WO2019110425A1 - Electric motor - Google Patents

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WO2019110425A1
WO2019110425A1 PCT/EP2018/083044 EP2018083044W WO2019110425A1 WO 2019110425 A1 WO2019110425 A1 WO 2019110425A1 EP 2018083044 W EP2018083044 W EP 2018083044W WO 2019110425 A1 WO2019110425 A1 WO 2019110425A1
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WO
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bearing
electric motor
nickel layer
rotor
motor shaft
Prior art date
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PCT/EP2018/083044
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German (de)
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Inventor
Lakshmi Narayanan MUTHU
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/40Structural association with grounding devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C41/00Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
    • F16C41/002Conductive elements, e.g. to prevent static electricity
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/16Means for supporting bearings, e.g. insulating supports or means for fitting bearings in the bearing-shields
    • H02K5/173Means 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
    • H02K5/1737Means 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 radially supporting the rotor around a fixed spindle; radially supporting the rotor directly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/52Alloys based on nickel, e.g. Inconel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2380/00Electrical apparatus
    • F16C2380/26Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
    • HELECTRICITY
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    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/02Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for suppression of electromagnetic interference
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the invention relates to an electric motor with a contact element, such a contact element and a bearing with such a contact element according to the preamble of the independent claims.
  • a device for shielding electromagnetic interference of an electric motor which is controlled by means of a clocked signal. It is provided that the rotor is connected to the motor shaft via an electrically conductive connecting element, wherein the connecting element acts on the end face of the motor shaft and is secured to the end face of the rotor component.
  • the invention relates to an electric motor, in particular a
  • External rotor motor comprising a rotor, a stator and a motor shaft, wherein the motor shaft is associated with the stator or the rotor and having a rotation axis about which rotor and stator are rotatably supported by at least one bearing, and wherein the motor shaft has a lateral surface and between rotor and stator a contacting element is arranged, which in Contact with the at least one bearing is and on the lateral surface of the motor shaft and / or a contact surface of the bearing to this movable, in particular rotatable, is applied. It is suggested that the motor shaft is associated with the stator or the rotor and having a rotation axis about which rotor and stator are rotatably supported by at least one bearing, and wherein the motor shaft has a lateral surface and between rotor and stator a contacting element is arranged, which in Contact with the at least one bearing is and on the lateral surface of the motor shaft and / or a contact surface of the bearing to this movable
  • ком ⁇ онент is at least partially formed of a nickel layer, in particular a chemical nickel layer, or at least one such nickel layer.
  • the devisiereiement invention can due to its small size
  • such a contacting element can advantageously protect the interior of the bearing from solid or liquid contaminants.
  • an imaginary axis can be understood by a rotation axis about which a body, in particular the rotor, rotates in the sense of a rotation axis.
  • the term motor shaft can be understood as an objective machine element.
  • lateral surface is in this case not limited to a cylindrically planar surface, rather, the lateral surface may comprise projections and recesses, which has the motor shaft.
  • the nickel layer is formed as a chemical nickel layer.
  • a chemico-nickel layer is a chemically produced coating of nickel, which is deposited electrolessly on a substrate, for example, from nickel-phosphorus or nickel-boron alloys. The deposition of such a chemical nickel layer takes place in an autocatalytic process.
  • Such a chemical nickel layer has in particular with respect to the uniformity of the layer thickness, as well as the
  • the rotor and the stator are rotatably supported relative to one another by means of at least one bearing.
  • the motor shaft in the motor carrier or stator can be firmly clamped, wherein the rotor rotates in operation about the motor shaft.
  • the motor shaft itself is clamped in the rotor and together with the rotor in the stator or
  • Engine block is rotatably mounted.
  • the electric motor is further designed as an external rotor motor.
  • the shielding effect of the rotor itself can be used to improve the electromagnetic compatibility in an advantageous manner.
  • the chemical nickel layer is formed as a nickel-phosphorus alloy layer.
  • a nickel-phosphorus alloy layer used according to the invention it is possible to provide a layer in the form of a composite which is dimensionally stable, has very good tribological properties and is capable of using its electrical conductivity
  • nickel-phosphorus alloy layer is not limited exclusively to the components nickel and phosphorus. So it can be provided, for example, that additional hard particles or dry lubricant particles are stored, so that the
  • the nickel layer comprises solid lubricant particles.
  • the incorporation of solid lubricating particles in the nickel layer can be provided in a particularly advantageous manner, a material which synergistically has the properties of the nickel matrix and at the same time the properties of the solid lubricating particle, such as a good abrasive behavior and high
  • the nickel layer for this purpose comprises PTFE particles, which can reduce the coefficient of friction and thus the closure rate for the dynamic application in the electric motor according to the invention.
  • the nickel layer 20-30 vol.% PTFE particles In a further advantageous embodiment of the invention, these PTFE particles also have a particle size between 0, l-0.3pm. In this way, a nickel layer can be provided, which on the one hand in terms of
  • a particularly corrosion-resistant and at the same time hard nickel layer can be provided according to a further advantageous embodiment in that the nickel-phosphorus alloy layer has a phosphorus content of 9-13 vol. % having. In particular, a range between 10-12Vol. % Phosphorus has proven to be particularly suitable.
  • the nickel layer has a layer thickness of 5-25pm.
  • the opposing requirements for the electric motor such as the compensation of the Potential differences and the costliness of the electric motor to be optimized. It has been shown that a layer thickness range between 7pm and 15pm can both be produced inexpensively, as well as being able to provide an electrical bridge of the type in question between rotor and stator.
  • the contacting element is formed at least in two parts and has at least one support element and at least one contact element, wherein the contact element comprises the nickel layer.
  • Embodiment of the Kunststoffierettis has regarding the retrofitting of existing systems and the flexibility of manufacturing the electric motor according to the invention decisive advantages, since such a multi-part support member can be particularly easily coated outside the electric motor and then installed as a common component in the electric motor.
  • the chemical nickel plating also provides a non-rotatable, stable and cost-effective connection between the contact element and the support element.
  • Basic body which is able to provide a surface for the nickel layer.
  • a support member may be formed, for example, of a metallic material.
  • the support element is formed from a plastic, insofar as it is suitable due to its material properties to act as a base body for the coating and it is technically feasible to chemically nickel this support element under the set boundary conditions.
  • a contact element can be understood to mean such an element which, in the installed state, makes contact with rotating components of the electric motor
  • the contacting element is designed as a sealing element for the bearing, that is to say that the contacting element seals off the interior of the bearing from the environment in the direction in which the contacting element is arranged.
  • sealing element can be understood to mean, in particular, such an element, which seals the interior of the bearing substantially tightly in relation to the solids and additionally or alternatively to liquids in the environment of such an inventive
  • the contacting and additionally or alternatively, the support member is formed as an annular disc, wherein the nickel layer abradingly abuts the end face of the bearing and additionally or alternatively thereto on the lateral surface of the motor shaft.
  • a flat disc can be used in a particularly space-saving manner with optimum utilization of the available installation space.
  • the bearing is designed as a rolling bearing and having an inner ring and an outer ring, and that the contacting element is connected to the outer ring and on the inner ring movable, in particular rotatably.
  • the distance to be covered by the contacting element according to the invention can advantageously be kept low.
  • Such bearings have a plurality of electrically conductive components, which are basically suitable for compensating potential differences, due to the lubrication of these bearings, however, these are not a complete electrical line safe to comply, resulting in a combination of such a rolling bearing with a contact element according to the invention for balancing
  • the motor shaft is rotatably connected to the stator, the inner ring is rotatably connected to the motor shaft and the outer ring rests against a bearing seat, wherein the bearing seat is formed on the rotor.
  • the contacting element or the support element is formed as part of the rolling bearing.
  • the support element is designed as a cover plate of the rolling bearing. Furthermore, it is provided that this cover plate is coated with a nickel layer or chemical nickel layer such that the nickel layer abradingly abuts against rotating components. Due to the good tribological properties of
  • nickel layer friction losses can be minimized at the grinding system, at the same time, such a contacting element is advantageously able to compensate for potential differences between the rotor and stator and provide a seal of the interior of the bearing.
  • the support element is further designed as Federeiement.
  • a spring element may be, for example, an elastic beam, which contacts the motor shaft radially or axially.
  • the contact element according to the invention is particularly suitable for being used in such an electric motor which has a stator and a rotor and a motor shaft. Due to its embodiment with at least one support element and at least one contact element, which is movable, in particular rotatably applied to at least one rotating component of the electric motor and which a
  • Nickel layer in particular having a chemical nickel layer, the contacting element according to the invention in a particularly advantageous manner
  • the contacting element and additionally or alternatively also the support element is designed as an annular disc.
  • the contacting element is designed to
  • the contact element according to the invention is particularly suitable for being used in a bearing, in particular in a rolling bearing, which has a cover plate. Due to the embodiment of the bearing, in which this cover plate is formed as a support member, wherein the support member has a nickel layer which abradingly abuts a bearing surface of the bearing, the bearing according to the invention can compensate for potential differences between the rotor and stator in an advantageous manner and is in relation to the Environment formed sealed.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of an inventive
  • FIG. 2 shows a section of the electric motor according to the invention in an enlarged view analogously to FIG. 1,
  • Figure 3 is a perspective view of an inventive
  • FIG. 4 shows a detail of the electric motor according to the invention in accordance with a second embodiment
  • Figure 5 is a perspective view of an inventive
  • FIG. 6 shows a detail of the electric motor according to the invention according to a further embodiment with a bearing according to the invention
  • Figure 7 shows a detail of the electric motor according to the invention according to a further embodiment.
  • FIG. 1 shows a sectional view of an electric motor 10 embodied by way of example as an external rotor motor.
  • the electric motor can in particular as
  • Fan motor in HVAC systems or for cooling an internal combustion engine in a vehicle or for driving a fan, a gearbox, a pump or an actuator can be used.
  • the electric motor 10 has a fixed part, the stator 12 and a
  • An electric motor 10 of the type External rotor motor, as exemplified in Figure 1, is characterized in that the radially inner part is fixed during operation, while the radially outer part rotates.
  • a plurality of windings 16 is arranged on the stator 12.
  • the rotor 14 in turn has magnets 18.
  • Windings 16 are traversed by current, this generates the magnetic field of the electric motor 10.
  • Invention can also be found in an internal rotor motor application.
  • the windings 16 of electric motors are fed in operation usually with pulse width modulated signals that can cause interference.
  • the electromagnetic interference occurs here usually at the
  • the interference radiation can lead to disruption of other electronic systems and components which are arranged in the vicinity of the electric motor 10.
  • the interference radiation can lead to disruption of other electronic systems and components which are arranged in the vicinity of the electric motor 10.
  • the electric motor 10 may affect the electric motor 10 in its functionality in the reverse manner and interference from the environment.
  • the electric motor 10 according to the invention should therefore shield the windings 16 and magnets 18 as possible in all directions.
  • the rotor 14 is formed substantially cup-shaped.
  • This cup-shaped design of the rotor 14 forms a shield for the windings 16 and magnets 18, which are arranged within the cup-shaped rotor 14.
  • the pot-shaped rotor 14 has for this purpose a radially extending in the first portion 20.
  • This first portion 20 of the rotor 14 forms the bottom of the cup-shaped rotor 14.
  • the rotor 14 has a second portion 22 which is arranged on the outer edge of the rotor 14 and a, extending in the axial direction, circumferential side wall of the cup-shaped rotor 14 forms.
  • Substantially closed space which is shielded in all directions by electrically conductive surfaces.
  • the motor shaft 26 is rotatably connected to the motor carrier 24 and thus associated with the stator 12. Such a rotationally fixed connection can be provided in particular by injecting the motor shaft 26 into the motor carrier 24.
  • the motor shaft 26 has a free end 30 and a rotation axis 32 about which the rotor 14 and the stator 12 are rotatably mounted to each other. Furthermore, the
  • Motor shaft 26 extending in the axial direction, circumferential lateral surface 28.
  • the invention is not such, here
  • the motor shaft 26 is rotatably clamped in the rotor 14 and correspondingly the motor shaft 26 is associated with the rotor 14.
  • the axis of rotation 32 extends in the sense of an infinitely extending imaginary straight line in particular centrally through the motor shaft 26 and corresponds to the central axis of the motor shaft 26.
  • the pot-shaped rotor 14 For rotatable mounting of the rotor 14 relative to the stator 12 about the axis of rotation 32 points the pot-shaped rotor 14 on its side facing the motor shaft 26 on a bearing seat 36 which extends in the axial direction.
  • a bearing 38 is arranged inside the bearing seat 36 of the rotor 14.
  • the bearing 38 has two rolling bearings 40, 42, wherein both roller bearings 40, 42 sit with their respective outer ring 44 in the bearing seat 36 of the rotor 14 and with its corresponding inner ring 46 on the motor shaft 26.
  • the rotor 14 In order to prevent the rotor 14 from assuming the function of a high-frequency antenna and possibly worsening the interference problem, the rotor 14 must be contacted with a ground potential 34. For this purpose, the rotor 14 must be electrically conductively connected to the motor shaft 26, which in turn is pressed into the motor carrier 24 and thus abuts the ground potential 34. Such a coupling between the rotor 14 and the motor shaft 26 can not be provided via the roller bearings 40, 42 as a rule, since they have an oil-filled bearing gap with the result that no sufficiently stable ohmic connection can be provided ,
  • an electrically conductive contacting element 48 is disposed between the stator 12 and the rotor 14.
  • the contacting element 48 effects the reduction of potential differences between the rotor 14 and the stator 12 of the electric motor 10 and according to the invention is formed at least partially from a nickel layer 52.
  • a nickel layer 52 may be deposited both electrolytically from nickel electrolytes, but it is also conceivable that the nickel layer 52 may be formed by means of a chemical Nickel plating is applied. In the case of such a chemically deposited nickel layer 52, this is referred to as a so-called chemical nickel layer.
  • the nickel layer 52 is formed as a chemical nickel layer.
  • a chemico-nickel layer 52 has advantages in particular with regard to the uniformity of the layer thickness, as well as the corrosion resistance of the layer and the wear resistance against electrolytically produced nickel layers 52.
  • the chemico-nickel layer is an alloy layer which generally comprises nickel and phosphorus in the majority of cases, so that a nickel-phosphorus alloy layer is mentioned here.
  • nickel-boron alloy layers are generally deposited by means of so-called borates.
  • the nickel layer 52 is de-energized in one
  • the autocatalytic process is based on a redox process, which is due to the catalytic oxidation of the
  • Reducing agent on a metallic surface associated with the reduction of deposited metal ions is characterized.
  • Nickel deposition according to the invention is a wet-chemical reduction process, which is usually activated catalytically and thermally.
  • the electrolytes used for producing the chemical nickel layer 52 according to the invention in this case have nickel ions, which are reduced on the surface of the supporting body to be coated to nickel atoms. The electrons necessary for such a process become in contrast to a galvanic one
  • a layer formed as a composite material can be provided, which is dimensionally stable, has very good tribological properties and is capable of compensating potential differences between rotor 14 and stator 12 due to their electrical conductivity.
  • the nickel-phosphorus alloy layer 52 comprises PTFE particles. These PTFE particles are inventively distributed in the nickel-phosphorus matrix, so that it can be assumed here of a composite material. Since PTFE, including polytetrafluoroethylene, has a very low coefficient of friction, the incorporation of PTFE into the nickel-phosphorus alloy layer 52 can advantageously minimize wear and abrasion in the area of the rotatable abutment. There are two effects to the significant reduction in wear. On the one hand, the built-in PTFE particles prevent adhesive wear due to the low coefficient of friction, and on the other hand, abraded PTFE particles form a dry lubricating film between the friction partners.
  • Solid lubricant particles or dry lubricant particles are conceivable.
  • the incorporation of hexagonal boron nitride into the nickel-phosphorus alloy layer 52 has proven to be particularly suitable.
  • the macroscopically hexagonal particles which are in the form of platelets, are made up of stacked layers of hexagonal symmetry, which can easily slide against each other when shear forces occur.
  • known solid lubricants such as find graphite and molybdenum disulfide application.
