DE19617265A1 - Schnellaufender Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schnellaufenden Elektromo­ tor, bspw. für Haushaltsgeräte, insbesondere für einen Staubsauger, mit einem eine Motorwelle aufweisenden Rotor und einem Stator, wobei an der Motorwelle ein Ventilator angeflanscht ist zur Kühlung des Motors und bspw. bei einem Staubsauger zur Erbringung der Sauglei­ stung, wobei weiter der Rotor und der Stator in einem Motorgehäuse aufgenommen sind und die Kühlluft zumin­ dest teilweise außerhalb des Motorgehäuses entlang­ strömt.

Derartige schnellaufende Elektromotoren sind bekannt und finden bspw. in Staubsaugern ihren Einsatz. Hier wird die Kühlluft zumindest teilweise außerhalb des Motorgehäuses entlanggeführt in der Form, daß die Luft scharf umgelenkt durch ein Labyrinth geschickt wird. Die Wände des Labyrinths weisen eine schallabsorbieren­ de Wirkung auf. Es erweist sich hierbei als nachtei­ lig, daß aus dieser scharfen Luftumlenkung Strömungsver­ luste resultieren, die sich auf den Gesamtwirkungsgrad des Gerätes nachteilig auswirken.

Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung dahinge­ hend gesehen, einen schnellaufenden, zumindest teilwei­ se außerhalb des Motorgehäuses von Kühlluft zu umströ­ menden Elektromotor anzugeben, welcher sich durch eine strömungstechnisch verbesserte Umlenkung der Kühlluft um das Motorgehäuse auszeichnet.

Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen beim Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst, wobei darauf abge­ stellt ist, daß der außerhalb des Motorgehäuses entlang­ strömenden Kühlluft ein schraubenlinienförmiger Verlauf aufgeprägt ist. Findet bspw. der erfindungsgemäße schnellaufende Elektromotor seinen Einsatz als Gebläse­ motor in einem Staubsauger, so kann die aus dem Gebläse­ teil austretende Luft in strömungstechnisch verbesser­ ter Weise um das Motorgehäuse zur Kühlung des Elektromo­ tors geführt werden. Hierzu wird der Kühlluft ein schraubenlinienförmiger Verlauf aufgeprägt, welcher Verlauf eine weiche Umlenkung des Kühlluftstromes be­ wirkt. Es entstehen hierbei keine, zumindest keine wesentlichen Strömungsverluste, bspw. durch Wirbelbil­ dung, so daß die Umströmung des Elektromotors zur Küh­ lung desselben sich demnach nicht auf den Gesamtwir­ kungsgrad des Gerätes nachteilig auswirkt. So hat sich überraschenderweise durch diese erfindungsgemäße Ausge­ staltung ergeben, daß bei einem Elektromotor, welcher mit einer Drehzahl von 33 000 Umdrehungen pro Minute arbeitet, sich bei gleicher Leistung zu herkömmlichen, gleich schnell laufenden Elektromotoren eine etwa um 50% reduzierte Leistungsaufnahme ergibt. Zur Aufprä­ gung des schraubenlinienförmigen Verlaufes der Kühlluft ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Motorgehäuse außenseitig Strömungsleitelemente für die Kühlluft aufweist. Diese Strömungsleitelemente sind entspre­ chend schraubenlinienförmig um das Motorgehäuse angeord­ net. Bspw. können hierzu sich senkrecht zur Ausrich­ tung des Motorgehäuses bzw. senkrecht zur Motorwelle erstreckende Leitelemente in Form von ringartigen Kra­ gen ausgebildet sein, welche sich schraubenlinienförmig um das Motorgehäuse erstrecken. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Strömungsleitele­ mente in einem gesonderten Leitelementgehäuse angeordnet sind. Letzteres wird um das Motorge­ häuse platziert. Bspw. kann hierzu ein aus Kunststoff hergestelltes Leitelementgehäuse vorgesehen sein, an welchem die Strömungsleitelemente direkt angespritzt sind, bzw. wobei die Strömungsleitelemente in einem Arbeitsgang mit dem Leitelementgehäuse hergestellt werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, daß das Leitele­ mentgehäuse gitterartig ausgebildet ist. Weiter wird in Vorschlag gebracht, daß die Strömungsleitelemente in dem Leitelementgehäuse innenseitig bezüglich der gitter­ artigen Struktur hervorragen. Wie bereits erwähnt, wird bevorzugt, das Leitelementgehäuse mitsamt den Strömungsleitelementen aus einem Kunststoff herzustel­ len, dies bspw. im Spritzverfahren. Das Leitelementge­ häuse kann weiter bspw. in Form von zwei Kapselhälften in einem Produktionsvorgang hergestellt werden, wobei bspw. Filmscharniere diese beiden Kapselhälften mitein­ ander verbinden. Bei einem Zusammenbau der gesamten Motoreinheit wird dieses im Prinzip zweiteilige, aufge­ klappte Leitelementgehäuse über das Motorgehäuse ge­ stülpt, wobei im Zuge dessen die beiden Kapselhälften derart um das Filmscharnier geklappt werden, daß ein geschlossenes, das Motorgehäuse vollständig umschließen­ des Leitelementgehäuse gebildet ist. In dieser Stel­ lung können bspw. bekannte Clipsverbindungen die Kapsel­ hälften zueinander arretieren. Die in jeder Kapselhälf­ te innenseitig angeordneten Strömungsleitelemente sind so angeordnet, daß nach einem Zusammenklappen zur Bil­ dung des gewünschten Leitelementgehäuses diese Strö­ mungsleitelemente insgesamt einen schraubenlinienförmi­ gen Verlauf aufweisen. Bedingt durch die gitterartige Struktur des Leitelementgehäuses ist dieses in vorteil­ hafter Weise gewichtsreduziert. Um eine schallabsorbie­ rende Wirkung im Bereich des Leitelementgehäuses zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß letzteres außenseitig von einem Schallschutzmaterial umgeben ist. Der durch das Leitelementgehäuse tretende Schall wird durch das dieses Gehäuse umgebende Schallschutzmaterial absor­ biert. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß das Schallschutzmaterial ein offenzelliger Schaumstoff ist. Bspw. kann hier Polyurethan zum Einsatz kommen. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die Strömungsleitelemente nach Art einer zweigängigen Schraubenlinie ausgebildet sind. Zudem wird vorgeschla­ gen, daß die Strömungsleitelemente im wesentlichen boden- und deckenartig einen Luftströmungsweg begren­ zen. Durch diese Maßnahmen ist ein zweiwendeliger, spiralförmiger Strömungskanal um das Motorgehäuse gebil­ det, welcher an der Lufteinströmseite beginnend bis an das obere Ende des Motorgehäuses reicht. Da sich der Verlauf dieses Strömungskanals an der austretenden Luft orientiert, kann dieser ohne nennenswerte Strömungsver­ luste passiert werden. Der mit der Luft bspw. aus einem Gebläse austretende Schall wird von den Wendel- bzw. Strömungsleitelementböden/-decken derart reflek­ tiert, daß er seitlich aus dem gitterartigen Leitele­ mentgehäuse austritt. Die über die gesamte Außenfläche des Kunststoffkorbes gespannte Schaumstofffläche absor­ biert hierbei wirkungsvoll den austretenden Schall. Die Strömungsleitelemente sind hierzu dermaßen bemessen und ausgerichtet, daß sich diese von der Innenseite des Leitelementgehäuses bis an die Außenfläche des Motorge­ häuses erstrecken, so daß der gebildete Strömungskanal im wesentlichen lediglich in Richtung auf die Schaum­ stofffläche hin geöffnet ist. Es wird weiter bevorzugt, daß die Kühlluft einer in Richtung auf die Ausblasrich­ tung erweiternden Spirale folgt. Ebenfalls wird auch der Schall entsprechend spiralförmig abgelenkt, womit der Schall desweiteren immer wieder zwischen dem Motor­ gehäuse und dem Schallschutzmaterial hin- und her abge­ lenkt wird, was zu einer optimierten schallabsorbieren­ den Wirkung führt. In einer Ausführungsform des Erfin­ dungsgegenstandes ist vorgesehen, daß ein Strömungsleit­ element über mehr als einen halben Umfang des Motorgehäuses ausgebildet ist. Dies hat bei einer zweiwendelig ausgebildeten Spiralausformung der Strö­ mungsleitelemente, bei welcher, wie bevorzugt, die Strömungsleitelemente um 180° zueinander versetzt ver­ laufen, zur Folge, daß sich Teilabschnitte eines jeden, einem Wendel zugehörigen Strömungsleitelementes in einer Projektion überlappen. Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß ein Strömungsleitelement einen Umschlin­ gungswinkel von 200° bis 300° aufweist. Hierdurch wird eine freie Durchstrahlung des Geräusches, ausgehend von der Gebläseausblasöffnung zur Motorgehäuseausblasöff­ nung vermieden. Auch bei einer Ausgestaltung, bei wel­ cher das Motorgehäuse einen konisch verlaufenden Be­ reich aufweist, werden die spiralförmigen Strömungsleit­ elemente auch in diesem Bereich eng an dem Motorgehäuse entlanggeführt, wobei die Breite jedes Leitelementes deutlich in Richtung auf den konisch verlaufenden Be­ reich vergrößert wird. In einer bevorzugten Ausgestal­ tung erstreckt sich dieser Überlappungsbereich über einen Winkel von ca. 60 bis 70°. Weiter ist vorgese­ hen, daß das Leitelementgehäuse gegebenenfalls ein­ schließlich des Schallschluckmaterials von einem Motor­ außengehäuse umgeben ist. Bei einem Zusammenstellen der gesamten Motoreinheit wird dem Motorgehäuse das Leitelementgehäuse übergestülpt und hiernach letzteres mit dem Schallschluckmaterial in Form von bspw. einer offenzelligen Schaumstoffmatte oder dergleichen umgeben, wobei hier eine Fixierung des Schallschluckma­ terials dadurch gegeben sein kann, daß das Leitelement­ gehäuse außenseitig zahnartige Vorsprünge aufweist, welche in das Schallschluckmaterial eingreifen. Die so gebildete Einheit wird hiernach in ein Motoraußengehäu­ se eingeschoben. Es wird vorgeschlagen, daß das Motor­ außengehäuse ausströmseitig ein siebartiges, sich im wesentlichen quer zur Motorachse erstreckendes Ausblas­ teil aufweist. Die einströmseitig in das Motoraußenge­ häuse eintretende Luft wird über die erwähnten Strö­ mungsleitelemente schraubenlinienförmig um das Motorge­ häuse zur Kühlung desselben geführt und nach Austritt aus dem Leitelementgehäuse durch das siebartige Ausblas­ teil des Motoraußengehäuses in die Umgebung abgeführt. Weiter wird bei einem erfindungsgemäßen schnellaufenden Elektromotor, wobei das Motoraußengehäuse ventilatorsei­ tig ein Lageraufnahmeteil aufweist und das Lageraufnah­ meteil mindestens ein, Durchbrüche belassendes Brücken­ teil aufweist, vorgeschlagen, daß das Lageraufnahmeteil durchbruchseitig eine leitschaufelartige Ausformung auf­ weist. Solche Lageraufnahmeteile sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese sind in bekannter Weise zur Erbringung einer gewünschten Stabilität als ringförmi­ ger, einen Mittelträger aufweisender Metallstabilisator ausgeformt. Dieses Lageraufnahmeteil bzw. Stabilisator muß relativ stabil und groß sein, damit der anzuordnen­ de Motor nicht schwingt. Bei den bekannten Ausbildun­ gen erweist sich jedoch der als Brückenteil ausgebilde­ te Mittelträger hinsichtlich der Abströmung der Kühl­ luft als nachteilig, da hier bspw. starke Wirbel entste­ hen können. Die hieraus resultierenden Strömungsverlu­ ste sind nicht gewünscht. Erfindungsgemäß wird an dem Brückenteil durchbruchseitig eine leitschaufelartige Ausformung vorgesehen, welche bevorzugt einstückig mit dem Brückenteil ausgebildet sind. Strömungsrichtungsge­ bende Elemente sind üblicherweise aus Kunststoff ge­ formt. Hier ist es jedoch erfindungsgemäß so, daß die leitschaufelartig Ausformung entsprechend dem Brücken­ teil aus einem Metall besteht. Die Ausbildung des Lageraufnahmeteiles ist weiterhin so gewählt, daß der Durchbruch einen Außenbereich aufweist, der in einer Projektion teilweise außerhalb des Motorgehäuses ausge­ bildet ist. Die durch den bzw. die Durchbrüche durch­ tretende Luft kann somit in den Bereich der Motorgehäu­ seaußenwandung gelangen und hier bei Anordnung des zuvor beschriebenen Leitelementgehäuses durch den zwei­ wendelig, spiralförmig gebildeten Strömungskanal ge­ führt werden. Als besonders vorteilhaft erweist es sich, daß die Breite des Strömungsleitelementes etwa dem 0,3 bis 1fachen, vorzugsweise dem 0,5 bis 0,7fachen der radialen Breite des in einer Projektion außerhalb des Motorgehäuses ausgebildeten Teilbereiches des Außen­ bereiches entspricht. Weiter wird hierbei bevorzugt, das Motorgehäuse unterseitig, d. h. lufteinströmseitig des gesamten Motorkomplexes, geschlossen auszubilden. Wird das Motorgehäuse mitsamt dem Leitelementgehäuse in ein Motoraußengehäuse eingelegt, so ist die durch die Durchbrüche des Lageraufnahmeteiles durchtretende Luft gezwungen, das Motorgehäuse zur Kühlung desselben zu umströmen. Zur Optimierung dieser Kühlung wird vorge­ schlagen, daß die leitschaufelartige Ausformung den Luftstrom zumindest teilweise in den Außenbereich ab­ lenkt. Hier geschieht demnach eine Vororientierung der Kühlluft in Richtung auf den spiralförmigen Strömungska­ nal. Hierzu wird weiter vorgeschlagen, daß die leit­ schaufelartige Ausformung im wesentlichen eine Fortset­ zung des Strömungsleitelementes darstellt. Der Luft­ strom wird über die leitschaufelartigen Ausformungen in Richtung auf die Strömungsleitelemente, bevorzugt gegen deren Unterseite umgelenkt, von wo aus sie dann schrau­ benlinienförmig um das Motorgehäuse geführt wird. Es wird bevorzugt, daß die leitschaufelartige Ausformung eine dem Außenbereich zugeordnete, rinnenartige Vertie­ fung aufweist. Weiter wird hierzu vorgeschlagen, daß die rinnenartige Vertiefung etwa mittig zu dem Strö­ mungsleitelement angeordnet ist. Dies zur sicheren Umlenkung des Luftstromes aus dem Bereich der Durchbrü­ che der Lageraufnahme in den zwischen dem Motorgehäuse und dem Leitelementgehäuse gebildeten, zweiwendlig, spiralförmig ausgebildeten Strömungskanal. Schließlich erweist es sich als vorteilhaft, daß die leitschaufelar­ tige Ausformung punktsymmetrisch zur Motorwelle an zwei gegenüberliegenden Randbereichen des Brückenteiles ausgebildet sind. Diese Ausgestaltung wird insbesonde­ re dann bevorzugt, wenn die Strömungsleitelemente nach Art einer zweigängigen Schraubenlinie ausgebildet sind, wobei jedem Strömungsleitelement eine leitschaufelarti­ ge Ausformung des Lageraufnahmeteiles zugeordnet ist derart, daß die leitschaufelartigen Ausformungen im wesentlichen jeweils Verlängerungen der Strömungsleit­ elemente ausbilden.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Handstaubsauger in perspektivischer Darstellung mit einer schematisch angedeuteten Motor-Gebläse-Einheit;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung, ein Motoraußengehäuse, eine ringförmige Schaum­ stofffläche, ein Leitelementgehäuse und die Motor-Gebläse-Einheit zeigend, wobei das Leit­ elementgehäuse eine erste Ausführungsform betrifft;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines von einem Motorgehäuse umgebenen Elektromotors, wobei das Motorgehäuse von einem eine zweite Ausführungsform betreffenden Leitelementgehäu­ se umfaßt ist;

