Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
ELECTROMOTOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/078213
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an electromotor comprising a stator (11) and a rotor (12) which is held by its rotor shaft (13) in rotor bearings (14, 15) so that it can rotate and comprising an effective decoupling of the stator (11) from the rotor bearings (14, 15) to reduce airborne sound and mechanical vibration. In order to achieve a simple, sturdy construction, whilst at the same time reducing the noise of the motor, the rotor bearings (14, 15) are fixed to a housing (10) which encompasses the stator (11), whilst the stator (11) is decoupled by being spring-mounted onto the housing (10). In addition, elastic decoupling elements (28) are located between the stator (11) and the housing (10).

Inventors:
KEHRER WOLFGANG (DE)
FRANK WOLFGANG (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/001421
Publication Date:
October 18, 2001
Filing Date:
April 11, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
KEHRER WOLFGANG (DE)
FRANK WOLFGANG (DE)
International Classes:
H02K1/17; H02K5/24; H02K1/18; (IPC1-7): H02K1/18
Foreign References:
EP0957564A21999-11-17
US5574253A1996-11-12
US5629575A1997-05-13
Download PDF:
Claims:
Ansprüche
1. Elektromotor mit einem Stator (11) und einem im Stator (11) drehenden Rotor (12), der eine in Rotorlagern (14,15) drehbar aufgenommene Rotorwelle (13) aufweist, und mit einer zwischen dem Stator (11) und den Rotorlagern (14,15) wirksame Entkopplung zur Reduzierung von Luftund Körperschallabstrahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorlager (14,15) an einem den Stator (11) umgreifenden Gehäuse (10) festgelegt sind und daß die Entkopplung durch eine federelastische Aufhängung des Stators (11) an dem Gehäuse (10) realisiert ist.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur federelastischen Aufhängung des Stators (11) am Gehäuse (10) an der Innenwand (211) eines Gehäusetopfes (21) in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Entkopplungselemente (28) befestigt sind, an denen der Stator (11) kraftund/oder formschlüssig gehalten ist.
3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens drei um gleiche Drehwinkel zueinander versetzt angeordnete Entkopplungselemente (28) vorgesehen sind, die sich jeweils über die gesamte axiale Länge des Stators (11) erstrecken.
4. Elektromotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungselemente (28) aus einem Elastomer bestehen und, vorzugsweise im Zweikomponentenverfahren, an das aus Kunststoff gespritzte Gehäuse (21) mit angespritzt sind.
5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungselemente (28) C förmiges Profil aufweisen und mit beiden durch einen Längssteg (281) miteinander verbundenen CSchenkeln (282, 283) radial zur Rotorwelle (13) hin vom Gehäusetopf (21) abstehen und daß in den CSchenkeln (282,283) jeweils Mittel zum formschlüssigen Ankoppeln des Stators (11) vorgehalten sind.
6. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (11) ein mit Permanentmagnetpolen (29) bestücktes Polrohr (30) aufweist'und daß an dem einen C Schenkel (283) der Entkopplungselemente (28) eine ringabschnittförmige Nut (31) zum formschlüssigen Einstecken des einen Stirnendes (301) des Polrohrs (30) und an dem anderen CSchenkel (282) der Entkopplungselemente (28) ein mit einem am oder im Mantel des Polrohrs (30) ausgebildeten Formschlußelement zusammenwirkendes Formschlußelement vorgesehen ist.
7. Elektromotor. nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Formschlußelemente Feder (32) und Nut (33) einer Schwalbenschwanzverbindung (34) bilden.
8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (33) der Schwalbenschwanzverbindung (34) in den Mantel des Polrohrs (30) eingearbeitet ist und die Feder (32) der Schwalbenschwanzverbindung (34) an der dem Polrohr (30) zugekehrten freien Stirnfläche des C Schenkels (282) der Entkopplungselemente (28) vorsteht.
9. Elektromotor nach einem der Ansprüche 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusetopf (21) mit einem einen Befestigungsflansch (26) tragenden Gehäusedeckel (22) verschließbar ist und daß die Rotorlager (14,15) einerseits im Topfboden (23) des Gehäusetopfes (21) und andererseits im Gehäusedeckel (22) angeordnet sind.
Description:
Elektromotor Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor, insbesondere zum Antrieb eines Gebläses in Klimaanlagen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei solchen Elektromotoren treten nutfrequente Geräusche 12. und 24. Ordnung auf, die z. B. bei Verwendung des Elektromotors als Gebläsemotor einer Klimaanlage als Luftschall und als Körperschall über das Gebläsegehäuse abgestrahlt werden und im Fahrzeuginnenraum recht störende Geräusche erzeugen. Es werden daher Maßnahmen getroffen, um diese Geräusche weitgehend zu reduzieren.

