WO1999049554A1 - Elektromotor, insbesondere mit einem lüfterrad zur bildung eines axial- oder radiallüfters - Google Patents

Elektromotor, insbesondere mit einem lüfterrad zur bildung eines axial- oder radiallüfters Download PDF

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WO1999049554A1
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drive unit
control unit
electric motor
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Martin Heyder
Wolfgang Schwenk
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Robert Bosch Gmbh
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    • H02K2211/03—Machines characterised by circuit boards, e.g. pcb

Definitions

  • the invention relates to an electric motor, in particular with a fan wheel to form an axial or radial fan, as specified in the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to an axial or radial fan with an electric motor according to the invention.
  • the drive unit and the control unit are thermally decoupled by a physically separate structure, the control unit being arranged in the fan frame for better heat dissipation and being connected to the drive unit via a cable harness.
  • This arrangement has a non-optimal fan efficiency and cannot be optimally manufactured by the additional provision of the wiring harness connecting the control unit to the drive unit.
  • control unit In a known heating fan with integrated electronics, the control unit is integrated in the housing of the drive unit and is protected against environmental influences by means of a casting compound using a common cover cap. A thermal decoupling between the control unit and the drive unit is not necessary with this heating fan and is therefore also not implemented.
  • Another electric motor for an axial fan is known from EP 0 715 396 AI.
  • This known electric motor has a cylindrical motor housing, in front of the front end of which a fan wheel connected to the rotating axis is provided and the rear end of which is formed by a bearing plate, to which a regulator housing is attached behind the motor on the side facing away from the fan wheel.
  • An air gap is provided between the motor housing and the regulator housing, and the electrical connection between the motor and the regulator takes place by means of a wire harness bridging the air gap.
  • the thermal decoupling between the motor housing and the controller housing is not optimal despite the air gap due to the direct attachment of the controller housing to the motor housing, and on the other hand, the provision of a wiring harness for the electrical connection of the controller to the motor requires complex electrical connection work during the final production of the motor - drawing the axial fan.
  • the electric motor according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that a quick assembly of the control unit on the drive unit is possible by providing the mutually associated contact elements, so that the control unit and drive unit can be prefabricated and assembled together. If the contact elements are made out of the respective housing, a direct housing contact between the drive unit and the control unit is not necessary, so that an improved thermal decoupling can be achieved.
  • both the drive unit and the control unit are cylindrical. In this way, both the drive unit and the control unit can be mounted in the flow shadow of the hub of the fan wheel of an axial fan, so that the flow remains largely undisturbed.
  • the drive unit can also be cylindrical and the control unit can have a partially cylindrical, in particular semi-cylindrical shape. This also means that the flow through the axial fan will be largely unaffected.
  • the advantage of this embodiment is that the control unit can be used for mounting laterally, that is to say transversely to the axis of the electric motor, which makes it easier for certain constructions, in particular certain constructions of contact elements, to be installed.
  • Drive unit are provided in the region of the central axis and are essentially in the axial direction from the contour of the Extend the drive unit and when the contact elements of the control unit are provided in the region of the central axis in a recess of the housing of the control unit.
  • the statement “in the area of the central axis” means, for example, arranged around the central axis.
  • the electrical conduction paths between the winding of the drive unit and the control or regulating electronics in the control unit are minimized, as a result of which both line losses and the emission of interference signals to the outside are minimized.
  • control housing is provided with a further recess in the outer circumference and if connection elements for the power supply to the control unit are provided in the further recess.
  • connection elements in a recess in the outer circumference ensures that the electrical connections for the control unit do not protrude into the flow channel of an axial fan and thus do not disturb the air flow.
  • a particularly advantageous possibility of mounting the control unit is given when the contact elements of the drive unit are formed by contact pins, while the contact elements of the control unit are formed by contact sockets or contact forks. In this way, the control unit can be plugged into the drive unit easily and without great electrical installation effort.
  • the connection between the contact pins and the contact forks can additionally be fastened in another way, for example by soldering, welding, screwing or riveting.
  • the contact elements of the drive unit can be formed by contact sockets or contact forks, while the contact elements of the control unit are formed by contact pins. This also makes it easy to plug the control unit and the drive unit together.
  • control housing is provided with fastening tabs protruding from the housing outline. These fastening tabs allow the control unit to be mounted at a distance on the corresponding mounting surface, for example the hub of a stator, as a result of which there is only slight surface contact between the control unit and the assigned mounting surface, so that the direct heat conduction from the control unit to the mounting surface is minimized.
  • the heat-dissipating surface of the trough-like control housing is located on the side facing away from the drive unit, the heat generated in the control housing is dissipated by the air stream flowing past and is not conducted to the drive unit.
  • control housing is provided with cooling fins, the effectiveness of heat dissipation is noticeably increased.
  • the invention further relates to an axial or radial fan with an electric motor according to the invention, the rotating part of the drive unit is connected to a fan wheel and the non-rotating part of the drive unit is connected to a stator flange, the stator flange being located between the drive unit and the control unit.
