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Die
Erfindung betrifft eine räumliche
Anordnung eines Widerstands für
einen elektromotorischen Antrieb, insbesondere einen Elektromotor
sowie ein Motorgehäuse
mit einer derartigen Anordnung eines Widerstands und ein elektromotorischen Antrieb
mit einem solchen Motorgehäuse.
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Üblicherweise
werden bei Elektromotoren, beispielsweise Kühlerlüfter, Widerstände verwendet, um
den Elektromotor in zwei oder mehr Drehzahlstufen zu betreiben.
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Im
allgemeinen Stand der Technik ist es bekannt, dass die Widerstände entweder
im Motor, direkt auf der Bürstenbrücke, positioniert
sind, wie dies beispielsweise aus der
WO2005/078907 bekannt ist, oder
sich in der Kabelzuführung
außerhalb
des Elektromotors befinden.
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Interne
Widerstände
haben den Nachteil, dass sie wegen ihrer Eigenerwärmung zu
einer erhöhten
thermischen Belastung des Elektromotors führen. Aufgrund der hohen Widerstandstemperaturen
kommt es häufig
zu Ausfällen
dieser Elektromotoren, da z. B. die Kunststoffbrückenbürste schmilzt.
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Die
bisher bekannten externen Widerstände, z. B. in der Kabelzuführung platziert
sind, haben einen Kostennachteil gegenüber internen Widerständen. Außerdem haben
sie einen erhöhten
Montageaufwand, z. B. bei der Handmontage von Kühlerlüftern in den Lüfterträger.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Anordnung
eines Widerstands anzugeben. Darüber
hinaus sind ein besonders für
eine solche Anordnung geeignetes Motorgehäuse und ein elektromotorischer
Antrieb mit einem solchen Motorgehäuse anzugeben.
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Hinsichtlich
der Anordnung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Das Motorgehäuse
betreffend wird die Aufgabe durch die im Anspruch 17 angegebenen
Merkmale gelöst.
Den elektromotorischen Antrieb betreffend wird die Aufgabe durch
die im Anspruch 18 angegebenen Merkmale gelöst.
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Um
die Nachteile der bekannten internen und externen Widerstände zu umgehen,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
den externen Widerstand direkt an der Außenseite des Motorgehäuses zu
positionieren bzw. zu befestigen und direkt mit der innen liegenden
Bürstenbrücke zu kontaktieren.
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Die
erfindungsgemäße Positionierung
des Widerstandes hat vor allem bei Kühlerlüftern für Verbrennungsmotoren den Vorteil,
dass die Luftströmung
zwischen Flügelradtopf
und Außenfläche des Elektromotors
zur Kühlung
des Widerstands genutzt werden kann. Da diese Luft bereits durch
den Motor geströmt
ist, kann es durch die Widerstandserwärmung zu keinem zusätzlichen
Wärmeeintrag
in die Kühlluftströmung kommen.
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Durch
den großen,
direkten Kontakt des Widerstands mit dem Motorgehäuse ist
eine sehr gute Wärmeableitung
gegeben und es ist trotzdem kein zusätzlicher Bauraum wie z. B.
bei herkömmlichen externen
Widerständen
aus dem Stand der Technik notwendig. Außerdem ist eine leichte und
automatisierte Montage des Widerstands möglich. Dadurch, dass der Widerstand
eine große
Fläche
nutzen kann, kann dieser eine geringere Eigenerwärmung aufweisen. Des Weiteren
ermöglicht
eine Platzierung des Widerstands auf einem runden Elektromotorgehäuse eine
einfache Fixierung z. B. mittels Federelemente.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
ist der Widerstand als ein elektrischer Flachwiderstand ausgebildet.
Durch eine derartige großflächige Gestaltung
des Widerstands ist eine geringe Eigenerwärmung gegeben, so dass die
thermische Beanspruchung angrenzender Bauelemente, wie z. B. Bürstenbrücke und
Motorgehäuse
vernachlässigbar
ist.
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Vorzugsweise
weist der Widerstand eine an die Außenseite des Motorgehäuses angepasste Form
auf. Bei einem runden Motorgehäuse
ist der Widerstand beispielsweise gebogen, so dass dieser einfach
fixiert und insbesondere für
eine gute Wärmeableitung
weitgehend formschlüssig
am Motorgehäuse
anliegt, so dass eine große
direkte Kontaktfläche
des Widerstands mit dem Motorgehäuse
gegeben ist. Eine derartige Anordnung erfordert keinen zusätzlichen
Bauraum für
dieses elektrische Bauelement, wie dies sonst bei externen Widerständen erforderlich
ist.
