DE19517667A1 - Gleichstrommaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichstrommaschine mit einem gegen ein Lagerschild anliegenden Gehäuse, an welchem au­ ßenseitig eine Elektronik mit daran angeschlossenen, elektrischen Leitungen angeordnet ist.

Gleichstrommaschinen der vorstehenden Art werden bei­ spielsweise als Motor für Wasserpumpen elektrischer Scheibenwaschanlagen in Kraftfahrzeugen, aber auch für sehr zahlreiche andere Anwendungsfälle gebaut und sind allgemein bekannt. Es handelt sich dabei um Massenpro­ dukte, welche möglichst kostengünstig herstellbar sein sollten.

Bei den bekannten Gleichstrommaschinen ist die Elektronik üblicherweise in einem Elektronikkasten angeordnet, wel­ cher mittels Schrauben oder anderer Befestigungsmittel außenseitig am Gehäuse befestigt ist. Beim Arbeiten der Gleichstrommaschine entsteht beträchtliche Wärme. Um diese ausreichend abzuleiten, ist die Gleichstrommaschine üblicherweise so ausgebildet, daß diese Wärme über das Lagerschild in das von ihr angetriebene Aggregat, bei­ spielsweise der Pumpe, fließen kann. Auch die Elektronik zur Steuerung der Gleichstrommaschine erzeugt be­ trächtliche Wärme, welche meist mittels eines Kühlbleches an die Umgebung abgegeben wird. Insbesondere dann, wenn die Gleichstrommaschine in einem Raum mit höherer Tempe­ ratur oder ohne ausreichende Luftbewegung angeordnet ist, reicht die Wärmeabgabe der Steuerelektronik an die Umge­ bungsluft nicht aus, um diese ausreichend zu kühlen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Gleich­ strommaschine der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß eine ausreichende Kühlung der Gleichstrommaschine und ihrer Elektronik verwirklicht und die insgesamt möglichst kostengünstig herzustellen ist.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse eine Metall­ scheibe angeordnet ist, welche einen radial nach außen führenden Steg und daran anschließend ein rechtwinklig zum Steg abgebogenes und mit Abstand zur Außenkontur des Gehäuses verlaufendes Kühlblech hat und daß die Elektro­ nik an der dem Gehäuse zugewandten Seite dieses Kühlble­ ches befestigt ist.

Durch eine solche Metallscheibe kann ein Teil der von der Gleichstrommaschine erzeugten Wärme unmittelbar über die Metallscheibe in das Lagerschild und das daran ange­ schlossene Aggregat, zum Beispiel eine Wasserpumpe, flie­ ßen. Die Wärme der Elektronik kann teilweise vom Kühl­ blech an die Luft abgegeben werden, teilweise fließt sie jedoch auch über das Kühlblech in die Metallscheibe und dadurch ebenfalls über das Lagerschild in das angeschlos­ sene Aggregat. Die Kühlung der Elektronik erfolgt somit zweifach, einmal durch Wärmeabgabe an die Luft und zum anderen durch Wärmeableitung in das Lagerschild und das Aggregat. Die Montage des Kühlbleches mit der Elektronik kann sehr rasch erfolgen, weil das Kühlblech nicht durch spezielle Befestigungsmittel am Gehäuse befestigt, viel­ mehr die Metallscheibe des Kühlbleches auf einfache Weise zwischen dem Lagerschild und dem Gehäuse eingeklemmt wird.

Die Elektronik kann in einem Arbeitsgang als fertig mon­ tierte Baueinheit mit dem Kühlblech verbunden werden, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung die Elektronik in einem eine Baueinheit bildenden Elektronikkasten angeordnet ist.

Zur weiteren Verbilligung der Gleichstrommaschine trägt es bei, wenn der Elektronikkasten schmaler als das Kühl­ blech ist und das Kühlblech mit seinen beiden Längsseiten den Elektronikkasten geringfügig überragt und wenn auf das Kühlblech eine über den Elektronikkasten greifende Schutzkappe aufgeschoben ist, welche zwei über die Längs­ kanten des Kühlbleches greifende Führungsnuten hat. Dar­ über hinaus kann das Kühlblech auch noch an einer Quer­ kante über den Elektronikkasten überstehen und von einer entsprechenden Nut der Schutzkappe übergriffen sein.