  • Such an axial or radial fan is characterized by a modular structure in which the drive unit and the control unit can be manufactured, assembled and also replaced separately.
  • the arrangement of the stator flange between the drive unit and the control unit ensures an extremely effective thermal decoupling of the control unit from the drive unit, so that the direct heat conduction from the control unit to the drive unit is very minimized. Since the control unit is located behind the drive unit and the stator flange, i.e. on the downstream side of the air flow flowing through the axial or radial fan, the heat generated in the control unit is dissipated directly to the air flow, for which purpose cooling fins are also provided on the control housing in a known manner can.
  • an air space is additionally formed between the drive unit and the control unit.
  • the provision of this air space additionally reduces the heat conduction from the control unit to the drive unit, and a possible flow through the air space ensures further heat dissipation from the surface of the control unit, the end face of the control unit adjacent to the air space also preferably being radial extending cooling fins can be provided.
  • FIG. 1 is a partially sectioned side view of an axial fan with an electric motor according to the invention
  • FIG. 2 shows the rear view of an axial fan in the direction of arrow II in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through an electric motor along the line III-III in FIG. 1,
  • FIG. 6 shows a sectional view of the control unit from FIG. 5 along the line VI-VI in FIG. 5,
  • Fig. 7 is a schematic diagram of the attachment of a power device in the control unit.
  • an electric motor 10 is integrated in the hub of an axial fan 11 (FIG. 2), a drive unit 12 having a rotating rotor 13 with a rotor housing 13 'on which radially extending fan blades 14' are attached and thus form a fan wheel 14.
  • the fan blades are designed such that the air is deflected radially, so that a radial fan of a known type is present.
  • This drive unit is arranged in the flow direction S in front of a stator flange 15, the hub 16 of which is located adjacent to the rear end wall of the drive unit 12.
  • a control unit 17 which contains an electronic control or regulation for the drive unit 12.
  • the rotor housing 13 ', the hub 16 and the housing 18 of the control unit 17 have a cylinder shape of the same diameter and are arranged coaxially along the axis 19 of the axial fan.
  • FIG. 2 shows a rear view of the stator flange 15 of FIG. 1 without a control unit, the stator flange 15 with its blades 15 ′ and its stator ring 15 ′′, which is used to fasten the motor to a motor mount (not shown)
  • the control unit 17 is provided, for example, with a centrally oriented opening 17 ', in which, as will be explained later, contact elements are provided.
  • FIG. 3 shows a section through an axial plane of the axial fan according to FIG. 1 along the line III-III.
  • the drive unit 12 is designed as an external rotor, the rotor housing 13 'provided with the fan blades 14' being connected in a rotationally fixed manner to a motor shaft 20 which is rotatably mounted within a bearing 21 of the stator arrangement 22.
  • the geometric axis of the motor shaft 20 corresponds to the axis 19 of the axial fan 11.
  • stator arrangement 22 is provided with a laminated core 24 and windings of an electrical coil 25.
  • the windings of the electrical coil 25 end in contact pins 26, 27, which protrude axially rearward from the drive unit 12 in the radially inner region of the drive unit 12, adjacent to the bearing 21, and emerge through corresponding openings 26 ', 27' in the stator flange 15, wherein they protrude beyond the rear boundary of the stator flange 15.
  • a control unit 17, shown schematically in FIG. 3, is arranged on the rear side of the stator flange 15 and has a control housing 18 which has the shape of an annular trough, the annular trough being open towards the stator flange 15.
  • the contact pins 26, 27 of the drive unit 12 enter the central opening 17 ′ of the control housing 18.
  • the wall of the control housing 18 is formed from a particularly good heat-conducting material.
  • FIG. 4 shows an example of electrical contacting between the contact pins 26, 27, only the contact pin 26 being shown here by way of example, with an associated contact fork 29 of the control unit 17.
  • the contact fork 29 receives the contact pin 26 in the space between its contact fork prongs 29 ', 29 ", where it is either mechanically held and electrically contacted by clamping between the contact fork prongs 29', 29" or where it is connected by a welded or soldered connection the contact fork 29 is electrically and mechanically connected.
  • the handle 29 '' of the contact fork 29 passes through an insulating element 30 inserted into the wall of the control housing 18.
  • FIG. 5 shows a top view of an unlocked control unit 17, in which a schematically reproduced electrical circuit board 31 is connected to a plurality of inner contact forks 29, which are designed to make contact with the contact pins 26, 27 of the drive unit 12 is.
  • the contact forks 29 are located in a radially inner recess 17 "which is rectangular in the example in FIG. 5 and which is provided in the example in FIG. 5 instead of the previously described central opening 17 'of the control unit 17.
  • the radially inner recess 17" is in the rear area covered by the rear end wall 18 'of the control housing 18, so that the contact forks 29 are protected from environmental influences when the control housing 18 is installed.
