DE102008047559A1

DE102008047559A1 - electric motor

Info

Publication number: DE102008047559A1
Application number: DE200810047559
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing.(FH) Schnepf
Original assignee: Duerr Dental SE
Current assignee: Duerr Dental SE
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2010-04-15
Also published as: WO2010031475A3; WO2010031475A2

Abstract

Ein Elektromotor (27), insbesondere zur Verwendung an einer Saugmaschine (14), hat ein Motorgehäuse (22), einen Rotor (32) und einen Stator (28), der eine Wicklungsanordnung (30) trägt, die in axialer Richtung mindestens einen Kopfabschnitt (48) aufweist. Dabei ist eine Zirkulationseinrichtung (50) vorgesehen, die im Inneren des Motorgehäuses (22) bei dem mindestens einen Kopfabschnitt (48) der Wicklungsanordnung (30) eine Luftströmung erzeugt.An electric motor (27), in particular for use on a suction machine (14), has a motor housing (22), a rotor (32) and a stator (28) carrying a winding arrangement (30) having at least one head section in the axial direction (48). In this case, a circulation device (50) is provided which generates an air flow in the interior of the motor housing (22) at the at least one head section (48) of the winding arrangement (30).

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere zur Verwendung an einer Saugmaschine, mit einem Motorgehäuse, einem Rotor und einem Stator, der eine Wicklungsanordnung trägt, die in axialer Richtung mindestens einen Kopfabschnitt aufweist.The The invention relates to an electric motor, in particular for use on a suction machine, with a motor housing, a rotor and a stator carrying a winding assembly, the Has at least one head portion in the axial direction.

Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of technology

Bei einem Elektromotor wird die in den Wicklungen des Stators und im Rotor entstehende Verlustwärme in der Regel über das Eisenpaket des Elektromotors an ein Motorgehäuse abgeführt, das die überschüssige Wärme an die Umgebung abgibt. Die Wicklungen, und insbesondere die Wickelköpfe, haben aber bedingt durch das die einzelnen Drähte und die Wicklungen umgebende Isolationsmaterial keinen guten Wärmeleitkontakt mit dem Eisenpaket, sodass sich die Verlustwärme in den Wickelköpfen anstaut. Da bei einem Elektromotor, der in medizinischen Geräten eingesetzt wird, gemäß der europäischen Norm EN 60601 , welche die Sicherheit von elektrischen Geräten in einer Patientenumgebung gewährleisten soll, eine maximale Wicklungstemperatur einzuhalten ist, stellen insbesondere die aufgrund der schlechten Wärmeabfuhr sehr heißen werdenden Wickelköpfe ein Problem dar. Bei knapp dimensionierten und damit preisgünstigen Motoren ist die Einhaltung der Temperaturvorgabe besonders schwierig. Insbesondere bei Asynchronmotoren, die aufgrund der marktüblichen Stromnetze mit Spannungen zwischen 220 V und 240 V und unterschiedliche Netzfrequenzen von 50 Hz und 60 Hz eine spannungsmäßige und frequenzmäßige Breitbandigkeit aufweisen müssen, für die nach dem Medizinproduktegesetz (MPG) zusätzlich eine Toleranz von +–10% vorzusehen ist, verschärft sich dieses Problem weiter. Wird ein Einphasenmotor verwendet, tragen zudem die benötigten Kondensatoren zu der Temperaturproblematik bei.In an electric motor, the heat loss generated in the windings of the stator and in the rotor is usually dissipated via the iron core of the electric motor to a motor housing, which delivers the excess heat to the environment. However, due to the insulating material surrounding the individual wires and the windings, the windings, and in particular the winding heads, do not have good heat-conducting contact with the iron core, so that the heat loss accumulates in the end windings. As with an electric motor, which is used in medical devices, according to the European standard EN 60601 , which is to ensure the safety of electrical equipment in a patient environment, a maximum winding temperature is observed, in particular the due to the poor heat dissipation very hot winding heads are a problem. In tightly dimensioned and thus inexpensive engines compliance with the temperature specification is particularly difficult. In particular for asynchronous motors, which must have a voltage and frequency broadband due to the market power networks with voltages between 220 V and 240 V and different power frequencies of 50 Hz and 60 Hz for which according to the Medical Devices Act (MPG) additionally a tolerance of + -10% this problem is further aggravated. If a single-phase motor is used, the required capacitors also contribute to the temperature problem.

Aufgabe und LösungTask and solution

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Elektromotor anzugeben, bei dem die Wärmeabfuhr verbessert ist.It is therefore an object of the invention to provide an electric motor, at the heat dissipation is improved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Zirkulationseinrichtung vorgesehen ist, die im Inneren des Motorgehäuses bei dem mindestens einen Kopfabschnitt der Wicklungsanordnung eine Luftströmung erzeugt. Diese Luftströmung ermöglicht durch Konvektion zusätzlich Wärme von den Wicklungsköpfen und je nach Führung auch vom Rotor abzuführen.These The object is achieved according to the invention that a circulation device is provided inside the motor housing at the at least one head portion the winding arrangement generates an air flow. These Air flow allows additional convection heat from the winding heads and depending on the guide as well remove from the rotor.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Motorgehäuse eine Wärmesenke aufweist, an der sich die Luftströmung abkühlt. Dadurch kann die Wärme, die die Luft von den Wicklungen und dem Rotor aufgenommen hat, an das Gehäuse abgegeben werden, so dass die zirkulierende Luftströmung abgekühlt wieder in den Bereich der Wicklungsanordnung einströmt.at an advantageous embodiment of the invention is provided that the motor housing has a heat sink, at which the air flow cools down. Thereby can the heat that the air from the windings and the Rotor is delivered to the housing, so that the circulating airflow cooled flows back into the area of the winding arrangement.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist die Zirkulationseinrichtung derart ausgelegt, dass in einem zentralen Bereich Luft aus dem Kopfabschnitt der Wicklungen abgesaugt wird und mit radialer Strömungskomponente nach außen gefördert wird. Dieser Umlaufsinn der Luftströmung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die abzuführende Wärme im Außenbereich der Wicklungsanordnung größer ist als im Innenbereich, so dass möglichst kalte Luft auf den Außenbereich der Wicklungsanordnung trifft.at Another advantageous development is the circulation device designed such that in a central region of air from the head portion the windings is sucked off and with radial flow component is promoted to the outside. This sense of circulation Air flow is particularly advantageous when the dissipated heat in the outdoor area of the Winding arrangement is greater than in the interior, Allowing as much cold air on the outside as possible the winding arrangement meets.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung umfasst die Zirkulationseinrichtung ein Lüfterrad, das mit dem Rotor, vorzugsweise mit dessen Welle, drehfest verbunden ist. Das Lüfterrad sorgt für eine ausreichend stark zirkulierende Luftströmung, um genügend Wärme abzuführen.at another advantageous embodiment comprises the circulation device a fan wheel connected to the rotor, preferably with its shaft, rotatably connected. The fan provides for a sufficiently strong circulating air flow to sufficient Dissipate heat.

