DE19515252A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotationsteil, wobei der Elektromotor von einem Kapselge­ häuse umgeben ist.

Derartige Elektromotoren sind bekannt. Je nach Anwen­ dungsgebiet müssen diese Elektromotoren insbesondere gegen Schmutz, Feuchtigkeit und Wasser geschützt wer­ den. Dieser Schutz besteht bei den bekannten Lösungen aus einer vollständigen Kapselung des Motors, wobei diese Kapselung zu einem Wärmestau innerhalb der Kapsel führt. Um eine Wärmeabfuhr aus der Motorkapselung, besonders aus den bewegten Teilen wie Rotor und Welle, zu gewährleisten, werden bei den bisher bekannten Lösun­ gen bspw. Kühlrippen vorgesehen. Bei hohen thermischen Belastungen finden aufwendige Wärmetauscher Verwendung. Weiterhin sind Lösungen bekannt, bei welchen die Motor­ kapsel mit Kühlluftkanälen versehen ist. Hierbei werden die bewegten Teile, wie Rotor und Welle, mittels einer Innenluftumwälzung gekühlt. Diese Innenluft überträgt die Wärme von Rotor und Welle zu der gekühlten Motorkap­ selung.

Hier ist insbesondere auf die DE-OS 43 20 559 zu verweisen, bei welcher ein Elektromotor angegeben ist, welcher in einem Kapselgehäuse aufgenommen ist. Bei dieser Lösung erfolgt eine Kühlung der bewegten Teile mittels eines Kühlmediums, welches von außerhalb des Gehäuses einer Mittenöffnung zugeführt ist und diese vollständig in axialer Richtung durchströmt, wobei das die bewegten Teile durchströmende Kühlmedium vollständig gegenüber dem den Stator enthaltenden Innenraum des Gehäuses abgegrenzt ist. Zur verbesserten Wärmeabfuhr ist ein Wärmetauscher in Form eines Blechpaketes vorgese­ hen, wobei das Blechpaket durch aufeinanderfolgende Bleche gebildet ist. Die einzelnen Bleche weisen Mitten­ bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Die Mittenbohrungen bilden die erwähnte Mittenöffnung zum Durchsatz des Kühlmediums. Zur Kühlung der nicht beweg­ ten Teile, wie bspw. dem Stator, sind in dem Gehäuse Kühlluftkanäle vorgesehen.

Ausgehend vom letztgenannten Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, einen auch in feuchter Atmosphäre einsetzbaren Elektromotor anzugeben, der bei konstruktiv einfachem Aufbau hinreichend gekühlt ist.