  • the control housing 18 is semicircular in outline, and all of the control or regulation required for the operation of the drive unit 12 can be contained in a semicircular control housing 18, as shown in FIG. 5, or in two such semicircular control housings, which together form one cylindrical control unit 17 result, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the semicircular shape of the control housing 18 enables the semicircular control housing 18 to be used, for example, from the side, that is to say transversely to the axis 19 of the axial fan, the contact forks 29 likewise being pushed onto the contact pins 26, 27 from the side and preferably to mechanical and electrical contact by clamping.
  • the free ends of the contact fork prongs 29 ′, 29 ′′ of the contact forks 29 are spaced apart from the plane which defines the outer surface of the diametrical boundary wall 28, as shown in FIG. 5 by the / distance a. Avoid that when two semicircular control housings 18 are inserted into a common control unit 17, the respective contact forks 29 of the individual semicircular control housings touch one another.
  • a radially outer recess 18 ′ which receives connecting elements 32 which are designed in the same manner as a fork like the contact fork 29 and also in the same way are passed through the wall of the control housing 18.
  • the connecting elements 32 serve to connect a power supply for the electric motor 10. While the contact forks 29 are aligned such that their contact fork prongs 29 ', 29 "are each in a common plane that is perpendicular to the Axis 19 of the axial fan 11 runs, the orientation of the fork-like connecting elements is not mandatory, but an equivalent orientation as for the contact fork 29 is preferred for the connecting elements 32.
  • control housing 18 On its outer circumference, the control housing 18 is provided with radially protruding fastening tabs 38 which have a fastening bore 38 'through which screws or rivets for fastening the control unit 17 can be passed in a known manner.
  • the mounting tabs 38 may also protrude axially beyond the front boundary of the control housing 18, as shown in FIG. 6, which, after mounting, creates an air gap between the mounting surface for the control unit 17 and the front (in FIG. 6 above) Control unit 17 is created.
  • FIG. 7 shows, as a detail, an example of a fastening possibility for an FET 33 in the control housing 18, the power component, the FET 33, being pressed against the rear wall 18 'of the control housing 18 by means of a retaining spring 36 and being held in this manner by clamping .
  • the arrow shown in FIGS. 1, 3 and 7 with the designation Q symbolically represents the direction of heat dissipation from the control housing 18 of the control unit 17.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor (10), insbesondere mit einem Lüfterrad (14) zur Bildung eines Axial- oder Radiallüfters, mit einer Antriebseinheit (12) und einer ein Steuerungsgehäuse (18) aufweisenden Steuereinheit, wobei die Antriebseinheit einen Stator (22), einen Läufer (13) und zumindest eine elektrische Spule (25) aufweist und wobei die Steuereinheit (17) eine elektronische Schaltung zur Steuerung oder Regelung der Stromzufuhr zur Spule (25) aufweist. Die Antriebseinheit (12) und die Steuereinheit (17) sind durch Module gebildet und einander zugeordnete Kontaktelemente (26, 27, 29) sind zur gegenseitigen elektrischen Verbindung vorgesehen.

Description

ELEKTROMOTOR, INSBESONDERE MIT EINEM LUFTERRAD ZUR BILDUNG EINES AXIAL- ODER RADIALLÜFTERS
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere mit einem Lüfterrad zur Bildung eines Axial- oder Radiallüfters, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Axial- oder Radiallüfter mit einem erfindungsgemäßen Elektromotor.
STAND DER TECHNIK
Bei einem bekannten Elektromotor sind die Antriebseinheit und die Steuereinheit durch physikalisch getrennten Aufbau thermisch entkoppelt, wobei die Steuereinheit zur besseren Wärme- abfuhr in der Lüfterzarge angeordnet ist und mit der Antriebseinheit über einem Kabelbaum verbunden ist . Diese AnOrdnung besitzt einen nichtoptimalen Lüfterwirkungsgrad und ist durch das zusätzliche Vorsehen des die Steuereinheit mit der Antriebseinheit verbindenden Kabelbaums nicht optimal zu fertigen.
Bei einem bekannten Heizgebläse mit integrierter Elektronik ist die Steuereinheit im Gehäuse der Antriebseinheit integriert und unter Verwendung einer gemeinsamen Abdeckkappe mittels Vergußmasse gegen Umweltbeeinflussung geschützt. Eine thermische Entkopplung zwischen der Steuereinheit und der An- triebseinheit ist bei diesem Heizgebläse nicht erforderlich und daher auch nicht realisiert.
