DE10119734A1 - Kommutatormotor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kommutatormotor (2), insbesondere für ein Haushaltsgerät, wie einen Staubsauger oder eine Küchenmaschine, mit einer Motorwelle (3), einem Rotor (8), einem Stator (9) und einem Kommutator (10) weiter mit einer Leiterplatte (11), auf welcher Elektro-/Elektronikbauteile (15) und Kohlehalter (13) mit Kommutatorkohlen (12) angeordnet sind, wobei darüber hinaus die Motorwelle (3) in einem radialen Kräfte aufnehmenden Lager (16) gelagert ist. Um einen Kommutatormotor (2) der in Rede stehenden Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass das Lager (16) an der Leiterplatte (11) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kommutatormotor, insbeson­ dere für ein Haushaltsgerät, wie einen Staubsauger oder eine Küchenmaschine, mit einer Motorwelle, einem Rotor, einem Stator und einem Kommutator, weiter mit einer Leiterplatte, auf welcher Elektro-/Elektronikbauteile und Kohlehalter mit Kommutatorkohlen angeordnet sind, wobei darüber hinaus die Motorwelle in einem radiale Kräfte aufnehmenden Lager gelagert ist.

Ein Kommutatormotor der in Rede stehenden Art ist bspw. aus der EP-A1 0 489 940 bekannt, bei welcher die Motor­ welle im Bereich des Kommutators eine, Kommutatorkohlen tragende Leiterplatte durchsetzt.

Im Hinblick auf den zuvor beschriebenen Stand der Tech­ nik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, einen Kommutatormotor der in Rede stehen­ den Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden.

Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass das Lager an der Leiterplat­ te ausgebildet ist. Zufolge dieser Ausgestaltung ist eine Bauteileminimierung erreicht, wobei die, das Lager tragende Leiterplatte zugleich als Brücke zur Lagerung der Motorwelle in dem Motorgehäuse dient, wozu die Leiterplatte an dem Motorgehäuse gehaltert ist. Weiter kann die Leiterplatte querschnittsausfüllend in dem Motorgehäuse angeordnet sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar, insbesondere bei einer Verwendung des Kommutatormotors als Sauggebläsemotor die Leiterplatte stegartig oder mit Durchbrüchen zur Ausbildung von Luftauslaßöffnungen, auszubilden. Das die Motorwelle lagernde Lager kann im Durchdringungsbereich der Motor­ welle durch die Leiterplatte an letzterer angeordnet sein. Darüber hinaus kann das Lager auch unterseitig, d. h. dem Kommutator zugeordnet, angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch eine Ausgestaltung, bei welcher die Motorwelle die Leiterplatte durchsetzt und dass das Lager an der, den Kohlehaltern abgewandten Seite der Leiterplatte angeordnet ist. Zufolge dieser Ausgestal­ tung sind die Kohlehalter dem Motorgehäuseinneren zuge­ wandt an der Leiterplatte angeordnet; das Lager hinge­ gen auf der dem Kommutator, dem Rotor und Stator abge­ wandten Seite der Leiterplatte. Darüber hinaus kann das Lager als eigenständige Baugruppe direkt auf der Leiterplatte befestigt sein. Die unterseitig an der Leiterplatte befestigten Kohlehalter für die Kommutator­ kohlen sind direkt über Leiterbahnen mit der Leiterplat­ te mit den Elektro-/Elektronikbauteilen verbunden, welche Elektro-/Elektronikbauteile bspw. einen Blockier­ schutz oder einen Entstörschutz ausbilden. Zufolge dessen sind der elektrisch/elektronisch gesteuerte Blockierschutz bzw. der Entstörschutz dem Kommutatormo­ tor direkt im Inneren bzw. als Abschluß des Motorgehäu­ ses vorgesehen. In einer Weiterbildung des Erfindungs­ gegenstandes ist vorgesehen, dass das Lager mit­ tels einer Halterungskalotte an der Leiterplatte befestigt ist. Zudem ist in einer Weiterbildung vorge­ sehen, dass das Lager mit Abstand zur Leiterplatte angeordnet ist. Bezüglich der Ausgestaltung des La­ gers wird weiter vorgeschlagen, dass dieses ein Kugella­ ger ist. Bevorzugt wird eine Lösung, bei welcher das Lager ein Gleitlager ist, welches zudem als Kalotte ausgebildet sein kann. In einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass das Motorge­ häuse von Kühlluft durchströmbar ist, wobei die vom Motor selbst erzeugte Kühlluft nur innerhalb des Motor­ gehäuses, das gegenüberliegende Ein- und Auslässe auf­ weist, strömt und wobei das Motorgehäuse die Leiterplat­ te vollständig umschließt. Zufolge dieser Ausgestaltung ist die Leiterplatte in einem Motorgehäuse aufgenommen, welches Motorgehäuse den Kommutatormotor vollständig kapselt. Rotor, Stator, Kommutator und die, die Kommuta­ torkohlen bzw. dessen Halterungen tragende Leiterplatte werden von dem selbsterzeugten Kühlluftstrom umströmt. Der Kühlluftauslass ist konzentriert an der, dem Luft­ einlass gegenüberliegenden Seite des Motorgehäuses ausgeformt. Hieraus resultiert zunächst eine kompakte Bauform des Kommutatormotors, aufgrund welcher der Kommutatormotor einlass- und auslassseitig lediglich an Luftkanäle oder dergleichen angeschlossen werden muss. Es bedarf keiner weiteren Abdichtung im Bereich der Luftkanäle. Dies hat weiter zufolge, dass durch den Kühlluftstrom ausgeblasener Kohlenstaub von den Kommuta­ torkohlen nur durch die Aulassöffnung des Motorgehäuses abgeleitet wird. Durch die erfindungsgemäße komplette Umkapselung des Kommutatormotors mit der, die Kommuta­ torkohlen tragenden Leiterplatte kann auf einfachste Weise eine Ausfilterung des Kohlenstaubes erfolgen, wozu beispielsweise der Luftauslass des Motorgehäuses mit einem angeflanschten Partikelfilter versehen sein kann. Des Weiteren erweist sich bei dieser vollständi­ gen Kapselung die Kühlung des abluftseitigen, an der Leiterplatte gehalterten Lagers als vorteilhaft, da dieses komplett von der Kühlluft umströmt wird. Schließ­ lich erweist es sich als vorteilhaft, dass die Leiter­ platte Durchbrüche zur Luftführung aufweist. Alternativ kann die Leiterplatte auch stegartig ausgebildet sein, so dass zwischen der, als Brücke zur Lagerung des La­ gers dienenden Leiterplatte und der Motorgehäuseinnen­ wandung Luftdurchtrittbereiche verbleiben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich Ausführungsbeispiele dar­ stellt, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Haushaltsgerät in Form eines Handstaubsau­ gers in perspektivischer Darstellung mit einem integrierten, erfindungsgemäßen Kommutatormo­ tor;

Fig. 2 den erfindungsgemäßen Kommutatormotor in einer schematischen Schnittdarstellung;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstel­ lung, eine weitere Ausführungsform des Kommuta­ tormotors betreffend;

Fig. 4 eine Herausvergrößerung aus Fig. 2, eine alter­ native Lagerung der Motorwelle betreffend.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Haushaltsgerät in Form eines Handstaubsau­ gers 1 mit einem Kommutatormotor 2, welcher in dem Ausführungsbeispiel als Sauggebläsemotor ausgebildet ist.

Zur Ausbildung einer Motor-Gebläse-Einheit ist auf der Motorwelle 3 des Kommutatormotors 2 einseitig endseitig ein Gebläserad 4 befestigt.

In diesem, dem Gebläserad 4 zugewandten Endbereich ist die Motorwelle 3 in einem, über nicht dargestellte Brücken an dem, die Motor-Gebläse-Einheit umschliessen­ den Motorgehäuse 5 befestigten Kugellager 6 gelagert.

Das erwähnte Motorgehäuse 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel topfartig ausgebildet und um­ schließt, bis auf eine stirnseitige Zentralöffnung 7 im Bereich des Gebläserades 4 letzteres, den Rotor 8, den Stator 9 und den Kommutator 10 des Kommutatormotors 1.

