anlage der Kunststoffumspritzung an dem Rand der Durchgangsöffnung ein Pressen der Kunststoffumspritzung und der Stromschiene parallel zur Rotorachse auf diese Stecktasche, sodass auf diese Weise ebenfalls ein elektrischer Kontakt verbessert ist.

Besonders bevorzugt weist das in dieser Stecktasche einliegende Kontaktelement zwei Schneidklemmkontakte auf, wobei jedem der Schneidklemmkontakte jeweils einer der Endbereiche zugeordnet ist. Besonders bevorzugt umfasst das Kontaktelement zu dem den Klemmkontakt, und es sind insbesondere insgesamt drei Endbereiche an dieser Stecktasche abgestützt. Folglich ist eine Robustheit dort erhöht.

Beispielsweise sind sämtliche Stecktaschen zueinander baugleich, was eine Herstellung vereinfacht. Zum Beispiel sind hierbei sämtliche Stecktaschen außenseitig plan ausgestaltet, weswegen eine Fertigung erleichtert ist. Zudem ist auf diese Weise ein Platzbedarf verringert. Alternativ hierzu sind an sämtlichen Stecktaschen senkrecht zu deren Anordnung verlaufende Versteifungsrippe angeformt, weswegen eine Robustheit erhöht ist. Besonders bevorzugt jedoch ist lediglich an der Stecktasche, an der der Endbereiche / die Endbereiche abgestützt sind, die senkrecht zu der Anordnung der Stecktasche verlaufende Versteifungsrippe angeformt. Somit ist lediglich bei der Stecktasche, die eine erhöhte Belastung aufweist, die Versteifungsrippe vorhanden, sodass eine Robustheit, jedoch ein Platzbedarf nicht übermäßig erhöht ist. Besonders bevorzugt befinden sich hierbei die Versteifungsrippe unterhalb eines der Endbereiche, sodass mittels der Versteifungsrippe zumindest teilweise eine auf diese Stromschiene wirkende Kraft aufgenommen wird und somit ein Verformen der Stecktasche vermieden wird. Folglich befindet sich die Versteifungsrippe in der Verlängerung dieses Endbereich in einer Richtung parallel zur Rotorachse. Zweckmäßigerweise weist dabei die Versteifungsrippe in radialer Richtung von der Rotorachse wegweisend angesetzt/angeformt, sodass eine Lagerung der etwaigen Rotorwelle durch die Versteifungsrippe nicht beeinträchtigt wird.

Beispielsweise ist lediglich eine entsprechende Versteifungsrippe an der Stecktasche angeformt. Besonders bevorzugt sind an der Stecktasche zwei entsprechende Versteifungsrippen angeformt, die zueinander vorzugsweise in einer tangentialen Richtung versetzt sind. Folglich ist eine Stabilität weiter erhöht. Zweckmäßigerweise umgeben hierbei die Versteifungsrippen einen der Kontakte des Kontaktelements, also beispielsweise den Schneidklemmkontakt oder den Klemmkontakt, sodass das in dem jeweiligen Kontakt einliegende Gegenstück auch mittels der Versteifungsrippe stabilisiert werden. Das Nebenaggregat ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, das beispielsweise ein Nutzkraftwagen ist, wie ein Bus oder ein Lastkraftwagen (Lkw). Besonders bevorzugt ist das Nebenaggregat im Montagezustand ein Bestandteil eines Personenkraftwagens (Pkw). Das Nebenaggregat dient hierbei nicht direkt dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs, sondern beispielsweise dem Betrieb eines Hauptantriebs, der Bereitstellung von Komfortfunktionen und/oder der Einstellung einer Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs. Besonders bevorzugt ist das Nebenaggregat ein Bremskraftverstärker, der besonders bevorzugt elektromechanisch ausgestaltet ist. Hierbei wird bei Betrieb des Elektromotors mittels des Bremskraftverstärkers insbesondere ein Druck in einem Bremsflüssigkeitssystem erhöht. Das Bremsflüssigkeitssystem umfasst dabei insbesondere einen Pumpraum des elektromechanischen Bremskraftverstärkers, geeigneterweise einen Ausgleichsraum und vorzugsweise mehrere Bremskolben, wobei insbesondere jedem Rad des Kraftfahrzeugs zumindest ein Bremskolben zugeordnet ist. Geeigneterweise sind jedem Rad mehrere Bremskolben zugeordnet, die insbesondere an einer Bremszange oder einem Bremssattel angeordnet sind.