Vorteilhaft weist das Lüfterrad gekrümmte oder ebene Flügel auf, die eine radiale Erstreckungskomponente haben. Ein solches Lüfterrad ist in der Lage Luft aus dem Innenbereich nach außen gegen die Wand des Motorgehäuses zu fördern.Advantageous the fan wheel has curved or even wings on, which have a radial extension component. Such Fan wheel is capable of air from the inside after outside to promote against the wall of the motor housing.

Weiter vorteilhaft schneidet eine tangentiale Ebene an das innenliegende Ende der Flügel die Drehachse des Rotors. Diese Ausgestaltung der Flügel ist besonders einfach in der Herstellung, da die innenliegenden Enden der Flügel an einer die Drehachse des Rotors bildenden Hülse angeordnet sein können.Further Advantageously, a tangential plane intersects the inside End of the wing, the axis of rotation of the rotor. This embodiment the wing is particularly easy to manufacture since the inner ends of the wings at one of the axis of rotation the rotor forming sleeve can be arranged.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Lüfterrad eine, vorzugsweise rotationssymmetrische, Leitscheibe auf, die freie Rücken der Flügel zumindest teilweise abdeckt. Eine solche kreisscheibenförmige Leitscheibe trennt einen Ansaugbereich von einem Auslassbereich des Flügelrads, so dass ein Luftkurzschluss unterbunden wird und eine gut zirkulierende Luftströmung erzeugt werden kann.According to one Another advantageous embodiment of the invention, the fan a, preferably rotationally symmetric, the guide disc, the free Back of the wings at least partially covers. Such a circular disc-shaped guide disc separates one Suction area from an outlet area of the impeller, so that an air short circuit is prevented and a well circulating Air flow can be generated.

Vorteilhaft überdeckt die Leitscheibe die Flügel dabei wicklungsseitig, sodass die angesaugte gekühlte Luft zuerst über die Wicklungsanordnung gezogen wird.Advantageously covered the baffle wings on the winding side, so the sucked cooled air first over the winding assembly is pulled.

Ferner kann die Leitscheibe vorteilhaft einen mittigen axialen Stutzen umfassen. Dieser axiale Stutzen führt die Luftströmung und ermöglicht so beim Innenbereich der Wicklungsanordnung eine bis weit nach innen reichende Kühlung.Furthermore, the baffle advantageously a include central axial stub. This axial connecting piece carries the air flow and thus allows the inner region of the winding arrangement to reach far inward cooling.

Weiter vorteilhaft weist die Leitscheibe einen hohlkegelstumpfförmigen Abschnitt mit einem großen Öffnungswinkel auf, wobei der Öffnungswinkel größer als 120° und kleiner als 180° ist und vorzugsweise zwischen 150° und 170° liegt. Dieser trichterförmige Abschnitt führt die Luftströmung strömungsgünstig über die Wicklungsanordnung hinweg und zwingt sie, auch in den durch den Kopfabschnitt begrenzten Ringraum einzutreten.Further Advantageously, the guide plate has a hollow truncated cone Section with a large opening angle, wherein the opening angle is greater than 120 ° and is less than 180 ° and preferably between 150 ° and 170 °. This funnel-shaped section leads the flow of air streamlined over the winding arrangement away and forces them, even in through enter the annulus limited annular space.

Weiter vorteilhaft überdeckt die Leitscheibe die Flügel und lässt dabei einen radial außenliegenden, freien Abschnitt frei, wobei die radiale Erstreckung des freien Abschnitts zwischen 10% und 40%, vorzugsweise zwischen 25% und 35%, der radialen Abmessung der Flügel beträgt.Further Advantageously, the baffle covers the wings while leaving a radially outer, free Section free, with the radial extent of the free section between 10% and 40%, preferably between 25% and 35%, of the radial dimension the wing is.

Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung hat das Motorgehäuse eine Innenfläche, und es verbleibt zwischen dem außenliegenden Ende der Flügel und der Innenfläche des Motorgehäuses ein Abstand von 5% bis 20%, vorzugsweise 7%, des Durchmessers der Innenfläche.To another advantageous development has the motor housing an inner surface, and it remains between the outer End of the wings and the inner surface of the motor housing a distance of 5% to 20%, preferably 7%, of the diameter of the Inner surface.

