DE3918953C2 - Kollektorloser Außenläufermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Außenläufermotor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Außenläufermotoren, die beispielsweise in Plattenspeicheran­ trieben verwendet werden, weisen in der Regel einen Befesti­ gungsflansch auf, der auch die Lager für die Welle, die Wick­ lung des Stators, ggf. die Leiterplatte mit Kommutierungssen­ soren und einen Abschirmring enthält. Das Laufgeräusch solcher Motoren entsteht einerseits als Rollgeräusch in den Lagern, andererseits als elektromechanisches Geräusch in der Wicklung. Diese geräuschbildenden Vibrationen werden zum Befestigungs­ flansch hin übertragen. Da dieser Flansch großflächig (meist scheibenförmig) und aus Platzgründen meist sehr dünn augebildet sein muß, wirkt dieser wie eine Membrane, die den durch die oben erwähnten Vibrationen erzeugten Störschall ausgezeichnet weiter- bzw. abgeben.

Aus der DE-OS 16 13 343 ist es bekannt, zur Bedämpfung des Stör­ schalls ein elastisches Material zwischen Befestigungsflansch und Abschirmring bzw. Leiterplatte (PCB) vorzusehen. Diese "Sandwich"-Konstruktion dämpft die Vibrationen.

Aufgabe der Erfindung ist es, für Motoren der eingangs erwähn­ ten Art eine wesentlich stärkere Geräuschminderung zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.

Das ringförmige Auftragen des Kunststoffes um den Drehpunkt des Motors herum erlaubt eine rationellere Fertigung.

In vielen Anwendungsfällen genügt es, nur den Raum zwischen dem Wickelkopf des Stators und dem Flansch mit Kunststoff auszu­ füllen und in einigen Fällen ist aus Kostengründen auch ein teilweises Ausfüllen ausreichend.

Falls Leiterplatte und/oder Abschirmring vorhanden, werden diese durch das Umgießen oder Umspritzen nicht nur schall­ dämpfend umgeben sondern auch gleichzeitig am Stator befestigt. Das bisherige Verkleben der Leiterplatte (PCB), der Abschirmung und der Wicklung wird überflüssig.

Eine zusätzliche Bedämpfung des Stators wird dadurch erreicht, daß auch die Nuten des Blechpaketes mit Kunststoff befüllt werden.

Die Bedämpfung der vom Rotor erzeugten Geräusche wird ebenfalls durch die Verbindung von Teilen mittels einer zähharten Kunst­ stoffschicht erreicht. Schon eine punktförmig aufgetragene Schicht führt zu guten Ergebnissen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dar­ gestellt und im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Antriebsmotor im Schnitt und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Hälfte eines er­ findungsgemäßen Antriebsmotors im Schnitt.

In der Fig. 1 ist eine Antriebseinheit 1 im Schnitt dargestellt, die beispielsweise als Hartplattenspeicherantrieb dient. Ein Antriebsmotor 2 besteht aus einem glockenförmigen Rotor 3. Im Zentrum des Rotorbodens 4 ist eine Welle 5 mit ihrem einen Ende befestigt. Die Welle 5 ist in Kugellagern 6, 7 gelagert. Die Außenringe der Kugellager 6, 7 sind konzentrisch in einem Be­ festigungsflansch 8 montiert. An das obere Kugellager 7 schließt sich in axialer Richtung eine Ferrofluid-Dichtung 9 an, die verhindert, daß flüssige oder feste Partikel vom Motorraum in den Reinraum 10 gelangen. Mit dem anderen Ende der Welle 5 ist eine Nabe 11 drehfest verbunden. Auf dieser Nabe 11 werden bei­ spielsweise Hartspeicherplatten (nicht dargestellt) angebracht.

