Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, z. B. einen Gleichstrommotor, mit integrierter elektronischer Schaltung zur Steuerung des Elektromotors, ins¬ besondere eines Lüfterrads zum Ansaugen von Kühlluft für ein Fahrzeug.

Bei einer Verwendung des Elektromotors für ein Gebläse, bei welchem der Elektromotor mit einem Lüfterrad versehen ist, besteht beispielsweise bei dessen Einsatz in einem Fahrzeug die Forderung nach einer kompakten Bauweise. Je nach Art des Elektromotors kann es sich dabei um einen her- kömmlichen bürstenbehafteten Elektromotor mit elektronischer Schaltung oder um einen bürstenlosen Motor mit Leistungselektronik handeln.

Die elektronische Schaltung für beide Elektromotoren muss dabei möglichst dicht am Motor liegen, um möglichst kurze Leitungen zu erzielen und eine hinreichend gute elektromagnetische Entstörung zu ermöglichen. Dies kann aber aufgrund der Wärmeentwicklung am Motor zu einer hohen thermischen Beanspruchung der elektronischen Schaltung führen, wodurch es zu einer Schädigung der elektronischen Schaltung kommen kann.

Aus der DE 197 36 300 A1 ist beispielsweise ein Elektromotor mit integrierter elektronischer Steuerung bekannt, welcher ein feststehendes Motorgehäuse aufweist, wobei der Motor einen Wärmeschutz umfasst, der entlang der axialen Richtung zwischen einem Anker und der elektronischen Steuerung eingefügt ist und der als Mittel zur Abführung der Wärme außerhalb des Motorgehäuses Rippen aufweist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor mit integrierter elektronischer Schaltung anzugeben, der möglichst kompakt ausgeführt ist, wobei eine hinreichend gute Wärmeableitung ermöglicht sein sollte.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des An¬ spruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprü¬ che.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass für eine möglichst wirksame Kühlung des Elektromotors und der integrierten elektronischen Schaltung diese unmittelbar direkt gekühlt werden sollten. Insbesondere sollte auf zusätzliche Kühlelemente verzichtet werden, so dass der Elektro¬ motor möglichst kompakt ausgebildet ist. Hierzu weist der Elektromotor mit integrierter elektronischer Schaltung einen rotierenden Läufer (= Rotor) auf, welcher einen in dem Läufer angeordneten Ständer (= Stator) und die elek¬ tronische Schaltung umgibt, wobei der Ständer und die elektronische Schal¬ tung innen belüftet sind. Mit anderen Worten: Der Ständer und die elektroni¬ sche Schaltung werden innerhalb des Läufers selbst direkt gekühlt. Hier- durch ist eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht.

In einer möglichst einfachen Ausführungsform sind der Ständer und die elektronische Schaltung von einem Kühlfilm, insbesondere einem Kühlluft¬ strom umgeben. Für eine möglichst gleichmäßige Kühlung des Ständers verläuft der Kühlluftstrom gerichtet und homogen. Insbesondere verläuft der Kühlluftstrom innerhalb des Läufers entlang der axialen Achse des Läufers. An einer Welle des Läufers ist zudem ein Lüfterrad angeordnet.

Um einen möglichst gerichteten und steuerbaren Kühlfilm zu erzielen, sind der Ständer und der Läufer in axialer Richtung unter Bildung eines Spalts voneinander beabstandet. Je nach Kühlwirkung sowie Art und Aufbau des Elektromotors kann dabei der Spalt in der Höhe variabel eingestellt werden. Dabei ist durch den Spalt zwischen dem Ständer, insbesondere zwischen einer senkrecht zum Läufer angeordneten und mit dem Ständer verbunde- nen Platte und dem Läufer eine erste Lüftungsöffnung als Strömungsein- gang gebildet. Vorzugsweise ist die erste Lüftungsöffnung als ein den Um¬ fang des Läufers oder Rotors umlaufender Spalt ausgebildet.

Darüber hinaus ist eine zweite Lüftungsöffnung durch eine Anzahl von auf der Oberseite des Läufers angeordneten Öffnungen als Strömungsausgang gebildet. Auch hier sind in Abhängigkeit von der zu erzielenden Kühlwirkung die Öffnungen beispielsweise kreisförmig in einer oder mehreren Reihen in radialer Richtung zur Längsachse des Läufers angeordnet.