Fig. 4 eine perspektivische Einzeldarstellung des Lageraufnahmeteiles;

Fig. 5 eine Draufsicht auf Motorgehäuse und Leitele­ mentgehäuse gemäß Fig. 3, wobei jedoch hier weiter das Leitelementgehäuse von der ringför­ migen Schaumstofffläche umspannt ist;

Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung, wobei das Leitelementgehäuse dem Lageraufnahme­ teil zugeordnet ist, jedoch unter Fortlassung des Elektromotors und dessen Motorgehäuses;

Fig. 7 eine weitere der Fig. 5 entsprechende Darstel­ lung, wobei jedoch hier das Leitelementgehäuse fortgelassen ist;

Fig. 8 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des Überganges von einer leitschaufelartigen Aus­ formung des Lageraufnahmeteiles zu einem Strö­ mungsleitelement des Leitelementgehäuses;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung der schaufelartigen Ausformung;

Fig. 10 das Leitelementgehäuse in einer dritten Ausfüh­ rungsform, die Unteransicht einer aufgeklapp­ ten Montagegestellung darstellend;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Leitelementgehäuses gemäß Fig. 10;

Fig. 12 das Lageraufnahmeteil in einer Draufsicht, eine weitere Ausführungsform betreffend;

Fig. 13 den Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in Fig. 12;

Fig. 14 den Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in Fig. 12.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Handstaubsauger 1, dessen Saugleistung von einer Motor-Gebläse-Einheit 2, welche einen schnellaufenden Elektromotor 2 aufweist, erbracht wird. Hier kommt ein schnellaufender, bevorzugt mit 33 000 Umdrehungen pro Minute laufender, in einem Motor­ gehäuse 5 sitzender Universalmotor zum Einsatz, der von dem aus einem Gebläseteil 4 austretenden Luft außen umströmt wird.

Der im einzelnen zeichnerisch nicht wiedergegebene Elektromotor setzt sich im wesentlichen aus dem Motorge­ häuse 5, einem darin gehalterten, eine Motorwelle auf­ weisenden Rotor und einem Stator zusammen. Diese Ein­ zelheiten sind im Detail nicht dargestellt.

Weiter ist ein Lageraufnahmeteil 6 vorgesehen, in wel­ chem die Motorwelle gelagert ist. Das Lageraufnahme­ teil 6 ist mit dem Motorgehäuse 5 schraubverbunden. Auf der dem Motorgehäuse 5 abgewandten Seite des Lager­ aufnahmeteiles 6 ist ein an sich bekanntes Gebläserad auf der Motorwelle gelagert. Dieses Gebläserad ist durch ein weiteres Gehäuseteil 7, welches ebenfalls an dem Lageraufnahmeteil 6 angebunden ist, geschützt.

Wie weiter insbesondere aus Fig. 2 zu erkennen ist, weist das Motorgehäuse 5 Aufnahmen für Kohlebürsten auf. Diesbezüglich wird auf eine noch nicht veröffent­ lichte europäische Anmeldung mit dem Aktenzeichen 95 117 367.3 verwiesen. Der Inhalt dieser Anmeldung wird hiermit vollinhaltlich in die Offenbarung vorlie­ gender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zwecke, Merkmale dieser Anmeldung in Ansprüche vorliegender Erfindung mit einzubeziehen.

Weiter zeigt Fig. 2 ein Leitelementgehäuse 8, welches gitterartig ausgebildet ist. Dieses Leitelementgehäuse 8 weist innenseitig bezüglich der gitterartigen Struk­ tur hervorragende Strömungsleitelemente 9 auf. Diese sind in einem Querschnitt etwa rechteckig ausgebildet und sind mit den Gittern des Leitelementgehäuses 8 verbunden.

Die Strömungsleitelemente 9 erstrecken sich - von einem Ende des Leitelementgehäuses 8 ausgehend -, einem schraubenlinienförmigen Verlauf folgend bis an das entgegengesetzte Ende des Leitelementgehäuses 8. Es sind zwei Strömungsleitelemente 9 vorgesehen, welche bezogen auf die Längserstreckung des Leitelementgehäu­ ses 8 zueinander um 180° versetzt sind. Demzufolge ergibt sich nach Art einer zweigängigen Schraubenlinie eine zweiwendelige, spiralförmige Ausbildung der Strö­ mungsleitelemente 9.

In dem in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel eines Leitelementgehäuses 8 weisen die Strömungsleitele­ mente 9 einen, bezogen auf die Durchströmrichtung r, linksdrehenden Verlauf auf, wobei jedes Strömungsleit­ element 9 im Verlaufe der Schraubenlinie eine Wende von ca. 360° durchfährt.

Die Innenkontur jedes Strömungsleitelementes 9, d. h. die Kontur der inneren Randkante, welche der Mittelach­ se x zugewandt ist, ist so gewählt, daß nach einem Überstülpen des Leitelementgehäuses 8 über das Motorge­ häuse 5 sich die Strömungsleitelemente 9 nahezu dich­ tend auf der Mantelfläche des Motorgehäuses 5 abstützen.

