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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einem Elektromotor, mit einem Gehäuse und einem das Gehäuse an einem axialen Ende verschließenden Deckel, der ein Lager für eine hindurch geführte Antriebswelle trägt, nach dem Anspruch 1.
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Häufig werden Elektromotoren mit der den Deckel und das Lager aufweisenden axialen Stirnseite unmittelbar an anzutreibende Aggregate angeflanscht, z. B. an anzutreibende Hydraulikeinheiten, beispielsweise Radialkolbenpumpen. Bedingt durch Leckagen solcher Hydraulikeinheiten wird das Lager im Deckel von außen her mit Medium, z. B. Flüssigkeit, beaufschlagt. Übliche Lager, zum Beispiel Wälzlager, garantieren keine Dichtheit gegen flüssige Medien, so dass solche durch das Lager im Deckel hindurch in das Gehäuseinnere gelangen können. Im Gehäuseinneren sind axial an das Lager anschließende Funktionsteile enthalten, bei einem Elektromotor z. B. eine Kommutierungseinrichtung. Für diese besteht die Gefahr der Kontaminierung durch Medien, z. B. Flüssigkeiten, die durch das Lager im Deckel hindurch in das Gehäuseinnere gelangen. In einem solchen Fall verschlechtern sich die Leistungswerte des Elektromotors bis hin zum vollständigen Ausfall aufgrund z. B. einer Verpastung des Kommutators oder der gesamten Kommutierungseinrichtung.
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Mit der
US 6 172 436 B1 ist ein Elektromotor bekannt geworden, bei dem eine innere Kappe an den Lagerdeckel fest geschraubt ist. Dabei wird ein Dichtungsring zwischen dem Lagerdeckel und der inneren Kappe eingespannt, um das Wellenlager abzudichten.
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Die
DE 42 35 962 A1 beschreibt einen Elektromotor, bei dem zwischen einem Motorgehäuse und einem Getriebegehäuse ein Flachdichtungselement angeordnet ist, um die Bürsten gegen Feuchtigkeit abzudichten.
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In der
US 2007 / 0 206 889 A1 ist ein fluiddynamisches Drucklager offenbart, bei dem eine Druckplatte axial gegen eine Dichtscheibe gepresst wird, die das Gehäuse flüssigkeitsdicht verschließt.
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Mit der
DE 10 2007 019 642 A1 ist ein fluiddynamisches Lagersystem bekannt geworden, bei dem das Lagerfluid durch Fliehkräfte in einem Lagerspalt gehalten wird.
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Die
US 6 008 556 A zeigt einen Elektromotor, bei dem eine Lagerkappe, die einen Radialdichtring aufnimmt, axial von ihnen gegen den Deckel des Motorgehäuses verschraubt ist.
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Mit der
US 4 113 328 A ist eine Lagervorrichtung bekannt geworden, bei der ein Rad mittels Kugellagern auf einer Welle gelagert ist. An der Stirnseite des Rades ist eine Dichtscheibe angeordnet, die die Welle mit den Kugellagern dicht abschließt.
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Die
US 4 746 828 A zeigt einen Bürstenmotor, bei dem ein Kugellager für die Rotorwelle mittels eines federnden Halteelements axial gegen die Innenseite des Motorgehäuses gepresst wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass durch die axiale Abschottung zwischen dem Lager und einem axial folgenden Funktionsteil im Motorgehäuse dieser Funktionsteil, der z. B. eine Kommutierungseinrichtung sein kann, durch die Abschottung gegen durchtretende Medien, zum Beispiel Flüssigkeit, geschützt ist. Etwaiges eindringendes Medium, insbesondere Flüssigkeit, wird durch die Abschottung abgefangen, von einem anschließenden Funktionsteil, z. B. einer Kommutierungseinrichtung, ferngehalten und von kritischen Bereichen im Gehäuse zu unkritischen Bereichen im Gehäuse, z. B. zu dortigen Leckagetaschen od. dgl., geleitet. Die Abschottung in Form einer Schottwand, schafft die Voraussetzungen dafür, durch eine gezielte Auslegung betroffener Bauteile, insbesondere der Schottwand, gezielt besondere Spaltverhältnisse zwischen der Schottwand und dem Lager und dem Deckel einstellen zu können. Die dadurch entstehenden Kapillarwirkungen lassen sich nutzen, um das eindringende Medium, z. B. Flüssigkeit, gezielt von einem kritischen Bereich zu einem unkritischen Bereich zu leiten. Die Schottwand lässt sich in einfacher Weise reproduzierbar und bleibend am Deckel befestigen, wobei die Schottwand am Deckel anliegt. Somit lassen sich die laut Auslegung vorgesehenen Spaltmaße zum einem zum Deckel und zum anderen zum Lager gewährleisten, die unter Nutzung der Kapillarkräfte das eindringende Medium, z. B. Flüssigkeit, vom Funktionsteil, z. B. einer Kommutierungseinrichtung des Elektromotors, fernhalten. Die Spaltverhältnisse werden bei der Auslegung je nach Medium, z. B. Flüssigkeit, und dessen Eigenschaften, wie Viskosität, Kriechverhalten od. dgl., gewählt und eingestellt.
