DE202006018454U1

DE202006018454U1 - Elektronisch kommutierter Außenläufermotor

Info

Publication number: DE202006018454U1
Application number: DE202006018454U
Authority: DE
Original assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-12-06
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2016-12-07

Abstract

Elektronisch kommutierter Außenläufermotor, welcher aufweist:
einen Flansch (80), an welchem ein Lagerrohr (70) angeordnet ist, welches eine Innenseite aufweist, in welcher eine Lageranordnung (60) angeordnet ist, und welches eine Außenseite (72) aufweist;
einen Außenrotor (22) mit einer Welle (34), welche in der Lageranordnung (60) drehbar gelagert ist;
einen Innenstator (50) mit einem Statorpaket (52), welcher Innenstator (50) eine Innenausnehmung (55) aufweist, mit welcher er auf der Außenseite (72) des Lagerrohres (70) befestigt ist, welcher Innenstator (50) mindestens bereichsweise mit einem isolierenden Kunststoff umspritzt ist, der im Bereich zwischen dem Statorpaket (52) und dem Flansch (80) eine Auflage (57) bildet;
einen zwischen dieser Auflage (57) und dem Flansch (80) angeordneten Dichtring (90), welcher einen Hohlraum (78) zwischen dem Innenstator (50) und der Außenseite (72) des Lagerrohres (70) gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abdichtet.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Klein- oder Kleinstmotor und insbesondere einen Klein- oder Kleinstlüfter zur Kühlung von elektronischen Bauteilen, welcher von einem solchen Motor angetrieben wird.
Klein- und Kleinstlüfter haben in der Regel sehr geringe Abmessungen und dementsprechend ein sehr geringes Gewicht. Beispielsweise haben die Lüfter der ebm-papst Serie 250 Abmessungen von 8 × 25 × 25 mm und ein Gewicht von annähernd 5 g. Bei Lüftern der ebm-papst Serie 400 betragen die Abmessungen 20 × 40 × 40 mm, und das Gewicht beträgt weniger als 30 g.
Derartige Lüfter werden von sehr kleinen elektronisch kommutierten Außenläufermotoren angetrieben. In diese Motoren kann, insbesondere im Betrieb, Kondenswasser eindringen und dort unerwünschte Korrosionsschäden verursachen, welche zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Motoren führen können.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, einen neuen elektronisch kommutierten Motor bereit zu stellen.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Motor gemäß Anspruch 1. Dementsprechend wird in einem erfindungsgemäßen Motor zwischen einem Befestigungsflansch, an welchem ein Lagerrohr vorgesehen ist, und einer Auflage, welche mit einem auf der Außenseite des Lagerrohrs angeordneten Innenstator verbunden ist, dessen Statorpaket zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt ist, ein Dichtring vorgesehen.
Durch die Verwendung dieses Dichtrings wird das Eindringen von Kondenswasser in den Hohlraum zwischen Innenstator und Lagerrohr weitgehend verhindert. Somit kann auf einfache und preiswerte Art und Weise das Statorpaket des Innenstators gegen Korrosionsschäden durch Kondenswasser geschützt werden, wodurch die Qualität und Lebensdauer solcher Motoren gesteigert wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt durch einen Außenläufer-Kleinstmotor, der zum Antrieb eines Kleinstlüfters dient, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2 einen Längsschnitt durch den Innenstator sowie den Dichtring der 1,
3 einen Längsschnitt durch den Innenstator der 2 etwa in natürlicher Größe, und
4 einen Längsschnitt durch den auf dem Lagerrohr der 1 angeordneten Innenstator mit Dichtring.
In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe links, rechts, oben und unten auf die jeweilige Zeichnungsfigur und können in Abhängigkeit von einer jeweils gewählten Ausrichtung (Hochformat oder Querformat) von einer Zeichnungsfigur zur nächsten variieren. Gleiche oder gleich wirkende Teile werden in den verschiedenen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben.
1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Motor 20 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welcher beispielhaft als Antrieb eines Radiallüfters dargestellt ist. Der Motor 20 hat einen Außenrotor 22 und einen Innenstator 50.