Zumindest weist das Nebenaggregat einen Elektromotor und ein damit angetriebenes Bauteil auf, wobei das angetriebene Bauteil insbesondere ein Antriebszahnrad oder ein sonstiges weiteres Zahnrad umfasst, das geeigneterweise im Eingriff mit einem Zahnrad des Elektromotors ist. Der Elektromotor umfasst einen konzentrisch zu einer Rotorachse angeordneten Stator, der mehrere elektrische Spulen aufweist, die zu mehreren Phasen verschaltet sind. Mit jeder Phase ist eine einstückige Stromschiene elektrisch kontaktiert, die durch eine Durchtrittsöffnung eines Lagerschilds ragen. Die Stromschienen sind mit einer gemeinsamen Kunststoffumspritzung zumindest teilweise umhüllt sind.

Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Nebenaggregat.

Die im Zusammenhang mit dem Elektromotor erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf das Nebenaggregat / das Kraftfahrzeug sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einem elektromechanischen Bremskraftverstärker,

Fig. 2 schematisch in einer Schnittdarstellung den elektromechanischen Bremskraftverstärker, der einen Elektromotor aufweist,

Fig. 3 perspektivisch den ein Motorgehäuse aufweisenden Elektromotor,

Fig. 4 perspektivisch den einen Stator und ein Lagerschild aufweisenden

Elektromotor ohne Motorgehäuse,

Fig. 5 perspektivisch das Lagerschild mit einer Durchgangsöffnung, durch die drei Stromschienen mit einer gemeinsamen Kunststoffumspritzung ragen,

Fig. 6 das Lagerschild gemäß Fig. 5 mit weggelassener Kunststoffumspritzung,

Fig. 7 perspektivisch ausschnittsweise den Stator, auf den ein Verschaltungselement aufgesetzt ist, und

Fig. 8, 9 jeweils ausschnittsweise aus unterschiedlichen Perspektiven die mit dem Verschaltungselement verbundenen Stromschienen.

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

In Figur 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist mehrere Räder 4 auf, mittels derer ein Kontakt zu einer nicht näher dargestellten Fahrbahn erfolgt. Einige der Räder 4 sind mittels eines nicht gezeigten Hauptantriebs angetrieben. Zum Abbremsen weist das Kraftfahrzeug 2 mehrere Bremsen 6 auf, von denen lediglich eine einzige dargestellt ist. Jede der Bremsen 6 umfasst eine Bremsscheibe 8, die drehfest mit dem jeweils zugeordneten Rad 4 verbunden ist. Karosserieseitig fest ist ein Bremssattel 10 der Bremse 6 gehalten, der mehrere Bremskolben aufweist, die nicht näher dargestellt sind. Die Bremskolben sind ein Bestandteil eines Bremsflüssigkeitssystems 12, das einen Ausgleichsbehälter 14 aufweist, der fluidtechnisch mit den Bremskolben gekoppelt ist. Ferner ist mit dem Ausgleichsbehälter 14 ein Nebenaggregat 16 in Form eines elektromechanischen Bremskraftverstärker gekoppelt. Diese ist mittels eines Fußpedals 18, nämlich eines Bremspedals, betätigt. Das Bremsflüssigkeitssystem 12 ist mit einer Bremsflüssigkeit befüllt, und bei Betätigen des Fußpedals 18 erfolgt mittels des elektrischen Nebenaggregats 16, also des elektromechanischen Bremskraftverstärkers, eine Erhöhung eines Drucks in dem Bremsflüssigkeitssystem 12, sodass über den Ausgleichsbehälter 14 die Bremskolben betätigt werden. Infolgedessen werden an dem Bremssattel 10 befestigte Bremsbeläge gegen die zugeordnete Bremsscheibe 8 gepresst, sodass das Kraftfahrzeug 2 abgebremst wird.

