DE3508635A1

DE3508635A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE3508635A1
Application number: DE19853508635
Authority: DE
Inventors: Jan Maarten van de Dorecht Griend
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1985-03-11
Publication date: 1985-09-12
Also published as: GB2158296B; GB2158296A; US4623812A; NL8400780A; GB8506191D0; FR2566203A1; JPS60153631U; JPH038052Y2

Description

PHN 10.964 4 26.2.1985

"Elektromotor".

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit einem Ständer, einer Motorwelle und einem auf der Motorwelle angeordneten Läufer, wobei der Läufer einen Läuferkörper mit einer zentralen Öffnung aufweist, wobei dieser Läuferkörper durch eine elastische Schicht mit der durch die öffnung hindurchragenden Motorwelle verbunden ist.

Aus der deutschen Auslegeschrift 2.328.886 ist ein Gleichstrommotor der obenstehend angegebenen Art be-

^ kannt, wobei der Läuferkörper aus einem Dauermagneten besteht. Zwischen dem Läuferkörper und der Motorwelle ist eine axial gerichtete hülsenförmige Schicht aus einem elastischen Material angebracht, mit der der Läuferkörper auf der Motorwelle elastisch befestigt ist. Die elastische

" Schicht dient dazu, unter Betriebsverhältnissen einen Teil der in dem sich drehenden Läuferkörper gespeicherten kinetischen Energie bei plötzlichen Bremsen des Läufers zu absorbieren, damit ein mit der Motorwelle gekuppeltes Zahnrad weniger schwer belastet wird.

^ Ein Nachteil des bekannten Elektromotors ist,

dass die elastische Konstruktion nur beim plötzlichen Bremsen des Läufers funktionell ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass die elastische Schicht relativ dick ist und dadurch in axialer Richtung leicht verformbar ist, wodurch die Befestigung des Läufers auf der Motorwelle in dieser Richtung nicht solide ist, was zu unzulässig grossen axialen Verschiebungen des Läuferkörpers gegenüber der Motorwelle führen kann. Ausserdem kann infolge der relativ dicken elastischen Schicht der Läuferkörper gegenüber der

Motorwelle einigermassen kippen.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, den eingangserwähnten Elektromotor derart zu verbessern, dass die ge-

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nannten Nachteile nicht mehr auftreten.

Der erfindungsgemässe Elektromotor weist dazu das Kennzeichen auf, dass die Motorwelle mit einer ringsumgehenden radialen Rippe versehen ist, die in eine ringsumgehende Nut des Läuferkörpers ragt, wobei die elastische Schicht sich mindestens zwischen dem Läuferkörper und der in die Nut ragenden Rippe befindet und wobei die Dicke der elastischen Schicht gegenüber der Höhe der Rippe gering ist.

In dem erfindungsgemässen Elektromotor hat die elastische Schicht axial gerichtete Teile sowie mehr oder weniger radial gerichtete Teile, wodurch die Schicht eine grössere wirksame Oberfläche hat als bei dem bekannten Motor. Ein Vorteil dabei ist, dass die Dicke der Schicht äusserst klein sein kann, wodurch auftretende Kippungen des Läuferkörpers gegenüber der Motorwelle wenigstens nahezu ausgeschlossen sind.

Ein weiterer Vorteil des erfinungsgemässen Elektromotors ist, dass die mehr oder weniger radial gerichteten Teile der elastischen Schicht vermeiden, dass sich der Läuferkörper axial gegenüber der Motorwelle verschiebt, wodurch die Läuferbefestigung in axialer Richtung in hohem Masse starr ist. Vorzugsweise hat die Rippe einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt und hat die Nut meistens einen entsprechenden Querschnitt.

Die elastische Schicht kann aus einem an sich bekannten federnden Material wie Gummi, beispielsweise Butylgummi oder Nitrylgummi bestehen.

Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt, wenn die elastische Schicht aus einem thermoplastischen polyurethanelastomer, beispielsweise aus dem handelsüblichen Material Desmopane 485 oder 487 besteht.