Ein weiterer Elektromotor für einen Axiallüfter ist aus der EP 0 715 396 AI bekannt. Dieser bekannte Eletromotor weist ein zylinderförmiges Motorgehäuse auf, vor dessen vorderer Stirnseite ein mit der rotierenden Achse verbundenes Lüfterrad vorgesehen ist und dessen hintere Stirnseite von einem Lagerschild gebildet ist, an dem hinter dem Motor auf der vom Lüfterrad abgewandten Seite, ein Reglergehäuse angebracht ist. Zwischen dem Motorgehäuse und dem Reglergehäuse ist ein Luftspalt vorgesehen und die elektrische Verbindung zwischen dem Motor und dem Regler erfolgt mittels eines den Luftspalt überbrückenden Kabelbaums. Zum einen ist die thermische Entkopplung zwischen dem Motorgehäuse und dem Reglergehäuse trotz des Luftspalts aufgrund der unmittelbaren Befestigung des Reglergehäuses am Motorgehäuse nicht optimal und zum anderen erfordert das Vorsehen eines Kabelbaums zur elektrischen Verbindung des Reglers mit dem Motor aufwendige elektrische Anschlußarbeiten bei der Endfertigung des Motors be- ziehungsweise des Axialgebläses.
Derartige aufwendige Montagearbeiten erhöhen die Fertigungskosten und sind daher unerwünscht. Weiterhin sind thermische Einflüsse der Steuereinheit auf die Antriebseinheit weitest- gehend zu vermeiden. VORTEILE DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch das Vorsehen der einander zugeordneten Kontaktelemente eine schnelle Montage der Steuereinheit an der Antriebseinheit möglich ist, so daß Steuereinheit und Antriebseinheit modulartig vorgefertigt und miteinander montiert werden können. Wenn die Kontaktelemente aus dem jeweiligen Gehäuse her- ausgeführt sind, ist ein unmittelbarer Gehäusekontakt zwischen der Antriebseinheit und der Steuereinheit nicht erforderlich, so daß eine verbesserte thermische Entkoppelung erzielbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinheit und die Steuereinheit zylindrisch ausgebildet sind. Auf diese Weise können sowohl die Antriebseinheit als auch die Steuereinheit im Strömungsschatten der Nabe des Lüfterrades eines Axiallüfters angebracht werden, so daß die Strömung weitest - gehend ungestört bleibt.
Es kann aber auch die Antriebseinheit zylindrisch ausgebildet sein und die Steuereinheit eine teilzylindrische, insbesondere halbzylindrische Gestalt aufweisen. Auch hierdurch wird die Strömung durch den Axiallüfter weitestgehend unbeeinflußt sein. Der Vorteil bei dieser Ausführung liegt jedoch darin, daß die Steuereinheit zur Montage seitlich, das heißt quer zur Achse des Elektromotors, einsetzbar ist, was für bestimmte Konstruktionen, insbesondere bestimmte Konstruktionen von Kontaktelementen, eine erleichterte Montagemöglichkeit schafft .
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontaktelemente der
Antriebseinheit im Bereich der Mittelachse vorgesehen sind und sich im wesentlichen in Axialrichtung aus der Kontur der Antriebseinheit herauserstrecken und wenn die Kontaktelemente der Steuereinheit im Bereich der Mittelachse in einer Ausnehmung des Gehäuses der Steuereinheit vorgesehen sind. Die Angabe "im Bereich der Mittelachse" bedeutet beispielsweise um die Mittelachse herum angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die elektrischen Leitungswege zwischen der Wicklung der Antriebseinheit und der Steuer- oder Regelelektronik in der Steuereinheit minimiert, wodurch sowohl Leitungsverluste als auch die Abgabe von Störsignalen nach außen minimiert sind.
Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Steuerungsgehäuse mit einer weiteren Ausnehmung im Außenumfang versehen ist und wenn in der weiteren Ausnehmung Anschlußelemente für die Stromzufuhr zur Steuereinheit vorgesehen sind. Durch das Vorsehen von Anschlußelementen wird an sich die Möglichkeit geschaffen, die Steuereinheit modular einzubauen und bei Bedarf auszutauschen, ohne daß aufwendige elektrische Anschlußarbeiten erforderlich sind.
Die Anordnung der Anschlußelemente in einer Ausnehmung im Außenumfang sorgt dafür, daß die elektrischen Anschlüsse für die Steuereinheit nicht in den Strömungskanal eines Axiallüfters hineinragen und somit die Luftströmung nicht stören.
Eine besonders vorteilhafte Montagemöglichkeit der Steuereinheit ist dann gegeben, wenn die Kontaktelemente der Antriebseinheit von Kontaktstiften gebildet sind, während die Kontaktelemente der Steuereinheit von Kontaktbuchsen oder Kontaktgabeln gebildet sind. Auf diese Weise kann die Steuer- einheit einfach und ohne großen elektrischen Montageaufwand an die Antriebseinheit angesteckt werden. Bei der Verwendung von Kontaktgabeln kann die Verbindung zwischen den Kontakt- stiften und den Kontaktgabeln zusätzlich noch auf andere Weise befestigt werden wie beispielsweise durch Löten, Schwei- ßen, Schrauben oder Nieten. Alternativ dazu können die Kontaktelemente der Antriebseinheit von Kontaktbuchsen oder Kontaktgabeln gebildet sein, während die Kontaktelemente der Steuerungseinheit von Kon- taktstiften gebildet sind. Auch hierdurch wird ein einfaches Zusammenstecken der Steuereinheit und der Antriebseinheit ermöglicht .