In Figur 2 ist in einer Schnittdarstellung entlang einer Längsachse 19 das Nebenaggregat 16, also der elektromechanische Bremskraftverstärker, dargestellt. Dieses weist einen Pumpraum 20 auf, innerhalb dessen ein Arbeitskolben 22 angeordnet und mittels der Seitenwand des Pumpraums 20 entlang der Längsachse 19 geführt ist. Der Arbeitskolben 22 reicht bis zu den Innenwänden des Pumpraums 20, sodass dieser mittels des Arbeitskolben 22 in zwei Teile unterteilt ist. Einer der Teile ist über einen nicht näher dargestellten Ausgang mit dem Ausgleichsbehälter 14 fluidtechnisch verbunden und vollständig mit der Bremsflüssigkeit befüllt. Bei Bewegen des Arbeitskolben 22 in dem Pumpraum 20 wird somit die Menge der darin angeordneten Bremsflüssigkeit verändert.

Der Arbeitskolben 22 ist über eine Verbindungsstange 24, die parallel zur Längsachse 19 angeordnet ist, an einer Eingangsstange 26 befestigt, die sich ebenfalls entlang der Längsachse 19 erstreckt, und die mittels einer nicht näher dargestellten Lagerung entlang der Längsachse 19 verschiebbar gelagert ist. Hierbei ist jedoch die Eingangsstange 26 drehfest gelagert, sodass eine Rotation der Eingangsstange 26 vermieden ist. An dem der Verbindungsstange 24 gegenüberliegenden Ende ist die Eingangsstange 26 an dem Fußpedal 18 mittels einer Mechanik abgestützt. Bei Betätigung des Fußpedals 18 wird die Eingangsstange 26 und folglich auch die Verbindungsstange 24 entlang der Längsachse 19 bewegt, sodass auch der Arbeitskolben 22 bewegt wird. Infolgedessen wird die Bremsflüssigkeit aus dem Pumpraum 20 herausgedrückt. Ferner weist das Nebenaggregat 16 eine nicht näher dargestellte Feder auf, mittels derer die Eingangsstange 26 und daher auch die Verbindungsstange 24 und folglich auch der Arbeitskolben 22 beaufschlagt sind. Aufgrund der Federkraft wird der Arbeitskolben 22 so weit wie möglich aus dem Pumpraum 22 heraus bewegt, sodass ein von dem Pumpraum 20 aufgenommenes Volumen an Bremsflüssigkeit maximal ist.

Die Eingangsstange 26 ist außenverzahnt, und auf diese ist ein Antriebszahnrad 28 aufgesetzt, das wiederum innenverzahnt ist. Die Eingangsstange 26 sowie des Antriebszahnrad 28 sind somit nach Art einer Spindel ausgestaltet. Zusätzlich ist das Antriebszahnrad 28 außenverzahnt sowie in Eingriff mit einem Getriebe 30. Das Getriebe 30 ist mittels eines Elektromotors 32 angetrieben, der ein topfförmiges Motorgehäuse 34 umfasst, innerhalb dessen ein hohlzylindrischer Stator 36 angeordnet ist. Innerhalb des Stators 36 ist ein ebenfalls hohlzylindrischer Rotor 38 konzentrisch zu einer Rotorachse 40 angeordnet und an einer konzentrisch zur Rotorachse 40 verlaufenden Rotorwelle 42 drehfest befestigt. Folglich ist die Rotorwelle 42 entlang der Rotorachse 40 angeordnet. Die Rotorwelle 42 ist mittels eines nicht näher dargestellten weiteren Lagers, das an dem Motorgehäuse 34 befestigt ist, und in diesem einliegt, sowie einem Lager 44, das an einem das Motorgehäuse 34 verschließenden Lagerschild 46 gehalten ist, drehbar um die Rotorachse 40 gelagert.

Der Rotor 38 umfasst ein nicht näher dargestelltes Blechpaket, an dem ebenfalls nicht näher dargestellte Permanentmagneten gehalten sind, die mit Elektromagneten des Stators 36 bei Betrieb wechselwirken, sodass der Rotor 38 und daher auch die Rotorwelle 42 um die Rotorachse 40 rotiert werden. Folglich ist der Elektromotor 32 als bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) ausgestaltet. An der Rotorwelle 42 ist endseitig ein Zahnrad 48 drehfest befestigt, das mit dem Getriebe 30 in Eingriff ist. Somit erfolgt eine Kraftübertragung von der Rotorwelle 42 auf das Getriebe 30 über das Zahnrad 48, das mit einem entsprechenden Zahnrad des Getriebes 30 kämmt.