Vorteilhaft kann das Lüfterrad eine Führungsscheibe aufweisen, welche die Flügel des Lüfterrads auf der von der Wicklungsanordnung abgewandten Seite zumindest teilweise überdeckt. Damit kann die Luftströmung auf einem möglichst kurzen Weg und ohne Verwirbelung durch dem Lüfterrad gegenüberliegende Gehäusekonturen nach außen gegen die Wand des Motorgehäuses gefördert werden.Advantageous the fan wheel may have a guide plate, which the blades of the fan on the of the Winding arrangement opposite side at least partially covered. This allows the air flow on a possible short path and without turbulence by the fan opposite Housing contours outward against the wall of the Motor housing to be promoted.

Um annähernd laminare Strömungsverhältnisse zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Führungsscheibe rinnenförmig ausgebildet ist.Around approximately laminar flow conditions To achieve, it is advantageous if the guide disc is formed channel-shaped.

Vorteilhaft können ein Außengehäuse und ein Außenlüfterrad vorgesehen sein, um einen das Motorgehäuse kühlenden Luftstrom zu erzeugen.Advantageous can be an outer case and an outer fan be provided to a cooling the motor housing To generate airflow.

Umgibt das Außengehäuse das Motorgehäuse unter Abstand, so kann Umgebungsluft zwischen Außengehäuse und Motorgehäuse hindurch strömen, sodass das Motorgehäuse in Umfangsrichtung gekühlt wird. Vorzugsweise ist der Abstand gleichförmig, so dass auch die Kühlung des Motorgehäuses gleichförmig erfolgtsurrounds the outer housing under the motor housing Distance, so ambient air between outer housing and motor housing pass through, so that the Motor housing is cooled in the circumferential direction. Preferably, the distance is uniform, so too the cooling of the motor housing uniform he follows

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Motorgehäuse Rippen aufweisen, die vorzugsweise längs einer Mantellinie des Motorgehäuses verlaufen und auf die das Außengehäuse aufgesetzt ist. Dadurch wird die Wärmetauschfläche zwischen Motorgehäuse und vorbeiströmender Umgebungsluft vergrößert. Zugleich erhält man einen sicheren Sitz des Außengehäuses auf dem Motorgehäuse.at an advantageous development, the motor housing Having ribs, preferably along a generatrix of the motor housing and on the outer housing is attached. This will change the heat exchange area enlarged between the motor housing and passing ambient air. At the same time you get a secure fit of the outer case on the motor housing.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung können zwischen dem Motorgehäuse und dem Stator Durchgänge vorgesehen sein, über welche Luft auch an einem zweiten Kopfabschnitt der Wicklungsanordnung vorbeigeführt wird. Dadurch kann auch der andere Kopfabschnitt der Wicklungsanordnung gekühlt werden.at Another advantageous development can between provided the motor housing and the stator passages be, over which air also on a second head section the winding arrangement is passed. This can also be done the other head portion of the winding assembly is cooled become.

Damit eine zirkulierende Luftströmung erzeugt werden kann, die sich auch auf den anderen Kopfabschnitt des Elektromotors erstreckt, können vorteilhaft zwischen Rotor und Welle oder zwischen Rotor und Stator Durchgänge für Luft vorgesehen sein.In order to a circulating air flow can be generated, the also extends to the other head section of the electric motor, can be beneficial between rotor and shaft or between rotor and stator passages may be provided for air.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung kann ein solcher Elektromotor nach einer der vorherigen Ausgestaltungen an einer Saugmaschine, insbesondere zum Einsatz an dentalen Arbeitsplätzen, verwendet werden.To Another aspect of the invention may be such an electric motor according to one of the previous embodiments on a suction machine, especially for use on dental workplaces become.

Bei einer derartigen Verwendung ist es vorteilhaft, wenn ein Abschnitt des Motorgehäuses, der den Kopfabschnitt der Wicklungsanordnung umschließt, an ein Gehäuseteil der Saugmaschine angeformt ist. Dadurch ist die Saugmaschine kompakt aufgebaut und man erhält eine zwangsweise Ausrichtung auf die Laufachse des bewegten Teils der Saugmaschine.at Such a use, it is advantageous if a section the motor housing, the head portion of the winding assembly encloses, to a housing part of the suction machine is formed. As a result, the suction machine is compact and you get a forced orientation on the barrel axis of the moving part of the suction machine.

Um eine effiziente Kühlung dieses Abschnitts des Motorgehäuses zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuseteil der Saugmaschine Rippen auf einer hülsenförmigen Wand trägt, welche den unteren Teil des Motorgehäuses des Elektromotors bildet.Around efficient cooling of this section of the motor housing it is advantageous if the housing part the suction machine ribs on a sleeve-shaped Wall carrying the lower part of the motor housing of the electric motor forms.

Bei dieser Verwendung kann es besonders vorteilhaft sein, dass das Außengehäuse auf den Rippen der hülsenförmigen Wand so aufgesetzt ist, dass zwischen dem Außengehäuse und dem Motorgehäuse ein Ringraum verbleibt und dadurch Umgebungsluft zur Kühlung verwendet werden kann.at This use, it may be particularly advantageous that the outer housing placed on the ribs of the sleeve-shaped wall so is that between the outer case and the engine case an annulus remains and thereby ambient air for cooling can be used.

Weiter vorteilhaft kann das Außengehäuse die hülsenförmige Wand axial überlappen, sodass auch die hülsenförmige Wand effizient gekühlt werden kann.Further Advantageously, the outer housing, the sleeve-shaped Axially overlap wall, so that the sleeve-shaped Wall can be cooled efficiently.

Bei einer Verwendung des Elektromotors an einer Saugmaschine ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Welle des Elektromotors gleichermaßen mit dem Außenlüfter, der Zirkulationseinrichtung, und der Saugmaschine verbunden ist. Dadurch werden die benötigten Komponenten von dem Elektromotor angetrieben.at It is a use of the electric motor on a suction machine particularly advantageous if the shaft of the electric motor alike with the outdoor fan, the circulation device, and the suction machine is connected. This will provide the needed Components driven by the electric motor.

