EP3857683A1 - Elektromotor mit wärmeableitung für das motorwellenlager - Google Patents

Elektromotor mit wärmeableitung für das motorwellenlager

Info

Publication number
EP3857683A1
EP3857683A1 EP19798025.3A EP19798025A EP3857683A1 EP 3857683 A1 EP3857683 A1 EP 3857683A1 EP 19798025 A EP19798025 A EP 19798025A EP 3857683 A1 EP3857683 A1 EP 3857683A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ball bearing
motor
electric motor
containment shell
housing cover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19798025.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Kisch
Wilhelm Weisser
Jochen Scheffczyk
Hassan Ghodsi-Khameneh
Daniel Hauer
Marcus Hellmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hengst SE and Co KG
Original Assignee
Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG filed Critical Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Publication of EP3857683A1 publication Critical patent/EP3857683A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/18—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with ribs or fins for improving heat transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C37/00—Cooling of bearings
    • F16C37/007—Cooling of bearings of rolling bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/02—Casings or enclosures characterised by the material thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/12—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas
    • H02K5/128—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof specially adapted for operating in liquid or gas using air-gap sleeves or air-gap discs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/15—Mounting arrangements for bearing-shields or end plates
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173—Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields using bearings with rolling contact, e.g. ball bearings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/223—Heat bridges
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the invention relates to an electric motor in a compact design with heat dissipation for the motor shaft bearing.
  • the object of the invention is therefore to provide improved heat dissipation for the ball bearing supporting the motor shaft in an electric motor.
  • an electric motor with a motor housing which has a shaft section for receiving a motor shaft and a motor section for receiving motor electronics and motor windings.
  • the shaft section and the motor section are separated from one another in a sealed manner by a split case arranged in the motor housing, a metallic ball bearing pot being arranged in the split pot, in which a ball bearing for mounting the motor shaft is fastened.
  • the ball bearing pot adjoins with a gap between the gap on the housing cover, which forms part of the motor housing, with a gap in between, so that the
  • Housing cover acts as a heat sink and a heat generated by the ball bearing during operation is dissipated to the housing cover and the external environment via the ball bearing pot and the containment shell.
  • the containment can is used to separate the shaft section and the motor section and to prevent gas exchange between the crankcase and the electronics or motor windings.
  • the containment shell with the ball bearing pot arranged therein leads to a structure in which the ball bearing must be packed in a very central manner and can dissipate little of its heat generated during operation.
  • the heat is dissipated according to the invention by connecting the containment shell and ball bearing pot with the ball bearing accommodated therein to the housing cover of the motor housing.
  • the gap between the housing cover 3 and the containment shell 7 has a gap dimension of zero.
  • the housing cover is therefore directly against the containment can.
  • the in turn in the can be sensitive ball bearing pot is thus also in direct connection to the housing cover, so that the heat is dissipated from the ball bearing pot through the can on the housing cover to the outside environment.
  • the gap between the housing cover and the containment shell has a small gap dimension, which is up to a size of 1/20 of the maximum outer diameter of the ball bearing.
  • the small gap hardly affects the heat dissipation from the ball bearing top to the housing cover, but enables a relative arrangement of the components without contact.
  • the containment shell is formed in one piece by the motor housing around an axis of rotation of the motor shaft.
  • the motor housing forms a circumferential outer wall, to which an axial wall adjoins on an axial side, into which the containment shell is sunk.