Das Nebenaggregat 16 umfasst ferner einen Sensor 50, mittels dessen eine Betätigung des Fußpedals 18 erfasst wird, nämlich ein Versetzen der Eingangsstange 26 entlang der Längsachse 19. Sobald dies erfasst wurde, wird der Elektromotor 32 bestromt, sodass über das Getriebe 30 das Antriebszahnrad 28 gedreht wird. Aufgrund der Verzahnung mit der Eingangsstange 26 erfolgt auf diese Weise ein Aufbringen einer zusätzlichen Kraft auf die Eingangsstange 26 entlang der Längsachse 19, sodass die Betätigung des Fußpedals 18 unterstützt wird. Aufgrund der Kraftausübung mittels des Antriebszahnrad 28 sowie der Betätigung des Fußpedals 18 wird der Arbeitskolben 22 in dem Pumpraum 20 bewegt und somit ein Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 beim Bremsen unterstützt. Zusammenfassend ist die von dem Fahrer zum Bremsen aufzubringende Kraft reduziert, was einen Komfort erhöht. Auch ist es möglich, das Nebenaggregat 16, also den elektromotorischen Bremskraftverstärker, völlig unabhängig von der Betätigung des Fußpedals 18 zu betätigen. Folglich erfolgt ein Bremsen des Kraftfahrzeugs 2 unabhängig von der Betätigung des Fußpedals 18, beispielsweise im Rahmen einer Notbremsung oder bei einem automatischen/autonomen Betrieb des Kraftfahrzeugs 2.

In Figur 3 ist perspektivisch der Elektromotor 32 dargestellt, der das topfförmige Motorgehäuse 34 umfasst. In Figur 4 ist aus einer abweichenden Perspektive der Elektromotor 32 gezeigt, wobei das Motorgehäuse 34 weggelassen ist. Das Motorgehäuse 34 ist mittels des Lagerschilds 46 verschlossen, an dem das Lager 44 gehalten ist. Das Lagerschild 46 ist ebenfalls aus einem Metall erstellt und weist eine Durchtrittsöffnung 52 auf, durch die eine Anschlusseinheit 54 geführt ist, mittels derer die Durchtrittsöffnung 52 vollständig oder zumindest teilweise verschlossen ist. Das Lagerschild 46 ist teilweise in das Motorgehäuse 34 hineinversetzt, sodass eine Auskragung für eine nicht näher dargestellte Elektronik bereitgestellt ist, die im Montagezustand elektrisch mit der Anschlusseinheit 54 elektrisch kontaktiert ist. Die Elektronik weist dabei eine Brückenschaltung, nämlich eine Bö- Schaltung, auf. Der Stator 36 ist konzentrisch zur Rotorachse 40, die auch als Motorachse oder Rotationsachse bezeichnet ist, angeordnet und weist ein Blechpaket 56 auf, das im Montagezustand umfangsseitig an dem Motorgehäuse 54 angeformt ist. Mittels des Blechpakets 56 sind insgesamt zwölf Statorzähne 58 gebildet, die auf die Rotorachse 40 zuweisen, und die jeweils mit einer elektrischen Spule 60 bewickelt sind, die aus einem Kupferlackdraht erstellt sind. Hierbei sind jeweils zwei der elektrischen Spulen 60 aus einem gemeinsamen Draht gewickelt und somit elektrisch miteinander verbunden.

In Figur 5 und 6 ist aus jeweils der gleichen Perspektive der Elektromotor 32 dargestellt, wobei zusätzlich der Stator 36 und der Rotor 38 nicht dargestellt sind. Durch das Lagerschild 46, das die Durchtrittsöffnung 52 aufweist, ragt die Anschlusseinheit 54. Die Anschlusseinheit 54 ist mittels dreier einstückiger Stromschienen 62 gebildet, die als Stanzbiegeteil ausgestaltet und aus einem Kupfer gefertigt sind. Die drei Stromschienen 62 sind mittels einer gemeinsamen Kunststoffumspritzung 64 umgeben, die in Figur 6 nicht dargestellt ist. Hierbei sind die Enden 66 der Stromschienen 62 frei von der Kunststoffumspritzung 64, sodass dort ein elektrischer Anschluss an diese ermöglicht ist. Die sonstigen Bereiche der Stromschienen 62 hingegen sind mit der Kunststoffumspritzung 64 umgeben. Zusammenfassend ragen somit durch die Durchtrittsöffnung 52, die einstückigen Stromschienen 62, die mit der gemeinsamen Kunststoffumspritzung 64 zumindest teilweise umhüllt sind.

