CH670017A5

CH670017A5 - Miniature permanent magnet electric motor - has narrow cylindrical air-gap and integral outer housing and stator of sintered metal

Info

Publication number: CH670017A5
Application number: CH86186A
Authority: CH
Inventors: Fritz Schmider
Original assignee: Papst Motoren Gmbh & Co Kg
Priority date: 1986-03-03
Filing date: 1986-03-03
Publication date: 1989-04-28
Also published as: DE8702998U1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen Elektrokleinstmotor gemäss.

Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Kleinstmotoren sind bereits in der DE-OS 34 34 965 beschrieben. Allerdings sind diese Motoren nicht für alle Antriebszwecke geeignet, da sie ein zu kleines Drehmoment abgeben. Zur Erhöhung des Drehmomentes müsste bei sonst gleichen Abmessungen die axiale Länge des Wirksamen Luftspaltes vergrössert werden, wodurch auch die axiale Baulänge grösser würde. Durch abgewinkelte Endbleche, die an beiden Seiten des Statorblechpaketes angebracht werden könnten, wäre auch eine Erhöhung des Drehmomentes zu erreichen, aber aufwendiger. Ausserdem muss bei diesem Motoraufbau noch ein Aussengehäuse vorgesehen werden, das Stator und Rotor umgibt. An diesem Gehäuse muss mindestens ein Lagersitz, ein Flanschsitz und eine Ausnehmung vorgesehen werden, wobei Nachbearbeitung erforderlich wird.

Die Wirbelstromverluste in den bekannten Motoren sind ausserdem zu hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen radial und axial sehr kompakten Antriebsmotor zu schaffen, der bei vereinfachtem Aufbau eine wirtschaftlichere Fertigung, ein höheres Drehmoment und geringere Wirbelstromverluste ermöglicht.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Motor in vergrösserter Darstellung,
Fig. 2 einen Teil des erfindungsgemässen Motors im Schnitt,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 und
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung im Schnitt.

Gleiche oder gleichwirksame Teile werden nachfolgend mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Elektrokleinstmotor 1 mit einem Innenrotor, auf dessen Träger 2 ein Permanentmagnet 3 angebracht ist, der im wesentlichen als zylindrisches Teil ausgebildet ist. Der Permanentmagnet 3 kann einstückig sein oder aus Segmenten bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor vierpolig. Der Träger 2 hat im wesentlichen eine Topfform. Am äusseren Topfboden ist eine Steuermagnetscheibe 4 und im verstärkten Topfboden ist eine Rotorwelle 5 konzentrisch befestigt. Die Welle 5 läuft in einem Gleitlager 6, das mit einem Flanschdeckel 7 verbunden ist. Eine Anlaufscheibe 8 befindet sich auf der Welle 5 zwischen einer Riemenscheibe 9 und dem Gleitlager 6. Durch diese Scheibe 8 wird das axiale Spiel des Rotors bestimmt. Bohrungen 10 im Flanschdeckel 7 dienen zur Befestigung des Motors.

Der Flanschdeckel 7 ist an der einen Stirnseite 15 eines Motorbauteils 11 befestigt. Die Verbindung der Teile 6, 7 und 11 ist in Fig. 2 dargestellt. Das Motorbauteil 11 bildet gleichzeitig das Aussengehäuse 12 des Motors 1 und das Statoreisen 13 mit den Polschuhen 14. Das Motorbauteil 11 wird vorzugsweise im Sinterverfahren einstückig hergestellt. Zur Vermeidung hoher Wirbelstromverluste kann als Sintermaterial beispielsweise Corovac der Fa. Vacuumschmelze Hanau verwendet werden. An der anderen Stirnseite 16 des Motorbauteils 11 ist in einer Ausnehmung 17 eine Leiterplatte 18 angebracht. Statorspulen 19 werden über drei Hallgeneratoren 20, die die Impulse von der Steuermagnetscheibe 4 erhalten, angesteuert. Die sechs Statorspulen, von denen je zwei gegenüberliegende in Reihe geschaltet sind, werden mittels Vollbrücke betrieben.

Eine Abdeckplatte 21 ist mit Abstand unterhalb der Leiterplatte 18 in der Ausnehmung 17 befestigt. Der Abstand dient dazu, für Bauteile auf der Leiterplatte 18 Platz zu schaffen. Durch einen seitlichen Schlitz 22 werden die Anschlüsse und Zuleitungen der Leiterplatte 18 geführt.

Eine Einschnürung, deren axiale Abmessung durch den Doppelpfeil 23 dargestellt ist, des Statoreisens 13 bietet den Statorspulen 19 Platz, womit zusätzlich axiale Bauhöhe des Motors eingespart wird. Die axiale Abmessung gemäss Doppelpfeil 23 kann soweit verringert werden, bis die magnetische Sättigung erreicht ist. Die Polschuhe 14 ragen in axialer Richtung über die Einschnürung gemäss Doppelpfeil 23 hinaus und bilden dadurch eine Verlängerung des wirksamen Luftspaltes 24 zwischen dem Magneten 3 und den Polschuhen 14. Die einstückige Herstellung dieses Stators und des Aussengehäuses 12 ist auch deshalb wirtschaftlicher im Sinterverfahren auszuführen, weil keine Nacharbeit erforderlich ist.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt des Motorbauteils gemäss Fig. 1 und 2 mit beispielsweise sechs Polschuhen 14, die als ausgeprägte Polse ausgebildet und konzentriert bewickelt sind.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung dargestellt. Im wesentlichen entspricht diese Ausführung der in Fig. 1 beschriebenen. Als weitere Vereinfachung ist hier der Flanschdeckel und das Gleitlagertragteil einteilig ausgebildet als Lagerflansch 25 mit Gleitlagern 26. Die Welle 5 weist ein abgerundetes Ende 27 auf, das gegen ein Lagerplättchen 28 auf der Leiterplatte 18 anläuft. Diese Anordnung ist besonders für die in der Zeichnung dargestellte senkrechte Einbaulage des Motors geeignet. Aber auch dieses Ausführungsbeispiel kann gemäss der Ausführung in Fig. 1 so gestaltet werden, dass es in anderen Einbaulagen verwendet werden könnte.

Eine weitere Vereinfachung wird erreicht, wenn der Steuermagnet 4 und der Rotormagnet 3 einteilig ausgeführt ist, d.h.

ein axiales Ende würde dann die für die Steuerimpulse erforderliche Magnetisierung enthalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Elektrokleinstmotor, der einen Permanentmagneten enthält, mit einer maximalen Luftspaltabmessung von 50 mm, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussengehäuse (12)und der Stator als einteiliges Motorbauteil (11) ausgebildet sind.
2. Elektrokleinstmotor, der einen Permanentmagneten enthält, mit einem maximalen Luftspaltdurchmesser von 30 mm, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussengehäuse (12) und der Stator als einteiliges Motorbauteil (11) ausgebildet sind.
3. Elektrokleinstmotor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (3) im Rotor angeordnet ist.
4. Elektrokleinstmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorbauteil (11) im Sinterverfahren hergestellt ist.
5. Elektrokleinstmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorbauteil (11) aus einem Material besteht, das kleine Wirbelstromverluste verursacht.
6. Elektrokleinstmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor als kollektorloser Gleichstrommotor mit permanentmagnetischem Rotor (2, 3) in zylindrischem Luftspalt (24) ausgebildet ist.
7. Elektrokleinstmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei zylindrischem Luftspalt (24) der Stator sechs konzentriert bewickelte ausgeprägte Pole (14) aufweist, wobei der Rotor (2, 3) vierpolig ist.
8. Elektrokleinstmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei ebenem Luftspalt der Stator vier oder sechs Scheibenspulen aufweist.