DE1613399C3

DE1613399C3 - Verfahren zur Herstellung eines Ständers für dauermagnetisch erregte Kleinstmaschinen

Info

Publication number: DE1613399C3
Application number: DE19671613399
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Phys. 4100 Duisburg Benzinger; Gerald Dipl.-Ing. 8501Rueckersdorf Klein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-07-01
Filing date: 1967-07-01
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE1613399B2; DE1613399A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Ständers für dauermagnetisch erregte Kleinstmaschinen, bei denen in einem Rückschlußmantel Dauermagnetkörper unter Verwendung eines kalibrierten Dornes angeordnet werden.

Ein solches Verfahren ist durch das DT-Gbm 1 909 063 bekannt. Die im Sinterverfahren hergestellten Dauermagnetkörper werden zusammen mit dem aus ferromagnetischem Material bestehenden Rückschlußmantel in einen Ständer eingesetzt. Zur Einhaltung eines genauen Luftspaltes zwischen Läufer und Ständer werden die Dauermagnetkörper auf einen kalibrierten Dorn aufgesetzt und nach Aufbringen des Rückschlußmantels mit einem nicht ferromagnetischen Werkstoff umspritzt oder umgössen, so daß eine kompakte maßhaltige Baueinheit entsteht. Ein derartiges Fertigungsverfahren erfordert neben der gesonderten Herstellung der Dauermagnetkörper auch noch einen hohen Montageaufwand. Ein weiterer Nachteil liegt bei diesem bekannten Verfahren darin, daß durch das für die Bildung eines tragfähigen Ständergehäuses notwendige Umspritzen bei gegebenen Außenabmessungen Raum für die aktiven Teile verlorengeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Ständers für dauermagnetisch erregte Kleinstmotoren anzugeben, bei dem eine gesonderte Herstellung der Dauermagnetkörper und eine gesonderte Montage derselben in dem Rückschlußmantel entfällt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei dem eingangs genannten Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß in den Raum zwischen dem Rückschlußmantel und dem in diesen eingesetzten kalibrierten Dorn zur Bildung der Dauermagnetkörper ein verformbares, anisotropes Magnetmaterial unter einem äußeren Feld eingegossen, eingepreßt oder eingespritzt wird, wobei der Rückschlußmantel durch das äußere Feld vollständig gesättigt wird. Dadurch entfallen sämtliche Toleranzen zwischen dem Dauermagnetkörper und dem Rückschlußmantel, so daß eine Nachbearbeitung der Dauermagnetkörper nicht erforderlich ist. Der Rückschlußmantel dient hierbei nicht nur als Spritzform, sondern kann gleichzeitig als Motorgehäuse verwendet werden, so daß durch dieses kein Raum für die aktiven Materialien verlorengeht. Durch eine anschließende Wärmebehandlung, die bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als bei dem üblichen Sinterprozeß stattfinden kann, erhärtet die Magnetmasse. Gleichzeitig damit wird das Magnetmaterial durch irreversible Ausdehnung (etwa 0,1 ... 0,2 mm) gegen den Rückschlußmantel gepreßt, wodurch sich ein fester Sitz und kein störender Luftspalt ergibt. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise Toleranzen in der Bohrung nur in der Größenordnung von 0,075 mm auftreten. Diese sind also um eine Größenordnung kleiner als sie bei der üblichen Sinterung der Magnetringe auftreten.

Der Rückschlußmantel wird zweckmäßigerweise zu beiden Seiten der Magnetkörper axial verlängert und kann dann zur Aufnahme der Lagerschilde, Bürstenbrücken u. dgl. dienen. Durch entsprechende Gestaltung des Doms kann das Magnetmaterial noch zur Bildung von Zentrieraufnahmen dienen, so daß Mittenabweichungen vollkommen ausgeschaltet werden können.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt auch ausgefallene Polformen, beispielweise durch entsprechende Ausbildung des Kalibrierdorns, zu. Weiter können durch Einsatz nichtferromagnetischer Stücke zwischen Rückschlußmantel und Dorn ausgeprägte Polformen gebildet werden. Die Einsatzstücke geben dann den schalenförmigen Magnetkörpern den erforderlichen Halt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht noch darin, daß man nicht an eine rohrförmige Gestalt des Rückschlußmantels gebun-. den ist. Beispielsweise kann der Querschnitt des Rückschlußmantels auch ein Viereck oder ein anderes Vieleck sein. Der Mantel kann auch einen Längsschlitz in der neutralen Zone aufweisen, der sich dann mit Magnetwerkstoff ausfüllt. Ein solcher Mantel läßt sich in einfacher Weise durch Rollen eines Blechbandes herstellen.

