DE2845702C2

DE2845702C2 - Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Elektrokleinmotor

Info

Publication number: DE2845702C2
Application number: DE19782845702
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 6200 Wiesbaden Menke
Original assignee: Nsm-Apparatebau Kg 6530 Bingen De GmbH
Current assignee: Nsm-Apparatebau Kg 6530 Bingen De GmbH
Priority date: 1978-10-20
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1983-01-20
Also published as: FR2439501A1; FR2439501B1; DE2845702A1; CH641297A5

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Elektro- Kleinmotor, insbesondere einen Synchron- oder Schrittmotor, bei dem der Rotor aus einem als Hohlzylinder ausgebildeten Magnetring, einer Welle und einem Verbindungsele- so ment zwischen dem Magnetring und der Welle lusammengesetzt wird, wobei die Welle zunächst mittels einer Hilfsvorrichtung innerhalb des Magnetringes zentriert wird.

Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors bekannt, bei welchem der Raum zwischen Welle and Magnetring mittels Kunststoff als Verbindungselement ausgespritzt wird. Hierbei ist es jedoch erforder-Ich, da der Spritzdruck für den Kunststoff relativ hoch fet, die Stärke des Magnetringes, der in der Regel aus gesintertem Material besteht, entsprechend stark auszuführen. Darüber hinaus muß bei diesem Vorgang die Spritzform so gewählt werden, daß das Kunststoffmaterial nicht nur den Innenraum des Magnetringes ausfüllt, sondern außerdem auch noch die äußere Peripherie des Magnetringes umgibt, damit der beim Spritzen entstehende Druck des Kunststoffes nicht den Magnetring, der äußerst druckempfindlich ist, sprengt.

Das bedingt zwangsläufig zum einen ein aufwendiges Abdrehen des Kunststoffes von der äußeren Peripherie des Magnetringes und zum anderen eine Stärke des Magnetringes, die aus magnetischen Gründen gar nicht erforderlich ist.

Des weiteren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors für Elektro-Kleinmotoren bekannt, bei dem das sogenannte Tauchgießen zur Anwendung kommt, d. h. der Raum zwischen Welle und Magnetring wird mit einem Zweikomponentenkleber als Verbindungselement ausgefüllt Ein solches Verfahren ist jedoch von der Verarbeitung her verhältnismäßig langsam, da die Verarbeitung des Zweikomponentenklebers nur von Hand und nicht maschinell erfolgen kann.

Ferner zeigt die DE-AS tO43 540 einen hohizylindrisdien Dauermagneten mit in der Bohrung mittels Kunstharzkittes befestigter Buchse, in der die Antriebswelle befestigt ist, wobei der Dauermagnet aus porösem Werkstoff und die Buchse aus dichtgesintertem keramischem Werkstoff besteht, und die Welle in der Buchse mit Äthoxylinharzkitt eingekittet ist Sonach setzt sich da* Verbindungselement zwischen Dauermagnet und Welle aus drei Elementen zusammen und zwar erstens aus der Befestigungsschicht zwischen der Welle und der Buchse, zweitens aus der Buchse sowie drittens aus der Befestigungsschicht zwischen der Buchse und dem Magneten. Außerdem kommen hierbei zwei unterschiedliche Materialien zur Anwendung, nämlich für die Buchse dicht gesintertes keramisches Material und für die beiden Befestigungsschichten Äthoxylinharzkitt.

Weiterhin geht aus der CH-PS 5 99 703 ein Anker für eine mechanisch hochbeanspruchte schutzisolierte Kommutatormaschine mit einer Ankerwelle hervor, auf der elektrisch isoliert ein geblechtes Eisenpaket und ein Kommutator angeordnet sind, wobei das Eisenpaket und der Kommutator durch Haltemittel drehfest miteinander verbunden sind, und das Eisenpaket zusammen mit dem Kommutator und dem Haltemittel drehfest unter Zwischenlage, eine· Isolationsschicht koaxial auf der Ankerwelle angeordnet ist. Die Isolationsschicht zwischen der Anken* eile und dem Haltemittel bzw. dem Stahlrohr ist gespritzt. Abgesehen davon, daß in diesem Falle die Isolationsschicht nicht zur unmittelbaren Verbindung zwischen Rotor und Welle dient da noch ein Stahlrohr zwischengeschaltet ist. besteht die Isolationsschicht aus Kunststoff, dem die bereits vorhergehend beschriebenen Nachteile anhaften.

