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Title:
ELECTRIC MOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/001869
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electric motor, in particular an external-rotor motor, comprising a rotor, a stator and a motor shaft, wherein the motor shaft has a rotation axis about which the rotor and the stator are rotatably mounted in relation to one another by means of a bearing, and wherein the motor shaft has a free end with an end face, and wherein an electrical contact-making element is arranged between the rotor and the stator. The invention proposes that the contact-making element has a first section and a second section, wherein the first section is arranged in the region of the bearing and the second section bears against the end face of the motor shaft such that it can move, in particular such that it can rotate, in relation to it.

Inventors:
MERZ, Harald (Nachtigallenweg 6, Sinzheim, 76547, DE)
GOMMENGINGER, Charles (Rue De La Chapelle, Oberlauterbach, 67160, FR)
KALCHSCHMIDT, Peter (Ste.-Marie-Aux-Mines-Str. 6, Bruchsal Untergromb., 76646, DE)
Application Number:
EP2018/063912
Publication Date:
January 03, 2019
Filing Date:
May 28, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
International Classes:
H02K1/28; F16C41/00; H01R39/64; H02K5/173; H02K7/00; H02K7/08; H02K11/028; H02K11/40; H02K1/27; H02K21/22
Foreign References:
JP2002146568A2002-05-22
US5454724A1995-10-03
JP2002295492A2002-10-09
JP2009243695A2009-10-22
DE102012201545A12013-07-04
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Claims:
Ansprüche

1. Elektromotor (10), insbesondere Außenläufermotor, mit einem Rotor (14), einem Stator (12) und einer Motorwelle (26), wobei die Motorwelle (26) eine Drehachse (32) aufweist, um welche Rotor (14) und Stator (12) zueinander über eine Lagerung (38) drehbar gelagert sind, und wobei die Motorwelle (26) ein freies Ende (30) mit einer Stirnfläche (60) aufweist und wobei zwischen Rotor (14) und Stator (12) ein elektrisches Kontaktierelement (48) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (48) einen ersten Abschnitt (52) und einen zweiten Abschnitt (54) aufweist, wobei der erste Abschnitt (52) im Bereich der Lagerung (38) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (54) an der Stirnfläche (60) der Motorwelle (26) zu dieser bewegbar, insbesondere drehbar, anliegt.

2. Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (54) wenigstens ein elastisches Element (56) umfasst, wobei das elastische Element (56) in axialer Richtung auf die Stirnfläche (60) der

Motorwelle (26) drückt.

3. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das elastische Element (56) als ein sich in radialer Richtung erstreckender Biegebalken ausgebildet ist, wobei der Biegebalken mit dem ersten Abschnitt (52) verbunden ist.

4. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Lagerung (38) wenigstens ein Lager (42) umfasst, welches an dem freien Ende (30) der Motorwelle (26) angeordnet ist.

5. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (52) zur axialen Fixierung der

Lagerung (38) an dem Lager (42) anliegt.

6. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (40,42) der Lagerung (38) als Wälzlager ausgebildet sind.

7. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Lager (42) einen Innenring (46) und einen Außenring (44) aufweist, wobei der Innenring (46) drehfest mit der Motorwelle (26) verbunden ist und wobei der Außenring (44) an einem Lagersitz (36) anliegt und wobei der erste Abschnitt (52) des Kontaktierelements (48) den Außenring (44) in axialer Richtung abstützt.

8. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (52) als Sicherungselement, insbesondere als Speednut, ausgebildet ist.

9. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Abschnitt (52,54) einteilig, insbesondere als Stanzbiegeteil, ausgebildet ist.

10. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das elastische Element (38) einen in Richtung der Stirnfläche (60) zulaufenden Auflagebereich (64) aufweist.

11. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Auflagebereich (64) gewölbt ausgebildet ist.

12. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (60) in Richtung der Drehachse (32) zulaufend ausgebildet ist.

13. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (26) drehfest im Stator (12) befestigt ist.

14. Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das

Kontaktierelement (48) dazu ausgebildet ist elektromagnetische Störstrahlung zu verringern.

15. Kontaktierelement (48) zur Verwendung in einem Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das

Kontaktierelement (48) einen ersten und einen zweiten Abschnitt (52, 54) aufweist, wobei im eingebauten Zustand der erste Abschnitt (52) im Bereich der Lagerung (38) angeordnet ist und der zweite Abschnitt (54) an der Stirnfläche (60) der Motorwelle (26) drehbar anliegt und wobei der zweite Abschnitt (54) wenigstens ein axial elastisches Element (56) umfasst und das axial elastische Element (56) auf die Stirnfläche (60) der Motorwelle (26) drückt.

16. Kontaktierelement (48) nach Anspruch 15 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (52) des Kontaktierelements (48) als Sicherungselement, insbesondere als Speednut ausgebildet ist.

Description:
Titel

Elektromotor

Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor mit einem Kontaktierelement nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.