An der Innenwand 12 des Flansches 8 ist mittels Heiß- bzw. Schmelzkleber ein Abschirmring 13 und eine Leiterplatte 14 ein­ gebettet. Als Schmelzkleber ist ein zähharter Kunststoff vor­ gesehen. Dadurch entsteht ein einstückiges Teil, das mittels des Klebers aus einer Verbindung des Flansches 8 mit dem Ab­ schirmring 13, der Leiterplatte 14 und einem Stator 15 zusammen­ gesetzt ist. In den zwischen dem Flansch 8 und einem Wickelkopf 16 der Wicklung des Stators 15 befindlichen Zwischenraum 17 ist partiell oder raumfüllend Heißkleber eingebracht. Das bisher notwendige Verkleben der Leiterplatte, der Abschirmung und der Wicklung wird durch reichhaltiges Auftragen von Kunststoff, vor­ zugsweise Heißkleber, ersetzt. Das neue einstückige Teil (8, 13, 14, 15) ist wegen seines höheren Gewichtes und seiner höheren Steifigkeit nur mehr schlecht als Schallwandler geeignet, was zu einer deutlichen Geräuschminderung führt. Auch die Nuten 18 im Statoreisen 19 können mit Kunststoff befüllt werden.

Alle Hohl- bzw. Zwischenräume zwischen dem Befestigungsflansch 8 der Wicklung des Stators 15 sind teilweise oder vollständig mit Kunststoff umgossen.

Je nach Abmessung und Aufbau des Motors 2 genügt ein partielles Umgießen bzw. Umspritzen. Dabei hat es sich als vorteilhaft er­ wiesen, den Kunststoff ringförmig koaxial um den Drehpunkt des Motors anzubringen.

Die zwischen dem Flansch 8 und dem Wickelkopf 16 angeordnete Leiterplatte 14 und/oder der Abschirmring 13 werden teilweise oder vollständig mit Kunststoff umgossen bzw. umspritzt, wobei in vielen Fällen ein teilweises Umgießen genügt. Besonders ge­ eignet für das Umgießen bzw. Umspritzen sind Heißkleber, die sich in vorteilhafter Weise über ein Dosiergerät material­ sparend einbringen lassen.

Am zylindrischen Innenrand des Rotors 3 ist ein permanentmagne­ tischer Rotormagnet 21 festgemacht. Die eine Stirnseite des Rotormagneten 21 schließt etwa mit dem Rand der offenen Seite des glockenförmigen Rotors 3 ab. Die andere Stirnseite des Rotormagneten 21 ist über eine zähharte Kunststoffschicht (vor­ zugsweise ein Heißkleber) 22 mit der Rotorbodenfläche 23 ver­ bunden. Es können auch andere Teile des Rotors 3 mittels Kunststoffschichten punkt-, ring-, stern- oder flächenförmig bedeckt werden. Die Verbindung mittels Kunststoff zu einem einstückigen Rotorteil führt zu einer weiteren Geräuschminde­ rung.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Antriebs­ motors 30 mit einem glockenförmigen Rotor 33. Die Achse 35 ist im wesentlichen zentrisch in dem Befestigungsflansch 8 fest­ stehend montiert. Die Innenringe der axial distanzierten Kugel­ lager 6, 7 sind fest auf der Achse 35 angebracht. Die Außenringe der Kugellager 6, 7 sind an der Innenwand 34 der zentrischen Bohrung der Nabe 11 in vorgegebenem Abstand befestigt. Die Nabe 11 ragt mit einem ersten Ansatz 32 zentral in den Boden des glockenförmigen Rotors 33 hinein und ist drehfest mit letzterem verbunden. Ein zweiter Ansatz 36 ragt in eine Ring­ nut 37 eines Ringteils 38. Der U-förmige Spalt zwischen dem Ansatz 36 und der Ringnut 37 hat die Wirkung einer Labyrinth­ dichtung. Das Ringteil 38 sitzt mit seiner Zentralbohrung fest auf einem nabenartigen Ansatz 39 des Befestigungsflansches 8. Auf der radialen Außenseite des Ringteils 38 ist das Stator­ eisen 19, vorzugsweise als genutetes Blechpaket, mit der Wick­ lung befestigt. Im Zwischenraum 17 zwischen dem flanschseitigen Wickelkopf 16 und der Innenwand 12 des Flansches 8 ist partiell oder raumfüllend Heißkleber oder ein anderer Kuststoff einge­ bracht. Auf dem oberen Kugellager 7 ist eine Abdeckscheibe 41 angeordnet, die die Lagerung des Motors gegenüber dem Reinraum 10 abdichtet. Die in Fig. 1 beschriebenen Dämpfungsmaßnahmen am Rotor führen auch beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 zu einem weiteren Absenken des Geräuschpegels. An der Unterseite des Ringteils 38 ist eine Leiterplatte 43 angeordnet und vorzugsweise auch durch die Kunststoffschicht, die den Wickelkopf und den Flansch verbindet, fixiert. Die Leiterplatte 43 bildet eine zusätzliche Isolierschicht zwischen einer Auflagefläche 44 des Flansches und dem Statoreisen 19.

Statt des Heißklebers können auch andere Kunststoffe zur schalldämpfenden Verbindung von Motorteilen Verwendung finden wie beispielsweise gut verarbeitbare Gießharze.

Die Erfindung ist insbesondere für Motoren der eingangs be­ schriebenen Art geeignet, deren Druchmesser D im Verhältnis zur axialen Baulänge L groß ist, d. h. D/L mindestens 2 beträgt.

Claims (9)

1. Kollektorloser Gleichstrommotor mit einem Stator und einem permanentmagneter­ regten, glockenförmigen Außenläuferrotor (3; 30) sowie mit im wesentlichen zy­ lindrischen Luftspalt zwischen dem Stator (15) und dem Außenläuferrotor (3; 30), wobei der Stator (15) ein Statoreisen (19) aufweist, das eine Wicklung mit Wic­ kelköpfen (16) trägt und mit einem Befestigungsflansch (8) verbunden ist, dessen Durchmesser mindestens dem Durchmesser des Stators (15) entspricht, und in einem Raum (17) zwischen dem Stator (15) und dem Befestigungsflansch (8) eine Dämpfungsanordnung zur Geräuschminderung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (17) zwischen dem Befestigungsflansch (8) und zumindest dem in diesem Raum (17) befindlichen Wickelkopf (16) der Wicklung vollständig mit einem Kunststoff ausgegossen oder ausgespritzt ist, so daß der Befestigungsflansch (8) mit dem Stator (15) eine nicht trennbare Einheit bildet.

2. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsflansch (8) in seinem Zentrum ein Lagertragteil aufweist, das Lagerelemente (6, 7) aufnimmt, in denen eine mit dem Zentrum des Rotorbodens (4) des Außenläuferrotors (3) verbundene Welle (5) drehbar gelagert ist.

3. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentrum des Befestigungsflansches (8) eine Achse (35) angeordnet ist, auf der sich der Außenläuferrotor (30) mittels Lagerelementen (6, 7) drehbar ab­ stützt.

4. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ringförmig koaxial um das Zentrum des Gleichstrommotors aufgetragen ist.

5. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statoreisen (19) Nuten (18) aufweist, die mit Kunststoff zumindest teilweise gefüllt sind.

6. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Ausgießen oder Umspritzen verwendete Kunststoff ein gut verarbeitbares Gießharz ist.

7. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Ausgießen oder Umspritzen verwendete Kunststoff ein Heißkleber ist.

8. Kollektorloser Gleichstrommotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißkleber über ein Dosiergerät eingespritzt wird.

9. Kollektorloser Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterplatte (14) und/oder ein Abschirmring (13) im Raum (17) zwischen dem Befestigungsflansch (8) und dem Stator (15) vorgesehen ist.