Schließlich ist aus der DE-OS 18 16 584 ein Rotor für Elektromaschinen bekannt, bei dem zwischen Welle und Blechpaket wenigstens ein Drehsicherungselement vorgesehen ist das in eine parallel oder schräg /ur Rotorachse verlaufende Wellennut sowie zugleich in eine korrespondierende Nut im Blechpaket eingreift und das aus einem im geschmolzenem Zustande in den von Wellennut und Blechpaket gemeinsam umgebenen Hohlraum eingegossenen und sich beim Erstarren ausdehnenden Werkstoff besteh:, wobei zwischen der Welle und dem Blechpaket ein im Querschnitt etwa kreisringförmiger Spaltraum belassen ist, der vom Werkstoff des Drehsicherungselementes ausgefüllt ist. Beim Eingießen des geschmolzenen Werkstoffes für das Drehsicherungselement, der auch den Spaltraum füllen soll, ist die Welle in bezug auf das Blechpaket zu zentrieren, was durch eine Hilfsvorrichtung erreicht werden kann, die beispielsweise aus einem unteren Zentrierkonus und einem oberen Schließkonus aus der

Welle bestehen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem das Zusammensetzen von Magnetring, Welle und Verbindungselement möglichst kräftefrei und schnell vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sodann der Raum zwischen der Welle und dem Magnetring mit Hartschaum als Verbindungselement zwischen diesen Bauteilen ausgeschäumt wird.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß beim Aushärten des Hartschaums nur ein verhältnismäßig geringer Druck im Vergleich zu dem beim Spritzen von Kunststoff auftretenden Druck entsteht. Beim Aushärteprozeß des eingeschäumten Hartschaumes, der exotherm verläuft, entsteht nämlich ein verhältnismäßig kleiner Druck, welcher etwa zwei Zehnerpotenzen niedriger ist als der beim Spritzen von Kunststoff entstehende Druck. Dadurch kann der Magnetring genau mit einer für seine magnetischen Eigenschaften erforderlichen Stärke ausgeführt werden und ein kostspieliges Abschälen von an der Außenseite des Magnetringes befindlichem Hartschaum erübrigt sich, da beim Schäumen wesen des auftretenden niedrigen Druckes an dieser Stelle überhaupt kein Hartschaum angebracht werden muß. Darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Anwendung einer festen, geschlossenen Form, die bisher beim Gießverfahren nicht eingesetzt werden konnte. Schließlich läßt sich das gesamte Verfahren maschinell durchführen.

Zur Einsparung von Hartschaum-Material wird in Ausgestaltung der Erfindung das Verbindungselement einstückig aus einer Nabe, einer mittigen Scheibe und einem Kranz ausgebildet, wobei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beidseitig einstückig von der mittigen Scheibe aus jeweils vier radialsymmetrisch angeordnete Rippen zwischen der Nabe und dem Kranz bis annähernd an die entsprechende seitliche Außenbegrenzung der Nabe und des Kranzes hin vorgesehen werden. Zwecxmäßigerweise werden sämtliche Übergänge der Nabe, der mittigen Scheibe, der Rippen sowie des Kranzes des Verbindungselementes bogenförmig ausgebildet.

Um eine Relativbewegung zwischen der Welle und dem Verbindungselement in jeder Richtung auszuschließen, wird nach einer Weiterbildung der Erfindung rechtwinklig durch die Welle ein Stift geführt, der sich beidseitig über Nabe und Scheibe bis in den Kranz des Verbindungselementes erstreckt.

Bei einer Alternativ.,usfuhrung der Erfindung wird zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen Welle und Verbindungselement die Welle im Bereich der Nabe des Verbindungselemente* mit Längsrillen versehen und in der Mitte der Längsrillen wird in der Welle ein Einstich angebracht, in den ein Fortsatz der Nabe eingreift.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rotor wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Rotor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

ίο Fig. 2 eine Seitenansicht des Rotors nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Rotor gemäß der Linie ΠΙΠΙ der Fig. 1,

Fig.4 eine Alternativausführung des Rotors gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 5 eine Seitenansicht des Rotors nach F ig. 4.

