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.
DESCRIPTION
The invention relates to a small electric motor according to.
Preamble of claim 1.
Such small motors are already described in DE-OS 34 34 965. However, these motors are not suitable for all drive purposes because they give off too little torque. In order to increase the torque, the axial length of the effective air gap would have to be increased with otherwise the same dimensions, as a result of which the axial overall length would also be greater. Angled end plates, which could be attached to both sides of the stator core, would also increase the torque, but would be more complex. In addition, an outer housing that surrounds the stator and rotor must be provided in this motor structure. At least one bearing seat, a flange seat and a recess must be provided on this housing, whereby reworking is required.
The eddy current losses in the known motors are also too high.
The invention has for its object to provide a radially and axially very compact drive motor which, with a simplified structure, enables more economical production, higher torque and lower eddy current losses.
The solution to the problem is specified in the characterizing part of claim 1.
Further details and advantageous developments of the invention result from the exemplary embodiments described below and shown in the drawing, and from the subclaims. It shows:
1 shows a section through an inventive motor in an enlarged view,
2 shows part of the motor according to the invention in section,
Fig. 3 is a section along the line III-III in Fig. 2 and
Fig. 4 shows another embodiment according to the invention in section.
Identical or equivalent parts are referred to below with the same reference numerals and are usually described only once.
Fig. 1 shows a miniature electric motor 1 with an inner rotor, on the carrier 2 a permanent magnet 3 is attached, which is designed essentially as a cylindrical part. The permanent magnet 3 can be in one piece or consist of segments. In this embodiment, the rotor has four poles. The carrier 2 has essentially a pot shape. A control magnetic disk 4 is attached to the outer pan base and a rotor shaft 5 is concentrically fastened in the reinforced pan base. The shaft 5 runs in a slide bearing 6, which is connected to a flange cover 7. A thrust washer 8 is located on the shaft 5 between a pulley 9 and the slide bearing 6. The axial play of the rotor is determined by this disk 8. Bores 10 in the flange cover 7 serve to fasten the motor.
The flange cover 7 is fastened to one end face 15 of an engine component 11. The connection of parts 6, 7 and 11 is shown in Fig. 2. The motor component 11 simultaneously forms the outer housing 12 of the motor 1 and the stator iron 13 with the pole shoes 14. The motor component 11 is preferably produced in one piece by the sintering process. To avoid high eddy current losses, Corovac from Vacuumschmelze Hanau, for example, can be used as the sintered material. On the other end face 16 of the motor component 11, a printed circuit board 18 is attached in a recess 17. Stator coils 19 are controlled via three Hall generators 20, which receive the pulses from the control magnetic disk 4. The six stator coils, of which two opposite one another are connected in series, are operated by means of a full bridge.
A cover plate 21 is fastened at a distance below the circuit board 18 in the recess 17. The distance serves to create space for components on the printed circuit board 18. The connections and leads of the printed circuit board 18 are guided through a lateral slot 22.
A constriction, the axial dimension of which is represented by the double arrow 23, of the stator iron 13 offers space for the stator coils 19, which additionally saves the axial height of the motor. The axial dimension according to double arrow 23 can be reduced until the magnetic saturation is reached. The pole shoes 14 project in the axial direction beyond the constriction according to the double arrow 23 and thereby form an extension of the effective air gap 24 between the magnet 3 and the pole shoes 14. The one-piece production of this stator and the outer housing 12 is also more economical to carry out in the sintering process because no rework is required.
FIG. 3 shows a section of the motor component according to FIGS. 1 and 2 with, for example, six pole shoes 14, which are designed as pronounced poles and are wound in a concentrated manner.
4 shows a second exemplary embodiment according to the invention. This embodiment corresponds essentially to that described in FIG. 1. As a further simplification, the flange cover and the slide bearing support part are formed in one piece as a bearing flange 25 with slide bearings 26. The shaft 5 has a rounded end 27 which runs against a bearing plate 28 on the printed circuit board 18. This arrangement is particularly suitable for the vertical installation position of the motor shown in the drawing. However, this exemplary embodiment can also be designed in accordance with the embodiment in FIG. 1 in such a way that it could be used in other installation positions.
A further simplification is achieved if the control magnet 4 and the rotor magnet 3 are made in one piece, i.e.
one axial end would then contain the magnetization required for the control pulses.