Weiter vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass zusätzlich ein Flüssigkeitsabscheider über die Welle angetrieben ist. Damit kann der Flüssigkeitsabscheider kompakt mit der Saugmaschine zu einer Saugeinheit integriert werden.Further advantageous can be provided in addition, a liquid separator is driven via the shaft. Thus, the liquid separator can be compactly integrated with the suction machine to a suction unit.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of an embodiment with reference to the drawings. Show:

1: einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Saugeinheit; 1 a longitudinal section through a suction unit according to the invention;

2 eine perspektivische Darstellung eines innenliegenden Lüfterrads eines Elektromotors der Saugeinheit nach 1; 2 a perspective view of an internal fan of an electric motor of the suction after 1 ;

3 eine Draufsicht auf das Lüfterrad von 2; 3 a plan view of the fan of 2 ;

4 einen Schnitt durch das Lüfterrad von 3 längs der dortigen Linie A-A; 4 a section through the fan of 3 along the local line AA;

5 einen Längsschnitt durch eine Saugeinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. 5 a longitudinal section through a suction unit according to a second embodiment.

Es sei darauf hingewiesen, dass manche Schraffuren der Zeichnungen Artefakte enthalten, insbesondere Unterbrechungen der Schraffur und Wechsel der Richtung der Schraffur in abgewinkelten Teilen, die durch das verwendete CAD-System bedingt sind.It it should be noted that some hatching of the drawings Contain artifacts, in particular interruptions of the hatching and changing the direction of the hatching in angled parts, which are caused by the CAD system used.

Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDescription of preferred embodiments

1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildete Saugeinheit 10 mit integrierter Flüssigkeitsabscheidung, wie sie bei der Behandlung von Patienten an einem dentalen Arbeitsplatz verwendet wird, um Flüssigkeits-/Luftgemische aus der Mundhöhle des Patienten abzusaugen. Die gezeigte Saugeinheit 10 weist von oben nach unten drei Funktionseinheiten auf: Eine Antriebseinheit 12, eine Seitenkanal-Saugmaschine 14 und einen Flüssigkeitsabscheider 16. 1 shows an axial section through a substantially rotationally symmetrical suction unit 10 with integrated fluid separation, as used in the treatment of patients at a dental workstation, to aspirate fluid / air mixtures from the patient's oral cavity. The suction unit shown 10 has three functional units from top to bottom: A drive unit 12 , a side channel suction machine 14 and a liquid separator 16 ,

Die Saugeinheit 10 sitzt auf einem schwingungs- und geräuschdämmenden Unterbau 18 auf, der den Flüssigkeitsabscheider 16 umgreift und der über vier höhenverstellbare Standfüße 20 verfügt, mit deren Hilfe die Saugmaschine 10 lotrecht ausgerichtet werden kann.The suction unit 10 sits on a vibration and noise insulating substructure 18 on top of the liquid separator 16 surrounds and over four height-adjustable feet 20 has, with the help of which the suction machine 10 can be aligned vertically.

Die Antriebseinheit 12 weist ein aus Aluminiumdruckguss gefertigtes zweigeteiltes Motorgehäuse 22 auf, das ein oberes becherförmiges Gehäuseteil 24 und ein unteres Gehäuseteil 26 umfasst.The drive unit 12 has a two-piece engine housing made of die-cast aluminum 22 on, which is an upper cup-shaped housing part 24 and a lower housing part 26 includes.

Im Motorgehäuse 22 ist ein Elektromotor 27 angeordnet, der ein Asynchronmotor, beispielsweise ein Kurzschlussläufer zum Betrieb mit Drehstrom oder auch mit einphasigem Strom sein kann.In the motor housing 22 is an electric motor 27 arranged, which can be an asynchronous motor, for example, a squirrel-cage rotor for operation with three-phase current or with single-phase current.

Ein Stator 28 mit Wicklungen 30 des Elektromotors 27 sitzt in Presspassung in dem oberen Gehäuseteil 24. In einem mittigen Rotorraum des Stators 28 ist ein Rotor 32 angeordnet, der drehfest mit einer Motorwelle 34 verbunden ist. Die Motorwelle 34 ist in einem oberen Endbereich über ein Kugellager 36 in der Stirnwand des oberen Gehäuseteils 24 gelagert. An einem über das obere Gehäuseteil 24 hinausgeführten oberen Endabschnitt 38 der Motorwelle 34 ist ein Außenlüfterrad 40 drehfest mit der Motorwelle 34 verschraubt.A stator 28 with windings 30 of the electric motor 27 sits in press fit in the upper housing part 24 , In a central rotor space of the stator 28 is a rotor 32 arranged, the rotation with a motor shaft 34 connected is. The motor shaft 34 is in a top end area via a ball bearing 36 in the end wall of the upper housing part 24 stored. At one over the upper housing part 24 led out upper end portion 38 the motor shaft 34 is an outdoor fan 40 non-rotatable with the motor shaft 34 screwed.

Im axial gegenüberliegenden unteren Bereich der Motorwelle 34 ist diese über ein Rillenkugellager 42 im unteren Gehäuseteil 26 gelagert. Das untere Gehäuseteil 26 ist an ein Gehäuseoberteil 44 der Seitenkanal-Saugmaschine 14 angeformt und begrenzt mit seiner Innenfläche 45 und dem oberen Gehäuseteil 22 einen scheibenförmigen Kopfraum 46, der die axiale Motorwelle 34 umgibt.In the axially opposite lower area of the motor shaft 34 this is about a deep groove ball bearing 42 in the lower housing part 26 stored. The lower housing part 26 is on an upper housing part 44 the side channel suction machine 14 molded and bounded with its inner surface 45 and the upper housing part 22 a disk-shaped headspace 46 , which is the axial motor shaft 34 surrounds.