Die Stromschienen 62 weisen jeweils einen parallel zur Rotorachse 40 angeordneten Endbereich 68 auf der als einziges Teil der jeweiligen Stromschienen 62 durch die Durchtrittsöffnung 52 geführt ist, und die zueinander bezüglich der Rotorachse 40 in tangentialer Richtung angeordnet sind, sodass die Endbereiche 68 zueinander in der Tangentialrichtung versetzt sind. Auf der dem Stator 36 abgewandten Seite des Lagerschilds 46 enden die Endbereiche 68 in jeweils einem der Enden 66, die auf der gleichen Höhe entlang zur Rotorachse 40 angeordnet sind. Mit anderen Worten gehen die Endbereiche 68 jeweils in eines der Enden 66 der Stromschiene 62 über. Die Endbereiche 68 sind zueinander um einen Winkel von maximal 40° bezüglich der Rotorachse 40 versetzt. Die verbleibenden Enden 66 der Stromschienen 62 befinden sich auf der dem Stator 36 zugewandten Seite und sind um einen Winkel von im Wesentlichen 100° bezüglich der Rotorachse 40 versetzt, wofür die Stromschienen 62 geeignete, bogenförmig ausgestaltete weitere Abschnitte aufweisen. Hierbei sind die weiteren Abschnitte in einer Ebene senkrecht zur Rotorachse 40 angeordnet, sodass auch die Kunststoffumspritzung 64 in diesem Bereich im Wesentlichen plan ausgestaltet ist und in einer Ebene senkrecht zur Rotorachse 40 endet. Über diese ragen somit lediglich die verbliebenden Enden 66 der Stromschienen 62.

Jeder der Endbereiche 68 ist von einem konischen Abschnitt 70 der Kunststoffumspritzung 64 umgeben, wobei die Fläche deren Querschnitts, der jeweils rechteckförmig ist, senkrecht zur Rotorachse 40 mit zunehmendem Abstand von dem Stator 36 kontinuierlich abnimmt. An jedem der konischen Abschnitte 70 sind jeweils drei parallel zur Rotorachse verlaufende Quetschrippen 72 angeformt. Die Quetschrippen 72 sind rampenförmig ausgestaltet, wobei auf Seiten des Stators 36 die Dicke der Quetschrippen 72 vergrößert ist. Die Quetschrippe 72 sind an den beiden tangentialen Seiten und der radial äußeren Seite, jeweils bezüglich der Rotorachse 40, an jedem der konischen Abschnitte 70 angeformt, sodass jeder konische Abschnitte 70 mittels der Quetschrippen 72 stabilisiert wird. An der radialen Innenseite hingegen sind die konischen Abschnitte 70 glatt ausgestaltet.

Die konischen Abschnitte 70 und somit die Endbereiche 68 liegen im Montagezustand über zumindest eine der Quetschrippe 72 an dem Rand 74 der Durchtrittsöffnung 52 an. Dabei liegen die in der tangentialen Richtung außen angeordneten Endbereiche 68 jeweils über zwei der Quetschrippen 72 an dem Rand 74 an, wohingegen der mittlere der drei Endbereiche 68 lediglich über eine der Quetschrippe 72 an dem Rand 74 anliegt.

Die aufeinander zu gerichteten Quetschrippe 72 benachbarter konischer Abschnitte 70 sind auf der dem Stator 36 gegenüberliegenden Seite des Lagerschilds 36 abschnittsweise verlängert, sodass zwei blattförmige Stabilisierungsrippen 75 gebildet ist, mittels derer die konischen Abschnitte 70 somit miteinander verbunden sind. Mit Ausnahme der Stabilisierungsrippen 75 sind die konischen Abschnitte 70 voneinander beabstandet, sodass ein Gewicht der Anschlusseinheit 54 verringert ist.

Zwischen dem Stator 36 und dem Lagerschild 46 ein einstückig aus einem Kunststoff hergestelltes Verschaltungselement 76 angeordnet, das in Figur 7 ausschnittsweise gezeigt ist, und das auf den Stator 36, nämlich eine dessen Stirnseiten, aufgesetzt ist. Das Verschaltungselement 76 weist einen ringförmigen Körper 78 auf, mittels dessen der Stator 36 teilweise umgriffen ist. Auf der dem Stator 36 abgewandten Seite sind an den Körper 78 drei Stecktaschen 80 sowie eine weitere Stecktaschen 82 angeformt, die jeweils tangential verlaufen, wobei die Öffnung jeder der Stecktaschen 80, 82 in einer Richtung parallel zur Rotorachse 40 weist.

