DE8132710U1 - Aussenlaeuferkleinmotor - Google Patents

Description

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AUSSENLAUFERKLEINMOTOR

Die Erfindung betrifft einen Außenläuferkleinmotor, dessen den Stator koaxial umgebender Rotormantel ein rohrförmiger Hysteresering aus gehärtetem Stahl ist, an dessen einer Stirnseite ein Lagerschild für die Rotorwelle befestigt ist, und ein Verfahren zur Herstellung eines Rotortopfes für einen solchen Motor.

Bei einem bekannten Motor dieser Art ist an der Stirnseite eine Weicheisenhalterung für das Lagerschild angebracht, um sicherzustellen, daß die gewünschte zylindersymmetrische Einwirkung des Hystereseringes nicht durch Hysteresewirkungen aus diesem Stirnseitenbereich unsymmetrisch und dadurch benachteiligt wird überraschend hat sich jedoch gezeigt, daß eine solche axiale Unsymmetrie keine, jedenfalls keine ins Gewicht fallenden, Leistungseinbußen bei Außenläuferkleimnotoren zur Folge hat, wenn man wie üblich unter Kleinmotoren solche versteht, deren Leistungsaufnahme 30 Watt und deren Außendurchmesser und axiale Länge des Hystereseringes 8 cm (Zentimeter) nicht überschreitet.

Diesen Umstand macht sich die Erfindung zunutze, um die Herstellung zu vereinfachen, durch eine Ausgestaltung des Motors, bei der der Rotor einen tiefgezogenen, kreiszylindersymnetri— sehen Topf aufweist, dessen Mantel aus gehärtetem Stahl besteht und der Hysteresering ist und dessen Boden einen Zentraldurch-.bruch aufweist, in den das Lagerschild eingesetzt ist.

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Man kann auf diese Weise einen Rotorrohling erzielen, der im Rahmen zulässiger Toleranzen, allein durch Tiefziehen, bereits die endgültige Grundform einnimmt. Das erfinderische Verfahren macht sich diesen Umstand zunutze und ist dadurch gekennzeichnet, daß aus Plantafelstahl mit Zuschlägen von C = 0,95 bis 1,1 %, Si = 0,15 bis 0,35 %, Mn .= 0,25 bis 0,4 % Cr = 1,35 bis 1,65 %, P weniger als 0,03 % und S weniger als 0,025 % ein Topfrohling tiefgezogen wird, der dann spanabhebend zu dem fertigen Topf bearbeitet wird und dann bei 750 bis 900° C, vorzugsweise bei 830° C, in einer Atmosphäre von reaktionsfreiem Gas gehärtet wird und dann abgeschreckt wird, indem er unter ständiger Drehung um seine Symmetrieachse in ein kaltes ölbad gesenkt wird.

Der fertige Rotortopf ist zweckmäßig mit der Rotorwelle über ein Lagerschild verbunden, für das im Boden des Rotortopfes eine zentrale Ausnehmung und ein Durchbruch vorgesehen ist. Eine solche Ausnehmung kann man sehr einfach beim Tiefziehen erzeugen, indem der Topfrohling mit einer Vertiefung an der Stelle der vorgesehenen Ausnehmung geformt wird. Der dadurch auf der anderen Seite des Bodens sich ergebende Materialüberstand kann bei der nachfolgenden, spanabhebenden Bearbeitung abgenommen werden. . . ' "

Die Baueinheit, bestehend aus dem Rotortopf, der Rotorwelle und dem Lagerschild, wird einfach hergestellt, indem das eine Ende der Rotorwelle gerändelt wird, dann der Rotortopf und die Rotorwelle in ihre endgültige Position zueinander gebracht werden und dann das Lagerschild an den Boden des Rotortopfes und gleichzeitig an das gerändelte Ende der Rotorwelle gespritzt wird.

Ein Motor nach der Erfindung zeichnet sich durch außerordentliche mechanische Stabilität aus.