Das Leitelementgehäuse 8 ist bevorzugt ein Kunststoff­ spritzteil, wobei dieses Gehäuse 8 und auch die Strö­ mungsleitelemente 9 in einem Arbeitsgang gespritzt werden. Hierzu kann das gesamte Leitelementgehäuse 8 mitsamt den Strömungsleitelementen 9 zweiteilig ausge­ bildet sein mit einer Schnittebene, welche in zusammen­ gebautem Zustand parallel zur Körpermittelachse x ver­ läuft.

Es werden demnach zwei Kapselhälften gespritzt, wobei weiter bevorzugt wird, diese über ein Filmscharnier miteinander zu verbinden. Zum Überstülpen des Leitele­ mentgehäuses 8 über das Motorgehäuse 5 werden die bei­ den Gehäusehälften um die Filmscharniere geklappt. Eine Fixierung der beiden Gehäusehälften zueinander kann bspw. vermittels einer üblichen Clipsverbindung geschehen. In Fig. 2 sind Trennlinien 10 im Bereich der Strömungsleitelemente 9 zu erkennen. Die Filmschar­ niere und die Clipsverbindungen sind nicht dargestellt.

Weiter ist ein Schallschutzmaterial in Form einer Schaumstofffläche 11 vorgesehen, welche außenseitig das Leitelementgehäuse 8 umgibt. Zur Fixierung dieser Schaumstofffläche 11 besitzt das Leitelementgehäuse 8 außenseitig zahnartige Vorsprünge 12.

Die mit dem Leitelementgehäuse 8 und der Schaum­ stofffläche 11 versehene Motor-Gebläse-Einheit 2 wird im Einbauzustand von einem Motoraußengehäuse 3 umschlos­ sen. Letzteres weist ausströmseitig, d. h. in Strö­ mungsrichtung r gesehen, nachgeschaltet zu der Motor-Ge­ bläse-Einheit 2, ein siebartiges, sich im wesentlichen quer zur Motorachse x erstreckendes Ausblasteil 13 auf.

Die um das Motorgehäuse 5 spiralförmig verlaufenden Strömungsleitelemente 9 begrenzen im wesentlichen bo­ den- und deckenartig einen Luftströmungsweg in Form eines zweiwendeligen, spiralförmigen Strömungskanals. Die durch den an der Motorwelle angeflanschten Ventila­ tor zugeführte Kühlluft durchtritt das Lageraufnahme­ teil im Bereich von dort angeordneten Durchbrüchen 14 und wird in Richtung auf die Außenwandung des Motorge­ häuses 5 geführt. Hier erfolgt eine weiche Ablenkung des Luftstromes entlang der schraubenlinienförmig aus ge­ richteten Strömungsleitelemente 9 zur Kühlung des Elek­ tromotors. Die Kühlluft tritt gegen die untere Seite der Strömungsleitelemente 9 und wird der Spiralform folgend um das Motorgehäuse 5 geführt. Der Austritt der Kühlluft erfolgt am oberen Ende des Motorgehäuses 5 und von dort durch das Ausblasteil 13 in die Umgebung.

Die zwei spiralförmigen Strömungsleitelemente 9 über­ schneiden sich - in einer Projektion gesehen - über ca. einen halben Umfang, womit die Strömungsleitelemente 9 in diesem Überschneidungsbereich sowohl decken- als auch bodenartig fungieren.

Der so gebildete Strömungskanal ist durch die außenwand­ seitige Verkapselung mittels des Motoraußengehäuses 3 lediglich nach oben hin, d. h. in Richtung auf die Ausblasseite hin offen, so daß in optimaler Weise das Motorgehäuse 5 umströmt wird.

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil in der erfindungsge­ mäßen Ausgestaltung liegt darin, daß der mit der Luft aus dem Gebläse 4 austretende Schall von den Strömungs­ leitelementböden/-decken derart reflektiert wird, daß er seitlich aus dem Leitelementgehäuse 8 austritt. Die hier über die Außenfläche des Leitelementgehäuses 8 gespannte Schaumstofffläche 11 absorbiert wirkungsvoll den austretenden Schall. Mit dem Effekt, daß der Ver­ lauf des gebildeten Strömungskanals genau an der austre­ tenden Luft orientiert ist und somit der Strömungskanal ohne nennenswerte Strömungsverluste passiert werden kann, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausge­ staltung eine kühlungs- und schallschutztechnisch ver­ besserte Lösung.

In den Fig. 3 bis 9 ist in einer zweiten Ausführungs­ form das Leitelementgehäuse 8 inklusive der Strömungs­ leitelemente 9 und detailliert das Lageraufnahmeteil 6 dargestellt.

Das in Fig. 4 dargestellte Lageraufnahmeteil 6 ist im Grundriß kreisscheibenartig ausgeformt und weist zwei durch ein Brückenteil 15 belassene Durchbrüche 14 auf. Mittig besitzt das Lageraufnahmeteil 6 eine in dem Brückenteil 15 angeordnete Lagerbohrung 16 zur Aufnahme eines Kugellagers der Motorwelle. Weiter sind obersei­ tig im Bereich des belassenen ringförmigen Randes Boh­ rungen 17 vorgesehen, durch welche Schrauben zur Befe­ stigung des Lageraufnahmeteiles 6 an dem Motorgehäuse 5 geführt werden können. Hierzu weist das Motorgehäuse 5 entsprechend ausgebildete, radial ausgerichtete Befesti­ gungsflansche 21 auf.