Der Rotor 1 eines Elektro-Kleinmotors besteht aus einem als Hohlzylinder ausgebildeten Magnetring 2 aus gesintertem Werkstoff, in dem konzentrisch mittels eines Verbindungselementes 3 eine Welie 4 fest angeordnet ist. Das aus geschäumtem Hartschaum hergestellte Verbindungselement 3 bc :eht einstückig aus einer Nabe 5. einer mittigen Scheit; <· und einem Kranz 7. Um einen sicheren Verdrehschutz zwischen Kranz 7 und Magnetring 2 zu erreichen, kann die Innenseite des Magnetringes 2 mit Längsrillen versei.en werden, wobei zur Vermeidung einer axialen Ausdrükkung die innenliegenden Kanten des Magnetringes angefast sein können. Zur Erreichung einer ausreichenden Stabilität des Kranzes 7 des Verbindungselementes

)0 3 erstrecken sich beidseitig, einstückig vor der mittigen Scheibe 6 aus jeweils vier radialsymmetrisch angeordnete Rippen 8 bis annähernd an die entsprechende seitliche Außenbegrenzung der Nabe 5 und des Kranzes 7. Sämtliche Übergänge 9 der Nabe 5, der mittigen

y> Scheibe 6, der Rippen 8 sowie des Kranzes 7 des Verbindungselementes 3 sind bogenförmig ausgebildet.

Zur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen

der Welle 4 und dem Verbindungselement 3 in jeder Richtung ist in der Mitte des Rotors 1 durch d^;e We¹Ie 4

•»ο ein Stift 10 geführt, der sich beidseitig durch die Nabe 5 und die Scheibe 6 bis in den Kranz 7 des Verbi· .dungselementes 3 erstreckt.

Sei einer Alternativausführung des Rotors t ist /ur Vermeidung einer Relativbewegung zwischen dem

tj Verbindungselement 3 und der Welle 4 die Weile 4 im Bereich der Nabe 5 des Verbindungseleruentes 5 mit Längsrillen 11 versehen, und in der Mitte der Längsrillen 11 der Welle 4 ein Einstich 12 angebracht, in den ein Fortsatz 13 der Nabe 5 eingreift. Dadurch wird, da sich der Hartschaum des Verbindungselementes beim Schäumen sowohl in die Längsrillen U als auch in den Einstich 12 setzt, ein sicherer Verdrehschutz gewährleistet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Rotors für einen Elektrokleinmotor. insbesondere einen Synchron- oder Schrittmotor, bei dem der Rotor aus einem als Hohlzylinder ausgebildeten Magnetring, einer Welle und einem Verbindungselement zwischen dem Magnetring und der Welle zusammengesetzt wird, wobei die Welle zunächst mittels einer Hilfsvorrichtung innerhalb des Magnetringes zentriert wird, dadurch gekennzeichnet, daß sodann der Raum zwischen der Welle und dem Magnetring mit Hartschaum als Verbindungselement zwischen diesen Bauteilen ausgeschäumt wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement einstückig mit einer Nabe, einer mittigen Scheibe und einem Kranz ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig, einstückig von der mittigen Scheibe aus j*weils vier radialsymmetrisch angeordnete Rippen zwischen der Nabe und dem Kranz bis annähernd an die entsprechende seitliche Außenbegrenzung der Nabe und des Kranzes hin vorgesehen werden.

4. Verfahren nach Anspruch J. dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Übergänge der Nabe, der mittigen Scheibe, der Rippen sowie des Kranzes des Verbindungselementes bogenförmig ausgebildet werden. JO

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß rechtwinklig durch die Welle ein Stift geführt vird, d - sich beidseitig über Nabe und Scheibe bis in d^n Kranz des Verbindungselementes erstreckt. μ

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Welle im Bereich der Nabe des Verbindungselementes mit Längsrillen versehen wird, und daß in der Mitte der Längsrillen in der Welle ein Einstich angebracht wird, in den ein Fortsatz der Nabe eingreift.