Man kann die Hystereseeigenschaften im Bodenbereich reduzieren oder ganz vermeiden, indem man nach dem Tiefziehen nicht den ganzen Topf sondern nur die Mantelteile des Topfes härtet. Es entsteht dann ein Grenzbereich der Härtung, den man zweck-

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mäßig in die äußeren Teile des Bodens legt, damit der Mantel vollständig gehärtet ist, wie dies für eine optimale Leistung ausbeute des Motors wünschenswert ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung · näher erläutert.

30.9.81.

In der Zeichnung zeigt:

Figur 1 einen Axialkleinlüfter, der mit einem Außenläuferkleinmotor nach der Erfindung ausgestattet ist, im Querschnitt, und

Figur 2 den Rotortopf aus Figur 1 £\xr sich allein in der Ansicht gemäß Pfeil II aus Figur 1.

In der Zeichnung ist mit 1 der Stator bezeichnet, der stirnseitig an einem Schild 2 befestigt ist, das über mehrere auf den Umfang verteilt angeordnete Rippen 3, 4 an einem ringförmigen Montageflansch 5 befestigt ist. Koaxial zur Achse 6 des Stators 1 ist in einem Drehlager 7, gesichert gegen axiales Verschieben durch die Anlaufsicherung 8, eine Rotorwelle 9 drehbar gelagert, deren freies Ende an seinem Umfang mit einer Kreuzrändelung 10 versehen ist. über diese Kreuzrändelung 1O ist ein als Zinkspritzgußteil ausgebildetes Lagerschild n gespritzt, das in den Boden 12 des Rotortopfes 13 eingespritzt ist. Der Rotortopf 13 ist tiefgezogen und kreiszylindrisch geformt und besteht aus gehärtetem Stahl mit Zuschlagen wie folgt: C = 0,95 bis 1,1 %, vorzugsweise 1 %; Si = 0,15 bis 0,35 %, vorzugsweise 0,3 %; Mn = 0,25 bis 0,4 %, vorzugsweise 0,3 %; Cr = 1,35 bis 1,65 %, vorzugsweise 1,5 %; P weniger als 0,03 % "und S weniger als 0,025 %*

Der Mantel 14 des Rotortopfes 13 dient als Hysteresering für den Motor, während die das Lagerschild 11 umgebenden Teile des Bodens ebenfalls aus Hysteresematerial bestehen, was jedoch für die Motorfunktion keine, jedenfalls keine nachteilige Wirkung hat.

Der Boden 12 weist einen zentraldurchbruch 20 und diesen umgebend sechs runde Löcher 21 auf, die auf den Umfang gleichmäßig verteilt sind. Statt der r;uiden Löcher 21 können auch drei als Vierecksektoren ausgebildete Löcher vorgesehen sein, die entsprechend gleichmäßig auf den Umfang verteilt sind. Mit 24 ist eine zentrale Ausnehmung an der Außenseite des Bodens 12 vorgesehen, die sich über- die Löcher 21 und auch über den Zentraldurchbruch 20 erstreckt und etwa bis auf die halbe Tiefe der

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der Wandstärke w 1 des Bodens reicht und Platz bietet für die außen gelegenen Teile des Lagerschildes 11, die hier bündig mit der Außenseite des Bodens 12 abschließen. Im übrigen durchsetzt das angespritzte Lagerschild 11 die Löcher 21 und den Zentraldurchbruch 20.

Auf den Topf 13 ist ein rohrförmiger Ring 30 aus Kunststoff auf Anschlag am Rand 31 aufgesteckt, wobei der radial vorspringende Rand 31 den Ring 30 in die eine axiale Richtung und durch sägezahnförmige Rillen 32 im Topf 13, die sich im Kunststoff verkrallen, in die andere axiale Richtung formschlüssig festlegt.

