DE4238925A1

DE4238925A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE4238925A1
Application number: DE19924238925
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Beer; Manfred Rueffer
Original assignee: ITT Automotive Europe GmbH; Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1992-11-19
Filing date: 1992-11-19
Publication date: 1994-05-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-41 20 665.7 ist eine elektromotorisch angetriebene Pumpe bekannt, deren Bürsten auf einer Platte befestigt sind, die die Pumpe vom Elektromotor trennt, wodurch die Bürsten über die Platte vom Hydraulikmedium der Pumpe gekühlt werden.

Nachteilig an diesem Konzept ist, daß die Bürsten elektrisch und damit auch thermisch von der kühlenden Platte isoliert sind. Eine gewünschte Miniaturisierung des Elektromotors kann aufgrund der nicht ausreichenden Kühlung nicht erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Maßnahmen vorzu schlagen, die eine effektive Kühlung der Bürsten eines Elektromotors ermöglichen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebene Maßnahme.

Die metallische Ausführung der Außenwand, die sowohl aktiv als auch passiv, z. B. über Wärmeabstrahlung oder Konvektion, gekühlt sein kann, ermöglicht sowohl eine gute Wärme- als auch eine gute elektrische Leitung. Somit ist es möglich, die Bürste einer Polarität, oder beim Vorhandensein mehrerer Bürsten einer Polarität, diese Bürsten direkt, d. h. elektrisch leitend und wärme leitend, an der gekühlten Außenwand zu befestigen. Besonders geeignet dafür sind die Bürsten negativer Polarität, da dann die Außenwand direkt mit der Masse einer Batterie verbunden werden kann, insbesondere mit der Batterie eines Kraftfahrzeuges.

Zur Befestigung der Bürsten an der Außenwand, vorzugsweise dem Lagerschild des Elektromotors, wird in Anspruch 2 vorgeschlagen, Halteelemente zu verwenden, die an der Außenwand angenietet sind. Dabei sind für die Bürsten, die nicht direkt mit der metallischen Außenwand verbunden sind, Halteelemente vorzusehen, die eine elektrische Isolierung gegenüber der Außenwand ermöglichen, wobei die Isolierung sowohl ein separates Bauteil, als auch in das Halteelement integriert sein kann. Insbesondere kann das Halteelement aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen.

Eine weiter verbesserte thermische Kopplung der Bürsten an die Außenwand kann nach Anspruch 3 erreicht werden, indem eine metallische Führung der Bürsten auf der Außenwand angebracht ist. Besonders sinnvoll ist es, die Außenwand als Druckgußteil zu fertigen, vorzugsweise aus einem leichtmetallischen Werkstoff, wie z. B. Aluminium, da dann bis auf das Anbringen der Befestigungselemente, z. B. durch Annieten, keine mechanischen Bearbeitungsvorgänge anfallen.

Mit besonders wenigen derartigen Nietvorgängen kommt man aus, wenn alle Bürsten nach Anspruch 4 mittels eines einzigen Halteelements befestigt werden, das zugleich als Isolation der nicht mit der Außenwand verbundenen Bürsten dienen kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die sich besonders vorteilhaft bei Elektromotoren bewährt, die oft aber nur kurzzeitig in Betrieb sind, wird in Anspruch 5 beschrieben. Das wärmeaufnehmende bzw. -ableitende Material kann z. B. ein Metallblock sein, der die im Betrieb des Elektromotors an der Bürste anfallende Wärme schnell abtransportiert. Je nach Betriebsbedingungen und Baugröße des Elektromotors, kann sich hier auch ein Material mit besonders großer Wärmekapazität eignen, welches die während des Betriebs des Elektromotors aufgenommene Wärme in den Betriebspausen langsam an die Umgebung abgeben kann und auch bei längeren Einschaltzeiten gewährleistet, daß nur eine moderate Temperaturerhöhung auftritt.

Die Außenwand kann z. B. luftgekühlt sein, wobei es sich empfiehlt, Kühlrippen an ihrer Außenseite anzubringen. Besonders effektiv ist allerdings eine Flüssigkeitskühlung, die sich z. B. bei einem Elektromotor anbietet, der eine hydraulische Pumpe antreibt. Die dazu in Anspruch 6 angegebene Maßnahme bewirkt, daß die Bürsten über die Außenwand vom umlaufenden Hydraulikmedium gekühlt werden.

Bevorzugte Einsatzmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Elektromotors sind in Anspruch 7 angegeben.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung anhand der Abbildungen.

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Elektromotor mit erfindungsgemäßer Bürstenhalterung,

Fig. 2 Bürstenhalterung aus Fig. 1 in abgerollter Darstellung,

Fig. 3 eine alternative Möglichkeit der Bürstenbefestigung,

Fig. 4 ein einteiliges Halteelement in abgerollter Darstellung,

Fig. 5 ein Kühlelement.

Fig. 1 zeigt einen Elektromotor 1, dessen Motorwelle 2 über ein Lager 3 im Lagerschild 4 gelagert ist. Das Lagerschild 4 stellt eine Trennwand zwischen Elektromotor 1 und hier nicht dargestellter Pumpe 5 dar. Auf dem Lagerschild sind pumpenseitig eine Bürste 6 negativer Polarität, und eine Bürste 7 positiver Polarität mittels zweier Halteelemente 8, 9 befestigt. Die Halteelemente 8,9 sind mittels Nieten 10, 11 am Lagerschild 4 befestigt, wobei zwischen der Bürste 7 positiver Polarität und den Lagerschild eine Isolierschicht 12 angebracht ist, während die Bürste 6 negativer Polarität in direktem Kontakt zum Lagerschild 4 steht. Die Bürsten 6, 7 schleifen auf dem Kommutator 13, wobei elektrische Zuleitungen und Einrichtungen, die zum Anpressen der Bürsten 6, 7 an den Kommutator 13 dienen, hier nicht dargestellt sind, da es sich hierbei um in Elektromotoren allgemein übliche Bauteile handelt.

