DE19627854A1

DE19627854A1 - DC motor

Info

Publication number: DE19627854A1
Application number: DE1996127854
Authority: DE
Original assignee: Linear Anstalt
Current assignee: Linear Anstalt
Priority date: 1996-07-11
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 1998-01-22
Also published as: WO1998002952A1; AU3766597A

Abstract

The invention relates to a dc motor having a rotor (13) which is provided with permanent magnets and coupled to a driven shaft (9), having a stator (21) which has windings at least of one coil (19), and having a commutator device (31) which applies current to said coil (19). The dc motor is characterised in that a sealing device (51) is provided which runs between the rotor (13) and the stator (21), and seals the stator (21) and commutator device (31) hermetically in relation to the rotor (13) and the driven shaft (9).

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Rotor, der mit Permanentmagneten versehen und mit einer Antriebswelle gekoppelt ist, einem Stator, der Wicklungen zumindest einer Spule trägt, und ei ner Kommutatorvorrichtung, die die Spule bestromt.The invention relates to an electric motor with a Rotor provided with permanent magnets and with a drive shaft is coupled, a stator, the windings carries at least one coil, and egg ner commutator device that energizes the coil.

Gleichstrommotoren der angesprochenen Art sind all gemein bekannt. Sie werden in den unterschiedlich sten Anwendungsgebieten eingesetzt, so beispiels weise auch im Kfz-Bereich als Bestandteil von Kraftstoffpumpen. Sie alle weisen einen Rotor auf, der direkt mit einem Teil der Kommutatorvorrichtung gekoppelt ist. Die Drehung des Rotors dient zur ständigen Umpolung des zu der Spule des Stators fließenden Stroms. Die Kommutatorvorrichtung selbst weist zumeist zwei Kollektorbürsten auf, die mit dem Rotor gekoppelt sind und sich um einen festste henden Kollektorring drehen. Dieser ist elektrisch mit der Spule des Stators verbunden, so daß die Spule über die Kontaktierung der Kollektorbürsten am Kollektorring bestromt wird. DC motors of the type mentioned are all common knowledge. They are different in the Most application areas used, for example as a component of Fuel pumps. They all have a rotor that directly with part of the commutator device is coupled. The rotation of the rotor is used for constant polarity reversal of the stator coil flowing current. The commutator device itself usually has two collector brushes, the with are coupled to the rotor and around a solid turn the collector ring. This is electrical connected to the coil of the stator so that the Coil over the contacting of the collector brushes is energized at the collector ring.

Die Einheit aus Rotor, Stator und Kommutatorvor richtung ist in einem Motorgehäuse untergebracht, das neben einer Öffnung für die Anschlußleitungen noch einen Wellendurchbruch für die mit dem Rotor gekoppelte Abtriebswelle aufweist.The unit consisting of rotor, stator and commutator direction is housed in a motor housing, that next to an opening for the connecting lines another shaft breakthrough for those with the rotor has coupled output shaft.

Beim Einsatz eines solchen Elektromotors in einer Flüssigkeit ergibt sich das Problem, daß eine Ab dichtung des Wellendurchbruchs zum Gehäuseinneren, hin nur unzureichend möglich ist. Die am Durchbruch vorgesehene Dichtung wird aufgrund des rotierenden Teils nie eine hundertprozentige (hermetische) Ab dichtung bewirken, so daß mit einem Eindringen von Flüssigkeit in das Innere des Motorgehäuses zu rechnen ist. Dies hat jedoch negative Auswirkungen auf die Kommutatorvorrichtung, so daß je nach Leit fähigkeit der Flüssigkeit mit einem Kurzschluß zu rechnen ist. Bei leicht entflammbaren Flüssigkeiten besteht sogar Explosionsgefahr, da bei der Kontak tierung der Kollektorbürsten mit dem Kollektorring Funken entstehen können.When using such an electric motor in a Liquid arises the problem that an Ab sealing the shaft opening to the inside of the housing, is insufficiently possible. The breakthrough provided seal is due to the rotating Sometimes never a 100% (hermetic) Ab effect seal so that with an intrusion of Liquid into the interior of the motor housing to calculate. However, this has negative effects on the commutator device, so that depending on the guide ability of the liquid with a short circuit to calculate. For highly flammable liquids there is even a risk of explosion because of contact the collector brushes with the collector ring Sparks can occur.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht des halb darin, einen Gleichstrommotor zu schaffen, der hermetisch dicht ist, so daß die vorgenannten Pro bleme nicht mehr auftreten. Insbesondere soll er für den Einsatz in entflammbaren Flüssigkeiten, beispielsweise Kraftstoffe wie Benzin, geeignet sein.The object of the present invention is half in creating a DC motor that is hermetically sealed, so that the aforementioned Pro bleme no longer occur. In particular, he should for use in flammable liquids, for example, fuels such as gasoline be.

Diese Aufgabe wird von einem Gleichstrommotor ge löst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. This task is done by a DC motor solves, which has the features of claim 1.

