DE202018002207U1 - motor rotor - Google Patents
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Abstract
Motorläufer (10) mit:
einem Magnetträger (20);
einem vom Magnetträger (20) getragenen Magneten (40);
einer den Magneten (40) umschließenden Hülse (60); und
einer ersten und einer zweiten Umfangsdichtung (50, 52), die so angeordnet sind, dass sie den Magneten (40) innerhalb eines Raums zwischen dem Magnetträger (20) und der Hülse (60) abdichten.
Motor rotor (10) with:
a magnetic carrier (20);
a magnet (40) carried by the magnet carrier (20);
a sleeve (60) enclosing the magnet (40); and
a first and a second circumferential seal (50, 52) arranged to seal the magnet (40) within a space between the magnet carrier (20) and the sleeve (60).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Motorläufer.The present invention relates to a motor rotor.
Motoren sind bekannt. Bei einem Elektromotor ist eine Läuferbaugruppe vorgesehen, die mit Bezug auf einen nicht umlaufenden Teil oder Stator umläuft. Bei einer Ausführungsform eines Motors enthält der Stator eine oder mehrere Spulen, welche die Läuferbaugruppe umgeben, die einen oder mehrere Magnete aufweist. Die Erregung der Spulen bewirkt den Umlauf der Läuferbaugruppe innerhalb des Stators.Engines are known. In an electric motor, a rotor assembly is provided which revolves with respect to a non-rotating part or stator. In one embodiment of a motor, the stator includes one or more coils surrounding the rotor assembly having one or more magnets. The excitation of the coils causes the circulation of the rotor assembly within the stator.
Obwohl Motoren nützlich sind, kann ihr Betrieb unerwartete Folgen haben. Dementsprechend ist es wünschenswert, einen verbesserten Läufer zu schaffen.Although engines are useful, their operation can have unexpected consequences. Accordingly, it is desirable to provide an improved rotor.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Motorläufer vorgesehen, der aufweist: Einen Magnetträger, einen vom Magnetträger gehaltenen Magneten, eine den Magneten umgebende Hülse, eine erste und eine zweite Umfangsdichtung, die so angeordnet ist, dass sie den Magneten innerhalb eines Leerraums zwischen dem Magnetträger und der Hülse abdichtet. Dieser erste Aspekt berücksichtigt, dass bei Betrieb eines Motors in einer schwierigen Umgebung, wie sie auftritt, wenn ein Motor in einer aggressiven chemischen Umgebung betrieben wird, in welcher Chemikalien in der Umgebung den Motor angreifen oder seine Leistung verschlechtern kann, es wünschenswert sein kann, den Magneten gegen diese Umgebung abzuschließen, um seine Leistungsfähigkeit aufrechtzuerhalten.According to a first aspect, there is provided a motor rotor comprising: a magnet carrier, a magnet held by the magnet carrier, a sleeve surrounding the magnet, first and second circumferential seals arranged to sandwich the magnet within a void space between the magnet carrier and the sleeve seals. This first aspect takes into account that when operating an engine in a difficult environment such as occurs when a motor is operated in an aggressive chemical environment where environmental chemicals can attack the engine or degrade its performance, it may be desirable to: To complete the magnet against this environment to maintain its performance.