An Hand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt und

F i g. 2 einen Querschnitt durch einen Ständer eines dauermagnetisch erregten Kleinstmotors.

Mit 1 ist ein rohrförmiger Rückschlußmantel bezeichnet, in dem ein kalibrierter Dorn 2 eingesetzt ist und der Zwischenraum mit Magnetmaterial 3 ausgefüllt ist. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist der rohrförmige Rückschlußmantel in axialer Richtung über das Magnetmaterial 3 hinaus zur Aufnahme von in der Zeichnung nicht dargestellten Lagerschilden verlängert. Wie an der rechten Stirnseite angedeutet, kann der kalibrierte Dorn 2 mit einer Schulter 5 versehen

sein, so daß dünne Zentrieraufnahmen 6 entstehen, die durch das Magnetmaterial 3 gebildet werden.

Wie rechts von F i g. 2 in gestrichelten Linien angedeutet ist, können durch in den Raum zwischen Rückschlußmanteil und Dorn2 eingefügte Distanzstücke 7 ausgeprägte Polformen entstehen.

Als Magnetwerkstoff kann beispielsweise ein anisotropes Bariumferritpulver mit einem Kunststoffbindemittel, z.B. einem Phenolharz zu einer formbaren Masse und unter äußerem Feld verpreßt werden, wobei die Masse unter Wärmeeinwirkung zusammenbäckt. Das anisotrope Bariumferritpulver gleicht dabei den Energieproduktverlust durch das Kunststoffbindemittel nicht nur aus, sondern überkompensiert diesen Verlust. Beispielsweise bei Ringmagneten, bei denen das äußere, ausrichtende Feld Radialanisotropie verursacht, kann man mit grobkörnigen Bariumferritkristalliten trotz Bindemittel ein um etwa 10 %> größeres Energieprodukt (BH)_max erreichen als mit massivem, gesintertem isotropem Bariumferrit ohne Kunststoff. Die Aushärtetemperatur ist wesentlich niedriger als bei dem üblichen Sintervorgang, so daß der Schwund und damit die Toleranzen wesentlich geringer werden.

ίο Insgesamt erhält man so ein hochwertiges Magnetsystem, das wegen der verschwindend kleinen Toleranzen sehr kleine Luftspalte zuläßt, Radialanisotropie aufweist und damit weit bessere Wirkungsgrade zuläßt als bei den bisherigen Systemen, wobei die bisherigen Systeme auch noch aufwendiger sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Ständers für dauermagnetisch erregte Kleinstmaschinen, bei denen in einem Rückschlußmantel Dauermagnetkörper unter Verwendung eines kalibrierten Dornes angeordnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Raum zwischen dem Rückschlußmantel und dem in diesen eingesetzten kalibrierten Dorn zur Bildung der Dauermagnetkörper ein verformbares anisotropes Magnetmaterial unter einem äußeren Feld eingegossen, eingepreßt oder eingespritzt wird, wobei der Rückschlußmantel durch das äußere Feld vollständig gesättigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetkörper durch Einsatz nichtferromagnetischer Stücke ausgeprägte Polformen annehmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Dauermagnetkörper Zentrieraufnahmen für Lagerschilde oder dergleichen aus Magnetmaterial mitgespritzt bzw. mitgepreßt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetmaterial ein mit Kunststoff, insbesondere Kunststoffharz, versetztes Bariumferritpulver verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der übliche Sinterprozeß bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als üblich stattfindet.