Stand der Technik

Bei der elektromechanischen Kommutierung von Motoren entstehen

elektromagnetische Wellen, welche in die Umgebung abgestrahlt werden. Diese auftretenden elektromagnetischen Wellen gilt es abzuschirmen.

Aus der DE 10 2012 201 545 AI ist eine Vorrichtung zum Abschirmen von elektromagnetischer Störstrahlung eines Elektromotors bekannt, welcher mittels eines getakteten Signals angesteuert wird. Es ist vorgesehen, dass der Rotor mit der Motorwelle über ein elektrisch leitendes Verbindungselement verbunden ist, wobei das Verbindungselement an der Stirnseite der Motorwelle angreift und an der Stirnseite des Rotorbauteils befestigt ist.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht von einem Elektromotor, insbesondere Außenläufermotor, mit einem Rotor, einem Stator und einer Motorwelle aus, wobei die Motorwelle eine Drehachse aufweist, um welche Rotor und Stator zueinander über eine Lagerung drehbar gelagert sind, und wobei die Motorwelle ein freies Ende mit einer

Stirnfläche aufweist und wobei zwischen Rotor und Stator ein elektrisches

Kontaktierelement angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass das

Kontaktierelement einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt im Bereich der Lagerung angeordnet ist und der zweite Abschnitt an der Stirnfläche der Motorwelle zu dieser bewegbar, insbesondere drehbar, anliegt.

Der erfindungsgemäße Elektromotor mit dem erfindungsgemäßen

Kontaktierelement mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche hat den Vorteil, dass das Kontaktierungselement besonders platzsparend und einfach eingebaut werden kann. Da die Kontaktierung der Motorwelle zusätzlich stirnseitig an der Motorwelle erfolgt, können ungewollte Quietschgeräusche minimiert werden, welche insbesondere bei einer radialen Kontaktierung der Motorwelle häufig auftreten und als störend empfunden werden. Diese ungewünschten Quietschgeräusche bei einer radialen Kontaktierung entstehen häufig durch Eigenschwingungen in welche die Komponenten durch ungleichmäßiges Reiben und Gleiten der radialen Kontaktierung an der Motorwelle geraten.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer Drehachse eine gedachte Achse verstanden werden, um welche ein Körper, insbesondere der Rotor, im Sinne einer Rotationsachse rotiert. Im Unterschied zur Drehachse, welche eine rein gedachte Achse darstellt, kann in Bezug auf die vorliegende Erfindung unter dem Begriff Motorwelle ein gegenständliches Maschinenelement verstanden werden, welches ein Drehmoment überträgt.

Ferner kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter einer Stirnseite der Motorwelle diejenige Oberfläche der Motorwelle verstanden werden, welche die Motorwelle seitlich in Richtung der Drehachse begrenzt. Der Begriff Stirnfläche ist hierbei nicht auf eine ebene Oberfläche begrenzt, vielmehr kann die Stirnfläche jegliche Oberflächenkontur aufweisen.

Unter dem freien Ende kann im Kontext der Erfindung das Ende der Motorwelle verstanden werden, welches dem jeweiligen fest eingespannten Ende der

Motorwelle gegenüberliegt. Hierzu kann die Motorwelle beispielsweise im Motorträger oder Stator eingespannt sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Motorwelle selbst im Rotor eingespannt ist und gemeinsam mit dem Rotor im Stator beziehungsweise Motorblock rotiert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors ist der Elektromotor ein Außenläufermotor. In vorteilhafter Weise wird sich bei einer solchen Ausführungsform die abschirmende Wirkung des Rotors selbst zunutze gemacht.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen gegebenen Merkmale.

Der erfindungsgemäße Elektromotor beziehungsweise eine vorteilhafte

Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Abschnitt wenigstens ein elastisches Element umfasst, wobei das elastische Element in axialer Richtung auf die Stirnfläche der Motorwelle drückt.

Durch die Verwendung eines elastischen Elements, welches in eingebautem Zustand in axialer Richtung eine Vorspannung aufweist, übt das elastische Element eine Druckkraft auf die Stirnfläche aus. Auf diese Weise kann eine dauerhafte Kontaktierung zwischen dem elastischen Element und der Stirnfläche der Motorwelle sichergestellt werden.

Unter einem elastischen Element kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere ein solches Element verstanden werden, welches in axialer

Richtung eine bestimmte Elastizität aufweist, das heißt im Sinne einer Feder im eingebauten Zustand eine Rückstellkraft auf die Stirnfläche aufbringen kann.

In diesem Zusammenhang ist unter der axialer Richtung im Wesentlichen die Erstreckungsrichtung der Drehachse zu verstehen. Hierbei ist es jedoch nicht notwendig, dass sie gesamte Anpresskraft, mit welche das elastische Element auf die Stirnfläche drückt, in Richtung der Drehachse verläuft. Es ist auch denkbar, dass die Anpresskraft unter einem bestimmten Winkel zur Stirnfläche angeordnet ist und der Kraftvektor der Anpresskraft einen senkrechten und einen vertikalen Anteil aufweist. Erfindungswesentlich ist hierbei lediglich, dass der Kraftvektor der Anpresskraft in axialer Richtung betragsmäßig am größten ist.