Die der Zentralöffnung 7 abgewandte Topföffnung des Motorgehäuses 5 ist in dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel deckelverschlossen durch eine Leiterplatte 11, welche nicht dargestellte Durchbrechungen zum Durch­ tritt der durch das Gebläserad 4 geförderten Luft auf­ weist. Alternativ kann die Leiterplatte 11 auch in dem Motorgehäuse 5, innenseitig an der Motorgehäusewandung festgelegt angeordnet sein.

Unterhalb der Leiterplatte 11, d. h. dem Motorgehäusein­ neren zugewandt, sind an dieser, Kommutatorkohlen 12 aufnehmende Kohlehalter 13 angeordnet, wobei die Kommu­ tatorkohlen 12 in üblicher Weise mittels in den Kohle­ haltern 13 angeordneten Druckfedern 14 auf den Kommuta­ tor 10 einwirken.

Bevorzugt sind die Kohlehalter 13 direkt unterseitig einer Leiterplatte 11 angelötet, wonach die aufgenomme­ nen Kommutatorkohlen 12 über nicht dargestellte Leiter­ bahnen direkt mit den, auf der Leiterplatte 11 angeord­ neten elektrischen/elektronischen Bauteilen 15 verbun­ den sind. Diese Bauteile stellen bspw. einen Blockier­ schutz oder/und einen Entstörschutz dar.

Die Leiterplatte 11 ist von dem, dem Gebläserad 4 abge­ wandten Ende der Motorwelle 3 durchsetzt, welch letzte­ re in diesem Bereich zudem gelagert ist. Hierzu ist auf der Leiterplatte 11, auf der, den Kohlehaltern 13 abgewandten Seite ein Lager 16 angeordnet. Letzteres­ ist als ein Kugellager 25 ausgebildet und ist direkt auf der Leiterplatte 11 befestigt, wozu alternativ zu dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch eine Halte­ rungskalotte zur lagernden Aufnahme des Motorwellenen­ des vorgesehen sein kann.

Zufolge dieser Ausgestaltung wird die Leiterplatte 11 zugleich als Brücke zur Halterung des Lagers 16, insbe­ sondere des Kugellagers 25 in dem Motorgehäuse 5 ge­ nutzt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Lager 16 und Kohlehaltern 13 an einer, eine Brücke in dem Motorgehäu­ se 5 bildenden Leiterplatte 11 ist eine Bauteilereduzie­ rung erreicht. Darüber hinaus ist durch die erfindungs­ gemäße Anordnung der Leiterplatte 11 in direkter Zuord­ nung zu dem Kommutatormotor eine elektrische/elektroni­ sche Entstör-/ bzw. Blockierschutzschaltung in der Motoreinheit integriert.

Das Motorgehäuse 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist im Wesentlichen als ein beidseitig endseitig geschlossener Hohlzylinder ausgebildet, zur vollständi­ gen Umkapselung von Motorwelle 3 mit dem von diesem getragenen Gebläserad 4, Rotor 8 und Stator 9 sowie den Kugellagern 6, 16 und darüber hinaus auch von der, die Kohlehalter 13 tragenden Leiterplatte 11. Dieses im Wesentlichen die Motorteile und die Leiterplatte 11 vollständig umschließende Motorgehäuse 5 weist ledig­ lich gegenüberliegende Ein- und Auslässe 7, 17 auf, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in axialer Ausrichtung gegenüberliegend angeordnet sind. Der Einlass 7 ist hierbei bodenseitig des Motorgehäuses 5 zentral dem Gebläserad 4 zugeordnet. Der diesem Ein­ lass 7 axial gegenüberliegende, deckelseitige Auslass 17 ist gleichfalls zentral ausgebildet, wobei dieser Auslass 17 zur Bildung einer Aufstandsfläche mit Stegen durchsetzt sein kann.