Der Außenrotor 22 hat eine Rotorglocke 24, welche als Lüfterrad 23 mit Lüfterflügeln 26 ausgebildet ist. Am inneren Umfang der Rotorglocke 24 ist ein Rückschluss 27 aus Weicheisen vorgesehen, an dem ein Rotormagnet 28 befestigt ist, der z.B. vierpolig magnetisiert sein kann. Die Rotorglocke 24 hat einen Boden 30, in dem ein Wellenende 32 einer Rotorwelle 34 befestigt ist, deren oberes, freies Ende mit 35 bezeichnet ist.
Bevorzugt ist die Welle 34 aus Stahl und die Rotorglocke 24 aus Kunststoff. Die Rotorglocke 24 ist durch Kunststoffspritzen am Wellenende 32 befestigt.
Der Innenstator 50, welcher in 2 dargestellt ist, hat eine Innenausnehmung 55, mit der er auf der Außenseite 72 eines Lagerrohres 70 befestigt ist, vgl. 4. Letzteres ist bevorzugt einstückig mit einem Befestigungsflansch 80 ausgebildet und dieser ist zumindest in seinem zentralen Teil frei von Durchbrechungen. Im Lagerrohr 70 ist, vgl. 4, eine Lageranordnung 60 angeordnet, welche hier zwei in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordnete Wälzlager 73, 76 aufweist. Das Wälzlager 73 hat einen Innenring 73' und einen Außenring 73'', und das Wälzlager 76 hat einen Innenring 76' und einen Außenring 76''. Dieser Abstand wird durch ein Distanzglied 74 definiert, das zwischen den Außenringen 73'', 76'' angeordnet ist.
Die in der Lageranordnung 60 drehbar gelagerte Welle 34 wird dort gemäß 1 durch ein Rastglied 92 und eine schematisch dargestellte, vorgespannte Druckfeder 94 gehalten. Das Rastglied 92 ist am Ende 35 der Welle 34 eingerastet und liegt dort gegen den Innenring 76' des Wälzlager 76 an. Die Druckfeder 94 ist zwischen dem Innenring 73' des Wälzlagers 73 und dem Boden 30 der Rotorglocke 24 wirksam. Durch die Druckfeder 94 wird das Rastglied 92 in Richtung eines Pfeils P gegen den Innenring 76' des zweiten Wälzlagers 76 gedrückt, so dass die Welle 34 in der Lageranordnung 60 in einer im Wesentlichen konstanten axialen Lage gehalten wird, wobei die Feder 94 die Lager 73, 76 gegen einander verspannt.
Zwischen einem – in 1 oben dargestellten – Ende 59 des Innenstators 50 und dem Befestigungsflansch 80 ist ein elastischer Dichtring 90 angeordnet, der bevorzugt als O-Ring aus einem elastomeren Werkstoff ausgebildet ist. Dieser dient dazu, einen Hohlraum 78 zwischen dem Innenstator 50 und der Außenseite 72 des Lagerrohres 70 abzudichten, damit keine Feuchtigkeit in diesen eindringen kann. Da in den Hohlraum 78 somit kein Kondenswasser eindringen kann, wird der Motor dort vor Korrosionsschäden geschützt.
2 zeigt eine Schnittansicht des Innenstators 50 vor seiner Montage. Hierbei wird insbesondere die Innenausnehmung 55 des Innenstators 50 verdeutlicht. Darüber hinaus zeigt 2 den am Ende 59 des Innenstators 50 angeordneten O-Ring 90 im nicht verformten Zustand.
Es wird darauf hingewiesen, dass 2 den Innenstator 50 in stark vergrößertem Maßstab von ca. 5:1 zeigt. Um die zur Verwendung in Klein- und Kleinstlüftern erforderlichen geringen Abmessungen zu verdeutlichen, ist derselbe Innenstator 50 in 3 beispielhaft im Maßstab von etwa 1:1 gezeigt.
Der Innenstator 50 hat ein in einem Statorträger 64 angeordnetes Statorpaket 52. Dieses besteht hauptsächlich aus einem Blechpaket 58 und Statorwicklungen 56, welche über Anschlusselemente 51' und 51'' elektrisch anschließbar sind. Über diese Anschlusselemente 51' bzw. 51'' wird auch eine dem Innenstator 50 zugeordnete Leiterplatte 46 mit einem Hall-IC 48 elektrisch mit den Statorwicklungen 56 verbunden.