Dementsprechend ist ein Läufer vorgesehen. Der Läufer kann für einen elektrischen Motor vorgesehen sein. Der Läufer kann einen Magnetträger oder Magnethalter aufweisen. Der Läufer kann außerdem einen oder mehrere Magneten aufweisen, die vom Magnetträger gehalten werden oder daran befestigt sind. Der Läufer kann außerdem eine Hülse oder ein Gehäuse aufweisen, welche den oder die Magneten darin aufnehmen oder umschließen kann. Der Läufer kann außerdem mindestens eine und vorzugsweise zwei umfangsmäßige oder ringförmige Dichtungen aufweisen. Die Dichtungen können so angeordnet sein, dass sie den oder die Magneten innerhalb eines Raums oder einer Öffnung abdichten, die zwischen dem Magnetträger und der Hülse vorhanden ist. Auf diese Weise erfolgt eine Kapselung des oder der Magneten durch Verwendung des Magnetträgers und der Hülse in Verbindung mit der Dichtung, um den oder die Magneten gegen Chemikalien in der Umgebung strömungsmäßig zu isolieren oder zu schützen, in welcher er oder sie arbeiten. Dies trägt dazu bei, Schaden an dem oder den Magneten durch schädliche Chemikalien in der Umgebung zu verhindern.Accordingly, a runner is provided. The rotor may be provided for an electric motor. The rotor may comprise a magnetic carrier or magnet holder. The rotor may also include one or more magnets held by or attached to the magnetic carrier. The rotor may also include a sleeve or housing which can receive or encase the magnet (s) therein. The rotor may also have at least one and preferably two circumferential or annular seals. The seals may be arranged to seal the magnet (s) within a space or opening provided between the magnet carrier and the sleeve. In this way, encapsulation of the magnet or magnets by use of the magnet carrier and the sleeve in conjunction with the gasket is used to fluidly isolate or protect the magnet (s) against chemicals in the environment in which he or she is working. This helps prevent damage to the magnet or magnets by harmful chemicals in the environment.
In einer ersten Ausführungsform sind die erste und die zweite umfangsmäßige Dichtung an axialen Enden des oder der Magneten angeordnet. Dementsprechend können die Dichtungen an beiden Enden des oder der Magneten angeordnet oder positioniert sein.In a first embodiment, the first and second circumferential seals are disposed at axial ends of the magnet or magnets. Accordingly, the seals may be located or positioned at both ends of the magnet or magnets.
In einer Ausführungsform verläuft der oder jeder Magnet axial zwischen der ersten und der zweiten umfangsmäßigen Dichtung. Dementsprechend kann der oder jeder Magnet zwischen den Dichtungen angeordnet sein.In one embodiment, the or each magnet extends axially between the first and second circumferential seals. Accordingly, the or each magnet may be disposed between the seals.
Bei einer Ausführungsform verlaufen der Magnetträger und die Dichtung axial über die erste und die zweite ringförmige Dichtung hinaus. Dementsprechend kann der Magnetträger und/oder die Hülse in der axialen Richtung an den Dichtungen vorbei verlaufen, um die Dichtungen zu halten.In one embodiment, the magnet carrier and the seal extend axially beyond the first and second annular seals. Accordingly, the magnet carrier and / or sleeve may pass the seals in the axial direction to retain the seals.
Bei einer Ausführungsform hat der Magnetträger eine ringförmige Schulter, die so positioniert ist, dass sie den oder jeden Magneten an einer axialen Position auf dem Magnetträger festlegt. Dementsprechend kann der Magnetträger eine Schulter oder einen Vorsprung haben, der radial von seiner Außenfläche vorsteht, und woran der oder jeder Magnet anstoßen kann, um den oder jeden Magneten an der gewählten Position auf dem Magnetträger axial festzulegen. Dies hilft zum Ausrichten des oder der Magneten innerhalb der Spulen.In one embodiment, the magnet carrier has an annular shoulder positioned to secure the or each magnet at an axial position on the magnet carrier. Accordingly, the magnetic carrier may have a shoulder or protrusion projecting radially from its outer surface and to which the or each magnet may abut to axially fix the or each magnet at the selected position on the magnetic carrier. This helps to align the magnet or magnets within the coils.
Bei einer Ausführungsform ist die erste umfangsmäßige Dichtung nahe der Ringschulter angeordnet. Dementsprechend kann die Ringschulter neben der ersten Dichtung positioniert sein, um das Lokalisieren der ersten Dichtung zu unterstützen.In one embodiment, the first circumferential seal is disposed near the annular shoulder. Accordingly, the annular shoulder may be positioned adjacent the first seal to aid in locating the first seal.