An dem Luftauslass 17 ist motorgehäuse-außenseitig ein, in einem Filtergehäuse 18 angeordneter Partikelfilter 19 zugeordnet, welcher Partikelfilter 19 die Luftaus­ lassöffnung 17 vollständig Überdeckt.

Das Filtergehäuse 18 ist zum Motorgehäuse 5 gewandt offen ausgebildet. Die dem Motorgehäuse 5 abgewandte Oberfläche des Filtergehäuses 18 ist mit einer, mit, Stegen durchsetzten Filterauslassöffnung 20 versehen.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist weiter die Leiterplatte 11 mit Durchbrüchen 21 versehen. Diese Durchbrüche 21 dienen der Luftdurchfüh­ rung. Alternativ kann die Leiterplatte 11 auch stegar­ tig ausgebildet sein, so dass sich in einem Grundriss zwischen Leiterplatte 11 und der Innenwandung des Motor­ gehäuses 5 Luftdurchtrittsöffnungen einstellen.

Durch diese vollständige Kapselung der Motorteile und der Leiterplatte 11 strömt die von dem Motor selbster­ zeugte Kühlluft nur innerhalb des Motorgehäuses 5 und wird gezielt durch den Partikelfilter 19 geleitet. Zum einen führt diese vollständige Kapselung zu einer ver­ besserten Kühlung des Motors und der Kugellager 6, 25, insbesondere des abluftseitigen Kugellagers 25. Darüber hinaus wird in vorteilhafter Weise abgeriebener Kohlen­ staub direkt am Luftauslass 17 des Motorgehäuses 5 durch den Partikelfilter 19 abgeschieden.

Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausgestaltung des. Lagers 16. In dieser Ausführungsform ist das Lager 16 als Gleitlager 26 in Form einer, in einem Blechteil 27 gehalterten Kalotte ausgeführt, wobei das Blechteil 27 mit der Leiterplatte 11 verrastet oder verlötet ist. Durch die Ausgestaltung des Lagers 16 als Gleitlager 26 werden axiale Kräfte, die über die Motorwelle 3 einwir­ ken, nicht auf die Leiterplatte 11 übertragen. Hierzu kann auch ein einfaches Gleitlager dienen.

Durch die vorgeschlagene Kalottenausbildung des Gleitla­ gers 26 werden zudem auch auftretende Winkelfehler zwischen Motorwelle 3 und Lager 16 vorteilhaft tole­ riert.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswe­ sentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hier­ mit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefüg­ ten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merk­ male dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmel­ dung mit aufzunehmen.

Claims (8)

1. Kommutatormotor (2), insbesondere für ein Haushalts­ gerät, wie einen Staubsauger (1) oder eine Küchenmaschi­ ne, mit einer Motorwelle (3), einem Rotor (8), einem Stator (9) und einem Kommutator (10), weiter mit einer Leiterplatte (11), auf welcher Elektro-/Elektronikbautei­ le (15) und Kohlehalter (13) mit Kommutatorkohlen (12) angeordnet sind, wobei darüber hinaus die Motorwelle (3) in einem radiale Kräfte aufnehmenden Lager (16) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) an der Leiterplatte (11) ausgebildet ist.

2. Kommutatormotor nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (3) die Leiterplatte (11) durchsetzt und dass das Lager (16) an der, den Kohlehaltern (13) abgewandten Seite der Leiterplatte (11) angeordnet ist.

3. Kommutatormotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) mittels einer Halte­ rungskalotte an der Leiterplatte (11) befestigt ist.

4. Kommutatormotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) mit Abstand zur Leiterplatte (11) angeordnet ist.

5. Kommutatormotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) ein Kugellager (25) ist.

6. Kommutatormotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) ein Gleitlager (26) ist.

7. Kommutatormotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (5) von Kühlluft durchströmbar ist, wobei die vom Motor (2) selbsterzeug­ te Kühlluft nur innerhalb des Motorgehäuses (5), das gegenüberliegende Ein- und Auslässe (7, 17) aufweist, strömt und wobei das Motorgehäuse (5) die Leiterplatte (11) vollständig umschließt.

8. Kommutatormotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (11) Durchbrüche (21) zur Luftdurchführung aufweist.