DE2147663A1

DE2147663A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE2147663A1
Application number: DE19712147663
Authority: DE
Inventors: Harald Hauser
Original assignee: SILKOK SCHWELM GmbH
Current assignee: SILKOK SCHWELM GmbH
Priority date: 1971-09-24
Filing date: 1971-09-24
Publication date: 1973-04-05

Description

Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit Ständer und Rotor, wobei Ständer und Rotor feldftilirende Bauteile aus Magnetwerkstoff aufweisen. - Bei bekannten Elektromotoren sind, wo hohe Anforderungen gestellt werden, die feldftlhrenden Bauteile im allgemeinen aus sehr aufwendigen Werkstoffen, nämlich sogenannten Dynamoblechen, aufgebaut. Das hat sich Jedoch an sich bewährt, ist Jedoch nicht nur vom Werkstoff her sondern auch in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig und ist außerdem insofern nachteilig, als beachtliche Wirbelstromverluste in Kauf genommen werden müssen. Das ist auch dann der Fall; wenn zwischen den einzelnen Blechen Isolationsschichten angeordnet werden.
Im übrigen kennt man Massekerne, die als Magnetkerne, Hochfrequenzeisenkerne und dergleichen Verwendung finden, welche aus feinkörnigen magnetischen Werkstoffen plus Kunstharz als Binder aufgebaut sind. Die Existenz derartiger Massekerne hat die Gestaltung von Elektromotoren bisher nicht beeinflußt, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufbau für Elektromotoren anzugeben, der sich in fertigungstechnischer Hinsicht wesentlich einfacher verwirklichen läßt als die bekannte Aus führungs form mit Blechpaketen aus Dynamoblechen, bei dem darüber hinaus nach bevorzugter Aus führungs form die Wirbelstromverluste beachtlich reduziert werden kennen.
Die Erfindung betrifft einen Elektromotor mit Ständer und Rotor, wobei Ständer und Rotor feldführende Bauteile aus Magnetwerkstoff aufweisen. Die Erfindung besteht darin, daß die feldführenden Bauteile von Ständer und/oder Rotor als Formteile aus feinkörnigen magnetischen Werkstoffen plus Kunstharz als Binder aufgebaut sind. Nach bevorzugter Aus führungs form der Erfindung bestehen die Formteile zu 97 - 70 Gew.-% aus feinkörnigen magnetischen Werkstoffen, zu 3 - 30 Gew.-% aus Kunstharz. Sollen die Wirbelstromverluste der Bauteile kleingebalten werden, so empfiehlt es slch, beim Aufbau der Formteile dafür zu sorgen, daß mindestens etwa 90 Gew.- der einzelnen Körper des feinkörnigen magnetischen Werkstoffes von dem Kunstharz umhüllt und außerdem durch das Kunstharz verbunden sind. Die Umhüllung soll die einzelnen Kerner des magnetischen Werkstoffes elektrisch gegeneinander isolieren, was die Ausbildung von Wirbelströmen vermindert. Zu optimalen Ergebnissen kommt man, wenn die einzelnen Körner des feinkörnigen magnetischen Werkstoffes im wesentlichen kugelförmig gestaltet und in Kugelpackung angeordnet sind. In diesem Zusammenhang ausgezeichnet ist die Ausführungsform, bei der die einzelnen kugelförmigen Körner des feinkörnigen magnetischen Werkstoffes im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen und in dichtester Kugelpackung angeordnet sind.
Der Ausdruck Kugelpackung ist im Sinne der klassischen Physik und Kristallphysik verwandt. Im Rahmen der Erfindung liegt es, feinkörnige magnetische Werkstoffe einzusetzen, die die für die Bauteile gewünschte Anisotropie bereits aufweisen oder durch Orientierung zu Formteilen führen, die in gewünschter Weise anisitrop sind und folglich ausgezeichnete magnetische Werte besitzen.
Um Formteile des erfindungsgemäßen Aufbaus herzustellen, werden die zur Herstellung der Formteile aus Kunstharz mit eingebetteten Füllern tiblichen Methoden verwandt. So wird man im allgemeinen die Körner der magnetischen Werkstoffe und Kunst-.