Bei einer Ausführungsform bildet die ringförmige Schulter eine erste ringförmige Aussparung, die so bemessen ist, dass sie die erste umfangsmäßige Dichtung aufnehmen kann. Dementsprechend kann die ringförmige Schulter mindestens teilweise einen Teil einer Ringnut auf der Außenoberfläche des Magnetträgers bilden oder bereitstellen, in welche die ringförmige Dichtung eingelegt werden kann.In one embodiment, the annular shoulder forms a first annular recess sized to receive the first circumferential seal. Accordingly, the annular shoulder may at least partially form or provide a portion of an annular groove on the outer surface of the magnetic carrier into which the annular seal may be inserted.
In einer Ausführungsform bildet der Magnetträger eine zweite ringförmige Aussparung, die so bemessen ist, dass sie die zweite umfangsmäßige Dichtung aufnehmen kann. Das Vorsehen einer weiteren Umfangsnut auf der Außenoberfläche des Magnetträgers trägt dazu bei, die Dichtung an Ort und Stelle zu halten.In one embodiment, the magnet carrier forms a second annular recess sized to receive the second circumferential seal. The provision of a further circumferential groove on the outer surface of the magnet carrier helps to hold the seal in place.
Bei einer Ausführungsform wird die Hülse durch die erste und die zweite umfangsmäßige Dichtung gehalten. Dementsprechend kann die Hülse durch die umfangsmäßigen Dichtungen positioniert bzw. an Ort und Stelle gehalten werden, um die Hülse, den oder die Magneten und die Dichtungen an Ort und Stelle zu halten.In one embodiment, the sleeve is held by the first and second circumferential seals. Accordingly, the sleeve can be positioned by the circumferential seals or held in place to the Sleeve, holding the magnet (s) and the seals in place.
Bei einer Ausführungsform sind die Hülse und der Magnetträger so dimensioniert, dass sie die erste und die zweite umfangsmäßige Dichtung zusammendrücken. Dementsprechend können die Dichtungen zwischen der Hülse und dem Magnetträger zusammengedrückt oder gequetscht werden, um sie an Ort und Stelle zu halten und die Abdichtung des oder der Magneten zu verbessern.In one embodiment, the sleeve and magnet carrier are sized to compress the first and second circumferential seals. Accordingly, the seals between the sleeve and the magnet carrier can be squeezed or squeezed to hold them in place and improve the sealing of the magnet or magnets.
Bei einer Ausführungsform bestehen die erste und die zweite Dichtung aus einer Vergußmassendichtung oder einer O-Ringdichtung.In one embodiment, the first and second seals consist of a potting compound seal or an O-ring seal.
Bei einer Ausführungsform bestehen die erste und die zweite umfangsmäßige Dichtung aus einem synthetischen Gummi- und Fluorpolymer-Elastomerverbindung.In one embodiment, the first and second circumferential seals are made of a synthetic rubber and fluoropolymer elastomeric compound.
Bei einer Ausführungsform ist der Magnet ein Ringmagnet.In one embodiment, the magnet is a ring magnet.
Bei einer Ausführungsform besteht der Ringmagnet aus einer Mehrzahl C-förmiger Magnetsegmente.In one embodiment, the ring magnet consists of a plurality of C-shaped magnet segments.
Bei einer Ausführungsform weist der Läufer eine Halterung auf, die zum Fixieren des Magneten am Magnetträger betätigbar ist.In one embodiment, the rotor on a holder which is operable to fix the magnet on the magnetic carrier.
Bei einer Ausführungsform ist der Magnet ein Seltenerd-Magnet.In one embodiment, the magnet is a rare earth magnet.
Bei einer Ausführungsform besteht der Magnet aus Eisen-Bor oder Samarium-Kobalt.In one embodiment, the magnet is made of iron-boron or samarium-cobalt.
Bei einer Ausführungsform sind die erste und die zweite umfangsmäßige Dichtung so angeordnet, dass sie den Magneten innerhalb des Raums zwischen dem Magnetträger und der Hülse hermetisch abdichten.In one embodiment, the first and second circumferential seals are arranged to hermetically seal the magnet within the space between the magnet carrier and the sleeve.