Der Kopfraum 46 ist oben durch einen Kopfabschnitt 48 der Wicklungen 30 des Stators 28 begrenzt. Im Kopfraum 46 läuft ein Lüfterrad 50 um, das drehfest mit der Motorwelle 34 verbunden ist und unten mit Bezug auf die 2 bis 4 näher beschrieben wird. Das Lüfterrad 50 ist in axialer Richtung durch einen Sicherungsring 52 gesichert.The headspace 46 is up through a head section 48 the windings 30 of the stator 28 limited. In the headspace 46 a fan is running 50 around, rotatably with the motor shaft 34 is connected and below with reference to the 2 to 4 will be described in more detail. The fan wheel 50 is in the axial direction by a locking ring 52 secured.

Gleichmäßig um seine Außenfläche verteilt weist das untere Gehäuseteil 26 untere Kühlrippen 54 auf, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung erstrecken. Auch das obere Gehäuseteil 24 trägt an seiner Außenseite obere Kühlrippen 56, die sich ebenfalls in Längsrichtung erstrecken und mit den unteren Kühlrippen 54 fluchten. Das obere Gehäuseteil 24 trägt ferner auf oberen Kühlrippen 56 ein Außengehäuse 60, welches das obere Gehäuseteil 24 und das Außenlüfterrad 40 umschließt und einen Teilabschnitt der unteren Kühlrippen 54 des unteren Gehäuseteils 26 axial unter radialem Spiel übergreift. Oberhalb des Außenlüfterrads 40 weist das Außengehäuse 60 Luftschlitze 62 auf.Evenly distributed around its outer surface, the lower housing part 26 lower cooling ribs 54 on, which extend substantially in the longitudinal direction. Also the upper housing part 24 carries on its outside upper fins 56 which also extend longitudinally and with the lower cooling fins 54 aligned. The upper housing part 24 also carries on top cooling fins 56 an outer casing 60 , which is the upper housing part 24 and the outside fan wheel 40 encloses and a portion of the lower cooling fins 54 of the lower housing part 26 axially overlaps under radial play. Above the outside fan 40 has the outer casing 60 louvers 62 on.

Die unter der Antriebseinheit 12 liegende Seitenkanal-Saugmaschine 14 hat ein Gehäuse 63, das das Gehäuseoberteil 44, an dem das untere Gehäuseteil 26 ausgebildet ist, und ein ebenfalls aus Aluminiumdruckguss gefertigtes Gehäuseun terteil 64 umfasst. Das Gehäuseunterteil 64 begrenzt eine teiltorusförmige Rinne 66, die zusammen mit einer fluchtenden teiltorusförmigen Rinne 68 im Gehäuseoberteil 44 einen umlaufenden rotationssymmetrischen Arbeitsraum 70 begrenzt, dessen Querschnitt einem Rechteck mit auf die Schmalseite aufgesetzten Halbkreisen entspricht.The under the drive unit 12 lying side channel suction machine 14 has a housing 63 that the upper housing part 44 at which the lower housing part 26 is formed, and a likewise made of die-cast aluminum Gehäuseun terteil 64 includes. The lower housing part 64 delimits a split-shaped groove 66 which, together with an aligned dividing toroidal groove 68 in the upper housing part 44 a rotating rotationally symmetrical working space 70 limited, the cross section of a rectangle with placed on the narrow side half circles corresponds.

Zwischen Gehäuseoberteil 44 und Gehäuseunterteil 64 sitzt auf einem aus der Antriebseinheit 12 herausragenden Abschnitt 72 der Motorwelle 34 ein Laufrad 74, das über eine Feder 76 drehfest mit der Motorwelle 34 verbunden ist. An seinem Umfang weist das Laufrad 74 eine Vielzahl gleichmäßig verteilter Taschen 78 auf, die mit dem Arbeitsraum 70 in Verbindung stehen.Between housing upper part 44 and housing base 64 sits on one of the drive unit 12 outstanding section 72 the motor shaft 34 an impeller 74 that about a spring 76 non-rotatable with the motor shaft 34 connected is. At its periphery, the impeller has 74 a variety of evenly distributed pockets 78 on that with the workroom 70 keep in touch.

Unterhalb der Seitenkanal-Saugmaschine 14 ist der Flüssigkeitsabscheider 16 angeordnet, der über eine Welle 80 angetrieben wird, die fluchtend drehfest mit der Motorwelle 34 verbunden ist. Die Welle 80 treibt über radiale Flügel 81 eine rotationssymmetrisch umlaufende Zyklonwand 82 an, die nach innen konvex ist. Eine zylindrische äußere Zyklonwand 83 ist feststehend. Unterhalb der Zyklonwand 82 ist zum Austragen abgeschiedener Flüssigkeit ein Austragpumpenrad 84 angeordnet, das ebenfalls von der Welle 80 angetrieben wird. Ein Gemischeinlass zum Einbringen eines zu trennenden Flüssigkeits-/Luftgemischs ist bei 86 gezeigt.Below the side channel suction machine 14 is the liquid separator 16 arranged over a shaft 80 is driven, the rotationally fixed in alignment with the motor shaft 34 connected is. The wave 80 drives over radial wings 81 a rotationally symmetrical circumferential cyclone wall 82 which is convex inwards. A cylindrical outer cyclone wall 83 is fixed. Below the cyclone wall 82 For discharging separated liquid is a Austragpumpenrad 84 arranged, also from the shaft 80 is driven. A mixture inlet for introducing a liquid / air mixture to be separated is included 86 shown.

Die 2, 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Lüfterrads 50, das beispielsweise aus temperaturfestem Kunststoff oder Metall gefertigt sein kann.The 2 . 3 and 4 show an embodiment of the fan 50 , which may be made of temperature-resistant plastic or metal, for example.

