PL200697B1 - Miniaturowy silnik elektryczny - Google Patents

Abstract

Miniaturowy silnik elektryczny, zawieraj acy stojan i wirnik wyposa zony w wa lek, a ponadto zawieraj acy tulejowe lo zysko podpieraj ace wir- nik i maj ace osiow a powierzchni e zwrócon a w stron e wirnika za s na wa lku wirnika znajduje sie wyst ep oporowy, zapobiegaj acy kraw edzio- wemu kontaktowi z tulejowym lo zyskiem, gdy wa lek jest przechylony wzgl edem lo zyska, przy czym ten wyst ep oporowy ma powierzchni e oporow a przeciwleg la wzgl edem powierzchni ko ncowej lo zyska, wed lug wynalazku charakte- ryzuje si e tym, ze powierzchnia oporowa (22) wyst epu oporowego jest wyprofilowana z utwo- rzeniem osiowego odst epu pomi edzy promie- niowo wewn etrznym po lo zeniem w s asiedztwie wa lka (12) a promieniowo zewn etrznym po lo- zeniem w s asiedztwie obrze za wyst epu oporo- wego, przy czym to wewn etrzne po lozenie w s asiedztwie wa lka (12) jest wysuni ete w stro- n e lozyska (10). PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest miniaturowy silnik elektryczny.

Miniaturowe silniki elektryczne mają zwykle zastosowane impregnowane olejem, spiekane tuleje łożysk, ponieważ są one bardzo ekonomiczne. Główną funkcją łożysk jest podparcie wałka wirnika. Mogą one również funkcjonować jako łożysko oporowe poprzez stawianie oporu występowi oporowemu lub dystansownikowi na wirniku. Ten występ oporowy jest często utworzony przez włóknistą podkładkę lub podobny materiał o małym tarciu, podparty osiowo poprzez uskok w postaci dystansownika lub kołnierza, przytwierdzonego do wałka lub w postaci zmiany średnicy wałka, tym samym ograniczając ruch osiowy wirnika. W niektórych zastosowaniach podkładka nie jest stosowana, a dystansownik bezpośrednio kontaktuje się z powierzchnią końcową łożyska. Łożysko i występ oporowy są zaprojektowane tak, aby miały ze sobą kontakt powierzchniowy.

Jednakże w przypadku gdy łożysko i występ oporowy nie są ustawione w jednej linii tak, że powierzchnie ich nie są równoległe, stwierdzono, że krawędź występu oporowego kontaktuje się z powierzchnią łożyska i żłobi w niej otwór lub rowek. Powoduje to występowanie znacznego tarcia pomiędzy tymi dwiema częściami, zmniejszającego użyteczne wyjście mocy silnika. Ponieważ silniki takie są bardzo małe, zatem strata mocy może być znacząca i szkodzi dalszemu działaniu silnika. To przekoszenie ustawienia może wynosić tylko 1 lub 2 stopnie dla spowodowania takich problemów. Przekoszenie to może być wynikiem niewłaściwego osadzenia łożyska lub występu oporowego lub wynikiem tolerancji montażowych i produkcyjnych. Przyczyny te mogą prowadzić do przekoszeń wynoszących 5 stopni lub więcej, jeżeli nie są dokładnie kontrolowane.

Tak więc istnieje potrzeba opracowania powierzchni pośredniej łożyska oporowego, która dostosowywuje się do normalnego przekoszenia zespołów.

Miniaturowy silnik elektryczny, zawierający stojan i wirnik wyposażony w wałek, a ponadto zawierający tulejowe łożysko podpierające wirnik i mające osiową powierzchnię zwróconą w stronę wirnika zaś na wałku wirnika znajduje się występ oporowy, zapobiegający krawędziowemu kontaktowi z tulejowym łożyskiem, gdy wałek jest przechylony względem łożyska, przy czym ten występ oporowy ma powierzchnię oporową przeciwległą względem powierzchni końcowej łożyska, według wynalazku charakteryzuje się tym, że powierzchnia oporowa występu oporowego jest wyprofilowana z utworzeniem osiowego odstępu pomiędzy promieniowo wewnętrznym położeniem w sąsiedztwie wałka a promieniowo zewnę trznym położeniem w sąsiedztwie obrzeża występu oporowego, przy czym to wewnętrzne położenie w sąsiedztwie wałka jest wysunięte w stronę łożyska.

