DE10246608A1

DE10246608A1 - Außenläufermotor

Info

Publication number: DE10246608A1
Application number: DE10246608A
Authority: DE
Inventors: Mathias Paul
Original assignee: Gebhardt Ventilatoren GmbH and Co KG
Current assignee: Gebhardt Ventilatoren GmbH and Co KG
Priority date: 2002-10-05
Filing date: 2002-10-05
Publication date: 2004-04-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Außenläufermotor, insbesondere zum Antrieb von Lüftern oder Ventilatoren, bestehend aus einem stationär angeordneten Innenstator sowie einem drehbar um den Innenstator herum angeordneten Außenrotor. DOLLAR A Es ist vorgesehen, dass der Innenstator 4 in einem topfförmigen Gehäuse 8 angeordnet ist und vom Außenrotor 6 gasdicht getrennt und vorzugsweise thermisch isoliert ist. Eine Ausführungsform der Erfindung sieht eine magnetische Lagerung des Außenrotors 6 vor. Eine alternative Ausführungsform sieht eine Luftlagerung des Außenrotors 6 vor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Außenläufermotor, insbesondere als Lüfter oder Ventilatorantrieb, gemäß Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs.
Zum Antrieb von Kleinventilatoren, die bspw. zum Belüften von elektrischen Geräten verwendet werden, werden häufig Außenläufermotoren eingesetzt. Diese weisen einen stationär angeordneten Innenstator sowie einen drehbar um diesen Innenstator herum angeordneten Außenrotor auf. Die Ventilatoren können auf einfache Weise durch Aufschweißen oder Aufpressen eines Lüfterrades auf den Außenrotor hergestellt werden, wodurch eine einfache Bauform des Ventilators entsteht. Der Außenrotor ist gegenüber dem stationär angeordneten Innenstator drehbar gelagert. Insbesondere beim Einsatz als Lüftermotor oder Förderantrieb in aggressiven und/oder heißen Medien, bspw. im Garraum eines Backherdes, unterliegt der Antrieb sehr hohen Belastungen. Hierbei können neben den die Lagerung des Motors angreifenden aggressiven Stoffen auch relativ hohe Temperaturen von teilweise mehr als 300 °C auftreten. Wird ein Innenläufermotor für einen solchen Einsatz verwendet, kann es notwendig sein, seine Hohlwelle mittels Luftzirkulation zu kühlen, wodurch jedoch gleichzeitig ein starker Tem peraturunterschied zwischen dem Bereich der Hohlwelle und dem Bereich des Ventilators auftritt. Ein Temperaturunterschied vom Lageraußenring zum Innenring von teilweise mehr als 200 °C erschwert den Einsatz herkömmlicher Kugellager.

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen Außenläufermotor zur Verfügung zu stellen, der zum Einsatz in einer Umgebung mit hohen Temperaturen und/oder mit aggressiven Medien geeignet ist.

Dieses Ziel der Erfindung wird mit einem Außenläufermotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch erreicht, dass der Innenstator vom Außenrotor gasdicht getrennt angeordnet ist. Zu diesem zweck ist der Innenstator in einem topfförmigen Gehäuse angeordnet, das eine hermetische Abdichtung und vorzugsweise thermische Isolierung vom rotierenden Außenrotor ermöglicht. Der Außenrotor, der ggf. einen Lüfter oder dgl. aufweisen kann, kann dadurch in aggressivem und/oder in heißem Medium betrieben werden, ohne dass der Innenstator mit dem Medium in Berührung kommt oder den herrschenden hohen Temperaturen ausgesetzt wird. Der Außenrotor rotiert auf einer zylindrischen Außenmantelfläche des topfförmigen Gehäuses. Der Innenstator kann auf einfache Weise gekühlt werden, da er sich thermisch auf einer kalten Seite des Außenläufermotors befindet. Ggf. ist eine direkte Kühlung des Statorblechpakets sowie eines Wickelkopfes mit Kühlflüssigkeit möglich.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht eine berührungslose Lagerung des Außenrotors vor. Eine solche berührungslose Lagerung kann insbesondere in einer magnetischen Lagerung des Außenrotors auf der äußeren Zylindermantelfläche des Gehäuses bestehen. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn das Gehäuse selbst nicht magnetisch ist und bspw. aus Edelstahl besteht und relativ dünne Gehäusewänden aufweist, sodass die Eigenschaften des Außenläufermotors nicht zu stark beeinflusst werden. An einer Innenseite des topfförmigen Gehäuses können Permanentmagneten angeordnet sein, die mit Permanentmagneten an der Innenlauffläche des Außenrotors zusammenwirken und für eine Positionierung und Lagerung des Außenrotors auf dem Gehäuse mit dem darin angeordneten Innenstator sorgen. Eine solche passive magnetische Lagerung sorgt für einen vollständig verschleißfreien Lauf des Außenrotors.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht eine Luftlagerung des Außenrotors vor. Hierbei werden mögliche Nachteile einer Magnetlagerung, wie bspw. die Notwendigkeit der Verwendung hochtemperaturresistenter Magneten und die schlechte Dämpfung der passiven Magnetlagerung vermieden. Zudem wird auf diese Weise die gegenseitige magnetische Beeinflussung von Lagerung und Motor vermieden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Innenstator in einer zylindrischen Innenmantelfläche des topfförmigen Gehäuses eingepresst.