Die Durchbrüche 14 sind in ihrer Erstreckung so ge­ wählt, daß diese einen Außenbereich 18 aufweisen, wel­ cher in einer Projektion nach Zusammenbau der Motor-Ge­ bläse-Einheit 2 teilweise außerhalb des Motorgehäuses 5 ausgebildet sind (vergl. Fig. 7). Dies bedeutet im einzelnen, daß ein durch die Durchbrüche 14 durchtreten­ der Luftstrom durch die Außenbereiche 18 außen an dem Motorgehäuse 5 vorbei geführt werden kann. Letzteres kann im übrigen in Richtung auf das Lageraufnahmeteil 6 geschlossen ausgebildet sein, so daß die Luft gezwungen ist, außenseitig vorbeizuströmen.

Weiter besitzt das Lageraufnahmeteil 6 im Bereich des Brückenteiles 15 beidseitig der Lageröffnung 16 jeweils eine leitschaufelartige Ausformung 19. Letztere sind punktsymmetrisch zur Motorwelle bzw. zur Achse x an zwei sich gegenüberliegenden Randbereichen des Brücken­ teiles 15 ausgebildet.

Konkret sind diese Leitschaufeln - in einer Draufsicht auf die dem Motorgehäuse 5 zugewandten Seite des Lager­ aufnahmeteiles 6 betrachtet - an den in Uhrzeigerrich­ tung weisenden Randkanten des Brückenteiles 15 angeord­ net. Hierzu sind aus dem im wesentlichen einen flachen Querschnitt aufweisenden Brückenteil 15 nach oben hin, d. h. in Richtung auf das Motorgehäuse 5 weisende schau­ felartige Schanzen aus dem Brückenteil 15 geformt.

Diese leitschaufelartigen Ausformungen 19 weisen weiter jeweils eine dem Außenbereich 18 der Durchbrüche 14 zugeordnete, rinnenartige Vertiefung 20 auf (siehe auch Fig. 9). Die, bezogen auf Fig. 4, von unten durch die Durchbrüche 14 durchströmende Luft wird - die Außenbe­ reiche 18 durchtretend - vermittels der leitschaufelar­ tigen Ausformungen 19 weich abgelenkt, dies - bezogen auf die zweite Ausführungsform des Leitelementgehäuses - in Uhrzeigerrichtung. Das Brückenteil 15, welches übli­ cherweise der durchströmenden Luft entgegensteht, wirkt somit nicht mehr störend, sondern übernimmt die Aufgabe einer vorteilhaften, weichen Umlenkung der Kühlluft.

Das gesamte Lageraufnahmeteil 6 ist in Form eines Me­ tallstabilisators ausgebildet.

Das in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellte Leitelementge­ häuse 8 der zweiten Ausführungsform weist entgegen der ersten Ausführungsform Strömungsleitelemente 9 auf, welche in Uhrzeigerrichtung angeordnet sind, dies bezo­ gen auf die Durchströmrichtung r. Auch dieses Leitele­ mentgehäuse 8 mitsamt den Strömungsleitelementen 9 ist zweigeteilt ausgebildet. Die Trennlinien sind mit den Bezugszeichen 10 versehen.

Die Leitelementbreite a, gemessen quer zur Strömungs­ richtung, d. h. radial gemessen zwischen Motorgehäuse­ wandung und Leitelementgehäuse 8, entspricht erfindungs­ gemäß dem 0,5 bis 0,7fachen der Breite b des Außenberei­ ches 18, gemessen in radialer Richtung zwischen Motorge­ häusewandung und äußere Begrenzung des Durchbruches 14 des Lageraufnahmeteiles 6 (vergl. Fig. 5 und 7).

Diese Strömungsleitelemente 9 begrenzen auch hier im wesentlichen boden- und deckenartig einen Luftströmungs­ weg. Wie insbesondere aus Fig. 5 zu erkennen, ist jedes Strömungsleitelement 9 über mehr als einen halben Umfang ausgebildet, wobei bevorzugt wird, daß ein Um­ schlingungswinkel des sprialförmigen Strömungsleitele­ mentes zwischen 200° bis 300° liegt. Konkret ist dies in dem gezeigten Ausführungsbeispiel so gelöst, daß jedes Strömungsleitelement 9 sich über einen Winkel Alpha von ca. 240° erstreckt. Wie weiter aus den Fig. 5 und 6 zu erkennen, sind die beiden Strömungsleit­ elemente 9 um ca. 180° um die Mittelachse x versetzt zueinander angeordnet. Hieraus ergibt sich ein Überlap­ pungsbereich, welcher sich in dem gezeigten Ausführungs­ beispiel über einen Winkel Beta von ca. 60° erstreckt.

Weiter ist zu erkennen, daß die Strömungsleitelemente 9 im Bereich ihrer in Ausblasrichtung weisenden Endberei­ che 9′ sich nach innen hin in Richtung auf die Mittel­ achse x erweitern, dies dadurch bedingt, daß das Motor­ gehäuse 5 in diesem Bereich Abflachungen 5′ aufweist, und die Strömungsleitelemente 9 bevorzugt generell so ausgeformt sind, daß diese stets an der Außenwandung des Motorgehäuses 5 entlang verlaufend anliegen.