Außen an dem Ring 30 sind auf den Umfang verteilt vier Lüfterflügel 33, 34 ... angeformt, die zusammen mit dem Ring 30 ein Lüfterrad 37 bilden, das in dem zentralen Durchlaß 35 des Montageflansches 5 mit einem erforderlichen Randspalt 36, bezogen auf den Durchmesser, Platz findet.

In der Zeichnung sind diverse Abmessungen mit Doppelpfeilen angezeigt wie folgt:

Abstand der Löcher 21 vom Zentraldurchbruch 20: al

Durchmesser des Zentraldurchbruchs 20: d 1

Außendurchmesser des Topfes 13: d 2

Durchmesser der Ausnehmung 24: d 3

Axiale Länge des Topfes 13: 11

Tiefe der Ausnehmung 24: t 1

Wandstärke des Topfbodens 12: w 1

Wandstärke des Mantels 14: w 2

Für die Abmessungen werden zweckmäßig folgende gegenseitige Beziehungen eingehalten:

a 1 = w 1 ± 50 %

d 1 = 1/10 bis 1/3, vorzugsweise 1/5, von d 2 d 3 = 1/2 d 2 £ 20 %

1 1 =1,5 bis 8 cm, vorzugsweise 3 cm t 1 = 1/2 w 1 i 10 %

w 1 = w 2 ± 10 %.

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Diese Abmessungen sind für das dargestellte Ausführungsbeispiel und einige weitere Ausführungsbeispiele aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich. Außerdem sind in diese Tabelle für die betreffenden Ausführungsbeispiele noch weitere Angaben eingetragen. Die Ausführungsbeispiele 2 bis 7 aus der Tabelle unterscheiden sich vom Ausführungsbeispiel 1, das in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, im wesentlichen nur durch die in der Tabelle angeführten, unterschiedlichen Angaben. Die Zeichnung Fig. 1 und 2 ist also im wesentlichen auch auf diese Ausführungsbeispiele lesbar.

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TABiSLLd

Ausführungs
beispiel

Längenabmes sungen in mm (Millimeter) j	1	2,5	2,3	2,5	2,5	2.4	2,5	2,3
a	1	6,0	5,8	6,0	6,0	5,9	6,0	5,3
d	2	30,0	28,0	30,0	30,0	29,0	30,0	28,0
d	3	16,0	14,0	16,0	16,0	15,0	16,0	14,0
d	1	30,0	28,0	30,0	30,0	29,0	30,0	28,0
1	1	1.0	1,1	1,0	1,0	1,0	1.0	1,1
t	1	2,0	2,1	2,0	2,0	2,0	2,0	2,1
W	2	2,0	2,1	2.0	2,0	2,0	2,0	2,1
W

Leistungsaufnahme in Watt:

15

12

15

15

12

Zuschläge für den Stahl des Rotortopfes 13· Angaben in Gewichtsprozent zum Stahlgewicht:

C (Kohlenstoff)

Si (Silizium)

Mn (Mangan)

Cr ( Chrom)

Mo (Molybdän)

P (Phosphor)

S (Schwefel)

1,0 0,3 0,3 1,5 0,0

1.0 0,3 0,3 1.8 2,0

1.05 0,25 0,35

1,05 0,0

1.0

0,25
1,10

1.55
0,0

1,0 0,3 0,3

1,5 0,0

0,95	1,1
0,15	0,35
0,25	0,4
1,35	1,65
0,0	0,0

für alle Beispiele weniger als 0,03 % für alle Beispiele weniger als 0,025 %

Maximaltemperatur beim 830 780 850 860 830 900 750 Temperieren in C

Atmosphäre beim

Temperieren

■Argon Helium Argon Argon Argon Helium Argon

Zu s amm enfa s sung P 32 037

Der Rotor eines Ausseläuferkleinmotors weist einen tiefgezogenen Flansch ( 13 ) auf, dessen Mantel ( 14 ) aus gehärtetem Stahl besteht. Der Mantel ( 14 ) des Topfes dient als Hysteresering. (Figur 1)