In den Elektromotoren der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, sind der Ständer und der Läufer mit ersten bzw. zweiten Magnetmitteln versehen, die zum in Drehung Versetzen der Motorwelle miteinander zusammenarbeiten. Die ersten Mittel können beispielsweise aus einem

radial magnetisieren Dauermagneten und die zweiten Mittel beispielsweise aus einer Anzahl Spulen bestehen, wobei die Spulen mit einer bestimmten Frequenz angesteuert werden. Die obenstehend gemeinten Elektromotoren sind meistens relativ klein und werden beispielsweise in Audio- und Video-Apparatur, Kameras und Peripherie-Apparatur für Computer, wie "floppy disc drives" verwendet. In all diesen Anwendungsbereichen werden an die Stabilität des Elektromotors sowie an den Geschwindigkeitsverlauf der Motorwelle hohe Anforderungen gestellt. Bei einer sich drehenden Motorwelle tritt infolge der relativen Bewegung der Spulen gegenüber den Magnetpolen eine Kopplungswelligkeit auf, die unvermeidlich unreglmässigkeiten in der Umlaufgeschwindigkeit der Motorwelle verursacht. Mit in diesem Zusammenhang nicht näher bezeichneten elektronischen Steuersystemen lassen sich diese GeschwindigkeitsSchwankungen freilich beschränken. Versuchsweise hat es sich jedoch herausgestellt, dass mit der elastischen Befestigung des Läuferkörpers auf der Motorwelle in dem erfindungsgemässen Elektromotor eine derartige Ermässigung der Eigenfrequenz des sich drehenden Teils des Elektromotors sowie eine derartige Dämpfung erzielbar ist, dass die Drehungsstörungen des Läufers kaum zu der Motorwelle weitergeleitet werden. Dadurch kann das Anbringen der obenstehend genannten elekironischen Steuersysteme fortfallen, was aus Kostenerwägungen interessant ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Elektromotors weist das Kennzeichen auf, dass die Rippe einen Teil einer auf der Motorwelle befestigten Nabe bildet, wobei die elastische Schicht an dem Läuferkörper sowie an der Nabe befestigt ist.

Das Vorhandensein der Nabe bietet Vorteile bei der Herstellung des Motors. So braucht beispielsweise die Motorwelle erst angeordnet zu werden, nachdem der Läufer fertig ist. Dies ist insbesondere günstig, wenn die Motorwelle eine grosse Länge hat, wodurch diese während des Herstellungsverfahrens schwer hantierbar und positionier-

bar ist. Ausserdera wird die Gefahr vor Beschädigung der Welle während der Herstellung des Motors wesentlich verringert .

Eine andere bevorzugte Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, dass der Läuferkörper auf beiden Seiten der Nut einen an der zentralen Öffnung liegenden Randteil aufweist, wobei sich die elastische Schicht von der Nut aus weiter erstreckt und wobei die Dicke der Schicht kleiner ist als in der Nut.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die genannten dünneren Teile der elastischen Schicht die radiale Starrheit des Läufers vergrössern.

Ausftihrungsbeispielde der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Läufers für den erfindungsgemässen Elektromotor,

Figur 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Läufers,

Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Elektromotors.

Der in Figur 1 dargestellte Läufer 1 weist einen auf einer Motorwelle 3 befestigten scheibenförmigen Läuferkörper 5 auf. In dem Läuferkörper 5» der aus einem Kunststoff besteht, sind fünf Spulen 7 eingebettet, von denen nur eine dargestellt ist. Der Lauferkörper 5 hat eine zentrale öffnung 9 und weist auf der Innenseite 11 eine Nut 13 auf. In die Nut 13, die sich um die Läuferwelle 3 erstreckt, ragt eine ringsum gehende Rippe 15 der Motorwelle 3, wobei der spaltförmige Raum zwischen dem Läuferkörper 5 und der Motorwelle 3 mit der Rippe 15 rechteckigen Querschnitts mit einer elastischen Schicht 17 aus Desmopane 487 mit einer Dicke von 250/um gefüllt ist. Zur Verbesserung der Haftung der elastischen Schicht 17 an der Rippe 15 kann die Rippe 15 mit einer rauen Oberfläche versehen werden. U.a. zur Vergrösserung der radialen Starrheit ist die

elastische Schicht 17 an den Randteilen 19a und 19b des Läuferkörpers 5 dünner als in der Nut 13·

Eine andere Ausführungsform des Läufers ist in Figur 2 dargestellt. Der Läufer 21 hat einen Läuferkörper 25t der aus einem flanschförmigen Teil 25a aus Acrylbutadienstyrol vermischt mit Polycarbonat und einem zylinderförmigen Teile 25b aus Metall besteht. Der Läuferkörper 25 hat eine zentrale Öffnung 29» in der sich eine auf der relativ langen Motorwelle 23 angeordnete Nabe 30 aus AIuminium befindet. Die Innenseite 31 des Läuferkörpers 25 weist eine ringsum gehende kanalförmige Nut 33 auf, in die eine sich um die Motorwelle 23 erstreckende radiale Rippe 35 der Nabe 30 ragt. Zwischen der Nabe 30 und dem Läuferkörper 25 erstreckt sich eine elastische Schicht 37 aus Butylgummi. Die Schicht 37» die an der Nabe 30 sowie an dem Läuferkörper 2 5 befestigt ist, hat an den Randteilen 39^a und 39b des Läuferkörpers 2 5 Teile geringerer Dicke.

