DE102012025877B3

DE102012025877B3 - Active cooling of a motor

Info

Publication number: DE102012025877B3
Application number: DE102012025877.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Haag; Sven Walter; Björn Sudler; Oliver Haaf
Original assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2032-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Motor, umfassend ein Elektronikgehäuse (1), einen Stator mit einer Statorbuchse (3) und einen Rotor (5), wobei der Motor mit der Statorbuchse (3) an einer Befestigungswand (11) befestigbar ist, ferner umfassend ein Luftleitelement (22) und ein mit dem Rotor (5) drehfest verbundenes Luftförderelement (14), wobei das Luftleitelement (22a, 22b) die Statorbuchse (3) umgibt und zwischen dem Luftleitelement (22a, 22b) und einem Außenumfang der Statorbuchse (3) ein Strömungsraum (35) gebildet wird, wobei der Strömungsraum (35) an der Seite des Elektronikgehäuses (1) durch mindestens einen Strömungsspalt (27) in Richtung der Befestigungswand (11) geöffnet ist, und das Luftförderelement (14) mit einer Ansaugöffnung (6) über einen Dichtspalt in einer rotorseitigen Durchströmöffnung (26) des Luftleitelements (22) mündet, wobei das Luftleitelement (22b) an der Befestigungswand (11) befestigbar und das Luftförderelement (14) innerhalb des Luftleitelementes (22b) angeordnet ist, wobei die Ansaugöffnung (16) des Luftförderelements (14) von der Befestigungswand (11) wegweisend ausgerichtet ist.The invention relates to a motor comprising an electronics housing (1), a stator with a stator bushing (3) and a rotor (5), the motor with the stator bushing (3) being attachable to a fastening wall (11), further comprising an air guide element (22) and an air conveying element (14) connected in a rotationally fixed manner to the rotor (5), the air guiding element (22a, 22b) surrounding the stator bushing (3) and between the air guiding element (22a, 22b) and an outer circumference of the stator bushing (3) Flow space (35) is formed, the flow space (35) on the side of the electronics housing (1) being opened by at least one flow gap (27) in the direction of the fastening wall (11), and the air conveying element (14) with a suction opening (6) Opens via a sealing gap in a rotor-side throughflow opening (26) of the air guide element (22), the air guide element (22b) being attachable to the fastening wall (11) and the air conveyor element (14) being arranged within the air guide element (22b) net, wherein the suction opening (16) of the air delivery element (14) is oriented away from the fastening wall (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Motor, umfassend ein Elektronikgehäuse, einen Stator mit einer Statorbuchse und einen Rotor, wobei der Motor mit der Statorbuchse an einer Befestigungswand befestigbar ist.The invention relates to a motor comprising an electronics housing, a stator with a stator bushing and a rotor, wherein the motor with the stator bushing can be fastened to a fastening wall.

Derartige Motoren werden insbesondere zum Antrieb von Ventilatoren verwendet und weisen eine integrierte Elektronik, insbesondere eine Kommutierungselektronik, auf. Der maximale Leistungsbereich der Motoren wird in der Regel durch maximale Bauteil-Temperaturen der Elektronik, zum Beispiel der elektrischen Leistungsbauteile wie Endstufen, oder des Motors, zum Beispiel der Motorwicklung oder der Kugellager, begrenzt. Die Lebensdauer des Motors ist ebenfalls abhängig von den während des Betriebs des Motors erreichten Bauteil-Temperaturen, wobei erhöhte Temperaturen die Lebensdauer des Motors verkürzen.Such motors are used in particular to drive fans and have integrated electronics, in particular commutation electronics. The maximum power range of the motors is usually limited by the maximum component temperatures of the electronics, for example the electrical power components such as output stages, or the motor, for example the motor winding or the ball bearings. The service life of the engine is also dependent on the component temperatures reached during operation of the engine, with increased temperatures shortening the service life of the engine.

Die Motoren werden insbesondere an einer stabilen Befestigungswand befestigt, die zum Beispiel Teil eines Einbaugehäuses ist, in dem der Ventilator eingebaut wird. Dabei wird in der Regel das Elektronikgehäuse in eine Montageöffnung der Befestigungswand eingesteckt und der Motor mittels der Statorbuchse an der Befestigungswand befestigt. Eine derartige Befestigung erschwert eine effektive Kühlung des Motors beziehungsweise der Elektronik, da ein Umströmen des Motors und des Elektronikgehäuses in axialer Richtung des Motors durch die Befestigungswand behindert wird. Zudem wird insbesondere bei Radialventilatoren der Motor durch die radiale Abströmung der Luft schlecht oder gar nicht umströmt. Bei Axialventilatoren entsteht im Bereich der Rotorglocke ein sogenanntes Totwassergebiet, welches ebenfalls eine Umströmung des Motors negativ beeinflusst.In particular, the motors are attached to a sturdy mounting wall that is part of an installation housing in which the fan is installed, for example. As a rule, the electronics housing is inserted into an assembly opening in the fastening wall and the motor is fastened to the fastening wall by means of the stator bushing. Such a fastening makes effective cooling of the motor or the electronics more difficult, since the fastening wall prevents flow around the motor and the electronics housing in the axial direction of the motor. In addition, especially in the case of radial fans, the radial flow of air around the motor means that the air flows poorly or not at all. In the case of axial fans, a so-called dead water area is created in the area of the rotor bell, which also negatively affects the flow around the motor.

Aus dem Stand der Technik US 2011 / 0 148 230 A1 ist ein Motor gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 bekannt.A motor according to the preamble of claim 1 is known from the prior art US 2011/0 148 230 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor zu schaffen, dessen Kühlung verbessert und dessen Leistung und Lebensdauer bei gleicher Umgebungstemperatur erhöht wird.The invention is based on the object of creating a motor whose cooling is improved and whose performance and service life are increased at the same ambient temperature.