Das Lüfterrad 50 weist acht radial verlaufende ebene Flügel 88 auf, die gleichmäßig um den Umfang verteilt sind. Im Zentrum des Lüfterrads 50 befindet sich ein Nabenteil 100, dessen Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Motorwelle 34 in dem Bereich, in dem das Lüfterrad 50 angeordnet ist, entspricht.The fan wheel 50 has eight radially extending planar wings 88 on, which are evenly distributed around the circumference. In the center of the fan 50 there is a hub part 100 whose inner diameter corresponds to the outer diameter of the motor shaft 34 in the area where the fan wheel 50 is arranged corresponds.

Das untere Ende des Nabenteils 100 trägt die Flügel 88. Ein oberer Abschnitt des Nabenteils 100 trägt acht wulstartige axiale Rippen 102, die mit den Flügeln 88 fluchten. Auf der Innenseite des Nabenteils 100 den Rippen 102 gegenüberliegend weist das Nabenteil 100 ferner axiale Längsnuten 104 auf, die in Verbindung mit komplementären Rippen der Motorwelle 34 eine drehfeste Nut-Federverbindung für das Lüfterrad 50 ermöglichen.The lower end of the hub part 100 carries the wings 88 , An upper section of the hub part 100 carries eight bead-like axial ribs 102 with the wings 88 aligned. On the inside of the hub part 100 the ribs 102 opposite shows the hub part 100 furthermore axial longitudinal grooves 104 on, in conjunction with complementary ribs of the motor shaft 34 a non-rotatable tongue and groove connection for the fan 50 enable.

Die radialen Flügel 88 tragen auf ihrem nach oben gerichteten Rücken 106 eine im Wesentlichen kreisringförmigen Leitscheibe 108, die einen mittleren Teilbereich der Flügel 88 überdeckt, wobei die Flügel 88 die Leitscheibe 108 mit ca. 30% ihrer gesamten Flügellänge überragen und ein radial innenliegender freier Abschnitt der Flügel 88 ebenfalls ungefähr 30% der gesamten Flügellänge entspricht.The radial wings 88 wear on her upturned back 106 a substantially annular guide disc 108 that form a central portion of the wings 88 covered, with the wings 88 the guide disc 108 project with about 30% of their total wing length and a radially inner free section of the wings 88 also corresponds to approximately 30% of the total wing length.

Diesen inneren freien Abschnitt umgebend weist die Leitscheibe 108 einen als axialen Stutzen 110 ausgebildeten Abschnitt auf, an den sich radial nach außen hin ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 112 anschließt, der einen großen Öffnungswinkel w von ungefähr 170° hat.Surrounding this inner free section has the guide plate 108 one as axial neck 110 formed portion, at the radially outwardly a frusto-conical portion 112 connects, which has a large opening angle w of about 170 °.

In eingebautem Zustand des Lüfterrads 50 deckt die Leitscheibe 108 daher einen mittleren Abschnitt der wicklungsseitigen Rücken 106 des Lüfterrads 50 ab.In the installed state of the fan 50 covers the guide disc 108 Therefore, a middle section of the winding-side back 106 of the fan wheel 50 from.

Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in die Außenseite des Stators 28 in Längsrichtung verlaufende Nuten 114 eingebracht, durch die Luft zu einem oberen Kopfabschnitt 116 der Wicklungen 30 gelangen kann. Ferner sind in der Außenseite des Rotors 32 Nuten 118 vorgesehen, durch welche die Luft wieder in den unteren Bereich der Antriebseinheit 12 zurück strömen kann. Die Nuten 118 können bei ausreichendem Spalt zwischen Rotor 32 und Stator 28 entfallen.At the in 5 shown embodiment are in the outside of the stator 28 longitudinal grooves 114 introduced through the air to an upper head section 116 the windings 30 can get. Further, in the outside of the rotor 32 groove 118 provided, through which the air returns to the lower area of the drive unit 12 can flow back. The grooves 118 can with sufficient gap between rotor 32 and stator 28 omitted.

Das Lüfterrad 50 des Ausführungsbeispiels der 5 weist ferner zusätzlich zu der Leitscheibe 108 eine Führungsscheibe 119 auf, welche die von der Wicklungsanordnung abgewandte Seite der Flügel 88 bedeckt.The fan wheel 50 of the embodiment of 5 also has in addition to the guide plate 108 a guide disc 119 on which the side facing away from the winding assembly side of the wings 88 covered.

Die beschriebene Saugeinheit 10 arbeitet folgendermaßen:
Über den Gemischeinlass 86 wird ein Flüssigkeits-/Luftgemisch in den Innenbereich der umlaufenden Zyklonwand 82 zugeführt. An der feststehenden Zyklonwand 83 werden dann durch die auftretenden Zentrifugalkräfte die Flüssigkeitsbestandteile des Flüssigkeits-/Luftgemischs abgeschieden und über das Austragpumpenrad 84 und einen nicht gezeigten Flüssigkeitsauslass aus dem Flüssigkeitsabscheider 16 ausgetragen.The described suction unit 10 works as follows:
About the mixture inlet 86 becomes a liquid / air mixture in the interior of the circulating cyclone wall 82 fed. At the fixed cyclone wall 83 Then, the liquid components of the liquid / air mixture are deposited by the centrifugal forces and occurring via the Austragpumpenrad 84 and a liquid outlet, not shown, from the liquid separator 16 discharged.

Der Luftanteil strömt durch das Innere der umlaufenden Zyklonwand 82 zur Seitenkanal-Saugmaschine 14, wobei durch die Flügel 81 etwa noch verbleibende feine Flüssigkeitströpfchen durch Zentrifugieren abgeschieden werden. Diese laufen dann auf der Innenfläche der umlaufenden Zyklonwand 82 nach unten ab.The proportion of air flows through the interior of the circulating cyclone wall 82 to the side channel suction machine 14 , passing through the wings 81 about remaining fine liquid droplets are separated by centrifugation. These then run on the inner surface of the circulating cyclone wall 82 down from.