In einer besonders einfachen und kostengünstigen Ausführungsform der Erfindung des Kontaktierelements ist das elastische Element als ein sich in radialer Richtung erstreckender Biegebalken ausgebildet, wobei der Biegebalken mit dem ersten Abschnitt verbunden ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Biegebalken ein stabförmiges Element verstanden werden, welches quer zu seiner Hauptachse beansprucht wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Biegebalken mit einem rechteckigen Querschnitt handeln. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Ausführungsform begrenzt, so sind auch andere Querschnittsformen des Biegebalkens denkbar.

Bevorzugt umfasst die Lagerung wenigstens ein Lager, welches an dem freien Ende der Motorwelle angeordnet ist. Durch ein solches, im Bereich des freien Endes der Motorwelle angeordnetes Lager, kann die räumliche Distanz zwischen dem Lager und dem freien Ende der Motorwelle in vorteilhafter Weise minimiert werde, sodass die von dem erfindungsgemäßen Kontaktierelement zu

überbrückende Strecke gering gehalten werden kann.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Lager der Lagerung als Wälzlager ausgebildet. Zwar weisen Wälzlager eine Vielzahl an elektrisch leitenden

Komponenten auf, welche grundsätzlich dazu geeignet sind Potentialunterschiede auszugleichen, bedingt durch die Schmierung der Lager eignen sich diese jedoch nicht eine ausreichende Menge an Potentialunterschieden auszugleichen, wodurch sich eine Kombination aus einem als Wälzlager ausgebildeten Lager mit einem erfindungsgemäßen Kontaktierelement zum Ausgleichen von

Potentialunterschieden als besonders vorteilhaft erweist. Durch die Ausbildung der Lager als Wälzlager, insbesondere als Kugellager können die in einem

erfindungsgemäßen Elektromotor wirkenden Kräfte zusätzlich verbessert aufgenommen werden.

Die funktionale Integration der Sicherung des Lagers und der Ableitung

beziehungsweise der Abschirmung von elektrischer Störstrahlung kann in bevorzugter Weise dadurch bereitgestellt werden, dass der erste Abschnitt des Kontaktierelementes zur axialen Fixierung der Lagerung an dem Lager anliegt.

In diesem Kontext kann unter dem Begriff der axialen Fixierung ein Übertragen von Kräften in axialer Richtung verstanden werden, wobei unter der axialen Richtung, wie bereits erläutert, im Wesentlichen die Richtung der Drehachse zu verstehen ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Lager einen Innenring und einen Außenring aufweist, wobei der Innenring drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und wobei der Außenring an einem Lagersitz anliegt und wobei der erste Abschnitt des Kontaktierelements den Außenring in axialer Richtung abstützt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff abstützen das Übertragen von Kraft verstanden werden. Der Lagersitz kann in diesem

Zusammenhang sowohl durch den Rotor als auch durch den Stator in

Abhängigkeit des verwendeten Elektromotortyps gebildet werden.

Die funktionale Integration kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch bereitgestellt werden, dass der erste Abschnitt als Sicherungselement, insbesondere als Speednut, ausgebildet ist. In diesem Kontext kann unter einem Sicherungselement ein Befestigungselement in Form einer Spannscheibe, einer Mutter, einer Hülse, einer Gewindemutter, eines Klemmelementes, eines Sicherungsrings oder einer Einsteckmutter verstanden werden.

Ist das Sicherungselement als Speednut ausgebildet, so kann die Sicherung des Lagers besonders einfach und sicher gestaltet werden. Hierzu verspannt beziehungsweise verkrallt sich die Speednut mit der radial außen liegenden Rotorwand, wodurch nach der Montage der Speednut ein Verschieben der Speednut in axialer Richtung vermieden wird.

Eine besonders einfache Fertigung und Handhabung ergibt sich dadurch, dass das der erste und der zweite Abschnitt des erfindungsgemäßen

Kontaktierelementes einteilig, insbesondere als Stanz- oder Stanzbiegeteil, ausgebildet ist. Die einteilige Ausführungsform des Kontaktierelements weist Vorteile bei der Herstellung sowie dem Montageaufwand und der