Zur weiteren Vereinfachung der Montage trägt es bei, wenn die Schutzkappe eine radial bis in die Kontur des Gehäu­ ses führende Gehäuseauflage hat, auf der das Gehäuse mit seiner dem Lagerschild zugewandten Stirnseite aufsitzt.

Die Schutzkappe wird zwangsläufig in ihrer vollständig aufgeschobenen Position fixiert, ohne daß es spezieller Befestigungsteile bedarf, wenn die Gehäuseauflage eine zur Gehäusestirnwand hin offene Aufnahmenut hat, in wel­ che das Gehäuse mit einem Teilbereich seiner Stirnseite greift.

Zum Fixieren der Schutzkappe mit ihrer Gehäuseauflage kann man gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung vorsehen, daß das Gehäuse an seiner Stirnseite eine der Breite der Gehäuseauflage entsprechende, in das Gehäuse hineinführende Gehäuseausnehmung hat.

Der Wärmefluß von der Gleichstrommaschine zum Lagerschild ist trotz möglichst einfachem Aufbau der Gleichstromma­ schine sehr gut, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung auf der das Kühlblech aufweisenden Metall­ scheibe eine elektrisch isolierende, jedoch möglichst we­ nig wärmeisolierende Auflage angebracht ist, auf der eine Kohlebürsten tragende Bürstenplatte aufliegt.

Der Aufwand zum Entstören der Gleichstrommaschine ist be­ sonders gering, wenn die Bürstenplatte zugleich die Ent­ störelektronik der Gleichstrommaschine trägt. Darüber hinaus kann die Bürstenplatte auch noch Drehzahl- und/ oder Temperaturüberwachungselemente tragen.

Die Zuführung der elektrischen Energie zu den Kohlebür­ sten ist besonders einfach gestaltet, wenn auf der Bür­ stenplatte zu den Kohlebürsten führende als elektrische Zuleitungen flache Leiterbleche befestigt sind.

Die Wärmeabgabe der Elektronik an die Umgebungsluft kann dadurch verbessert werden, daß das Kühlblech nach außen gerichtete Kühlrippen hat.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Bürstenplatte aus einem gering Wärme isolierenden, elektrisch isolierenden Mate­ rial besteht.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine da­ von in der Zeichnung perspektivisch und in Explosionsdar­ stellung gezeigt und wird nachfolgend beschrieben.

Die Zeichnung zeigt ein im wesentlichen zylindrisches Ge­ häuse 1 einer Gleichstrommaschine, welches in seiner Man­ telfläche an seiner in der Zeichnung gesehen unteren, of­ fenen Stirnseite eine Gehäuseausnehmung 2 hat. Ein Halte­ flansch 3 dient der Befestigung des Gehäuses 1 auf ein im unteren Bildteil gezeigtes Lagerschild 4, welches an ei­ nem Aggregat 5, beispielsweise einer Wasserpumpe, vorge­ sehen ist.

Unterhalb des Gehäuses 1 ist ein Rotor 6 dargestellt, welcher mit einem Wellenende 7 im Gehäuse 1 und mit sei­ nem anderen Wellenende 8 in dem Lagerschild 4 gelagert wird. Hierzu durchdringt das Wellenende 8 eine Bürsten­ platte 9 aus elektrisch isolierendem Material, eine foli­ enartige Isolierplatte 10 und eine Metallscheibe 11. Im montierten Zustand hält die untere Stirnfläche des Gehäu­ ses 1 die Bürstenplatte 9, die Isolierplatte 10 und die Metallscheibe 11 gegen das Lagerschild 4. Alle drei Teile werden mit Schrauben 26, 27 am Lagerschild 4 befestigt.

Von der Metallscheibe 11 führt ein Steg 12 radial nach außen. Dieser Steg 12 ist rechtwinklig abgebogen und geht in ein Kühlblech 13 über. Seitlich neben der in einer Flucht mit dem Rotor 6 dargestellten Metallscheibe 11 ist diese nochmals mit einem vollständigen Kühlblech 13 wie­ dergegeben. Gegen dieses Kühlblech 13 liegt von der dem Gehäuse 1 zugewandten Seite her ein Elektronikkasten 14 mit einer Elektronik 15 an. Das Kühlblech 13 überragt den Elektronikkasten 14 mit seinen beiden Längskanten und einer Querkante geringfügig und ermöglicht es dadurch einer Schutzkappe 16 mit Führungsnuten 17 über diesen Überstand zu greifen, wenn man die Schutzkappe 16 auf das Kühlblech 13 schiebt.

