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Die
Erfindung betrifft einen Universalmotor mit zumindest einer Bürste,
welche in einem Bürstenköcher angeordnet ist,
und einem Lagerschild, an welchem der Bürstenköcher
angeordnet ist.
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Aus
der
EP 0 556 416 B1 ist
ein Kommutatormotor, insbesondere zum Antrieb eines Waschautomaten,
und ein Verfahren zu dessen Montage bekannt. Der Kommutatormotor
umfasst ein metallisches kommutatorseitiges Lagerschild, in dem
ein Kunststofflager mit zumindest einem Kontaktelement, welches
auf der im Lagerschild abgewandten Seite eines Bürstenkasten
beziehungsweise eines Bürstenköchers, in dem eine
Bürste aufgenommen ist, angeordnet ist. Der Bürstenköcher
ist direkt mit dem Lagerschild verbunden. Es kann auch vorgesehen
sein, dass zwischen dem Lagerschild und dem Bürstenköcher
eine elektrische Isolationsfolie angeordnet ist.
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Ein
Problem bei den bekannten Motoren ist die Entwärmung des
Bürstensystems. Dies kann bei dem bekannten Kommutatormotor
nur sehr eingeschränkt erfolgen, so dass die Funktionalität
des Motors eingeschränkt ist und gegebenenfalls durch eine mangelnde
Entwärmung ein hoher Verschleiß oder ein Funktionsausfall
des Motors auftritt.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Universalmotor zu
schaffen, mit dem eine Verbesserung der Entwärmung des
Bürstensystems erreicht wird.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Universalmotor, welcher die Merkmale nach
Anspruch 1 aufweist, gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßer Universalmotor umfasst ein Bürstensystem
mit zumindest einer Bürste, welche in einem Bürstenköcher
angeordnet ist. Der Universalmotor umfasst darüber hinaus
ein Lagerschild, an welchem der Bürstenköcher
angeordnet ist. Der Bürstenköcher ist in einem
elektrisch isolierten Gehäuse angeordnet, welches an dem
Lagerschild angeordnet ist, und zwischen dem Lagerschild und dem
Gehäuse und/oder zwischen dem Gehäuse und dem
Bürstenköcher ist jeweils zumindest ein Wärmeableitelement
angeordnet. Es kann somit gerade an den Schnittstellen und an den Materialübergängen,
die in diesem spezifischen Bereich eines Universalmotors auftreten,
eine deutlich verbesserte Wärmeübertragung und
somit eine verbesserte Entwärmung des Bürstensystems
gewährleistet werden.
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Vorzugsweise
ist das Wärmeableitelement zwischen dem Lagerschild und
dem elektrisch isolierten Gehäuse im Verbindungsbereich
zwischen diesen Komponenten vollflächig ausgebildet. Der
gesamte einander zugewandte Flächenbereich dieser beiden
Komponenten ist somit durch dieses Wärmeableitelement kontaktiert,
so dass diesbezüglich in diesem Verbindungsbereich keine
direkte Verbindung zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse vorliegt,
sondern dies indirekt durch das dazwischen angeordnete Wärmeableitelement
gegeben ist.
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Vorzugsweise
ist auch vorgesehen, dass das Wärmeableitelement zwischen
dem Bürstenköcher und dem Gehäuse im
Verbindungsbereich zwischen diesen Komponenten vollflächig
ausgebildet ist. Eine entsprechende Vorteilhaftigkeit wie für
die Ausgestaltung des Wärmeableitelements zwischen dem
Lagerschild und dem Gehäuse ist auch hier gegeben.
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Vorzugsweise
umfasst ein Wärmeableitelement eine Wärmeleitfolie
und/oder eine Wärmeleitpaste. Abhängig von der
Geometrie und den Gegebenheiten kann somit individuell ein Ableitelement ausgestaltet
und geformt werden, so dass gerade im Hinblick auf die Anforderung
einer optimalen Entwärmung eine deutliche Verbesserung
im individuellen Situationsfall erzielt werden kann.
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Vorzugsweise
ist die zur Anbindung an das Gehäuse vorgesehene Oberfläche
des Lagerschilds zur Wärmeableitung spezifisch bearbeitet.
