DE102005052361A1

DE102005052361A1 - Electric motor for operating camshaft in motor vehicle, has housing forming flow area that is parallel to longitudinal axis of motor and is connected with cooling medium inlet and cooling medium outlet, and coil arranged in area

Info

Publication number: DE102005052361A1
Application number: DE102005052361A
Authority: DE
Inventors: Lothar Schröder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2005-11-02
Publication date: 2007-05-03

Abstract

The motor has a housing forming a formed flow area (3`) and made of aluminum. The flow area is parallel to a longitudinal axis of the motor and is circular in shape. The flow area is connected with a cooling medium inlet (1) and a cooling medium outlet (2). The flow area is formed at a front side with a seal. A coil (7) is arranged in the flow area and extends over an entire length of the flow area from the cooling medium inlet up to the cooling medium outlet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor sowie auf eine Verwendung des Elektromotors.The The invention relates to an electric motor and to a use of the electric motor.

Elektromotoren sind bekannt. In der DE 102 26 976 A1 wird ein Elektromotor mit einem mehrpoligen Rotor und einem mehrpoligen Stator beschrieben. Der Elektromotor ist mit von Statorwicklungen umgebenen, radial zum Rotor weisenden Statorpolen versehen. Zwischen dem Stator und Rotor ist eine sich mindestens über die Länge des Rotors erstreckende, starre Isolierhülse angeordnet, die radial zum Rotor angeordnete Vorsprünge aufweist, wobei jeweils ein Vorsprung zwischen zwei benachbart angeordneten Statorpole angeordnet ist. Bei dem Einsatz von Elektromotoren unterschiedlicher Bauart ist es in der Regel nachteilig, dass im Betrieb eine Motorwärme entsteht, die entsprechend abzuführen ist. In der Regel geschieht dies über die Umgebungsluft, wobei jedoch in vielen Fällen nicht verhindert werden kann, dass es zu nachteiligen Wärmestaus kommt.Electric motors are known. In the DE 102 26 976 A1 An electric motor with a multi-pole rotor and a multi-pole stator is described. The electric motor is provided with stator windings surrounded, pointing radially to the rotor stator poles. Between the stator and the rotor, a rigid insulating sleeve extending at least over the length of the rotor is arranged, which has projections arranged radially to the rotor, wherein in each case a projection is arranged between two stator poles arranged adjacently. In the use of electric motors of different design, it is generally disadvantageous that during operation, a motor heat is generated, which is dissipate accordingly. In general, this is done via the ambient air, but in many cases can not be prevented that it comes to adverse heat accumulation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor zu schaffen, mit welchem es möglich ist, die anfallende Motorwärme relativ schnell aus dem Bereich des Motors abzuführen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine spezielle Verwendung des Elektromotors zu schaffen.Of the Invention is therefore based on the object to an electric motor create with which it is possible is, the accumulating engine heat dissipate relatively quickly from the field of the engine. The invention is further the task is based on a specific use of the electric motor to accomplish.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Elektromotor mit einem Rotor, mindestens zwei Magnetsegmenten, einem Rückschlussring und einem Gehäuse gelöst, bei dem das Gehäuse parallel zur Längsachse des Elektromotors innen einen kreisförmig ausgebildeten Strömungsraum bildet, der an einer Stirnseite mit einer Dichtung abgedichtet ist und der mit einem Kühlmitteleintritt und einem Kühlmittelaustritt verbunden ist, bei dem im Strömungsraum eine Spirale angeordnet ist. Der Rückschlussring ist außen um das jeweilige Magnetsegment angeordnet und sorgt für die Schließung des magnetischen Kreises. Dabei werden in der Regel zwei, vier oder sechs Magnetsegmente eingesetzt. Man kann jedoch paarweise auch mehrere Magnetsegmente einsetzen. Das Gehäuse des Elektromotors ist ähnlich einem Doppelmantelgefäß konstruktiv ausgebildet. Es besteht beispielsweise aus einem Kunststoff. Das Gehäuse bildet innen einen kreisförmig ausgebildeten Strömungsraum für ein Kühlmittel aus. Als Kühlmittel kommen dabei beispielsweise wässrige Lösungen zum Einsatz. Als Dichtung kann beispielsweise ein Dichtungsring eingesetzt werden. Die im Strömungsraum befindliche Spirale muss nicht zwingend mit dem Gehäuse fest verbunden sein. In besonders vorteilhafter Weise wird die Spirale nicht befestigt sondern sitzt mehr oder weniger stramm im Strömungsraum. Für die meisten Einsatzzwecke hat sich ein Durchmesser der Spirale im Bereich von 2 bis 12 mm als besonders vorteilhaft erwiesen. Es hat sich in überraschender Weise gezeigt, dass sich die Motorwärme relativ schnell aus dem Bereich des Elektromotors abführen lässt, wenn das Gehäuse mit einem flüssigen Kühlmittel beaufschlagt