Montagegeschwindigkeit auf. Durch die funktionale Integration von Lagersicherung und Ausgleich von Potentialunterschieden kann die Anzahl der Bauteile minimiert werden, was sich positiv auf die Kosten des erfindungsgemäßen Elektromotors auswirkt.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des

erfindungsgemäßen Elektromotors weist das elastische Element des

Kontaktierelements einen in Richtung der Stirnfläche zulaufenden Auflagebereich auf. Durch die Ausbildung eines solchen zulaufenden Auflagebereiches kann die die Kontaktfläche zwischen Motorwelle und Kontaktierelement und damit einhergehend die Reibung an der Kontaktfläche minimiert werden. Dies kann sich insbesondere auf die Geräuschminimierung und Reibverluste positiv auswirken. Vorzugsweise ist der Auflagebereich gewölbt ausgebildet. Eine derartige gewölbte Ausführungsform des Auflagebereichs kann besonders einfach und kostengünstig durch Zugdruckumformen des Biegebalkens gefertigt werden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter dem Begriff gewölbt jegliche Oberflächenkontur verstanden werden, welche eine Wölbung beziehungsweise Krümmung aufweist. Eine solche gewölbte Kontur kann beispielsweise durch ein Auflagebereich gebildet werden, welcher eine konvexe beziehungsweise halbkreisförmige Form aufweist.

Erfindungsgemäß ist hierbei die gewölbte Struktur nicht auf eine Wölbung der gesamten Stirnfläche beschränkt. Es ist auch denkbar und zur Funktionserfüllung ausreichend, dass beispielsweise nur ein Ausschnitt der Stirnfläche gewölbt ausgebildet ist. Bei einem solchen Ausschnitt kann es sich beispielsweise um einen am Mittelpunkt der Stirnfläche angeordneten Bereich handeln.

Erfindungswesentlich ist hierbei lediglich, dass durch die Erhebung des

Auslagebereiches die Kontaktfläche zwischen dem elastischen Element und der Motorwelle und damit einhergehend die Reibung minimiert wird.

Der Effekt der minimierten Reibung kann sich in besonders bevorzugter Weise in einer weiteren Ausführungsform dadurch zunutze gemacht werden, dass die Stirnfläche der Motorwelle des erfindungsgemäßen Elektromotors in Richtung der Drehachse zulaufend ausgebildet ist. Durch die zulaufende Stirnfläche verringert sich die Auflagefläche des Kontaktierelementes auf der Welle, wodurch die Reibung verringert wird. Eine solche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors ermöglicht eine einfache und genaue Zentrierung des

Kontaktierelementes, wodurch die Relativgeschwindigkeiten zwischen

Kontaktierelement und Motorwelle im Bereich der Kontaktierung miniert werden können. Bevorzugt ist das Kontaktierelement dazu ausgebildet, elektromagnetische Störstrahlung zu verringern. Auf diese Weise kann die Emission der ungünstigen Störstrahlung wesentlich reduziert werden.

Das erfindungsgemäße Kontaktierelement ist in besonders bevorzugter Weise dazu geeignet in einem solchen Elektromotor, welcher einen Stator und einen Rotor und eine Motorwelle aufweist, eingesetzt zu werden. Bedingt durch seine Ausführungsform mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt, wobei im eingebauten Zustand der erste Abschnitt im Bereich der Lagerung angeordnet ist und der zweite Abschnitt an der Stirnfläche der Motorwelle zu dieser bewegbar, insbesondere drehbar anliegt und wobei der zweite Abschnitt wenigstens ein axial elastisches Element umfasst und das axial elastische Element auf die Stirnfläche der Motorwelle drückt, kann das erfindungsgemäße Kontaktierelement in besonders vorteilhafter Weise Störstrahlungen ableiten und das Lager in axialer Richtung sichern. Gleichzeitig ermöglicht die funktionale Integration der Sicherung und Kontaktierung eine Kostenoptimierung und einfache und schnelle Montage.

Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn der erste Abschnitt des

Kontaktierelements als Sicherungselement, insbesondere als Speednut ausgebildet ist.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen

Elektromotors mit einem erfindungsgemäßen Kontaktierelement,

Figur 2 eine Ausschnitt des erfindungemäßen Elektromotors analog zu Figur 1 in vergrößerter Darstellung,

Figur 3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektromotors,

Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines

erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß Figur 3.

Beschreibung

Figur 1 zeigt einen beispielhaft als Außenläufermotor ausgebildeten Elektromotor 10 in einer Schnittansicht. Der Elektromotor kann dabei insbesondere als

Lüftermotor in HVAC-Systemen oder zur Kühlung eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug oder zum Antreiben eines Lüfters, eines Getriebes, einer Pumpe oder eines Stellantriebs eingesetzt werden.

Der Elektromotor 10 weist ein feststehendes Teil, den Stator 12 und ein

umlaufendes Teil, den Rotor 14 auf. Ein Elektromotor vom Typ eines

Außenläufermotors, wie er beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der radial innen liegende Teil im Betrieb fest steht, während der radial außen liegende Teil rotiert. Am Stator 12 ist eine Mehrzahl an Wicklungen 16 angeordnet. Der Rotor 14 wiederum weist Magnete 18 auf. Werden die

Wicklungen 16 von Strom durchflössen, so wird dadurch das magnetische Feld des Elektromotors 10 erzeugt. Es wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 10 in Figur 1 nur schematisch dargestellt ist, da Aufbau und Funktionalität eines geeigneten Elektromotors hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind, sodass hier zwecks

Knappheit und Einfachheit der Beschreibung auf eine eingehende

Beschreibung des Elektromotors 10 verzichtet wird. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 10 lediglich beispielhaft und nicht zur

Einschränkung der Erfindung als Außenläufermotor dargestellt ist, da die

Erfindung auch bei einem Innenläufermotor Anwendung finden kann.