Bei einem bekannten geräuscharmen Elektromotor dieser Art (US 5 612 583) ist der Stator über federelastische Elemente, die jeweils als zwei gelenkig miteinander verbundene konzentrische Ringe ausgebildet sind, an den Lagerhülsen der Rotorlager abgestützt. Dabei ist der innere Ring an der Lagerhülse und der äußere Ring an dem Stator befestigt. Die Lagerhülsen sind ihrerseits in einer externen Vorrichtung befestigt, z. B. an dem Gehäuse eines Staubsaugers.

Bei einem ebenfalls bekannten geräuscharmen Elektromotor (EP 0 855 782) sind die Rotorlager in jeweils einem Lagerbügel aufgenommen, und die Lagerbügel über geräuschdämpfende Elemente an dem Stator befestigt. Die Lagerbügel sind kappenförmig ausgebildet und bilden zusammen mit dem Permantentmagnetpole tragenden zylindrischen Polrohr des Stators ein geschlossenes Gehäuse, das als Komplettbaueinheit in das anzutreibende Aggregat eingesetzt wird.

Vorteile der Erfindung Der erfindungsgemäße Elektromotor hat den Vorteil, daß eine Geräuschreduzierung mit einem konstruktiv einfachen und robusten Aufbau des Motors einhergeht. Fertigungstechnisch aufwendige und montageerschwerende Lagerbügel für die Rotorlager entfallen. Die Rotorlager sind vielmehr mit ihren Lagerhülsen starr an dem Gehäuse befestigt und können bei Herstellung des Gehäuses im Spritzvorgang in einfacher Weise mit angespritzt werden. Da die vorzugsweise als Gleitlager ausgebildeten Rotorlager keine tangentialen Kräfte des Rotors übertragen können, sind diese vom Stator entkoppelt. Durch

die federelastische Befestigung des Stators an dem Gehäuse ist zwischen dem Stator und dem Gehäuse keine starre Verbindung vorhanden, so daß eine Körperschallübertragung vom Stator auf das Gehäuse unterbunden ist.

Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Elektromotors möglich.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind zur federelastischen Aufhängung des Stators an der Innenwand des Gehäuses in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Entkopplungselemente befestigt, an denen der Stator. kraft- und/oder formschlüssig gehalten ist.

Die Entkopplungselemente bestehen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aus einem Elastomer und werden an das aus Kunststoff gespritzte Gehäuse im Zweikomponentenverfahren mit angespritzt.

Zeichnung Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung : Fig. 1 einen Längsschnitt eines Elektromotors, Fig. 2 eine Seitenansicht eines gegenüber Fig. 1 etwas modifizierten Elektromotors ohne Gehäuse,

Fig. 3 ausschnittweise einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2, Fig. 4 ausschnittweise eine Draufsicht in Richtung Pfeil IV in Fig. 2.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels Der in Fig. 1 im Längsschnitt schematisiert dargestellte Elektromotor, der vorzugsweise Einsatz in Kraftfahrzeugen, und hier insbesondere als Gebläsemotor in Klimaanlagen findet, ist hier beispielsweise als Kommutatormotor ausgebildet und weist in bekannter Weise einen Stator 11 und einen im Stator 11 drehenden Rotor 12 auf, der hierzu mit seinem beispielsweise lamellierten Rotorkörper 16, auch Rotorblechpaket genannt, drehfest auf einer Rotorwelle 13 sitzt, die in hier als Gleitlager ausgebildeten Rotorlagern 14,15 aufgenommen ist. Eine der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Rotorwicklung liegt in Axialnuten des Rotorkörpers 16 ein und ist mit einem drehfest auf der Rotorwelle 13 sitzenden Stromwender oder Kommutator 17 elektrisch verbunden. Für die Stromzufuhr zur Rotorwicklung dienen Kommutator-oder Kohlebürsten 18, die in sog. Köchern 19 eines Bürstenhalters 20 radial verschieblich geführt und mit Federvorspannung an den Kommutator 17 angepreßt sind.