wird. Die nachteiligen Wärmestaus infolge der nur langsamen Wärmeabfuhr an die Umgebungsluft werden dabei vollständig vermieden. Die Anordnung der Spirale im Strömungsraum fördert die gleichmäßige Durchströmung des Strömungsraumes mit Kühlmittel. Dies begünstigt die Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse.The The object underlying the invention is achieved by an electric motor with a rotor, at least two magnet segments, a return ring and a housing solved, where the case parallel to the longitudinal axis of the electric motor inside a circular flow space forms, which is sealed at one end with a seal and with a coolant inlet and a coolant outlet is connected, in which in the flow space a spiral is arranged. The return ring is on the outside around the arranged respective magnetic segment and ensures the closure of the magnetic circuit. There are usually two, four or used six magnet segments. You can, however, in pairs insert several magnet segments. The housing of the electric motor is similar to one Jacketed vessel constructive educated. It consists for example of a plastic. The casing forms a circular inside trained flow space for a coolant out. As a coolant come here, for example, aqueous solutions for use. As a seal, for example, a sealing ring be used. The in the flow room Spiral located does not necessarily have to be firmly connected to the housing be. In a particularly advantageous manner, the spiral is not attached but sits more or less tight in the flow space. For the most Use has a diameter of the spiral in the range of 2 to 12 mm proved to be particularly advantageous. It has become more surprising Ways shown that the engine heat relatively quickly out of the Range of the electric motor can dissipate, if the housing with a liquid coolant is charged. The adverse heat buildup as a result of slow only heat dissipation to the ambient air are completely avoided. The order the spiral in the flow space promotes the uniform flow through the flow chamber with coolant. This favors the heat dissipation out of the case.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass sich die Spirale über die gesamte Länge des Strömungsraums vom Kühlmitteleintritt bis zum Kühlmittelaustritt erstreckt. Auf diese Weise lassen sich die Strömungsverhältnisse im Inneren des Strömungsraums derart optimieren, so dass die Wärme in kürzester Zeit aus dem Bereich des Elektromotors abgeführt werden können.A preferred embodiment of the invention is that the spiral over the entire length of the flow space from the coolant inlet until the coolant outlet extends. In this way, the flow conditions in the interior of the flow space can be optimize so that the heat in no time Time can be dissipated from the range of the electric motor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als Dichtung ein Dichtungsringtopf angeordnet. Der Dichtungsringtopf weist einen U-förmigen Querschnitt auf und kann beispielsweise aus einem Kunststoff bestehen. Besonders vorteilhaft haben sich Dichtungsringtöpfe erwiesen, die aus Aluminium bestehen. Die Anordnung eines Dichtungsringtopfes als Dichtung kann somit vorteilhaft auf relativ einfache Weise erfolgen, wobei gleichzeitig eine hohe Dichtwirkung erreicht wird.According to one Another preferred embodiment of the invention is as a seal a sealing ring pot arranged. The sealing ring pot has a U-shaped Cross-section and can for example consist of a plastic. Sealing ring pots made of aluminum have proven particularly advantageous consist. The arrangement of a sealing ring pot as a seal can thus advantageously be done in a relatively simple manner, at the same time a high sealing effect is achieved.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand der Windungen der Spirale im Bereich von 4 bis 30 mm liegt. Unter der Bezeichnung „Windung" ist die Steigung der Spirale zu verstehen. Liegt der Abstand der Windungen in der Spirale im Bereich von 4 bis 30 mm, so lässt sich die Wärme bei vielerlei Einsatzzwecken des Elektromotors besonders vorteilhaft aus dem Bereich des Elektromotors abführen.To a further preferred embodiment of the invention is provided that the distance of the turns of the spiral in the range of 4 to 30 mm. The term "winding" is the slope of the spiral to understand. Is the distance of the turns in the spiral in the range of 4 up to 30 mm, so lets the heat in many applications of the electric motor particularly advantageous remove from the range of the electric motor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht das Gehäuse aus Aluminium. Dabei ist vorteilhaft, dass das Gehäuse durch ein Gießverfahren auf relativ einfache Weise hergestellt werden kann, was sich vorteilhaft auf die gesamte Fertigung des Elektromotors auswirkt.According to one Another preferred embodiment of the invention, the housing is made Aluminum. It is advantageous that the housing by a casting process can be produced in a relatively simple manner, which is advantageous affects the entire production of the electric motor.

Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung des Elektromotors zur Betätigung von Nockenwellen in Kraftfahrzeugen. Gerade bei Elektromotoren, die Nockenwellen in Kraftfahrzeugen antreiben, ist die bisherige Abfuhr der Motorwärme problematisch. Dieses Problem lässt sich besonders vorteilhaft durch die Ausbildung des Strömungsraumes im Gehäuse des Elektromotors lösen, wobei die Anordnung der Spirale vorzusehen ist.The invention is finally the use of the electric motor for actuating camshafts in motor vehicles. Especially in electric motors that drive camshafts in motor vehicles, the previous removal of engine heat per problematical. This problem can be solved particularly advantageous by the formation of the flow space in the housing of the electric motor, wherein the arrangement of the spiral is provided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung (Fig.) näher und beispielhaft erläutert.The Invention will become apparent from the drawing (Fig.) Closer and exemplified.

Fig. zeigt den Elektromotor im Querschnitt.FIG. shows the electric motor in cross section.

Der Elektromotor weist einen Rotor 4, zwei Magnetsegmente 5, 5', einen Rückschlussring 6 sowie ein Gehäuse 3 auf. Das Gehäuse 3 ist parallel zur Längsachse des Elektromotors innen mit einem kreisförmig ausgebildeten Strömungsraum 3' versehen, der an seiner Stirnseite mit einer Dichtung 8 abgedichtet ist, die als Dichtungsringtopf ausgebildet ist. Der Strömungsraum 3' ist ferner mit einem Kühlmitteleintritt 1 und einem Kühlmittelaustritt 2 verbunden, die jeweils in Pfeilrichtung von einem Kühlmedium durchströmt werden, wobei als Kühlmedium in der Regel wässrige Lösungen eingesetzt werden. Wird der Elektromotor in besonders vorteilhafter Weise zur Betätigung von Nockenwellen in Kraftfahrzeugen verwendet, ist es besonders vorteilhaft, als Kühlmedium Wasser aus dem Kühlkreislauf des Kraftfahrzeuges einzusetzen. Im Strömungsraum 3' ist eine Spirale 7 angeordnet, die nicht zwingend mit dem Gehäuse 3 fest verbunden sein muss. Die Anordnung der Spirale 7 im Strömungsraum 3' bewirkt eine Optimierung der Strömungsverhältnisse im Strömungsraum 3', was eine verbesserte Wärmeabfuhr zufolge hat. Die Spirale 7 ist dabei über die gesamte Länge des Strömungsraums vom Kühlmitteleintritt 1 bis zum Kühlmittelaustritt 2 ausgebildet. Die Windungen der Spirale 7 weisen einen bevorzugten Abstand im Bereich von 4 bis 30 mm auf. Das Gehäuse 3 besteht in besonders vorteilhafter Weise aus Aluminium.The electric motor has a rotor 4 , two magnet segments 5 . 5 ' , a return ring 6 as well as a housing 3 on. The housing 3 is parallel to the longitudinal axis of the electric motor inside with a circular flow space 3 ' provided on its front side with a seal 8th is sealed, which is designed as a sealing ring pot. The flow space 3 ' is also with a coolant inlet 1 and a coolant outlet 2 connected, which are respectively flowed through in the arrow direction by a cooling medium, wherein as a cooling medium usually aqueous solutions are used. If the electric motor is used in a particularly advantageous manner for actuating camshafts in motor vehicles, it is particularly advantageous to use water from the cooling circuit of the motor vehicle as the cooling medium. In the flow space 3 ' is a spiral 7 arranged, not necessarily with the housing 3 must be firmly connected. The arrangement of the spiral 7 in the flow space 3 ' causes an optimization of the flow conditions in the flow space 3 ' , which has an improved heat dissipation. The spiral 7 is over the entire length of the flow space from the coolant inlet 1 until the coolant outlet 2 educated. The turns of the spiral 7 have a preferred distance in the range of 4 to 30 mm. The housing 3 consists in a particularly advantageous manner of aluminum.

Claims

Electric motor with a rotor ( 4 ), at least two magnet segments ( 5 . 5 ' ), a return ring ( 6 ) and a housing ( 3 ), in which the housing ( 3 ) parallel to the longitudinal axis of the electric motor inside a circular flow space formed ( 3 ' ), which at one end face with a seal ( 8th ) is formed and with a coolant inlet ( 1 ) and a coolant outlet ( 2 ), in which in the flow space ( 3 ' ) a spiral ( 7 ) is arranged.

Electric motor according to claim 1, in which the spiral ( 7 ) over the entire length of the flow space from the coolant inlet ( 1 ) to the coolant outlet ( 2 ).

Electric motor according to claim 1 or claim 2, wherein as a seal ( 8th ) A sealing ring pot is arranged.

Electric motor according to one of Claims 1 to 3, in which the spacing of the turns of the spiral ( 7 ) is in the range of 4 to 30 mm.

Electric motor according to one of Claims 1 to 4, in which the housing ( 3 ) consists of aluminum.

Use of the electric motor for the actuation of Camshafts in motor vehicles.