Nach einem zweiten Aspekt ist eine Vakuumpumpe vorgesehen, die einen Motorläufer nach dem ersten Aspekt aufweist.According to a second aspect, there is provided a vacuum pump having a motor rotor according to the first aspect.
Weitere besondere und bevorzugte Aspekte sind in den anliegenden unabhängigen und abhängigen Ansprüchen dargestellt. Merkmale der abhängigen Ansprüche können mit Merkmalen der unabhängigen Ansprüche nach Bedarf kombiniert werden, und zwar auch zu anderen Kombinationen, als sie ausdrücklich in den Ansprüchen angesprochen sind.Further particular and preferred aspects are set forth in the appended independent and dependent claims. Features of the dependent claims may be combined with features of the independent claims as necessary, even to combinations other than those expressly recited in the claims.
Wo ein Apparatemerkmal im Zusammenhang mit dem Bewirken einer Funktion beschrieben ist, ist klar, dass dieses jedes Apparatemerkmal meint, welches die Funktion wahrnimmt, oder das zur Wahrnehmung dieser Funktion adaptiert oder konfiguriert werden kann.Where an apparatus feature is described in the context of effecting a function, it will be understood that this means any apparatus feature that perceives the function or that may be adapted or configured to perform that function.
Ausführungseispiele der vorliegenden Erfindung werden nunmehr mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, in denen zeigt:
- Die
1A bis1D einen Motorläufer, allgemein mit 10 bezeichnet, gemäß einer Ausführungsform.
- The
1A to1D a motor rotor, generally designated 10, according to one embodiment.
Vor Erörterung der Ausführungsformen mehr im einzelnen, sei zunächst ein Überblick gegeben. Es wird eine elektrische Motorläuferbaugruppe bereitgestellt, die weniger anfällig gegen chemische Angriffe in schädlichen chemischen Umgebungen ist. Insbesondere ist eine Anordnung vorgesehen, bei welcher der Magnet des Motorläufers und irgendwelche zur Befestigung des Magneten an einem Magnetträger verwendete Klebstoffe hermetisch gegen Chemikalien abgeschlossen sind, die in der Umgebung vorhanden sind, in welcher der Motor arbeitet.Before discussing the embodiments in more detail, first an overview is given. An electric motor rotor assembly is provided which is less susceptible to chemical attack in harmful chemical environments. In particular, an arrangement is provided in which the magnet of the motor rotor and any adhesives used to attach the magnet to a magnet carrier are hermetically sealed against chemicals present in the environment in which the motor operates.
Der Magnet ist typischerweise ein ringförmiger Permanentmagnet, der einstückig ausgebildet oder aus C-förmigen Komponenten zusammengesetzt sein kann, und der auf einem Magnetträger aufgenommen wird. Der Magnetträger bildet einen Teil einer hermetisch abschließenden Hülle zum Schutz des Magneten gegen chemischen Angriff von Chemikalien, die in der Umgebung vorhanden sind, in welcher der Motorläufer eingesetzt wird. In manchen Ausführungsformen ist der Magnet unter Verwendung eines Klebstoffs am Magnetträger befestigt. Eine zylindrische Hülse ist koaxial angeordnet, um den Magnet zu umschließen, wobei die Hülse der radial äußere Oberfläche des Magneten gegen mechanische Beschädigung während des Zusammenbaus schützt, das Halten des Magneten an Ort und Stelle unter der Einwirkung starker Zentrifugalkräfte unterstützt, und Teil des hermetisch abschließenden Gehäuses bildet. An beiden Enden des Magneten ist eine umfangsmäßige Dichtung vorgesehen, die ebenfalls Teil der hermetisch abgeschlossenen Hülle bildet, das jeweilige axiale Ende des Magneten abdichtet und den Magneten vollständig in einem ringförmigen, durch den Motorträger, die Hülse und die umfangsmäßigen Dichtungen selbst gebildeten Raum abkapselt. Diese hermetische Abkapselung schützt den ringförmigen Permanentmagneten gegen chemischen Angriff während des Betriebs des Motorläufers und schützt den Klebstoff, falls vorhanden.The magnet is typically an annular permanent magnet, which may be integrally formed or composed of C-shaped components, and which is received on a magnetic carrier. The magnet carrier forms part of a hermetically sealed shell to protect the magnet against chemical attack by chemicals present in the environment in which the motor rotor is used. In some embodiments, the magnet is attached to the magnet carrier using an adhesive. A cylindrical sleeve is coaxially disposed to enclose the magnet, the sleeve protecting the radially outer surface of the magnet against mechanical damage during assembly, assisting in holding the magnet in place under the action of strong centrifugal forces, and forming part of the hermetic seal Housing forms. At both ends of the magnet, a circumferential seal is provided which also forms part of the hermetically sealed shell, which seals the respective axial end of the magnet and completely encapsulates the magnet in an annular space formed by the motor support, sleeve and circumferential seals themselves. This hermetic encapsulation protects the annular permanent magnet against chemical attack during operation of the motor rotor and protects the adhesive, if any.