Dadurch, daß eine Abdichtungsvorrichtung vorgesehen ist, die sich zwischen Rotor und Stator erstreckt und Stator und Kommutatorvorrichtung gegenüber Ro tor und Abtriebswelle hermetisch abdichtet, ist insbesondere die Kommutatorvorrichtung vor Flüssig keit geschützt. Die Abdichtvorrichtung sorgt für eine Aufteilung des Inneren des Motorgehäuses in zwei zueinander hermetisch abgedichtete Kammern, wobei lediglich eine Kammer über den Wellendurch bruch in Verbindung mit der den Motor umgebenden Flüssigkeit steht. Da sich in dieser Kammer nur der Rotor und die Abtriebswelle befinden, ist eine Funktionsbeeinträchtigung der Kommutatorvorrichtung ausgeschlossen. Die Abdichtvorrichtung ist in der Lage, die die Kommutatorvorrichtung aufnehmende Kammer hermetisch abzudichten, da keine rotierenden Teile aus der Kammer herausgeführt werden müssen. Es ist lediglich eine Öffnung für die Anschlußlei tungen vorgesehen, die sich jedoch mit Hilfe von üblichen Kabelabdichtungen hermetisch abdichten läßt.In that a sealing device is provided which extends between the rotor and stator and stator and commutator device opposite Ro hermetically seals the gate and output shaft especially the commutator device before liquid protected. The sealing device ensures a division of the interior of the motor housing into two hermetically sealed chambers, with only one chamber above the shaft break in connection with that surrounding the motor Liquid is standing. Since only the Rotor and the output shaft are one Functional impairment of the commutator device locked out. The sealing device is in the Position which accommodates the commutator device Seal the chamber hermetically because there are no rotating ones Parts must be brought out of the chamber. It is just an opening for the connection line tions provided, which, however, with the help of Seal the usual cable seals hermetically leaves.

Ein solcher Gleichstrommotor läßt sich vorteilhaft in den unterschiedlichsten Flüssigkeiten betreiben, wobei beispielsweise an den Einsatz als im Tank un tergebrachte Kraftstoffpumpe zu denken ist.Such a DC motor can be advantageous operate in a wide variety of liquids, where, for example, to use as in the tank un used fuel pump is to be thought.

Vorzugsweise umfaßt die Kommutatorvorrichtung einen Kollektorring und einen zumindest zwei Kollektor bürsten aufweisenden Bürstenhalter, der rotierbar gelagert ist und mit Hilfe von Magnetkraft vom Ro tor antreibbar ist. Somit erfolgt die Drehung des Bürstenhalters nicht über eine direkte körperliche Kopplung mit dem Rotor, sondern mittels Magnet kraft, die durch die Abdichtungsvorrichtung hin durch wirkt. Damit läßt sich auf einen nicht voll ständig abdichtbaren Wellendurchbruch für einen dem Bürstenhalter zugeordnetes rotierendes Antriebsteil verzichten. Vorzugsweise sind am Rotor entspre chende Magnete vorgesehen, die mit am Bürstenhalter angebrachten Magneten zusammenwirken, derart, daß sie den Bürstenhalter bei einer Rotation mitnehmen.The commutator device preferably comprises one Collector ring and at least two collectors Brushed brush holder that rotates is stored and with the help of magnetic force from the Ro Gate can be driven. Thus the rotation of the Brush holder does not have a direct physical Coupling to the rotor, but by means of a magnet force by the sealing device by acting. It does not allow you to fully permanently sealable shaft breakthrough for a Rotating drive part assigned to brush holder dispense. Preferably, corre spond to the rotor Appropriate magnets provided on the brush holder attached magnets cooperate such that they take the brush holder with them during a rotation.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Bürstenhalter zwei Bürsten auf, die mit feststehenden Schleifringen zusammenwirken, um elektrische Energie von Anschlußleitungen an die Kollektorbürsten zu führen.In a particularly advantageous embodiment of the Invention, the brush holder has two brushes, that interact with fixed slip rings, to electrical energy from connecting lines to the Guide brushes.

Als besonders vorteilhafte Ausführungsform hat sich ein Stator herausgestellt, der den Rotor umgreift. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß der Ro tor den Stator umgreift.Has turned out to be a particularly advantageous embodiment a stator is exposed, which encompasses the rotor. Of course, it is also possible that the Ro grips the stator.

In einer Weiterbildung der Erfindung lassen sich die Magnete am Rotor vermeiden, wenn die Spule des Stators so ausgebildet ist, daß ein Drehfeld ent steht, welches mit dem am Bürstenhalter vorgese henen Magneten zusammenwirkt und somit den Bürstenhalter antreibt.In a further development of the invention, avoid the magnets on the rotor if the coil of the Stator is designed so that a rotating field ent stands, which is provided with the brush holder interacts with the magnet and thus the Brush holder drives.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die mechanisch arbeitende Kommuta torvorrichtung durch eine elektronische Kommutator vorrichtung ersetzt. Zur Erfassung der Position des Rotors, die zur Ansteuerung der Spule notwendig ist, erfolgt vorzugsweise über magnetisch arbei tende Sensoren, die durch die Abdichtungsvorrich tung hindurch wirken. Selbstverständlich sind auch andere Positionserfassungstechniken möglich, bei spielsweise optische Systeme, die dann jedoch eine zumindest teilweise transparente Abdichtungsvor richtung erfordern.In a further advantageous embodiment of the Invention is the mechanical commute gate device by an electronic commutator device replaced. To capture the position of the Rotors necessary to control the coil is preferably done magnetically sensors through the sealing device act through it. Of course, too other position detection techniques possible at for example optical systems, but then one at least partially transparent sealing require direction.

