DE20302171U1 - Very small electric motor for fractional horsepower applications e.g. dosing pump, has rotor on shaft, surrounded by stator inside sintered metal outer casing with smooth solid surface layer - Google Patents

Very small electric motor for fractional horsepower applications e.g. dosing pump, has rotor on shaft, surrounded by stator inside sintered metal outer casing with smooth solid surface layer

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Abstract

The motor (1) has a rotor (4) on a shaft (3) running on ball bearings (8,9). The first bearing is directly mounted in the sintered metal housing (6) and the second is held on a spring arrangement. The sintered metal housing acts as a return circuit and has a hard outer shell (10) which may be 0.05 to 0.15 mm thick. The stator (2) fits inside the housing and consist of a tubular wound coil (5). There is a narrow air-gap between the inside diameter of the stator and the outside diameter of the rotor.

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Elektrischer KleinstmotorElectric micromotor Maxon Motor AGMaxon Motors AG Brueningstr. 220Brueningstr. 220

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BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Kleinstmotor mit einem auf einer Welle angeordneten Rotor, einem Stator und einem äußeren zylindrischen, pulvermetallurgisch hergestellten Rückschlussteil.The invention relates to a miniature electric motor with a rotor arranged on a shaft, a stator and an outer cylindrical, powder-metallurgically manufactured return part.

Entsprechende elektrische Kleinstmotoren bzw. Mikromotoren werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt, z.B. als Dosierpumpen in medizinischen Anwendungen. Der Mikromotor weist hierbei einen Stator und einen fest magnetisierten Rotor auf. Der Stator enthält eine Erregerwicklung , die von einem Rückschlussmantel umgeben ist. Der Rückschlussmantel bündelt die von der Erregerwicklung erzeugten Magnetfeldlinien und konzentriert sie, so dass nur wenig magnetischer Fluss durch Streufelder verloren geht. Der Rückschlussmantel kann hierbei aus Blechen gefertigt werden, die elektrisch gegeneinander isoliert und zu einem rohrförmigen Stapel zusammengesetzt sind.Corresponding small electric motors or micromotors are used in a wide variety of areas, e.g. as dosing pumps in medical applications. The micromotor has a stator and a permanently magnetized rotor. The stator contains an excitation winding that is surrounded by a return sheath. The return sheath bundles the magnetic field lines generated by the excitation winding and concentrates them so that only a small amount of magnetic flux is lost through stray fields. The return sheath can be made from metal sheets that are electrically insulated from one another and assembled into a tubular stack.

Bei solchen elektrischen Kleinstmotoren, die in der Regel eine Größe von weniger als 1 cm Durchmesser haben, steht für das Rückschlussteil sehr wenig Platz zur Verfügung, so dass ein Zusammensetzen des Rückschlussmantel aus mehreren Blechen aufgrund der dadurch entstehenden Wanddicke nicht möglich ist.In such micro electric motors, which usually have a size of less than 1 cm in diameter, very little space is available for the return part, so that assembling the return sheath from several metal sheets is not possible due to the resulting wall thickness.

Zur Lösung dieses Problems hat es sich bewährt, das Rückschlussteil pulvermetallurgisch herzustellen. Hierdurch können einerseits die erforderlichen Wanddicken erzielt werden, gleichzeitig hat ein solchermaßen hergestellter Rückschlussmantel sehr positive Eigenschaften bezüglich der Wirbelströme. Da das Lager bei der Fertigung mit eingepresst werden kann reduzieren sich ferner die Herstellungskosten. Als nachteilig hat es sich jedoch herausgestellt, dass das entsprechende pulvermetallurgisch hergestellte Material hinsichtlich seiner Festigkeit nicht immer ausreichend ist, so dass es in verschienen Anwendungen zu einem Herausbrechen des Lagers kommen kann.To solve this problem, it has proven to be a good idea to manufacture the return part using powder metallurgy. This allows the required wall thicknesses to be achieved, and at the same time a return jacket manufactured in this way has very positive properties with regard to eddy currents. Since the bearing can be pressed in during production, the manufacturing costs are also reduced. However, it has been found to be disadvantageous that the corresponding powder metallurgically manufactured material is not always sufficiently strong, so that the bearing can break out in various applications.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher einen elektrischen Kleinstmotor der angegebenen Gattung zur Verfügung zu stellen, welcher die im Stand der Technik auftretenden Nachteile überwindet, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.The object of the invention is therefore to provide an electric miniature motor of the specified type which overcomes the disadvantages occurring in the prior art, as well as a method for producing the same.