Stator 11 und Rotor 12 sind in einem Gehäuse 10 mit einem Gehäusetopf 21 aufgenommen, der mit einem Gehäusedeckel 22 verschlossen ist. Hierzu ist an dem vom Topfboden 23 des Gehäusetopfes 21 abgekehrten Topfende ein den Gehäusedeckel

22 aufnehmender Radialflansch 24 angeformt, mit dem der Gehäusedeckel 22 beispielsweise durch Schraubenverbindungen 25, die in Fig. 1 durch Strichpunktierung angedeutet sind, verschraubt ist. Der Gehäusedeckel 22 trägt seinerseits einen mit dem Gehäusedeckel 22 einstückig ausgeführten Befestigungsflansch 26. Der Befestigungsflansch 26 ist mit Befestigungslöchern 27 versehen, durch welche beispielsweise Befestigungsschrauben hindurchgesteckt werden können, um den Elektromotor in einem Aggregat, z. B. im Gebläsegehäuse einer Klimaanlage, zu befestigen.

Die Rotorlager 14,15 zur Aufnahme der Rotorwelle 13 sind gehäuseseitig festgelegt, wobei das Rotorlager 14 im Topfboden 23 des Gehäusetopfes 21 und das Rotorlager 15 im Gehäusedeckel 22 integriert ist. Gehäusetopf 21 und Gehäusedeckel 22 sind beispielsweise aus Kunststoff und beispielsweise gespritzt, und die Rotorlager 14,15 werden beim Spritzvorgang beispielsweise gleich mit eingespritzt.

Zur Entkopplung einer Körperschallübertragung vom Stator 11. auf das Gehäuse 10 ist der Stator 11 an dem Gehäusetopf 21 federelastisch aufgehängt. Hierzu sind an der Innenwand 211 des Gehäusetopfes 21 in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Entkopplungselemente 28 befestigt, an denen der . Stator 11 kraft-und/oder formschlüssig gehalten ist. Dabei stützt sich der aus einem mit Permanentmagnetpolen 29 bestückten Polrohr 30 bestehende Stator 11 mit seinem Polrohr 30 beispielsweise unmittelbar an den Entkopplungselementen 28 ab. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind vier Entkopplungselemente 28 vorgesehen, die jeweils um 90° Drehwinkel gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß in der Schnittdarstellung zwei dieser Entkopplungselemente 28 zu

sehen sind. Die Entkopplungselemente 28 erstrecken sich beispielsweise über die gesamte Axiallänge des Polrohrs 30 und stehen stirnseitig etwas vor.

In dem modifizierten Ausführungsbeispiel der Fig. 2-4 sind insgesamt drei Entkopplungselemente 28 vorhanden, die gegeneinander um einen Drehwinkel von 120° versetzt angeordnet sind und sich wiederum über die gesamte Länge des Polrohrs 30 erstrecken. Die Entkopplungselemente 28 bestehen beispielsweise aus einem Elastomer und werden an den aus Kunststoff gespritzten Gehäusetopf 21 im Zweikomponentenverfahren mit angespritzt. Als Elastomer für die Entkopplungselemente 28 eignet sich beispielsweise das Elastomer TO.. 623/60A der Fa. TCT.