Die Wicklungen 16 von Elektromotoren werden im Betrieb in der Regel mit pulsweitenmodulierten Signalen gespeist, die Störfelder verursachen können. Die elektromagnetischen Störstrahlungen treten hierbei in der Regel an den

Wicklungen 16 oder den Magneten 18 auf. Ausgehend von den Wicklungen 16 oder Magneten 18 können die Störstrahlungen zu einer Störung anderer elektronischer Systeme und Komponenten führen, welche in der Umgebung des Elektromotors 10 angeordnet sind. Neben der Beeinflussung der

Umgebungskomponenten durch den Elektromotor 10, können in umgekehrter Weise auch Störstrahlungen aus der Umgebung den Elektromotor 10 in seiner Funktionalität beeinträchtigen. Der erfindungsgemäße Elektromotor 10 sollte daher Wicklungen 16 und Magnete 18 möglichst in allen Richtungen abschirmen.

Bei einem Elektromotor 10 vom Typ eines Außenläufers, wie er in Figur 1 dargestellt ist, kann eine solche Abschirmung unter anderem durch einen möglichst nahe am Stator 12 angeordneten Rotor 14 erzielt werden. Wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, ist der Rotor 14 im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Diese topfförmige Ausführung des Rotors 14 bildet hierbei eine Abschirmung für die Wicklungen 16 und Magnete 18, welche Innerhalb des topfförmigen Rotors 14 angeordnet sind. Der topfförmige Rotor 14 weist zu diesem Zweck einen sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Abschnitt 20 auf. Dieser erste Abschnitt 20 des Rotors 14 bildet den Boden des topfförmigen Rotors 14. Neben des sich in radiale Richtung erstreckenden ersten Abschnittes 20 des Rotors 14, weist der Rotor einen zweiten Abschnitt 22 auf, welcher am äußeren Rand des Rotors 14 angeordnet ist und eine umlaufende Seitenwand des Rotors 14 bildet.

Der dem Boden 20 des topfförmigen Rotors 14 gegenüberliegende offene Bereich des Rotors wird, wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, durch einen Motorträger 24 abgeschirmt. Durch die Anordnung des topfförmigen Rotors 14 sowie des als Deckel fungierenden Motorträgers 24 ergibt sich ein im Wesentlichen

abgeschlossener Raum, welcher in alle Richtungen durch elektrisch leitfähige Oberflächen abgeschirmt ist.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform, ist die Motorwelle 26 drehfest mit dem Motorträger 24 beziehungsweise mit dem Stator 12 verbunden. Eine solche drehfeste Verbindung kann insbesondere durch Einspritzen der Motorwelle 26 in den Motorträger 24 bereitgestellt werden. Wie in Figur 1 dargestellt ist, weist die Motorwelle 26 ein freies Ende 30 und eine Drehachse 32 auf, um welche der Rotor 14 und der Stator 12 zueinander drehbar gelagert sind.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, verläuft die Drehachse 32 im Sinne einer sich ins Unendliche erstreckenden, gedachten Gerade insbesondere mittig durch die Motorwelle 26 und entspricht der Mittelachse der Motorwelle 26. Zur drehbaren Lagerung des Rotors 14 gegenüber dem Stator 12 um die Drehachse 32 weist der topfförmige Rotor 14 an seiner der Motorwelle 26 zugewandten Seite einen Lagersitz 36 auf, welcher sich in axialer Richtung erstreckt. Im Inneren des Lagersitzes 36 des Rotors 14 ist eine Lagerung 38 angeordnet. Wie in Figur 1 dargestellt ist, weist die Lagerung 38 zwei Lager auf 40, 42 auf, wobei beide Lager 40, 42 mit ihrem jeweiligen Außenring 44 im Lagersitz 36 des Rotors und mit ihrem entsprechenden Innenring 46 über einen Presssitz drehfest auf der Motorwelle 26 sitzen.

Um zu verhindern, dass der Rotor 14 die Funktion einen hochfrequenten Antenne übernimmt und das Störproblem gegebenenfalls verschlimmert, muss der Rotor 14 auf ein Massepotential 34 kontaktiert werden. Zu diesem Zweck muss der Rotor 14 mit der Motorwelle 26 elektrisch leitfähig verbunden werden, welche wiederum in den Motorträger 24 eingepresst ist und somit an dem Massenpotential 34 anliegt. Eine solche Kopplung zwischen dem Rotor 14 und der Motorwelle 26 kann in der Regel nicht über die Lager 40, 42 bereitgestellt werden, da diese einen mit Öl gefüllten Lagerspalt aufweisen, der zur Folge hat, dass keine ausreichend stabile Ohm'sche Verbindung bereitgestellt werden kann.