  • perfluoroalkoxy polymers are used as solid lubricant particles, which have advantages in terms of protection against adhesive wear and the prevention of stick-slip behavior.
  • nickel-phosphorus alloy layer 52 may be incorporated in the nickel-phosphorus alloy layer 52, which may for example have a positive effect on the hardness of the alloy layer.
  • bearings 40, 42 shown in Figure 1 are shown by way of example only as a rolling bearing.
  • contacting element 48 according to the invention is used in an electric motor 10 which is mounted by means of at least one slide bearing. Due to the lubrication gap, which is filled to provide the hydrodynamic lubrication usually with oil or grease, plain bearings are in
  • the rolling bearing is shown in Figure 1 by way of example only and not to limit the invention as a ball bearing. So it is also conceivable that other basic forms of rolling bearings, such as cylindrical roller bearings, needle roller bearings or tapered roller bearings can be used. All of these rolling bearing forms is common, however, that between the inner ring 46 and an outer ring 44 rolling body the Reduce frictional resistance and they are due to the lubrication or their nature are not able to provide a sufficiently stable ohmic connection between the rotor 14 and the stator 12.
  • the outer ring 44 of the first bearing 40 is clearly fixed in the axial direction in the embodiment shown here.
  • the outer ring 44 of the first roller bearing 40 is fixed at its free end 30 of the motor shaft 26 facing side via a spacer sleeve 49.
  • the function of securing in the axial direction of the outer ring 44 on the side facing away from the free end 30 of the motor shaft 26 takes over the bearing seat 38.
  • the second bearing 42 assumes the function of a fixed bearing, that is, it is capable of unambiguously positioning the motor shaft 26 in the axial direction.
  • the second bearing 42 must be able to absorb both radial and axial forces and guide it into the surrounding construction.
  • the inner ring 46 of the second bearing 42 is fixed for this purpose on its the free end 30 of the motor shaft 26 facing side via a locking ring 50 on the motor shaft 26.
  • an inventive electric motor 10 is not limited to an axial fixation of the inner ring 46 via a locking ring 50. It can also other security elements, such as nuts or
  • the bearing assembly and securing the two rolling bearings 40, 42 as shown in Figure 1, in a variety of types and Modified or modified, without departing from the spirit.
  • the contacting element 48 is arranged on the second bearing 42.
  • the speed groove 51 assumes the function of the contacting element 48 according to the invention in addition to its supporting function.
  • the contacting element 48 may be arranged on the end face 60, facing away from the free end 30 of the motor shaft 26, of the respective roller bearings 40, 42.
  • the invention is not limited to an embodiment with only one contacting element 48.
  • a corresponding one of the two rolling bearings 40, 42 it is also possible that a corresponding one of the two rolling bearings 40, 42
  • Contacting element 48 is arranged.
  • Figure 2 shows a section of the electric motor 10 according to the invention analogous to Figure 1.
  • the motor shaft 26 is rotatably mounted in the stator 12.
  • the stator 12 For rotatably supporting the rotor 14 with respect to the stator 12 to the
  • Rotary axis 32 is formed on the rotor 14 on its side facing the motor shaft 26 a bearing seat 36. At this bearing seat 36 of the outer ring 44 of the first bearing 40 abuts. The inner ring 46 of the same bearing 40 is rotatably connected to the motor shaft 26.
  • a contacting element 48 is provided according to the invention, which is in contact with the rolling bearing 40 and, according to the embodiment of the invention shown in Figure 2, rotatably abutting or rubbing on the end face 60 of the rolling bearing 40.
  • the end face 60 of the roller bearing 40 represents that surface which is essentially perpendicular to the imaginary axis of rotation 32.
  • the contacting element 48 abuts the end face 60 of the bearing 40 in a grinding manner
  • the contacting element 48 it is also conceivable for the contacting element 48 to abut the peripheral surface 28 of the motor shaft 26 in a rotatable or grinding manner. According to one further alternative embodiment of the invention, it may also
  • the contacting element according to the invention 48 rotatably, or abradingly abuts both on the lateral surface 28 of the motor shaft 26, and on the end face 60 of the bearing 40.
  • the contacting element 48 contacts both the outer ring 44 and the inner ring 46 of the bearing 40 in a contacting manner. It is provided according to an embodiment that the contacting element 48 is pressed in its outer region via the spacer sleeve 49 on the outer ring 44 of the bearing 40, so that the contacting element 48 is arranged substantially non-rotatably on the outer ring 44 of the bearing 40. Due to the rigidity of the contacting element 48 in the axial direction, the contacting element 48 is further pressed onto the inner ring 46 of the bearing 40.
  • the interior 58 of the bearing 40 can be sealed in an advantageous manner in the region of the contacting element 48. In this way, the leakage of lubricants from the bearing 40 and the penetration of particles into the bearing 40 can be reduced and thus the
  • the contacting element 48 is designed in two parts. According to the embodiment of the invention shown in Figure 2, the contacting element for this purpose, a support member 54 and a
  • Abutment element 56 wherein the abutment element 56 has the nickel layer 52.
  • a support element 54 of the type in question may be a metal support element. However, it is also conceivable that the
  • Support member 54 is formed of a different material. Due to the electroless deposition in the chemical nickel plating, it is possible to coat electrically non-conductive support members 54, which are formed for example of plastic. Essential to the invention here is merely that the support member 54 has a sufficient bending stiffness and thus forms a supporting structure for contact element 56 and that the surface of the support member 54 is formed such that the chemical nickel layer 52 can be deposited without current on the support member 54. In addition to its function of providing a base body for the deposition of the nickel layer 52, it may be further provided that the support element 54 is designed such that it is able to compensate for small tolerance differences between the rotor 14 and the stator 12.
  • the nickel layer 52 preferably has a layer height 62 of 7-15 pm.
  • the contacting element 48 is pushed onto the motor shaft 26 until it rests with the abutment element 56 against the inner ring 46 of the first bearing 40.
  • the spacer sleeve 49 is pushed, which presses the outer portion of the Kunststoffieriatas 48 against the outer ring 44.
  • Essential to the invention here is that the
  • Supporting area between the outer ring 44 and the contact element 48 is designed in terms of area so large that a sufficiently stable ohmic Connection between the outer ring 44 and the contacting element 48 can be provided and that only the abutment portion 56 of the
  • FIG. 3 shows the embodiment of the contacting element 48 according to the invention shown in FIG. 2 in a perspective view.
  • the layer height 62 of the chemical nickel layer 52 is set in such a way that it terminates flush with the support element 54 in the axial direction.
  • Both the contact element 56 and the support element 54 are formed according to the embodiment shown in Figure 5 as a substantially annular discs. It should be expressly mentioned at this point that it is also conceivable that the contact element 56 or the
  • Support member 54 have a different shape in that they are suitable to provide the appropriate functionalities.
  • the nickel layer 52 may according to an advantageous
  • Development of the invention be designed as a nickel-phosphorus alloy layer in which PTFE particles are incorporated.
  • the nickel layer 52 between 20 vol.% And 30 vol.% PTFE particles which are preferably between 0, lpm and 0.3pm large. Storage rates above 30% vol
  • the nickel layer 52 rotatably bears against the end face 60 of the bearing 40 or the lateral surface 28 of the motor shaft 26. Since such a nickel layer 52, in particular with the addition of certain dry lubricants can be very cost-intensive, it can be provided according to the present invention that the radial width 64 of the abutment element 56 is reduced in the radial direction, so that only on a narrow circumferential edge of the support element 54, the corresponding nickel layer 52 respectively
  • FIG. 4 shows a detail of the electric motor 10 according to FIG. 2, with the only difference that the contacting element 48 is in another
  • the contacting element 48 from FIG. 4 now has a nickel layer 52 or a contact element 56 which covers the support element 56 on one side over the entire radial width 66. As can also be seen in FIG. 4, the contacting element 48 is rotatably connected to this contact surface 56 both on the end face 60 of the bearing 40 and on the lateral surface 28 of the motor shaft.
  • Embodiment of the invention according to which it is provided that the contacting element 48 abuts both the first sliding contact surface 68 and the second sliding contact surface 70, has the advantage that in case of loss of contact with one of the two sliding contact surfaces 68, 70 of the
  • Potential equalization can be done via the corresponding remaining contact.
  • a slight lifting of the contacting element 48 from the first sliding contact surface 68 can occur during operation by start-up movements or Scblini loads, so that the corresponding radial contact can maintain the function of balancing the potential differences. In this way, the reliability of the electrical bridge can be increased.
  • the sealing of the bearing interior 58 with respect to the environment due to the additional sealing surfaces can be provided with particular preference by means of such, on both sliding contact surfaces 68, 70 contacting element 48.
  • FIG. 5 shows the contacting element 48 shown in FIG.
  • the contacting element 48 has a nickel layer 52 which covers the entire width of the support element 54.
  • the abutment element 56 contacts both the inner ring 46 and the outer ring 44 in a contacting manner. Due to the low coefficient of friction of the contact element 56, it may be in such an embodiment of the invention that the
  • Spacer sleeve 49 can not provide a sufficiently large surface pressure to provide a rotationally fixed connection between the outer ring 44 and the abutment member 56 so that relative movements between abutment member 56 and the outer ring 44 may occur. However, this does not affect the compensation of potential differences or only insignificantly.
  • the contacting element 48 abrades both the first sliding contact surface 68 and the second sliding contact surface 70.
  • the contacting element according to an advantageous development has an inner diameter whose smallest dimension is greater than or equal to the largest dimension of the diameter of the motor shaft 26.
  • FIG. 6 shows a further advantageous embodiment of the invention.
  • Figure 6 shows a section of an electric motor 10 according to the invention, as already shown in Figures 2 and 4, with the difference that the contacting element 48 is now formed as part of the bearing 40 itself.
  • the roller bearing 40 has a cover disk 76 on its side facing the free end 30 of the motor shaft 26.
  • This cover plate 76 forms the support element 54 for the nickel layer 52.
  • the cover plate 76 is arranged according to the embodiment shown in Figure 6 on the outer ring 44 and extends in the radial direction as far in the direction of the inner ring 46, that only a narrow gap remains between the inner ring 46 and the cover plate.
  • this cover disk 76 is coated with a nickel layer or chemical nickel layer in such a way that the nickel layer abrades the inner ring 46 of the rolling bearing 40. Due to the good tribological properties of the invention
  • Nickel layer friction losses can be minimized at the abrasive system, at the same time, however, such a contact element 48 is able to compensate for potential differences between the rotor 14 and stator 12 and a Seal the interior 56 of the bearing 40 to provide.
  • This functional integration has an advantageous effect on the number of components of such an electric motor 10 and the space required.
  • Nickel layer 52 on the, the free end 30 of the motor shaft 26 facing side of the cover plate 76 is arranged. It should be noted at this point, however, expressly that the invention is not limited to such an embodiment
  • the nickel layer 52 or the abutment element 56 surrounds the cover plate or, alternatively, can be arranged on the side facing the interior 58 of the bearing 40.
  • cover plates 76 as carrying elements 54.
  • other non-contacting seals of the bearings 40, 42 such as, for example, non-contacting sealing disks or baffle plates, may be designed as support elements 54.
  • chemical nickel layers can be deposited both on metallic base bodies and on plastic base bodies, the invention is furthermore not limited to a metallic bearing part as support element 74, so that, for example
  • Plastic sealing washers may be suitable as support elements 54 in the sense of the invention.
  • cover plate 76 this can be arranged on the, the free end 30 of the motor shaft 26 side facing away.
  • a contact plate 48 formed as cover plate 78 which has the function of the support body for the applied on the cover plate Nickel layer 52 forms, may additionally or alternatively also be arranged on the second bearing 42.
  • the shape of the cover plate 76 is not limited to the contour shown in Figure 6.
  • a plurality of cover plates are conceivable, insofar as they are suitable to provide the functionality of the support element 74 accordingly.
  • such a cover plate 76
  • sealing disc depending on the application as a single seal for the bearing 40, 42 may be provided or in addition to a further pre-seal.
  • FIG. 7 shows a further advantageous embodiment of the invention according to which the T ragelement 54 may be formed as a spring element 78. As can be seen in FIG. 7, the support element 54 is shown in FIG.
  • Embodiment of the invention an integral part of a Speednut 51 for axial fixation of the bearing 42 and has a trained as a bail spring element 78, which contacts the motor shaft 28 frontally. Furthermore, provision is made for the spring element 78 to have the nickel layer 52 according to the invention in the region of the contacting, so that friction losses at the abrading abutment can advantageously be reduced.
  • spring element 78 is not limited to such an embodiment shown in Figure 7.
  • one or more spring elements 78 can be arranged between the inner ring 46 and the outer ring 44 of the bearings 40, 42.
  • such a spring element 78 radially contacts the motor shaft 26 or the lateral surface 28 of the motor shaft 26.
  • Essential to the invention here is merely that on the support member 54, a corresponding contact element 56 is arranged, which has the nickel layer 52 according to the invention, and that this Nickel layer 52 corresponding to the rotating components of the
  • Electric motor 10 is arranged.
  • the configuration of the contacting element 48 and / or the insertion element 76 can be adapted to the permissible relative speeds, coefficients of friction and squeaking noises.
  • the design of the Kunststoffieriatas 48 as a one-piece or multi-part component and the type of rotationally fixed attachment of the contacting on the rolling bearing can be adapted to the permissible relative speeds, coefficients of friction and squeaking noises.
  • the electric motor 10 drives the electric motor 10 according to the invention.
  • the electric motor 10 can also be used in a pump, in particular a coolant pump, or an interior ventilation system of a vehicle.

Abstract

The invention relates to an electric motor (10), in particular an external rotor motor, having a rotor (14), a stator (12) and a motor shaft (26), wherein the motor shaft (26) is associated with the stator (12) or the rotor (14) and has an axis of rotation (32), the rotor (14) and the stator (12) being mounted by means of at least one bearing (40, 42) in such a way that they can rotate relative to each other about said axis of rotation, and wherein the motor shaft (26) has a lateral surface (28) and a contacting element (48) is arranged between the rotor (14) and the stator (12), said contacting element being in contact with the at least one bearing (40,42) and abutting the lateral surface (28) of the motor shaft (26) and/or a contact surface of the bearing (40, 42) in such a way that it is movable, in particular rotatable, relative thereto. It is proposed that the contacting element (48) is formed at least in part from a nickel layer (52), in particular an electroless nickel layer.

Description

Titel  title
Elektromotor  electric motor
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit einem Kontaktierelement, ein solches Kontaktierelement sowie ein Lager mit einem solchen Kontaktierelement nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to an electric motor with a contact element, such a contact element and a bearing with such a contact element according to the preamble of the independent claims.
Stand der Technik State of the art
Bei der elektromechanischen Kommutierung von Motoren entstehen When electromechanical commutation of motors arise
elektromagnetische Wellen, welche in die Umgebung abgestrahlt werden. Diese auftretenden elektromagnetischen Wellen gilt es zu mindern. electromagnetic waves, which are radiated into the environment. These occurring electromagnetic waves should be reduced.