Hier erweist sich nunmehr die Ausbildung von leitschau­ felartigen Ausformungen 19 an dem Lageraufnahmeteil 6 von Vorteil, da die Anordnung von Lageraufnahmeteil 6 zum Leitelementgehäuse 8 so gewählt ist, daß die rinnen­ artigen Vertiefungen 20 etwa mittig zu den Strömungs­ leitelementen 9, und zwar unterseitig, angeordnet sind (vergl. Fig. 8). Dies bedeutet, daß die durch die Vertiefungen 20 durch den Außenbereich 18 des Lagerauf­ nahmeteiles 6 geleitete Luft (Pfeile r′ in Fig. 4) mittig auf die unterseitige Fläche des jeweiligen Strö­ mungsleitelementes 9 gelenkt wird, worauf hiernach die Luft in optimaler Weise sich im Bereich zwischen dem Motorgehäuse 5 und dem durch die Schaumstofffläche 11 begrenzten Wandung des Leitelementgehäuses 8 verteilen und spiralförmig in Richtung Auslaß bewegen kann (Pfei­ le r′′ in Fig. 3).

Bedingt durch diese Ausgestaltung wird der mit der Luft aus dem Gebläse 4 austretende Schall von den Strömungs­ leitelementböden/-decken und von der Motorgehäusewan­ dung derart reflektiert, daß er seitlich aus dem als Kunststoffkorb ausgebildeten Leitelementgehäuse 8 aus­ tritt. Die über die gesamte Außenfläche des Leitele­ mentgehäuses 8 gespannte Schaumstofffläche 11 absorbiert wirkungsvoll den austretenden Schall.

Zur verlustarmen Strömung und Erhöhung der akustischen Wirksamkeit wird die Luft durch zwei Spiralen, die dicht am Motorgehäuse 5 anliegen, geführt. Die Spiralen beginnen um 180° versetzt an zwei der vier Befestigungs­ flanschen 21 des Motorgehäuses 5, die den ringförmigen Ausblasquerschnitt, gebildet durch die Durchbrüche 14, unterbrechen. Die Spiralen verlaufen stetig und führen die Luft zu der dem Gebläseteil 4 gegenüberliegenden Seite. Die Auslegung der Spiralen erfolgt in der Weise, daß der Strömungsquerschnitt zwischen den Spiralen im Bereich des zylindrischen Motorgehäuses 5 konstant ist. Der Umschlingungswinkel der Spiralen liegt, wie bereits erwähnt, zwischen 200° und 300°, so daß eine freie Durchstrahlung des Geräusches von der ringförmigen Gebläseausblasöffnung im Bereich der Durchbrüche 14 zur Motorkapselausblasöffnung vermieden wird. Auch in dem konisch verlaufenden Motorgehäusebereich werden die Spiralen eng an dem Motorgehäuse entlanggeführt, wobei die Breite a der Spirale deutlich vergrößert wird.

Der Spalt zwischen der Spirale bzw. dem Leitelementge­ häuse 8 und dem Motoraußengehäuse 3 wird bevorzugt mit Schaumstoff zur Geräuschdämpfung ausgefüllt. Motorgehäu­ se 5, das Leitelementgehäuse 8 und das Motoraußengehäu­ se 3 sind insbesondere auch im konischen Bereich des Motorgehäuses 5 so abgestimmt, daß das Absorptionsmate­ rial aus einem Plattenmaterial konstanter Wanddicke im einfachen Zuschnitt erstellt werden kann.

Bedingt durch die spiralförmigen Strömungsleitelemente 9 wird zwar der Strömungsweg erhöht, gleichzeitig wird jedoch sowohl die Kühlstrecke der Luft entlang des Motorgehäuses 5 als auch die Absorptionsstrecke für das Geräusch erhöht. Zudem wird die Luftströmung, die natur­ gemäß beim Austritt aus dem Gebläseteil 4 stark verwir­ belt ist, in den gebildeten Kanälen beruhigt, was zur Geräuschreduzierung beiträgt.

Bedingt durch die stetige Luftführung und die Vermei­ dung von plötzlichen Umlenkungen sind die Strömungsver­ luste niedrig. Durch die konische Gestaltung des Motor­ gehäuseendbereiches, welcher dem Gebläseteil 4 gegen­ überliegt, wird der Austrittsquerschnitt aus dem Spiral­ raum vergrößert, was zu niedrigen Strömungsverlusten und niedrigen Geräuschen beiträgt.

In den Fig. 10 und 11 ist das Leitelementgehäuse 8 in einer weiteren Ausführungsform dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Strömungsleitelemente 9 vermittels Zwischenstegen 22 gitterförmig miteinander verbunden sind. Diese Zwischenstege 22 stabilisieren einerseits die Strömungsleitelemente 9 und andererseits halten diese, in Einbausituation, den schallabsorbierenden Schaumstoff in Position. Auf diese Weise ergibt sich ein Spiralgitterkorb 23 mit zwei ineinander verlaufen­ den Spiralen.

Um eine einfache Handhabung bei der Montage zu erzie­ len, ist dieser Spiralgitterkorb 23 vorteilhaft in Motorachsrichtung getrennt und zur Ausblasseite hin aufgeklappt. Durch sogenannte Filmscharniere 24 bleiben die Korbhälften miteinander verbunden und erleichtern somit die Montage auf den Motor 2. Mit zusätzlichen Rastvorrichtungen 25 werden die Korbhälften untereinan­ der und auf dem Motor 2 fixiert.

Zur weiteren Montageerleichterung können, wie bereits erwähnt, kleine zahnartige Vorsprünge außen an den Zwischenstegen und/oder Strömungsleitelementen 9 ange­ bracht sein, an denen sich der Schaumstoff verhaken kann. So kann der Schaumstoff an dem mit dem Spiralkorb 23 versehenen Elektromotor 2 vormontiert und anschlie­ ßend in das Motoraußengehäuse 3 eingeschoben werden.