Um dennoch eine ausreichend stabile Verbindung zwischen Rotor 14 und

Motorwelle 26 bereitzustellen, ist zwischen dem Stator 12 und dem Rotor 14 ein elektrisch leitendes Kontaktierelement 48 angeordnet. Das Kontaktierelement 48, bewirkt den Abbau von Potentialunterschieden zwischen Rotor 14 und Stator 12 des Elektromotors 10. Neben seiner Funktion als elektrischer Leiter übernimmt das erfindungsgemäße Kontaktierelement 48, wie im Folgenden näher erläutert ist, zusätzlich die Funktion eines Lagersicherungselementes.

Nachfolgend wird das dem fest eingespannten Ende 28 der Motorwelle 26 zugewandte Lager als erstes Lager 40 und das dem freien Ende 30 der

Motorwelle 26 zugeordnete Lager als zweites Lager 42 bezeichnet.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die in Figur 1 dargestellten Lager 40, 42 lediglich beispielhaft als Wälzlager, insbesondere als Kugellager dargestellt sind. Es ist auch denkbar, dass andere Lagertypen, wie beispielsweise Gleitlager Anwendung finden. Allen diesen Lagertypen ist jedoch gemein, dass sie aufgrund der Schmierung oder ihrer Beschaffenheit nicht dazu in der Lage sind im Sinne eines Kontaktierelementes 48 eine ausreichend stabile Ohm'sche Verbindung zwischen dem Rotor 14 und der Motorwelle 26 bereitzustellen.

Wie in Figur 1 zu erkennen ist, übernimmt das zweite Lager 42 die Funktion eines Festlagers, das heißt es ist in der Lage die Motorwelle 26 in axialer Richtung eindeutig zu positionieren. Das zweite Lager 42 muss hierzu sowohl Radial- als auch Axialkräfte aufnehmen und in die umgebende Konstruktion leiten können. Dabei ist weder der Außenring 44 im Lagersitz 36 noch der Innenring 46 auf der Motorwelle 26 verschiebbar, womit die Fixierung der Motorwelle 26 in

Längsrichtung, das heißt in Richtung der Drehachse 32, sichergestellt ist.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist der Innenring 46 des zweiten Lagers 42 zu diesem Zweck an deiner dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite über einen Sicherungsring 50 auf der Motorwelle 26 fixiert. Selbstverständlich ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor 10 nicht auf eine axiale Fixierung des Innenrings 46 über einen Sicherungsring 50 limitiert. Es können auch andere Sicherungselemente, wie beispielsweise Muttern oder

Sicherungsscheiben vorgesehen sein. Um die Funktion eines Festlagers übernehmen zu können, ist auch der Außenring 44 des zweiten Lagers 46 in axialer Richtung, das heißt in Erstreckungsrichtung der Drehachse 32, fixiert.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, ist zu diesem Zweck der Außenring 44 des zweiten Lagers 42 an seiner dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 abgewandten Seiten über eine Distanzhülse fixiert. Die Funktion der Sicherung in axialer Richtung des Außenrings 44 an der dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite übernimmt das Kontaktierelement 48.

Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Ausbildung eines solchen Fest-LosLagers, insbesondere die Sicherung des Innenrings 46 des zweiten Lagers 42, die Sicherung des Außenrings 44 des zweiten Lagers 42, an seiner dem

eingespannten Ende 28 der Motorwelle 26 zugewandten Seite, sowie die

Lageranordnung und Sicherung des ersten Lagers 40 in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden kann, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere auch denkbar die axiale Fixierung des Innenrings 46 des zweiten Lagers 42 über eine Wellenschulter bereitzustellen. Lediglich die Wirkverbindung zwischen dem Außenring 44 des zweiten Lagers 42 an seiner dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite und dem Kontaktierelement 48 ist entscheidend.

Zur Funktionsintegration der beiden Funktionen Ausgleich von

Potentialunterschieden zwischen Rotor 14 und Stator 12 sowie Sicherung des Lageraußenrings 44 des zweiten Lagers 42, weist das Kontaktierelement 48 einen ersten und einen zweiten Abschnitt 52, 54 auf.

Der erste Abschnitt 52 des Kontaktierelementes 48 ist als ringförmiges

Sicherungselement ausgebildet und liegt mit seinem Auflagebereich 58 an dem Außenring 44 des zweiten Lagers 42 an. Das ringförmige Sicherungselement beziehungsweise der erste Abschnitt 52 des Kontaktierelementes 48 ist beispielhaft als Speednut, als Federscheibe oder als Feder ausgebildet.