  • the containment shell is preferably hollow cylindrical with sections of different diameters, with the ball bearing pot being arranged in the axially most protruding section into the motor housing.
  • an embodiment is favorable in which the containment shell and the ball bearing pot are of identical shape in the section of the split case in which the ball bearing pot is arranged.
  • the spherical pot and the containment shell determine the same outer contours.
  • a thermal paste or a thermal adhesive is provided between the containment shell and the housing cover.
  • the thermal paste preferably forms an intermediate layer and enables a thermal connection of the housing cover to the containment shell without the components touching. Vibrations of the individual components thus remain decoupled from one another.
  • the bonded connection of the housing cover to the containment shell can also take place.
  • the housing cover is releasably attached to the Motorge housing in one embodiment and is placed on an axial side of the rest of the motor housing.
  • the housing cover thus forms the section of the motor housing which is indirectly connected to the ball bearing pot and thus the ball bearing via the containment shell.
  • the containment shell is formed in one piece with the motor housing, the components of the electric motor can be mounted on the side axially opposite the containment shell, on which the housing cover is removably positioned.
  • the solution offers with one
  • Housing cover as a heat sink the large area for heat dissipation to the outside environment.
  • the performance of heat dissipation is further improved in the electric motor in a variant in which the housing cover has a cooling element projecting axially in the direction of the outside, which locally increases the cooling surface of the housing cover.
  • the housing cover has a cooling element projecting axially in the direction of the outside, which locally increases the cooling surface of the housing cover.
  • Housing cover designed as a cooling element a plurality of cooling fins arranged distributed over the housing cover.
  • the cooling fins can in particular be integrally formed on the housing cover or, alternatively, be integrally attached to it. It is also advantageous if several of the cooling fins, seen in axial projection, extend over the ball bearing pot, so that the locally occurring heat at the ball bearing pot is conducted particularly quickly and effectively to the outside environment.
  • the heat dissipation is also favored by the fact that the housing cover is made of metal or thermally conductive plastic.
  • the ball bearing cup forms a ball bearing seat into which the ball bearing is pressed.
  • a variant of the electric motor is characterized in that the ball bearing pot has a free space between the ball bearing and the section of the motor housing that is connected to the external environment.
  • the ball bearing can thus immediately transfer heat to the air in the free space. give and is not in direct contact with the axial surface of the Kugella gertopfes, which rests on the containment shell and the heat sink.
  • the containment shell extends axially through the motor housing to the housing cover.
  • the containment shell thus determines in the axial direction, i. H. along the axis of rotation of the motor shaft, a significant part of the motor housing located centrally around the axis of rotation.
  • the gap pot preferably extends in the axial direction over 60-95%, more preferably over 70-95%, still further preferably over 80-90% of the total axial extent of the motor housing.
  • motor housing and the containment shell are formed from plastic and the metallic ball bearing cup is extrusion-coated directly with the plastic.
  • the windings enclose the containment shell in the circumferential direction.
  • the windings are arranged axially spaced from the ball bearing.
  • the heat development of the motor windings thus remains separate from that of the ball bearing.
  • the motor electronics are arranged on a printed circuit board which has a central opening and a cooling element protruding from the housing cover extends through the central opening.
  • the containment shell extends through the central opening.
  • Figure 1 is a side sectional view through an electric motor of an embodiment. 2 shows a detailed view from FIG. 1
  • an embodiment of an electric motor 1 according to the invention is shown in a side sectional view or detailed view.
  • the electric motor 1 comprises the one-piece motor housing 2 with the
  • Housing cover 3 which is axially attachable to the motor housing 2 and forms part of the motor housing in the fastened state.