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Durch die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Elektromotors möglich.
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Erfindungsgemäß weist die Schottwand mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Arme auf, die vorzugsweise formschlüssig an Halteflächen des Deckels anliegen. Diese Anlage kann je nach Gestaltung mit Klemmwirkung erfolgen, so dass es zur Befestigung der Abschottung am Deckel keiner Befestigungselemente bedarf. Der Deckel kann mit Vorzug als Haltefläche einen umlaufenden Wulstring aufweisen, an dem die Schottwand zumindest mit ihren Armen anliegt. Die Anlage kann flächig und somit formschlüssig erfolgen. Erfindungsgemäß ist die Schottwand mittels separater Halteelemente, z. B. Haltebügeln, Halteklemmen od. dgl., die die Arme übergreifen, am Deckel befestigt, wobei die Halteelemente ihrerseits mittels deckelseitiger Befestigungselemente, z. B. Stifte, Vorsprünge, Nieten od. dgl., am Deckel befestigt. Statt dessen können die Halteelemente auch eigene Befestigungsmittel aufweisen, die am Deckel angreifen. Mit Vorteil kann die Anordnung so getroffen sein, dass die Schottwand mit zumindest zwei zueinander z. B. diametral gegenüberliegenden Armen unmittelbar oder aber mittels jeweiliger Halteelemente am Deckel befestigt ist. Der Deckel kann auf der zum Gehäuseinneren weisenden Axialseite Befestigungselemente, z. B. Stifte, Vorsprünge, Nieten od. dgl. aufweisen, mit denen die Schottwand im Bereich ihrer Arme unmittelbar oder über die separaten Halteelemente am Deckel befestigt ist. Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn die Abschottung, insbesondere die Schottwand, und der Deckel aus einem materialeinheitlichen einstückigen Bauteil gebildet ist.
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Figurenliste
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Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
- 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines beispielhaften Elektromotors,
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Schottwand des Elektromotors in 1,
- 3 einen schematischen Schnitt der Schottwand in 2,
- 4 eine Seitenansicht der Schottwand in 2,
- 5 einen schematischen Schnitt einer Einzelheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 6 eine schematische perspektivische Ansicht der Rückseite des Deckels mit daran angebrachter Abschottung gemäß 5,
- 7 einen schematischen Schnitt einer Einzelheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
- 8 eine schematische perspektivische Ansicht der Rückseite des Deckels mit daran gehaltener Abschottung gemäß 7,
- 9 eine schematische perspektivische Ansicht einer Schottwand gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
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In 1 ist schematisch ein Elektromotor 10 zum Antrieb eines nicht weiter gezeigten Aggregates dargestellt, wobei dieses Aggregat z. B. aus einer Hydraulikeinheit bestehen kann. Der Elektromotor 10 und dieses Aggregat sind zusammenmontiert, wobei der Elektromotor 10mit seiner Stirnseite 11 an das Aggregat angeflanscht ist. Der Elektromotor 10 weist eine aus dessen Gehäuse 12 heraus geführte Antriebswelle 13 auf, die in einer Richtung umlaufend antreibbar ist, wenn der Elektromotor 10 eingeschaltet wird. Die Antriebswelle 13 kann sich in das angeflanschte, nicht gezeigte Aggregat hinein erstrecken.