Fig. 2 zeigt das Lagerschild 4 in abgerollter (abgewickelter) Darstellung in einem Schnitt der konzentrisch um die Achse der Motorwelle 2 verläuft. Dabei befindet sich die Pumpe 5 in der Abbildung unterhalb und der Elektromotor 1 oberhalb des Lagerschilds 4.

Man erkennt links das die nicht dargestellte Bürste 7 führende Halteelement 9, das mittels der Nieten 11 am Lagerschild 4 befestigt ist. Zwischen Lagerschild 4 und Halteelement 9 befindet sich die Isolierschicht 12, die die Bürste 7 gegenüber dem Lagerschild 4 elektrisch isoliert. Das Halteelement 9 ist aus einem metallischen Werkstoff, so daß zwischen Halteelement 9 und Niete 11 eine Hülse 14 aus elektrisch isolierendem Material vorgesehen ist.

Auf der rechten Seite der Fig. 2 sieht man das Halteelement 8, das die nicht dargestellte Bürste 6 am Lagerschild 4 befestigt und das mittels der Nieten 10 am Lagerschild 4 befestigt ist. Damit sich beide Bürsten 6, 7 auf gleicher Höhe befinden, ist im Lagerschild 4 eine Stufe 15 vorgesehen, die die gleiche Dicke wie die Isolierschicht 12 aufweist und im Bereich des Halteelements 8 vorgesehen ist.

Fig. 3 zeigt eine alternative Möglichkeit der Befestigung der hier nicht dargestellten Bürste 6 negativer Polarität am Lagerschild 4. Hier sind am Lagerschild 4 zwei Stege 16, 16′ angebracht, die die Führung 17 der Bürste 6 bilden. Die Bürste 6 wird mittels des Halteelements 8′, das über die Nieten 10′ befestigt ist, gehalten.

Fig. 4 zeigt ein Lagerschild 4 in abgerollter Darstellung, wie in Fig. 2, bei dem ein einziges Halteelement 19, das aus Kunststoff besteht, die Bürsten 6 und 7 hält. Dabei ist die direkt mit dem Lagerschild 4 verbundene Bürste 6 in einer Führung 17 analog zu Fig. 3 geführt, während die andere Bürste 7 in einer Führung 18 geführt ist, die vollständig im Halteelement 19 ausgebildet ist. Das Halteelement 19 wird über Nieten 11 am Lagerschild 4 befestigt.

In Fig. 5 ist eine alternative Befestigung der Bürste 7 mittels eines Metallblocks 20 abgebildet, im Metallblock 20 ist die Führung 18 der Bürste 7 ausgebildet. Der Metallblock 20 ist mittels der Nieten 11′, die mittels Hülsen 14′ gegenüber dem Metallblock 20 elektrisch isoliert sind, am Lagerschild 4 befestigt, und mittels des aus Kunststoff bestehenden Halteelements 19 gegenüber dem Lagerschild 4 elektrisch isoliert.

Bezugszeichenliste

1 Elektromotor
2 Motorwelle
3 Lager
4 Lagerschild
5 Pumpe
6 Bürste, negativ
7 Bürste, positiv
8, 8′ Halteelement
9 Halteelement
10, 10′ Niete
11, 11′ Niete
12 Isolierschicht
13 Kommutator
14, 14′ Hülse
15 Stufe
16, 16′ Steg
17 Führung
18 Führung
19 Halteelement
20 Metallblock

Claims

1. Elektromotor mit zumindest einer gekühlten Außenwand, an deren Innenseite Bürsten (6, 7) montiert sind, die auf einem Kommutator (13) schleifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand aus einem metallischen Werkstoff besteht, mit dem die Bürste (6) bzw. die Bürsten (6) einer Polarität in direktem Kontakt stehen.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (6, 7) mittels an der Außenwand angenieteter Halteelemente (8, 8′, 9) befestigt sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (6) bzw. die Bürsten (6), die in direktem Kontakt mit der Außenwand stehen, in einer an der Außenwand ausgebildeten metallischen Führung (16, 16′) geführt sind.

4. Elektromotor nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bürsten (6, 7) über ein einziges, auf der Außenwand befestigtes, aus elektrisch isolierendem Material bestehendes Halteelement (19) befestigt sind.

5. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürste (7) bzw. die Bürsten (7), die nicht in direktem Kontakt mit der Außenwand stehen, mit einem Bauteil (20) in Verbindung stehen, das aus einem wärmeauf nehmenden und/oder wärmespeichernden und/oder wärmeableitenden Material besteht.

6. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (1) eine hydraulische Pumpe (5) antreibt, wobei zwischen Pumpe (5) und Elektromotor (1) eine die Außenwand bildende Trennwand (4) vorhanden ist, die vom Hydraulikmedium der Pumpe (5) gekühlt wird.

7. Elektromotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (5) zur Versorgung eines Hydraulikkreises eines Kraftfahrzeuges dient, wie z. B. einer Servolenkung, eines Antiblockiersystems oder anderer hydraulischer Verbraucher.