In den Fig. 12 bis 14 ist in einer weiteren Ausführungs­ form ein Lageraufnahmeteil 6 dargestellt, welches im wesentlichen aus einem zylindrischen Bereich 30, einem Ringbereich 31 und zwei Brückenteilen 15, die die Ver­ bindung zwischen dem Ringbereich 31 und der Lagerstelle herstellen, gebildet ist. Der zylindrische Bereich 30 ist für die Aufnahme des Gehäuseteiles 7 vorgesehen und verstärkt gleichzeitig die für die präzise Befestigung vom Lageraufnahmeteil 6 und Motorgehäuse 5 wichtige Ringfläche 31.

Die Lagerstelle wird gebildet aus einer topfartigen Lageraufnahme 32 und einem anschließenden zweiten topf­ artigen Gebilde 33, daß zu den Brückenteilen 15 hin geöffnet ist. Die Brückenteile 15 sind versteift durch hochgestellte Wandungen 34 und einer Mittelsicke 35. Weiter sind die Brückenteile 15 asymmetrisch aufgebaut, derart, daß die strömungsabgewandte Seite eine ohrenför­ mige Gestalt zur Bildung einer leitschaufelartigen Ausformung 19 aufweist, die sowohl eine Versteifung des jeweiligen Brückenteiles 15 bewirkt als auch die Luft­ strömung vorteilhaft zirkulierend ausströmen läßt, so daß das Motorgehäuse 5 durch eine Drallströmung umspült wird.

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 aufzunehmen.

Claims (21)

1. Schnellaufender Elektromotor, bspw. für Haushaltsge­ räte, insbesondere für einen Staubsauger (1), mit einem eine Motorwelle aufweisenden Rotor und einem Stator, wobei an der Motorwelle ein Ventilator angeflanscht ist zur Kühlung des Motors und bspw. bei einem Staubsauger (1) zur Erbringung der Saugleistung, wobei weiter der Rotor und der Stator in einem Motorgehäuse (5) aufgenom­ men sind und die Kühlluft zumindest teilweise außerhalb des Motorgehäuses (5) entlangströmt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der außerhalb des Motorgehäuses (5) ent­ langströmenden Kühlluft ein schraubenlinienförmiger Verlauf aufgeprägt ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1 oder insbesondere da­ nach, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse (5) außenseitig Strömungsleitelemente (9) für die Kühlluft aufweist.

3. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (9) in einem gesonderten Leitelementgehäuse (8) angeordnet sind.

4. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelementgehäuse (8) gitterar­ tig ausgebildet ist.

5. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (9) in dem Leitelementgehäuse (8) innenseitig bezüglich der gitterartigen Struktur hervorragen.

6. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelementgehäuse (8) außensei­ tig von einem Schallschutzmaterial umgeben ist.

7. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Schallschutzmaterial ein offen­ zelliger Schaumstoff (11) ist.

8. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (9) nach Art einer zweigängigen Schraubenlinie ausgebildet sind.

9. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitelemente (9) im wesentlichen boden- und deckenartig einen Luftströmungs­ weg begrenzen.

10. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungsleitelement (9) über mehr als einen halben Umfang des Motorgehäuses (5) ausgebildet ist.

11. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungsleitelement (9) einen Umschlingungswinkel (Alpha) von 200° bis 300° aufweist.

12. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelementgehäuse (8) gegebe­ nenfalls einschließlich des Schallschluckmaterials von einem Motoraußengehäuse (3) umgeben ist.

13. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Motoraußengehäuse (3) ausström­ seitig ein siebartiges, sich im wesentlichen quer zur Motorachse (x) erstreckendes Ausblasteil (13) aufweist.

14. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, wobei das Motoraußengehäuse (3) ventilatorseitig ein Lageraufnah­ meteil (6) aufweist und das Lageraufnahmeteil (6) minde­ stens ein, Durchbrüche (14) belassendes Brückenteil (15) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerauf­ nahmeteil (6) durchbruchseitig eine leitschaufelartige Ausformung (19) aufweist.

15. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (14) einen Außenbe­ reich (18) aufweist, der in einer Projektion teilweise außerhalb des Motorgehäuses (5) ausgebildet ist.

16. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (a) des Strömungsleitele­ mentes (9) etwa dem 0,3 bis 1fachen, vorzugsweise dem 0,5 bis 0,7fachen der radialen Breite (b) des in einer Projektion außerhalb des Motorgehäuses (5) ausgebilde­ ten Teilbereiches des Außenbereiches (18) entspricht.

17. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die leitschaufelartige Ausformung (19) den Luftstrom zumindest teilweise in den Außenbe­ reich (18) ablenkt.

18. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die leitschaufelartige Ausformung (19) im wesentlichen eine Fortsetzung des Strömungsleit­ elementes (9) darstellt.

19. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die leitschaufelartige Ausformung (19) eine dem Außenbereich zugeordnete, rinnenartige Vertiefung (20) aufweist.

20. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die rinnenartige Vertiefung (20) etwa mittig zu dem Strömungsleitelement (9) angeordnet ist.

21. Elektromotor nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß die leitschaufelartige Ausformung (19) punktsymmetrisch zur Motorwelle an zwei gegenüber­ liegenden Randbereichen des Brückenteiles (15) ausgebil­ det sind.