Zur Montage des Kontaktierelementes 48 wird dieses soweit auf die Motorwelle 26 geschoben, dass es mit seinem Auflagebereich 58 an dem Außenring 44 des zweiten Lagers 42 anliegt. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass der

Auflagebereich 58 so groß ist, dass eine ausreichend stabile Ohm'sche

Verbindung bereit gestellt werden kann. Der erste Abschnitt 52 des

Kontaktierelementes 48 verspannt bzw. verkrallt sich mit radial außen liegenden Laschen 59 und/oder Krallen an dem Lagersitz 36 des Rotors 14, wodurch ein Verschieben des Kontaktierelementes 48 entgegen der Aufschieberichtung vermieden wird und das zweite Lager 42 in axialer Richtung gesichert ist.

Wie bereits erwähnt, weist das Kontaktierelement 48 neben dem ersten Abschnitt 52 einen zweiten Abschnitt 54 auf. Zur axialen Kontaktierung der Motorwelle ist der zweite Abschnitt 54 des Kontaktierelementes 48 als elastisches Element 56 ausgebildet, welches in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Drehachse 32 auf die Motorwelle 26 drückt. Das elastische Element 56 ist vorzugsweise als Biegebalken ausgebildet, welcher einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Kontaktierung der Motorwelle 26 erfolgt, wie Figur 1 deutlich zeigt, an der Stirnseite 60 der Motorwelle 26. Auf diese Weise kann eine axiale Kontaktierung bereitgestellt werden, durch welche ungewollte Quietschgeräusche minimiert werden. Diese treten insbesondere bei einer radialen Kontaktierung der

Motorwelle 26 häufig auf. Bei der Montage wird das elastische Element 56 mit einer definierten Vorspannung eingebaut, sodass das elastische Element 56 mit einer zu Funktionserfüllung ausreichenden Anpresskraft in axialer Richtung auf die Stirnfläche 60 gepresst wird, das heißt das elastische Element 56 wirkt im Sinne einer Feder, welche eine Rückstellkraft auf die Stirnfläche 60 aufbringt.

Wie Figur 1 zeigt, erfolgt die Kontaktierung an der Stirnfläche 60 optimaler Weise mittig im Bereich der Drehachse 32, sodass Relativbewegungen und

Quietschgeräusche minimiert sind. Das Kontaktierelement 48 liegt dabei bewegbar insbesondere drehbar an der Stirnfläche 60 der Motorwelle 26 an.

Figur 1 zeigt ein einteilig ausgebildetes Kontaktierelement 48, welches

insbesondere als Stanzbiegeteil ausgebildet ist. Es sei an dieser Stelle jedoch erwähnt, dass das Kontaktierelement 48 nicht auf eine solche, in Figur 1 dargestellte Ausführungsform, begrenzt ist. So sind beispielsweise auch

Ausführungsformen denkbar, bei welchen der erste und zweite Abschnitt 52, 54 zweiteilig hergestellt werden und in einem zusätzlichen Fertigungsschritt miteinander verbunden werden.

Die folgenden Figuren 2 bis 4 zeigen jeweils Ausführungsformen des

Kontaktierelementes 48 beziehungsweise der Motorwelle 26 in einem eingebauten Zustand.

In Figur 2 ist das erfindungsgemäße Kontaktierelement 48 im montierten Zustand näher dargestellt. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen

Elektromotors 10 analog zu Figur 1. Wie oben beschrieben, weißt das

Kontaktierelement 48 einen ersten und einen zweiten Abschnitt 50, 52 auf. Der erste Abschnitt 52 ist als ringförmige Speednut ausgebildet und liegt mit seinem Auflagebereich 58 am Außenring 44 des zweiten Lagers 42 an. Die radial außen liegenden Laschen 59 des zweiten Abschnittes 54 sind mit dem Lagersitz 36 des Rotors 14 verhakt. Auf diese Weise ist der Außenring 44 des zweiten Lagers 42 in axialer Richtung gesichert. Einteilig mit dem ersten Abschnitt 52 verbunden ist der zweite Abschnitt 54, welcher als Biegebalken ausgebildet ist und wenigstens ein elastisches Element 56 aufweist.

Wie bereits erläutert, kontaktiert der zweite Abschnitt 54 des Kontaktierelementes 48 die Motorwelle 26 mittig an der Stirnseite 60. Zur Überbrückung der räumlichen Distanz zwischen der Stirnseite 60 der Motorwelle 26 und dem ersten Abschnitt 52, ist der zweite Abschnitt 54 als ein im Wesentlichen L-förmiges Element aufgebaut. An das sich im Wesentlichen in radialer Richtung erstreckende elastische Element 56 schließt sich kontinuierlich ein Überbrückungsabschnitt 62 an, welcher im Wesentlichen senkrecht zum elastischen Element 56 verläuft und in den ersten Abschnitt 52 des Kontaktierelementes 48 übergeht. Erster und zweiter Abschnitt 52, 54 bilden zusammen die im Wesentlichen L-förmige Form des zweiten Abschnittes 54.