Vorzugsweise liegt die Abdichtungsvorrichtung mit ihrem Rand dicht an einer Zylinderwandung des vor zugsweise topfförmigen Motorgehäuses an.The sealing device is preferably included its edge close to a cylinder wall of the preferably pot-shaped motor housing.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbei spielen mit Bezug auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Dabei zeigen:The invention will now be described by way of example play in detail with reference to the drawings described. Show:

Fig. 1a eine schematische Darstellung eines Elek tromotors gemäß einem ersten Ausführungs beispiel, FIG. 1a is a schematic representation of a Elek tromotors according to a first execution example,

Fig. 1b eine schematische Darstellung eines Ro tors des Elektromotors gemäß Fig. 1a, FIG. 1b is a schematic representation of a ro tors of the electric motor shown in Fig. 1a,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Elek tromotors gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel, und Fig. 2 is a schematic representation of an elec tric motor according to a second embodiment, and

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Elek tromotors gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel. Fig. 3 is a schematic representation of an electric motor according to a third exemplary embodiment.

In Fig. 1 ist ein Elektromotor 1 dargestellt, der ein vorzugsweise topfförmiges Motorgehäuse 3 auf weist, das von einem Lagerdeckel 5 abgeschlossen ist. Die Befestigung des Lagerdeckels 5 am Motorge häuse 3 erfolgt üblicherweise mittels Schrauben, wobei zur Abdichtung zwischen Lagerdeckel 5 und Mo torgehäuse 3 Dichtungen, beispielsweise Dichtungs ringe, vorgesehen sind.In Fig. 1, an electric motor 1 is shown, which has a preferably cup-shaped motor housing 3 , which is closed by a bearing cap 5 . The mounting of the bearing cap 5 on the motor housing 3 is usually carried out by means of screws, wherein seals, for example sealing rings, are provided for sealing between the bearing cap 5 and the motor housing 3 .

Der Lagerdeckel 5 weist mittig einen Wellendurch bruch 7 auf, der zur Aufnahme eines - in der Figur nicht gezeigten - Lagers ausgebildet ist.The bearing cover 5 has a shaft opening 7 in the middle, which is designed to receive a bearing (not shown in the figure).

Eine lediglich ausschnittsweise gezeigte Abtriebs welle 9 durchgreift den Wellendurchbruch 7 und das Lager und endet im Inneren des Motorgehäuses 3. An diesem Ende 11 der Antriebswelle 9 ist ein Rotor 13 angebracht, der eine senkrecht zur Längsachse der Abtriebswelle 9 verlaufende Rotorscheibe 15 und eine sich daran anschließende längliche, im Quer schnitt kreisförmige Zylinderwand 17 umfaßt. Der Rotor 13 besitzt somit eine Becherform.An output shaft 9, which is only shown in sections, passes through the shaft opening 7 and the bearing and ends in the interior of the motor housing 3 . At this end 11 of the drive shaft 9 , a rotor 13 is attached, which comprises a rotor disk 15 running perpendicular to the longitudinal axis of the output shaft 9 and an adjoining elongated, cross-sectionally circular cylinder wall 17 . The rotor 13 thus has a cup shape.

Der Rotor 13 ist mit Permanentmagneten versehen, die an einer Innenfläche der Zylinderwand 17 in Um fangsrichtung gleichmäßig beabstandet angeordnet sind.The rotor 13 is provided with permanent magnets which are arranged on an inner surface of the cylinder wall 17 in the circumferential direction evenly spaced.

Diese nicht dargestellten Permanentmagnete wirken in bekannter Weise mit mehreren Spulen 19 eines Stators 21 zusammen. Der Stator 21 taucht dazu in den von der Zylinderwand 17 gebildeten Innenraum 23 des Rotors 13 zumindest teilweise ein. Der Durch messer des Stators 21 mit den Wicklungen der Spulen 19 und der Innendurchmesser der Zylinderwand 17 sind dabei so dimensioniert, daß ein Spalt zwischen ihnen gebildet wird. Darüber hinaus endet der Sta tor 21 ebenfalls beabstandet zu einer dem Innenraum 23 zugewandten Fläche der Rotorscheibe 15. Für eine einwandfreie Funktion des Elektromotors ist der Stator 21 konzentrisch zum Rotor 13 anzuordnen, so daß die Längsachsen der Abtriebswelle 9 und des Stators 21 zusammenfallen.These permanent magnets, not shown, interact in a known manner with a plurality of coils 19 of a stator 21 . For this purpose, the stator 21 is at least partially immersed in the interior 23 of the rotor 13 formed by the cylinder wall 17 . The diameter of the stator 21 with the windings of the coils 19 and the inner diameter of the cylinder wall 17 are dimensioned so that a gap is formed between them. In addition, the gate 21 also ends at a distance from a surface of the rotor disk 15 facing the interior 23 . For the electric motor to function properly, the stator 21 must be arranged concentrically with the rotor 13 so that the longitudinal axes of the output shaft 9 and the stator 21 coincide.