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Das Gehäuse 12 des Elektromotors 10 ist etwa topfförmig gestaltet und an einem axialen Ende mittels eines Deckels 14 verschlossen, der ein Lager 15 für die hindurch geführte Antriebswelle 13 trägt. Die Antriebswelle 13 erstreckt sich in das Gehäuseinnere 16 hinein und trägt dort in üblicher Weise den Anker des Elektromotors 10, wobei die Antriebswelle 13 im Bodenbereich des etwa topfförmigen Gehäuses 12 gelagert ist. Die Antriebswelle 13 trägt in axialem Abstand vom Lager 15 im Gehäuseinneren 16 eine übliche Kommutierungseinrichtung 17, die in 1 nur schematisch angedeutet ist. Das Lager 15 im Deckel 14 besteht aus einem Wälzlager, z. B. Kugellager. Derartige Lager 15 gewährleisten keine absolute Dichtheit gegen Eindringen von Medien, z. B. Flüssigkeiten, von außen in das Lager 15 und durch dieses hindurch in das Gehäuseinnere 16. Insbesondere dann, wenn der Elektromotor 10 in beschriebener Weise mit einer Hydraulikeinheit als Aggregat verbunden ist, kann Hydraulikflüssigkeit durch das Lager 15 hindurch in das Gehäuseinnere 16 gelangen. Dies hat normalerweise die Folge, dass die dahinter sitzende Kommutierungseinrichtung 17 mit Flüssigkeit kontaminiert wird, was zwangsläufig zu hoher Verschlechterung der Leistungswerte bis hin zum Ausfall des Elektromotors 10 führen kann, da z. B. der Kommutator oder die gesamte Kommutierungseinrichtung 17 verpastet.
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Diese geschilderten Probleme sind beim Elektromotor 10 gemäß der Erfindung beseitigt. Die axial hinter dem Lager 15 angeordnete Kommutierungseinrichtung 17 ist vor Medien, z. B. Flüssigkeiten, die durch das Lager 15 hindurch in das Gehäuseinnere 16 gelangen, geschützt. Hierzu ist auf der zum Gehäuseinneren 16 weisenden Seite des Lagers 15 eine allgemein mit 20 bezeichnete Abschottung vorgesehen für die Kommutierungseinrichtung 17 als Funktionsteil des Elektromotors 10 im Gehäuse 12 gegen von außen her beim Lager 15 in das Gehäuseinnere 16 gelangende Medien, z. B. Flüssigkeit. Diese Abschottung 20 weist eine Schottwand 21 auf, die von der Antriebswelle 13 durchsetzt ist und sich in radialer Richtung zumindest über den radialen Bereich des Lagers 15 erstreckt. Die Abschottung 20 in Form der Schottwand 21 ist axial zwischen dem Lager 15 und der Kommutierungseinrichtung 17 als Schutz für letzere angeordnet. Die Abschottung 20 wirkt als flächige Abdeckung des Lagers 15. Sie verhindert, dass von außen durch das Lager 15 hindurch ein Medium, insbesondere Flüssigkeit, in das Gehäuseinnere 16 und direkt in den Bereich der Kommutierungseinrichtung 17 gelangt. Das Medium, insbesondere die Flüssigkeit und hierbei z. B. das Öl, wird durch die Schottwand 21 abgefangen. Die Spaltmaße zwischen dem Lager 15 und der Abschottung 20, insbesondere der Schottwand 21, können dabei derart gewählt sein, dass mittels der Abschottung 20 abgefangenes Medium in Folge Kapillarwirkung von der Kommutierungseinrichtung 17 ferngehalten wird. In vorteilhafter Weise kann das abgefangene Medium z. B. im Gehäuse 12 an unkritische Stellen, z. B. zu dortigen Leckagetaschen od. dgl., geleitet werden. Durch Nutzung entstehender Kapillarwirkungen kann somit das Medium, z. B. Flüssigkeit, von kritischen Bereichen gezielt zu unkritischen Bereichen geleitet werden.
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Die Abschottung 20 ist in Bezug auf den Deckel 14 in gleichbleibender Position fixiert und liegt flächig am Deckel 14 an. Sie ist am Deckel 14 kraft- und/oder formschlüssig befestigt. Für die Befestigung eignen sich vielfältige Befestigungsmethoden, z. B. eine Schraub-, Klebe-, Schweiß-, Löt-, Clips- oder Nietbefestigung oder dergleichen sonstige Befestigung. Dabei sollte die Lage der Schottwand 21 in Bezug auf den Deckel 14 gleichbleibend sein, was durch Anliegen der Schottwand 21 am Deckel 14 erreicht ist. Dies gewährleistet die Beibehaltung der Spaltmaße zum Deckel 14 sowie zum Lager 15, durch die aufgrund der Kapillarkräfte eindringendes Medium, insbesondere Flüssigkeit, von der Kommutierungseinrichtung 17 ferngehalten wird.
