DE2525548A1

DE2525548A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE2525548A1
Application number: DE19752525548
Authority: DE
Inventors: Armin Doll; Georg F Papst
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1975-06-07
Publication date: 1975-12-18

Description

Elektromotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor, der aus Außenstator, Innenrotor und insbesondere aus zu beiden bei ten des Rotors gelagerter Welle besteht. Es sind bereits zahlreiche verschiedene Ausführungsformen derartiger Elektromotoren bekannt.
Durch exzentrische elektromagnetische Kräfte im Luftspalt derartiger Motoren wird der Rotor zu Schwingungen transversal zu seiner Achse angeregt. üblicherweise wurde bisher die Welle, vor allem im axial sich erstreckenden Bereich des motorisch aktiven Rotorteiles, so dick ausgeführt,* daß die Steifigkeit des gesamten Rotors unzulässige Schwingungen des Rotors verhinderte.Eine dicke Welle ist aber aufwendig, vor allem, wenn im Lagerbereich und/oder am Kraft ab trieb der Welle ein anderer, im allgemeinen dünnerer Durchmesser gefordert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine neuartige, konstruktive Ausgestaltung der Rotorwelle die Herstellungskosten dieser Elektromotoren zu verringern und/oder die Laufruhe dieser Motoren zu verbessern.
Erfindungsgemäß wird bei einem Elektromotor der eingangs genannten Art der Rotor auf einem die Rotorwelle mit einem einzigen konstanten Durchmesser konzentrisch umgebenden Rohr befestigt, das wenigstens im Bereich beider Enden drehfest mit der Welle verbunden ist, jedoch dazwischen diese mit Abstand umgibt.
Gegenüber den im Elektromotorenbau üblicherweise verwendeten teuren massiven Wellen mit vollem Querschnitt ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorteil , daß die wirtschaftlich vorteilhaft herzustellende Welle gegen Durchbiegungen praktisch gleich biegesteif ist. Dies ist insbessndere bei Elektromotoren mit kleinem Luftspalt wichtig, die einen günstigen Wirkungsgrad und gutes Anzugsmoment haben. Die auf den Rotor ausgeübten magnetischen Kräfte verursachen insbesondere bei engem Luftspalt häufig ein Geräuscht, welches durch die erfindungsgemäße Ausführungsform oft noch verringert wird.
so daß sich die Erfindung insbesondere fi r kleine Motoren mit engem Luftspalt eignet, die besonders ruhig laufen und doch nicht zu teuer sein sollen, z.B. Motoren für elektrische Schreibmaschinen, Bürogeräte, Tonbandgeräte u.dergl.
Dadurch, daß nicht die den Rotor unnittelbar tragende, aber gegenüber der Vollwelle fast gleich biegesteife Hohlwelle, sondern nur die koaxial hierzu in deren Innerem befindliche zweite, wesentlich dünnere Welle in den mit dem Stator verbundenen Lagern gelagert ist, werden die Lagerreibungsverluste entlich verringert und außerdem ohne Nachteil f ir it funktion des Elektromotors wegen der kleineren Lager, deren Kosten verringert. Die erfindungsgei;oäPe Ausführungsform bietet gegenüber der Verwendung von massiven, an den Enden entsprechend abqesetzten Wellen neben dem Vorteil der Billigkeit und des geringeren Gewichts die Möglichkeit zu konstruktiv sehr interessanten Ausgestaltungen.
Im nachstehenden wird die Erfindung in Verbindung mit einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsheispiel erläutert.
Seine Beschreibung und die Unteransprüche offenbaren weitere Vorteile, Einzelheiten und auch erfindungsgemäCe Weiterbildungen.
In der schematisch gezeichneten Figur ist der Rotor eines elektrischen Kleinmotors dargestellt. Die Rotorwelle 1 hat durchgehend gleichen Querschnitt. Sie ist mit einem radialen Abstand von wenigstens o,2 mm konzentrisch von einem Stahlrohr ? , 12 umgeben, auf welchem de Rotorbleche ? in an sich bekannter Weise befestigt sind, gegebenenfalls auch mittels (in der Figur nicht gezeichneter) Flansche auf beiden Seiten der Rotorbleche. Die obere Schnitthälfte zeigt eine größere radiale Weite des Raumes 5 zwischen Welle 1 und Rohr 2, während die untere Hälfte der Zeichnung einen engen radialen Raum 15 den elektromagnetisch aktiven Teil des Rotors andeutenden zwischen Welle 1 und Rohr 2 zeigt; letzterer ist insbesondere zur Füllung mit bestimmten schwingungsdämpfenden Medien vorgesehen. Um das Rohr 2, 12 relativ zur Rotorwelle 1 zu zentrieren, sind an beiden Enden des Rohres Zentrierringe 4 angeordnet. Diese können aus plastisch verformbarem Material. z.B. Kupfer, bestehen.
Bei einer bevor7ugten Ausführungsform ist der Hohlraum 15 zwischen Rotorwelle 1 und dem bis auf 0,5 mm auf die Welle 1 abgesetzten Rohr 2 mit einem dauerplastischen Material ausgerollt, wie es beispielsweise unter der geschaitzter, Bezeichnung "Opanol" im Handel ist. Hierdurch wird auf etwa entstehende Schwingungen der Welle eine zusätzliche dämpfende Wirkung ausgeübt. Frequenz der Anregung, Temperatur. Schichtdicke und Viskosität des Dämpfstoffes bestimmen da-s individuell in an sich bekannter Weise anzuwendende Dämpfstoffmittel Die Transversal schwingungen erzeugen ei ne axiale minimale Verschiebung der Oberfläche der Welle 1 und don innenfläche des Rohres 2 zueinander. Gerade bei kleiner radialer weite des Raumes 5 @ von 0,1 bis 0,5 mm können lestische, gleichzeitig dichtende Zentrerringe 4 angewendet werden. Das bewirkt Dämpfung durchs medium im Raum 5,15. , bezw. 15 Zu der erfindungsgemäßen Weiterbildung, nämlich die durch eine quasi rohrträger-verstärkte Welle 1 mit einer zu mechanischer Hysterese wirkungsvoll fähigen Dämpfschicht im Raum 5,15 zu kombinieren, könnte noch als weitere zusatzliche Maßnahme die Veränderung der Rotormasse durch eine auf den Rotor yesetzte Masse treten. Einfacher und noch wirkungsvoller ware aber, diese Möglichkeit der Resonanz verschiebung des Rotors alternativ als Kombination mit der erfindungsgemäßen Rohrversteifung des Rotors allein vorzusehen-. Das ist eine einfache aber wirkungsvolle Maßnahme, insbesondere dann, wenn die Betriebsdrehzahl etwa der Biege-Resonanzfrequenz des Rotors entspricht.
Durch die Erfindung läßt sich mit für die Massenfertigung geeigneten und sogar vorteilhaften Mitteln und Methoden be-i Innenrotoren von Elektrokleinmotoren ein biegesteifer und/oder kaum schwingungsfähiger Rotorkörper herstellen.