Die Oberflächenbehandlung ist somit dahingehend realisiert, dass
eine verbesserte Wärmeableitung erzielt werden kann. Derartige
Bearbeitungen sind in vielfältiger Ausgestaltung möglich.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche strukturiert
ist, wodurch eine Oberflächenvergrößerung
erzielt werden kann und dadurch eine verbesserte Wärmeableitung
erzielt werden kann.
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Ebenso
kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche des Lagerschilds
zumindest bereichsweise mit einem hochwärmeleitfähigen
Lack beschichtet ist.
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Eine
derartige Bearbeitung und Ausgestaltung ermöglicht eine
besonders effektive und dennoch aufwandsarm erzeugbare Wärmeableitung,
da die Poren im Material des Lagerschilds dadurch besonders vorteilhaft
geschlossen werden können und somit eine besonders gute
vollflächige lufteinschlussarme Verbindung ausgebildet
werden kann, wodurch dadurch geringe Luftbrücken entstehen
und somit eine besonders gute Wärmeableitung erzielt werden kann.
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Vorzugsweise
kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse außenseitig
zumindest bereichsweise mit einem hochwärmeleitfähigen
Lack beschichtet ist. Auch hier kann die bereits bei der Auftragung
des Lacks auf die Oberfläche des Lagerschildes genannte
Vorteilhaftigkeit erzielt werden.
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Insbesondere
sind Hohlräume zwischen dem Gehäuse und dem Lagerschild
mit einem von dem Material der Wärmeableitelemente unterschiedlichen
Vergussmaterial, insbesondere einem Kunststoffmaterial, welches
vorzugsweise hoch wärmeleitfähig ist, gefüllt.
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Auch
in derartigen Zwischenräumen und Nischenbereichen können
somit unerwünschte Luftbrücken vermieden werden
und somit quasi im gesamten Bereich des Lagerschilds, des Gehäuses
und des Bürstenköchers quasi eine massives und
als Vollmaterial ausgebildete Komponentenanordnung geschaffen werden.
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Insbesondere
ist der Universalmotor in einem Hausgerät, insbesondere
zur Pflege von Wäschestücken, angeordnet. Beispielsweise
kann er dort zum Antrieb einer Trommel, in der die Wäschestücke
aufgenommen sind, verwendet werden.
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Vorzugsweise
sind die Kohlebürsten eines Universalmotors in einem aus
Messing oder einem messinghaltigen Material ausgebildeten Bürstenköcher
angeordnet. Vorzugsweise ist das Kunststoffgehäuse, welches
den Bürstenköcher umgibt, über Schraubverbindungen
mit dem Lagerschild verbunden. Durch die Erfindung kann eine deutliche
Verringerung des Wärmeübergangswiderstands zwischen dem
Bürstenköcher und dem Kunststoffgehäuse
einerseits und zwischen dem Kunststoffgehäuse und dem Motorlagerschild
andererseits erreicht werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung durch einen Teilbereich eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Universalmotors;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung des Lagerschilds des Universalmotors
gemäß 1;
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3 eine
Schnittdarstellung durch den Universalmotor gemäß 1 gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel; und
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4 eine
Schnittdarstellung eines Wärmeableitelements, welches zwischen
dem Bürstenköcher und dem Kunststoffgehäuse
des Universalmotors angeordnet ist.
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In
den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den
gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
in einer Schnittdarstellung ein Teilbereich eines Universalmotors 1 gezeigt.
Der Universalmotor 1 ist in einem Hausgerät zur
Pflege von Wäschestücken, beispielsweise einer
Waschmaschine oder einen Wäschetrockner, angeordnet, und
zum Antrieb einer Trommel des Hausgeräts vorgesehen.
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Der
Universalmotor 1 weist ein Bürstensystem mit Bürsten
auf, von denen die als Kohlebürste ausgebildete Bürste 2 gezeigt
ist. Die Bürste 2 ist in einem Ausführungsbeispiel
aus Messing ausgebildeten Bürstenköcher 3 angeordnet,
wobei dieser Bürstenköcher 3 in der gezeigten
Schnittdarstellung so konzipiert ist, dass die im Querschnitt rechteckige Bürste 2 mit
ihren Endbereichen passgenau in dem Bürstenköcher 3 sitzt
und im Mittelteil dieser sich bauchig von der Bürste 2 weg
erstreckt.