Das der Rotorscheibe 15 abgewandte Ende des Stators 21 ist an einem Lagerzapfen 25 angebracht, der sei nerseits fest mit dem Motorgehäuse 3 verbunden ist. Der Lagerzapfen 25 ist ebenfalls im Querschnitt kreisförmig ausgebildet und verläuft im Motorge häuse 3 so, daß seine Längsachse mit der Längsachse des Stators 21 und der Längsachse der Abtriebswelle 9 zusammenfällt.The end of the stator 21 facing away from the rotor disk 15 is attached to a bearing journal 25 , which is firmly connected to the motor housing 3 . The bearing pin 25 is also circular in cross section and extends in the motor housing 3 so that its longitudinal axis coincides with the longitudinal axis of the stator 21 and the longitudinal axis of the output shaft 9 .

In einem dem Stator 21 zugewandten Endabschnitts des Lagerzapfens 25 ist ein Kollektorring 27 auf der Umfangsfläche des Lagerzapfens vorgesehen. Der Kollektorring 27 umfaßt eine Vielzahl von in Um fangsrichtung gleichmäßig beabstandete Kontakt blättchen, die über elektrische Leitungen 29 mit den Wicklungen der Spulen 19 verbunden sind.In an end section of the bearing pin 25 facing the stator 21 , a collector ring 27 is provided on the peripheral surface of the bearing pin. The collector ring 27 comprises a plurality of in the circumferential direction evenly spaced contact leaflets which are connected via electrical lines 29 to the windings of the coils 19 .

Der Kollektorring 27 ist Teil einer Kommutatorvor richtung 31, die - wie allgemein bekannt - der Be stromung der Stator-Spulen dient. Sie umfaßt des weiteren einen Bürstenhalter 33, der drehbar um den Lagerzapfen 25 gehalten ist. Hierfür sind zumindest zwei Lager 35.1 und 35.2 vorgesehen, die sich am Lagerzapfen 25 abstützen. The collector ring 27 is part of a Kommutatorvor direction 31 , which - as is generally known - serves the flow of the stator coils. It also includes a brush holder 33 which is rotatably held about the journal 25 . For this purpose, at least two bearings 35.1 and 35.2 are provided, which are supported on the journal 25 .

Im Bereich des Kollektorrings 27 weist der Bürsten halter 33 Ausnehmungen 37 auf, in denen sogenannte Kollektorbürsten 39 radial verschiebbar gelagert sind. Sie liegen dabei so, daß Federn 41 die Kol lektorbürsten 39 auf den Kollektorring 27 drücken. Hierbei wird eine elektrische Verbindung zwischen einem der Vielzahl von Kontaktblättchen des Kollek torrings 27 und der leitfähigen Bürste hergestellt.In the area of the collector ring 27 , the brush holder 33 has recesses 37 in which so-called collector brushes 39 are mounted so as to be radially displaceable. They are so that springs 41 press the collector brushes 39 on the collector ring 27 Kol. Here, an electrical connection between one of the plurality of contact sheets of the collector ring 27 and the conductive brush is made.

Die Zuführung von elektrischer Energie an die Kol lektorbürsten 39 erfolgt über Bürsten 43.1 und 43.2, die in von der Außenfläche des Bürstenhalters 33 vorgesehenen Ausnehmungen 45 radial verschiebbar gelagert sind. Die beiden in Längsrichtung zueinan der beabstandeten Bürsten 43 sind jeweils einem Schleifring 47.1 beziehungsweise 47.2 zugeordnet. Diese Schleifringe 47 sind so angeordnet, daß sie von der entsprechenden Bürste 43 dieselbe ständig kontaktiert werden. Über zwei Anschlußleitungen 49, wovon jeweils eine mit einem Schleifring 47 verbun den ist, läßt sich elektrische Energie, im vorlie genden Fall eine Gleichspannung, den um den Lager zapfen 25 rotierenden Bürsten 43 und entsprechende im Bürstenhalter 33 verlaufende Leitungen an die Kollektorbürsten 39 führen. Diese Verbindungslei tungen sind in der Fig. 1 jedoch nicht eingezeich net.The supply of electrical energy to the Kol lector brushes 39 takes place via brushes 43.1 and 43.2 , which are radially displaceably mounted in recesses 45 provided by the outer surface of the brush holder 33 . The two longitudinally spaced brushes 43 are each assigned to a slip ring 47.1 or 47.2 . These slip rings 47 are arranged so that they are constantly contacted by the corresponding brush 43 . About two connecting lines 49 , one of which is connected to a slip ring 47 , electrical energy, in the vorlie case, a DC voltage, the pin around the bearing 25 rotating brushes 43 and corresponding lines in the brush holder 33 lead to the collector brushes 39 . However, these connecting lines are not shown in FIG. 1.

Deutlich zu erkennen ist in Fig. 1a eine Trennwand 51, die an der Innenwandung des Motorgehäuses 3 an liegt und sich zunächst radial nach innen er streckt. An diesen Ringabschnitt 53 schließt sich ein in Längsrichtung verlaufender Zylinderabschnitt 55 an, der von einer Scheibe 57 abgeschlossen wird.In Fig. 1a can be clearly seen a partition 51 , which lies on the inner wall of the motor housing 3 and he first stretches radially inwards. This ring section 53 is followed by a longitudinally extending cylinder section 55 , which is closed off by a disk 57 .