harz miteinander vermischen und die Mischung dann zu den Formteilen formen. Zumeist wird man aus dem Kunstharz eine Kunstharzl8sung herstellen und die Körner des magnetischen Werkstoffes bzw. der magnetischen Werkstoffe in der Kunstharzlösung suspendieren, danach das Lösungsmittel verdampfen und die umhüllen Körner zu den Formkörner verbinden, Arbeitet man mit einem thermoplastischen Kunstharz als Binder, so können die umhüllen Körner ggf. unter Zumischung von weiterem Kunstharzpulver, unter Anwendung von Druck und ggf. Wärme zu Formkörpern geformt werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die umhüllten Körner des magnetischen Werkstoffes durch Gießen oder Modellieren zu Formkörpern zu formen und danach erst das Lösungsmittel vollständig zu verdampfen. Stets kann man die umhüllten Körner beim Formen der Formkörper mit einer Vorzugsorientierung versehen, so daß die hergestellten Formteile magnetisch anisotropes Verhalten aufweisen. - Im folgenden wird ein Beispiel der Herstellung von Formteilen für erfindungsgemäße Elektromotoren angegeben.
Ausgangsmischung: 100 Teile Eisenpulver, Korngröße kleiner als 150 Mikron, 17,5 Teile Epoxidharz (Wärmeklasse F), Harz, Härter und Beæchleuniger, 2,5 Teile Montanwachse.
Harz, Härter und Beschleuniger werden in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst. Mit diesem Ansatz wird das Fe-Pulver in einem beheizten Vakuum-Kneter gemischt (ca. 60 min), bis das Lösungsmittel entzogen ist. Danach wird das Material bei Raumtemperatur ca. 100 Stunden auf Trockenblechen gelagert, bis das Harz, der Härter und Beschleuniger kristallisiert ist, d. h., das angesetzte Material ist soweit gehärtet, daß es in einer Zahnscheibenmühle staubfein zerkleinert werden kann. Nun wird das Material in einer Preßform automatisch eingebracht und mit einem Druck von 400-l.OOO Kp/cm² verpreßt. Diese Grünlinge werden anschließend in einem Temperofen bei 160 Grad (ca 2-3 Std.) getempert.
Die nach dem Verarbeitungsverfahren dem vorher genannten Aufbau weisen folgende Materialeigenschaften auf: Zugfestigkeit: 5 kp/mm² Biegefestigkeit: 850 kp/cm2 Schlagzähigkeit: ca 8 - 10 cm kp/cm2 spez. Gewicht: 5,3 g/cm) spez. Widerstand: 3 x 106 Ohm/mm2/m Carterscher Faktor: KCm = 1.13 Kontrollpunktinduktion bei 2000 A/om 13.000 Gauß Elektrische Wirksamkeit: ca 95 % Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Elektromotor in schematischer Darstellung.
Der in der Figur dargestellte Elektromotor besitzt einen Ständer 1 und einen Rotor 2, wobei Ständer 1 und Rotor 2 feldführende Bauteile aus Magnetwerkstoff aufweisen. In der Figur sind diese feldführenden Bauteile durch dicke Strichführung hervorgehoben worden. Die feldführenden Bauteile von Ständer 1 und/oder Rotor 2 sind erfindungsgemäß als Formteile 3,4 aus feinkdrnigen magnetischen Werkstoffen 5 plus Kunstharz 6 hergestellt. Das zeigt der vergrößerte Ausschnitt, der zur Figur gehört.

Claims

Patentansprüche:

1.lektromotor mit Ständer und Rotor, wobei Stunde und Rotor feldführende Bauteile aus Magnetwerkstoff aufweisen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die feldführenden Bauteile von Ständer (1) und/oder Rotor (2) als Formteile (3,4) aus feinkörnigen magnetischen Werkstoffen (5) plus Kunstharz (6) als Binder aufgebaut sind.

2. Elektromotor nach Ansprucil 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (3,4) zu 97 - 70 Gew.-% aus feinkörnigen magnetischen Werkstoffen (5), zu 3 - 30 Gew.- aus Kunstharz (6) bestehen.

3. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens etwa 90 Gew.-% der einzelnen Körner des feinkörnigen magnetischen Werkstowfes (5) von dem Kunstharz (6) umhellt und außerdem durch das Kunstharz verbunden sind.

4. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzelchnet, daß die einzelnen Körner des feinkörnigen magnetischen Werkstoffes (5) im wesentlichen kugelrdrmig gescaltet und in Kugelpackung angeordnet sind.

5. Elektromotor nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen kugelförmigen Körner des feinkörnigen magnetischen Werkstoffes (5) im wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen und in dichtester Kugelpackung angeordnet sind.