Zur Kontaktierung der Stirnseite 60 der Motorwelle 26 weist das elastische

Element 56 einen Auflagebereich 64 auf. Zur Minimierung der Reibung des sich mit dem Rotor 14 mitdrehenden Kontaktierelementes 48 sind beide Abschnitte 52, 54 von der Motorwelle 26 beabstandet angeordnet. Lediglich der Auflagebereich 64 des zweiten Abschnittes 54 liegt an der Motorwelle 26 an. Um die

Reibungsverluste im Auflagebereich 64 zu minimieren, weist das elastische Element 56 einen in Richtung der Stirnfläche 60 zulaufenden Bereich 66 auf.

Dieser zulaufende Bereich 66 ist bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform als gewölbtes, insbesondere als halbkreisförmiges Element ausgebildet, sodass durch die lediglich punktuelle Auflage die Auflagefläche des elastischen Elementes 56 auf der Stirnfläche 60 minimiert wird. Der zulaufende Bereich 66 beschränkt sich jedoch nicht auf eine, wie in Figur 2 gezeigte, halbkreisförmige Ausführungsform. Es sind auch andere zulaufende Formen denkbar, die dazu geeignet sind, die Motorwelle 26 in einem möglichst kleinen Auflagebereich 64 stirnseitig axial zu kontaktieren.

Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher Stirnseite 60 der Motorwelle 26 als eine im Wesentlichen ebene, sich in radialer Richtung erstreckende Fläche ausgebildet ist. Lediglich zum verbesserten Aufschieben der Lager 40, 42 und Sicherungselemente 50 auf die Motorwelle 26 weist diese eine Fase 68 auf. Es sei jedoch an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass eine solche Fase 68 nicht eine in Richtung der Drehachse zulaufende Stirnfläche im Sinne der Erfindung gemäß einer weiteren Ausführungsform darstellt.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Kontaktierelementes beziehungsweise eine Gestaltung des Auflagebereiches. Im Gegensatz zu der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform, weist das

Kontaktierelement 48 keinen in Richtung der Stirnfläche 60 zulaufenden

Auflagebereich 66 auf, sondern die Stirnfläche 60 selbst ist in

Erstreckungsrichtung der Drehachse 32 zulaufend ausgebildet. Durch die

Ausgestaltung einer symmetrisch zur Drehachse 32 hin zulaufenden Stirnfläche 60 kann eine toleranzgenaue Zentrierung des Kontaktierelementes 48 gewährleitet werden, wodurch Relativgeschwindigkeiten zwischen Kontaktierelement 48 und Motorwelle 26 minimiert sind.

Neben einer, wie in Figur 3 dargestellten, rotationssymmetrischen, zulaufenden Stirnfläche 60, welche zu einem wesentlichen Teil abgeschrägt wurde, sind auch weitere zulaufende Formen, wie beispielsweise eine gewölbte oder

halbkreisförmige Stirnfläche 60 denkbar und zur Funktionserfüllung ausreichend.

Figur 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer solchen zulaufenden Stirnfläche 60, welche von einem erfindungsgemäßen Kontaktierelement 46 beziehungsweise dem als Biegebalken mit rechteckigen Querschnitt ausgebildeten elastischen Element 56 kontaktiert ist. Wie in Figur 4 deutlich zu erkennen ist, ist der zweite Abschnitt 54 L-förmig ausgebildet, wobei das elastisches Element 56 in axialer Richtung auf die Motorwelle 26 drückt. Wie in Figur 4 deutlich zu erkennen ist, weißt der Biegebalken eine rechteckige Querschnittsform eine deutlich geringere Höhe als Breite aufweist, da dieses insbesondere durch Stanzbiegetechnik aus einem Blech mit einer geringen Dicke hergestellt ist.

Die Stirnseite 60 ist zulaufend ausgebildet und bildet einen Kegelstumpf, dessen Deckfläche um ein vielfaches kleiner ist als die Grundfläche, das heißt die Querschnittsfläche der Motorwelle 26. Die Deckfläche des Kegelstumpf körpers bildet die Auflagefläche des elastischen Elementes 56. Es ist auch denkbar, dass die zulaufende Stirnseite 60 einen Kegel bildet, insofern die Auflagefläche ausreichend zum Ableiten der elektromagnetischen Störstrahlung ist.

Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die Ausgestaltung der Stirnfläche und/oder des Auflagebereichs an die zulässige Relativgeschwindigkeiten, Reibwerte und Quietschgeräusche angepasst werden. Auch die Ausgestaltung des Kontaktierelements als einteiliges beziehungsweise zweiteiliges Bauteil kann an Produktanforderungen wie beispielsweise die Kosten des Bauteils oder die Nachrüstbarkeit eines bestehenden Systems angepasst werden.

Vorzugsweise treibt der erfindungsgemäße Elektromotor 10 ein

Verbrennungsmotorkühlgebläse an. Der Elektromotor 10 kann jedoch auch in einer Pumpe, insbesondere einer Kühlflüssigkeitspumpe, oder einer Innenraum Lüftungsanlage eines Fahrzeugs eingesetzt werden.