Für einen möglichst gerichteten Kühlfilm weist die jeweilige Öffnung ein nach außen gerichtetes Strömungsblatt auf. Vorzugsweise ist das Strömungsblatt bogenförmig ausgebildet. Insbesondere ist das Strömungsblatt als ein Ven¬ tilatorblatt ausgebildet, so dass eine Saugwirkung erzielt wird, wodurch durch den Spalt zwischen Ständer und Läufer Umgebungsluft angesaugt und über die Öffnungen an der Oberseite des Läufers abgeführt wird, so dass sich ein Kühlfilm in Art eines Kluftstroms oder Kühlluftstroms um den Motor und die elektronische Schaltung legt. Durch eine derartige Filmkühlung um die ein¬ zelnen Komponenten des Elektromotors innerhalb des Läufers wird eine be¬ sonders gute Wärmeabführung erreicht.

Je nach Art und Ausbildung der Öffnung an der Oberseite des Läufers kann das Strömungsblatt durch einen ausgestanzten Bereich des Läufers selbst gebildet sein. Dazu wird mittels eines Stanzwerkzeugs eine Öffnung in den Läufer oder Rotor, insbesondere in die Oberseite des Läufers gestanzt, wo- bei der ausgestanzte Bereich verformt, insbesondere gebogen wird und bo¬ genförmige Strömungsblätter, z. B. Ventilatorblätter, gebildet sind. Unter der Oberseite des Läufers wird bei einem zylinderförmigen und zu einer Seite offenen Läufer dessen geschlossene Seite verstanden. An der geschlosse¬ nen Seite und somit der Oberseite des Läufers ist dabei die Welle des Läu- fers angeordnet, so dass der Läufer rotiert. Zu der offenen Seite des Zylin¬ ders ist unter Zwischenanordnung einer Platte für den Ständer und gegebe¬ nenfalls für die elektronische Schaltung an dem anderen Ende der Welle des Läufers beispielsweise ein Lüfterrad angeordnet. Alternativ kann das Strö¬ mungsblatt separat ausgebildet und am Motorgehäuse angeordnet sein. Je nach Vorgabe kann eine der Reihen der Öffnungen mit gehäuseeigenen Strömungsblättern und eine andere Reihe mit separaten Strömungsblättern versehen sein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine Innenbelüftung des Stators und Rotors ohne zusätzliche Kompo¬ nenten eine hinreichend gute Kühlung des Motors und der elektronischen Schaltung bewirkt werden kann. Insbesondere wird durch einen den Stator und die elektronische Schaltung umströmenden Kühlfilm eine verbesserte Wärmeabführung bewirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch im Querschnitt einen Elektromotor mit einer inte- grierten elektronischen Schaltung und mit einem innen belüfteten Läufer, und

Fig. 2 schematisch in perspektivischer Darstellung den Elektromotor gemäß Figur 1.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Be¬ zugszeichen versehen.

Figur 1 zeigt einen Elektromotor 1 mit einer integrierten elektronischen Schaltung 2. Der Elektromotor 1 weist einen Läufer 4 (= Rotor) auf. Der Läufer 4 umgibt dabei einen Ständer 6 (= Stator) und die elektronische Schaltung 2. Der Läufer 4 und der Ständer 6 sind von einem Motorgehäuse 8 umgeben. Der rotierende Läufer 4 weist eine Welle 10 mit einer Längsach¬ se D auf. Je nach Funktion des Elektromotors 1 , z. B. als Gebläse, kann an der Welle 10 ein Lüfterrad 12 angeordnet sein.

Im Betrieb des Elektromotors 1 kann es zu einer Aufwärmung innerhalb des Läufers 4 kommen. Um eine hinreichend gute Kühlung der integrierten elek¬ tronischen Schaltung 2, des Läufers 4 und des Ständers 6 zu erzielen, ist der Elektromotor 1 derart ausgebildet, dass der Ständer 6, der Läufer 4 und die elektronische Schaltung 2 innen belüftet sind. Mit anderen Worten: Der Ständer 6, der Läufer 4 und die elektronische Schaltung 2 werden innerhalb des Läufers 4 selbst direkt gekühlt.

Hierzu sind im Betrieb des Elektromotors 1 der Ständer 6, der Läufer 4 und die elektronische Schaltung 2 von einem Kühlfilm KL, insbesondere einem Kühlluftstrom umgeben. Dabei verläuft der Kühlfilm KL für eine möglichst gleichmäßige Kühlung möglichst gerichtet und homogen. Insbesondere ver¬ läuft der Kühlfilm KL innerhalb des Läufers 4 entlang der axialen Längsachse D des Läufers 4.