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Eine
mögliche
Ausführungsform
sieht vor, den Widerstand als eine Widerstandsfolie, ein mäanderförmiger Flachwiderstand
oder ein drahtgewickelter Flachwiderstand auszubilden. Beispielsweise
ist der Flachwiderstand aus einer Keramikplatte beispielsweise mit
einer Dicke von größer oder
gleich 1 mm, insbesondere zwischen 1,5 und 2 mm, und einem auf der
Keramikplatte aufgebrachten Dickschichtwiderstandsmaterial beispielsweise
mit einer Dicke von größer oder
gleich 8 μm,
insbesondere größer oder
gleich 12 μm.
Dabei kann der Dickschichtwiderstandsmaterial mäanderartig angeordnet sein.
Auch kann als Träger
eine Glasschicht vorgesehen sein, auf welcher Widerstandsmaterial
aufgebracht ist. Darüber
hinaus kann jeder andere geeignete Flachwiderstand eingesetzt werden.
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Für eine gute
Wärmeableitung
und eine sichere Befestigung ist der Widerstand form-, kraft- und/oder
stoffschlüssig
an der Außenseite
des Motorgehäuses
angeordnet.
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In
einer möglichen
Ausführungsform
weist das Motorgehäuse
mindestens eine Aussparung zur Aufnahme des Widerstands auf. Dies
ermöglicht
eine bauraumsparende Anordnung des Widerstands. Hierdurch ist eine
einfache und automatisierbare Montage des Widerstands möglich.
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Für eine sichere
Fixierung des Widerstands am Motorgehäuse ist der Widerstand mittels
mindestens eines Halteelements an der Außenseite des Motorgehäuses befestigt.
Beispielsweise ist das Halteelement als eine Klemm- oder Steckfeder
ausgebildet. Dabei umgreift das Halteelement die Gehäusewandung
und den Widerstand klammerartig.
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Zusätzlich kann
der Widerstand fahnenartige Verlängerungen
aufweisen. Je nach Art der Fixierung des Widerstands am Motorgehäuse kann
in einer möglichen
Ausführungsform
das Halteelement im gesteckten oder geklemmten Zustand die fahnenartigen
Verlängerungen
zumindest teilweise überdecken.
Alternativ oder zusätzlich
können
die fahnenartigen Verlängerungen
in einer Ausnehmung des Motorgehäuses
anordbar, insbesondere einsteckbar oder einrastbar sein.
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Für eine direkte
elektrische Kontaktierung weist der Widerstand mehrere von diesem
abstehende Anschlusslaschen auf. Dabei ist der Widerstand über mindestens
eine zugehörige
ins Motorgehäuseinnere
weisende Anschlusslasche mit der Bürstenbrücke verbindbar. Über mindestens
eine weitere, nach außen
weisende Anschlusslasche ist der Widerstand mit einer Stromführung verbindbar.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 schematisch
in perspektivischer Darstellung ein Motorgehäuse mit einer direkt auf der
Außenseite
angeordneten Widerstand,
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2 schematisch
den Widerstand gemäß 1 in
perspektivischer Darstellung schräg von außen mit nach außen gerichteten
Anschlussfahnen, und
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3 schematisch
den Widerstand gemäß 2 in
perspektivischer Darstellung schräg von innen mit einer nach
innen gerichteten Anschlussfahne.
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Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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1 zeigt
ein Motorgehäuse 1 für einen elektromotorischen
Antrieb, insbesondere einen nicht näher dargestellten Elektromotor,
z. B. einen Kühlerlüfter für ein Kraftfahrzeug. Üblicherweise
umfasst ein derartiger Elektromotor einen Widerstand 2 zur
Drehzahlregelung. Im Betrieb des Elektromotors kommt es zu Erwärmung des
Antriebs infolge von Umwandlung elektrischer Energie in Wärmeenergie. Zur
Ableitung bzw. Abführung
der entstandenen Wärme
umfasst das Motorgehäuse 1 Öffnungen 3.
Dabei wird das Motorgehäuse 1 beispielsweise
von einem Kühlmedium,
insbesondere Kühlluft
durchströmt, welche
durch die Öffnungen 3 ein-
bzw. austritt.
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Erfindungsgemäß ist der
Widerstand 2 direkt an einer Außenseite 4 des Motorgehäuses 1 und
somit extern angeordnet. Hierdurch wird der Elektromotor nicht zusätzlich durch
die Verlustwärme
des Widerstands 2 thermisch beansprucht, so dass eine Überhitzung
des Elektromotors und daraus resultierende Folgeschäden sicher
vermieden sind.