Jede der Stecktaschen 80 sowie die weitere Stecktasche 82 weisen zwei parallel zur Rotorachse 40 verlaufende Schlitze 84 auf, die ebenfalls auf der dem Stator 36 gegenüberliegenden Seite geöffnet sind, und innerhalb derer jeweils zumindest ein Drahtabschnitt 86 unterschiedlicher elektrischer Spulen 60 angeordnet ist, die somit elektrisch miteinander verschaltetet sind. Innerhalb der Stecktaschen 80 sowie der weiteren Stecktasche 82 ist jeweils ein aus einem Metall gestanztes Kontaktelement 88 eingesetzt, die somit jeweils flach ausgestaltet sind. Die Kontaktelemente 88 sind hierbei form- und kraftschlüssig in der jeweils zugeordneten Stecktasche 80, 82 gehalten.

Die Kontaktelemente 88 weisen jeweils zwei Schneidklemmkontakte 90 auf, die ebenfalls parallel zur Rotorachse 40 verlaufen, jedoch auf der dem Stator 36 zugewandten Seite geöffnet sind. Hierbei fluchtet jeweils einer der Schneidklemmkontakte 90 mit ein der Schlitze 84, sodass in jedem der Schneidklemmkontakte 90 einer oder zwei der Drahtabschnitte 86 einliegen. Folglich sind mittels jedes der Kontaktelemente 88 drei oder vier der Drahtabschnitte 86 elektrisch miteinander verschaltet, sodass die Kontaktelemente 88 als Verschaltungspunkt für die Drahtabschnitte 86 dienen. Aufgrund der Anordnung der Klemmkontakte 90 sowie der Schlitze 84 ist ein Aufheben der elektrischen Kontaktierung der Drahtabschnitte 86 lediglich mittels Entfernens des jeweiligen Kontaktelements 88 aus der Stecktasche 80 bzw. der weiteren Stecktaschen 32 möglich.

Mittels der Kontaktelement 88 somit ferner die elektrischen Spulen 90 zu drei Phasen miteinander verschaltet, wobei jeder der Phasen jeweils vier der elektrischen Spulen 60 zugeordnet sind. Zudem sind die Phasen in dem dargestellten Beispiel zu einer Dreiecksschaltung miteinander verschaltet.

Ferner weist jede der Stecktaschen 80 einen zwischen den beiden Schlitzen 84 angeordneten und parallel hierzu verlaufenden weiteren Schlitz 92 auf, der mit einem Klemmkontakt 94 des jeweils zugeordneten Kontaktelements 88 fluchtet. Jeder Klemmkontakt 94 ist hierbei auf der dem Stator 36 abgewandten Seite geöffnet, sodass jeder Klemmkontakt 94 auch bei in der jeweilige Stecktaschen 80 eingesetzten Kontaktelement 88 zugänglich ist. Auch das weitere Stecktaschen 82 sowie des darin eingesetzten Kontaktelement 88 weisen den weiteren Schlitz 92 bzw. den Klemmkontakt 94 auf.

Im Montagezustand ist die Anschlusseinheit 54 an dem Verschaltungselement 76 gehalten, wie in den Figuren 8 und 9 dargestellt. Hierfür sind die dem Stator 36 zugewandten Enden 66 jeder Stromschiene 62 jeweils in den Klemmkontakt 94 der in die Stecktaschen 80 eingesetzten Kontaktelementen 88 eingeführt und dort geklemmt. Hierbei erfolgt mittels des jeweiligen weiteren Schlitzes 92 eine Stabilisierung des jeweils zugeordneten Ende 66.