Die Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des elektrischen Kleinstmotor erfolgt erfindungsgemäß durch die im tanspruch 1 angegebenen Merkmale. Hiernach kann das Rückschlussteil eines elektrischen Kleinstmotor mit einem auf einer Welle angeordneten Rotor und einem Stator an seiner Außenseite von einer Hülse umgeben sein. Durch das zur Verfügung stellen einer entsprechenden Hülse wird eine zusätzliche Stabilisierung des Rückschlussteils erzielt. Die außen anliegende Hülse setzt das Rückschlussteil hierbei unter Druckspannung und erhöht somit die Festigkeit des Rückschlussteils insbesondere gegen Rissbildung und damit verbundene Ausbrüche.This problem is solved according to the invention with regard to the small electric motor by the features specified in claim 1. According to this, the return part of a small electric motor with a rotor arranged on a shaft and a stator can be surrounded on its outside by a sleeve. By providing a corresponding sleeve, additional stabilization of the return part is achieved. The external sleeve puts the return part under compressive stress and thus increases the strength of the return part, in particular against cracking and the associated breakouts.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Hülse hierbei aus einem Metall hergestellt sein. Hierdurch wird eine ausreichende notwendige Stabilität sichergestellt. Gleichzeitig lassen sich entsprechende Hülse einfach auch in großem Maßstab fertigen.According to a preferred embodiment of the present invention, the sleeve can be made of metal. This ensures sufficient necessary stability. At the same time, corresponding sleeves can also be easily manufactured on a large scale.

Vorteilhafterweise kann die Hülse eine Wandstärke von 0,05 bis 0,15 mm aufweisen. Eine entsprechende Wanddicke hat sich in der Praxis besonders geeignet. Einerseits wird durch eine Hülse mit einer entsprechenden Wandstärke die Außenmasse des Mikromotors nicht übermäßig vergrößert. Andererseits bietet eine Hülse mit der angegebenen Wandstärke eine ausreichende Eigenstabilität, wie auch Stabilität für das Rückschlussteil.The sleeve can advantageously have a wall thickness of 0.05 to 0.15 mm. A corresponding wall thickness has proven to be particularly suitable in practice. On the one hand, a sleeve with a corresponding wall thickness does not increase the external dimensions of the micromotor excessively. On the other hand, a sleeve with the specified wall thickness offers sufficient inherent stability, as well as stability for the return part.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung setzt die Hülse das Rückschlussteil unter Zugspannung. Wie oben bereits erwähnt, übt die Hülse auf das Rückschlussteil einen Druck aus und erhöht somit die Festigkeit des Rückschlussteils, insbesondere gegen das Herausbrechen von Teilen die im Einsatz einer Erhöhten Belastung unterworden sind.According to a preferred development of the invention, the sleeve places the return part under tensile stress. As already mentioned above, the sleeve exerts pressure on the return part and thus increases the strength of the return part, in particular against the breakage of parts that have been subjected to increased stress during use.

Ferner kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Wellenlager in das Rückschlussteil eingesetzt ist. Auf diese Weise kann einerseits eine gute Verbindung zwischenFurthermore, it can be provided that at least one shaft bearing is inserted into the return part. In this way, on the one hand, a good connection between

Lager und Rückschlussteil erzielt werden, und gleichzeitig die Kosten möglichst gering gehalten werden, was insbesondere für die Herstellung als Massenprodukt eine Rolle spielt. Ferner werden die Abmessungen der Teile gleich aneinander angepasst, so dass hier keine Nachbearbeitung erfolgen muss.Bearing and return part, while keeping costs as low as possible, which is particularly important for mass production. Furthermore, the dimensions of the parts are adjusted to each other immediately, so that no post-processing is required.

Die Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Kleinstmotor erfolgt erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 6 angegebenen Merkmale. Bei diesem Verfahren wird vor dem Zusammenbau des Motors auf das Rückschlussteil eine Hülse aufgebracht.This object is achieved according to the invention with regard to the method for producing a miniature electric motor by the features specified in patent claim 6. In this method, a sleeve is applied to the return part before the motor is assembled.

Vorteilhafterweise kann die Hülse hierbei auf das Rückschlussteil aufgepresst und/oder aufgeklebt werden. Beide Verfahren einzeln, wie auch eine Kombination dieser, haben sich in der Praxis als besonders geeignet erwiesen, um die Hülse und das Rückschlussteil miteinander zu verbinden. Hierbei ermöglicht es insbesondere das Aufpressen der Hülse die notwendige Druckspannung in dem Rückschlussteil zu erzielen.The sleeve can advantageously be pressed and/or glued onto the return part. Both methods individually, as well as a combination of them, have proven to be particularly suitable in practice for connecting the sleeve and the return part to one another. In particular, pressing the sleeve on makes it possible to achieve the necessary compressive stress in the return part.

Im folgenden wird ein erfindungsgemäßer Mikromotor anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:In the following, a micromotor according to the invention is explained in more detail using a drawing. It shows:

Figur 1 einen Axialschnitt durch einen Mikromotor gemäß der vorliegenden Erfindung. Figure 1 is an axial section through a micromotor according to the present invention.

Der in der Figur 1 dargestellt Mikromotor 1 enthält einen Stator 2, eine sich längs durch den Motor erstreckende Welle 3, sowie einen mit der Welle verbundenen Rotor 4. Der Stator 2 besteht hierbei aus einer rohrförmigen Spule 5 und einem die Spule 5 umgebenden Rückschlussteil 6.The micromotor 1 shown in Figure 1 contains a stator 2, a shaft 3 extending lengthwise through the motor, and a rotor 4 connected to the shaft. The stator 2 consists of a tubular coil 5 and a return part 6 surrounding the coil 5.