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Die Abschottung 20, insbesondere die Schottwand 21, kann aus Kunststoff oder aus Metall gebildet sein, vorzugsweise als Kunststoffspritzteil, Metallprägeteil oder dergleichen. Wie insbesondere aus 2 bis 4 ersichtlich ist, weist die Abschottung 20 eine etwa tellerförmige Scheibe 22 mit einem zentralen Durchlass 23 für die Antriebswelle 13 und in radialem Abstand davon befindliche äußere Befestigungselemente 24 auf. Die Art der Befestigungselemente 24 hängt von der Befestigungsmethode ab. Die Befestigungselemente 24 können z. B. stiftartige Vorsprünge 25 aufweisen, die zur Befestigung der Scheibe 22 Durchlassöffnungen 18 im Deckel 17 durchgreifen. Die Vorsprünge 25 können verformbar sein derart, dass diese eine Nietbefestigung der Schottwand 21 am Deckel 14 ermöglichen. Bei gezeigtem beispielhaften Elektromotor ist die Schottwand 21 als etwa viereckige Scheibe 22 gestaltet, die einen kreisringförmigen Innenteil 26 aufweist, der sich radial mindestens über den Durchmesserbereich des Lagers 15 erstreckt.
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Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, dass die Abschottung 20, insbesondere die Schottwand 21, mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Arme 27 bis 30 aufweist, die vorzugsweise formschlüssig an Halteflächen des Deckels 14 anliegen. In einfacher Weise weist der Deckel 14 als Haltefläche einen umlaufenden Wulstring 31 auf, der zum Gehäuseinneren 16 hin vorspringt und der sich an den Ringbund 32 einstückig anschließt, der der Aufnahme des Lagers 15 dient.
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Bei dem in 5 und 6 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel weist die Abschottung 120, insbesondere Schottwand 121, keine eigenen Befestigungsmittel auf. Dabei ist die Schottwand 121 jedoch wie in 1 bis 4 mit mehreren Armen 27 bis 30 versehen, die in Umfangsrichtung beabstandet sind und vorzugsweise formschlüssig an entsprechenden Stellen des Wulstringes 31 des Deckels 14 als Haltefläche anliegen, wie insbesondere 5 erkennen lässt. Auch hier sind vier derartige Arme 27 bis 30 vorgesehen. Zur Befestigung der Schottwand 121 am Deckel 14 dienen separate Halteelemente 33, 34, die ihrerseits am Deckel 14 befestigt sind. Die Halteelemente 33, 34 sind als Haltebügel, Halteklemmen od. dgl. und derart gestaltet, dass diese die betreffenden Arme 27 und 29 etwa formschlüssig übergreifen. Mit einem Befestigungsteil 35, 36 sind die Halteelemente 33, 34 mittels deckelseitiger Befestigungselemente 37, 38 am Deckel 14 befestigt. Die Befestigungselemente 37, 38 bestehen z. B. aus Stiften, Vorsprüngen, Nieten oder dergleichen Elementen, die eine Fixierung der Halteelemente 33, 34 an der Innenseite des Deckels 14 ermöglichen. Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5 und 6 weist die Schottwand 121 vier Arme 27 bis 30 auf, wobei zwei Arme 28 und 30 einander diametral gegenüberliegen und am Wulstring 31 etwa formschlüssig anliegen, während die beiden anderen einander diametral gegenüberliegenden Arme 27, 29 zusätzlich mittels der Halteelemente 33, 34 fixiert sind.
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Bei dem in 7 und 8 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel ist die Schottwand 221 ebenfalls mittels deckelseitiger Befestigungselemente 37, 39 auf der Rückseite des Deckels 14 befestigt, jedoch unmittelbar ohne Halteelemente 33, 34 gemäß 5 und 6. Zwei einander etwa diametral gegenüberliegende Arme 28, 30 liegen wiederum etwa formschlüssig am Wulstring 31 an, während zwei andere Arme 27 und 29 zur Bildung von Befestigungsteilen 39, 40 radial verlängert sind. Die Befestigungsteile 39, 40 enthalten Durchlassöffnungen 41, 42, durch die die deckelseitigen Befestigungselemente 37, 38 zur Befestigung hindurchgreifen können. Die Befestigungsteile 39, 40 der Schottwand 221 liegen flach an der Rückseite des Deckels 14 an.
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Das in 9 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass hierbei die Schottwand 321 an allen vier Armen 27 bis 30 abstehende Befestigungsteile 39, 40 sowie 43 und 44 aufweist, die der Befestigung der Schottwand 321 am Deckel 14 mittels deckelseitiger Befestigungselemente dienen. Hierbei kann die Befestigung an lediglich zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen ausreichen.
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Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Abschottung 20, insbesondere Schottwand, und der Deckel 14 aus einem materialeinheitlichen einstückigen Bauteil gebildet.
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Hierbei ist am Deckel 14 der Bereich der Abschottung 20, insbesondere Schottwand, einstückig ausgeformt, der sich zur Abschottung über die Innenseite des Lagers 15 radial erstreckt.