Aus der DE 10 2012 201 545 Al ist eine Vorrichtung zum Abschirmen von elektromagnetischer Störstrahlung eines Elektromotors bekannt, welcher mittels eines getakteten Signals angesteuert wird. Es ist vorgesehen, dass der Rotor mit der Motorwelle über ein elektrisch leitendes Verbindungselement verbunden ist, wobei das Verbindungselement an der Stirnseite der Motorwelle angreift und an der Stirnseite des Rotorbauteils befestigt ist. From DE 10 2012 201 545 Al a device for shielding electromagnetic interference of an electric motor is known, which is controlled by means of a clocked signal. It is provided that the rotor is connected to the motor shaft via an electrically conductive connecting element, wherein the connecting element acts on the end face of the motor shaft and is secured to the end face of the rotor component.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die Erfindung geht von einem Elektromotor, insbesondere einem The invention relates to an electric motor, in particular a
Außenläufermotor, mit einem Rotor, einem Stator und einer Motorwelle aus, wobei die Motorwelle dem Stator oder dem Rotor zugeordnet ist und eine Drehachse aufweist, um welche Rotor und Stator zueinander mittels wenigstens eines Lagers drehbar gelagert sind, und wobei die Motorwelle eine Mantelfläche aufweist und zwischen Rotor und Stator ein Kontaktierelement angeordnet ist, welches in Kontakt mit dem wenigstens einen Lager steht und an der Mantelfläche der Motorwelle und/oder einer Anlagefläche des Lagers zu dieser bewegbar, insbesondere drehbar, anliegt. Es wird vorgeschlagen, dass das External rotor motor, comprising a rotor, a stator and a motor shaft, wherein the motor shaft is associated with the stator or the rotor and having a rotation axis about which rotor and stator are rotatably supported by at least one bearing, and wherein the motor shaft has a lateral surface and between rotor and stator a contacting element is arranged, which in Contact with the at least one bearing is and on the lateral surface of the motor shaft and / or a contact surface of the bearing to this movable, in particular rotatable, is applied. It is suggested that the
Kontaktierelement zumindest teilweise aus einer Nickelschicht, insbesondere einer Chemisch-Nickel-Schicht ausgebildet ist, oder zumindest eine solche Nickelschicht aufweist. Kontaktierelement is at least partially formed of a nickel layer, in particular a chemical nickel layer, or at least one such nickel layer.
Der erfindungsgemäße Elektromotor mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat den Vorteil, dass das Kontaktierungselement besonders The electric motor according to the invention with the features of the independent claim has the advantage that the contacting element particularly
platzsparend und einfach eingebaut werden kann. Durch den Einsatz eines Kontaktierlementes, welches zumindest teilweise aus einer Nickelschicht ausgebildet ist, welche hinsichtlich ihrer Gleiteigenschaften optimiert ist und gleichzeitig eine gute elektrische Leitfähigkeit innehat, können in vorteilhafter Weise Reibungsverluste zwischen dem erfindungsgemäßen Kontaktierelement und sich drehenden Bauteilen, wie beispielsweise dem Wälzlager und/oder der Motorwelle, minimiert werden und gleichzeitig eine stabile Ohmsche Verbindung zum Ausgleich von Potentialunterschieden zwischen Rotor und Stator save space and easy to install. By using a Kontaktierlementes, which is at least partially formed of a nickel layer, which is optimized in terms of their sliding properties and at the same time has a good electrical conductivity, friction between the contact element according to the invention and rotating components, such as the rolling bearing and / or the motor shaft are minimized and at the same time a stable ohmic connection to compensate for potential differences between the rotor and stator
bereitgestellt werden. Eine solche Reibungsminimierung wirkt sich somit vorteilhaft auf die entstehenden Reibungsverluste, die Wärmeentwicklungen und den to be provided. Such minimization of friction thus has an advantageous effect on the resulting friction losses, the heat developments and the
Verschleiß eines solchen Kontaktierelementes aus. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Kontaktiereiement aufgrund seiner geringen Größe Wear of such Kontaktierelementes. In addition, the Kontaktiereiement invention can due to its small size
platzsparend und ohne zusätzliche Anpassungen des Elektromotors, in bereits bestehenden Systemen integriert oder sogar nachgerüstet werden. Ferner kann ein solches Kontaktierelement in vorteilhafter Weise den Innenraum des Lagers vor festen oder flüssigen Verunreinigungen schützen. Durch die integrale save space and without additional adjustments to the electric motor, integrated in existing systems or even retrofitted. Furthermore, such a contacting element can advantageously protect the interior of the bearing from solid or liquid contaminants. By the integral
Bauweise des erfindungsgemäßen Elektromotors, bei welchem sowohl die Construction of the electric motor according to the invention, in which both the
Funktion der Dichtung des Lagers als auch der Ausgleich von Function of the seal of the bearing as well as the compensation of
Potentialunterschieden in einem Bauteil integriert sind, können unter anderem die Zielfunktionen Gewicht, Bauteilezahl und Kosten in vorteilhafter Weise optimiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer Drehachse eine gedachte Achse verstanden werden, um welche ein Körper, insbesondere der Rotor, im Sinne einer Rotationsachse rotiert. Im Unterschied zur Drehachse, welche eine rein gedachte Achse darstellt, kann in Bezug auf die vorliegende Erfindung unter dem Begriff Motorwelle ein gegenständliches Maschinenelement verstanden werden. Potential differences are integrated in a component, among other things, the objective functions of weight, number of components and costs can be optimized in an advantageous manner. In the context of the present invention, an imaginary axis can be understood by a rotation axis about which a body, in particular the rotor, rotates in the sense of a rotation axis. In contrast to the axis of rotation, which represents a purely imaginary axis, with reference to the present invention, the term motor shaft can be understood as an objective machine element.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann überdies unter einer Mantelfläche der Motorwelle diejenige Oberfläche der Motorwelle verstanden werden, welche sich in Axial richtung, das heißt in Richtung der Drehachse umlaufend erstreckt.In the context of the present invention, moreover, under a lateral surface of the motor shaft that surface of the motor shaft can be understood, which extends in the axial direction, that is, in the direction of the axis of rotation circumferentially.
Der Begriff Mantelfläche ist hierbei nicht auf eine zylindrisch ebene Oberfläche begrenzt, vielmehr kann die Mantelfläche Vorsprünge und Ausnehmungen umfassen, welche die Motorwelle aufweist. The term lateral surface is in this case not limited to a cylindrically planar surface, rather, the lateral surface may comprise projections and recesses, which has the motor shaft.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Nickelschicht als Chemisch-Nickel-Schicht ausgebildet. Eine Chemisch-Nickel-Schicht ist eine chemisch erzeugte Beschichtung aus Nickel, welche beispielsweise aus Nickel- Phosphor- oder Nickel-Bor-Legierungen stromlos auf ein Substrat abgeschieden wird. Die Abscheidung einer solchen Chemisch-Nickel-Schicht erfolgt dabei in einem autokatalytischen Prozess. Eine solche Chemisch-Nickel-Schicht weist insbesondere bezüglich der Gleichmäßigkeit der Schichtdicke, sowie der According to an advantageous embodiment of the invention, the nickel layer is formed as a chemical nickel layer. A chemico-nickel layer is a chemically produced coating of nickel, which is deposited electrolessly on a substrate, for example, from nickel-phosphorus or nickel-boron alloys. The deposition of such a chemical nickel layer takes place in an autocatalytic process. Such a chemical nickel layer has in particular with respect to the uniformity of the layer thickness, as well as the
Korrosionsbeständigkeit der Schicht und der Verschleißfestigkeit Vorteile auf. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich eine solche Chemisch-Nickel- Schicht in vorteilhafter Weise für Dispersoide, wie beispielsweise PTFE-Partikel als Matrix zur Abscheidung von sogenannten Dispersionsschichten eignet, sodass die die Eigenschaften der Schicht in vorteilhafter Weise auf die bei einem Corrosion resistance of the layer and the wear resistance advantages. The invention is based on the finding that such a chemico-nickel layer is advantageously suitable for dispersoids, such as PTFE particles as a matrix for the deposition of so-called dispersion layers, so that the properties of the layer in an advantageous manner to a
Elektromotor auftretenden Belastungen und Anforderungen abgestimmt werden kann. Erfindungsgemäß sind Rotor und Stator zueinander mittels wenigstens eines Lagers drehbar gelagert. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Motorwelle im Motorträger oder Stator fest eingespannt sein, wobei der Rotor im Betrieb um die Motorwelle rotiert. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Motorwelle selbst im Rotor eingespannt ist und gemeinsam mit dem Rotor im Stator beziehungsweise Electric motor occurring loads and requirements can be adjusted. According to the invention, the rotor and the stator are rotatably supported relative to one another by means of at least one bearing. For this purpose, for example, the motor shaft in the motor carrier or stator can be firmly clamped, wherein the rotor rotates in operation about the motor shaft. However, it is also conceivable that the motor shaft itself is clamped in the rotor and together with the rotor in the stator or
Motorblock drehbar gelagert ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Elektromotor ferner als Außenläufermotor ausgebildet. Bei einer solchen Ausführungsform kann in vorteilhafter Weise die abschirmende Wirkung des Rotors selbst zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit genutzt werden. Engine block is rotatably mounted. According to a preferred embodiment, the electric motor is further designed as an external rotor motor. In such an embodiment, the shielding effect of the rotor itself can be used to improve the electromagnetic compatibility in an advantageous manner.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in den unabhängigen Ansprüchen gegebenen Merkmale. The measures listed in the dependent claims, advantageous refinements and improvements of the given in the independent claims characteristics.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Chemisch-Nickel-Schicht als Nickel-Phosphor-Legierungsschicht ausgebildet ist. Mit einer solchen erfindungsgemäß eingesetzten Nickel-Phosphor- Legierungsschicht kann eine als Verbundwerkstoff ausgebildete Schicht bereitgestellt werden, welche formstabil ist, sehr gute tribologische Eigenschaften aufweist und in der Lage ist aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the chemical nickel layer is formed as a nickel-phosphorus alloy layer. With such a nickel-phosphorus alloy layer used according to the invention, it is possible to provide a layer in the form of a composite which is dimensionally stable, has very good tribological properties and is capable of using its electrical conductivity
Potentialunterschiede zwischen Rotor in und Stator auszugleichen. Compensate for potential differences between rotor in and stator.
Selbstverständlich beschränkt sich eine solche Nickel- Phosphor- Legierungsschicht nicht ausschließlich auf die Komponenten Nickel und Phosphor. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass zusätzliche Hartstoffpartikel oder Trockenschmierstoffpartikel eingelagert sind, sodass die Of course, such a nickel-phosphorus alloy layer is not limited exclusively to the components nickel and phosphorus. So it can be provided, for example, that additional hard particles or dry lubricant particles are stored, so that the
Materialeigenschaften in vorteilhafter Weise optimal auf die Funktionalitäten abgestimmt werden können. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Nickelschicht Festschmierstoffpartikel aufweist. Durch die Einlagerung von Feststoffschmierpartikeln in der Nickelschicht kann in besonders vorteilhafter Weise ein Material bereitgestellt werden, welches synergetisch die Eigenschaften der Nickelmatrix aufweist und gleichzeitig die Eigenschaften des Feststoffschmierpartikels, wie ein gutes abrasives Verhalten und hohe Material properties can be optimally matched to the functionalities in an advantageous manner. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the nickel layer comprises solid lubricant particles. The incorporation of solid lubricating particles in the nickel layer can be provided in a particularly advantageous manner, a material which synergistically has the properties of the nickel matrix and at the same time the properties of the solid lubricating particle, such as a good abrasive behavior and high
Gleitfähigkeit, innehat. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Nickelschicht zu diesem Zweck PTFE-Partikel aufweist, welche die Reibzahl und damit die Verschließrate für die dynamische Anwendung in dem erfindungsgemäßen Elektromotor senken kann. Lubricity, peculiar. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the nickel layer for this purpose comprises PTFE particles, which can reduce the coefficient of friction and thus the closure rate for the dynamic application in the electric motor according to the invention.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Nickelschicht 20-30 Vol.% PTFE-Partikel aufweist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen diese PTFE-Partikel ferner eine Partikelgröße zwischen 0,l-0,3pm auf. Auf diese Weise kann eine Nickelschicht bereitgestellt werden, welche zum einen hinsichtlich der  According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the nickel layer 20-30 vol.% PTFE particles. In a further advantageous embodiment of the invention, these PTFE particles also have a particle size between 0, l-0.3pm. In this way, a nickel layer can be provided, which on the one hand in terms of
tribologischen Eigenschaften optimiert ist und zum anderen in der Lage ist tribological properties is optimized and on the other hand is able
Potentialunterschiede zwischen Rotor und Stator auszugleichen. Compensate for potential differences between rotor and stator.
Eine besonders korrosionsbeständige und gleichzeitig harte Nickelschicht kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform dadurch bereitgestellt werden, dass die Nickel-Phosphor-Legierungsschicht einen Phosphorgehalt von 9- 13Vol. % aufweist. Insbesondere ein Bereich zwischen 10-12Vol. % Phosphor hat sich dabei als besonders geeignet erwiesen. A particularly corrosion-resistant and at the same time hard nickel layer can be provided according to a further advantageous embodiment in that the nickel-phosphorus alloy layer has a phosphorus content of 9-13 vol. % having. In particular, a range between 10-12Vol. % Phosphorus has proven to be particularly suitable.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Nickelschicht eine Schichtdicke von 5-25pm aufweist. Da mittels der chemischen Vernickelung Schichten abgeschieden werden können, deren Zielschichtdicke sehr genau eingestellt werden kann und welche eine hohe Maßhaltigkeit aufweisen, können durch die Auswahl der Schichtdicke die gegenläufigen Anforderungen an den Elektromotor, wie der Ausgleich der Potentialunterschiede und die Kostspieligkeit des Elektromotors, optimiert werden. Dabei hat es sich gezeigt, dass ein Schichtdickenbereich zwischen 7pm und 15pm sowohl kostengünstig produziert werden kann, als auch in der Lage ist eine elektrische Brücke der hier zur Rede stehenden Art zwischen Rotor und Stator bereitzustellen. According to a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that the nickel layer has a layer thickness of 5-25pm. As can be deposited by means of chemical nickel plating layers whose target layer thickness can be set very accurately and which have a high dimensional stability, the opposing requirements for the electric motor, such as the compensation of the Potential differences and the costliness of the electric motor to be optimized. It has been shown that a layer thickness range between 7pm and 15pm can both be produced inexpensively, as well as being able to provide an electrical bridge of the type in question between rotor and stator.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kontaktierelement zumindest zweiteilig ausgebildet ist und wenigstens ein Tragelement und wenigstens ein Anlageelement aufweist, wobei das Anlageelement die Nickelschicht aufweist. Eine solche zweiteilige According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the contacting element is formed at least in two parts and has at least one support element and at least one contact element, wherein the contact element comprises the nickel layer. Such a two-part
Ausführungsform des Kontaktierelementes weist hinsichtlich der Nachrüstbarkeit von bereits bestehenden Systemen und der Flexibilität der Fertigung des erfindungsgemäßen Elektromotors entscheidende Vorteile auf, da ein solches mehrteiliges Tragelement besonders einfach außerhalb des Elektromotors beschichtet werden kann und anschließend als ein gemeinsames Bauteil im Elektromotor verbaut werden kann. Die chemische Vernickelung stellt darüber hinaus eine drehfeste, stabile und kostengünstige Verbindung zwischen dem Anlageelement und dem Tragelement dar. Embodiment of the Kontaktierelementes has regarding the retrofitting of existing systems and the flexibility of manufacturing the electric motor according to the invention decisive advantages, since such a multi-part support member can be particularly easily coated outside the electric motor and then installed as a common component in the electric motor. The chemical nickel plating also provides a non-rotatable, stable and cost-effective connection between the contact element and the support element.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Tragelement ein In the context of the present invention can under a support element a
Grundkörper verstanden werden, welcher in der Lage ist eine Oberfläche für die Nickelschicht bereitzustellen. Ein solches Tragelement kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Tragelement aus einem Kunststoff ausgebildet ist, insofern es aufgrund seiner Materialeigenschaften dazu geeignet ist als Grundkörper für die Beschichtung zu fungieren und es prozesstechnisch realisierbar ist dieses Tragelement unter den gesetzten Randbedingungen chemisch zu vernickeln. Weiterhin kann unter einem Anlageelement ein solches Element verstanden werden, welches im montierten Zustand an sich drehenden Bauteilen des Elektromotors kontaktierend Basic body are understood, which is able to provide a surface for the nickel layer. Such a support member may be formed, for example, of a metallic material. However, it is also conceivable that the support element is formed from a plastic, insofar as it is suitable due to its material properties to act as a base body for the coating and it is technically feasible to chemically nickel this support element under the set boundary conditions. Furthermore, a contact element can be understood to mean such an element which, in the installed state, makes contact with rotating components of the electric motor
beziehungsweise schleifend anliegt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kontaktierelement als Dichtelement für das Lager ausgebildet ist, das heißt, dass das Kontaktierelement den Innenraum des Lagers gegenüber der Umgebung in der Richtung abdichtet, in welcher das Kontaktierelement angeordnet ist. Unter dem Begriff Dichtelement kann in diesem Zusammenhang insbesondere ein solches Element verstanden werden, welches den Innenraum des Lagers im Wesentlichen dicht gegenüber Festsoffen und zusätzlich oder alternativ gegenüber Flüssigkeiten im Umfeld eines solchen erfindungsgemäßen or abraded. According to an advantageous development of the invention, it is provided that the contacting element is designed as a sealing element for the bearing, that is to say that the contacting element seals off the interior of the bearing from the environment in the direction in which the contacting element is arranged. In this context, the term sealing element can be understood to mean, in particular, such an element, which seals the interior of the bearing substantially tightly in relation to the solids and additionally or alternatively to liquids in the environment of such an inventive
Elektromotors abschließt. Auf diese Weise kann der Zutritt von festen und flüssigen Verunreinigungen in das Lager vorteilhaft verhindert werden. Electric motor completes. In this way, the access of solid and liquid contaminants in the camp can be advantageously prevented.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass das Kontaktierelement und zusätzlich oder alternativ auch das Tragelement als kreisringförmige Scheibe ausgebildet ist, wobei die Nickelschicht an der Stirnfläche des Lagers und zusätzlich oder alternativ hierzu an der Mantelfläche der Motorwelle schleifend anliegt. Eine solche flache Scheibe kann besonders platzsparend unter optimaler Ausnutzung des verfügbaren Bauraumes eingesetzt werden. According to an advantageous development of the invention, it is further provided that the contacting and additionally or alternatively, the support member is formed as an annular disc, wherein the nickel layer abradingly abuts the end face of the bearing and additionally or alternatively thereto on the lateral surface of the motor shaft. Such a flat disc can be used in a particularly space-saving manner with optimum utilization of the available installation space.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es darüber hinaus vorgesehen, dass das Lager als Wälzlager ausgebildet ist und einen Innenring und einen Außenring aufweist, und dass das Kontaktierelement mit dem Außenring verbunden ist und an dem Innenring bewegbar, insbesondere drehbar anliegt. Durch die elektrische Überbrückung zwischen dem Innenring und dem Außenring kann die von dem erfindungsgemäßen Kontaktierelement zu übergreifende Strecke in vorteilhafter Weise gering gehalten werden. Zwar weisen solche Wälzlager eine Vielzahl an elektrisch leitenden Komponenten auf, welche grundsätzlich dazu geeignet sind Potentialunterschiede auszugleichen, bedingt durch die Schmierung dieser Lager eignen sich diese jedoch nicht eine lückenlose elektrische Leitung sicher einzuhalten, wodurch sich eine Kombination eines solchen Wälzlagers mit einem erfindungsgemäßen Kontaktierelement zum Ausgleichen von In an advantageous development, it is also provided that the bearing is designed as a rolling bearing and having an inner ring and an outer ring, and that the contacting element is connected to the outer ring and on the inner ring movable, in particular rotatably. As a result of the electrical bridging between the inner ring and the outer ring, the distance to be covered by the contacting element according to the invention can advantageously be kept low. Although such bearings have a plurality of electrically conductive components, which are basically suitable for compensating potential differences, due to the lubrication of these bearings, however, these are not a complete electrical line safe to comply, resulting in a combination of such a rolling bearing with a contact element according to the invention for balancing
Potentialunterschieden als besonders vorteilhaft erweist. Darüber hinaus unterliegt ein solches Kontaktierelement aufgrund des geringen radialen Abstandes zur Drehachse geringen Relativgeschwindigkeiten, was sich positiv auf die Potential differences proves to be particularly advantageous. In addition, due to the small radial distance from the axis of rotation, such a contacting element is subject to low relative speeds, which has a positive effect on the
Belastungshöhe des Kontaktierelementes und damit einhergehend auf seine Lebensdauer auswirkt. Loading height of Kontaktierelementes and concomitantly affects its life.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Motorwelle drehfest mit dem Stator verbunden ist, der Innenring drehfest mit der Motorwelle verbunden ist und der Außenring an einem Lagersitz anliegt, wobei der Lagersitz am Rotor ausgebildet ist. In an advantageous embodiment, it is provided that the motor shaft is rotatably connected to the stator, the inner ring is rotatably connected to the motor shaft and the outer ring rests against a bearing seat, wherein the bearing seat is formed on the rotor.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Kontaktierelement oder das Tragelement als Teil des Wälzlagers ausgebildet ist. Eine solche Ausführungsform weist insbesondere bezüglich der Bauteilezahl sowie des benötigten Platzbedarfes Vorteile auf.  According to a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that the contacting element or the support element is formed as part of the rolling bearing. Such an embodiment has advantages in particular with regard to the number of components and the space required.
Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Tragelement als Deckscheibe des Wälzlagers ausgebildet ist. Ferner ist es vorgesehen, dass diese Deckscheibe mit einer Nickelschicht beziehungsweise Chemisch-Nickel-Schicht derart beschichtet wird, dass die Nickelschicht schleifend an sich drehenden Bauteilen anliegt. Aufgrund der guten tribologischen Eigenschaften der  It has proved to be particularly advantageous if the support element is designed as a cover plate of the rolling bearing. Furthermore, it is provided that this cover plate is coated with a nickel layer or chemical nickel layer such that the nickel layer abradingly abuts against rotating components. Due to the good tribological properties of
erfindungsgemäßen Nickelschicht können Reibungsverluste an der schleifenden Anlage minimiert werden, gleichzeitig ist ein solches Kontaktierelement in vorteilhafter Weise in der Lage, Potentialunterschiede zwischen Rotor und Stator auszugleichen und eine Abdichtung des Innenraumes des Lagers bereitzustellen. According to the invention nickel layer friction losses can be minimized at the grinding system, at the same time, such a contacting element is advantageously able to compensate for potential differences between the rotor and stator and provide a seal of the interior of the bearing.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Tragelement ferner als Federeiement ausgebildet. Ein solches Federelement kann beispielsweise ein elastischer Balken sein, welcher die Motorwelle radial oder axial kontaktiert. Durch das erfindungsgemäße aufbringen der gleitfähigen Nickelschicht im Bereich dieser Kontaktierung können auch bei einer solchen Ausführungsform in vorteilhafter Weise Quietschgeräusche und Reibungsverluste minimiert werden. In an advantageous embodiment of the invention, the support element is further designed as Federeiement. Such a spring element may be, for example, an elastic beam, which contacts the motor shaft radially or axially. By applying the inventive lubricious nickel layer in the region of this Contacting can be minimized in such an embodiment advantageously squeaking noises and friction losses.
Das erfindungsgemäße Kontaktierelement ist in besonders bevorzugter Weise dazu geeignet in einem solchen Elektromotor, welcher einen Stator und einen Rotor und eine Motorwelle aufweist, eingesetzt zu werden. Bedingt durch seine Ausführungsform mit wenigstens einem Tragelement und wenigstens einem Anlageelement, welches bewegbar, insbesondere drehbar an wenigstens einer rotierenden Komponente des Elektromotors anliegt und welches eine The contact element according to the invention is particularly suitable for being used in such an electric motor which has a stator and a rotor and a motor shaft. Due to its embodiment with at least one support element and at least one contact element, which is movable, in particular rotatably applied to at least one rotating component of the electric motor and which a
Nickelschicht, insbesondere eine Chemisch-Nickel-Schicht aufweist, kann das erfindungsgemäße Kontaktierelement in besonders vorteilhafter Weise Nickel layer, in particular having a chemical nickel layer, the contacting element according to the invention in a particularly advantageous manner
Störstrahlungen ableiten und als Dichtelement für wenigstens ein Lager des Elektromotors wirken. Gleichzeitig ermöglicht die funktionale Integration der Dichtung und Kontaktierung eine Kostenoptimierung und einfache und schnelle Montage. Hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kontaktierelement und zusätzlich oder alternativ auch das Tragelement als kreisringförmige Scheibe ausgebildet ist. Bevorzugt ist das Kontaktierelement dazu ausgebildet, Derive interference radiation and act as a sealing element for at least one bearing of the electric motor. At the same time, the functional integration of the seal and contacting enables cost optimization and quick and easy installation. For this purpose, it is particularly advantageous if the contacting element and additionally or alternatively also the support element is designed as an annular disc. Preferably, the contacting element is designed to
elektromagnetische Störstrahlung abzuleiten. Auf diese Weise kann die Emission der ungünstigen Störstrahlung reduziert werden. derive electromagnetic interference. In this way, the emission of unfavorable noise can be reduced.
Das erfindungsgemäße Kontaktierelement ist in besonders bevorzugter Weise dafür geeignet in einem Lager, insbesondere in einem Wälzlager eingesetzt zu werden, welches eine Deckscheibe aufweist. Bedingt durch die Ausführungsform des Lagers, bei welcher diese Deckscheibe als Tragelement ausgebildet ist, wobei das Tragelement eine Nickelschicht aufweist, welche an einer Anlagefläche des Lagers schleifend anliegt, kann das erfindungsgemäße Lager in vorteilhafter Weise Potentialunterschiede zwischen Rotor und Stator ausgleichen und ist in gegenüber der Umgebung abgedichtet ausgebildet. Zeichnung The contact element according to the invention is particularly suitable for being used in a bearing, in particular in a rolling bearing, which has a cover plate. Due to the embodiment of the bearing, in which this cover plate is formed as a support member, wherein the support member has a nickel layer which abradingly abuts a bearing surface of the bearing, the bearing according to the invention can compensate for potential differences between the rotor and stator in an advantageous manner and is in relation to the Environment formed sealed. drawing
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description. Show it:
Figur 1 eine schematische Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Figure 1 is a schematic sectional view of an inventive
Elektromotors mit einem erfindungsgemäßen Kontaktierelement, Electric motor with a contact element according to the invention,
Figur 2 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Elektromotors analog zu Figur 1 in vergrößerter Darstellung, FIG. 2 shows a section of the electric motor according to the invention in an enlarged view analogously to FIG. 1,
Figur 3 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen  Figure 3 is a perspective view of an inventive
Kontaktierelementes gemäß der Figuren 1 und 2,  Contacting element according to FIGS. 1 and 2,
Figur 4 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß einer zweiten Ausführungsform,  FIG. 4 shows a detail of the electric motor according to the invention in accordance with a second embodiment,
Figur 5 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen  Figure 5 is a perspective view of an inventive
Kontaktierelementes gemäß Figur 4,  Contacting element according to FIG. 4,
Figur 6 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß einer weiteren Ausführungsform mit einem erfindungsgemäßen Lager, 6 shows a detail of the electric motor according to the invention according to a further embodiment with a bearing according to the invention,
Figur 7 einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Elektromotors gemäß einer weiteren Ausführungsform. Figure 7 shows a detail of the electric motor according to the invention according to a further embodiment.
Beschreibung description
Figur 1 zeigt einen beispielhaft als Außenläufermotor ausgebildeten Elektromotor 10 in einer Schnittansicht. Der Elektromotor kann dabei insbesondere als FIG. 1 shows a sectional view of an electric motor 10 embodied by way of example as an external rotor motor. The electric motor can in particular as
Lüftermotor in HVAC-Systemen oder zur Kühlung eines Verbrennungsmotors in einem Fahrzeug oder zum Antreiben eines Lüfters, eines Getriebes, einer Pumpe oder eines Stellantriebs eingesetzt werden. Fan motor in HVAC systems or for cooling an internal combustion engine in a vehicle or for driving a fan, a gearbox, a pump or an actuator can be used.
Der Elektromotor 10 weist ein feststehendes Teil, den Stator 12 und ein The electric motor 10 has a fixed part, the stator 12 and a
umlaufendes Teil, den Rotor 14 auf. Ein Elektromotor 10 vom Typ eines Außenläufermotors, wie er beispielhaft in Figur 1 dargestellt ist, zeichnet sich dadurch aus, dass der radial innen liegende Teil im Betrieb fest steht, während der radial außen liegende Teil rotiert. Am Stator 12 ist eine Mehrzahl an Wicklungen 16 angeordnet Der Rotor 14 wiederum weist Magnete 18 auf. Werden die circulating part, the rotor 14 on. An electric motor 10 of the type External rotor motor, as exemplified in Figure 1, is characterized in that the radially inner part is fixed during operation, while the radially outer part rotates. On the stator 12, a plurality of windings 16 is arranged. The rotor 14 in turn has magnets 18. Will the
Wicklungen 16 von Strom durchflossen, so wird dadurch das magnetische Feld des Elektromotors 10 erzeugt. Windings 16 are traversed by current, this generates the magnetic field of the electric motor 10.
Es wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 10 in Figur 1 nur schematisch dargestellt ist, da Aufbau und Funktionalität eines geeigneten Elektromotors hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt sind, sodass hier zwecks It should be noted that the electric motor 10 is shown in Figure 1 only schematically, since structure and functionality of a suitable electric motor are well known in the prior art, so here for the purpose
Knappheit und Einfachheit der Beschreibung auf eine eingehende Scarcity and simplicity of description on an in-depth
Beschreibung des Elektromotors 10 verzichtet wird. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass der Elektromotor 10 lediglich beispielhaft und nicht zur Description of the electric motor 10 is omitted. Furthermore, it should be noted that the electric motor 10 merely by way of example and not for
Einschränkung der Erfindung als Außenläufermotor dargestellt ist, da die Restriction of the invention is shown as an external rotor motor, since the
Erfindung auch bei einem Innenläufermotor Anwendung finden kann. Invention can also be found in an internal rotor motor application.
Die Wicklungen 16 von Elektromotoren werden im Betrieb in der Regel mit pulsweitenmodulierten Signalen gespeist, die Störfelder verursachen können. Die elektromagnetischen Störstrahlungen treten hierbei in der Regel an den The windings 16 of electric motors are fed in operation usually with pulse width modulated signals that can cause interference. The electromagnetic interference occurs here usually at the
Wicklungen 16 oder den Magneten 18 auf. Ausgehend von den Wicklungen 16 oder Magneten 18 können die Störstrahlungen zu einer Störung anderer elektronischer Systeme und Komponenten führen, welche in der Umgebung des Elektromotors 10 angeordnet sind. Neben der Beeinflussung der Windings 16 or the magnet 18. Starting from the windings 16 or magnets 18, the interference radiation can lead to disruption of other electronic systems and components which are arranged in the vicinity of the electric motor 10. In addition to influencing the
Umgebungskomponenten durch den Elektromotor 10 können in umgekehrter Weise auch Störstrahlungen aus der Umgebung den Elektromotor 10 in seiner Funktionalität beeinträchtigen. Der erfindungsgemäße Elektromotor 10 sollte daher die Wicklungen 16 und Magnete 18 möglichst in alle Richtungen abschirmen. Environmental components by the electric motor 10 may affect the electric motor 10 in its functionality in the reverse manner and interference from the environment. The electric motor 10 according to the invention should therefore shield the windings 16 and magnets 18 as possible in all directions.
Bei einem Elektromotor 10 vom Typ eines Außenläufers, wie er in Figur 1 dargestellt ist, kann eine solche Abschirmung unter anderem durch einen möglichst nahe am Stator 12 angeordneten Rotor 14 erzielt werden. Wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, ist der Rotor 14 im Wesentlichen topfförmig ausgebildet. Diese topfförmige Ausführung des Rotors 14 bildet hierbei eine Abschirmung für die Wicklungen 16 und Magnete 18, welche innerhalb des topfförmigen Rotors 14 angeordnet sind. Der topfförmige Rotor 14 weist zu diesem Zweck einen sich in radialer Richtung erstreckenden ersten Abschnitt 20 auf. Dieser erste Abschnitt 20 des Rotors 14 bildet den Boden des topfförmigen Rotors 14. Neben dem ersten Abschnitt 20 weist der Rotor 14 einen zweiten Abschnitt 22 auf, welcher am äußeren Rand des Rotors 14 angeordnet ist und eine, sich in axialer Richtung erstreckende, umlaufende Seitenwand des topfförmigen Rotors 14 bildet. In an electric motor 10 of the type of external rotor, as shown in Figure 1, such a shield can inter alia by a as close as possible to the stator 12 arranged rotor 14 can be achieved. As can be clearly seen in Figure 1, the rotor 14 is formed substantially cup-shaped. This cup-shaped design of the rotor 14 forms a shield for the windings 16 and magnets 18, which are arranged within the cup-shaped rotor 14. The pot-shaped rotor 14 has for this purpose a radially extending in the first portion 20. This first portion 20 of the rotor 14 forms the bottom of the cup-shaped rotor 14. In addition to the first portion 20, the rotor 14 has a second portion 22 which is arranged on the outer edge of the rotor 14 and a, extending in the axial direction, circumferential side wall of the cup-shaped rotor 14 forms.
Der dem Boden 20 des topfförmigen Rotors 14 gegenüberliegende, offene Bereich des Rotors 14 wird, wie in Figur 1 deutlich zu erkennen ist, durch einen The open area of the rotor 14 opposite the bottom 20 of the pot-shaped rotor 14, as can be clearly seen in FIG
Motorträger 24 abgeschirmt. Durch die Anordnung des topfförmigen Rotors 14 sowie des als Deckel fungierenden Motorträgers 24 ergibt sich ein im Motor carrier 24 shielded. The arrangement of the cup-shaped rotor 14 and acting as a cover motor carrier 24 results in a
Wesentlichen abgeschlossener Raum, welcher in alle Richtungen durch elektrisch leitfähige Oberflächen abgeschirmt ist. Substantially closed space, which is shielded in all directions by electrically conductive surfaces.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist die Motorwelle 26 drehfest mit dem Motorträger 24 verbunden und somit dem Stator 12 zugeordnet. Eine solche drehfeste Verbindung kann insbesondere durch Einspritzen der Motorwelle 26 in den Motorträger 24 bereitgestellt werden. Wie in Figur 1 dargestellt ist, weist die Motorwelle 26 ein freies Ende 30 und eine Drehachse 32 auf, um welche der Rotor 14 und der Stator 12 zueinander drehbar gelagert sind. Ferner weist die In the embodiment shown in Figure 1, the motor shaft 26 is rotatably connected to the motor carrier 24 and thus associated with the stator 12. Such a rotationally fixed connection can be provided in particular by injecting the motor shaft 26 into the motor carrier 24. As shown in Figure 1, the motor shaft 26 has a free end 30 and a rotation axis 32 about which the rotor 14 and the stator 12 are rotatably mounted to each other. Furthermore, the
Motorwelle 26 eine sich in Axialrichtung erstreckende, umlaufende Mantelfläche 28 auf. Wie bereits erwähnt, ist die Erfindung nicht auf eine solche, hier Motor shaft 26 extending in the axial direction, circumferential lateral surface 28. As already mentioned, the invention is not such, here
dargestellte Ausführungsform mit einer drehfest im Stator 12 angeordneten Motorwelle 26 beschränkt. Vielmehr ist es auch denkbar, dass die Motorwelle 26 drehfest im Rotor 14 eingespannt ist und entsprechend die Motorwelle 26 dem Rotor 14 zugeordnet ist. Wie in Figur 1 dargestellt ist, verläuft die Drehachse 32 im Sinne einer sich ins Unendliche erstreckenden, gedachten Gerade insbesondere mittig durch die Motorwelle 26 und entspricht der Mittelachse der Motorwelle 26. Zur drehbaren Lagerung des Rotors 14 gegenüber dem Stator 12 um die Drehachse 32 weist der topfförmige Rotor 14 an seiner der Motorwelle 26 zugewandten Seite einen Lagersitz 36 auf, welcher sich in axialer Richtung erstreckt. Im Inneren des Lagersitzes 36 des Rotors 14 ist eine Lagerung 38 angeordnet. Wie in Figur 1 dargestellt ist, weist die Lagerung 38 zwei Wälzlager auf 40, 42 auf, wobei beide Wälzlager 40, 42 mit ihrem jeweiligen Außenring 44 im Lagersitz 36 des Rotors 14 und mit ihrem entsprechenden Innenring 46 auf der Motorwelle 26 sitzen. illustrated embodiment with a rotationally fixed in the stator 12 arranged motor shaft 26 limited. Rather, it is also conceivable that the motor shaft 26 is rotatably clamped in the rotor 14 and correspondingly the motor shaft 26 is associated with the rotor 14. As shown in Figure 1, the axis of rotation 32 extends in the sense of an infinitely extending imaginary straight line in particular centrally through the motor shaft 26 and corresponds to the central axis of the motor shaft 26. For rotatable mounting of the rotor 14 relative to the stator 12 about the axis of rotation 32 points the pot-shaped rotor 14 on its side facing the motor shaft 26 on a bearing seat 36 which extends in the axial direction. Inside the bearing seat 36 of the rotor 14, a bearing 38 is arranged. As shown in Figure 1, the bearing 38 has two rolling bearings 40, 42, wherein both roller bearings 40, 42 sit with their respective outer ring 44 in the bearing seat 36 of the rotor 14 and with its corresponding inner ring 46 on the motor shaft 26.
Um zu verhindern, dass der Rotor 14 die Funktion einen hochfrequenten Antenne übernimmt und das Störproblem gegebenenfalls verschlimmert, muss der Rotor 14 auf ein Massepotential 34 kontaktiert werden. Zu diesem Zweck muss der Rotor 14 mit der Motorwelle 26 elektrisch leitfähig verbunden werden, welche wiederum in den Motorträger 24 eingepresst ist und somit an dem Massen potential 34 anliegt. Eine solche Kopplung zwischen dem Rotor 14 und der Motorwelle 26 kann in der Regel nicht über die Wälzlager 40, 42 bereitgestellt werden, da diese einen mit Öl gefüllten Lagerspalt aufweisen, der zur Folge hat, dass keine ausreichend stabile Ohm’sche Verbindung bereitgestellt werden kann. In order to prevent the rotor 14 from assuming the function of a high-frequency antenna and possibly worsening the interference problem, the rotor 14 must be contacted with a ground potential 34. For this purpose, the rotor 14 must be electrically conductively connected to the motor shaft 26, which in turn is pressed into the motor carrier 24 and thus abuts the ground potential 34. Such a coupling between the rotor 14 and the motor shaft 26 can not be provided via the roller bearings 40, 42 as a rule, since they have an oil-filled bearing gap with the result that no sufficiently stable ohmic connection can be provided ,
Um dennoch eine ausreichend stabile Verbindung zwischen Rotor 14 und Nevertheless, a sufficiently stable connection between the rotor 14 and
Motorwelle 26 bereitzustellen, ist zwischen dem Stator 12 und dem Rotor 14 ein elektrisch leitendes Kontaktierelement 48 angeordnet. Das Kontaktierelement 48, bewirkt den Abbau von Potentialunterschieden zwischen Rotor 14 und Stator 12 des Elektromotors 10 und ist erfindungsgemäß zumindest teilweise aus einer Nickelschicht 52 ausgebildet. Eine solche Nickelschicht 52 kann erfindungsgemäß sowohl auf elektrolytischem Wege aus Nickelelektrolyten abgeschieden werden, es ist jedoch auch denkbar, dass die Nickelschicht 52 mittels eines chemischen Vernickelungsverfahren aufgebracht wird. Im Fall einer solchen chemisch abgeschiedenen Nickelschicht 52 spricht man von einer sogenannten Chemisch- Nickel-Schicht. To provide motor shaft 26, an electrically conductive contacting element 48 is disposed between the stator 12 and the rotor 14. The contacting element 48 effects the reduction of potential differences between the rotor 14 and the stator 12 of the electric motor 10 and according to the invention is formed at least partially from a nickel layer 52. According to the invention, such a nickel layer 52 may be deposited both electrolytically from nickel electrolytes, but it is also conceivable that the nickel layer 52 may be formed by means of a chemical Nickel plating is applied. In the case of such a chemically deposited nickel layer 52, this is referred to as a so-called chemical nickel layer.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Nickelschicht 52 als Chemisch-Nickel-Schicht ausgebildet. Eine solche Chemisch-Nickel-Schicht 52 weist insbesondere bezüglich der Gleichmäßigkeit der Schichtdicke, sowie der Korrosionsbeständigkeit der Schicht und der Verschleißfestigkeit gegenüber elektrolytisch hergestellten Nickelschichten 52 Vorteile auf. Die Chemisch-Nickel- Schicht ist eine Legierungsschicht, welche in der Regel zu einem überwiegenden Teil Nickel und Phosphor aufweist, sodass hier von einer Nickel-Phosphor- Legierungsschicht die Rede ist. Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich erwähnt, dass neben einer solchen Nickel-Phosphor-Legierungsschicht auch Nickel-Bor-Legierungsschichten Anwendung finden können. Solche Nickel-Bor- Legierungsschichten werden im Allgemeinen mittels sogenannter Borate abgeschieden. According to an advantageous development of the invention, the nickel layer 52 is formed as a chemical nickel layer. Such a chemico-nickel layer 52 has advantages in particular with regard to the uniformity of the layer thickness, as well as the corrosion resistance of the layer and the wear resistance against electrolytically produced nickel layers 52. The chemico-nickel layer is an alloy layer which generally comprises nickel and phosphorus in the majority of cases, so that a nickel-phosphorus alloy layer is mentioned here. However, it should be expressly mentioned at this point that, in addition to such a nickel-phosphorus alloy layer, it is also possible to use nickel-boron alloy layers. Such nickel-boron alloy layers are generally deposited by means of so-called borates.
Sowohl bei Nickel-Bor-Legierungsschichten als auch bei Nickel-Phosphor- Legierungsschichten wird die Nickelschicht 52 außenstromlos in einem In both nickel-boron alloy layers and nickel-phosphorus alloy layers, the nickel layer 52 is de-energized in one
chemischen Prozess abgeschieden. Der autokatalytische Prozess beruht dabei auf einem Redoxvorgang, der durch die katalytische Oxidation des deposited chemical process. The autocatalytic process is based on a redox process, which is due to the catalytic oxidation of the
Reduktionsmittels an einer metallischen Oberfläche, verbunden mit der Reduktion angelagerter Metallionen, gekennzeichnet ist. Eine solche chemische Reducing agent on a metallic surface, associated with the reduction of deposited metal ions is characterized. Such a chemical
Nickelabscheidung ist erfindungsgemäß ein nasschemischer Reduktionsprozess, welcher in der Regel katalytisch und thermisch aktiviert wird. Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Chemisch-Nickel-Schicht 52 verwendeten Elektrolyte, weisen dabei Nickelionen auf, welche an der Oberfläche des zu beschichtenden Tragkörpers zu Nickelatomen reduziert werden. Die für einen solchen Prozess notwendigen Elektronen werden im Gegensatz zu einer galvanischen Nickel deposition according to the invention is a wet-chemical reduction process, which is usually activated catalytically and thermally. The electrolytes used for producing the chemical nickel layer 52 according to the invention, in this case have nickel ions, which are reduced on the surface of the supporting body to be coated to nickel atoms. The electrons necessary for such a process become in contrast to a galvanic one
Abscheidung nicht von einer äußeren Stromquelle bereitgestellt, sondern von einem entsprechenden Reduktionsmittel. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass es hierbei aufgrund von Nebenreaktionen des Reduktionsmittels zu einer Mitabscheidung weiterer Elemente kommen kann. Deposition not provided by an external power source, but by a corresponding reducing agent. It should be expressly mentioned at this point that this may lead to co-deposition of further elements due to side reactions of the reducing agent.
Mit der erfindungsgemäßen Nickel-Phosphor-Legierungsschicht 52 kann ein als Verbundwerkstoff ausgebildete Schicht bereitgestellt werden, welche formstabil ist, sehr gute tribologische Eigenschaften aufweist und in der Lage ist aufgrund ihrer elektrischen Leitfähigkeit Potentialunterschiede zwischen Rotor 14 und Stator 12 auszugleichen. With the nickel-phosphorus alloy layer 52 according to the invention, a layer formed as a composite material can be provided, which is dimensionally stable, has very good tribological properties and is capable of compensating potential differences between rotor 14 and stator 12 due to their electrical conductivity.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Nickel-Phosphor Legierungsschicht 52 PTFE-Partikel auf. Diese PTFE-Partikel sind erfindungsgemäß in der Nickel- Phosphor-Matrix verteilt angeordnet, sodass hier von einem Verbundwerkstoff ausgegangen werden kann. Da PTFE, auch Polytetrafluorethylen, einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist, kann durch den Einbau von PTFE in die Nickel-Phosphor-Legierungsschicht 52 in besonders vorteilhafter Weise der Verschleiß und Abrieb im Bereich der drehbaren Anlage minimiert werden. Zu der deutlichen Verschleißminderung führen dabei zwei Effekte. Zum einen verhindern die eingebauten PTFE-Partikel auf Grund des niedrigen Reibwertes den Adhäsionsverschleiß, zum anderen bilden abgeriebene PTFE-Partikel zwischen den Reibpartnern einen Trockenschmierfilm aus. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the nickel-phosphorus alloy layer 52 comprises PTFE particles. These PTFE particles are inventively distributed in the nickel-phosphorus matrix, so that it can be assumed here of a composite material. Since PTFE, including polytetrafluoroethylene, has a very low coefficient of friction, the incorporation of PTFE into the nickel-phosphorus alloy layer 52 can advantageously minimize wear and abrasion in the area of the rotatable abutment. There are two effects to the significant reduction in wear. On the one hand, the built-in PTFE particles prevent adhesive wear due to the low coefficient of friction, and on the other hand, abraded PTFE particles form a dry lubricating film between the friction partners.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass auch andere It should be mentioned at this point that others too
Festschmierstoffpartikel, beziehungsweise Trockenschmierstoffpartikel denkbar sind. Als besonders geeignet hat sich dabei beispielsweise die Einlagerung von hexagonalem Bornitrid in die Nickel- Phosphor-Legierungsschicht 52 erwiesen. Die makroskopisch hexagonal erscheinenden Partikel, welche die Form von Plättchen aufweisen, sind aus gestapelten Schichten hexagonaler Symmetrie aufgebaut, die beim Auftreten von Scherkräften leicht gegeneinander abgleiten können. Neben hexagonalem Bornitrid ist es auch denkbar, dass bekannte Festschmierstoffe, wie beispielsweise Graphit und Molybdändisulfid Anwendung finden. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass als Festschmierstoffpartikel Perfluoralkoxy- Polymere zum Einsatz kommen, welche bezüglich des Schutzes vor Adhäsivverschleiß und der Vermeidung von Ruckgleiten (Stick-Slip-Verhalten) Vorteile aufweisen. Solid lubricant particles or dry lubricant particles are conceivable. For example, the incorporation of hexagonal boron nitride into the nickel-phosphorus alloy layer 52 has proven to be particularly suitable. The macroscopically hexagonal particles, which are in the form of platelets, are made up of stacked layers of hexagonal symmetry, which can easily slide against each other when shear forces occur. In addition to hexagonal boron nitride, it is also conceivable that known solid lubricants such For example, find graphite and molybdenum disulfide application. In addition, it is also conceivable that perfluoroalkoxy polymers are used as solid lubricant particles, which have advantages in terms of protection against adhesive wear and the prevention of stick-slip behavior.
Selbstverständlich können darüber hinaus auch andere Hartstoffe, wie beispielsweise Siliciumkarbid, Borkarbid oder Diamant in die Nickel-Phosphor- Legierungsschicht 52 eingelagert sein, welche sich beispielsweise positiv auf die Härte der Legierungsschicht auswirken können. Of course, in addition, other hard materials, such as silicon carbide, boron carbide or diamond may be incorporated in the nickel-phosphorus alloy layer 52, which may for example have a positive effect on the hardness of the alloy layer.
Nachfolgend wird das, dem fest eingespannten Ende 28 der Motorwelle 26 zugewandte Wälzlager als erstes Wälzlager 40 und das, dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugeordnete Wälzlager als zweites Wälzlager 42 bezeichnet. Hereinafter, the fixedly clamped end 28 of the motor shaft 26 facing rolling bearing as the first roller bearing 40 and the free end 30 of the motor shaft 26 associated rolling bearings referred to as the second rolling bearing 42.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die in Figur 1 dargestellten Lager 40, 42 lediglich beispielhaft als Wälzlager dargestellt sind. So ist es auch denkbar, dass ein solches erfindungsgemäßes Kontaktierelement 48 bei einem Elektromotor 10 Anwendung findet, welcher mittels wenigstens eines Gleitlagers gelagert ist. Aufgrund des Schmierspaltes, welcher zur Bereitstellung der hydrodynamischen Schmierung in der Regel mit Öl oder Fetten gefüllt ist, sind Gleitlager im It should be noted at this point that the bearings 40, 42 shown in Figure 1 are shown by way of example only as a rolling bearing. Thus, it is also conceivable that such contacting element 48 according to the invention is used in an electric motor 10 which is mounted by means of at least one slide bearing. Due to the lubrication gap, which is filled to provide the hydrodynamic lubrication usually with oil or grease, plain bearings are in
Allgemeinen nicht dazu geeignet, eine ausreichend stabile Ohmsche Verbindung zwischen Stator 12 und Rotor 14 bereitzustellen, sodass eine Anwendung des Kontaktierelementes 48 in vorteilhafter Weise dazu geeignet ist, diesen Generally not suitable to provide a sufficiently stable ohmic connection between the stator 12 and rotor 14, so that an application of the contacting element 48 is advantageously suitable for this
Schmierspalt elektrisch zu überbrücken. Electric lubrication gap to bridge.
Ferner sei an dieser Stelle angemerkt, dass das Wälzlager in Figur 1 lediglich beispielhaft und nicht zur Einschränkung der Erfindung als Kugellager dargestellt ist. So ist es auch denkbar, dass auch andere Grundformen von Wälzlagern, wie beispielsweise Zylinderrollenlager, Nadellager oder Kegelrollenlager Anwendung finden können. Allen diesen Wälzlagerformen ist jedoch gemein, dass zwischen dem Innenring 46 und einem Außenring 44 rollende Körper den Reibungswiderstand verringern und sie aufgrund der Schmierung oder ihrer Beschaffenheit nicht dazu in der Lage sind eine ausreichend stabile Ohmsche Verbindung zwischen dem Rotor 14 und dem Stator 12 bereitzustellen. It should also be noted at this point that the rolling bearing is shown in Figure 1 by way of example only and not to limit the invention as a ball bearing. So it is also conceivable that other basic forms of rolling bearings, such as cylindrical roller bearings, needle roller bearings or tapered roller bearings can be used. All of these rolling bearing forms is common, however, that between the inner ring 46 and an outer ring 44 rolling body the Reduce frictional resistance and they are due to the lubrication or their nature are not able to provide a sufficiently stable ohmic connection between the rotor 14 and the stator 12.
Wie in Figur 1 zu erkennen ist, ist der Außenring 44 des ersten Lagers 40 bei der hier dargestellten Ausführungsform in axialer Richtung eindeutig fixiert. Zu diesem Zweck ist der Außenring 44 des ersten Wälzlagers 40 an seiner dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite über eine Distanzhülse 49 fixiert. Die Funktion der Sicherung in axialer Richtung des Außenrings 44 an der, dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 abgewandten Seite übernimmt der Lagersitz 38. As can be seen in Figure 1, the outer ring 44 of the first bearing 40 is clearly fixed in the axial direction in the embodiment shown here. For this purpose, the outer ring 44 of the first roller bearing 40 is fixed at its free end 30 of the motor shaft 26 facing side via a spacer sleeve 49. The function of securing in the axial direction of the outer ring 44 on the side facing away from the free end 30 of the motor shaft 26 takes over the bearing seat 38.
Wie in Figur 1 ferner zu erkennen ist, übernimmt das zweite Lager 42 die Funktion eines Festlagers, das heißt es ist in der Lage die Motorwelle 26 in axialer Richtung eindeutig zu positionieren. Das zweite Lager 42 muss hierzu sowohl Radial- als auch Axialkräfte aufnehmen und in die umgebende Konstruktion leiten können. Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist der Innenring 46 des zweiten Lagers 42 zu diesem Zweck an seiner dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite über einen Sicherungsring 50 auf der Motorwelle 26 fixiert. As can also be seen in FIG. 1, the second bearing 42 assumes the function of a fixed bearing, that is, it is capable of unambiguously positioning the motor shaft 26 in the axial direction. For this purpose, the second bearing 42 must be able to absorb both radial and axial forces and guide it into the surrounding construction. In the embodiment shown in Figure 1, the inner ring 46 of the second bearing 42 is fixed for this purpose on its the free end 30 of the motor shaft 26 facing side via a locking ring 50 on the motor shaft 26.
Selbstverständlich ist ein erfindungsgemäßer Elektromotor 10 nicht auf eine axiale Fixierung des Innenrings 46 über einen Sicherungsring 50 limitiert. Es können auch andere Sicherungselemente, wie beispielsweise Muttern oder Of course, an inventive electric motor 10 is not limited to an axial fixation of the inner ring 46 via a locking ring 50. It can also other security elements, such as nuts or
Sicherungsscheiben vorgesehen sein. Um die Funktion eines Festlagers übernehmen zu können, ist auch der Außenring 44 des zweiten Lagers 46 in axialer Richtung, das heißt in Erstreckungsrichtung der Drehachse 32, fixiert. Be provided locking washers. In order to take over the function of a fixed bearing, and the outer ring 44 of the second bearing 46 in the axial direction, that is in the extension direction of the rotation axis 32, fixed.
Neben der Distanzhülse 49 übernimmt die Funktion der Sicherung in axialer Richtung des Außenrings 44 eine Speednut 51. In addition to the spacer sleeve 49, the function of securing in the axial direction of the outer ring 44 assumes a speed groove 51.
Ferner sei an dieser Stelle erwähnt, dass die Lageranordnung und Sicherung der beiden Wälzlager 40, 42, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, in vielfältiger Art und Weise abgewandelt bzw. modifiziert werden kann, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. So ist es insbesondere auch denkbar, dass das Kontaktierelement 48 am zweiten Lager 42 angeordnet ist. Bei einer solchen Ausführungsform ist es beispielsweise denkbar, dass die Speednut 51 zusätzlich zu ihrer Stützfunktion die Funktion des erfindungsgemäßen Kontaktierelementes 48 übernimmt. Ferner ist es auch vorstellbar, dass das Kontaktierelement 48 an der, dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 abgewandten Stirnseite 60 der jeweiligen Wälzlager 40, 42 angeordnet sein kann. Überdies ist die Erfindung nicht auf eine Ausführungsform mit lediglich einem Kontaktierelement 48 beschränkt. So ist es beispielsweise auch möglich, dass an beiden Wälzlagern 40, 42 ein entsprechendes It should also be mentioned at this point that the bearing assembly and securing the two rolling bearings 40, 42, as shown in Figure 1, in a variety of types and Modified or modified, without departing from the spirit. Thus, it is also conceivable, in particular, that the contacting element 48 is arranged on the second bearing 42. In such an embodiment, it is conceivable, for example, that the speed groove 51 assumes the function of the contacting element 48 according to the invention in addition to its supporting function. Furthermore, it is also conceivable that the contacting element 48 may be arranged on the end face 60, facing away from the free end 30 of the motor shaft 26, of the respective roller bearings 40, 42. Moreover, the invention is not limited to an embodiment with only one contacting element 48. For example, it is also possible that a corresponding one of the two rolling bearings 40, 42
Kontaktierelement 48 angeordnet ist. Contacting element 48 is arranged.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Elektromotors 10 analog zu Figur 1. Wie bereits erläutert, ist die Motorwelle 26 drehfest im Stator 12 befestigt. Zur drehbaren Lagerung des Rotors 14 gegenüber dem Stator 12 um die Figure 2 shows a section of the electric motor 10 according to the invention analogous to Figure 1. As already explained, the motor shaft 26 is rotatably mounted in the stator 12. For rotatably supporting the rotor 14 with respect to the stator 12 to the
Drehachse 32 ist am Rotor 14 an seiner der Motorwelle 26 zugewandten Seite ein Lagersitz 36 ausgebildet. An diesem Lagersitz 36 liegt der Außenring 44 des ersten Lagers 40 an. Der Innenring 46 desselben Lagers 40 ist drehfest mit der Motorwelle 26 verbunden. Rotary axis 32 is formed on the rotor 14 on its side facing the motor shaft 26 a bearing seat 36. At this bearing seat 36 of the outer ring 44 of the first bearing 40 abuts. The inner ring 46 of the same bearing 40 is rotatably connected to the motor shaft 26.
Um Potentialunterschiede zwischen Stator 12 und Rotor 14 auszugleichen, ist erfindungsgemäß ein Kontaktierelement 48 vorgesehen, welches in Kontakt mit dem Wälzlager 40 steht und, gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, an der Stirnfläche 60 des Wälzlagers 40 drehbar, beziehungsweise schleifend anliegt. Wie in Figur 2 zu erkennen ist, stellt die Stirnfläche 60 des Wälzlagers 40 diejenige Fläche dar, welche im Wesentlichen senkrecht auf der gedachten Drehachse 32 steht. Alternativ zu einer solchen Ausführungsform, bei welcher das Kontaktierelement 48 an der Stirnfläche 60 des Lagers 40 schleifend anliegt, ist es auch denkbar, dass das Kontaktierelement 48 an der Mantelfläche 28 der Motorwelle 26 drehbar, beziehungsweise schleifend anliegt. Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung kann es überdies In order to compensate for potential differences between the stator 12 and the rotor 14, a contacting element 48 is provided according to the invention, which is in contact with the rolling bearing 40 and, according to the embodiment of the invention shown in Figure 2, rotatably abutting or rubbing on the end face 60 of the rolling bearing 40. As can be seen in FIG. 2, the end face 60 of the roller bearing 40 represents that surface which is essentially perpendicular to the imaginary axis of rotation 32. As an alternative to such an embodiment, in which the contacting element 48 abuts the end face 60 of the bearing 40 in a grinding manner, it is also conceivable for the contacting element 48 to abut the peripheral surface 28 of the motor shaft 26 in a rotatable or grinding manner. According to one further alternative embodiment of the invention, it may also
vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Kontaktierelement 48 sowohl an der Mantelfläche 28 der Motorwelle 26, als auch an der Stirnfläche 60 des Lagers 40 drehbar, beziehungsweise schleifend anliegt. be provided that the contacting element according to the invention 48 rotatably, or abradingly abuts both on the lateral surface 28 of the motor shaft 26, and on the end face 60 of the bearing 40.
Wie in Figur 2 deutlich zu erkennen ist, liegt, gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, das Kontaktierelement 48 sowohl am Außenring 44 als auch am Innenring 46 des Lagers 40 kontaktierend an. Dabei ist es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Kontaktierelement 48 in seinem Außenbereich über die Distanzhülse 49 auf den Außenring 44 des Lagers 40 gepresst wird, sodass das Kontaktierelement 48 im Wesentlichen drehfest auf dem Außenring 44 des Lagers 40 angeordnet ist. Aufgrund der Steifigkeit des Kontaktierelementes 48 in axialer Richtung wird das Kontaktierelement 48 ferner auf den Innenring 46 des Lagers 40 gepresst. Durch die flächige Anlage des Kontaktierelementes 48 sowohl am Außenring 44 des Lagers 40 als auch am Innenring 46 des Lagers 40 kann der Innenraum 58 des Lagers 40 in vorteilhafter Weise im Bereich des Kontaktierelementes 48 abgedichtet werden. Auf diese Weise können das Austreten von Schmierstoffen aus dem Lager 40 sowie das Eindringen von Partikeln in das Lager 40 verringert werden und somit die As can be clearly seen in FIG. 2, according to the embodiment of the invention shown in FIG. 2, the contacting element 48 contacts both the outer ring 44 and the inner ring 46 of the bearing 40 in a contacting manner. It is provided according to an embodiment that the contacting element 48 is pressed in its outer region via the spacer sleeve 49 on the outer ring 44 of the bearing 40, so that the contacting element 48 is arranged substantially non-rotatably on the outer ring 44 of the bearing 40. Due to the rigidity of the contacting element 48 in the axial direction, the contacting element 48 is further pressed onto the inner ring 46 of the bearing 40. Due to the planar contact of the contacting element 48 both on the outer ring 44 of the bearing 40 and on the inner ring 46 of the bearing 40, the interior 58 of the bearing 40 can be sealed in an advantageous manner in the region of the contacting element 48. In this way, the leakage of lubricants from the bearing 40 and the penetration of particles into the bearing 40 can be reduced and thus the
Lagerlebensdauer erhöht werden. Ferner kann eine solche, über das Bearing life can be increased. Furthermore, such, over the
Kontaktierelement 48 bereitgestellte Dichtung besonders einfach montiert und in bereits bestehenden Systemen nachgerüstet werden. Aufgrund des optimierten Reibwertes der Chemisch-Nickel-Schicht 52 kann der Dichtungsverschleiß darüber hinaus in vorteilhafter Weise minimiert werden. Durch die integrale Bauweise des Elektromotors 10, bei welcher sowohl die Funktion der Dichtung des Lagers 40,42 als auch der Ausgleich von Potentialunterschieden in einem Bauteil integriert sind, können unter anderem die Zielfunktionen Gewicht, Bauteilezahl und Kosten in vorteilhafter Weise optimiert werden. Wie in Figur 2 deutlich zu erkennen ist, ist das Kontaktierelement 48 zweiteilig ausgebildet. Gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist das Kontaktierelement zu diesem Zweck ein Tragelement 54 und ein Kontaktierelement 48 provided seal particularly easy to be mounted and retrofitted in existing systems. In addition, due to the optimized coefficient of friction of the chemical nickel layer 52, the sealing wear can advantageously be minimized. Due to the integral construction of the electric motor 10, in which both the function of the seal of the bearing 40,42 and the compensation of potential differences are integrated in one component, among other things, the target functions weight, number of components and costs can be optimized in an advantageous manner. As can be seen clearly in FIG. 2, the contacting element 48 is designed in two parts. According to the embodiment of the invention shown in Figure 2, the contacting element for this purpose, a support member 54 and a
Anlageelement 56 auf, wobei das Anlageelement 56 die Nickelschicht 52 aufweist. Bei einem Tragelement 54 der hier zur Rede stehenden Art kann es sich um ein Stützelement aus Metall handeln. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Abutment element 56, wherein the abutment element 56 has the nickel layer 52. A support element 54 of the type in question may be a metal support element. However, it is also conceivable that the
Tragelement 54 aus einem anderen Material ausgebildet ist. Aufgrund der außenstromlosen Abscheidung bei der chemischen Vernickelung ist es möglich, auch elektrisch nicht leitfähige Tragelemente 54, welche beispielsweise aus Kunststoff ausgebildet sind, zu beschichten. Erfindungswesentlich ist hierbei lediglich, dass das Tragelement 54 eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweist und somit eine stützende Struktur für Anlageelement 56 bildet und dass die Oberfläche des Tragelementes 54 derart ausgebildet ist, dass die Chemisch- Nickel-Schicht 52 auf dem Tragelement 54 stromlos abgeschieden werden kann. Neben seiner Funktion, einen Grundkörper für die Abscheidung der Nickelschicht 52 bereitzustellen kann es ferner vorgesehen sein, dass das Tragelement 54 derart ausgebildet ist, dass es in der Lage ist, kleine Toleranzunterschiede zwischen Rotor 14 und Stator 12 auszugleichen. Support member 54 is formed of a different material. Due to the electroless deposition in the chemical nickel plating, it is possible to coat electrically non-conductive support members 54, which are formed for example of plastic. Essential to the invention here is merely that the support member 54 has a sufficient bending stiffness and thus forms a supporting structure for contact element 56 and that the surface of the support member 54 is formed such that the chemical nickel layer 52 can be deposited without current on the support member 54. In addition to its function of providing a base body for the deposition of the nickel layer 52, it may be further provided that the support element 54 is designed such that it is able to compensate for small tolerance differences between the rotor 14 and the stator 12.
Bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektromotors 10 gemäß der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform wird zunächst in einem ersten In the production of an electric motor 10 according to the invention according to the embodiment shown in Figure 2 is first in a first
Fertigungsschritt die Nickelschicht 52 auf dem Tragelement 54 mittels chemischer Vernickelung abgeschieden. Die Nickelschicht 52 weist dabei vorzugsweise eine Schichthöhe 62 von 7-15pm auf. Anschließend wird das Kontaktierelement 48 soweit auf die Motorwelle 26 geschoben bis es mit dem Anlageelement 56 an dem Innenring 46 des ersten Lagers 40 anliegt. Im Anschluss wird die Distanzhülse 49 aufgeschoben, welche den äußeren Abschnitt des Kontaktierelementes 48 gegen den Außenring 44 presst. Erfindungswesentlich ist hierbei, dass der Manufacturing step, the nickel layer 52 deposited on the support member 54 by means of chemical nickel plating. The nickel layer 52 preferably has a layer height 62 of 7-15 pm. Subsequently, the contacting element 48 is pushed onto the motor shaft 26 until it rests with the abutment element 56 against the inner ring 46 of the first bearing 40. Subsequently, the spacer sleeve 49 is pushed, which presses the outer portion of the Kontaktierelementes 48 against the outer ring 44. Essential to the invention here is that the
Auflagebereich zwischen dem Außenring 44 und dem Kontaktierelement 48 flächenmäßig so groß ausgelegt ist, dass eine ausreichend stabile Ohmsche Verbindung zwischen dem Außenring 44 und dem Kontaktierelement 48 bereit gestellt werden kann und dass lediglich der Anlagebereich 56 des Supporting area between the outer ring 44 and the contact element 48 is designed in terms of area so large that a sufficiently stable ohmic Connection between the outer ring 44 and the contacting element 48 can be provided and that only the abutment portion 56 of the
Kontaktierelementes schleifend an sich drehenden Bauteilen anliegt. Kontaktierelementes abrading against rotating components.
Figur 3 zeigt die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontaktierelementes 48 in einer perspektivischen Darstellung. Wie in Figur 3 deutlich zu erkennen ist, ist die Schichthöhe 62 der Chemisch-Nickel-Schicht 52 derart eingestellt, dass sie in Axialrichtung bündig mit dem Tragelement 54 abschließt. Sowohl das Anlageelement 56 als auch das Tragelement 54 sind gemäß der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform als im Wesentlichen kreisringförmige Scheiben ausgebildet. Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass es auch denkbar ist, dass das Anlageelement 56 oder das FIG. 3 shows the embodiment of the contacting element 48 according to the invention shown in FIG. 2 in a perspective view. As can be clearly seen in FIG. 3, the layer height 62 of the chemical nickel layer 52 is set in such a way that it terminates flush with the support element 54 in the axial direction. Both the contact element 56 and the support element 54 are formed according to the embodiment shown in Figure 5 as a substantially annular discs. It should be expressly mentioned at this point that it is also conceivable that the contact element 56 or the
Tragelement 54 eine andere Form aufweisen insofern diese geeignet sind, die entsprechenden Funktionalitäten bereitzustellen. Support member 54 have a different shape in that they are suitable to provide the appropriate functionalities.
Wie bereits erläutert, kann die Nickelschicht 52 gemäß einer vorteilhaften As already explained, the nickel layer 52 may according to an advantageous
Weiterbildung der Erfindung als Nickel-Phosphor-Legierungsschicht ausgebildet sein, in welche PTFE Partikel eingelagert sind. Ein Phosphorgehalt von Development of the invention be designed as a nickel-phosphorus alloy layer in which PTFE particles are incorporated. A phosphorus content of
10-12Vol.% hat sich dabei als besonders geeignet erwiesen, da bei einem solchen Phosphorgehalt der Verschleißschutz für den erfindungsgemäßen Elektromotor 10 als besonders geeignet erachtet wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es ferner vorgesehen, dass die Nickelschicht 52 zwischen 20 Vol.% und 30 Vol.% PTFE-Partikel aufweist, welche vorzugsweise zwischen 0,lpm und 0,3pm groß sind. Einlagerungsraten über 30 Vol.% sind bezüglich des 10-12Vol.% Has proven to be particularly suitable because at such a phosphorus content of the wear protection for the electric motor 10 according to the invention is considered particularly suitable. According to an advantageous embodiment of the invention, it is further provided that the nickel layer 52 between 20 vol.% And 30 vol.% PTFE particles which are preferably between 0, lpm and 0.3pm large. Storage rates above 30% vol
tribologischen Verhaltens für einen entsprechenden Elektromotor 10 der hier zur Rede stehenden Art nicht geeignet, da zu wenig der zusammenhaltenden tribological behavior for a corresponding electric motor 10 of the type in question here not suitable because too little of the cohesive
Chemisch- Nickel-Matrix vorhanden ist, wodurch die Partikel nicht ausreichend fest in der Schicht gehalten werden können. Wie bereits eingangs erläutert, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Nickelschicht 52 drehbar an der Stirnfläche 60 des Lagers 40 beziehungsweise der Mantelfläche 28 der Motorwelle 26 anliegt. Da eine solche Nickelschicht 52, insbesondere unter der Zugabe von bestimmten Trockenschmierstoffen sehr kostenlastig sein kann, kann es gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die radiale Breite 64 des Anlageelementes 56 in radialer Richtung reduziert wird, sodass lediglich auf einem schmalen umlaufenden Rand des Trageelementes 54 die entsprechende Nickelschicht 52 beziehungsweise Chemical-nickel matrix is present, whereby the particles can not be held sufficiently firmly in the layer. As already explained at the outset, it is provided according to the invention that the nickel layer 52 rotatably bears against the end face 60 of the bearing 40 or the lateral surface 28 of the motor shaft 26. Since such a nickel layer 52, in particular with the addition of certain dry lubricants can be very cost-intensive, it can be provided according to the present invention that the radial width 64 of the abutment element 56 is reduced in the radial direction, so that only on a narrow circumferential edge of the support element 54, the corresponding nickel layer 52 respectively
Chemisch-Nickel-Schicht abgeschieden wird. Erfindungswesentlich ist jedoch, dass das Tragelement 54 selbst nicht an rotierenden Bauteilen schleifend anliegt und hier Reibungsverluste bewirkt. Chemically nickel layer is deposited. Essential to the invention, however, is that the support element 54 itself does not abrade against rotating components and here causes friction losses.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann es darüber hinaus vorgesehen sein, dass das Anlageelement 56 in axialer Richtung über die Kontur des Tragelementes 54 hinaussteht. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Anlageelement 56 beziehungsweise die Nickelschicht 52 die gesamte radiale Breite 66 des Tragelementes 54 überdeckt. Eine solche Ausführungsform ist beispielhaft in den Figuren 4 und 5 dargestellt. In accordance with a further embodiment of the invention, provision may additionally be made for the abutment element 56 to protrude beyond the contour of the support element 54 in the axial direction. Furthermore, it can be provided that the contact element 56 or the nickel layer 52 covers the entire radial width 66 of the support element 54. Such an embodiment is shown by way of example in FIGS. 4 and 5.
Figur 4 zeigt einen Ausschnitt des Elektromotors 10 entsprechend Figur 2 mit dem einzigen Unterschied, dass das Kontaktierelement 48 in einer weiteren FIG. 4 shows a detail of the electric motor 10 according to FIG. 2, with the only difference that the contacting element 48 is in another
alternativen Ausführungsform dargestellt ist. Das Kontaktierelement 48 aus Figur 4 weist nunmehr eine Nickelschicht 52 beziehungsweise ein Anlageelement 56 auf, welches das Tragelement 56 einseitig über die gesamte radiale Breite 66 überdeckt. Wie in Figur 4 weiterhin zu erkennen ist, liegt das Kontaktierelement 48 mit dieser Anlagefläche 56 sowohl an der Stirnseite 60 des Lagers 40 als auch an der Mantelfläche 28 der Motorwelle drehbar an. alternative embodiment is shown. The contacting element 48 from FIG. 4 now has a nickel layer 52 or a contact element 56 which covers the support element 56 on one side over the entire radial width 66. As can also be seen in FIG. 4, the contacting element 48 is rotatably connected to this contact surface 56 both on the end face 60 of the bearing 40 and on the lateral surface 28 of the motor shaft.
Im Folgenden wird die drehbare, axiale Kontaktierung des Kontaktierelementes 48 mit der Stirnseite 60 des Lagers 40 als erste Schleifkontaktfläche 68 und die drehbare, radiale Kontaktierung des Kontaktierelementes 48 mit der Mantelfläche 28 der Motorwelle 26 als zweite Schleifkontaktfläche 70 bezeichnet. Eine In the following, the rotatable, axial contacting of the Kontaktierelementes 48 with the end face 60 of the bearing 40 as the first sliding contact surface 68 and the rotatable, radial contacting of the Kontaktierelementes 48 with the lateral surface 28 of the motor shaft 26 referred to as the second sliding contact surface 70. A
Ausführungsform der Erfindung gemäß welcher es vorgesehen ist, dass das Kontaktierelement 48 sowohl an der ersten Schleifkontaktfläche 68 als auch an der zweiten Schleifkontaktfläche 70 anliegt, hat den Vorteil, dass bei einem Verlust der Kontaktierung mit einer der beiden Schleifkontaktflächen 68, 70 der Embodiment of the invention according to which it is provided that the contacting element 48 abuts both the first sliding contact surface 68 and the second sliding contact surface 70, has the advantage that in case of loss of contact with one of the two sliding contact surfaces 68, 70 of the
Potentialausgleich über die entsprechende verbleibende Kontaktierung erfolgen kann. Insbesondere ein leichtes Abheben des Kontaktierelementes 48 von der ersten Schleifkontaktfläche 68 kann im Betrieb durch Anlaufbewegungen oder Schüttei belastungen auftreten, sodass die entsprechende radiale Kontaktierung die Funktion des Ausgleichs der Potentialunterschiede aufrechterhalten kann. Auf diese Weise kann die Ausfallsicherheit der elektrischen Brücke erhöht werden. Potential equalization can be done via the corresponding remaining contact. In particular, a slight lifting of the contacting element 48 from the first sliding contact surface 68 can occur during operation by start-up movements or Schüttei loads, so that the corresponding radial contact can maintain the function of balancing the potential differences. In this way, the reliability of the electrical bridge can be increased.
Ferner kann mittels eines solchen, an beiden Schleifkontaktflächen 68, 70 anliegenden Kontaktierelementes 48 die Abdichtung des Lagerinnenraumes 58 gegenüber der Umgebung aufgrund der zusätzlichen Dichtflächen besonders bevorzugt bereitgestellt werden. Furthermore, the sealing of the bearing interior 58 with respect to the environment due to the additional sealing surfaces can be provided with particular preference by means of such, on both sliding contact surfaces 68, 70 contacting element 48.
Figur 5 zeigt das in Figur 4 abgebildete Kontaktierelement 48 in einer FIG. 5 shows the contacting element 48 shown in FIG
perspektivischen Darstellung. Wie in Figur 5 deutlich zu erkennen ist, weist das erfindungsgemäße Kontaktierelement 48 eine Nickelschicht 52 auf, welche die gesamte Breite des Tragelementes 54 überdeckt. Im montierten Zustand liegt somit das Anlageelement 56 sowohl am Innenring 46 als auch am Außenring 44 kontaktierend an. Aufgrund des niedrigen Reibwertes des Anlageelementes 56 kann es bei einer solchen Ausführungsform der Erfindung sein, dass die perspective view. As can be clearly seen in FIG. 5, the contacting element 48 according to the invention has a nickel layer 52 which covers the entire width of the support element 54. In the assembled state, therefore, the abutment element 56 contacts both the inner ring 46 and the outer ring 44 in a contacting manner. Due to the low coefficient of friction of the contact element 56, it may be in such an embodiment of the invention that the
Distanzhülse 49 keine ausreichend große Flächenpressung bereitstellen kann, um eine drehfeste Verbindung zwischen dem Außenring 44 und dem Anlageelement 56 bereitzustellen, sodass Relativbewegungen zwischen Anlageelement 56 und dem Außenring 44 auftreten können. Dies beeinträchtigt jedoch den Ausgleich von Potentialunterschieden nicht oder nur unwesentlich. Wie bereits erläutert, liegt das Kontaktierelement 48 gemäß der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsform sowohl an der ersten Schleifkontaktfläche 68 als auch an der zweiten Schleifkontaktfläche 70 schleifend an. Um dennoch bei der Montage ein einfaches Aufschieben des Kontaktierelementes 48 auf die Motorwelle 26 sicherstellen zu können, weist das Kontaktierelement gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung einen Innendurchmesser auf, dessen Kleinstmaß größer oder gleich groß ist wie das Größtmaß des Durchmessers der Motorwelle 26. Spacer sleeve 49 can not provide a sufficiently large surface pressure to provide a rotationally fixed connection between the outer ring 44 and the abutment member 56 so that relative movements between abutment member 56 and the outer ring 44 may occur. However, this does not affect the compensation of potential differences or only insignificantly. As already explained, according to the embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5, the contacting element 48 abrades both the first sliding contact surface 68 and the second sliding contact surface 70. In order nevertheless to be able to ensure a simple sliding of the contacting element 48 onto the motor shaft 26 during assembly, the contacting element according to an advantageous development has an inner diameter whose smallest dimension is greater than or equal to the largest dimension of the diameter of the motor shaft 26.
In Figur 6 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Figur 6 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Elektromotors 10, wie er bereits in den Figuren 2 und 4 dargestellt ist, mit dem Unterschied, dass das Kontaktierelement 48 nunmehr als Teil des Lagers 40 selbst ausgebildet ist. Wie in Figur 6 deutlich zu erkennen ist, weist das Wälzlager 40 an seiner, dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite eine Deckscheibe 76 auf. Diese Deckscheibe 76 bildet erfindungsgemäß das Tragelement 54 für die Nickelschicht 52 aus. FIG. 6 shows a further advantageous embodiment of the invention. Figure 6 shows a section of an electric motor 10 according to the invention, as already shown in Figures 2 and 4, with the difference that the contacting element 48 is now formed as part of the bearing 40 itself. As can be clearly seen in FIG. 6, the roller bearing 40 has a cover disk 76 on its side facing the free end 30 of the motor shaft 26. This cover plate 76 according to the invention forms the support element 54 for the nickel layer 52.
Wie in Figur 6 zu erkennen ist, ist die Deckscheibe 76 gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform am Außenring 44 angeordnet und erstreckt sich in radialer Richtung soweit in Richtung des Innenrings 46, dass zwischen dem Innenring 46 und der Deckscheibe lediglich ein schmaler Spalt verbleibt. As can be seen in Figure 6, the cover plate 76 is arranged according to the embodiment shown in Figure 6 on the outer ring 44 and extends in the radial direction as far in the direction of the inner ring 46, that only a narrow gap remains between the inner ring 46 and the cover plate.
Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, dass diese Deckscheibe 76 mit einer Nickelschicht beziehungsweise Chemisch-Nickel-Schicht derart beschichtet wird, dass die Nickelschicht schleifend am Innenring 46 des Wälzlagers 40 anliegt. Aufgrund der guten tribologischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen According to the invention, it is now provided that this cover disk 76 is coated with a nickel layer or chemical nickel layer in such a way that the nickel layer abrades the inner ring 46 of the rolling bearing 40. Due to the good tribological properties of the invention
Nickelschicht können Reibungsverluste an der schleifenden Anlage minimiert werden, gleichzeitig ist ein solches Kontaktierelement 48 jedoch in der Lage, Potentialunterschiede zwischen Rotor 14 und Stator 12 auszugleichen und eine Abdichtung des Innenraumes 56 des Lagers 40 bereitzustellen. Diese funktionale Integration wirkt sich dabei vorteilhaft auf die Anzahl der Komponenten eines solchen Elektromotors 10 sowie den benötigten Platzbedarf aus. Nickel layer friction losses can be minimized at the abrasive system, at the same time, however, such a contact element 48 is able to compensate for potential differences between the rotor 14 and stator 12 and a Seal the interior 56 of the bearing 40 to provide. This functional integration has an advantageous effect on the number of components of such an electric motor 10 and the space required.