Korzystnie powierzchnia oporowa występu oporowego jest zaokrąglona względnie częściowo kulista.

Korzystnie powierzchnia końcowa łożyska jest płaska.

Łożysko korzystnie stanowi impregnowane olejem łożysko spiekane.

Występ oporowy korzystnie stanowi kształtowaną podkładkę przymocowaną do wałka, względnie stanowi całość z dystansownikiem lub jest uformowany jako część wałka, względnie stanowi uskok w ś rednicy wał ka.

Na powierzchni oporowej występu oporowego korzystnie znajduje się powłoka z materiału zmniejszającego tarcie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku powierzchni pośredniej łożyska silnika według zalecanego rozwiązania wynalazku, fig. 2 - szczegółowy widok schematyczny wyjaśniający działanie powierzchni pośredniej łożyska z fig. 1, fig. 3 - częściowy widok przekrojowy miniaturowego silnika elektrycznego, zawierającego łożysko z fig. 1, a fig. 4 - widok alternatywnego dystansownika łożyska z fig. 1.

Na figurze 1 pokazano powierzchnię pośrednią łożyska/występu oporowego według zalecanego rozwiązania.

Łożysko 10 stanowi impregnowaną olejem, spieczoną tuleję z brązu zastosowaną w miniaturowym silniku elektrycznym. Jakkolwiek wymiar nie jest krytyczny, ponieważ wymiar łożyska zmienia się w zależ ności od zastosowania i wielkości silnika, w którym ma ono być użyte, to jednak pomocne jest określenie, że typowe łożysko może mieć zewnętrzną średnicę wynoszącą 5,5 mm i wewnętrzną średnicę wynoszącą 2,0 mm oraz szerokość lub grubość wynoszącą 1,7 mm.

Łożysko jest pokazane jako osadzone na wale 12. Na wale jest również osadzony dystansownik 14. Występ oporowy jest umieszczony pomiędzy łożyskiem 10 a dystansownikiem 14. Występ oporowy jest pokazany w postaci podkładki 20, która jest podparta osiowo w jednym kierunku przez

PL 200 697 B1 dystansownik 14. Występ oporowy ma powierzchnię oporową 22, która opiera się o sąsiednią osiową powierzchnię końcową 16 łożyska 10, tworzącą powierzchnię pośrednią łożyska oporowego, która ogranicza osiowy ruch wałka 12 przez łożysko 10. Przeciwległa strona 24 występu oporowego jest w kontakcie z dystansownikiem 14. Przelotowy otwór 26 przyjmuje wał ek 12.

Powierzchnia oporowa 22 jest wyprofilowana tak, że jest wypukła lub częściowo kulista. Profil ten nadaje powierzchni oporowej wymiar osiowy od promieniowo wewnętrznego obszaru w sąsiedztwie wałka 12 do promieniowo zewnętrznego obszaru przy obrzeżu, przy czym wewnętrzny obszar znajduje się bliżej łożyska 10 niż zewnętrzny obszar.