Wie am besten aus der Schnittdarstellung der Fig. 3 ersichtlich ist, weist jedes Entkopplungselement 28 ein C- Profil mit einem Längssteg 281, der an der Innenwand 211 des Gehäusetopfes 21 angespritzt ist (Fig. 4), mit einem vom Längssteg 281 zur Rotorwelle 13 hin rechtwinklig abstehenden kurzen Schenkel 282 sowie mit einem vom Längssteg 281 zur Rotorwelle hin rechtwinklig abstehenden langen Schenkel 283 auf. In dem langen Schenkel 283 ist von der dem kurzen Schenkel 282 zugekehrten Schenkelinnenseite her eine bogen- oder ringabschnittförmige Nut 31 eingebracht, die sich über die in Umfangsrichtung gesehene Breite des langen Schenkels 283 erstreckt. Diese Nut 31 ist so ausgebildet, daß das Polrohr 30 mit einem Abschnitt seines einen Stirnendes 301 formschlüssig in die Nut 31 einsteckbar ist. An dem dem Polrohr 30 zugekehrten freien Schenkelende des kurzen Schenkels 282 ist beispielsweise ein Formschlußelement ausgebildet, das mit einem am Außenmantel des Polrohrs 30

nahe dessen anderen Stirnende 302 ausgebildeten Formschlußelement zusammenwirkt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2-4 sind die beiden Formschlußelemente von Nut 33 und Feder 32 einer Schwalbenschwanzverbindung 34 gebildet, wobei-wie aus Fig. 4 hervorgeht-die Feder 32 am kurzen Schenkel 282 des Entkopplungselements 28 und die Nut 33 am Polrohr 30 angeordnet ist. Die im Polrohr 30 eingearbeitete Nut 33 der Schwalbenschwanzverbindung 34 ist zu der Stirnseite 302 des Polrohrs 30 hin offen, so daß die Feder 32 am elastischen Entkopplungselement 28 axial in die Nut 33 eingedrückt werden kann.

Bei der Montage des Elektromotors wird die komplett mit Stator 11, Rotor 12, Rotorwelle 13 und Kommutator 17 vormontierte Baugruppe in den Gehäusetopf 21 von oben her eingesetzt, wobei zuvor der am Gehäusetopf 21 festgelegte Bürstenhalter 20 montiert worden ist. Der Kommutator 17 muß dabei zwischen den Kohlebürsten 18 des Bürstenhalters 20 hindurchgeschoben werden, bis die Rotorwelle endseitig in das Rotorlager 14 im Topfboden 23 eingesteckt werden kann. Am Ende dieses Montagevorgangs taucht das Polrohr 30 mit seinem Stirnende 301 in die Nuten 31 im unteren langen Schenkel 283 der Entkopplungselemente 28 ein und wird mit seinen Nuten 33 der Schwalbenschwanzverbindungen 34 auf die an den federelastischen Entkopplungselementen 28 ausgebildeten Federn 32 der Schwalbenschwanzverbindungeri 34 aufgeclipst, so daß Nuten 33 und Federn 32 ineinander verrasten. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2-4 wird somit das Polrohr 30 an drei um 120° Drehwinkel zueinander versetzten Stellen einerseits formschlüssig in den unteren langen Schenkeln 283

andererseits formschlüssig an den oberen kurzen Schenkeln 282 der drei Entkopplungselemente 28 gehalten.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. So braucht das Polrohr 30 kein geschlossener Hohlzylinder zu sein, sondern kann aus hohlzylindrischen Wandsegmenten zusammengesetzt sein, die sich in Umfangsrichtung jeweils über mindestens ein Polpaar erstrecken. Solche Polrohrsegmente werden in gleicher Weise in den wie vorstehend beschriebenen Entkopplungselementen 28 gehalten, wobei pro Polrohrsegment aber dann mindestens zwei Entkopplungselemente 28 erforderlich sind.

Bei einem wie vorstehend beschriebenen geschlossenen, hohlzylindrischen Polrohr 30 kann auch auf einen Formschluß zwischen dem Polrohr 30 und den Entkopplungselementen 28 verzichtet werden, indem die Entkopplungselemente 28 so ausgelegt werden, daß das Polrohr 30 sich in Radialrichtung zwischen den Entkopplungselementen 28 verklemmt und somit zwischen den Entkopplungselementen 28 kraftschlüssig gehalten wird. Ein Kraftschluß ermöglicht eine einfachere Ausbildung der Entkopplungselemente 28, die nur noch als schalenförmige Segmente an die Innenwand 211 des Gehäusetopfes 21 angespritzt werden müssen. Ggf. wäre noch eine Verdrehsicherung vorzusehen.




 
Previous Patent: EMERGENCY LIGHTING SYSTEM

Next Patent: SYNCHRONOUS COMPENSATOR