Diese Aufgabe ist durch die im Hauptanspruch angegebene Erfindung gelöst.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Bedingt durch die angegebene Erfindung ist ein Elektromo­ tor angegeben, welcher in konstruktiv einfacher Weise auch in einer feuchten Atmosphäre einsetzbar und hierbei hinreichend gekühlt ist. Dies ist im wesentlichen da­ durch gelöst, daß das Kapselgehäuse eine Zuströmöffnung und eine Abströmöffnung bezüglich der im Inneren des Kapselgehäuses angeordneten Motorteile aufweist, welche mit einer flüssigkeitsundurchlässigen, jedoch gasdurch­ lässigen Membrane verschlossen sind. Der in einem Kap­ selgehäuse angeordnete Elektromotor wird somit während eines Betriebes ständig von einer Kühlluft umströmt, dies über den gesamten Querschnitt des Kapselgehäuses ohne eine Trennung von bewegten und nicht bewegten Tei­ len des Elektromotors. Die an der Zustromöffnung eintre­ tende Kühlluft wird mittels der dort angeordneten Membra­ ne gefiltert derart, daß Schmutz, Feuchtigkeit und kon­ densierte Medien, insbesondere Wasser und Lösungsmittel abgeschieden werden. Die Membrane im Bereich der Ab­ strömöffnung des Kapselgehäuses ist in gleicher Weise ausgebildet, womit hierdurch der Innenraum des Kapselge­ häuses vor den genannten Medien geschützt ist. Die Membranen sind, wie bereits erwähnt, flüssigkeitsundurch­ lässig, jedoch gasdurchlässig, wobei bezüglich der Flüs­ sigkeitsundurchlässigkeit eine Durchtrittshemmung gege­ ben ist. Dies bedeutet, daß mit der Kühlluft mitgerisse­ ne Flüssigkeitstropfen ausgefiltert werden, jedoch die übliche Luftfeuchte nicht beeinträchtigt wird. Beim bisher bekannten Stand der Technik ist das Kapselgehäuse derartig vor Feuchtigkeit geschützt, daß eine sehr gerin­ ge Luftfeuchtigkeit in dem Kapselgehäuse vorherrscht, was einen steigenden Kohlebürstenverschleiß zur Folge hat. Bei der angegebenen Erfindung ist eine höhere Luftfeuchtigkeit gegeben. Dies führt zu längeren Kohle­ standzeiten. Bedingt durch die erfindungsgemäße Ausge­ staltung ist ein durchzugsbelüfteter, feuchtegeeigneter Elektromotor gegeben. Die auf das Kapselgehäuse treffen­ de Kühlluft darf Schmutz, Feuchtigkeit und kondensierte Medien, insbesondere Wasser und Lösungsmittel enthalten, wodurch der angegebene Elektromotor nahezu universell einsetzbar ist. Bspw. kann ein derartig gekapselter Elektromotor bei einem Naßsauger zum Aufsaugen von Flüs­ sigkeiten eingesetzt werden, wobei die angesaugte Flüs­ sigkeit mittels eines üblichen Vorabscheiders von der Saugluft getrennt wird. Mitgerissene Flüssigkeit in Form von Tropfen werden durch die Membrane im Bereich der Zuströmöffnung abgeschieden. Der erfindungsgemäße Gegenstand zeichnet sich zudem durch einen sehr kleinen Bauraum aus. Im Gegensatz zum bekannten Stand der Tech­ nik müssen keine Kühlrippen oder Wärmetauscher in Form von Ständerblechpaketen eingesetzt werden. Die Luftför­ derung durch das Kapselgehäuse erfolgt bspw. durch eine Druckdifferenz. Bei thermisch stark belasteten Elektro­ motoren können zusätzlich die starren Motorteile, wie z. B. der Stator, durch Wärmeleitung in das Kapselgehäu­ se gekühlt werden. Es werden handelsübliche Membranen eingesetzt, welche zwei Schichten aufweisen. Die erste Schicht ist als Trägerschicht ausgebildet, welche für die mechanische Festigkeit sorgt. Die zweite Schicht ist eine hydrophobe bzw. oleophobe Schicht, die aufgrund ihres speziellen chemischen Aufbaues kondensierte Medi­ en, insbesondere auch solche mit niedriger Oberflächenen­ ergie, zurückhalten kann. In einer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß eine Abström­ öffnung in im wesentlichen radialer Richtung bezüglich des Rotationsteiles ausgebildet ist, wobei ausgehend von dem Rotationsteil ein Luftströmungsweg in Richtung zu der Abströmöffnung gegeben ist. Hierbei wird der vom Rotationsteil erzeugte Überdruck zur Förderung des Kühl­ volumenstroms im Inneren des Kapselgehäuses genutzt. Hierbei wird eine Ausbildung bevorzugt, bei welcher bedingt durch die durch das sich drehende Rotationsteil erzeugten Zentrifugalkräfte Luftpartikel in radialer Richtung zu der Abströmöffnung bewegt werden, wobei im Bereich der Abströmöffnung ein Überdruck erzeugt wird. Nachströmende Kühlluft wird bedingt durch diese Ausge­ staltung axial angesogen. Auch hier sind sowohl Zuström­ öffnung als auch Abströmöffnung mit einer flüssigkeitsun­ durchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Membrane ver­ schlossen. Der durch die Drehbewegung des Rotationstei­ les erzeugte Überdruck beim Betrieb des Elektromotors reicht aus, um einen ausreichend großen Kühlvolumenstrom zu erzeugen. Es wird eine Ausgestaltung bevorzugt, bei welcher zwei Abströmöffnungen vorgesehen sind, jeweils einem Endbereich des Rotationsteiles zugeordnet. Weiter­ hin besteht die Möglichkeit, die Kapselung eines Elektro­ motors derart auszubilden, daß zur Kühlung des Elektromo­ tors ein gesonderter Strömungsweg, welcher sowohl zu­ ström- wie abströmseitig unmittelbar zur Umgebung führt, ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung wird ermög­ licht, daß der innere Kühlluftstrom ausschließlich aus der Umgebung abgesaugt wird, wobei diese Umgebung starke Verunreinigungen und kondensierte Medien aufweisen kann. Bspw. kann die Ausgestaltung so gewählt sein, daß sowohl die Zuström- als auch die Abströmöffnung in radia­ ler Richtung bezüglich des Rotationsteiles ausgebildet sind. Zur Erzielung des Kühlluftstromes kann hierbei ein mit dem Rotationsteil gekoppeltes Sauggebläserad vorgesehen sein, mittels welchem Kühlluft aus der Umge­ bung abgesaugt wird. Diese Kühlluft durchsetzt im Be­ reich der Zuströmöffnung zunächst eine bereits beschrie­ bene Membrane. Die Abströmöffnung ist gleichfalls mit einer entsprechenden Membrane flüssigkeitsundurchlässig, jedoch gasdurchlässig verschlossen. In weiterer Ausge­ staltung ist vorgesehen, daß der Zuströmweg und der Abströmweg das Kapselgehäuse und ein das Kapselgehäuse umgebendes Gerätegehäuse durchsetzt. Bedingt durch diese Ausgestaltung wird der innere Kühlluftstrom aus der Geräteumgebung abgesaugt. Da diese Umgebung starke Verunreinigungen aufweisen kann, ist vorgesehen, daß in dem Zuströmweg ein Partikelfilter und nachgeordnet die Membrane angeordnet ist. Dieser Partikelfilter soll Verunreinigungen von der Membrane abhalten, welche Verun­ reinigungen die Membrane zusetzen bzw. auch zerstören könnten. Bevorzugt wird hierbei eine Ausbildung, bei welcher der Partikelfilter ein Vliesfilter ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Kapselgehäuse von einem Distanzgehäuse umgeben ist, zur Ausbildung eines Strömungsweges zwischen dem Distanzge­ häuse und dem Kapselgehäuse. Hierdurch wird die in das Kapselgehäuse geführte Abwärme des Elektromotors über den Strömungsweg zwischen dem Distanzgehäuse und dem Kapselgehäuse abgeführt. Das Distanzgehäuse kann bspw. bei Einsatz des Elektromotors in einem Sauggerät die Saugleitung sein. Vorteilhafterweise ist hierbei vorge­ sehen, daß ein Luftstrom teilweise die im Inneren des Kapselgehäuses angeordneten Motorteile und teilweise den Strömungsweg durchsetzt. Bei einem Aufsaugen von Schmutz und/oder Flüssigkeiten wird der Luftstrom derart geteilt, daß der Luftstromanteil, welcher den Strömungs­ weg zwischen dem Distanzgehäuse und dem Kapselgehäuse durchsetzt, die Schmutz- und Feuchtigkeitsteile an dem Kapselgehäuse vorbei transportiert und der das Kapselge­ häuse durchsetzende Luftstromanteil - bedingt durch die Anordnung der Membranen im Bereich der Zuström- und der Abströmöffnung - schmutz- und feuchtigkeitsfrei ist. Durch die Anordnung einer flüssigkeitsundurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Membrane im Bereich der Abström­ öffnung ist gewährleistet, daß nach einem Ausschalten des Elektromotors, d. h. nach einer Unterbrechung des Luftstromes keine Schmutz- und Feuchtigkeitsanteile zurück in das Kapselgehäuse gelangen können. Bedingt durch diese Ausgestaltung ist bei einem konstruktiv einfachen Aufbau gewährleistet, daß auch hohe thermische Lasten abgeführt werden können. In einer weiteren Ausge­ staltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, daß im Inneren des Kapselgehäuses hinsichtlich des Strömungsweges nachgeordnet zu dem Rotationsteil ein Sauggebläserad angeordnet ist. Die erforderliche Druck­ differenz zum Durchströmen des Kapselgehäuses kann hier­ durch auf einfachste Weise erzeugt werden. Hierbei ist die Druckdifferenz so anzulegen, daß die Luft von der Welle zu den Kollektoren des Elektromotors geführt wird. Um die Funktionssicherheit des Elektromotors weiter zu erhöhen, wird vorgeschlagen, daß nachgeordnet zu dem Sauggebläserad, jedoch vor der Ausströmöffnung, ein Kohlestaubfilter angeordnet ist. Bedingt durch diese Ausgestaltung wird der während des Betriebs des Elektromotors entstehende Kohlestaub kontrolliert durch die Druckdifferenz in dem Kohlestaubfilter abgelagert. Letzterer gewährleistet eine sichere Kohlestaubspeiche­ rung. Diese kontrollierte Kohleablagerung gewährleistet eine längere Motorlebensdauer. Der Kohlestaub kann sich - bedingt durch diese Ausgestaltung - nicht mehr, wie beim bekannten Stand der Technik, unkontrolliert in dem Kap­ selgehäuse ablagern, wodurch Kurzschlüsse verursacht werden können und sich der Wärmeübergangswert verschlech­ tert. Da sich sowohl Partikelfilter als auch Kohlestaub­ filter, welcher bevorzugt ein Elektretfilter ist, im Laufe der Betriebszeit zusetzen können, wird vorgeschla­ gen, daß die Filter auswechselbar sind. Hierzu ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß eine Aus­ wechseleinheit aus der Membrane mit dem Partikelfilter bzw. dem Kohlestaubfilter besteht. Diese Einheit kann nach Bedarf im Bereich der Zuström- bzw. der Abströmöff­ nung ausgewechselt werden, womit eine störungsfreie Kühlung des Elektromotors gegeben ist. In einer alterna­ tiven Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die erforderliche Druckdifferenz zur Kühlluftdurch­ setzung des Elektromotors durch ein außerhalb des Kapsel­ gehäuses angeordnetes Gebläse erzeugbar ist. Auch diese Druckdifferenz ist hierbei so anzulegen, daß der Luft­ strom innerhalb des Kapselgehäuses von der Welle zu den Kollektoren gefördert wird, zum kontrollierten Ablagern von Kohlestaub im Bereich des Kohlestaubfilters. Die Anordnung des Kohlestaubfilters innerhalb des Kapselge­ häuses erweist sich weiterhin noch als vorteilhaft dahin­ gehend, daß die Membrane im Bereich der Abströmöffnung nicht durch Kohlestaub verschmutzt werden kann, wodurch der Kühlluftstrom reduziert werden könnte. Schließlich ist in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß die Membrane an der Zuströmöffnung innenseitig an einem Kugellagerring eines wasserdichten Kugellagers angeord­ net ist, welches Kugellager auf der Motorwelle angeord­ net ist. Die durch die Membrane der Einströmöffnung tretende Motorwelle kann hierbei ein Gebläserad tragen zur Erzeugung der erforderlichen Druckdifferenz zur Kühlluftdurchsetzung, welches Gebläserad demnach außer­ halb des Kapselgehäuses angeordnet ist. Um das Kapselge­ häuse auch in diesem Bereich flüssigkeitsundurchlässig auszugestalten, ist ein handelsübliches, wasserdichtes Kugellager vorgesehen, an dessen Kugellagerring außensei­ tig die Membrane der Einströmöffnung befestigt ist, bspw. mittels Verklebung. Bei Einsatz eines derart gekapselten Elektromotors in einem Sauggerät tritt der Effekt ein, daß der größte Unterdruck durch das Gebläse­ rad bei kleinen Luftvolumenströmen erreicht wird. Bei Motoren üblicher Bauart ist dieser Zustand aufgrund der unzulässig hohen thermischen Belastung besonders kri­ tisch. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung steigt aber der Kühlluftstrom im Motorinnenraum selbsttätig, so daß sich besagter Zustand nicht einstellen kann. Dies bedingt durch die Abhängigkeit des Kühlluftstromes von der Drehzahl des Rotationsteiles.

Nachstehend ist die Erfindung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich Ausführungs­ beispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Elektromotor, welcher von einem Kapselgehäuse umgeben ist und wobei eine Zuströmöffnung und eine Abströmöffnung des Kapselgehäuses von einer flüssigkeitsun­ durchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Membra­ ne verschlossen sind, in einer schematischen Querschnittsdarstellung, eine erste Ausfüh­ rungsform betreffend,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch eine zweite Ausführungsform betreffend, wobei das Kapselgehäuse von einem Distanzgehäu­ se zur Ausbildung eines Strömungsweges zwi­ schen dem Distanzgehäuse und dem Kapselgehäuse umgeben ist,

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Motorkapsel­ ung, wobei Abströmöffnungen in radialer Rich­ tung bezüglich eines Rotationsteiles ausgebil­ det sind und

Fig. 4 eine vierte Ausführungsform, wobei sowohl die Zuström- als auch die Abströmöffnung in radia­ ler Richtung bezüglich des Rotationsteiles ausgebildet sind und wobei der Strömungsweg sowohl zuström- wie abströmseitig unmittelbar zur Umgebung führt.

Mit Bezug zu Fig. 1 ist ein Elektromotor 1 zu erkennen, welcher einen Rotor 18 und einen Stator 19 aufweist. Der Elektromotor 1 ist von einem, im Querschnitt bevor­ zugt kreisrund ausgebildeten, zylinderartigen Kapselge­ häuse 2 umgeben, wobei eine Befestigung des Kapselgehäu­ ses 2 an dem Elektromotor 1 über kapselgehäuseinnensei­ tig angeordnete Radialstege erfolgt. Letztere können als Wärmeleitkörper 3 ausgebildet sein.

Das Kapselgehäuse 2 dient zur gezielten Führung von Kühlluft entlang des Elektromotors 1. Hierzu weist das Kapselgehäuse 2 eine Zuströmöffnung 4 und eine Abström­ öffnung 5 auf, wobei jede Öffnung 4 und 5 von einer Membrane 6 bzw. 7 verschlossen ist. Die in der Fig. 1 lediglich schematisch dargestellten Membranen 6 und 7 sind flüssigkeitsundurchlässig, jedoch gasdurchlässig ausgebildet. Bedingt durch diese Ausgestaltung ist der Innenraum 8 und demnach auch der Elektromotor 1 vor Schmutz, Feuchtigkeit und kondensierte Medien, insbeson­ dere Wasser und Lösungsmittel geschützt. Die Membranen 6 und 7 sind durchtrittshemmend ausgebildet. Dies bedeu­ tet, daß Schmutz- und Feuchtigkeitspartikel, wie bspw. Wassertropfen, an der Membrane 6 bzw. 7 abgeschieden werden; jedoch kann Kühlluft mit einer erhöhten Luft­ feuchtigkeit durchtreten.

Es werden handelsübliche Membranen 6, 7 eingesetzt, welche zwei Schichten aufweisen. Die erste Schicht ist als Trägerschicht ausgebildet, welche für die mechani­ sche Festigkeit sorgt. Die zweite Schicht ist eine hydrophobe bzw. oleophobe Schicht, die aufgrund ihres speziellen chemischen Aufbaues kondensierte Medien, insbesondere auch solche mit niedriger Oberflächenener­ gie, zurückhalten kann.

Die Luftförderung durch das Kapselgehäuse 2 erfolgt durch eine Druckdifferenz, wobei bevorzugt im Bereich der Zuströmöffnung 4 ein Unterdruck und im Bereich der Abströmöffnung 5 ein Überdruck herrscht.

Unterstützt wird die Luftförderung durch ein innerhalb des Kapselgehäuses 2 angeordnetes Sauggebläserad 9, welches auf der Motorwelle 10 gelagert ist. Die Anord­ nung ist hierbei so getroffen, daß das Sauggebläserad 9 nachgeordnet zu dem Rotor 18 und dem Stator 19 des Elek­ tromotors 1, jedoch vor der Ausströmöffnung 5, positio­ niert ist.

Nachgeordnet zu dem Sauggebläserad 9, jedoch vor der Abströmöffnung 5 und der dort angeordneten Membrane 7 ist ein Kohlestaubfilter 11 vorgesehen, welcher sich über den gesamten Querschnitt des Innenraumes 8 er­ streckt.

Die Motorwelle 10 tritt im Bereich der Zuströmöffnung 4 durch die dort angeordnete Membrane 6. In diesem Durch­ trittsbereich ist auf der Motorwelle 10 ein Kugellager 12 angeordnet, welches wasserdicht ausgebildet ist. Die Membrane 7 ist in diesem Durchtrittsbereich an der Außen­ fläche des Kugellagerringes 13 befestigt, bspw. mittels Verklebung.

Bedingt durch diese Ausgestaltung ist sichergestellt, daß weder Wasser, Lösungsmittel noch sonstige Verunreini­ gungen in das Kapselgehäuse 2 eindringen können.

Die Kühlung des Elektromotors 1 während des Betriebszu­ standes erfolgt durch einen durch das Kapselgehäuse 2 gehenden Luftstrom (Pfeile x), welcher vor Eintritt in das Kapselgehäuse 2 von Flüssigkeiten und Verunreinigun­ gen gesäubert ist. Die mittels des Sauggebläserades 9 erzeugte Druckdifferenz innerhalb des Kapselgehäuses 2 ist so angelegt, daß der Luftstrom von der Motorwelle 10 zu den Kollektoren gefördert wird. Dadurch wird der Kohlenstaub kontrolliert abgefördert und in dem Kohle­ staubfilter 11 abgelagert. Letzterer gewährleistet eine sichere Kohlenstaubspeicherung. Zudem wird die Membrane 7 der Abströmöffnung 5 nicht durch Kohlestaub ver­ schmutzt, wodurch der Kühlluftstrom reduziert werden könnte. Durch diese kontrollierte Kohleablagerung wer­ den längere Motorlebenszeiten und eine größere elektri­ sche Sicherheit erreicht. Weiterhin werden bedingt dadurch, daß die Membranen durchtrittshemmend ausgebil­ det sind und dadurch der Kühlluftstrom mit einer höheren Luftfeuchtigkeit das Kapselgehäuse 2 durchtreten kann, längere Kohlestandzeiten erzielt. Beim bekannten Stand der Technik, in welchem die Elektromotoren luftdicht gekapselt sind, steigt der Kohlebürstenverschleiß be­ dingt durch die geringe Luftfeuchtigkeit in dem Kapselge­ häuse. Auch kann sich hier der Kohlestaub unkontrol­ liert in der Kapsel ablagern, wodurch Kurzschlüsse verur­ sacht werden können und sich der Wärmeübergangswert verschlechtert.