Zusammenfassend ist mittels jedes Klemmkontakts 94 jeweils eine der Stromschienen 62 geklemmt, und jede Phase ist jeweils mit zumindest einer der Stromschienen 62 elektrisch kontaktiert. Da die Phase zu einer Dreiecksschaltung verschalten sind, sind mit jedem der in die Stecktaschen 80 eingesetzten Kontaktelemente 88 jeweils zwei der Phasen elektrisch kontaktiert, sodass auch mit jeder der Stromschienen 62 zwei der Phasen elektrisch kontaktiert sind. Dabei ist jeder der Phasen auch jeweils mit zwei unterschiedliche Stromschienen 62 elektrisch kontaktiert. Der Klemmkontakt 94 des Kontaktelements 88, das in die weitere Stecktasche 82 eingesetzt ist, ist nicht mit einer der Stromschienen 62 elektrisch kontaktiert, sodass dieses Kontaktelement 88 lediglich der Verschaltung der elektrischen Spulen 60 dient.

Alle drei Endbereiche 68 sind über die Kunststoffumspritzung 64 an einer der Stecktaschen 80, nämlich einer der in tangentialer Richtung äußeren Stecktasche 80 abgestützt. An die in tangentialer Richtung gegenüberliegende äußere Stecktasche 80 schließt sich die weitere Stecktasche 82 an. Der weitere Schlitz 92 der Stecktasche 80, an dem die Endbereiche 68 abgestützt sind, ist in tangentialer Richtung bezüglich der Rotorachse 40 von zwei senkrecht zur Anordnung dieser Stecktasche 80 verlaufender Versteifungsrippe 96 umgeben, die an dieser Stecktaschen 80 angeformt sind, und bezüglich dieser von Rotorachse 40 weg versetzt sind. An den verbleibenden Stecktaschen 80 und der weitere Stecktasche 82 hingegen sind keine Versteifungsrippen angeformt.

Einer der Endbereiche 68 ist oberhalb des Klemmkontakts 94 des in dieser Stecktasche 80 eingesetzten Kontaktelements 88 angeordnet. Die diesen Endbereich 68 aufweisende Stromschiene 62 ist lediglich mittels des Endbereiche 68 sowie der beiden Enden 66 gebildet und folglich geradlinig oder flach ausgestaltet. Die verbleibenden Endbereiche 68 sind oberhalb der beiden Schneidklemmkontakte 90 des in diese Stecktasche 80 eingesetzten Kontaktelements 88 angeordnet, wobei jedem der Schneidklemmkontakte 90 jeweils einer der Endbereiche 68 zugeordnet ist. Die diese Endbereiche 68 aufweisende Stromschienen 62 sind dabei aufgrund der Kunststoffumspritzung 54 von diesem Kontaktelement 88 elektrisch isoliert.

Bei Montage der Elektronik an den dem Stator 36 abgewandten Enden 66 der Stromschienen 62 wird das der Stecktasche 80, an dem die Endbereiche 68 abgestützt sind, zugeordnete Kontaktelement 88 in die Stecktasche 80 gepresst, was eine elektrische Kontaktierung verbessert. Zudem wird dabei mittels der Stecktasche 80 eine unkontrollierte Bewegung der Stromschienen 62 vermieden, sodass eine Montage der Elektronik erleichtert ist. Somit ist auf diese Weise eine Beschädigung der Stromschienen, nämlich ein Verbiegen, oder Versatz der Endbereiche 68 verhindert. Aufgrund der Versteifungsrippe 96 wird dabei auch bei vergleichsweise hohen Kräften die Stecktaschen 80 nicht beschädigt.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel be- schränkt. 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 dem Ausführungsbeispiel beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Kraftfahrzeug

4 Rad

6 Bremse

8 Bremsscheibe

10 Bremssattel

12 Bremsflüssigkeitssystem

14 Ausgleichsbehälter

16 Nebenaggregat

18 Fußpedal

19 Längsachse

20 Pumpraum

22 Arbeitskolben

24 Verbindungsstange

26 Eingangsstange

28 Antriebszahnrad

30 Getriebe

32 Elektromotor

34 Motorgehäuse

36 Stator

38 Rotor

40 Rotorachse

42 Rotorwelle

44 Lager

46 Lagerschild

48 Zahnrad

50 Sensor

52 Durchtrittsöffnung

54 Anschlusseinheit

56 Blechpaket

58 Statorzahn

60 elektrische Spule Stromschiene Kunststoffumspritzung Ende Endbereich konischer Abschnitt Quetschrippe Rand Stabilisierungsrippe Verschaltungselement Körper Stecktasche weitere Stecktasche Schlitz Drahtabschnitt Kontaktelement Schneidklemmkontakt weiterer Schlitz Klemmkontakt Versteifungsrippe