Läuferbaugruppe:Rotor assembly:
Der Motorläufer
Der Motorläufer
Der Motorläufer
Der Zusammenbau des Motorläufers
Der O-Ring 50 wird in der Nut
Die Hülse
Durch die relativen Abmessungen des Magnetträgers
Dementsprechend ist ersichtlich, dass der Oberflächenring-Permanentmagnet
Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel O-Ringdichtungen benutzt, ist klar, dass auch Vergussmassen eingesetzt werden können und dass das Profil der Außenoberfläche
Früher sind Permanentmagnet-Motorlösungen bei Vakuumanwendungen mit leichter Beanspruchung eingesetzt worden. Solche Permanentmagnet-Motorlösungen waren vorwiegend Motorkonstruktionen mit Oberflächenring-Permanentmagnet wegen deren billiger und einfacher Konstruktion. Jedoch, wie oben erwähnt, sind sowohl der Magnet als auch der Klebstoff bei solchen Konstruktionen chemischen Angriff ausgesetzt, insbesondere in Vakuumanwendungen mit mittlerer oder starker Beanspruchung.In the past, permanent magnet motor solutions have been used in light duty vacuum applications. Such permanent magnet motor solutions have been predominantly surface mount permanent magnet motor designs because of their cheaper and simpler design. However, as noted above, both the magnet and the adhesive are exposed to chemical attack in such constructions, particularly in medium or heavy duty vacuum applications.
Die Erfindung verbessert die Robustheit und die Zuverlässigkeit von Motorkonstruktionen mit Oberflächenring-Permanentmagnet mit einem hermetisch abgedichteten Träger, der dafür ausgelegt ist, die Anwendungseignung von Oberflächenring-Permanentmagnetmotoren von Anwendungen mit leichter Beanspruchung auf Vakuumanwendungen mit mittlerer und starker Beanspruchung auszudehnen.The invention improves the robustness and reliability of surface mount permanent magnet motor designs with a hermetically sealed carrier designed to extend the utility of surface ring permanent magnet motors from light duty applications to medium and heavy duty vacuum applications.
Seltenerd-Magnete und Klebstoffe, insbesondere Neodym-Eisen-Bor, sind bei gewissen Vakuumanwendungen, z. B. mit hohen Konzentrationswerten von Wasserstoff und Fluor, durch chemischen Langzeitangriff gefährdet. Mit der Zeit können der Klebstoff und die Magnetbaugruppen geschwächt werden, was zu schlechterer Leistung und schließlich zum Ausfall des Motors führt. In Folge dieser Ausfallgefahr werden bei Vakuumanwendungen mit mittlerer und starker Beanspruchung typischerweise Induktionsmotoren eingesetzt, während Oberflächenring-Permanentmagnetmotoren nur bei Anwendungen mit leichter Beanspruchung, insbesondere bei der Halbleiterverarbeitung, eingesetzt werden.Rare earth magnets and adhesives, especially neodymium-iron-boron, are used in certain vacuum applications, e.g. B. with high concentration levels of hydrogen and fluorine, endangered by long-term chemical attack. Over time, the adhesive and magnet assemblies may be weakened, resulting in poorer performance and ultimately engine failure. As a result of this failure, induction motors are typically used in medium and heavy duty vacuum applications, while surface ring permanent magnet motors are used only in light duty applications, particularly in semiconductor processing.