Die Druckdifferenz, welche zur Luftförderung durch das Kapselgehäuse 2 benötigt wird, kann auch durch ein außer­ halb des Kapselgehäuses 2 angeordnetes Gebläse erzeugt werden, dies bspw. bei Sauggeräten, insbesondere Staub­ sauggeräten, bei welchen die Luftführung durch das Kap­ selgehäuse 2 in Form eines Bypasses gegeben sein kann.

In Fig. 2 ist eine alternative Ausgestaltung des Erfin­ dungsgegenstandes dargestellt. Hier ist der Elektromo­ tor 1, wie bereits in Fig. 1 gezeigt, mit einem Kapselge­ häuse 2 versehen, welches an seiner Zuströmöffnung 4 und seiner Abströmöffnung 5 mit einer Membrane 6 bzw. 7 verschlossen ist. Zusätzlich ist hier jedoch ein Di­ stanzgehäuse 14 vorgesehen, welches das Kapselgehäuse 2 umgibt, zur Ausbildung eines Strömungsweges 15 zwischen dem Distanzgehäuse 14 und dem Kapselgehäuse 2. Der Luftstrom (Pfeil z) durchsetzt bei einem Betrieb teilwei­ se den Innenraum 8 des Kapselgehäuses 2 und teilweise den Strömungsweg 15. Bei thermisch stark belasteten Motoren können die starren Motorteile die erzeugte Wärme auch über die Wärmeleitkörper 3 an das Kapselgehäuse 2 weitergeben, wobei letzteres wiederum durch den Teilluft­ strom im Bereich des Strömungsweges 15 gekühlt wird.

Eine wie in Fig. 2 gezeigte Anordnung kann bspw. bei Sauggeräten, insbesondere Naßsaugern, Anwendung finden. So können größere Mengen von Flüssigkeiten, auch solche, die mit Schmutz versetzt sind, oder auch Lösungsmittel aufgesaugt werden, wobei der größere Teil direkt über den Strömungsweg 15 zwischen dem Distanzgehäuse 14 und dem Kapselgehäuse 2 geleitet wird. Der durch das Kapsel­ gehäuse 2 geleitete Luftstrom x wird bei Durchtritt durch die Membrane 6 von der aufgesaugten Flüssigkeit und gegebenenfalls von Schmutzpartikeln gereinigt und ist hiernach lediglich mit einer normalen Luft feuchte versetzt. Der Luftstrom x durchströmt den gesamten Innenraum 8 des Kapselgehäuses 2 und umspült hierbei alle Motorteile, dies jedoch in einer gezielten Rich­ tung, und zwar von der Motorwelle 10 hinfort über die Kollektoren in Richtung auf den Kohlestaubfilter 11. Die an der Abströmöffnung 5 angeordnete Membrane 7 ver­ hindert ein Eintreten von Flüssigkeiten, Schmutz und kondensierte Medien nach einem Abschalten des Motors und einem damit einhergehenden Abfallen der Druckdifferenz.

In den zuvor beschriebenen beiden Ausführungsformen sind der Zuströmweg x und der Abströmweg y koaxial zur Motor­ welle 10 ausgerichtet.

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt, bei welcher der Abströmweg y im wesentlichen in radialer Richtung zu der Motorwelle 10 ausgebildet ist. Hierzu sind zwei Abströmöffnungen 5 im wesentlichen in radialer Richtung zur Motorwelle 10 in der Kapselgehäusewandung 16 angeordnet. Diese beiden Abströmöffnungen 5 sind jeweils einem Endbereich des Elektromotors 1 bzw. des Rotors 18 zugeordnet. Dies bedeutet, daß die Abströmöff­ nungen 5 jeweils nahe dem Bereich der beiden Stirnflä­ chen des Kapselgehäuses 2 ausgebildet sind. Die Zuström­ öffnung 4 ist, wie in den ersten beiden Ausführungsbei­ spielen, an einer Stirnseite des Kapselgehäuses 2 vorge­ sehen und demnach koaxial zum Rotor 18 ausgerichtet.

Die der Zuströmöffnung 4 gegenüberliegende Stirnfläche 17 des Kapselgehäuses 2 ist entgegen den ersten Ausfüh­ rungsbeispielen geschlossen ausgebildet.

Die beiden Abströmöffnungen 5 sind ebenfalls mit jeweils einem Kohlestaubfilter 11 und einer nachgeschalteten Membrane 7 versehen.

Der Elektromotor 1 verfügt über kein Sauggebläserad. Die Förderung des Kühlvolumenstromes wird vielmehr durch einen Überdruck erzeugt, welcher durch die Rotation der Motorwelle 10 und des Rotationsteiles bzw. des Rotors 18 erzeugt wird. Bedingt durch diese Rotation werden Zen­ trifugalkräfte erzeugt, wodurch die Luftpartikel in Richtung auf die Abströmöffnungen 5 bewegt werden. Kühlluft wird demnach in axialer Richtung durch die Zuströmöffnung 4 nachgesaugt.

Um die Kühlluftführung in Richtung auf die Abströmöffnun­ gen 5 zu verbessern, weist der Stator 19 entsprechende Durchbrechungen 20 auf.

Der Kühlluftstrom wird - bedingt durch diese Ausgestal­ tung - lediglich durch die Rotation des Rotors 18 und der Motorwelle 10 erzeugt.

Eine weitere alternative Ausgestaltung ist in der Fig. 4 dargestellt. Hier sind sowohl Zuströmöffnung 4 als auch Abströmöffnung 5 in radialer Richtung bezüglich des Rotors 18 ausgebildet. Dies bedeutet, daß beide Öffnun­ gen in der Kapselgehäusewandung 16 angeordnet sind.

Die Stirnflächen 17 und 21 des Kapselgehäuses 2 sind geschlossen ausgebildet. Weiterhin sind die Öffnungen 4 und 5 jeweils einem Endbereich des Rotors 18 zugeord­ net. Dies bedeutet, daß die Öffnungen 4 und 5 nahe dem Bereich der Stirnflächen 17 bzw. 21 vorgesehen sind.

Wie in den ersten beiden Ausführungsbeispielen ist hin­ sichtlich des Strömungsweges x nachgeordnet zu dem Rotor 18 und dem Stator 19 ein Sauggebläserad 9 auf der Motor­ welle 10 vorgesehen. Die Zuströmöffnung 4 ist an dem dem Sauggebläserad 9 abgewandten Ende des Elektromotors 1 in der Kapselgehäusewandung 16 vorgesehen. Die Ab­ strömöffnung 5 hingegen ist in Strömungsrichtung dem Sauggebläserad 9 nachgeordnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zur Kühlung des Elek­ tromotors 1 ein gesonderter Strömungsweg ausgebildet, welcher sowohl zuström- wie abströmseitig unmittelbar zur Umgebung führt. Hierzu durchsetzt der Zuströmweg x und der Abströmweg y das Kapselgehäuse 2 im Bereich der Wandung 16 und ein das Kapselgehäuse 2 umgebenes Geräte­ gehäuse 22. Zur Bildung der Strömungswege zwischen der Umgebung und dem Kapselgehäuse-Innenraum 8 sind der Zuströmöffnung 4 bzw. der Abströmöffnung 5 Kanäle 23 zugeordnet, wobei diese Kanäle 23 dichtend sowohl an dem Kapselgehäuse 2 als auch an dem Gerätegehäuse 22 befe­ stigt sind.

Im Zuströmweg x ist im Bereich der Zuströmöffnung 4 zunächst ein Partikelfilter 24 und nachgeordnet die Membrane 6 vorgesehen. Der Partikelfilter 24 besteht bevorzugt aus einem Vlies. Bedingt durch diese Ausge­ staltung wird die Kühlluft ausschließlich aus der Umge­ bung abgesaugt, wobei diese Umgebung starke Verunreini­ gungen und kondensierte Medien aufweisen kann. Der Partikelfilter 24 schützt zudem die Membrane 6 vor Ver­ schmutzungen bzw. Beschädigungen durch Verunreinigungen.

Im Bereich der Abströmöffnung 5 sind, wie in den vorheri­ gen Ausführungsbeispielen, zunächst ein Kohlestaubfilter 11 und nachgeschaltet eine Membrane 7 vorgesehen. Der Kohlestaubfilter 11 ist bevorzugt ein Elektretfilter.

Auch in dieser Ausgestaltung ist der Elektromotor 1 hinreichend gekühlt, wobei der Kühlluftstrom durch das Sauggebläserad 9 erzeugt wird. Zugleich ist der Elektro­ motor 1 gegen Verunreinigungen und kondensierte Medien geschützt.

Die beschriebenen Filter, Partikelfilter 24 und Kohle­ staubfilter 11, sind bevorzugt auswechselbar, da diese sich im Laufe der Betriebszeit mit Verunreinigungen, insbesondere Kohlenstaub, zusetzen können. Es ist hier­ bei auch denkbar, eine Auswechseleinheit zu bilden, wel­ che sich aus einer Membrane 6 oder 7 und einem Filter 11 oder 24 zusammensetzt. Diese Auswechseleinheiten sind bedienerfreundlich anzuordnen und auszubilden.

Bedingt durch die zuvor beschriebenen Ausgestaltungen ist ein Elektromotor angegeben, welcher auch in feuchter Atmosphäre bei konstruktiv einfachem Aufbau hinreichend gekühlt ist. Auch hohe thermische Lasten können in einfachster Weise abgeführt werden. Der Elektromotor ist auch unter ungünstigen äußeren Bedingungen, wie Schmutz, Wasser usw., einsetzbar. Bedingt durch die Ausbildung einer Durchzugskühlung ist der Bauraum klein gehalten, im Gegensatz zu den im Stand der Technik be­ kannten Lösungen mit Wärmetauschern, Kühlrippen usw.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzu­ nehmen.

Claims (14)

1. Elektromotor (1) mit einem Rotationsteil, wobei der Elektromotor (1) von einem Kapselgehäuse (2) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kapselgehäuse (2) eine Zuströmöffnung (4) und eine Abströmöffnung (5) bezüglich der im Inneren des Kapselgehäuses (2) angeord­ neten Motorteile aufweist, welche mit einer flüssigkeits­ undurchlässigen, jedoch gasdurchlässigen Membrane (6 und 7) verschlossen sind.

2. Elektromotor nach Anspruch 1 oder insbesondere da­ nach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abströmöffnung (5) in im wesentlichen radialer Richtung bezüglich des Rotationsteiles ausgebildet ist, wobei ausgehend von dem Rotationsteil ein Luftströmungsweg in Richtung zur Ab­ strömöffnung (5) gegeben ist.

3. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Abströmöffnungen (5) vorgesehen sind, jeweils einem Endbereich des Rotationsteiles zugeordnet.

4. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Kühlung des Elektromotors (1) ein gesonderter Strömungsweg, welcher sowohl zuström- wie abströmseitig unmittelbar zur Umgebung führt, ausgebil­ det ist.

5. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zuströmweg (x) und der Abströmweg (y) das Kapselgehäuse (2) und ein das Kapselgehäuse (2) umgebendes Gerätegehäuse (22) durchsetzt.

6. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in dem Zuströmweg (x) ein Partikelfilter (24) und nachgeordnet die Membrane (6) angeordnet ist.

7. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kapselgehäuse (2) von einem Distanzge­ häuse (14) umgeben ist zur Ausbildung eines Strömungswe­ ges (15) zwischen dem Distanzgehäuse (14) und dem Kapsel­ gehäuse (2).

8. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Luftstrom (y) teilweise die im Inneren des Kapselgehäuses (2) angeordneten Motorteile und teil­ weise den Strömungsweg (15) durchsetzt.

9. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Inneren des Kapselgehäuses (2) hinsicht­ lich des Strömungsweges, nachgeordnet zu dem Rotations­ teil, ein Sauggebläserad (9) angeordnet ist.

10. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nachgeordnet zu dem Sauggebläserad (9), jedoch vor der Ausströmöffnung (5), ein Kohlestaub­ filter (11) angeordnet ist.

11. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Filter (11, 24) auswechselbar sind.

12. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Auswechseleinheit aus der Membra­ ne (6, 7) mit dem Partikelfilter (24) bzw. mit dem Kohle­ staubfilter (11) besteht.

13. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erforderliche Druckdifferenz zur Kühlluftdurchsetzung des Elektromotors (1) durch ein außerhalb des Kapselgehäuses (2) angeordnetes Gebläse erzeugbar ist.

14. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Membrane (6) an der Zuströmöffnung innenseitig an einem Kugellagerring (13) eines wasser­ dichten Kugellagers (12) angeordnet ist, welches Kugella­ ger (12) auf der Motorwelle (10) angeordnet ist.