DE3818346C2 - Außenläufermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Außenläufermotor mit den Merkma­ len des Anspruchs 1.

Außenläufermotoren, wie sie beispielsweise aus dem Winchester­ laufwerken der Datenverarbeitung bekannt sind, sind auf eine besonders hohe Freiheit an Radialschlag und Planschlag hin entwickelt worden.

So ist aus DE 37 31 141 A1 ein Winchester-Festplattenlaufwerk hoher Kapazität bekannt, das durch einen im Inneren der Lauf­ werkspindel angebrachten Motor angetrieben wird. Dieser Motor weist eine Nabe und einen in dieser Nabe mit ihr rotierenden Rotor mit Permanentmagneten und magnetischem Rückschlussele­ menten sowie einen Stator mit Spulen auf, wobei die Nabe ein aus magnetisierbarem Stahl bestehendes ringartiges mit zwei Lagern gelagertes Tragteil besitzt, welches die Magnete trägt und den magnetischen Rückschluss bildet.

Das als Rückschlusskörper ausgebildete Tragteil ist an seiner Außenfläche mit einer Hülse aus Aluminium überzogen, an wel­ cher die Festplatten angebracht sind.

Zur Vermeidung von Radial- und Planschlag ist es bei Außenläu­ fermotoren dieser Art zum Beispiel aus DE 35 19 824 A1 ferner bekannt, die Außenfläche einer den Rückschlusskörper umgeben­ den Aluminiumnabe nach Zusammenbau zu schleifen bzw. zu über­ drehen, wodurch die Zentrizität mit der Drehachse verbessert werden soll.

Bei Motoren mit einem großen Verhältnis von Drehmoment zu Volumen werden Plattennaben aus magnetisierbarem Stahl, welche gleichzeitig den Magnetrückschluss bilden, verwendet. Der­ artige Naben müssen einen Rostschutz aufweisen, welcher jedoch die Nachbearbeitung der Nabe im Fertigzustand des Motors un­ möglich macht. Aus diesem Grunde muss die Nabe vor dem Einbau mit sehr hoher Genauigkeit hergestellt werden.

Da sich die Schlagtoleranz des fertigen Motors aus der Summe der Schlagtoleranzen der Bauelemente ergibt, beispielsweise der Kugellager und der Plattennabe selbst, muss die beim Zu­ sammenbau einzuhaltende Fügegenauigkeit teilweise unter 5 µm liegen.

Auch die Rostschutzbeschichtung muss innerhalb dieser Tole­ ranzgrenzen liegen. Ein solcher Rostschutz ist andererseits nicht durch Verwendung von rostfreiem Stahl zu erreichen, da dieser die erforderlichen magnetischen Eigenschaften nicht aufweist.

Aufgrund dieser Umstände ist der Fertigungsaufwand bei der Herstellung derartiger Motoren, bei welchen die Naben einer Schleif-, Hon- oder Polierbearbeitung unterzogen werden müs­ sen, auch bei hohen Stückzahlen recht erheblich.

Der Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, einen Außen­ läufermotor der erläuterten Art zu schaffen, welcher bei hoher Genauigkeit und geringen Toleranzen preisgünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird mit dem Außenläufermotor gemäß Anspruch 1 gelöst, bei welchem die als Rückschlusskörper ausgebildete Nabe aus magnetisierbarem Stahl wenigstens an der Außenfläche mit einer korrosionsfesten, maximal 200 µm dicken, galvanisch aufgebrachten oder aufgedampften Aluminiumschicht überzogen ist, welche im Fertigzustand des Außenläufermotors mechanisch endbearbeitet wird.

Aus EP 0 219 688 A1 ist es zwar bekannt, aus Sinter-Ferrit­ magneten bestehende Rotoren von Außenläufermotoren zum Zwecke der Versiegelung mit einer Oberflächenmetallbeschichtung zu versehen. Ferner ist es aus JP 60-12 854 A & Patents Abstracts of Japan, Sec. E, Vol. 28 (1985), No. 349 bekannt, eine durch Spritzgießen aufgetragene Überzugsschicht eines Rotors in der Endbearbeitung zu überdrehen.

Hieraus ergibt sich jedoch nicht der oben erläuterte erfin­ dungsgemäße Vorschlag für die Bearbeitung des Rotors eines Außenläufermotors der angegebenen Art.

Insbesondere bei Verwendung von galvanisch aufgebrachtem Alu­ minium ergibt sich aufgrund der hohen Haftfestigkeit und der guten Bearbeitbarkeit eine wesentliche Verringerung des Her­ stellungsaufwandes.

Eine weitere Verbesserung läßt sich mit dem Verfahren nach Anspruch 4 dadurch erzielen, dass die gesamte Nabe mit der korrosionsfesten Aluminiumschicht überzogen und anschließend die Außenfläche mechanisch endbearbeitet wird. Diese Bearbei­ tung führt vor allem zur Langzeitkonstanz des nach dem End­ drehvorgang erreichten minimalen Radial- und Planschlages.

Bevorzugte Dimensionierungen der Aluminiumschicht sind mit den Ansprüchen 2 und 3 angegeben.

Insgesamt ergeben sich durch die erfindungsgemäßen Vorschläge die folgenden Vorteile:
Der Herstellungsaufwand ist wesentlich verringert, Korrosionen treten nicht mehr auf, die langfristigen und die kurzzeitigen Schlagänderungen sind verringert, die mechanische Stabilität des Rotors ist verbessert.

In der Zeichnung, anhand derer die Erfindung weiter erläutert wird, zeigen

Fig. 1 einen Motor herkömmlicher Bauart und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Motors nach der Erfin­ dung.

Gemäß Fig. 1 trägt die Nabe 1 aus Aluminium einen magnetischen Rückschlusskörper 2, auf dem Permanentmagneten 3 angeordnet sind. Die Spulen des Stators 4 treiben die Nabe 1 an. Die Endbearbeitung der Nabe 1 erfolgt im Fertigzustand des Motors und umfasst die üblichen materialabhebenden Methoden, bei­ spielsweise das Fertigdrehen durch Spanabnahme an der Außen­ fläche der Nabe 1.

Bei dem Motor nach Fig. 2 ist zur Volumenverringerung der magnetische Rückschluss als Rückschlusskörper 2 in Form eines ringartigen Tragteils ausgebildet und trägt die Permanent­ magnete 3. Auch hier treiben die Spulen des Stators 4 die Nabe 1 an. Der Rückschlusskörper 2 besteht aus magnetischem Stahl.

Die üblicherweise verwendete korrosionsfeste Schicht 5, die wenigstens auf der Außenfläche 20 der Nabe 1 aufgebracht ist, ist aber nicht mehr nur wenige µm, sondern beispielsweise etwa 200 µm stark. Dadurch ist sie nicht mehr allein ein Korro­ sionsschutz, sondern ein mechanisch bearbeitbares Bauelement, das vor allem zur Verringerung des radialen Schlages, ins­ besondere durch Endbearbeitung auf der eingebauten Welle, verwendbar ist.

Die aus Aluminium bestehende Schicht kann durch Tauchen, Sput­ tern oder Galvanisieren hergestellt werden und haftet dann besonders gut auf der Nabe 1.

Sie ist einerseits zur Aufbringung hinreichend stark vor­ zusehen, damit sie bei der Montage des Motors gut zu handhaben ist, und andererseits möglichst dünn auszuführen, damit sie durch Endbearbeitung auf der Welle mit geringem Aufwand redu­ ziert werden kann.

Dünne Aluminiumschichten bis zu einer Dicke von 0,2 mm lassen sich in vorteilhafter Weise mittels Aufdampfen mit auf der gesamten Oberfläche weitgehend gleicher Dicke aufbringen.

Die Erfindung ist insbesondere für Hartplattenspeicher mit einem Plattendurchmesser von 5,25" oder darunter vorteilhaft anwendbar.

Der magnetische Rückschlußkörper 2 hat einen Z-förmigen Quer­ schnitt, wobei die Teile des Z jeweils aneinander parallel verlaufend anliegen. Die radialen Außenenden der unteren Schenkel können so gestaltet sein, dass eine umlaufende Rille entsteht, in die axial Wuchtmetall eingedrückt werden kann.

Claims (4)

1. Außenläufermotor mit einem Stator (4) und einen diesen umgebenden permanentmagnetischen Rotor (6), insbesondere zum Antrieb eines Festplattenspeichers, wobei der Rotor (6) aus einer Nabe (1) besteht, die ein aus magnetisier­ barem Stahl bestehendes, ringartiges, als Rückschluss­ körper (2) ausgebildetes Tragteil aufweist, welches an mindestens einem Lager (11) angreift, auf seiner Innen­ fläche Permanentmagnete (3) trägt und zumindest an seiner Außenfläche (20) mit einer korrosionsfesten, maximal 200 µm dicken, galvanisch aufgebrachten oder aufgedampften Aluminiumschicht (5) überzogen ist, wobei die Außenfläche (20) im Fertigzustand des Außenläufermotors mechanisch endbearbeitet wird.

2. Außenläufermotor, dadurch gekennzeichnet, dass die Alu­ miniumschicht (5) etwa 50 µm stark ist.

3. Außenläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumschicht (5) mehr als 15 µm stark ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Außenläufermotors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ge­ samte Nabe (1) innen und außen mit einer korrosionsfesten Aluminiumschicht (5) überzogen und anschließend die Au­ ßenfläche (20) mechanisch endbearbeitet wird.