Die Schutzkappe 16 hat an ihrem unteren Ende eine radial zum Gehäuse 1 hin gerichtete Gehäuseauflage 18 mit einer nach oben und seitlich offenen Aufnahmenut 19, in welche das Gehäuse 1 greift, wenn man es auf dem Lagerschild 4 befestigt. Nach oben hin führt aus der Schutzkappe 16 ein Kabel 20 heraus, in welchem verschiedene, nicht positio­ nierte Leitungen verlaufen, beispielsweise für die elek­ trische Energie der Gleichstrommaschine, für eine Dreh­ zahlerfassung oder für einen Temperaturfühler.

Auf der im mittleren, linken Bildteil dargestellten Bür­ stenplatte 9 sind zwei Kohlebürsten 21, 22 befestigt, welche über ebenfalls auf der Bürstenplatte 9 befestigte Leiterbleche 23, 24 mit elektrischer Energie versorgt werden. Ebenfalls auf der Bürstenplatte 9 ist eine übli­ che Entstörelektronik 25 in Form von Entstördrosseln und Kondensatoren angeordnet. Weiterhin ist dort Platz für Drehzahl- und Temperaturüberwachungselemente vorgesehen.

Claims (11)

1. Gleichstrommaschine mit einem gegen ein Lagerschild anliegenden Gehäuse, an welchem außenseitig eine Elektro­ nik mit daran angeschlossenen, elektrischen Leitungen an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lagerschild (4) und dem Gehäuse (1) eine Metallscheibe (11) angeordnet ist, welche einen radial nach außen füh­ renden Steg (12) und daran anschließend ein rechtwinklig zum Steg (12) abgebogenes und mit Abstand zur Außenkontur des Gehäuses (1) verlaufendes Kühlblech (13) hat und daß die Elektronik (15) an der dem Gehäuse (1) zugewandten Seite dieses Kühlbleches (13) befestigt ist.

2. Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Elektronik (15) in einem eine Bauein­ heit bildenden Elektronikkasten (14) angeordnet ist.

3. Gleichstrommaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Elektronikkasten (14) schmaler als das Kühlblech (13) ist und das Kühlblech (13) mit seinen beiden Längsseiten den Elektronikkasten (14) geringfügig überragt und daß auf das Kühlblech (13) eine über den Elektronikkasten (14) greifende Schutzkappe (16) aufgeschoben ist, welche zwei über die Längskanten des Kühlbleches (13) greifende Führungsnuten (17) hat.

4. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutz­ kappe (16) einen radial bis in die Kontur des Gehäuses (1) führende Gehäuseauflage (18) hat, auf der das Gehäuse (1) mit seiner dem Lagerschild (4) zugewandten Stirnseite aufsitzt.

5. Gleichstrommaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gehäuseauflage (18) eine zur Gehäuse­ stirnwand hin offene Aufnahmenut (19) hat, in welche das Gehäuse (1) mit einem Teilbereich seiner Stirnseite greift.

6. Gleichstrommaschine nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1) an seiner Stirnseite eine der Breite der Gehäuseauflage (18) entsprechende, in das Gehäuse (1) hineinführende Gehäuseausnehmung (2) hat.

7. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der das Kühlblech (13) aufweisenden Metallscheibe (11) eine elek­ trisch isolierende, jedoch möglichst wenige Wärmeisolie­ rende Isolierplatte (10) angebracht ist, auf der eine Kohlebürsten (21, 22) tragende Bürstenplatte (9) auf­ liegt.

8. Gleichstrommaschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bürstenplatte (9) zugleich die Entstör­ elektronik (25) der Gleichstrommaschine trägt.

9. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bürstenplatte (9) zu den Kohlebürsten (21, 22) führende als elektrische Zuleitungen flache Leiterbleche (23, 24) befestigt sind.

10. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühl­ blech (13) nach außen gerichtete Kühlrippen hat.

11. Gleichstrommaschine nach zumindest einem der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bür­ stenplatte (9) aus einem gering Wärme isolierenden, elek­ trisch isolierenden Material besteht.