  • the motor housing 2 forms in one piece the can 7 which extends axially into the interior of the motor housing 2.
  • the motor section Between the inner wall of the motor housing 2 and the outer jacket of the containment shell 7 is the motor section in which the motor windings 6 and the motor electronics 5 attached to the printed circuit board 14 are taken up.
  • the containment shell 7 is delimited sealingly within the containment shell 7 of the shaft section in which the motor shaft 4 runs along its axis of rotation.
  • the containment shell 7 extends in the axial direction essentially Lichen through the entire motor housing 2 to the housing cover 3rd
  • the motor housing 2 with the can 7 is injection molded from plastic in an injection molding process around the ball bearing pot 8, so that the can 7 and the ball bearing pot 8 have the same shape or inner and outer contours and abut one another directly.
  • the ball bearing cup 8 determines the bearing seat for the pressed-in ball bearing 9, in which the motor shaft 4 is mounted.
  • the free space 13 is formed, into which the motor shaft 4 extends with its free end.
  • a cooling element 11 protruding axially in the direction of the ball bearing cup 8 in the form of a cylinder made of solid material is integrally formed on the housing cover 3 around the axis of rotation. Axially between the cooling element 11 and the axial outer wall surface of the containment shell 7 is the gap 121 with a maximum gap of 1/20 of the outer diameter of the ball bearing.
  • a layer of the thermal paste 10 is provided in the gap 121, which layer can also be replaced by thermal adhesive.
  • the heat dissipation of the heat generated by the ball bearing 9 during operation takes place from the ball bearing 9 to the ball bearing pot 8, further to the containment shell 7 and in the axial direction via the thermal paste 10 to the cooling element 11 of the housing cover 3 of the motor housing 2 the heat is released to the outside environment.
  • the motor housing and in particular its housing cover 3 thus function as a heat sink.
  • the thermal paste 10 is dispensed and the cooling element 11 makes direct contact with the can 7.
  • the gap 121 then has a gap dimension of zero.
  • the can 7 is hollow cylindrical and divided into three axial sections, each with different inner diameters. In the area of the least
  • the diameter is the free space 13, in the middle area the bearing seat with the ball bearing 9 and in the area of the largest inside diameter the motor windings 6 are arranged radially around the containment shell 7.
  • the ball bearing 9 is thus free of overlap with respect to the motor windings 5 as seen in the axial direction.
  • the circuit board 14 determines about the axis of rotation of the motor shaft 4, the central opening 15 through which extends axially from the housing cover 3 axially projecting cooling element 11 through to the containment shell 7.
  • the area of the smallest diameter of the can 7 extends through the opening 15 or at least into the opening 15, so that the contact between the can 7 and the cooling element 11 at the level of the circuit board 14 or axially above the circuit board 14.
  • the housing cover 3 be formed without a cooling element 11 and the containment shell 7 immediately or via the thermal paste 10 or the thermal adhesive to the axial Bring the inner wall of the housing cover 3 to the system.
  • the housing cover 3 forms a plurality of cooling fins 111 arranged distributed over its surface facing the external environment, which are partly in the center, i.e. seen in axial projection over the ball bearing pot 8 he stretch. As a result, the heat accumulating in the area of the ball bearing cup 8 is conducted more quickly to the outside environment.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Motorgehäuse (2), das einen Wellenabschnitt zur Aufnahme einer Motorwelle (4) und einen Motorabschnitt zur Aufnahme einer Motorelektronik (5) und von Motorwicklungen (6) aufweist, wobei der Wellenabschnitt und der Motorabschnitt durch einen in dem Motorgehäuse (2) angeordneten Spalttopf (7) voneinander abgedichtet getrennt sind, wobei in dem Spalttopf (7) ein metallischer Kugellagertopf (8) angeordnet ist, in dem ein Kugellager (9) zur Lagerung der Motorwelle (4) befestigt ist, und wobei der Kugellagertopf (8) mittelbar über den Spalttopf (7) an einen einen Teil des Motorgehäuses (2) bildenden Gehäusedeckel (3) mit einem dazwischen liegenden Spalt angrenzt, so dass der Gehäusedeckel (3) als Kühlkörper fungiert und eine von dem Kugellager (9) im Betrieb erzeugte Wärme über den Kugellagertopf (8) und über den Spalttopf (7) an den Gehäusedeckel und die Außenumgebung abgeleitet wird.

Description

Elektromotor mit Wärmeableitung für das Motorwellenlager
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor in kompakter Bauweise mit einer Wärmeableitung für das Motorwellenlager.
Bei Elektromotoren, die eine hohe Drehzahl der Motorwelle erzeugen, steigt die Verlustleistung des die Motorwelle lagernden Kugellagers aufgrund von starker Wärmeentwicklung deutlich an. Vor allem bei kompakten Ausführungen des Elektromotors, bei denen das Kugellager unmittelbar angrenzend zu vielen weiteren Bauteilen angeordnet ist, kann die erzeugte Wärme nicht in ausreichen dem Maße abgeführt werden. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Elektromotor eine verbesserte Wärmeableitung für das die Motorwelle lagernde Kugellager bereit zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Elektromotor mit einem Motorgehäuse vorgeschla gen, das einen Wellenabschnitt zur Aufnahme einer Motorwelle und einen Mo torabschnitt zur Aufnahme einer Motorelektronik und von Motorwicklungen auf weist. Der Wellenabschnitt und der Motorabschnitt sind durch einen in dem Mo torgehäuse angeordneten Spalttopf voneinander abgedichtet getrennt, wobei in dem Spalttopf ein metallischer Kugellagertopf angeordnet ist, in dem ein Kugellager zur Lagerung der Motorwelle befestigt ist. Der Kugellagertopf grenzt mit telbar über den Spalttopf an dem Gehäusedeckel, der einen Teil des Motorge häuses bildet, mit einem dazwischen liegenden Spalt an, so dass der
Gehäusedeckel als Kühlkörper fungiert und eine von dem Kugellager im Betrieb erzeugte Wärme über den Kugellagertopf und über den Spalttopf an den Gehäusedeckel und die Außenumgebung abgeleitet wird.
Der Spalttopf wird verwendet, um den Wellenabschnitt und den Motorabschnitt zu trennen und einen Gasaustausch zwischen Kurbelgehäuse und Elektronik bzw. Motorwicklungen zu verhindern.
Der Spalttopf mit dem darin angeordneten Kugellagertopf führt jedoch zu einem Aufbau, bei dem das Kugellager stark zentral eingepackt angeordnet werden muss und wenig seiner im Betrieb erzeugten Wärme nach außen abführen kann. Die Wärmeableitung erfolgt erfindungsgemäß durch eine Anbindung des Spalttopfes und Kugellagertopfes mit dem darin aufgenommenen Kugellager an den Gehäusedeckel des Motorgehäuses.
Der Spalt zwischen dem Gehäusedeckel 3 und dem Spalttopf 7 weist in einer ersten Ausführungsvariante ein Spaltmaß von Null auf. Der Gehäusedeckel liegt somit unmittelbar an dem Spalttopf an. Der wiederum in dem Spalttopf be findliche Kugellagertopf liegt somit ebenfalls in unmittelbarer Anbindung an den Gehäusedeckel, so dass die Wärme von dem Kugellagertopf über den Spalttopf auf den Gehäusedeckel an die Außenumgebung abgeleitet wird.
In einer alternativen Ausführung weist der Spalt zwischen dem Gehäusedeckel und dem Spalttopf ein geringes Spaltmaß auf, das bis zu einer Größe von 1/20 des maximalen Außendurchmessers des Kugellagers ist. Der geringe Spalt be einträchtigt die Wärmeabfuhr von dem Kugellagertop auf den Gehäusedeckel kaum, ermöglich jedoch eine relative Anordnung der Bauteile, ohne Berührung.
In einer Ausführungsvariante des Elektromotors ist vorgesehen, dass der Spalttopf einstückig durch das Motorgehäuse um eine Rotationsachse der Motorwel le gebildet ist. Insbesondere bildet das Motorgehäuse eine umlaufende Außen wandung, an die sich auf einer axialen Seite eine Axialwandung anschließt, in die der Spalttopf eingesenkt wird. Der Spalttopf ist vorzugsweise hohlzylindrisch mit Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers ausgebildet, wobei im axial am weitesten in das Motorgehäuse hineinragenden Abschnitt der Kugellager topf angeordnet ist.
Dabei ist eine Ausführung günstig, bei welcher der Spalttopf und der Kugellagertopf in dem Abschnitt des Spalttopfes, in dem der Kugellagertopf angeordnet ist, formidentisch ausgebildet sind. In anderen Worten bestimmen der Kugella gertopf und der Spalttopf dieselben Außenkonturen.
Vorteilhaft ist ferner eine Ausführung des Elektromotors, bei der zwischen dem Spalttopf und dem Gehäusedeckel eine Wärmeleitpaste oder ein Wärmeleitkle ber vorgesehen ist. Die Wärmeleitpaste bildet vorzugsweise eine Zwischen schicht und ermöglicht eine Wärmeanbindung des Gehäusedeckels an den Spalttopf, ohne dass sich die Bauteile berühren. Somit bleiben Vibrationen der einzelnen Bauteile voneinander entkoppelt. Bei der Nutzung eines Wärmeleit klebers kann neben der vorteilhaften Wirkung der Wärmeleitpaste zusätzlich die verklebte Anbindung von Gehäusedeckel an den Spalttopf erfolgen. Der Gehäusedeckel ist in einem Ausführungsbeispiel lösbar an dem Motorge häuse befestigt und wird auf eine axiale Seite des übrigen Motorgehäuses auf gesetzt. Der Gehäusedeckel bildet somit den Abschnitt des Motorgehäuses, der mittelbar über den Spalttopf mit dem Kugellagertopf und mithin dem Kugellager in Verbindung steht. Soweit der Spalttopf mit dem Motorgehäuse einstückig ge bildet ist, kann die Montage der Bauteile des Elektromotors über die axial dem Spalttopf gegenüberliegende Seite erfolgen, auf welcher der Gehäusedeckel abnehmbar positioniert wird. Gleichzeitig bietet die Lösung mit einem
Gehäusedeckel als Kühlkörper die große Fläche zur Wärmeableitung an die Außenumgebung.
Die Leistung der Wärmeableitung wird bei dem Elektromotor in einer Variante noch verbessert, bei welcher der Gehäusedeckel ein axial in Richtung der Au ßenumgebung vorstehendes Kühlelement aufweist, das die Abkühloberfläche des Gehäusedeckels lokal vergrößert. Vorzugsweise sind an dem
Gehäusedeckel als Kühlelement eine Vielzahl von über den Gehäusedeckel verteilt angeordneten Kühlrippen ausgebildet. Die Kühlrippen können insbeson dere einstückig an dem Gehäusedeckel ausgebildet oder alternativ daran stoffschlüssig befestigt werden. Dabei ist zudem günstig, wenn mehrere der Kühl rippen in axialer Projektion gesehen den Kugellagertopf überstrecken, so dass die lokal anfallende Wärme am Kugellagertopf besonders schnell und effektiv an die Außenumgebung geleitet wird.
Die Wärmeableitung wird zudem dadurch begünstigt, dass der Gehäusedeckel aus Metall oder wärmeleitendem Kunststoff gebildet ist.
Der Kugellagertopf bildet in einer bevorzugten Ausführung einen Kugellagersitz, in den das Kugellager eingepresst ist.
Zudem ist eine Variante des Elektromotors dadurch gekennzeichnet, dass der Kugellagertopf zwischen dem Kugellager und dem mit der Außenumgebung in Verbindung stehenden Abschnitt des Motorgehäuses einen Freiraum aufweist. Das Kugellager kann somit unmittelbar Wärme an die Luft in den Freiraum ab- geben und steht nicht in unmittelbarem Kontakt mit der Axialfläche des Kugella gertopfes, die an dem Spalttopf und dem Kühlkörper anliegt.
Ferner ist bei dem Elektromotor in einer Weiterbildung vorgesehen, dass sich der Spalttopf axial durch das Motorgehäuse bis zu dem Gehäusedeckel er streckt. Der Spalttopf bestimmt somit in axialer Richtung, d. h. entlang der Rota tionsachse der Motorwelle, einen erheblichen Teil des zentral innen liegenden Motorgehäuses um die Rotationsachse. Vorzugsweise erstreckt sich der Spalt topf in axialer Richtung über 60-95%, weiter bevorzugt über 70-95%, noch wei ter bevorzugt über 80-90% der axialen Gesamterstreckung des Motorgehäuses.
Vorteilhaft ist ferner ein Ausführungsbeispiel, bei dem das Motorgehäuse und der Spalttopf aus Kunststoff gebildet sind und der metallische Kugellagertopf mit dem Kunststoff unmittelbar im Spritzgussverfahren umspritzt ist.
Für eine kompakte Bauweise ist bei dem Elektromotor günstigerweise vorgese hen, dass die Wicklungen den Spalttopf in Umfangsrichtung umschließen.
Gleichzeitig ist vorteilhaft, dass die Wicklungen axial zu dem Kugellager beabstandet angeordnet sind. Somit bleibt die Wärmeentwicklung der Motorwicklungen von derjenigen des Kugellagers getrennt.
Weiter vorteilhaft für eine kompakte Bauweise des Elektromotors ist, dass die Motorelektronik auf einer Leiterplatte angeordnet ist, die eine zentrale Öffnung aufweist und sich ein von dem Gehäusedeckel vorstehendes Kühlelement durch die zentrale Öffnung hindurch erstreckt. Vorzugsweise wird jedoch vorgesehenen, dass sich der Spalttopf durch die zentrale Öffnung hindurch erstreckt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht durch einen Elektromotor eines Ausführungsbeispiels; Fig. 2 eine Detailansicht aus Figur 1
In den Figuren 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektromotors 1 in einer seitlichen Schnittansicht bzw. Detailansicht dargestellt.
Der Elektromotor 1 umfasst das einstückige Motorgehäuse 2 mit dem
Gehäusedeckel 3, der axial auf dem Motorgehäuse 2 befestigbar ist und im be festigten Zustand einen Teil des Motorgehäuses bildet. Auf der axial dem Gehäusedeckel 3 gegenüberliegenden Seite bildet das Motorgehäuse 2 einstückig den sich axial ins Innere des Motorgehäuses 2 hinein erstreckenden Spalttopf 7 aus. Zwischen der Innenwandung des Motorgehäuses 2 und dem Außenmantel des Spalttopfes 7 liegt der Motorabschnitt, in dem die Motorwick lungen 6 und die auf der Leiterplatte 14 befestigte Motorelektronik 5 aufge nommen sind. Über den Spalttopf 7 dichtend abgegrenzt liegt innerhalb des Spalttopfes 7 der Wellenabschnitt, in dem die Motorwelle 4 entlang ihrer Rotati onsachse verläuft. Der Spalttopf 7 erstreckt sich in axialer Richtung im Wesent lichen durch das gesamte Motorgehäuse 2 bis zu dem Gehäusedeckel 3.
Im in axialer Richtung gesehen tiefsten Abschnitt des Spalttopfes 7 ist der aus einem wärmeleitfähigen Material, insbesondere aus Metall gebildete Kugella gertopf 8 angeordnet. Das Motorgehäuse 2 mit dem Spalttopf 7 ist aus Kunststoff im Spritzgussverfahren um den Kugellagertopf 8 gespritzt, so dass der Spalttopf 7 und der Kugellagertopf 8 dieselbe Form bzw. Innen- und Außenkontur aufweisen und unmittelbar aneinander anliegen. Der Kugellagertopf 8 be stimmt den Lagersitz für das eingepresste Kugellager 9, in dem die Motorwelle 4 gelagert ist. Zwischen dem Kugellager 9 und der axialen Innenwandfläche des Spalttopfes 7 ist der Freiraum 13 gebildet, in den sich die Motorwelle 4 mit ihrem freien Ende hinein erstreckt.
Um die Rotationsachse ist an dem Gehäusedeckel 3 einstückig ein axial in Richtung des Kugellagertopfes 8 vorstehendes Kühlelement 11 in Form eines aus Vollmaterial gebildeten Zylinders ausgebildet. Axial zwischen dem Kühl element 11 und der axialen Außenwandfläche des Spalttopfes 7 ist der Spalt 121 mit einem Spaltmaß von maximal 1/20 des Außendurchmessers des Kugel lagers. In dem Spalt 121 ist in der gezeigten Ausführung eine Schicht der Wärmeleitpaste 10 vorgesehen, die auch durch Wärmeleitkleber ersetzbar ist.
Die Wärmeableitung der durch das Kugellager 9 im Betrieb erzeugten Wärme erfolgt von dem Kugellager 9 auf den Kugellagertopf 8, weiter an den Spalttopf 7 und in axialer Richtung über die Wärmeleitpaste 10 an das Kühlelement 11 des Gehäusedeckels 3 des Motorgehäuses 2. Von dem Gehäusedeckel 3 wird die Wärme weiter an die Außenumgebung abgegeben. Das Motorgehäuse und insbesondere sein Gehäusedeckel 3 fungieren mithin als Kühlkörper. In einer nicht gezeigten alternativen Ausführung wird auf die Wärmeleitpaste 10 verzich tet und das Kühlelement 11 kontaktiert unmittelbar den Spalttopf 7. Der Spalt 121 hat dann das Spaltmaß Null.
Der Spalttopf 7 ist hohlzylindrisch und in drei axiale Abschnitte mit jeweils unterschiedlichen Innendurchmessern unterteilt. In Bereich des geringsten
Durchmessers ist der Freiraum 13, im mittleren Bereich der Lagersitz mit dem Kugellager 9 und im Bereich des größten Innendurchmessers sind radial um den Spalttopf 7 die Motorwicklungen 6 angeordnet. Das Kugellager 9 ist somit gegenüber den Motorwicklungen 5 in axialer Richtung gesehen überlappungs frei.
Die Leiterplatte 14 bestimmt um die Rotationsachse der Motorwelle 4 die zent rale Öffnung 15, durch die sich in axialer Richtung das von dem Gehäusedeckel 3 axial vorstehende Kühlelement 11 hindurch bis zu dem Spalttopf 7 erstreckt.
In einer nicht dargestellten, jedoch ebenfalls zur Offenbarung gehörenden alter nativen Variante erstreckt sich anstelle des Kühlelements 11 der Bereich des geringsten Durchmessers des Spalttopfes 7 durch die Öffnung 15 oder zumin dest in die Öffnung 15 hinein, so dass die Kontaktierung zwischen Spalttopf 7 und Kühlelement 11 auf Höhe der Leiterplatte 14 oder axial oberhalb der Leiterplatte 14 erfolgt. In einer weiter alternativen Ausführung wird vorgesehen, den Gehäusedeckel 3 ohne Kühlelement 11 auszubilden und den Spalttopf 7 unmit telbar oder über die Wärmeleitpaste 10 oder den Wärmeleitkleber an die axiale Innenwand des Gehäusedeckels 3 zur Anlage zu bringen.
Der Gehäusedeckel 3 bildet eine Vielzahl von über seine zur Außenumgebung weisenden Oberfläche verteilt angeordnete Kühlrippen 111 aus, die sich teil weise mittig, d.h. in axialer Projektion gesehen über den Kugellagertopf 8 er strecken. Hierdurch wird die im Bereich des Kugellagertopfes 8 anfallende Wärme schneller an die Außenumgebung geleitet.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromotor mit einem Motorgehäuse (2), das einen Wellenabschnitt zur Aufnahme einer Motorwelle (4) und einen Motorabschnitt zur Aufnahme einer Motorelektronik (5) und von Motorwicklungen (6) aufweist, wobei der Wellenabschnitt und der Motorabschnitt durch einen in dem Motor gehäuse (2) angeordneten Spalttopf (7) voneinander abgedichtet ge trennt sind, wobei in dem Spalttopf (7) ein metallischer Kugellagertopf (8) angeordnet ist, in dem ein Kugellager (9) zur Lagerung der Motorwelle (4) befestigt ist, und wobei der Kugellagertopf (8) mittelbar über den Spalttopf (7) an einen Gehäusedeckel (3), der einen Teil des Motorge häuses (2) bildet, mit einem dazwischen liegenden Spalt (121) angrenzt, so dass der Gehäusedeckel (3) als Kühlkörper fungiert und eine von dem Kugellager (9) im Betrieb erzeugte Wärme über den Kugellagertopf (8) und über den Spalttopf (7) an den Gehäusedeckel und die Außenumge bung abgeleitet wird.
2. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (121) zwischen dem Gehäusedeckel (3) und dem Spalttopf (7) ein Spaltmaß von Null aufweist und der Gehäusedeckel (3) somit unmittelbar an dem Spalttopf (7) anliegt.
3. Elektromotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (121) zwischen dem Gehäusedeckel (3) und dem Spalttopf (7) ein Spaltmaß aufweist, das bis zu einer maximalen Größe von 1/20 des ma ximalen Außendurchmessers des Kugellagers (9) ist.
4. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Spalttopf (7) einstückig durch das Motorgehäuse (2) um ei nen Rotationsachse der Motorwelle (4) gebildet ist.
5. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Spalttopf (7) und der Kugellagertopf (8) in dem Abschnitt des Spalttopfes (7), in dem der Kugellagertopf (8) angeordnet ist, form identisch ausgebildet sind.
6. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass zwischen dem Spalttopf (7) und dem Gehäusedeckel (3) eine Wärmeleitpaste (10) oder ein Wärmeleitkleber vorgesehen ist.
7. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Gehäusedeckel (3) lösbar auf eine axiale Seite des übrigen Motorgehäuses (2) aufsetzbar ist und einen Teil des Motorgehäuses bil det.
8. Elektromotor nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (3) mindestens ein axial in Richtung der Au ßenumgebung vorstehendes Kühlelement aufweist, das eine mit der Außenumgebung in Kontakt stehende Abkühloberfläche des
Gehäusedeckels (3) lokal vergrößert.
9. Elektromotor nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Kühlelement als eine Vielzahl von über den Gehäusedeckel (3) verteilt angeordnete Kühlrippen (111) ausgebildet ist.
10. Elektromotor nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Kühlrippen (111) in axialer Projektion gesehen den Kugellagertopf (8) überstrecken.
11. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (3) aus Metall oder wärmeleitendem
Kunststoff gebildet ist.
12. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Kugellagertopf (8) zwischen dem Kugellager (9) und dem mit der Außenumgebung in Verbindung stehenden Abschnitt des Motor gehäuses (2) einen Freiraum (13) aufweist.
13. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass sich der Spalttopf (7) und der Kugellagertop (8) axial durch das Motorgehäuse (2) bis zu dem Gehäusedeckel (3) erstrecken.
14. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Motorwicklungen (6) den Spalttopf (7) in Umfangsrichtung umschließen und axial zu dem Kugellager (9) beabstandet angeordnet sind.
15. Elektromotor nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorelektronik (5) auf einer Leiterplatte (14) angeordnet ist, die eine zentrale Öffnung (15) aufweist und sich der Spalttopf (7) durch die zentrale Öffnung (15) hindurch erstreckt.
EP19798025.3A 2019-01-30 2019-10-29 Elektromotor mit wärmeableitung für das motorwellenlager Pending EP3857683A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102365.3A DE102019102365A1 (de) 2019-01-30 2019-01-30 Elektromotor mit Wärmeableitung für das Motorwellenlager
PCT/EP2019/079556 WO2020156696A1 (de) 2019-01-30 2019-10-29 Elektromotor mit wärmeableitung für das motorwellenlager

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3857683A1 true EP3857683A1 (de) 2021-08-04

Family

ID=68461763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19798025.3A Pending EP3857683A1 (de) 2019-01-30 2019-10-29 Elektromotor mit wärmeableitung für das motorwellenlager

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220094237A1 (de)
EP (1) EP3857683A1 (de)
KR (1) KR20210120985A (de)
CN (1) CN113169618A (de)
DE (1) DE102019102365A1 (de)
WO (1) WO2020156696A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022205790A1 (de) * 2022-06-08 2023-12-14 Aktiebolaget Skf Lageranordnung, insbesondere für Elektromotor
KR102716127B1 (ko) 2022-09-15 2024-10-15 엘지전자 주식회사 팬 모터
KR102691048B1 (ko) 2022-10-05 2024-08-05 엘지전자 주식회사 팬 모터
KR102751076B1 (ko) 2022-11-30 2025-01-09 엘지전자 주식회사 팬 모터

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
YU33595B (en) * 1970-05-22 1977-08-31 Skf Ind Trading & Dev Bearing support for electric machines
DE3545665A1 (de) * 1985-12-21 1987-07-02 Kaercher Gmbh & Co Alfred Fluessigkeitsgekuehlter elektromotor
JP2646512B2 (ja) * 1991-12-25 1997-08-27 アスモ株式会社 小型モータの樹脂注入軸受
DE19816766A1 (de) * 1998-01-20 1999-07-22 Itt Mfg Enterprises Inc Drucksteuergerät
FR2789529B1 (fr) * 1999-02-05 2001-06-08 Valeo Systemes Dessuyage Perfectionnements aux moteurs electriques a courant continu, notamment pour actionneur de vehicule automobile
DE19949755A1 (de) * 1999-10-15 2001-04-26 Bosch Gmbh Robert Handwerkzeugmaschine
EP1427089A3 (de) * 2000-01-12 2004-09-15 NeoDrive LLC Aussenläufermotor
DE102010029769A1 (de) * 2010-06-08 2011-12-08 Robert Bosch Gmbh Elektromotor
US10033242B2 (en) * 2013-02-01 2018-07-24 Regal Beloit America, Inc. Electrical machines and methods of assembling the same
CN205509736U (zh) * 2013-10-30 2016-08-24 三菱电机株式会社 电动机以及轴承构造
JP6160576B2 (ja) * 2014-07-31 2017-07-12 株式会社デンソー 駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
DE102015218620A1 (de) * 2015-09-28 2017-03-30 Robert Bosch Gmbh Gehäuse für eine elektrische Maschine
DE202018105137U1 (de) * 2018-09-07 2018-09-17 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Elektromotor mit einer Wärmeableitung für das Motorwellenlager
DE102018121923A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-12 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Elektromotor mit einer Wärmeableitung für das Motorwellenlager

Also Published As

Publication number Publication date
US20220094237A1 (en) 2022-03-24
KR20210120985A (ko) 2021-10-07
DE102019102365A1 (de) 2020-07-30
CN113169618A (zh) 2021-07-23
WO2020156696A1 (de) 2020-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3857683A1 (de) Elektromotor mit wärmeableitung für das motorwellenlager
EP0906652B1 (de) Elektromotor
DE202018105137U1 (de) Elektromotor mit einer Wärmeableitung für das Motorwellenlager
DE112008002995B4 (de) Motor mit Kühlstruktur
DE102010056315A1 (de) Elektromotor
EP2398132A1 (de) Pumpenaggregat
DE102015105377A1 (de) Elektromotor mit verbesserter Kühlung
EP3776816A1 (de) Elektromotor mit einer wärmeableitung für das motorwellenlager
EP3871317A1 (de) Elektromotor zum antrieb von arbeitsmaschinen mit medientrennung
DE102014211672A1 (de) Elektrische Maschine
EP2607708B1 (de) Elektromotor
DE102005041136B4 (de) Umrichtermotor und Verfahren
DE3522740A1 (de) Ringkerntransformator oder -drossel
DE202019100551U1 (de) Elektromotor mit Wärmeableitung für das Motorwellenlager
DE29914614U1 (de) Lagerstütze
DE202015101733U1 (de) Elektromotor mit verbesserter Kühlung
DE202019100555U1 (de) Elektromotor zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit Medientrennung
DE102005032970B3 (de) Umrichtermotor
DE4314199A1 (de) Einrichtung zur Wärmeabfuhr von einer schwingungsgedämpft aufgehängten Baugruppe
WO2017016912A1 (de) VENTILATOR MIT AUßENELEKTRONIK
DE102015000637A1 (de) Lüfter mit Lüftergehäuse
EP1472772A1 (de) Elektronisch kommutierter motor
DE102019131159A1 (de) Kühlkörper zum Halten von Wärmeleitpaste und zur Wärmesenkung für eine Verwendung in einer elektronischen Steuereinheit (Electronic Control Unit - ECU)
DE202015103889U1 (de) Ventilator mit Außenelektronik
DE112023005717T5 (de) Fluidpumpe

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20210428

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240416

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: HENGST SE