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Für eine möglichst
geringe Eigenerwärmung ist
der Widerstand 2 als ein elektrischer Flachwiderstand ausgebildet.
Beispielsweise ist der Widerstand 2 eine Widerstandsfolie,
ein mäanderförmiger Flachwiderstand
oder ein drahtgewickelter Flachwiderstand. So kann der Flachwiderstand
beispielsweise aus einer als Keramikplatte oder Glasplatte ausgebildeten
Trägereinheit
mit einem auf dieser aufgebrachten Dickschichtwiderstandsmaterial
gebildet sein.
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Für eine möglicht gute
Wärmeableitung weist
der Widerstand 2 eine an die Außenseite 4 des Motorgehäuses 1 angepasste
Form auf. Gemäß dem Ausführungsbeispiel
nach 1 ist das Motorgehäuse 1 als ein Rundgehäuse ausgeführt. Für eine möglichst
formschlüssige
Anordnung des Widerstands 2 am Motorgehäuse 1 ist der Widerstand 2 gebogen.
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Darüber hinaus
kann der Widerstand 2 kraft- und/oder stoffschlüssig an
der Außenseite 4 des
Motorgehäuses 1 angeordnet
sein. Beispielsweise kann der Widerstand 2 an die Außenseite 4 geklebt
oder gelötet
sein. Ferner kann der Widerstand 2 über mindestens ein Halteelement 5,
z. B. Steck- oder
Klemmfedern, am Motorgehäuse 1 gehalten
sein. Dabei umgreift bzw. umgreifen das oder die Halteelemente die Gehäusewandung
des Motorgehäuses 1 und
den Widerstand 2 klammerartig.
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Für eine bauraumsparende
Anordnung des Widerstands 2 außen am Motorgehäuse 1 weist
dieses mindestens eine Aussparung 6 zur Aufnahme des Widerstands 2 auf.
Dabei weist die Aussparung 6 mindestens an die Außenabmessungen
des Widerstands 2 entsprechend angepasste Abmessungen auf.
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Ferner
kann der Widerstand 2 fahnenartige Verlängerungen 7 aufweisen.
Die insbesondere seitlich vom Widerstand 2 abstehenden,
fahnenartigen Verlängerungen 7 dienen
insbesondere der Fixierung des Widerstands 2 am Motorgehäuse 2.
Dabei sind die fahnenartigen Verlängerungen 7, welche
insbesondere eine kleinere Dicke als die Dicke des Widerstands 2 aufweisen,
vom klammerförmigen
Halteelement 5, insbesondere einem Schenkel des Halteelements 5 im
gesteckten oder geklemmten Zustand zumindest teilweise überdeckt.
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Zusätzlich können die
fahnenartigen Verlängerungen 7 in
einer nicht näher
dargestellten Ausnehmung des Motorgehäuses 1 anordbar, insbesondere
einsteckbar oder einrastbar sein.
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Zur
elektrischen Kontaktierung des Widerstands 2 mit einer
innen liegenden Bürstenbrücke und/oder
einer externen Stromführung
umfasst der Widerstand 2 mehrere Anschlussfahnen oder Anschlusslaschen 8.1 bis 8.3.
Dabei ist der Widerstand 2 über mindestens eine zugehörige ins
Motorgehäuseinnere
weisende Anschlusslasche 8.1 mit der innen liegenden Bürstenbrücke verbindbar. Über mindestens
zwei nach außen
weisende Anschlusslaschen 8.2, 8.3 ist der Widerstand 2 mit
einer nicht näher
dargestellten Stromführung
verbindbar.
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Für eine verbesserte
Wärmeabführung kann der
Widerstand 2 darüber
hinaus in nicht näher
dargestellter Art und Weise mit einem Kühlmedium, insbesondere Kühlluft beaufschlagt
und umströmt
werden. Beispielsweise kann der Widerstand 2 bei einem Kühlerlüfter von
dessen Luftströmung
zwischen Flügelradtopf
und Motoraußenfläche umströmt werden.
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2 und 3 zeigen
den erfindungsgemäßen außen auf
das Motorgehäuse 1 anordbaren Widerstand 2 mit
seitlichen fahnenartigen Verlängerungen 7 zur
Fixierung und Halterung am Motorgehäuse 1 und mit den
Anschlusslaschen 8.1 bis 8.3 zur Kontaktierung
mit der Bürstenbrücke bzw.
einer Strömführung.
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- 1
- Motorgehäuse
- 2
- Widerstand
- 3
- Öffnungen
- 4
- Außenseite
- 5
- Halteelement
- 6
- Ausnehmung
- 7
- fahnenartige
Verlängerungen
- 8.1
bis 8.3
- Anschlusslaschen