Der Statorträger 64 weist an einem – in 2 unten dargestellten – Ende 66 eine Verengung 68 auf, welche eine dichte Verbindung dieses Endes mit der Außenseite 72 des Lagerrohrs 70 bewirkt.
Das Statorpaket 52 ist zumindest bereichsweise von einer Ummantelung 54 umschlossen, welche auch die Anschlusselemente 51' und 51'' und die Leiterplatte 46 mit dem Hall-IC 48 zumindest teilweise umschließt. Die Ummantelung 54 ist bevorzugt aus Kunststoff hergestellt, welcher durch Kunststoffspritzen auf das Statorpaket 52 und die Leiterplatte 46 aufgebracht ist. Das Statorpaket 52 wird auf die Außenseite 72 des Lagerrohres 70 aufgeschoben und hat hierzu eine Erweiterung 67 im Bereich des Endes 59 des Innenstators 50, bei der der Innendurchmesser des Innenstators von einem ersten auf einen zweiten Durchmesser vergrößert ist. Diese Erweiterung 67 ist vorzugsweise leicht abgerundet und erleichtert ein Aufschieben des Innenstators 50 auf das Lagerrohr 70.
Wie 2 zeigt, ist im Bereich des Endes 59 des Innenstators 50 auf einer von dem Statorpaket 52 abgewandten Seite 53 der Leiterplatte 46 eine Auflage 57 aus isolierendem Kunststoff vorgesehen. Auf dieser Auflage 57 ist der O-Ring 90 angeordnet.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Leiterplatte 46 in 2 nur beispielhaft von der Ummantelung 54 ganz umschlossen ist. Alternativ hierzu könnte die Leiterplatte 46 auch an einer Außenseite 62 der Ummantelung 54 vorgesehen sein, ohne von dieser umschlossen zu sein. In diesem Fall kann die Auflage 57 beispielsweise schmäler ausgebildet sein, d.h., einen geringeren Durchmesser sowie eine geringere Dicke haben.
4 zeigt einen Längsschnitt durch den auf dem Lagerrohr 70 angeordneten Innenstator 50 sowie die in dem Lagerrohr 70 angeordnete Lageranordnung 60.
4 verdeutlicht die Anordnung des Dichtrings 90 zwischen der Auflage 57 des Innenstators 50 und dem Befestigungsflansch 80, welcher das Lagerrohr 70 trägt. 4 verdeutlicht auch die durch das Aufschieben des Innenstators 50 auf das Lagerrohr 70 erzeugte dichte Verbindung zwischen der Verengung 68 und der Außenseite 72 des Lagerrohrs 70. Insbesondere verdeutlicht 4, wie durch diese dichte Verbindung und das Wirken des Dichtrings 90 der zwischen dem Innenstator 50 und der Außenseite 72 des Lagerrohrs 70 entstehende Hohlraum 78 abgedichtet wird, um ein Eindringen von Feuchtigkeit in diesen Hohlraum 78 zu verhindern.
Das Lagerrohr 70 ist an seinem – in 4 oben dargestellten – Ende 75 vorzugsweise durch Kunststoffspritzguss an dem Befestigungsflansch 80 einstückig befestigt und durch ein Klebeschild 99, oder eine andere geeignete Abdeckung, abgedeckt. Das Klebeschild 99 kann als Typenschild und als Dichtung dienen.
Die im Lagerrohr 70 angeordnete Lageranordnung 60 mit den beiden Wälzlagern 73, 76 und dem Distanzglied 74 wird bevorzugt im Lagerrohr 70 vormontiert. Hierbei ist die Lageranordnung 60 jedoch nicht auf einen bestimmten Lagertyp beschränkt, vielmehr können verschiedene Lagertypen anwendungsspezifisch verwendet werden.
Das in 4 untere Ende 73''' des Außenrings 73'' liegt gegen einen im Lagerrohr 70 vorgesehenen Anschlag 98 an. Gegen das in 4 obere Ende 76''' des Außenrings 76'' liegt ein Abstützelement 97 an, beispielsweise eine Stahlscheibe, welche in eine Nut 95 im Lagerrohr 70 eingreift.
Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Claims

Elektronisch kommutierter Außenläufermotor, welcher aufweist: einen Flansch (80), an welchem ein Lagerrohr (70) angeordnet ist, welches eine Innenseite aufweist, in welcher eine Lageranordnung (60) angeordnet ist, und welches eine Außenseite (72) aufweist; einen Außenrotor (22) mit einer Welle (34), welche in der Lageranordnung (60) drehbar gelagert ist; einen Innenstator (50) mit einem Statorpaket (52), welcher Innenstator (50) eine Innenausnehmung (55) aufweist, mit welcher er auf der Außenseite (72) des Lagerrohres (70) befestigt ist, welcher Innenstator (50) mindestens bereichsweise mit einem isolierenden Kunststoff umspritzt ist, der im Bereich zwischen dem Statorpaket (52) und dem Flansch (80) eine Auflage (57) bildet; einen zwischen dieser Auflage (57) und dem Flansch (80) angeordneten Dichtring (90), welcher einen Hohlraum (78) zwischen dem Innenstator (50) und der Außenseite (72) des Lagerrohres (70) gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abdichtet.
Motor nach Anspruch 1, bei welchem der Dichtring (90) aus einem elastomeren Werkstoff ausgebildet ist.
Motor nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der mit dem isolierendem Kunststoff umspritzte Innenstator (50) als rohrförmiges Bauteil ausgebildet ist, welches auf der Außenseite (72) des Lagerrohres (70) befestigt ist.
Motor nach Anspruch 3, bei welchem die Auflage (57) aus Kunststoff an einem Ende (59) des Innnenstators (50) ausgebildet ist, und im Bereich des anderen Endes (66) des Innenstators (50) eine Verengung (68) vorgesehen ist, die dazu dient, eine dichte Verbindung dieses anderen Endes (66) mit der Außenseite (72) des Lagerrohrs (50) zu bewirken.
Motor nach Anspruch 4, bei welchem die Verengung (68) krallenförmig ausgebildet ist.
Motor nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welchem das rohrförmige Bauteil im Bereich der Auflage (57) eine Erweiterung (67) aufweist, welche dazu dient, ein Aufschieben des Bauteils auf das Lagerrohr (70) zu vereinfachen.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem dem Innenstator (50) eine Leiterplatte (46) zugeordnet ist, welche zwischen dem Statorpaket (52) und dem Flansch (80) angeordnet ist und eine dem Flansch (80) zugewandte Seite (53) aufweist, wobei sich der isolierende Kunststoff bis zu dieser Seite (53) der Leiterplatte (46) erstreckt und die Auflage (57) für den Dichtring (90) zwischen dieser Seite (53) und dem Flansch (80) ausgebildet ist.
Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Lageranordnung (60) mindestens ein erstes und ein zweites Wälzlager (73, 76) aufweist, welche jeweils einen Außenring (73'', 76'') und einen Innenring (73', 76') aufweisen, wobei zwischen dem Außenring (73'') des ersten Wälzlagers (73) und dem Außenring (76'') des zweiten Wälzlagers (76) ein Distanzglied (74) vorgesehen ist, welches einen vorgegebenen Abstand zwischen den Außenringen (73'', 76'') definiert.
Motor nach Anspruch 8, bei welchem der Außenring (76'') des zweiten Wälzlagers (76) an einem Stützglied (97) abgestützt ist, welches im Inneren des Lagerrohrs (70) vorgesehen ist.
Motor nach Anspruch 8 oder 9, bei welchem zwischen dem Außenrotor (22) und dem Innenring (73') des einen Wälzlagers (73'') eine Druckfeder (94) vorgesehen ist, welche dazu dient, diesen Innenring (73') in Richtung zum anderen Wälzlager (76) zu beaufschlagen.
Motor nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welchem der Außenring (73'') eines der Wälzlager (73) gegen einen in dem Lagerrohr (70) vorgesehenen Anschlag (98) anliegt.
Klein- oder Kleinstlüfter, versehen mit einem Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Lüfter nach Anspruch 12, welcher mit Lüfterflügeln (26) versehen ist, die einstückig mit der Rotorglocke (24) des Außenrotors (22) ausgebildet sind.