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung ist das Steue- rungsgehäuse mit aus dem Gehäuseumriß hervorstehenden Befestigungslaschen versehen. Diese Befestigungslaschen gestatten eine beabstandete Montage der Steuereinheit an der entsprechenden Montagefläche, beispielsweise der Nabe eines Stators, wodurch nur geringfügiger Flächenkontakt zwischen der Steuer- einheit und der zugeordneten Montagefläche entsteht, so daß die unmittelbare Wärmeleitung von der Steuereinheit zur Montagefläche minimiert ist .
Sind elektronische Leistungsbauelemente elektrisch isoliert und gut wärmeleitend mit dem wannenartigen Steuerungsgehäuse verbunden und ist das Steuerungsgehäuse aus einem gut wärmeleitenden Material gebildet, so ist eine gute Wärmeableitung gewährleistet .
Wenn die wärmeableitende Fläche des wannenartigen Steuerungs- gehäuses auf der von der Antriebseinheit abgewandten Seite gelegen ist, so wird die im Steuerungsgehäuse entstehende Wärme vom vorbeistreichenden Luftstrom abgeführt und nicht zur Antriebseinheit geleitet.
Ist das Steuerungsgehäuse mit Kühlrippen versehen, so wird die Wirksamkeit der Wärmeableitung spürbar erhöht .
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Axial- oder Radiallüf- ter mit einem Elektromotor gemäß der Erfindung, wobei der rotierende Teil der Antriebseinheit mit einem Lüfterrad verbunden ist und der nichtrotierende Teil der Antriebseinheit mit einem Statorflansch verbunden ist, wobei der Statorflansch zwischen der Antriebseinheit und der Steuereinheit gelegen ist.
Ein derartiger Axial- oder Radiallüfter kennzeichnet sich durch einen modularen Aufbau, bei dem die Antriebseinheit und die Steuereinheit getrennt hergestellt, montiert und auch ausgetauscht werden können. Die Anordnung des Statorflansches zwischen der Antriebseinheit und der Steuereinheit sorgt für eine äußert wirksame thermische Entkopplung der Steuereinheit von der Antriebseinheit, so daß die unmittelbare Wärmeleitung von der Steuereinheit zur Antriebseinheit sehr minimiert ist . Da die Steuereinheit hinter der Antriebseinheit und dem Statorflansch gelegen ist, also auf der stromabwärtigen Seite der durch den Axial- oder Radiallüfters fließenden Luftströmung, wird die in der Steuereinheit entstehende Wärme unmittelbar an die Luftströmung abgeführt, wozu in bekannter Weise auch Kühlrippen am Steuerungsgehäuse vorgesehen sein können.
Zusätzlich vorteilhaft ist dabei, wenn zwischen der Antriebseinheit und der Steuereinheit zusätzlich ein Luftraum gebildet ist. Durch das Vorsehen dieses Luftraums wird zu- sätzlich die Wärmeleitung von der Steuereinheit hin zur Antriebseinheit reduziert und eine mögliche Durchströmung des Luftraums sorgt für eine weitere Wärmeabfuhr von der Oberfläche der Steuereinheit, wobei die an den Luftraum angrenzende Stirnfläche der Steuereinheit ebenfalls mit vorzugsweise ra- dial verlaufenden Kühlrippen versehen sein kann.
ZEICHNUNG
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar- gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 die teilweise geschnittene Seitenansicht eines Axiallüfters mit einem erfindungsgemäßen Elektromotor,
Fig. 2 die rückseitige Ansicht eines Axiallüfters in Richtung des Pfeils II in Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Elektromotor entlang der Linie III-III in Fig. 1,
Fig. 4 eine elektrische Kontaktverbindung zwischen Antriebseinheit und Steuereinheit,
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine nicht verschlossene Steuereinheit,
Fig. 6 eine Schnittansicht der Steuereinheit aus Fig. 5 entlang der Linie VI -VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine Prinzipskizze der Befestigung eines Leistungsbauelements in der Steuereinheit.