Durch die Saugwirkung des Laufrads 74 der Seitenkanal-Saugmaschine 14 wird der Luftanteil des Flüssigkeits-/Luftgemisches weiter in den Arbeitsraum 70 der Seitenkanal-Saugmaschine 14 gesaugt und dann über einen nicht gezeigten Luftauslass nach außen abgeführt. Der Antrieb der Seitenkanal-Saugmaschine 14 und des Flüssigkeitsabscheiders 16 wird über den in der Antriebseinheit 12 ausgebildeten Elektromotor 27 realisiert.Due to the suction effect of the impeller 74 the side channel suction machine 14 the air content of the liquid / air mixture is further into the working space 70 the side channel suction machine 14 sucked and then discharged via an air outlet, not shown, to the outside. The drive of the side channel suction machine 14 and the liquid separator 16 is about the in the drive unit 12 trained electric motor 27 realized.

Um an dem Gemischeinlass 86 eine ausreichende Saugwirkung zu erzielen, werden hohe Drehzahlen und Leistungen benötigt, so dass der Elektromotor 27 eine hohe Leistungsaufnahme hat und daher eine hohe Stromdichte in den Wicklungen 30 des Stators 28 und in dem Rotor 32 auftritt. Ein Großteil der damit einhergehenden Wärmeentwicklung in den Wicklungen 30 wird im mittleren Bereich des Stators 28 über die wärmeleitende Presspassung an das obere Gehäuseteil 24 abgegeben.To at the mixture inlet 86 To achieve a sufficient suction effect, high speeds and powers are needed, so that the electric motor 27 has a high power consumption and there a high current density in the windings 30 of the stator 28 and in the rotor 32 occurs. Much of the associated heat development in the windings 30 is in the middle area of the stator 28 over the thermally conductive interference fit to the upper housing part 24 issued.

Um auch die im Kopfabschnitt 48 der Wicklungen 30 entstehende Wärme effizient abzuführen, wirken in dem Kopfraum 46 das Lüfterrad 50, die Innenfläche 45 des unteren Gehäuseteils 26, die Wicklungen 30, der Rotor 32 und die Motorwelle 34 als eine interne Zirkulationseinrichtung 120 zusammen. Dabei wird eine Luftströmung erzeugt, die zwischen der Leitscheibe 108 des Lüfterrads 50 und dem Kopfabschnitt 48 der Wicklungen 30 mit radialer Komponente nach innen strömt, sodass die Luft während des Vorbeiströmens an den Wicklungen 30 und der Rotorstirnfläche überschüssige Wärme aufnehmen kann. Die erwärmte Luft wird dann über den Stutzen 110 des Lüfterrads 50 in axialer Richtung nach unten abgesaugt. Durch die Flügel 88 des Lüfterrads 50 wird die Luft dann gegen die Innenfläche 45 des unteren Gehäuseteils 26 gefördert. Dort kann die warme Luft an das als Wärmsenke dienende untere Gehäuseteil 26 Wärme abgeben und als kühle Luft wiederum zwischen der Leitscheibe 108 und dem Kopfabschnitt 48 der Wicklungen 30 nach innen strömen. Die so erzeugte zirkulierende Luftströmung sorgt daher mittels Konvektion für eine effiziente Wärmeabfuhr aus dem Kopfabschnitt 48 der Wicklungen 30.To do that too in the head section 48 the windings 30 dissipate the resulting heat efficiently act in the headspace 46 the fan wheel 50 , the inner surface 45 of the lower housing part 26 , the windings 30 , the rotor 32 and the motor shaft 34 as an internal circulation device 120 together. In this case, an air flow is generated between the guide disc 108 of the fan wheel 50 and the head section 48 the windings 30 with radial component flows inward, so that the air as it flows past the windings 30 and the rotor face can absorb excess heat. The heated air is then over the nozzle 110 of the fan wheel 50 sucked down in the axial direction. Through the wings 88 of the fan wheel 50 the air is then against the inner surface 45 of the lower housing part 26 promoted. There, the warm air to serve as a heat sink lower housing part 26 Give off heat and cool air in turn between the guide disc 108 and the head section 48 the windings 30 to flow inward. The circulating air flow thus generated thus ensures by means of convection for efficient heat removal from the head section 48 the windings 30 ,

Um eine Erwärmung des Motorgehäuses 22 zu vermeiden, wird von dem Außenlüfterrad 40 durch die Lüftungsschlitzen 62 Umgebungsluft angesaugt und durch die von den oberen Kühlrippen 56 und den unteren Kühlrippen 54 in Verbindung mit dem Außengehäuse 60 gebildeten Durchgangskanäle von oben nach unten geleitet. Die Umgebungsluft entzieht dabei sowohl dem oberen Gehäuseteil 24 als auch dem unteren Gehäuseteil 26 Wärme und wird dann in dem Bereich, der nicht von dem Außengehäuse 60 überdeckt wird, zwischen den unteren Kühlrippen 56 ausgestoßen.To warm the motor housing 22 To avoid being hit by the outside fan 40 through the ventilation slots 62 Sucked in ambient air and through from the upper cooling fins 56 and the lower cooling fins 54 in conjunction with the outer housing 60 formed passageways from top to bottom. The ambient air thereby extracts both the upper housing part 24 as well as the lower housing part 26 Heat and then in the area that is not from the outer casing 60 is covered, between the lower cooling fins 56 pushed out.

Die Funktionsweise des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich insofern von der des ersten Ausführungsbeispiels, als dass die zirkulierende Luftströmung über die Nuten 114 und 118 den oberen Kopfabschnitt der Wicklungsanordnung ebenfalls erfasst.The operation of the second embodiment differs from that of the first embodiment in that the circulating air flow over the grooves 114 and 118 the upper head portion of the winding assembly also detected.