Die Art und Weise, wie die Befestigung des Läuferkörpers 25 an der Motorwelle 23 hergestellt werden kann, wird untenstehend kurz erläutert.

Bei der Herstellung wird zunächst die elastische Schicht 37 auf der Nabe 30 angebracht, wonach die Nabe 30 mit der vorhandenen Schicht 37 mit Acrylbutadienstyrol vermischt mit Polycarbonat umspritzt wird. Dabei wird der Läuferteil 25 gebildet und zugleich der Läuferteil 25b befestigt. Daraufhin wird die Nabe 30 mit der angebrachten elastischen Schicht 37 und dem Läuferkörper 25 auf der Motorwelle 23 montiert.

Die in Figur 3 durch das Bezugszeichen k0 bezeichnete Ausführungsform des erfindungsgemässen Elektromotors kann beispielsweise in einem Video-Recorder zum Antreiben einer Kopftrommel eingebaut werden. Der Elektromotor k0 hat einen Läufer 51 mit einem Läuferkörper 55, einen als ortsfeste Trommel ausgebildeten Ständer 52 und eine darin gelagerte Motorwelle 53·

Der Ständer 52 ist mit zwei Lagern 5k zum drehbaren Lagern der Motorwelle 53 versehen, wobei die zwei

Lager durch Sicherungsringe 54a am Platz gehalten werden. In der Zeichnung ist weiterhin ersichtlich, dass diese Ausführungsform mit einem Traforing 56 zum Zusammenarbeiten mit einer Kopftrommel versehen ist. Auf dem Ständer 52 ist ein Blechpaket 58 befestigt, um das Spulen 59 gewickelt sind. An dem Ständer 52 ist weiterhin ein Gehäuse 61 durch Bolzen 62 befestigt, wobei das Gehäuse zur Abschirmung und zugleich zum in axialer Richtung durch ein Zapfenlager 63 Lagern der Motorwelle 53 dient. Eine Printplatte 64 ist mit einem Verbindungsblock 64a, mit elektrischer Verdrahtung und mit Zuführungsdrähten 64b zur Speisung der Spulen 59 versehen.

Der Läuferkörper 55 hat einen Befestigungsteil 55a aus Kunststoff und einen zylinderfÖrmigen Teil 55b aus Metall, der auf der Innenseite mit einem mit den Spulen zusammenarbeitenden zylinderförmigen radial magnetisierten Magneten 57 versehen ist. Der Läuferkörper 55 befindet sich auf einer auf der Motorwelle 53 ortsfest befestigten Nabe 60, die mit einer Rippe 65 versehen ist. Zwischen dem Teil 55a des Läuferkörpers 55 und der Nabe 60 befindet sich zur Befestigung des Läufers 5I auf der Motorwelle 53 eine elastische Schicht 67 mit einer Dicke von 250 /um.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektromotor mit einem Ständer, einer Motorwelle und einem auf der Motorwelle angeordneten Läufer, wobei der Läufer einen Läuferkörper mit einer zentralen Öffnung aufweist, wobei der Läuferkörper durch eine elastische Schicht mit der durch die Öffnung hindurchragenden Motorwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorwelle mit einer ringsumgehenden radialen Rippe versehen ist, die in eine ringsumgehende Nut des Läuferkörpers ragt, wobei die elastische Schicht sich mindestens zwischen dem Läuferkörper und der in die Nut ragenden Rippe befindet und wobei die Dicke der elastischen Schicht gegenüber der Höhe der Rippe gering ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe einen Teil einer auf der Motorwelle befestigten Nabe bildet, wobei die elastische Schicht an dem Läuferkörper sowie an der Nabe befestigt ist.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Läuferkörper auf beiden Seiten der Nut einen an der zentralen Öffnung liegenden Randteil hat, wo die elastische Schicht sich von der Nut weiter erstreckt und wo die Dicke der Schicht geringer ist als in der Nut.
k. Elektromotor nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der elastischen Schicht höchstens 500 /um beträgt.

5. Elektromotor nach Anspruch 1, 2, 3 oder h dadurch gekennzeichnet, dass die Rippe einen wenigstens nahezu rechtwinkligen Querschnitt hat.

6. Elektromotor nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schicht aus einem thermoplastischen Polyurethanelastomer besteht.