Die Erfindung stellt eine hermetisch abgedichtete Magnetanordnung bereit, welche sowohl den Seltenerd-Magnet als auch den Klebstoff gegen chemischen Angriff schützt. Dies ergibt eine zuverlässigere Motoranordnung für Vakuumanwendungen mit mittlerer und starker Beanspruchung und ermöglicht dadurch den Einsatz hocheffizienter Synchronmotoren in mehr Halbleiterverarbeitungs-Anwendungen.The invention provides a hermetically sealed magnet assembly which protects both the rare earth magnet and the adhesive against chemical attack. This results in a more reliable motor assembly for medium and heavy duty vacuum applications, thereby enabling the use of high efficiency synchronous motors in more semiconductor processing applications.
Bevorzugte Ausführungsformen weisen folgende Komponenten auf:
- 1. Magnetträger aus C45E-Kohlenstoffstahl - dies ergibt einen guten magnetischen Kreis für den Magneten;
- 2. zwei im Träger eingearbeitete O-Ringnuten - dies ergibt eine zuverlässige Positionierung für die beiden abdichtenden O-Ringe;
- 3. zwei O-Ringe aus VITON - VITON (Handelsmarke) ist ein bewährtes Material für Vakuumanwendungen bei mittlerer und starker Beanspruchung;
- 4. Magnetring aus Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) - dies ergibt eine kosteneffektive Magnetlösung mit exzellenter Magnetstärke;
- 5. Schutzhülse aus rostfreiem Stahl der Qualität
303 .
- 1. Magnetic carrier made of C45E carbon steel - this gives a good magnetic circuit for the magnet;
- 2. two O-ring grooves machined in the carrier - this provides a reliable positioning for the two sealing O-rings;
- 3. two VITON O-rings - VITON (trademark) is a proven material for medium and heavy duty vacuum applications;
- 4. neodymium-iron-boron (NdFeB) magnetic ring - this results in a cost-effective magnetic solution with excellent magnetic strength;
- 5. Quality stainless steel protective sleeve
303 ,
Die Verwendung von O-Ringen aus VITON (Handelsmarke) stellt eine hermetische Abdichtung für den Magneten und den Klebstoff her. Das Zusammendrücken der O-Ringe hält die Schutzhülse aus rostfreiem Stahl an Ort und Stelle, wodurch die Notwendigkeit für Klebstoff auf der äußeren Dichtungsoberfläche entfällt.The use of O-rings made of VITON (trademark) produces a hermetic seal for the magnet and the adhesive. The compression of the O-rings keeps the stainless steel protective sleeve in place, eliminating the need for adhesive on the outer sealing surface.
Die Erfindung ermöglicht den Einsatz von Oberflächenring-Permanentmagnetmotoren in Halbleitervakuumanwendungen. Jedoch ist auch ein Einsatz in anderen industriellen Anwendungen möglich.The invention enables the use of surface ring permanent magnet motors in semiconductor vacuum applications. However, use in other industrial applications is also possible.
Obwohl erläuternde Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben worden sind, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf diese genaue Ausführungsform beschränkt ist und dass verschiedene Abwandlungen und Modifikationen vom Fachmann vorgenommen werden können, ohne vom Konzept der Erfindung abzuweichen, das durch die anliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente definiert ist.Although illustrative embodiments of the invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, it will be understood that the invention is not limited to this precise embodiment and that various modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the concept of the invention. which is defined by the appended claims and their equivalents.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: FLEUCHAUS & GALLO PARTNERSCHAFT MBB - PATENT- , DE Representative=s name: FLEUCHAUS & GALLO PARTNERSCHAFT MBB PATENTANWA, DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |