DE4205985A1 - Buerstenloser aussenlaeufermotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen bürstenlosen Außenläufermotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei diesen bekannten bürstenlosen Außenläufermotoren umgeben das Joch und der Magnet die gehäusefest angeordnete Spule, die durch einen Eisenkern mit Wicklungen gebildet wird. Aufgrund des Eisenkerns der Spule treten im Einsatz dieses Motors Wirbelstromverluste auf, welche die Leistung des Motors verringern. Da der Magnet die Spule umgibt, hat er einen entsprechend großen Abstand von der Motorwelle. Aufgrund dieses Abstandes treten verhältnismäßig hohe Trägheitsmomente auf; auch wird hierdurch die Hochlauf­ zeit erhöht, d. h. die Zeit, bis die Motorwelle ihre ge­ wünschte Drehzahl erreicht hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungs­ gemäßen bürstenlosen Außenläufermotor so auszubilden, daß er bei konstruktiv einfacher Ausbildung nur geringe Leistungsverluste und ein geringes Trägheitsmoment auf­ weist.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen bürstenlosen Außenläufermotor erfindungsgemäß mit den kennzeichnen­ den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Außenläufermotor umgibt die Spule den Magneten. Er kann dadurch nur geringen Abstand von der Achse der Motorwelle aufweisen, so daß das Trägheits­ moment dieses Motors entsprechend gering und die Hoch­ laufzeit entsprechend kurz ist. Da die Spule eisenlos ausgebildet ist, werden Wirbelstromverluste, die bei Spulen mit Eisenkern unvermeidlich sind, verhindert. Der erfindungsgemäße Motor hat eine hohe Leistung, da Wirbelstromverluste nicht auftreten und das Trägheits­ moment gering ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in einem Axialschnitt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen bürstenlosen Außenläufermo­ tors,

Fig. 2 in einem Axialschnitt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen büstenlosen Außenläufermotors.

Wie Fig. 1 zeigt, hat der bürstenlose Außenläufermotor einen Permanentmagneten 1, der in ein koaxial zu ihm liegen­ des Joch eintaucht. Zwischen dem Permanentmagneten 1 und dem Joch 2 ist eine freitragende Spule 3 angeordnet, die koaxial zum Permanentmagneten 1 und zum Joch 2 liegt. Der Permanent­ magnet 1 sitzt drehfest auf einer Motorwelle 4, die an einem Ende über ein Lager 7 in einem Motordeckel 5 drehbar gelagert ist. Über ein weiteres Lager 7 ist die Motorwelle 4 am gegenüberliegenden Endbereich im Boden eines Motorge­ häuses 8 drehbar gelagert. Der Permanentmagnet 1 ist mit einem Rotorträger 6 drehfest verbunden, der seinerseits drehfest auf der Motorwelle 4 gelagert ist. Die Spule 3 liegt im Ringspalt 9 zwischen dem zylindrischen Joch 2 und dem zylindrischen Permanentmagneten 1.

Wie Fig. 2 anhand eines konkreten Ausführungsbeispieles eines solchen bürstenlosen Außenläufermotors zeigt, ist die Spule 3 mit einem Ende im Motordeckel 5 verankert. Er ist in das Gehäuse 8 eingesetzt und in geeigneter Weise mit ihm verbunden. Durch den Motordeckel 5 ragt eine Anschlußleitung 10 der Spule 3.

Die Lager 7 sind vorzugsweise Wälzlager, die eine reibungs­ arme Lagerung der Motorwelle 4 ermöglichen. Anstelle der Wälzlager kann selbstverständlich auch ein Gleitlager eingesetzt werden. Zur axialen Fixierung der Lager 7 ist auf der Motorwelle 4 jeweils ein Axialanschlag 11, 12 vorgesehen. Das zylindrische Joch 12 bildet den Eisen­ rückschluß, der mit geringem Abstand die Spule 3 umgibt, die ihrerseits mit geringem Abstand den Permanentmagneten 1 umgibt. Die Spule 3 endet mit geringem Abstand vom Rotorträger 6, der drehfest auf der Motorwelle 4 sitzt und vorzugsweise scheibenförmig ausgebildet ist. An ihm sind das Joch 2 und der Permanentmagnet 1 befestigt. Der Rotorträger 6 liegt mit geringem axialem Abstand vom Boden des Motorgehäuses 8. Der Rotorträger 6 besteht aus nicht magnetischem Material. Vorzugsweise besteht er aus gewichts­ mäßig leichtem Kunststoff, wodurch das Gewicht des Motors und das Trägheitsmoment gering gehalten werden kann.

Das Motorgehäuse 8 kann aus jedem geeigneten Material, vor­ zugsweise jedoch aus Kunststoff bestehen. Die gehäusefeste Spule 3 ist eisenlos und steht während des Betriebes des Motors still, während die Motorwelle 4 mit dem Rotorträger 6, dem Permanentmagneten 1 und dem Joch 2 gegenüber der Spule 3 und dem Motorgehäuse 8 dreht. Dadurch treten im Eisenrückschluß 2 keine Hystereseeffekte und Wirbelströme auf. Der Motor zeichnet sich durch optimale Laufeigenschaften aus. Er läuft sehr ruhig, erwärmt sich infolge der beschrie­ benen Ausbildung nur wenig und benötigt vor allem nur einen sehr geringen Leerlaufstrom.

Der Motor kann mit hohen Drehzahlen betrieben werden, die beispielsweise in der Größenordnung von etwa 12 000 U/min bis etwa 100 000 U/min liegen können. In diesem großen Drehzahlbereich tritt infolge der beschriebenen Ausbildung eine Zunahme der Ummagnetisierungsverluste nicht auf. Der Motor kann beispielsweise für Pumpen, Lüfter und dergleichen eingesetzt werden. Wegen der nur geringen Wärmeentwicklung kann dieser Motor auch in kritischen Fällen eingesetzt werden, bei denen es auf geringe Wärmeentwicklung wesentlich ankommt, beispielsweise beim Einsatz von in Hand gehaltenen Geräten für medizinische Zwecke oder dergleichen. Der be­ schriebene Motor kann sehr kleine Abmessungen haben, bei­ spielsweise einen Durchmesser von nur etwa 2 cm und eine axiale Länge von beispielsweise nur 2,5 cm aufweisen. Die elektronische Kommutierung dieses bürstenlosen Außenläufer­ motors kann über magnetische Sensoren erfolgen, jedoch auch über andere elektronische Steuerungen.

Claims (12)

1. Bürstenloser Außenläufermotor mit mindestens einem Magneten, einem Joch als Eisenrückschluß und einer Spule, die vom Joch umgeben und in einem Gehäuse drehfest angeordnet ist, in dem eine Motorwelle dreh­ bar gelagert ist, mit welcher der Magnet und das Joch drehfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (3) eisenlos ausgebildet ist und den Magneten (1) mit Abstand zumindest über den größten Teil seiner axialen Länge umgibt.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (3) in einen Ringraum (9) zwischen dem Joch (2) und dem Magneten (1) ragt.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (2) koaxial zum Magneten (1) liegt und ihn mit Abstand umgibt.

4. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Magnet (1) und das Joch (2) über ein gemeinsames Halterungsteil (6) drehfest mit der Motorwelle (4) verbunden sind.

5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsteil (6) scheibenförmig ausgebildet ist.

6. Motor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Halterungsteil (6) aus nicht magnetischem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, besteht.

7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorwelle (4) das Gehäuse (8) durch­ setzt.

8. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Motorwelle (4) in einem Deckel (5) und einem Boden des Gehäuses (8) mit jeweils mindestens einem Lager (7) drehbar gelagert ist.

9. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spule (3) im Deckel (5) des Gehäuses (8) gehalten ist.

10. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (8) aus Kunststoff besteht.

11. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektronische Kommutierung des Motors durch magnetische Sensoren erfolgt.

12. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elektronische Kommutierung durch die induzierte Spannung erfolgt.