In den verschiedenen Figuren der Zeichnung sind einander entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
BESCHREIBUNG DER AUSFUHRUΝGSBEISPIELE
Wie Fig. 1 zeigt, ist ein Elektromotor 10 in die Nabe eines Axiallüfters 11 (Fig. 2) integriert, wobei eine Antriebseinheit 12 einen umlaufenden Rotor 13 mit einem Rotorgehäuse 13 ' besitzt, an dem sich radial erstreckende Lüfterschaufeln 14' angebracht sind und so ein Lüfterrad 14 bilden. In einer nicht näher dargestellten Ausgestaltung der Erfindung sind die Lüfterschaufeln so ausgebildet, daß eine radiale Umlen- kung der Luft erfolgt, so daß ein Radiallüfter bekannter Bau- art vorliegt. Diese Antriebseinheit ist in Strömungsrichtung S vor einem Statorflansch 15 angeordnet, dessen Nabe 16 der rückseitigen Stirnwand der Antriebseinheit 12 benachbart gelegen ist. In Strömungsrichtung hinter der Nabe 16 des Sta- torflanschs 15 ist eine Steuereinheit 17 angeordnet, die eine elektronische Steuerung oder Regelung für die Antriebseinheit 12 enthält. Das Rotorgehäuse 13', die Nabe 16 sowie das Gehäuse 18 der Steuereinheit 17 besitzen Zylindergestalt von gleichem Durchmesser und sind entlang der Achse 19 des Axial - lüfters koaxial angeordnet .
In Fig. 2 ist eine rückseitige Ansicht des Statorflansches 15 der Fig. 1 ohne Steuereinheit dargestellt, wobei der Statorflansch 15 mit seinen Schaufeln 15' und seinem Statorring 15", der zur Befestigung des Motors an einer nicht darge- stellten Motoraufnahme dient, zu erkennen ist. Die Steuereinheit 17 ist mit einer z. B. zentral orienterten Öffnung 17' versehen, in der, wie später noch erläutert werden wird, Kontaktelemente vorgesehen sind.
In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine Axialebene des Axiallüfters gemäß Fig. 1 entlang der Linie III-III wiedergegeben. Die Antriebseinheit 12 ist als Außenläufer ausgebildet, wobei das mit den Lüfterschaufeln 14 ' versehene Rotorgehäuse 13 ' drehfest mit einer Motorwelle 20 verbunden ist, die drehbar innerhalb eines Lagers 21 der Statoranordnung 22 gelagert ist. Die geometrische Achse der Motorwelle 20 entspricht dabei der Achse 19 des Axiallüfters 11.
Im Rotorgehäuse 13 ' sind im Bereich des Innenumfangs radial einwärts gerichtete Magnete 23 in bekannter Weise angeordnet. Die Statoranordnung 22 ist mit einem Blechpaket 24 und Wicklungen einer elektrischen Spule 25 versehen. Die Wicklungen der elektrischen Spule 25 enden in Kontaktstiften 26, 27, die im radial inneren Bereich der Antriebseinheit 12, dem Lager 21 benachbart, axial nach hinten aus der Antriebseinheit 12 herausstehen und durch entsprechende Öffnungen 26', 27' im Statorflansch 15 heraustreten, wobei sie über die rückwärtige Begrenzung des Statorflanschs 15 hervorstehen.
Auf der Rückseite des Statorflanschs 15 ist eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Steuereinheit 17 angeordnet, die ein Steuerungsgehäuse 18 besitzt, welches die Gestalt einer kreisringförmigen Wanne aufweist, wobei die kreisringförmige Wanne zum Statorflansch 15 hin offen ist . In die zentrale Öffnung 17' des Steuerungsgehäuses 18 treten die Kontaktstifte 26, 27 der Antriebseinheit 12 ein. Die Wandung des Steuerungsgehäuses 18 ist aus einem besonders gut wärmeleitenden Material gebildet.
In Fig. 4 ist ein Beispiel für eine elektrische Kontaktierung zwischen den Kontaktstiften 26, 27, wobei hier beispielhaft nur der Kontaktstift 26 dargestellt ist, mit einer zugeordneten Kontaktgabel 29 der Steuereinheit 17 gezeigt. Die Kontaktgabel 29 nimmt den Kontaktstift 26 im Zwischenraum zwi- sehen ihren Kontaktgabelzinken 29', 29" auf, wo er entweder durch Einklemmen zwischen die Kontaktgabelzinken 29', 29" mechanisch gehalten und elektrisch kontaktiert ist oder wo er durch eine Schweiß- oder Lötverbindung mit der Kontaktgabel 29 elektrisch und mechanisch verbunden wird. Die Kontaktgabel 29 tritt mit ihrem Stiel 29''' durch ein in die Wandung des Steuerungsgehäuses 18 eingesetztes Isolierelement 30 hindurch. Auf der Innenseite des Steuerungsgehäuses 18 ist der Stiel 29'1' der Kontaktgabel 29 mit entsprechenden elektrischen oder elektronischen Elementen verbunden, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt ist. In Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine unverschlossene Steuereinheit 17 dargestellt, in der eine schematisch wiedergegebene elektrische Leiterplatte 31 mit einer Mehrzahl von inne- ren Kontaktgabeln 29, die zur Kontaktierung mit den Kontakt- stiften 26, 27 der Antriebseinheit 12 ausgebildet sind, verbunden ist. Die Kontaktgabeln 29 sind in einer im Beispiel der Fig. 5 rechteckig gestalteten radial inneren Ausnehmung 17" gelegen, die im Beispiel der Fig. 5 anstelle der vorher beschriebenen zentralen Öffnung 17' der Steuereinheit 17 vorgesehen ist. Die radial innere Ausnehmung 17" ist im rückwärtigen Bereich durch die rückwärtige Stirnwand 18' des Steuerungsgehäuses 18 abgedeckt, so daß die Kontaktgabeln 29 im eingebauten Zustand des Steuerungsgehäuses 18 vor Umweltein- flüssen geschützt sind.