In Abwandlung des zweiten Ausführungsbeispieles könnte man am oberen Kopfabschnitt des Elektromotors ein zweites Lüfterrad und einen zweiten Kopfraum vorsehen, die dann eine zweite Zirkulationseinrichtung bilden, die zur oben beschriebenen ersten Zirkulationseinrichtung 120 analog ausgebildet ist.In a modification of the second embodiment could be provided on the upper head portion of the electric motor, a second fan and a second head space, which then form a second circulation means, the above-described first circulation means 120 is formed analog.

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- EN 60601 [0002]

Claims

Electric motor ( 27 ), in particular for use on a suction machine ( 14 ), with a) a motor housing ( 22 ), b) a rotor ( 32 ) and c) a stator ( 28 ) having a winding arrangement ( 30 ), which in the axial direction at least one head portion ( 48 ), characterized in that d) a circulation device ( 120 ) is provided inside the motor housing ( 22 ) at the at least one head section ( 48 ) of the winding arrangement ( 30 ) generates an air flow.

Electric motor according to claim 1, characterized in that the motor housing ( 22 ) a heat sink ( 45 ), at which the air flow cools.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the circulation device ( 120 ) is designed such that in a central area air from the head portion ( 48 ) of the winding arrangement ( 30 ) is sucked off and conveyed with radial flow component to the outside.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that the circulation device ( 120 ) a fan wheel ( 50 ) associated with the rotor ( 32 ), preferably with its shaft ( 34 ), rotatably connected.

Electric motor according to claim 4, characterized in that the fan wheel ( 50 ) curved or even wings ( 88 ) having a radial extension component.

Electric motor according to claim 5, characterized in that a tangential plane to the inner end of the wings ( 88 ) the axis of rotation of the rotor ( 32 ) cuts.

Electric motor according to one of claims 4 to 6, characterized in that the fan wheel ( 50 ), preferably rotationally symmetrical, guide disk ( 108 ), the free backs ( 106 ) the wing ( 88 ) at least partially covers.

Electric motor according to claim 7, characterized in that the guide disk ( 108 ) the wings ( 88 ) on the winding side.

Electric motor according to claim 7 or 8, characterized in that the guide disk ( 108 ) a central axial neck ( 110 ).

Electric motor according to one of claims 7 to 9, characterized in that the guide disk ( 108 ) a hollow frustoconical portion ( 112 ) having a large opening angle (w), wherein the opening angle (w) is greater than 120 ° and less than 180 °, and preferably between 150 ° and 170 °.

Electric motor according to one of claims 7 to 10, characterized in that the guide disk ( 108 ) the wings ( 88 ), leaving a radially outer, free portion exposed, wherein the radial extent of the free portion between 10% and 40%, preferably between 25% and 35%, of the radial dimension of the wing ( 88 ) is.

Electric motor according to one of claims 5 to 11, characterized in that the motor housing ( 22 ) an inner surface ( 45 ) and that between the outer end of the wing ( 88 ) and the inner surface ( 45 ) of the motor housing ( 22 ) a distance of 5% to 20%, preferably 7%, of the diameter of the inner surface ( 45 ) remains.

Electric motor according to one of claims 5 to 12, characterized in that the fan wheel ( 50 ) has a guide plate which the wings ( 88 ) of the fan wheel on that of the winding arrangement ( 30 ) side facing away at least partially covered.

Electric motor according to claim 13, characterized in that that the guide disc formed channel-shaped is.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that an outer housing ( 60 ) and an outdoor fan ( 40 ) are provided to a the motor housing ( 22 ) to produce cooling airflow.

Electric motor according to claim 15, characterized in that the outer housing ( 60 ) the motor housing ( 22 ) at a distance, preferably at substantially the same distance, surrounds.

Electric motor according to claim 15 or 16, characterized in that the motor housing ( 22 ) on its outside ribs ( 54 . 56 ), which preferably along a generatrix of the motor housing ( 22 ) and on which the outer housing ( 60 ) is attached.

Electric motor according to one of the preceding claims, characterized in that between the motor housing ( 22 ) and the stator ( 28 ) Passes ( 114 ) are provided, via which air also at a second head section ( 116 ) of the winding arrangement ( 30 ) is passed.

Electric motor according to claim 18, characterized ge indicates that between rotor ( 32 ) and wave ( 34 ) or between rotor ( 32 ) and stator ( 28 ) Passes ( 118 ) are provided for air.

Use of an electric motor according to one of the preceding claims on a suction machine ( 14 ), in particular for use on dental workplaces.

Use according to claim 20, characterized in that a section ( 26 ) of the motor housing ( 22 ), the head section ( 48 ) of the winding arrangement ( 30 ) encloses, to a housing part ( 44 ) of the suction machine ( 14 ) is formed.

Use according to claim 21, characterized in that the housing part ( 44 ) of the suction machine ( 14 ) Ribs ( 54 ) carries on a sleeve-shaped wall which the lower part of the motor housing ( 22 ) of the electric motor ( 27 ).

Use according to claim 22 in conjunction with claim 15, characterized in that the outer housing ( 60 ) on the ribs ( 54 ) of the sleeve-shaped wall is placed so that between the outer housing ( 60 ) and the motor housing ( 22 ) an annulus remains.

Use according to claim 22 or 23 in conjunction with claim 15, characterized in that the outer housing ( 60 ) axially overlaps the sleeve-shaped wall.

Use according to any one of claims 20 to 25, characterized in that the shaft ( 34 ) of the electric motor ( 27 ) equally with the outdoor fan ( 40 ), the circulation device ( 120 ) and the suction machine ( 14 ) connected is.

Use according to claim 25, characterized in that additionally a liquid separator ( 16 ) over the wave ( 34 ) is driven.