Der Läufer 4 ist an der Welle 10 des Läufers 8 angeordnet, insbesondere befestigt. Somit ist in besonders einfacher Art und Weise mittels des rotie¬ renden Läufers 4 der den Ständer 6 und die elektronische Schaltung 2 um- strömende Kühlfilm KL in Art eines Kluftstroms gebildet.

Als Strömungseingang ist ein Spalt 14 vorgesehen, der zwischen dem Stän¬ der 6 und dem Läufer 4 in axialer Richtung verläuft. Vorzugsweise ist der Spalt 14 in der Höhe variabel einstellbar, so dass eine gewünschte Kühl- mengenzufuhr und somit Kühlwirkung eingestellt werden kann. Wie in der Figur 1 dargestellt, ist dabei der Spalt 14 zwischen einer senkrecht zum Läufer 4 angeordneten und mit einer dem Ständer 6 verbundenen Platte 16, welche somit Teil des Ständers 6 ist, und dem Läufer 4 gebildet. Der Spalt 14 stellt somit eine erste Lüftungsöffnung L1 im Läufer 4 dar, welche als Strömungseingang dient. Für eine möglichst große Kühlluftmenge ist die er¬ ste Lüftungsöffnung L1 als ein den Umfang des Läufers 4 umlaufender Spalt 14 gebildet.

Die Platte 16 dient darüber hinaus zum einen der Halterung des Ständers 6 und zum anderen über senkrecht zur Platte 16 angeordnete Stege 16a der Halterung von Lagern L1 bis L4 für die Welle 10.

Als Strömungsausgang und somit zur Bildung des parallel zur Längsachse D am Ständer 6, am Läufer 4 und an der elektronischen Schaltung 2 entlang strömenden Kühlfilms KL ist eine zweite Lüftungsöffnung L2 durch eine An- zahl von auf der Oberseite 4a des Läufers 4 angeordneten Öffnungen 18 gebildet. Für einen möglichst gerichteten Kühlfilm KL weist die jeweilige Öff¬ nung 18 ein nach außen gerichtetes Strömungsblatt 20 auf, welches in der Figur 2 näher dargestellt ist.

Die Öffnungen 18 sind beispielsweise kreisförmig in einer oder mehreren Reihen R in radialer Richtung zur Längsachse D des Läufers 4 an dessen Oberseite 4a angeordnet. Das Strömungsblatt 20 ist beispielsweise bogen¬ förmig, insbesondere in Art eines Ventilatorblatts ausgebildet. Hierdurch wird eine Saugwirkung erzielt, wobei durch den Spalt 14 zwischen dem Ständer 6 und dem Läufer 4 Umgebungsluft angesaugt und über die Öffnungen 18 an der Oberseite 4a des Läufers 4 abgeführt wird. Somit bildet sich der Kühlfilm KL in Art eines Kluftstroms oder Kühlluftstroms um den Ständer 6 und die elektronische Schaltung 2, wie in Figur 1 dargestellt.

In einer möglichst einfachen Ausführungsform kann das Strömungsblatt 20 durch einen ausgestanzten Bereich des Läufers 4 selbst gebildet sein. Dazu wird mittels eines nicht näher dargestellten Stanzwerkzeugs die Öffnung 18 in die Oberseite 4a des Läufers 4 gestanzt, wobei der ausgestanzte Bereich verformt, insbesondere gebogen wird, so dass die bogenförmige Strö¬ mungsblätter 20 gebildet sind. Alternativ kann das Strömungsblatt 20 sepa¬ rat ausgebildet sein.

Die Platte 16 dient neben der Anordnung der Lager LA1 bis LA4 auch der Aufnahme von weiteren elektronischen oder anderen Komponenten K, wie z. B. von Entstörelementen 22, plattenförmige Elemente 26. Die Platte 16 ist beispielsweise als Metallplatte ausgeführt. Bezugszeichenliste

1 Elektromotor 2 Elektronische Schaltung 4 Läufer 4a Oberseite des Läufers 6 Ständer 8 Motorgehäuse 10 Welle 12 Lüfterrad 14 Spalt 16 Platte 18 Öffnungen 20 Strömungsblatt 22 Entstörelement 26 plattenförmige Elemente

D Längsachse K Komponenten LA1 bis LA4 Lager der Welle L1 erste Lüftungsöffnung L2 zweite Lüftungsöffnung KL Kühlfilm R Reihe