Das Steuerungsgehäuse 18 ist von halbkreisförmigem Umriß, wobei die gesamte für den Betrieb der Antriebseinheit 12 erforderliche Steuerung oder Regelung in einem halbkreisförmigen Steuerungsgehäuse 18, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, enthalten sein kann, oder in zwei derartigen halbkreisförmigen Steuerungsgehäusen, die gemeinsam eine zylindrische Steuereinheit 17 ergeben, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Die halbkreisförmige Gestalt des Steuerungsgehäuses 18 ge- stattet es, das halbkreisförmige Steuerungsgehäuse 18 beispielsweise von der Seite, also quer zur Achse 19 des Axiallüfters, einzusetzen, wobei die Kontaktgabeln 29 ebenfalls von der Seite auf die Kontaktstifte 26, 27 aufgeschoben werden und diese vorzugsweise zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung klemmend einzwingen.
Die freien Enden der Kontaktgabelzinken 29', 29" der Kontaktgabeln 29 sind von der Ebene, die die äußere Fläche der diametralen Begrenzungswand 28 bestimmt, beabstandet, wie in Fig. 5 durch den /Abstand a gezeigt ist. Hierdurch wird ver- mieden, daß beim Einsetzen von zwei halbkreisförmigen Steuerungsgehäusen 18 zu einer gemeinsamen Steuereinheit 17 die jeweiligen Kontaktgabeln 29 der einzelnen halbkreisförmigen Steuerungsgehäuse einander berühren.
Auf der von der bezüglich der radial inneren Ausnehmung 17" gegenübergelegenen radial äußeren Seite des Steuerungsgehäuses 18 ist eine radial äußere Ausnehmung 18' vorgesehen, die Anschlußelemente 32 aufnimmt, welche in gleicher Weise gabel- artig ausgebildet sind wie die Kontaktgabel 29 und auch in gleicher Weise durch die Wandung des Steuerungsgehäuses 18 hindurchgeführt sind. Die Anschlußelemente 32 dienen zum Anschluß einer Stromzufuhr für den Elektromotor 10. Während die Kontaktgabeln 29 so ausgerichtet sind, daß ihre Kontaktgabel - zinken 29', 29" jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegen, die rechtwinklig zur Achse 19 des Axiallüfters 11 verläuft, ist die Ausrichtung der gabelartigen Anschlußelemente nicht zwingend vorgeschrieben, doch wird für die Anschlußelemente 32 eine äquivalente Ausrichtung wie für die Kontaktgabel 29 bevorzugt.
An seinem Außenumfang ist das Steuerungsgehäuse 18 mit radial hervorstehenden Befestigungslaschen 38 versehen, die eine Befestigungsbohrung 38' aufweisen, durch die in bekannter Weise Schrauben oder Nieten zur Befestigung der Steuereinheit 17 hindurchgeführt werden können. Die Befestigunglaschen 38 können auch axial über die vordere Begrenzung des Steuerungsgehäuses 18 hervorstehen, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist, wodurch nach der Befestigung ein Luft-Zwischenraum zwischen der Montagefläche für die Steuereinheit 17 und der Vorderseite (in Fig. 6 oben) der Steuereinheit 17 geschaffen wird.
In Fig. 5 ist weiterhin zu erkennen, daß elektronische Leistungsbausteine, zum Beispiel Feldeffekttransistoren (FET) seitlich von der Leiterplatte 31 hervorstehen und unmittelbar auf der besonders gut wäremleitenden Rückwand 18' des Steuerungsgehäuses 18 befestigt sind, wobei zur Befestigung zusätzlich ein gut wärmeleitendes Mittel zwischen den jeweiligen FET 33 und die Rückwand 18' eingebracht sein kann. Diese Anordnung ist besonders gut in der Schnittansicht gemäß Fig. 6 zu erkennen. In Fig. 6 sind auch weitere elektronische Bauteile, vorzugsweise SMD-Bauteile (Surface-Mounted-Device- Bauteile) 34, wiedergegeben. Der vom Steuerungsgehäuse 18 begrenzte Innenraum 35 der Steuereinheit 17 wird nach der Mon- tage der Platine 31 sowie der weiteren elektrischen und elektronischen Bauteile 33, 34 mit einem Gießharz in bekannter Weise vergossen oder mit einem Deckel verschlossen, um die elektronische Schaltung zur Steuerung oder Regelung gegen die Umgebung hermetisch abzuschließen. Lediglich die Kontaktgabel 29 und die 7Anschlußelemente 32 stellen danach noch Verbindungen zur in der Steuereinheit 17 enthaltenen elektronischen Schaltung dar.
In Fig. 7 ist als Einzelheit beispielhaft eine Befestigungs- möglichkeit für einen FET 33 im Steuerungsgehäuse 18 gezeigt, wobei das Leistungsbauelement, der FET 33, mittels einer Haltefeder 36 gegen die Rückwand 18' des Steuerungsgehäuses 18 gedrückt wird und auf diese Weise einklemmend gehalten ist . Zwischen dem FET 33 und der Rückwand 18' ist eine elektrisch isolierende aber gut wärmeleitende Zwischenschicht, vorzugsweise eine Isolierfolie 37, eingelegt, um zwar eine Wärmeleitung zwischen dem FET 33 und der Rückwand 18' zu ermöglichen, aber eine elektrische Leitung zwischen diesen Elementen zu verhindern .
Der in den Fig. 1, 3 und 7 dargestellte Pfeil mit der Bezeichnung Q gibt symbolisch die Richtung der Wärmeabfuhr vom Steuerungsgehäuse 18 der Steuereinheit 17 wieder.

Claims

PCT/DE99/00046PATENTANSPRUCHE
1. Elektromotor (10), insbesondere mit einem Lüfterrad (14) zur Bildung einesjAxial- oder Radiallüfterε (11) mit einer Antriebseinheit (12) und einer ein Steuerungsgehäuse (18) aufweisenden Steuereinheit (17) , wobei die Antriebsein- heit (12) einen Stator (22), einen Rotor (13) und zumindest eine elektrische Spule (25) aufweist und wobei die Steuereinheit (17) eine elektronische Schaltung zur Steuerung oder Regelung der Stromzufuhr zur Spule (25) aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinheit (12) und die Steuereinheit (17) durch Module gebildet sind und daß einander zugeordnete Kontaktelemente (26, 27, 29) zur gegenseitigen elektrischen Verbindung vorgesehen sind.
Elektromotor nach 7Anspruch 1 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebseinheit (12) und die Steuereinheit (17] zylindrisch ausgebildet sind.
3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinheit (12) zylindrisch ausgebildet ist und daß die Steuereinheit (17) eine teilzylindrische, insbesondere halbzylindrische Gestalt aufweist.
Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktelemente (26, 27) der Antriebseinheit (12) im Bereich der Mittelachse (19) vorgesehen sind und sich im wesentlichen in Axialrichtung aus der Kontur der Antriebseinheit (12) herauserstrecken und daß die Kontaktelemente (29) der Steuereinheit (17) im Bereich der Mittelachse (19) in einer Ausnehmung (17', 17") des Gehäuses (18) der Steuereinheit (17) vorgesehen sind.
5. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerungsgehäuse (18) mit einer weiteren Auε- nehmung (18") im Außenumfang versehen ist und daß in der weiten Ausnehmung (18") Anschlußelemente (32) für die Stromzufuhr zur Steuereinheit (17) vorgesehen sind.
6. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktelemente (26, 27) der Antriebseinheit (12) von Kontaktstiften gebildet sind, während die Kontaktelemente (29) der Steuereinheit (17) von Kontaktbuchsen oder Kontaktgabeln gebildet sind.
7. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktelemente (26, 27) der Antriebseinheit (12) von Kontaktbuchsen oder Kontaktgabeln gebildet sind, während die Kontaktelemente (29) der Steuereinheit (17) von Kontaktstiften gebildet sind.
8. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuerungsgehäuse (18) mit aus dem Gehäuseumriß hervorstehenden Befestigungslaschen (38) versehen ist.
9. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß elektronische Leistungsbauelemente (33) elektrisch isoliert und gut wärmeleitend mit dem wannenartigen Steuerungsgehäuse (18) verbunden sind und daß das Steuerungsgehäuse (18) zumindest teilweise aus einem gut wärmeleitenden Material gebildet ist.
10. Elektromotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die wärmeableitende Fläche (18 ') des wannenartigen Steuerungsgehäuses (18) auf der von der Antriebseinheit (12) abgewandten Seite gelegen ist.
11. Elektromotor nach Anspruch 9 oder 10 , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Steuerungsgehäuse ( 18 ) mit Kühlrippen versehen ist .
12. Axial- oder Radiallüfter (11) mit einem Elektromotor
(10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der rotierende Teil (13) der Antriebseinheit (12) mit einem Lüfterrad (14) verbunden ist und der nichtrotierende Teil (22) der Antriebseinheit (12) mit einem Statorflansch (15) verbunden ist, wobei der Statorflansch (15) zwischen der Antriebseinheit (12) und der Steuereinheit (17) gelegen ist.
13. Axial- oder Radiallüfter (11) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Antriebseinheit (12) und der Steuereinheit (17) zusätzlich ein Luftraum gebildet ist.
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