Claims (12)

-'"Λ ''- P 32 037 6m ftns prüche:

1. Außenläuferlcleinmotor, dessen den Stator koaxial umgebender Rotormantel ein rohrförmiger Hysteresering aus gehärtetem Stahl ist, an dessen einer Stirnseite ein Lagerschild für die Rotorwelle befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor einen tiefgezogenen, kreiszylindersymmetrischen Topf ( 13 ) aufweist, dessen Mantel ( 14 ) aus gehärtetem Stahl besteht und der Hysteresering ist und dessen Boden ( 12 ) einen Zentraldurchbruch ( 20 ) aufweist, in den das Lagerschild ( 11 ] eingesetzt ist.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentraldurchbruch ( 20 ) ein kreisrundes, zentrales Loch ist mit einem Durchmesser (dl) der 1/1O bis 1/3, vorzugsweise 1/5, des Außendurchmessers ( d 2 ) des Topfes ( 13 ) beträgt.

3. Motor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kranz von drei bis sieben, vorzugsweise sechs, gleichmäßig verteilt um den Zentraldurchbruch ( 20 ) angeordneten Löchern (21 ) vorgesehen ist und daß deren Abstand ( a 1 ) vom Zentraldurchbruch ( 20 ) so groß ist wie die Wandstärke ( w 1 ) - 50 % (Prozent) des Topfbodens ( 12 ).

4· Motor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Topfbodens ( 12 ) eine zentrale, sich über den zentraldurchbruch ( 20 ) und die Löcher ( 21 ) erstreckende Ausnehmung ( 24 ) vorgesehen ist, deren Tiefe ( t 1 ) 1/2 - 10 % der Wandstärke ( w 1 ) des Topfbodens ( 12 ) beträgt.

5· Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser ( d 3 ) der Ausnehmung ( 24 ) 1/2 - 20 % des Außendurchmessers ( d 2 ) des Rotortopfes ( 13 ) ist.

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6. Motor nach Anspruch 4 Oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerschild ( 11 ) als Spritzgußteil mit aer Außenseite eines Topfbodens ( 12 ) bündig in die Aussparung ( 24 ), die Löcher ( 21 ) und den Zentraldurchbruch ( 20 ) eingeformt ist.

7· Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke ( w ι ) der die Aussparung ( 24 ) umgebenden Teile des Topfbodens ( 12 ) so groß ist wie die Wandstärke ( w 2 ) ± 10 % des Mantels ( 14 ).

8. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser ( d 2 ) des Topfes ( 13 ) und' die axiale Länge (11 ) des Topfes 1,5 bis 8 cm (Zentimeter), vorzugsweise 3 cm, beträgt.

9. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Topf ( 13 ) aus Stahl besteht, der Zuschläge wie folgt enthält: C = 0,95 bis 1,1 %, si = 0,15 bis 0,35 %, Mn = 0,25 bis 1,1 %, Cr = 1,35 bis 1,65 %, P weniger als 0,03 %, S weniger als 0,025 % und Mo höchstens 2,0 %.

10. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der stahl des Topfes ( 13 ) Zuschläge wie folgt enthält: C = 1 %, Si = 0,3 %, Mn = 0,3 %, Cr = 1,5 %.

11. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Rotorwelle ( 9 ) auf seinem Umfang mit einer Kreuzrändelung ( 10 ) versehen ist und in das Lagerschild ( 11 ) eingeformt ist.

12. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Nabe ( 30 ) eines Lüfterrades ( 37 ) formschlüssig über den Mantel ( 14 ) des Topfes (13) bis zum Anschlag ( 31 ) gepreßt ist und durch am Mantel ( 14 ) des Topfes ( 13 ) vorgesehene Sägezahnrillen ( 32 ), die sich in die Nabe ( 30 ) des Lüfterrades ( 37 ) eingraben, verbunden ist.

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