Gemäß der in Figur 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die According to the embodiment of the invention shown in FIG
Nickelschicht 52 auf der, dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 zugewandten Seite der Deckscheibe 76 angeordnet. Es sei an dieser Stelle jedoch ausdrücklich erwähnt, dass sich die Erfindung nicht auf eine solche Ausführungsform Nickel layer 52 on the, the free end 30 of the motor shaft 26 facing side of the cover plate 76 is arranged. It should be noted at this point, however, expressly that the invention is not limited to such an embodiment
beschränkt. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Nickelschicht 52 beziehungsweise das Anlageelement 56 die Deckscheibe umgreift oder alternativ auf der dem Innenraum 58 des Lagers 40 zugewandten Seite angeordnet sein kann. limited. Thus, for example, it is also conceivable that the nickel layer 52 or the abutment element 56 surrounds the cover plate or, alternatively, can be arranged on the side facing the interior 58 of the bearing 40.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung von Deckscheiben 76 als Trageelemente 54 beschränkt. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass andere nicht berührende Dichtungen der Lager 40, 42, wie beispielsweise nicht berührende Dichtscheiben oder Stauscheiben, als Tragelemente 54 ausgebildet sein können. Da, wie bereits eingangs erläutert, Chemisch-Nickel-Schichten sowohl auf metallischen Grundkörpern als auch auf Grundkörpern aus Kunststoff abgeschieden werden können, beschränkt sich die Erfindung überdies nicht auf ein metallisches Lagerteil als Tragelement 74, sodass beispielsweise Of course, the invention is not limited to the use of cover plates 76 as carrying elements 54. For example, it is also conceivable that other non-contacting seals of the bearings 40, 42, such as, for example, non-contacting sealing disks or baffle plates, may be designed as support elements 54. Since, as already explained, chemical nickel layers can be deposited both on metallic base bodies and on plastic base bodies, the invention is furthermore not limited to a metallic bearing part as support element 74, so that, for example
Dichtscheiben aus Kunststoff als Tragelemente 54 im Sinne der Erfindung geeignet sein können. Plastic sealing washers may be suitable as support elements 54 in the sense of the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es überdies auch denkbar, dass zusätzlich oder alternativ zu einer, entsprechend Figur 6 According to an advantageous embodiment of the invention, it is also conceivable that additionally or alternatively to one, according to FIG. 6
angeordneten Deckscheibe 76, diese an der, dem freien Ende 30 der Motorwelle 26 abgewandten Seite angeordnet sein kann. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass eine solche als Kontaktierelement 48 ausgebildete Deckscheibe 78, welche die Funktion des Tragkörpers für die auf der Deckscheibe aufgebrachte Nickelschicht 52 bildet, zusätzlich oder alternativ auch am zweiten Lager 42 angeordnet sein kann. Es sei an dieser Stelle weiterhin ausdrücklich darauf hingewiesen, dass sich die Form der Deckscheibe 76 nicht auf die in Figur 6 dargestellte Kontur beschränkt. So sind eine Vielzahl an Deckscheiben denkbar, insofern sie geeignet sind, die Funktionalität des Tragelementes 74 entsprechend bereitzustellen. Darüber hinaus kann eine solche Deckscheibe 76, arranged cover plate 76, this can be arranged on the, the free end 30 of the motor shaft 26 side facing away. In addition, it is also conceivable that such a contact plate 48 formed as cover plate 78, which has the function of the support body for the applied on the cover plate Nickel layer 52 forms, may additionally or alternatively also be arranged on the second bearing 42. It should be expressly noted at this point that the shape of the cover plate 76 is not limited to the contour shown in Figure 6. Thus, a plurality of cover plates are conceivable, insofar as they are suitable to provide the functionality of the support element 74 accordingly. In addition, such a cover plate 76,
beziehungsweise Dichtscheibe, in Abhängigkeit des Anwendungsfalles als einzige Abdichtung für das Lager 40, 42 vorgesehen sein oder zusätzlich zu einer weiteren Vordichtung. or sealing disc, depending on the application as a single seal for the bearing 40, 42 may be provided or in addition to a further pre-seal.
Figur 7 zeigt eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß welcher das T ragelement 54 als Federelement 78 ausgebildet sein kann. Wie in Figur 7 zu erkennen ist, ist das Tragelement 54 gemäß der in Figur 7 dargestellten Figure 7 shows a further advantageous embodiment of the invention according to which the T ragelement 54 may be formed as a spring element 78. As can be seen in FIG. 7, the support element 54 is shown in FIG
Ausführungsform der Erfindung, integraler Bestandteil einer Speednut 51 zur axialen Fixierung des Lagers 42 und weist ein als Beigebalken ausgebildetes Federelement 78 auf, welches die Motorwelle 28 stirnseitig kontaktiert. Ferner ist es vorgesehen, dass das Federelement 78 im Bereich der Kontaktierung die erfindungsgemäße Nickelschicht 52 aufweist, sodass Reibungsverluste an der schleifenden Anlage in vorteilhafter Weise vermindert werden können. Embodiment of the invention, an integral part of a Speednut 51 for axial fixation of the bearing 42 and has a trained as a bail spring element 78, which contacts the motor shaft 28 frontally. Furthermore, provision is made for the spring element 78 to have the nickel layer 52 according to the invention in the region of the contacting, so that friction losses at the abrading abutment can advantageously be reduced.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt, dass sich das als Tragelement 54 ausgebildete Federelement 78 nicht auf eine solche, in Figur 7 dargestellte Ausführungsform beschränkt. So ist es beispielsweise auch denkbar, dass ein oder mehrere Federelemente 78 zwischen dem Innenring 46 und dem Außenring 44 der Lager 40, 42 angeordnet sein können. Ferner ist es auch denkbar, dass ein solches Federelement 78 die Motorwelle 26 beziehungsweise die Mantelfläche 28 der Motorwelle26 radial kontaktiert. Erfindungswesentlich ist hierbei lediglich, dass auf dem Tragelement 54 ein entsprechendes Anlageelement 56 angeordnet ist, welches die erfindungsgemäße Nickelschicht 52 aufweist, und dass diese Nickelschicht 52 entsprechend an den sich drehenden Bauteilen des It should be expressly mentioned at this point that formed as a support element 54 spring element 78 is not limited to such an embodiment shown in Figure 7. For example, it is also conceivable that one or more spring elements 78 can be arranged between the inner ring 46 and the outer ring 44 of the bearings 40, 42. Furthermore, it is also conceivable that such a spring element 78 radially contacts the motor shaft 26 or the lateral surface 28 of the motor shaft 26. Essential to the invention here is merely that on the support member 54, a corresponding contact element 56 is arranged, which has the nickel layer 52 according to the invention, and that this Nickel layer 52 corresponding to the rotating components of the
Elektromotors 10 angeordnet ist. Electric motor 10 is arranged.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der in den Figuren und in der Beschreibung gezeigten Ausführungsbeispiele vielfältige Kombinationsmöglichkeiten der einzelnen Merkmale untereinander möglich sind. So kann beispielsweise die Ausgestaltung des Kontaktierelementes 48 und/oder des Einlegeelementes 76 an die zulässigen Relativgeschwindigkeiten, Reibwerte und Quietschgeräusche angepasst werden. Auch die Ausgestaltung des Kontaktierelementes 48 als einteiliges beziehungsweise mehrteiliges Bauteil sowie die Art der drehfesten Befestigung des Kontaktierelementes am Wälzlager kann an It should be noted that, with regard to the exemplary embodiments shown in the figures and in the description, a variety of possible combinations of the individual features are possible with one another. Thus, for example, the configuration of the contacting element 48 and / or the insertion element 76 can be adapted to the permissible relative speeds, coefficients of friction and squeaking noises. The design of the Kontaktierelementes 48 as a one-piece or multi-part component and the type of rotationally fixed attachment of the contacting on the rolling bearing can
Produktanforderungen wie beispielsweise die Kosten des Bauteils oder die Nachrüstbarkeit eines bestehenden Systems angepasst werden. Product requirements such as the cost of the component or the retrofitting of an existing system can be adjusted.
Vorzugsweise treibt der erfindungsgemäße Elektromotor 10 ein Preferably, the electric motor 10 according to the invention drives
Verbrennungsmotorkühlgebläse an. Der Elektromotor 10 kann jedoch auch in einer Pumpe, insbesondere einer Kühlflüssigkeitspumpe, oder einer Innenraum Lüftungsanlage eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Combustion engine cooling fan on. However, the electric motor 10 can also be used in a pump, in particular a coolant pump, or an interior ventilation system of a vehicle.

Claims

Ansprüche claims
1. Elektromotor (10), insbesondere Außenläufermotor, mit einem Rotor (14), einem Stator (12) und einer Motorwelle (26), wobei die Motorwelle (26) dem Stator (12) oder dem Rotor (14) zugeordnet ist und eine Drehachse (32) aufweist, um welche Rotor (14) und Stator (12) zueinander mittels wenigstens eines 1. Electric motor (10), in particular external rotor motor, with a rotor (14), a stator (12) and a motor shaft (26), wherein the motor shaft (26) is associated with the stator (12) or the rotor (14) and a Rotary axis (32) to which rotor (14) and stator (12) to each other by means of at least one
Lagers (40, 42) drehbar gelagert sind, und wobei die Motorwelle (26) eine Mantelfläche (28) aufweist und zwischen Rotor (14) und Stator (12) ein  Bearing (40, 42) are rotatably mounted, and wherein the motor shaft (26) has a lateral surface (28) and between the rotor (14) and stator (12)
Kontaktierelement (48) angeordnet ist, welches in Kontakt mit dem wenigstens einen Lager (40,42) steht und an der Mantelfläche (28) der Motorwelle (26) und/oder einer Anlagefläche des Lagers (40, 42) zu dieser bewegbar, insbesondere drehbar, anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das  Contacting element (48) is arranged, which is in contact with the at least one bearing (40,42) and on the lateral surface (28) of the motor shaft (26) and / or a contact surface of the bearing (40, 42) movable to this, in particular rotatable, abuts, characterized in that the
Kontaktierelement (48) zumindest teilweise aus einer Nickelschicht (52), insbesondere einer Chemisch-Nickel-Schicht ausgebildet ist, oder zumindest eine solche Nickelschicht (52) aufweist.  Contacting element (48) at least partially from a nickel layer (52), in particular a chemical nickel layer is formed, or at least one such nickel layer (52).
2. Elektromotor (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 2. Electric motor (10) according to claim 1, characterized in that the
Chemisch-Nickel-Schicht als Nickel-Phosphor-Legierungsschicht ausgebildet ist.  Chemical nickel layer is formed as a nickel-phosphorus alloy layer.
3. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 3. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Nickelschicht Festschmierstoffpartikel, insbesondere PTFE- Partikel aufweist.  characterized in that the nickel layer comprises solid lubricant particles, in particular PTFE particles.
4. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 4. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Nickelschicht 20-30 Vol.% PTFE-Partikel aufweist.  characterized in that the nickel layer comprises 20-30 vol.% PTFE particles.
5. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 5. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Nickelschicht PTFE-Partikel mit einer Partikelgröße zwischen 0,l-0,3pm aufweist. characterized in that the nickel layer comprises PTFE particles with a particle size between 0, l-0.3pm.
6. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nickel-Phosphor-Legierungsschicht einen 6. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the nickel-phosphorus alloy layer a
Phosphorgehalt von 9-13Vol. %, insbesondere von 10-12Vol. % aufweist.  Phosphorus content of 9-13vol. %, in particular 10-12Vol. % having.
7. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 7. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Nickelschicht (52) eine Schichtdicke von 5-25pm, insbesondere von 7-15pm aufweist.  characterized in that the nickel layer (52) has a layer thickness of 5-25pm, especially 7-15pm.
8. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (48) zumindest zweiteilig ausgebildet ist und wenigstens ein Tragelement (54) und wenigstens ein  characterized in that the contacting element (48) is formed at least in two parts and at least one support element (54) and at least one
Anlageelement (56) aufweist, wobei das Anlageelement (56) die  Abutment element (56), wherein the abutment element (56) the
Nickelschicht (52) aufweist  Nickel layer (52)
9. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (48) als Dichtelement für das Lager (40, 42) ausgebildet ist.  characterized in that the contacting element (48) is designed as a sealing element for the bearing (40, 42).
10. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 10. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (48) und/oder das  in that the contacting element (48) and / or the
Tragelement (54) als kreisringförmige Scheibe ausgebildet ist, wobei die  Support member (54) is formed as an annular disc, wherein the
Nickelschicht (52) an der Stirnfläche (60) des Lagers (40, 42) und/oder der Mantelfläche (28) der Motorwelle (26) schleifend anliegt.  Nickel layer (52) on the end face (60) of the bearing (40, 42) and / or the lateral surface (28) of the motor shaft (26) abradingly.
11. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 11. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Lager (40, 42) als Wälzlager ausgebildet ist und einen Innenring (46) und einen Außenring (44) aufweist, wobei das  characterized in that the bearing (40, 42) is designed as a rolling bearing and has an inner ring (46) and an outer ring (44), wherein the
Kontaktierelement (48) mit dem Außenring (44) verbunden ist und an dem Innenring (46) bewegbar, insbesondere drehbar anliegt. Contacting element (48) with the outer ring (44) is connected and on the inner ring (46) movable, in particular rotatably rests.
12. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle (26) drehtest mit dem Stator (12) verbunden ist, der Innenring (46) drehtest mit der Motorwelle (26) verbunden ist und der Außenring (44) an einem Lagersitz (36) anliegt, wobei der Lagersitz (36) am Rotor (14) ausgebildet ist. 12. Electric motor (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the motor shaft (26) rotatably connected to the stator (12) is connected, the inner ring (46) rotatably connected to the motor shaft (26) and the outer ring (44 ) abuts a bearing seat (36), wherein the bearing seat (36) on the rotor (14) is formed.
13. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 13. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (48) oder das Tragelement (54) als Teil des Wälzlagers (40 42), insbesondere als Deckscheibe (76) des  characterized in that the contacting element (48) or the support element (54) as part of the rolling bearing (40 42), in particular as a cover plate (76) of the
Wälzlagers (40, 42) ausgebildet ist.  Rolling bearing (40, 42) is formed.
14. Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 14. Electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das Tragelement (54) als Federelement (78) ausgebildet ist.  in that the support element (54) is designed as a spring element (78).
15. Kontaktierelement (48) zur Verwendung in einem Elektromotor (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das 15. contacting element (48) for use in an electric motor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the
Kontaktierelement (48) wenigstens ein Tragelement (54) und wenigstens ein Anlageelement (56) aufweist, wobei das Anlageelement (56) eine  Contacting element (48) has at least one support element (54) and at least one contact element (56), wherein the contact element (56) has a
Nickelschicht (52), insbesondere eine Chemisch-Nickel-Schicht aufweist, wobei die Nickelschicht (52) im eingebauten Zustand an der Stirnfläche (60) des Lagers (40, 42) und/oder der Mantelfläche (28) der Motorwelle (26) schleifend anliegt.  Nickel layer (52), in particular a chemical nickel layer, wherein the nickel layer (52) in the installed state at the end face (60) of the bearing (40, 42) and / or the lateral surface (28) of the motor shaft (26) grinding is applied.
16. Kontaktierelement (48) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktierelement (48) und/oder das Tragelement (54) als kreisringförmige Scheibe ausgebildet ist. 16. contacting element (48) according to claim 15, characterized in that the contacting element (48) and / or the support element (54) is designed as an annular disc.
17. Lager (40,42) mit einem Kontaktierelement (48) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (40, 42) eine Deckscheibe (78) aufweist, wobei die Deckscheibe (78) als Tragelement (54) ausgebildet ist und wobei das Tragelement (54) eine Nickelschicht (52) aufweist, welche an einer Anlagefläche des Lagers (40, 42) schleifend anliegt. 17. bearing (40,42) with a contacting element (48) according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing (40, 42) a Cover disc (78), wherein the cover plate (78) is designed as a support member (54) and wherein the support member (54) has a nickel layer (52) which abuts a contact surface of the bearing (40, 42).
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