Bei einem Motor der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination von Anspruch 1 gelöst wonach der Motor ein Luftleitelement und ein mit dem Rotor drehfest verbundenes Luftförderelement aufweist, wobei das Luftleitelement die Statorbuchse umgibt und zwischen dem Luftleitelement und einem Außenumfang der Statorbuchse ein Strömungsraum gebildet wird, wobei der Strömungsraum an der Seite des Elektronikgehäuses durch mindestens einen Strömungspalt in Richtung der Befestigungswand geöffnet ist, und das Luftförderelement mit einer Ansaugöffnung über einen Dichtspalt in einer Durchströmöffnung des Luftleitelements mündet.In a motor of the type described above, the object is achieved according to the invention by the combination of features of claim 1, according to which the motor has an air guiding element and an air conveying element connected to the rotor in a rotationally fixed manner, the air guiding element surrounding the stator bushing and a flow space between the air guiding element and an outer circumference of the stator bushing is formed, wherein the flow space on the side of the electronics housing is opened by at least one flow gap in the direction of the fastening wall, and the air conveying element opens with a suction opening via a sealing gap in a flow opening of the air guiding element.

Ein solcher Motor ermöglicht eine aktive und gezielte Kühlung temperaturkritischer Bauteile des Motors, insbesondere der Motorelektronik und des Kugellagers des Stators, durch einen vom Luftförderelement erzeugten Luftvolumenstrom. Der Luftvolumenstrom wird anhand des Luftleitelementes und des Strömungsspaltes des Strömungsraumes an die besonders zu kühlenden Bauteile des Motors, insbesondere an die Statorbuchse und an den Bereich des Elektronikgehäuses, gezielt geleitet und verstärkt die Kühlung im Vergleich zu passiver Kühlung mittels Konvektion durch die herkömmliche Umgebungsluft. Dadurch werden eine erhöhte Leistung und eine längere Lebensdauer des Motors ermöglicht.Such a motor enables active and targeted cooling of temperature-critical components of the motor, in particular the motor electronics and the ball bearing of the stator, by means of an air volume flow generated by the air conveying element. The air volume flow is directed by means of the air guide element and the flow gap of the flow space to the components of the motor that are particularly to be cooled, in particular to the stator bushing and to the area of the electronics housing, and increases the cooling compared to passive cooling by means of convection through the conventional ambient air. This enables increased performance and a longer service life of the engine.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Motors ist das Luftförderelement als Radiaiiüfterrad ausgebildet. Das Radiallüfterrad saugt den Luftvolumenstrom axial an und bläst ihn radial aus, so dass der Luftvolumenstrom besonders effektiv und parallel zur Motorachse strömend erzeugt werden kann.In a preferred embodiment of the motor, the air delivery element is designed as a radial fan wheel. The radial fan wheel sucks in the air volume flow axially and blows it out radially so that the air volume flow can be generated particularly effectively and flowing parallel to the motor axis.

Je nach Ausführungsform des Motors ist eine Kühlung des Elektronikgehäuses wichtiger als eine Kühlung der Statorbuchse, oder bei einer speziellen Anwendung oder Einbausituation hat die Umgebungsluft im Bereich des Elektronikgehäuses eine niedrigere Temperatur als im Bereich des Rotors.Depending on the embodiment of the motor, cooling the electronics housing is more important than cooling the stator bushing, or in a special application or installation situation, the ambient air in the area of the electronics housing has a lower temperature than in the area of the rotor.

In einer ersten Ausführungsform der Offenbarung, welche nicht die Erfindung betrifft, ist das Luftleitelement an der Befestigungswand befestigbar und zwischen der Befestigungswand und dem Luftförderelement angeordnet, wobei die Ansaugöffnung des Luftförderelements in Richtung der Befestigungswand ausgerichtet ist. Dabei erzeugt das Luftförderelement im Motorbetrieb einen Unterdruck im Bereich seiner Ansaugöffnung und der gegenüberliegenden Durchströmöffnung des Luftleitelements. Durch das Luftleitelement wird ein Luftvolumenstrom durch eine in der Befestigungswand angeordnete Kanalöffnung und durch den Strömungsspalt in den Strömungsraum und entlang der Außenumfangsfläche der Statorbuchse bis zur Durchströmöffnung des Luftleitelements geleitet und vom Luftförderelement aus der Richtung der Befestigungswand axial an seiner Ansaugöffnung angesaugt und radial im Bereich des Rotors ausgeblasen. In dieser Ausführungsform der Erfindung wird der zu kühlende Luftvolumenstrom zunächst im Bereich des Elektronikgehäuses angesaugt und somit das Elektronikgehäuse besonders stark gekühlt und die Kühlwirkung allgemein verbessert.In a first embodiment of the disclosure, which does not relate to the invention, the air guide element can be fastened to the fastening wall and is arranged between the fastening wall and the air conveyor element, the suction opening of the air conveyor element being oriented in the direction of the fastening wall. In this case, the air conveying element generates a negative pressure in the area of its intake opening and the opposite flow opening of the air guiding element when the motor is in operation. Through the air guide element, an air volume flow is directed through a duct opening arranged in the fastening wall and through the flow gap into the flow space and along the outer circumferential surface of the stator bushing to the flow opening of the air guide element and is sucked in axially at its suction opening by the air conveyor element from the direction of the fastening wall and radially in the area of the Blown out the rotor. In this embodiment of the invention, the air volume flow to be cooled is first sucked in in the area of the electronics housing, and thus the electronics housing is particularly strongly cooled and the cooling effect is generally improved.