Der Zylinderabschnitt 55 erstreckt sich im Spalt zwischen Zylinderwandung 17 und Stator 21, die Scheibe 57 zwischen Längsende des Stators 21 und der Rotorscheibe 15.The cylinder section 55 extends in the gap between the cylinder wall 17 and the stator 21 , the disk 57 between the longitudinal end of the stator 21 and the rotor disk 15 .

Die Trennwand 51 ist vorzugsweise einteilig ausge bildet und liegt am Motorgehäuse 3 dicht an. Sie sorgt somit dafür, daß das Innere des Motorgehäuses 3 in zwei hermetisch dicht voneinander getrennte Kammern 59 und 61 aufgeteilt wird. Die Einheit aus Stator 21, Lagerzapfen 25, Bürstenhalter 33 und An schlußleitungen 49 mit Schleifringen 47 liegen so mit in der - in Fig. 1a - rechten Kammer 61, während der Rotor 13 und die Abtriebswelle 9 in der linken Kammer 59 liegen.The partition 51 is preferably formed in one piece and is tight on the motor housing 3 . It thus ensures that the interior of the motor housing 3 is divided into two hermetically sealed chambers 59 and 61 . The unit of stator 21 , bearing pin 25 , brush holder 33 and connection lines 49 with slip rings 47 are located in the - in Fig. 1a - right chamber 61 , while the rotor 13 and the output shaft 9 are in the left chamber 59 .

Aus der Fig. 1a ist deutlich zu erkennen, daß die rechte Kammer 61 keine nach außen mündenden Öffnun gen oder Durchbrüche aufweist, die von rotierenden Teilen durchgriffen sind. Lediglich für die An schlußleitungen 49 sind ein oder zwei Öffnungen in der Motorgehäusewandung vorzusehen, die jedoch mit Hilfe von üblichen Kabelabdichtungen hermetisch dicht abschließbar sind. Die Gefahr von eindringen der Flüssigkeit ergibt sich somit nicht. Damit sind aber alle in der Pumpenkammer 61 angeordneten Bau teile gegen eindringende Flüssigkeit sehr gut ge schützt. From Fig. 1a it can clearly be seen that the right chamber 61 has no outwardly opening openings or openings which are penetrated by rotating parts. Only for the connection lines 49 one or two openings are to be provided in the motor housing wall, which, however, can be hermetically sealed with the aid of conventional cable seals. There is therefore no risk of the liquid penetrating. So that all the parts arranged in the pump chamber 61 are very well protected against the ingress of liquid.

Der bei Elektromotoren bezüglich der Abdichtung kritische Wellendurchbruch ist insofern entschärft, als das die durch den Wellendurchbruch eindringende Flüssigkeit in die linke Kammer 59 fließt. Diese ist jedoch durch die Trennwand 51 hermetisch dicht zur benachbarten Kammer 61 abgedichtet.The shaft breakthrough, which is critical in the case of electric motors with regard to the sealing, is mitigated in that the liquid which penetrates through the shaft breakthrough flows into the left chamber 59 . However, this is hermetically sealed to the adjacent chamber 61 by the partition 51 .

Somit sind die flüssigkeitsempfindlichen elektri schen Bauteile optimal geschützt. Lediglich der Ro tor 13 mit seinen Permanentmagneten kommt in Kon takt mit eindringender Flüssigkeit. Bei entspre chender Auslegung der Materialien bleibt die Funk tionstüchtigkeit des Motors erhalten. Insbesondere kann die eindringende Flüssigkeit nicht mit strom führenden Bauteilen zusammenkommen. Darüber hinaus läßt sich auch die von Funkenbildung am Kollektor ring ausgehende Gefahr minimieren.The liquid-sensitive electrical components are thus optimally protected. Only the ro tor 13 with its permanent magnets comes into contact with the penetrating liquid. If the materials are designed accordingly, the functionality of the engine is retained. In particular, the penetrating liquid cannot come into contact with current-carrying components. In addition, the risk of sparking at the collector ring can be minimized.

Die Trennwand 51 verhindert jedoch die bei üblichen Elektromotoren vorhandene direkte Kopplung zwischen Rotor 13 und Bürstenhalter 33 Diese notwendige Kopplung erfolgt nun erfindungsgemäß mit Hilfe von Magneten 63, die an den jeweiligen Stirnflächen der Zylinderwand 17 und des Bürstenhalters 33 angeord net sind. Ein entsprechendes Anordnungsmuster der Magnete 63 ist in Fig. 1b gezeigt. Insgesamt sind auf der Stirnfläche der Zylinderwand 17 vier Ma gnetpaare 63 gleichmäßig zueinander beabstandet an geordnet. Jedes Magnetpaar weist ebenfalls zueinan der beabstandete Magnete 63 auf. Zwischen den Ma gneten 63 sind gestrichelt eingezeichnete Magnete 65 zu sehen, die an der Stirnfläche des Bürstenhal ters 33 angebracht sind. Die Magneten 63 und 65 üben nun folgende Funktion aus:The partition 51 , however, prevents the direct coupling between the rotor 13 and the brush holder 33 which is present in conventional electric motors. This necessary coupling is now carried out according to the invention with the aid of magnets 63 , which are arranged on the respective end faces of the cylinder wall 17 and the brush holder 33 . A corresponding arrangement pattern of the magnets 63 is shown in Fig. 1b. Overall, four Ma gnetpaare 63 are evenly spaced from each other on the end face of the cylinder wall 17 arranged. Each pair of magnets also has magnets 63 spaced apart from one another. Between the Ma gneten 63 dashed magnets 65 can be seen, which are attached to the end face of the Bürstenhal age 33 . The magnets 63 and 65 now perform the following function:

Das magnetische Feld der Statorspulen 19 übt ein Drehmoment auf den Rotor aus, der sich daraufhin dreht. Das sich zwischen den Magneten 63 und dem gegenüberliegenden Magneten 65 ausbildende magneti sche Feld sorgt dafür, daß die Drehbewegung auf den Bürstenhalter 33 übertragen wird. Es findet also eine magnetische Kopplung zwischen dem Rotor 13 und dem Bürstenhalter 33 statt, obgleich die Trennwand 51 zwischen beiden Bauteilen liegt.The magnetic field of the stator coils 19 exerts a torque on the rotor, which then rotates. The between the magnets 63 and the opposite magnet 65 forming magnetic field ensures that the rotational movement is transmitted to the brush holder 33 . There is therefore a magnetic coupling between the rotor 13 and the brush holder 33 , although the partition 51 lies between the two components.

Die Magnete 63 beziehungsweise 65 müssen entspre chend groß gewählt werden, so daß der drehende Ro tor 13 den Bürstenhalter 33 sicher mitnimmt, wobei neben der Lagerreibung auch die Reibung der Kollek torbürste 39 am Kollektorring 27 bei der Dimensio nierung der Magnete zu berücksichtigen ist.The magnets 63 and 65 must be chosen accordingly large, so that the rotating ro tor 13 takes the brush holder 33 with it, and in addition to the bearing friction, the friction of the collector door brush 39 on the collector ring 27 must be taken into account in the dimensioning of the magnets.

Bei der Auswahl des Materials für die Trennwand 51 ist darauf zu achten, daß es nicht magnetisch ab schirmend wirkt. So muß es einerseits für das Ma gnetfeld der Stator-Spulen als auch für das Magnet feld der Magnete 63, 65 durchlässig sein.When choosing the material for the partition 51 , care must be taken that it does not act magnetically from shielding. So it must on the one hand for the magnetic field of the stator coils and for the magnetic field of the magnets 63 , 65 be permeable.

Die in Fig. 1a gezeigte Form der Trennwand 51 ist lediglich eine mögliche Variante zur Erzielung der erfindungsgemäßen Lehre. So ist es durchaus denk bar, den Ringabschnitt 53 nicht an der Zylinderwand des Gehäuses 3 enden zu lassen, sondern statt dessen bis an den Boden des Gehäuses 3 zu führen und dort anzubringen. Damit vergrößert sich lediglich das Volumen der linken Kammer 59, eine Verschlechterung der Abdichtung zwischen den beiden Kammern 59, 61 wird dadurch jedoch nicht verursacht.The shape of the partition 51 shown in FIG. 1a is only one possible variant for achieving the teaching according to the invention. So it is quite conceivable not to let the ring portion 53 end on the cylinder wall of the housing 3 , but instead to lead to the bottom of the housing 3 and attach it there. This only increases the volume of the left chamber 59 , but does not cause the seal between the two chambers 59 , 61 to deteriorate.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektromotors dargestellt. Auf grund der großen Übereinstimmung mit dem zuvor be schriebenen Elektromotor wird auf eine nochmalige Beschreibung der mit gleichen Bezugszeichen angege benen Teile verzichtet.In FIG. 2, a further embodiment of the electric motor according to the invention. Due to the large correspondence with the previously described electric motor, a repeated description of the parts indicated with the same reference numerals is dispensed with.

Der Unterschied liegt, wie deutlich zu erkennen ist, in der Ausbildung von Rotor 13 und Stator 21.The difference, as can be clearly seen, lies in the design of the rotor 13 and stator 21 .

So ist der Rotor 13 nicht becherförmig ausgebildet, sondern als Welle, wobei am Umfang Permanentmagnete 66 vorgesehen sind.Thus, the rotor 13 is not cup-shaped, but rather as a shaft, with permanent magnets 66 being provided on the circumference.

Vergleichbar mit der Ausbildung des Rotors gemäß Fig. 1a weist nun der Stator 21 eine "Becherform" auf. So sind die Spulen 19 an einer Statorscheibe 67 angebracht, die senkrecht zur Längsachse der Ab triebswelle beziehungsweise des Lagerzapfens 25 verläuft. Der die Spulen 19 tragende Zylinderab schnitt des Stators 21 erstreckt sich in Längsrich tung zum Lagerdeckel 5 hin und umgreift damit den Rotor 13 und die Permanentmagnete 66, wobei zwi schen ihnen noch ein Spalt freigelassen ist.Comparable to the design of the rotor according to FIG. 1a, the stator 21 now has a "cup shape". Thus, the coils 19 are attached to a stator disk 67 which extends perpendicularly to the longitudinal axis of the drive shaft or the journal 25 . The section 19 of the stator 21 carrying the coils 19 extends in the longitudinal direction towards the bearing cap 5 and thus encompasses the rotor 13 and the permanent magnets 66 , a gap being left between them.

In diesem Spalt zwischen Stator 21 und Rotor 13 er streckt sich die Trennwand 51, die wiederum an der Wandung des Gehäuses 3 dicht anliegt. Die Trennwand 51 weist ebenfalls einen Ringabschnitt 53, einen Zylinderabschnitt 55 und eine Scheibe 57 auf.In this gap between the stator 21 and rotor 13 he stretches the partition 51 , which in turn lies tightly against the wall of the housing 3 . The partition 51 also has an annular section 53 , a cylinder section 55 and a disk 57 .

Die Trennwand 51 trennt somit den Innenraum des Ge häuses 3 in die die elektrischen Baugruppen enthal tende rechte Kammer 61 und die den Rotor aufneh mende linke Kammer 59.The partition 51 thus separates the interior of the Ge housing 3 into the right-hand chamber 61 containing the electrical assemblies and the left-hand chamber 59 receiving the rotor.

Am Bürstenhalter 33 sind die Magnete 65 angebracht, wobei jedoch auf entsprechend gegenüberliegende Ma gnete 63 am Rotor 13 verzichtet wird. Deren Aufgabe übernehmen die Wicklungen der Spulen 19 des Stators 21, die im Bereich der Statorscheibe 67 ein Dreh feld generieren, das mit den Permanentmagneten 65 zusammenwirkt und den Bürstenhalter 33 mitnimmt. Die Statorscheibe 67 muß dafür aus einem nicht ma gnetischen Material, das keine magnetische Abschir mung bewirkt, hergestellt sein.On the brush holder 33 , the magnets 65 are attached, but there is no corresponding opposite magnet 63 on the rotor 13 . Their task is performed by the windings of the coils 19 of the stator 21 , which generate a rotating field in the area of the stator disk 67 , which interacts with the permanent magnets 65 and takes the brush holder 33 with them. The stator disk 67 must be made of a non-magnetic material that does not cause magnetic shielding.

Selbstverständlich sind auch in diesem Ausführungs beispiel Magnete am Rotor 13 anbringbar, die dann statt dem Drehfeld der Spulen 19 mit den Magneten 65 zusammenwirken.Of course, in this embodiment, for example, magnets can be attached to the rotor 13 , which then cooperate with the magnets 65 instead of the rotating field of the coils 19 .

Bei diesem Motor handelt es sich um einen Elektro motor mit eisenlosem Anker.This motor is an electric motor with ironless anchor.

Ein weiterer Unterschied zu dem ersten Ausführungs beispiel ist in der Anordnung der Schleifringe 47 zu sehen. Diese sind auf einer Scheibe 69 angeord net, die senkrecht zur Längsachse des Lagerzapfens 25 verläuft. Die dem Bürstenhalter 33 zugewandten Schleifring 47 sind mit den Anschlußleitungen 49 verbunden und haben Kontakt mit jeweils einer Bür ste 43, die parallel zur Längsachse des Lagerzap fens 25 verlagerbar im Bürstenhalter 33 gehalten sind.Another difference to the first embodiment example can be seen in the arrangement of the slip rings 47 . These are net angeord on a disk 69 which extends perpendicular to the longitudinal axis of the journal 25 . The brush holder 33 facing slip ring 47 are connected to the connecting lines 49 and are in contact with one each Ste ste 43 , which are held parallel to the longitudinal axis of the Lagerzap fens 25 displaceable in the brush holder 33 .

Die Vorteile der mit Bezug auf die Fig. 1 be schriebenen hermetischen Abdichtung der beiden Kam mern 59, 61 sind auch bei diesem Ausführungsbeispiel erfüllt.The advantages of the hermetic sealing of the two chambers 59 , 61 described with reference to FIG. 1 are also fulfilled in this exemplary embodiment.

Ein weiteres drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 zu sehen. Es entspricht hinsichtlich des Auf baus von Rotor 13, Stator 21 und Trennwand 51 dem ersten Ausführungsbeispiel, weshalb auf eine noch malige Beschreibung der mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichneten Teile verzichtet wird.Another third exemplary embodiment can be seen in FIG. 3. It corresponds to the construction of the rotor 13 , stator 21 and partition 51 of the first embodiment, which is why a repeated description of the parts identified by the same reference numerals is omitted.

Der wesentliche Unterschied liegt darin, daß die Kommutatorvorrichtung 31 nicht mehr mechanisch mit Hilfe von Kollektorbürsten und Kollektorring ausge führt ist, sondern vielmehr elektronisch. Hierzu weist die Kommutatorvorrichtung 31 eine Steuer schaltung 73 auf, die entsprechend der Position des Rotors 13 die entsprechenden Spulen 19 des Stators 21 bestromt.The main difference is that the commutator device 31 is no longer mechanically with the aid of collector brushes and collector ring leads, but rather electronically. For this purpose, the commutator device 31 has a control circuit 73 which energizes the corresponding coils 19 of the stator 21 in accordance with the position of the rotor 13 .

Die Erfassung der entsprechenden Rotorposition er folgt mit Hilfe von Positionssensoren 71, die an der Stirnfläche der fest mit dem Lagerzapfen 25 verbundenen Kommutatorvorrichtung 31 angebracht sind. Vorzugsweise sind mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete Sensoren 71 vorgesehen, um die Positionsauflösung zu erhöhen. Die Sensoren 71 selbst erkennen die Position eines Referenzpunktes 73 am Rotor 13, so daß die Steuerschaltung nach Auswertung der Sensorsignale die entsprechenden Spulen bestromt. Bei den Sensoren handelt es sich vorzugsweise um Hall-Sensoren, die magnetische Fel der, die beispielsweise von einem am Referenzpunkt angebrachten Magnet erzeugt werden, durch die Trennwand 51 hindurch erfassen.The detection of the corresponding rotor position he follows with the help of position sensors 71 which are attached to the end face of the commutator device 31 which is fixedly connected to the bearing journal 25 . A plurality of sensors 71 which are evenly spaced apart in the circumferential direction are preferably provided in order to increase the position resolution. The sensors 71 themselves recognize the position of a reference point 73 on the rotor 13 , so that the control circuit energizes the corresponding coils after evaluation of the sensor signals. The sensors are preferably Hall sensors that detect magnetic fields that are generated, for example, by a magnet attached to the reference point, through the partition 51 .

Selbstverständlich sind auch optische Positionser fassungsmethoden denkbar, wobei dann die Trennwand 51 zumindest im Bereich der Sensoren 71 optisch transparent ausgebildet sein muß. Auf der Stirnflä che des Rotors 13 sind reflektierende und nicht re flektierende Bereiche aufgebracht, die von dem Sen sor 71 erfaßt und dann von der Steuerschaltung aus gewertet werden.Of course, optical position detection methods are also conceivable, in which case the partition 51 must be optically transparent at least in the area of the sensors 71 . On the end face of the rotor 13 , reflective and non-reflective areas are applied, which are detected by the sensor 71 and are then evaluated by the control circuit.

Diese als elektronisch kommutierte Motoren bekannte Elektromotoren weisen den Vorteil auf, daß sie we niger störanfällig sind und insbesondere nicht zur Funkenbildung neigen.Known as electronically commutated motors Electric motors have the advantage that we niger are prone to failure and especially not for Spark formation tend.

Die wirkungsvolle Abdichtung der stromführenden be ziehungsweise elektrischen Bauteile wird auch in diesem Ausführungsbeispiel wirkungsvoll durch die Trennwand 51 erreicht.The effective sealing of the current-carrying or electrical components is also effectively achieved in this embodiment by the partition 51 .

Wie aus den vorliegend beschriebenen Ausführungs beispielen deutlich wird, ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Gleichstrommotoren be schränkt, sondern läßt sich auch auf andere nicht beschriebene Gleichstrommotoren anwenden.As from the execution described here examples, the invention is not on the described DC motors limits, but can not be shared with others Use the described DC motors.

Claims

1. DC motor with a rotor ( 13 ) which is provided with permanent magnets and is coupled to an output shaft ( 9 ), with a stator ( 21 ) which carries windings of at least one coil ( 19 ), and with a commutator device ( 31 ), which energizes the coil ( 19 ), characterized in that a sealing device ( 51 ) is provided which extends between the rotor ( 13 ) and the stator ( 21 ) and the stator ( 21 ) and commutator device ( 31 ) against the rotor ( 13 ) and the output shaft ( 9 ) hermetically seals.

2. DC motor according to claim 1, characterized in that the commutator device ( 31 ) has a collector ring ( 27 ) and an at least two collector brushes ( 39 ) holding brush holder ( 33 ) which is rotatably held and driven by magnetic force from the rotor ( 13 ) .

3. DC motor according to claim 2, characterized in that the rotor ( 13 ) has a plurality of control magnets ( 63 ) which cooperate with corresponding magnets ( 65 ) on the brush holder ( 33 ).

4. DC motor according to claim 3, characterized in that the brush holder ( 33 ) has two Bür most ( 43 ) which cooperate with fixed slip rings ( 47 ) to brush electrical energy from an energy source to the collector ( 39 ).

5. DC motor according to one of the preceding claims, characterized in that the stator ( 21 ) engages around the rotor ( 13 ).

6. DC motor according to one of claims 1 to 4, characterized in that the rotor ( 13 ) engages around the stator ( 21 ).

7. DC motor according to claim 5, characterized in that the coils ( 19 ) of the stator ( 21 ) are designed so that a rotating field is produced which drives the brush holder ( 33 ).

8. DC motor according to claim 1, characterized in that the commutator device has an electronic control circuit ( 73 ) and a detection device ( 71 ) for detecting the rotor position, the coils ( 19 ) of the stator ( 21 ) depending on the rotor position and the control circuit ( 73 ) are controlled.

9. DC motor according to one of the preceding Claims, characterized in that the Abdich device made of a non-magnetic material rial, preferably plastic, is made.

10. DC motor according to one of the preceding claims, characterized in that a potfför shaped motor housing ( 3 ) is provided, the sealing device ( 51 ) on a cylinder wall of the housing ( 3 ) lies tightly.

11. DC motor according to claim 10, characterized in that the sealing device ( 51 ) has a partition wall, the outer perpendicular to the longitudinal axis of the output shaft ( 9 ) duri fenden ring section ( 53 ), an adjoining in the longitudinal direction Zylin derabschnitt ( 55 ) and a disc section ( 57 ) terminating this.