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Darüber
hinaus umfasst der Universalmotor 1 ein elektrisch isolierendes
Gehäuse 4, welches im Ausführungsbeispiel
als Kunststoffgehäuse ausgebildet ist. Das Kunststoffgehäuse 4 umgibt
den Bürstenköcher 3.
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Darüber
hinaus umfasst der Universalmotor 1 ein Lagerschild 5,
an dem das Kunststoffgehäuse 4 angeschraubt ist.
Im Verbindungsbereich 6 ist zwischen den einander zugeordneten
Flächen des Kunststoffgehäuses 4 und
des Lagerschilds 5 vollflächig ein erstes Wärmeableitelement 7 ausgebildet. Dieses
erste Wärmeableitelement 7 ist im Ausführungsbeispiel
als hoch wärmeleitfähiger Lack ausgebildet und
kann auf der Oberfläche 8 des Lagerschilds 5 und/oder
auf der dem Lagerschild 5 zugewandten Unterseite des Gehäuses 4 aufgebracht sein.
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Zusätzlich
oder anstatt dazu zu diesem hoch wärmeleitfähigen
Lack kann auch vorgesehen sein, dass eine Wärmeleitfolie
und/oder eine Wärmeleitpaste ausgebildet ist. Auch diese
Ausgestaltungen können das Wärmeableitelement
bilden oder von dem Wärmeableitelement 7 umfasst
sein.
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In 2 ist
eine Schnittdarstellung lediglich des Lagerschilds 5 gezeigt.
Zur verbesserten Wärmeableitung kann die Oberfläche 8 bearbeitet
sein. Es kann beispielsweise auch eine Strukturierung zur Oberflächenvergrößerung
vorgesehen sein, wodurch auch hier eine Verbesserung der Wärmeableitfähigkeit
erreicht wird. Insbesondere ist hierbei die Aufbringung des Lacks
in Form des ersten Wärmeableitelements 7 vorgesehen.
Diesbezüglich können im Hinblick auf die Bearbeitung
unterschiedlichste Aufbringverfahren angewendet werden.
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In 3 ist
eine Schnittdarstellung des Universalmotors 1 gezeigt,
bei der im Unterschied zur Ausgestaltung in 1 ein zweites
Wärmeableitelement 9 zwischen dem Kunststoffgehäuse 4 und
dem Bürstenköcher 3 ausgebildet ist.
Es ist zu erkennen, dass dieses zweite Wärmeableitelement 9 ebenfalls vollflächig
an der Außenseite des Bürstenköchers 3 aufgebracht
ist und im Übrigen zumindest teilweise an der Innenseite
des Kunststoffgehäuses 4 anliegt.
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Auch
das zweite Wärmeableitelement 9 ist vorzugsweise
als hoch wärmeleitfähiger Lack ausgebildet.
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Selbstverständlich
kann das zweite Wärmeableitelement 9 zusätzlich
oder anstatt dazu auch eine Wärmeleitfolie und/oder eine
Wärmeleitpaste umfassen.
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In 4 ist
beispielhaft dieses zweite Wärmeableitelement 9 als
separate Komponente mit seiner Formgebung im Schnitt gezeigt.
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Darüber
hinaus kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass gegebenenfalls vorhandene
Freiräume 10, 11, 12 und 13,
wie in 1 gezeigt, vollständig mit einem Vergussmaterial 14 gefüllt
sind.
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Selbstverständlich
können die beiden Ausführungsbeispiele in 1 und 3 oder
zumindest Teilmerkmale davon miteinander kombiniert werden, wodurch
sich weitere Ausführungsbeispiele ergeben.
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In 1 und 3 sind
darüber hinaus auch noch die Bohrungen 15 und 16 für
die vorgesehenen Verschraubungen zwischen dem Lagerschild 5 und dem
Gehäuse 4 gezeigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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