Alternativ ist eine Kühlung der Statorbuchse wichtiger als eine Kühlung des Elektronikgehäuses, oder bei einer speziellen Anwendung oder Einbausituation hat die Umgebungsluft im Bereich des Rotors eine niedrigere Umgebungstemperatur als im Bereich des Elektronikgehäuses.Alternatively, cooling the stator bushing is more important than cooling the Electronics housing, or in a special application or installation situation, the ambient air in the area of the rotor has a lower ambient temperature than in the area of the electronics housing.

Bei einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Motors ist das Luftleitelement an der Befestigungswand befestigbar und das Luftförderelement innerhalb des Luftleitelementes angeordnet, wobei die Ansaugöffnung des Luftförderelements von der Befestigungswand wegweisend ausgerichtet ist. Dabei erzeugt das Luftförderelement im Motorbetrieb einen Unterdruck im Bereich seiner Ansaugöffnung und saugt die zu kühlende Luft axial durch die Durchströmöffnung des Luftleitelementes aus der der Befestigungswand gegenüberliegenden Richtung im Bereich des Rotors an und bläst sie radial in den Strömungsraum. Durch das Luftleitelement wird ein Luftvolumenstrom durch den Strömungsraum und entlang der Außenumfangsfläche der Statorbuchse durch den Strömungsspalt und durch die Kanalöffnung der Befestigungswand bis zu einem Außenumfang des Elektronikgehäuses geleitet. In der alternativen Ausführungsform der Erfindung wird der kühlende Luftvolumenstrom rotorseitig angesaugt und somit die Statorbuchse zunächst besonders stark gekühlt und die Kühlwirkung allgemein verbessert.In one embodiment of the motor according to the invention, the air guiding element can be fastened to the fastening wall and the air conveying element is arranged within the air guiding element, the suction opening of the air conveying element being oriented away from the fastening wall. The air delivery element generates a negative pressure in the area of its suction opening during engine operation and sucks the air to be cooled axially through the flow opening of the air guiding element from the direction opposite the mounting wall in the area of the rotor and blows it radially into the flow space. The air guide element guides an air volume flow through the flow space and along the outer circumferential surface of the stator bushing through the flow gap and through the channel opening in the fastening wall to an outer circumference of the electronics housing. In the alternative embodiment of the invention, the cooling air volume flow is sucked in on the rotor side and thus the stator bushing is initially cooled particularly strongly and the cooling effect is generally improved.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst der Motor einen am Außenumfang des Elektronikgehäuses angeordneten Luftleitkanal, der an der Befestigungswand befestigbar ist, wobei der Luftleitkanal von einer im Bereich des Strömungsraums angeordneten Kanalöffnung in der Befestigungswand zu einem zu kühlenden Bereich am Außenumfang des Elektronikgehäuses verläuft.In a further embodiment of the invention, the motor comprises an air duct which is arranged on the outer circumference of the electronics housing and which can be fastened to the fastening wall, the air duct running from a duct opening in the fastening wall in the area of the flow space to an area to be cooled on the outer circumference of the electronics housing.

Eine derartige Ausbildung des Motors ermöglicht die aktive Kühlung des Elektronikgehäuses auch bei einer Montage an einer Befestigungswand mit Montageöffnung, ohne wesentliche Modifikationen bestehender Motorentypen zu benötigen, da keine Modifikationen des Elektronikgehäuses oder der Statorbuchse nötig sind. Je nach Einbausituation muss lediglich eine zusätzliche Verbindungsöffnung in der Befestigungswand für die Verbindung von Luftleitkanal und Luftleitelement vorgesehen, beziehungsweise eine bestehende Öffnung vergrößert oder angepasst werden, so dass der Luftleitkanal und das Luftleitelement ausreichend miteinander verbunden werden.Such a design of the motor enables the electronics housing to be actively cooled even when it is mounted on a mounting wall with a mounting opening, without the need for substantial modifications to existing motor types, since no modifications to the electronics housing or the stator bushing are necessary. Depending on the installation situation, only an additional connection opening has to be provided in the fastening wall for the connection of the air duct and the air duct element, or an existing opening has to be enlarged or adapted so that the air duct and the air duct element are sufficiently connected to one another.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Luftleitkanal an seinem am Außenumfang des Elektronikgehäuses anliegenden Ende einen ringförmig umlaufenden Ansatz auf, der sich insbesondere an den Außenumfangsverlauf des Elektronikgehäuses beziehungsweise der Gehäusekühlrippen anpasst.In a further embodiment of the invention, the air duct has, at its end resting on the outer circumference of the electronics housing, a ring-shaped, encircling shoulder that adapts in particular to the outer circumference of the electronics housing or the housing cooling ribs.

Der Ansatz vergrößert die Fläche des Elektronikgehäuses, die vom Luftleitkanal abgedeckt wird und somit vom Luftvolumenstrom gekühlt wird.The approach increases the area of the electronics housing that is covered by the air duct and is thus cooled by the air volume flow.

in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Luftförderelement auf der Seite des Luftleitelementes am Rand der Ansaugöffnung einen trichterförmigen Ringkragen und das Luftleitelement auf der Seite des Luftförderelementes am Rand der Durchströmöffnung eine umlaufende Ringnut auf, wobei der Ringkragen in die Ringnut hineinragt und Ringkragen und Ringnut den Dichtspalt bilden. Dies ermöglicht eine verbesserte strömungstechnische Abdichtung zwischen der Ansaugöffnung des Luftförderelementes und der Durchströmöffnung des Luftleitelementes.In a further embodiment of the invention, the air conveying element on the side of the air guiding element at the edge of the suction opening has a funnel-shaped annular collar and the air guiding element on the side of the air conveying element at the edge of the flow opening has a circumferential annular groove, the annular collar protruding into the annular groove and the annular collar and annular groove Form sealing gap. This enables an improved fluidic seal between the suction opening of the air conveying element and the flow opening of the air guiding element.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigen:

1 eine dreidimensionale Explosionszeichnung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors mit Tragkonstruktion,
2 eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors mit Tragkonstruktion mit Teilquerschnitt im Bereich des Luftleitelements und des Luftleitkanals,
3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motors mit Tragkonstruktion mit Teilquerschnitt im Bereich des Luftleitelements und des Luftleitkanals.