Der Außenrotor kann bspw. als Radial- und/oder als Axiallüfter ausgebildet sein und kann bspw. in kleinen Heizungspumpen oder in Garräumen von Backherden als Lüfterantrieb o. dgl. eingesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Außenläufermotor 2, der im Wesentlichen aus einem stationär angeordneten Innenstator 4 und einem drehbar um den Innenstator 4 herum angeordneten Außenrotor 6 besteht. Der Innenstator 4 ist in einem topfförmigen Gehäuse 8 angeordnet und ist dadurch vom Außenrotor 6 gasdicht und thermisch isoliert. Der Innenstator 4 ist mit einem Statorblechpaket 10 und einer Statorspule 12 in einer Innenmantelfläche 18 des topfförmigen Gehäuses 8 eingefügt, vorzugsweise eingepresst.
Der Außenrotor 6 weist eine hohlzylindrische Innenlauffläche 14 auf, die in geringem Abstand zu einer zylindrischen Außenmantelfläche 16 des Gehäuses 8 rotiert und mittels Magnetlagerung berührungsfrei gelagert ist. Die Magnetlagerung umfasst jeweils einen Satz von ringförmig an der Innenmantelfläche 18 des Gehäuses 8 angeordneten Permanentmagneten 28 sowie mit diesen korrespondierende Permanentmagnete 26 an der Innenlauffläche 14 des Außenrotors 6. Es sind vorzugsweise jeweils zwei voneinander beabstandete Reihen von ringförmig angeordneten Permanentmagneten 26, 28 vorgesehen, um den Au ßenrotor 6 axial festzulegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die beiden Magnetringe an der Innenlauffläche 14 des Außenrotors 6 jeweils einen geringeren Abstand auf als die beiden Magnetringe an der Innenmantelfläche 18 des Gehäuses 8.
Anstatt der gezeigten Magnetlagerung kann der Außenrotor 6 auch bspw. eine Luftlagerung oder dgl. aufweisen. Auch diese bietet den Vorteil einer berührungslosen Lagerung.
An die Innenlauffläche 14 des Außenrotors 6 schließt sich ein Lüfterflügel 24 für einen Axial- und/oder Radiallüfter an: Wie anhand der Figur deutlich wird, besteht der Außenrotor 6 im Wesentlichen nur aus dem Lüfterflügel 24 mit den an seiner Innenlauffläche 14 angeordneten Permanentmagneten 26 sowie einem motorischen Teil 30, der zum Antrieb des Außenrotors 6 mit dem Statorblechpaket 10 und der Statorspule 12 zusammen wirkt. Dieser kann sowohl aus Permanentmagneten, einem Kurzschlußkäfig oder einer einfachen, magnetisch leitfähigen Stahlbuchse bestehen. Auf diese Weise ist ein äußerst einfacher und robuster Aufbau des Außenläufermotors 2 realisierbar. Die Magneten am Außenrotor 6 sind vorzugsweise zum Schutz vor Medieneinwirkung gekapselt, was bspw. durch Integration in ein Spritzgussbauteil realisiert werden kann.
Das Gehäuse 8 besteht vorzugsweise aus einem nicht magnetischen Material, bspw. aus dünnem Aluminium- oder Edelstahlblech, so dass der magnetische Fluss zwischen der Innenlauffläche 14 und der Außenmantelfläche 16 nur geringfügig behin dert ist. Die Wandstärke des Aluminium- oder Edelstahlblechs kann weniger als 1 mm betragen. An einer linken Seite des Gehäuses, innerhalb einer Gehäusewand 22, kann bspw. eine Temperatur von deutlich weniger als 100 °C herrschen. An der rechten Seite der Gehäusewand 22 und außerhalb einer Stirnfläche 20 des topfförmigen Gehäuses 8 kann dagegen ohne weiteres eine Mediumtemperatur von bis zu 300 °C oder mehr herrschen, ohne dass dadurch der Innenstator 4 bzw. der Motorantrieb auf irgend eine Weise beeinträchtigt oder beschädigt wird. Das Edelstahlgehäuse 8 sorgt gleichzeitig für eine gute thermische Isolierung bzw. für eine Ableitung der hohen Außentemperaturen, denen der Außenrotor 6 ausgesetzt ist. Zusätzlich kann der Innenstator eine aktive Kühlung, bspw. in Form einer Flüssigkeitskühlung aufweisen, die für eine weitere Reduzierung seines Temperaturniveaus sorgen kann.
Der erfindungsgemäße Außenläufermotor 2 eignet sich bspw. als Lüfterantrieb oder als Förderpumpenantrieb in aggressivem und/oder heißem Medium.

Claims

Außenläufermotor, insbesondere zum Antrieb von Ventilatoren, bestehend aus einem stationär angeordneten Innenstator sowie einen drehbar um den Innenstator herum angeordneten Außenrotor, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator (4) in einem topfförmigen Gehäuse (8) angeordnet und dadurch vom Außenrotor (6) gasdicht getrennt ist.
Außendämpfermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das topfförmige Gehäuse (8) thermisch isolierend ausgebildet ist und/oder dass der Innenstator (4) mit einer Kühleinrichtung versehen ist.
Außenläufermotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrotor (6) auf einer zylindrischen Außenmantelfläche (16) des topfförmigen Gehäuses (8) rotiert.
Außenläufermotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine berührungslose Lagerung des Außenrotors (6).
Außenläufermotor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine magnetische Lagerung des Außenrotors (6).
Außenläufermotor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Luftlagerung des Außenrotors (6).
Außenläufermotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) aus einem nichtmagnetischen Material besteht.
Außenläufermotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) im Wesentlichen aus Edelstahl besteht.
Außenläufermotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8)eine relativ dünne Wandstärke aufweist.
Außenläufermotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenstator (4) in einer zylindrischen Innenmantelfläche (18) des topfförmigen Gehäuses (8) eingepresst ist.
Außenläufermotor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrotor (6) einen als Radial- und/oder Axiallüfter ausgebildeten Lüfterflügel (24) aufweist.