Claims

Patent - Ansprüche

1. Elektromotor, bestehend aus Außenstator, Innenrotor, und insbesondere mit zu beiden Seiten des Rotors gelagerter Welle, d a d u r c h gek e n n z ei c h ne t, daß der Rotor auf einem die Rotorwelle mit einem einzigen konstanten Durchmesser (1) konzentrisch umgebenden Rohr (2) befestigt ist, das wenigstens im Bereich beider Enden drehfect mit der Welle verbunden ist, jedoch dazwischen diese mit Abstand umgibt.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung von Rotorwelle (1) und Rohr (2) Zentrierringe (4) an den Enden des Rohres angeordnet sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierringe (4) aus plastisch verformbarem Material, z.B. Kupfer, bestehen.

4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen Welle und Rohr o,1 bis o,5 mm, vorzugsweise o,2 mm beträgt.

5. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Hohlraum (5) zwischen Rotorwelle (1) und Rohr (2) eine Schicht eines dauerplastischen Materials, z.B. des unter dem Handelsnamen "Opanol" erhältlichen Materials, angeordnet ist.

6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der in den Lagern drehbar gelagerten Rotorwelle (1) weniger als die Hälfte, vorzugsweise nur etwa ein Viertel des Außendurchmessers des sie umgebenden Rohre§ (2) beträgt.

7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 - 6, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) als radial hart-federndes Element, z.B. als Hülse mit axialem Längsschlitz, ausgebildet ist.

8. Elektromotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) eine aus dämpfgeschichtetem Doppelblech gebogene Hülse mit Schlitz aufweist, dessen den Schlitz begrenzende Stirnseiten einander gegenüberstehen.

9. Elektromotor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse als federndes Element ausgebildet ist.

lo. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (1) exakt koaxial zur zylindrischen Außenfläche' des Rotors unter lockerem Spielsitz in die Zentrierringe (4) eingeklebt ist.

11. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach UnterAnspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel, z.B. durch als Axiallüfter ausgebildete Zentrierringe (4), welche bewirken, daß durch den Zwischenraum von Rotorwelle (1) und Rohr (2) in Längsrichtung des Rotors eine gasförmige oder flüssige Strömung angetrieben wird.

12. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Rotor eine zur Rotorachse symmetrisch verteilte zusätzliche Masse möglichst nahe zur Mitte zwischen beiden Lagern angeordnet ist.

13. Elektromotor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse ein Automatendrehteil aus Scffwermetall, z.B.

Stahl, ist und auf dem Rohr (2) befstigt ist.

14. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (2) bis in den Bereich der Lager der Welle (1) erstreckt.

L e e r s e i t e