Further details, features and advantageous developments of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and shown in the drawings, as well as from the subclaims. Show it:

1 a three-dimensional exploded view of a first embodiment of a motor according to the invention with a support structure,
2 a side view of the first embodiment of a motor according to the invention with a support structure with a partial cross-section in the area of the air guide element and the air guide channel,
3 a side view of a second embodiment of a motor according to the invention with a support structure with a partial cross-section in the area of the air guide element and the air guide channel.

Die gleichen Bauteile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.The same components are provided with the same reference symbols in all figures.

1 , 2 und 3 zeigen jeweils einen erfindungsgemäßen Motor, insbesondere einen Außenläufermotor. Der Motor umfasst ein Elektronikgehäuse 1, einen Stator, umfassend eine Statorbuchse 3 und ein Statorblechpaket 4 mit Motorwicklungen, und einen Rotor 5, insbesondere einen Außenläuferrotor. Die Statorbuchse 3 und das Elektronikgehäuse 1 sind insbesondere aus Metall. In dem Elektronikgehäuse 1 befindet sich unter anderem die Motorelektronik zum Antrieb und zur Steuerung des Motors insbesondere die Kommutierungselektronik mit elektrischen Leistungsbauteilen wie Endstufen. Das Elektronikgehäuse 1 weist an seiner Außenwandung Gehäusekühlrippen 7 zur Kühlung von nicht dargestellten elektronischen Bauelementen innerhalb des Elektronikgehäuses 1 auf. Die Statorbuchse 3 weist an ihrer Außenwandung radial verlaufende Statorkühlrippen 8 auf, die die durch den Stator erzeugte Wärme, insbesondere durch im Stator eingebaute, nicht dargestellte Kugellager und Motorwicklungen, ableiten. 1 , 2 and 3 each show a motor according to the invention, in particular an external rotor motor. The motor includes an electronics housing 1 , a stator comprising a stator bushing 3 and a stator core 4th with motor windings, and a rotor 5 , in particular an external rotor rotor. The stator bushing 3 and the electronics housing 1 are in particular made of metal. In the electronics housing 1 Among other things, there is the motor electronics for driving and controlling the motor, in particular the commutation electronics with electrical power components such as output stages. The electronics housing 1 has housing cooling ribs on its outer wall 7th for cooling electronic components (not shown) within the electronics housing 1 on. The stator bushing 3 has radially extending stator cooling ribs on its outer wall 8th which dissipate the heat generated by the stator, in particular through ball bearings and motor windings (not shown) built into the stator.

Der Motor wird zur Befestigung insbesondere mittels der Statorbuchse 3 an eine Tragkonstruktion 10 oder an eine Befestigungswand 11 mit einer Montageöffnung 30 montiert. Die Befestigungswand 11 kann in einer Ausführungsform der Erfindung Teil einer als Bestandteil des Motors ausgebildeten Tragkonstruktion 10 sein, so dass die Tragkonstruktion 10 die Befestigungswand 1 bildet. Alternativ kann sich die Befestigungswand 11 aus der Einbausituation, z.B. als Wand eines Einbaugehäuses, in das der Motor montiert wird, ergeben. Der Motor wird derart in der Montageöffnung 30 montiert, dass sich das Elektronikgehäuse 1 auf der einen Seite der Befestigungswand 11, und der Stator sowie der Rotor 5 des Motors auf der anderen Seite der Befestigungswand 11 befinden.The motor is fastened in particular by means of the stator bushing 3 to a supporting structure 10 or on a mounting wall 11 with a mounting opening 30th assembled. The mounting wall 11 can, in one embodiment of the invention, be part of a support structure designed as part of the engine 10 be so that the supporting structure 10 the mounting wall 1 forms. Alternatively, the mounting wall 11 from the installation situation, e.g. as the wall of an installation housing in which the motor is mounted. The motor is in this way in the mounting opening 30th mounted that the electronics housing 1 on one side of the mounting wall 11 , and the stator and the rotor 5 of the motor on the other side of the mounting wall 11 are located.

Der Motor weist erfindungsgemäß ein Luftleitelement 22a, 22b und ein Luftförderelement 14 auf, die beide ringförmig ausgebildet sind und den Stator umschließen. Dabei weist das Luftleitelement 22a, 22b auf der Seite des Rotors 5 eine Durchströmöffnung 26 auf. Bei der Ausführungsform in 1 und 2 ist der Durchmesser der Durchströmöffnung 26 insbesondere derart dimensioniert ist, dass sowohl das Elektronikgehäuse 1 als auch die Statorbuchse 3 durch die Durchströmöffnung 26 gesteckt werden können. Dies ermöglicht eine vom Motor unabhängige Montage des Luftleitelementes 22a an der Befestigungswand 11. Das Luftleitelement 22a, 22b umgibt den Stator insbesondere schalenartig im Bereich der Statorbuchse 3 und wobei zwischen dem Luftleitelement 22a, 22b und einem Außenumfang der Statorbuchse 3 ein umlaufender Strömungsraum 35 gebildet wird. Das Luftleitelement 22a, 22b und das Luftförderelement 14 bestehen insbesondere aus Kunststoff. Während des Betriebs des Motors wird das Luftförderelement 14 über den Motor angetrieben. Das Luftförderelement 14 ist insbesondere als Radiallüfterrad ausgebildet und auf dem Stator drehbar gelagert und mit dem Rotor 5 drehfest verbunden. Dabei wird eine Ringöffnung 17 des Luftförderelements 14 rotorseitig vom Rotor 5 abgedeckt. Das Luftförderelement 14 weist eine in axialer Richtung geöffnete umlaufende Ansaugöffnung 16 auf, die mit einer in radialer Richtung geöffneten umlaufenden Ausblasöffnung 18 strömungstechnisch im Inneren des Luftförderelementes 14 verbunden ist. Die Ansaugöffnung 16 des Luftförderelements 14 liegt der Durchströmöffnung 26 des Luftleitelementes 22a, 22b gegenüber, wobei das Luftförderelement 14 mit der axialen Ansaugöffnung 16 über einen Dichtspalt in der axialen Durchströmöffnung 26 des Luftleitelements 22a, 22b mündet. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Luftförderelement 14 auf der Seite des Luftleitelementes 22a, 22b am Rand einer Umfangswandung der Ansaugöffnung 16 einen trichterförmigen Ringkragen 29 und das Luftleitelement 22a auf der Seite des Luftförderelementes 14 am Rand der Durchströmöffnung 26 eine umlaufende Ringnut 33 aufweist, wobei der Ringkragen 29 in die Ringnut 33 hineinragt und Ringkragen 29 und Ringnut 33 den Dichtspalt bilden. Dies ermöglicht eine strömungstechnische Optimierung des Übergangs vom Luftleitelement zum Luftförderelement. Das Luftförderelement 14 ist derart ausgebildet, dass es im Motorbetrieb an seiner Ansaugöffnung 16 einen Unterdruck erzeugt und einen Luftvolumenstrom radial an seiner Ausblasöffnung 18 ausbläst.According to the invention, the motor has an air guide element 22a , 22b and an air conveying element 14th on, both of which are annular and enclose the stator. The air guide element 22a , 22b on the side of the rotor 5 a through-flow opening 26th on. In the embodiment in 1 and 2 is the diameter of the flow opening 26th in particular is dimensioned such that both the electronics housing 1 as well as the stator bushing 3 through the flow opening 26th can be plugged. This enables the air guide element to be installed independently of the motor 22a on the mounting wall 11 . The air control element 22a , 22b surrounds the stator in particular in a shell-like manner in the area of the stator bushing 3 and wherein between the air guide element 22a , 22b and an outer periphery of the stator sleeve 3 a circumferential flow space 35 is formed. The air control element 22a , 22b and the air conveyor element 14th consist in particular of plastic. During the operation of the engine, the air conveyor element 14th driven by the engine. The air conveyor element 14th is designed in particular as a radial fan wheel and rotatably mounted on the stator and with the rotor 5 non-rotatably connected. There is a ring opening 17th of the air conveyor element 14th on the rotor side of the rotor 5 covered. The air conveyor element 14th has a circumferential suction opening that is open in the axial direction 16 on, with a circumferential discharge opening that is open in the radial direction 18th fluidically inside the air delivery element 14th connected is. The suction opening 16 of the air conveyor element 14th is the flow opening 26th of the air control element 22a , 22b opposite, the air conveying element 14th with the axial suction opening 16 Via a sealing gap in the axial flow opening 26th of the air control element 22a , 22b flows out. It is particularly advantageous if the air delivery element 14th on the side of the air control element 22a , 22b at the edge of a peripheral wall of the suction opening 16 a funnel-shaped ring collar 29 and the air guide element 22a on the side of the air conveyor element 14th at the edge of the flow opening 26th a circumferential ring groove 33 having, the ring collar 29 into the ring groove 33 protrudes and ring collar 29 and ring groove 33 form the sealing gap. This enables a fluidic optimization of the transition from the air guiding element to the air conveying element. The air conveyor element 14th is designed in such a way that it is at its intake opening during engine operation 16 creates a negative pressure and an air volume flow radially at its outlet opening 18th blows out.

Radial zwischen dem Luftleitelement 22a, 22b und dem Außenumfangsrand der Statorbuchse 3 wird auf der Seite des Elektronikgehäuses 1 ein umlaufender Strömungsspalt 27 gebildet, so dass der Strömungsraum 35 an der Seite des Elektronikgehäuses 1 in Richtung der Befestigungswand 11 geöffnet ist, wobei der Strömungsspalt 27 im montierten Zustand durch die Befestigungswand 11 zumindest teilweise axial abgedeckt wird. Im Bereich des Strömungsspaltes 27 weist die Befestigungswand 11 mindestens eine axial verlaufende Kanalöffnung 28 auf. Mindestens ein Luftleitkanal 20 ist auf der dem Luftleitelement 22a, 22b gegenüberliegenden Seite der Befestigungswand 11 am Außenumfang des Elektronikgehäuses 1 angeordnet und verläuft von der Kanalöffnung 28 der Befestigungswand 11 in Richtung mindestens eines zu kühlenden Bereiches des Elektronikgehäuses 1 am Außenumfang des Elektronikgehäuses 1. Der Luftleitkanal 20 ist insbesondere an der Befestigungswand 11 befestigbar und ist insbesondere aus Kunststoff. Der Luftleitkanal 20 weist an seinem am Außenumfang des Elektronikgehäuses 1 anliegenden Ende einen ringförmig umlaufenden Ansatz 21 auf, der sich insbesondere an den Außenumfangsverlauf des Elektronikgehäuses 1, insbesondere der Gehäusekühlrippen 7, formmäßig anpasst. Hierdurch deckt der Ansatz 21 zusammen mit dem Ende des Luftleitkanals 20 einen Bereich der Gehäusekühlrippen 7 umfangsgemäß ab und bildet mehrere Kühlkanäle, die zwischen den Gehäusekühlrippen 7 verlaufen. Bei dieser Ausführungsform des Motors wird ein ausgewählter, vom Ende des Luftleitkanals 20 abgedeckter Bereich des Elektronikgehäuses 1 gezielt gekühlt. Dies ist insbesondere der Bereich, in dem im Inneren des Elektronikgehäuses 1 die besonders zu kühlenden elektronischen Bauelemente angeordnet sind. Es ist jedoch auch denkbar, mehrere Kanalöffnungen 28 in der Befestigungswand 11 im Bereich des Strömungsspaltes 27 über den Umfang des Motors verteilt anzuordnen, so dass mehrere Luftleitkanäle 20 mehrere Bereiche des Elektronikgehäuses 1 kühlen.Radially between the air guide element 22a , 22b and the outer peripheral edge of the stator bushing 3 is on the side of the electronics housing 1 a circumferential flow gap 27 formed so that the flow space 35 on the side of the electronics housing 1 towards the mounting wall 11 is open, the flow gap 27 in the assembled state through the mounting wall 11 is at least partially covered axially. In the area of the flow gap 27 has the mounting wall 11 at least one axially extending channel opening 28 on. At least one air duct 20th is on the air guide element 22a , 22b opposite side of the mounting wall 11 on the outer circumference of the electronics housing 1 arranged and extends from the channel opening 28 the mounting wall 11 in the direction of at least one area of the electronics housing to be cooled 1 on the outer circumference of the electronics housing 1 . The air duct 20th is particularly on the mounting wall 11 attachable and is in particular made of plastic. The air duct 20th points at its on the outer circumference of the electronics housing 1 adjacent end a ring-shaped circumferential approach 21 on, in particular on the outer circumference of the electronics housing 1 , especially the housing cooling fins 7th , adapts to shape. This covers the approach 21 together with the end of the air duct 20th an area of the housing cooling fins 7th circumferentially from and forms several cooling channels between the housing cooling fins 7th get lost. In this embodiment of the engine, one is selected from the end of the air duct 20th covered area of the electronics housing 1 specifically cooled. This is especially the area in the inside of the electronics housing 1 the electronic components to be specially cooled are arranged. However, it is also conceivable to have several channel openings 28 in the mounting wall 11 in the area of the flow gap 27 To be distributed over the circumference of the engine, so that several air ducts 20th several areas of the electronics housing 1 cool.

In der in 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform ist das Luftleitelement 22a an der Befestigungswand 11 befestigbar und zwischen der Befestigungswand 1 und dem Luftförderelement 14 angeordnet, wobei die Ansaugöffnung 16 des Luftförderelements 14 in Richtung der Befestigungswand 11 ausgerichtet ist. Im Motorbetrieb erzeugt das Luftförderelement 14 einen Unterdruck im Bereich seiner Ansaugöffnung 16 und der gegenüberliegenden Durchströmöffnung 26 des Luftleitelements 22a. Ein Luftvolumenstrom wird über den Strömungsraum 35 und den Luftleitkanal 20 angesaugt. Dabei strömt der Luftvolumenstrom zunächst entlang der Gehäusekühlrippen 7 des Elektronikgehäuses 1, wobei er Wärme des Elektronikgehäuses 1 beziehungsweise der Oberfläche der Gehäusekühlrippen 7 aufnimmt. Dadurch wird das Elektronikgehäuse 1 gekühlt, welches über im Elektronikgehäuse 1 angeordnete Kühlkörper bestimmte zu kühlende elektronische Bauteile kühlt. Der Ansatz 21 des Luftleitkanals 20 vergrößert den Ansaugweg durch die Gehäusekühlrippen 7 zusätzlich und verstärkt damit die Kühlwirkung. Danach strömt der Luftvolumenstrom durch den Luftleitkanal 20 und durch die Kanalöffnung 28 der Befestigungswand 11 und durch den Strömungsspalt 27 in den Strömungsraum 35 und entlang der Außenumfangsfläche der Statorbuchse 3 bis zur Durchströmöffnung 26 des Luftleitelements 22a und wird dort vom Luftförderelement 14 axial an seiner Ansaugöffnung 16 angesaugt und radial im Bereich des Rotors 5 aus der Ausblasöffnung 18 ausgeblasen. Durch den umlaufenden Strömungsraum 35 und die umlaufende Ansaugöffnung 16 des Luftförderelementes 14 verteilt sich der Luftvolumenstrom zur Kühlung der Statorbuchse 3 am Umfang der Statorbuchse 3 und wird insbesondere entlang der Statorkühlrippen 8 der Statorbuchse 3 geleitet, wo er Wärme des Stators beziehungsweise der Oberfläche der Statorkühlrippen 8 aufnimmt.In the in 1 and 2 The first embodiment shown is the air guide element 22a on the mounting wall 11 attachable and between the mounting wall 1 and the air conveyor element 14th arranged, the suction port 16 of the air conveyor element 14th towards the mounting wall 11 is aligned. When the engine is running, the air delivery element generates 14th a negative pressure in the area of its suction opening 16 and the opposite through-flow opening 26th of the air control element 22a . An air volume flow is over the flow space 35 and the air duct 20th sucked in. The air volume flow initially flows along the housing cooling fins 7th of the electronics housing 1 , taking heat of the electronics housing 1 or the surface of the housing cooling fins 7th records. This creates the electronics housing 1 cooled, which is over in the electronics housing 1 arranged heat sinks cools certain electronic components to be cooled. The approach 21 of the air duct 20th increases the suction path through the housing cooling fins 7th in addition and thus enhances the cooling effect. The air volume flow then flows through the air duct 20th and through the channel opening 28 the mounting wall 11 and through the flow gap 27 into the flow space 35 and along the outer peripheral surface of the stator bushing 3 up to the flow opening 26th of the air control element 22a and is there by the air conveyor element 14th axially at its suction opening 16 sucked in and radially in the area of the rotor 5 from the exhaust opening 18th blown out. Through the circumferential flow space 35 and the circumferential suction opening 16 of the air conveyor element 14th the air volume flow is distributed to cool the stator bushing 3 on the circumference of the stator bushing 3 and is particularly along the stator cooling fins 8th the stator bushing 3 directed where it heats the stator or the surface of the stator cooling fins 8th records.

In der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der kühlende Luftvolumenstrom zunächst im Bereich des Elektronikgehäuses 1 beziehungsweise durch den Luftleitkanal 20 an dem Außenumfang des Elektronikgehäuses 1 angesaugt.In the first embodiment of the invention, the cooling air volume flow is initially in the area of the electronics housing 1 or through the air duct 20th on the outer circumference of the electronics housing 1 sucked in.

Dadurch kommt der Luftvolumenstrom zunächst mit dem Elektronikgehäuse 1 in Kontakt, so dass das Elektronikgehäuse 1 besonders stark gekühlt wird. Dies ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn die Umgebungsluft auf der Seite des Elektronikgehäuses 1 eine niedrigere Temperatur als im Bereich des Rotors 5 aufweist.As a result, the air volume flow comes first with the electronics housing 1 in contact so that the electronics housing 1 is particularly strongly cooled. This is particularly advantageous when the ambient air is on the side of the electronics housing 1 a lower temperature than in the area of the rotor 5 having.

In der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform ist das Luftleitelement 22b an der Befestigungswand 11 befestigbar und das Luftförderelement 14 innerhalb des Luftleitelementes 22b angeordnet, wobei die Ansaugöffnung 16 des Luftförderelements 14 von der Befestigungswand 11 wegweisend ausgerichtet ist. Das Luftleitelement 22b umgibt auch das Luftförderelement 14. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform ist das Luftförderelement 14 um 180° gedreht. Dadurch ändert sich die Strömungsrichtung des Luftvolumenstroms. Im Motorbetrieb erzeugt das Luftförderelement 14 einen Unterdruck im Bereich seiner Ansaugöffnung 16 und der benachbarten Durchströmöffnung 26 des Luftleitelements 22b und saugt die Luft im Bereich des Rotors 5 axial an und bläst die Luft radial durch die Ausblasöffnung 18 in den Strömungsraum 35 aus. Dadurch wird ein Überdruck im Strömungsraum 35 gebildet, wodurch der Luftvolumenstrom entlang der Außenumfangsfläche der Statorbuchse 3 und insbesondere entlang der Statorkühlrippen 8 durch den Strömungsspalt 27 und die Kanalöffnung 28 und den Luftleitkanal 20 strömt, wobei er Wärme des Stators beziehungsweise der Oberfläche der Statorkühlrippen 8 aufnimmt und die Bauteile des Stators kühlt. Der Luftvolumenstrom tritt am Ende des Luftleitkanals 20 am Außenumfang des Elektronikgehäuses 1 aus und wird zwischen die Gehäusekühlrippen 7 geblasen, wodurch zusätzlich das Elektronikgehäuse 1 gekühlt wird.In the in 3 The second embodiment shown is the air guide element 22b on the mounting wall 11 attachable and the air conveyor element 14th inside the air control element 22b arranged, the suction port 16 of the air conveyor element 14th from the mounting wall 11 is pioneering. The air control element 22b also surrounds the air conveying element 14th . Compared to the first embodiment, the air delivery element 14th rotated by 180 °. This changes the direction of flow of the air volume flow. When the engine is running, the air delivery element generates 14th a negative pressure in the area of its suction opening 16 and the adjacent through-flow opening 26th of the air control element 22b and sucks the air in the area of the rotor 5 axially and blows the air radially through the exhaust opening 18th into the flow space 35 the end. This creates an overpressure in the flow space 35 formed, whereby the air volume flow along the outer circumferential surface of the stator bushing 3 and especially along the stator cooling fins 8th through the flow gap 27 and the channel opening 28 and the air duct 20th flows, whereby he heat of the stator or the surface of the stator cooling fins 8th absorbs and cools the components of the stator. The air volume flow occurs at the end of the air duct 20th on the outer circumference of the electronics housing 1 and is between the housing cooling fins 7th blown, which also makes the electronics housing 1 is cooled.

In der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der kühlende Luftvolumenstrom zunächst im Bereich des Rotors 5 angesaugt. Dadurch kommt der Luftvolumenstrom zunächst mit dem Stator in Kontakt, so dass der Stator besonders stark gekühlt wird. Dies ist insbesondere dann besonders vorteilhaft, wenn die Umgebungsluft auf der Seite des Rotors 5 eine niedrigere Temperatur als im Bereich des Elektronikgehäuses 1 aufweist.In the second embodiment of the invention, the cooling air volume flow is initially in the area of the rotor 5 sucked in. As a result, the air volume flow initially comes into contact with the stator, so that the stator is particularly strongly cooled. This is particularly advantageous when the ambient air is on the side of the rotor 5 a lower temperature than in the area of the electronics housing 1 having.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die in dem jeweiligen unabhängigen Anspruch definierte Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal des jeweiligen unabhängigen Anspruchs weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern sind die Ansprüche lediglich als ein erster Formulierungsversuch für die jeweilige Erfindung zu verstehen.The invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but also includes all embodiments that have the same effect within the meaning of the invention. Furthermore, the invention has not yet been restricted to the combination of features defined in the respective independent claim, but can also be defined by any other combination of specific features of all of the individual features disclosed. This means that in principle practically every single feature of the respective independent claim can be omitted or replaced by at least one single feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the claims are only to be understood as a first attempt at formulating the respective invention.

Claims

Motor, umfassend ein Elektronikgehäuse (1), einen Stator mit einer Statorbuchse (3) und einen Rotor (5), wobei der Motor mit der Statorbuchse (3) an einer Befestigungswand (11) befestigbar ist, ferner umfassend ein Luftleitelement (22) und ein mit dem Rotor (5) drehfest verbundenes Luftförderelement (14), wobei das Luftleitelement (22a, 22b) die Statorbuchse (3) umgibt und zwischen dem Luftleitelement (22a, 22b) und einem Außenumfang der Statorbuchse (3) ein Strömungsraum (35) gebildet wird, wobei der Strömungsraum (35) an der Seite des Elektronikgehäuses (1) durch mindestens einen Strömungsspalt (27) in Richtung der Befestigungswand (11) geöffnet ist, und das Luftförderelement (14) mit einer Ansaugöffnung (6) über einen Dichtspalt in einer rotorseitigen Durchströmöffnung (26) des Luftleitelements (22) mündet, dadurch gekennzeichnet dass das Luftleitelement (22b) an der Befestigungswand (11) befestigbar und das Luftförderelement (14) innerhalb des Luftleitelementes (22b) angeordnet ist, wobei die Ansaugöffnung (16) des Luftförderelements (14) von der Befestigungswand (11) wegweisend ausgerichtet ist.Motor, comprising an electronics housing (1), a stator with a stator bushing (3) and a rotor (5), wherein the motor with the stator bushing (3) can be fastened to a fastening wall (11), further comprising an air guide element (22) and an air conveying element (14) connected to the rotor (5) in a rotationally fixed manner, the air guiding element (22a, 22b) surrounding the stator bushing (3) and a flow space (35) between the air guiding element (22a, 22b) and an outer circumference of the stator bushing (3) is formed, the flow space (35) on the side of the electronics housing (1) by at least one flow gap (27) is open in the direction of the fastening wall (11), and the air conveyor element (14) opens with a suction opening (6) via a sealing gap in a rotor-side flow opening (26) of the air guide element (22), characterized in that the air guide element (22b) on the fastening wall (11) can be fastened and the air conveying element (14) is arranged within the air guiding element (22b), the suction opening (16) of the air conveying element (14) being oriented away from the fastening wall (11).

Motor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Luftförderelement (14) als Radiallüfterrad ausgebildet ist.Engine after Claim 1 , characterized in that the air delivery element (14) is designed as a radial fan wheel.

Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch mindestens einen am Außenumfang des Elektronikgehäuses (1) angeordneten Luftleitkanal (20), der an der Befestigungswand (11) befestigbar ist, wobei der Luftleitkanal (20) von mindestens einer im Bereich des Strömungsspaltes (27) angeordneten Kanalöffnung (28) in der Befestigungswand (11) zu einem zu kühlenden Bereich am Außenumfang des Elektronikgehäuses (1) verläuft.Engine according to one of the Claims 1 until 2 , characterized by at least one air duct (20) which is arranged on the outer circumference of the electronics housing (1) and can be fastened to the fastening wall (11), the air duct (20) being enclosed by at least one duct opening (28) arranged in the area of the flow gap (27) the fastening wall (11) runs to an area to be cooled on the outer circumference of the electronics housing (1).

Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine die Befestigungswand (11) bildende Tragkonstruktion (10), umfassend eine Montageöffnung (30) zur Aufnahme des Elektronikgehäuses (1), wobei die Statorbuchse (3) und das Luftleitelement (22a, 22b) an der Tragkonstruktion (10) befestigt sind, und wobei die Kanalöffnung (28) radial zwischen der Statorbuchse (3) und dem Luftleitelement (22a, 22b) in der Tragkonstruktion (10) angeordnet ist.Engine according to one of the Claims 1 until 3 , characterized by a supporting structure (10) forming the fastening wall (11), comprising a mounting opening (30) for receiving the electronics housing (1), the stator bushing (3) and the air guiding element (22a, 22b) being fastened to the supporting structure (10) are, and wherein the channel opening (28) is arranged radially between the stator bushing (3) and the air guide element (22a, 22b) in the supporting structure (10).

Motor nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftleitkanal (20) an seinem am Außenumfang des Elektronikgehäuses (1) anliegenden Ende einen ringförmig umlaufenden Ansatz (21) aufweist, der an den Außenumfangsverlauf des Elektronikgehäuses (1) formmäßig angepasst ist.Engine after Claim 1 or 4th , characterized in that the air duct (20) at its end adjacent to the outer circumference of the electronics housing (1) has an annular circumferential projection (21) which is adapted in shape to the outer circumference of the electronics housing (1).

Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (1) an der Außenwand Gehäusekühlrippen (7) aufweist, die durch den Luftleitkanal (20) umfangsgemäß abgedeckt werden.Engine according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the electronics housing (1) has housing cooling ribs (7) on the outer wall, which are circumferentially covered by the air duct (20).

Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorbuchse (3) an seiner Außenwandung Statorkühlrippen (8) aufweist, die durch das Luftleitelement (22a, 22b) umfangsgemäß abgedeckt werden.Engine according to one of the Claims 1 until 6th , characterized in that the stator bushing (3) has stator cooling ribs (8) on its outer wall, which are circumferentially covered by the air guide element (22a, 22b).

Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftförderelement (14) auf der Seite des Luftleitelementes (22) am Rand der Ansaugöffnung (16) einen trichterförmigen Ringkragen (29), und das Luftleitelement (22a) auf der Seite des Luftförderelementes (14) am Rand der Durchströmöffnung (26) eine umlaufende Ringnut (33) aufweist, wobei der Ringkragen (29) in die Ringnut (33) hineinragt und Ringkragen (29) und Ringnut (33) den Dichtspalt bilden.Engine according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the air conveying element (14) on the side of the air guiding element (22) at the edge of the suction opening (16) has a funnel-shaped annular collar (29), and the air guiding element (22a) on the side of the air conveying element (14) at the edge of the throughflow opening (26) has a circumferential annular groove (33), the annular collar (29) protruding into the annular groove (33) and the annular collar (29) and annular groove (33) forming the sealing gap.