Na podstawie fig. 2 zostanie obecnie wyjaśnione działanie powierzchni pośredniej. Pokazany układ jest podobny do pokazanego na fig. 1 jednakże wskutek tolerancji wytwarzania, wałek 12 jest przechylony względem łożyska 10. Poprzednio powodowałoby to żłobienie lub wymiarowanie powierzchni końcowej łożyska, powodujące szybkie zużywanie zarówno podkładki jak i łożyska i wytwarzanie kontaktu o dużym tarciu, ujemnie wpływającego na pracę silnika. Jednakże według wynalazku, w wyniku zaokrą glonego profilu powierzchni oporowej 22 wystę pu oporowego, krawę d ź podkł adki 20 nie kontaktuje się z powierzchnią końcową 16 łożyska, umożliwiając utrzymanie normalnego kontaktu z ł o ż yskiem nawet jeż eli wał ek 12 i ł o ż ysko 10 są przekoszone.

Na figurze 3 pokazano typowy silnik 30, do którego obecny wynalazek ma szczególne zastosowanie. Silnik 30 stanowi miniaturowy silnik PMDC. Aczkolwiek powierzchnia pośrednia łożyska oporowego jest pokazana jedynie od strony końca oporowego, to jednak takie rozwiązanie można zastosować na dowolnym lub obydwu końcach wirnika.

Występ oporowy jest pokazany na fig. 1 i 2 jako oddzielna podkładka 20, podparta przez dystansownik 14. Jednakże występ oporowy może być uformowany jako integralna część dystansownika, jeżeli dystansownik jest wykonany z odpowiedniego materiału. Dla zredukowania tarcia, powierzchnia oporowa 22 może być powleczona substancją o małym tarciu, taką jak PTFE. Ponadto, aczkolwiek pokazano płaską powierzchnię końcową łożyska, to może ona być wyprofilowana lub zaokrąglona, co daje korzystny efekt.

Jako alternatywa do użycia dystansownika, występ oporowy może być podparty osiowo przez uskok w średnicy wałka 12. Rzeczywiście, jak pokazano na fig. 4, występ oporowy może stanowić całość z wałkiem 12, a powierzchnia oporowa 22 może być uformowana na wystającej promieniowo powierzchni uskoku w średnicy wałka.

Rozwiązanie opisane powyżej jest podane jedynie przykładowo i dopuszcza rozmaite modyfikacje oczywiste dla fachowców z tej dziedziny bez wykraczania poza zakres wynalazku.

Claims (10)

1. Miniaturowy silnik elektryczny, zawierający stojan i wirnik wyposażony w wałek, a ponadto zawierający tulejowe łożysko podpierające wirnik i mające osiową powierzchnię zwróconą w stronę wirnika zaś na wałku wirnika znajduje się występ oporowy, zapobiegający krawędziowemu kontaktowi z tulejowym łożyskiem, gdy wałek jest przechylony względem łożyska, przy czym ten występ oporowy ma powierzchnię oporową przeciwległą względem powierzchni końcowej łożyska, znamienny tym, że powierzchnia oporowa (22) występu oporowego jest wyprofilowana z utworzeniem osiowego odstępu pomiędzy promieniowo wewnętrznym położeniem w sąsiedztwie wałka (12) a promieniowo zewnętrznym położeniem w sąsiedztwie obrzeża występu oporowego, przy czym to wewnętrzne położenie w sąsiedztwie wał ka (12) jest wysunię te w stronę ł o ż yska (10).

2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia oporowa (22) występu oporowego jest zaokrąglona.

3. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia oporowa (22) występu oporowego jest częściowo kulista.

4. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że powierzchnia końcowa (16) łożyska (10) jest płaska.

5. Silnik według zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, że łożysko (10) stanowi impregnowane olejem łożysko spiekane.

6. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że występ oporowy stanowi kształtowaną podkładkę (20) przymocowaną do wałka (12).

7. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że występ oporowy stanowi całość z dystansownikiem (14).

PL 200 697 B1

8. Silnik wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e wystę p oporowy jest uformowany jako część wałka (12).

9. Silnik wedł ug zastrz. 8, znamienny tym, ż e wystę p oporowy stanowi uskok w ś rednicy wałka (12).

10. Silnik według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że na powierzchni oporowej (22) występu oporowego znajduje się powłoka z materiału zmniejszającego tarcie.