Der Rotor 4 umfasst einen Permanentmagneten 7 gebildet, der auf der Welle 3 befestigt ist. Zum besseren Halt des Magneten 7 ist die Welle an verschiedenen Bereichen mit einer Rändelung 8 versehen, die ein Verruschten des Magneten auf der Welle 3 verhindert. Der Rotor 4 ist hierbei vollständig von dem Stator 2 umgeben, hierbei kann zwischen dem Rotor und dem Stator ein schmaler Spalt vorhanden sein.The rotor 4 comprises a permanent magnet 7 which is attached to the shaft 3. To better hold the magnet 7, the shaft is provided with a knurling 8 in various areas, which prevents the magnet from slipping on the shaft 3. The rotor 4 is completely surrounded by the stator 2, and a narrow gap can be present between the rotor and the stator.

Die Welle 3 erstreckt sich durch den ganzen elektrischen Kleinstmotor 1 und ist an ihrem rückwärtigen Ende mit einem Lager 8 an dem Rückschlussteil 6 befestigt. Auch an dem vorderen Ende ist die Welle über Lager 9 befestigt.The shaft 3 extends through the entire electric micromotor 1 and is attached at its rear end to the return part 6 with a bearing 8. The shaft is also attached at the front end via bearing 9.

Das Rückschlussteil 6 besteht aus einem pulvermetallurgisch hergestellten, einstückigen rohrförmigen Element. An der Außenseite des Rückschlussteiles ist eine Hülse 10 angeordnet, welche das Rückschlussteil vollständig umgibt. Hierbei liegt die Hülse 10 eng an dem Rückschlussteil 6 an. Die Hülse ist hierbei aus einem Metall gefertigt und wird vorzugsweise vor dem Zusammenbau des Motors um das Rückschlussteil herumgelegt. Die Hülse bildet gleichzeitig die Außenhaut des fertigen Motors. Die Wandstärke der Hülse 10 beträgt hierbei in etwa 0,1 mm.The return part 6 consists of a one-piece tubular element produced using powder metallurgy. A sleeve 10 is arranged on the outside of the return part, which completely surrounds the return part. The sleeve 10 lies tightly against the return part 6. The sleeve is made of metal and is preferably placed around the return part before the motor is assembled. The sleeve also forms the outer skin of the finished motor. The wall thickness of the sleeve 10 is approximately 0.1 mm.

Durch die an der Außenseite des Rückschlussteile 6 angebrachte Hülse 10, wird das Rückschlussteil unter Druckspannung gesetzt. Diese auf das Rückschlussteil ausgeübten Belastungen wirken Festigkeitssteigerend auf das Rückschlussteil und stabilisierenden dieses zusätzlich. Hierbei hat es sich gezeigt, dass die mit einer Hülse 10 versehenen Rückschlussteile weniger Ausfälle insbesondere aufgrund von Ausbrüchen aufweisen.The sleeve 10 attached to the outside of the return part 6 places the return part under compressive stress. These loads exerted on the return part increase the strength of the return part and also stabilize it. It has been shown that the return parts provided with a sleeve 10 have fewer failures, particularly due to breakages.

Claims (8)

1. Elektrischer Kleinstmotor (1) mit einem auf einer Welle (3) angeordneten Rotor (4), einem Stator (2) und einem äußeren zylindrischen, pulvermetallurgisch hergestellten Rückschlussteil (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlussteil (6) an seiner Außenseite von einer Hülse (10) umgeben ist. 1. Electric micromotor ( 1 ) with a rotor ( 4 ) arranged on a shaft ( 3 ), a stator ( 2 ) and an outer cylindrical, powder-metallurgically produced return part ( 6 ), characterized in that the return part ( 6 ) is surrounded on its outside by a sleeve ( 10 ). 2. Elektrischer Kleinstmotor (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) aus einem Metall hergestellt ist. 2. Electric miniature motor ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the sleeve ( 10 ) is made of a metal. 3. Elektrischer Kleinstmotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) eine Wandstärke von 0,05 bis 0,15 aufweist. 3. Electric miniature motor ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the sleeve ( 10 ) has a wall thickness of 0.05 to 0.15. 4. Elektrischer Kleinstmotor (1) nach einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) das Rückschlussteil (6) unter Druckspannung setzt. 4. Electric miniature motor ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sleeve ( 10 ) puts the return part ( 6 ) under compressive stress. 5. Elektrischer Kleinstmotor (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Wellenlager (8) in das Rückschlussteil (6) eingesetzt ist. 5. Electric miniature motor ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one shaft bearing ( 8 ) is inserted into the return part ( 6 ). 6. Elektrischer Kleinstmotor (1) mit einem auf einer Welle (3) angeordnetem Rotor (4), einem Stator (2) und einem äußeren zylindrischen pulvermetallurgisch hergestellten Rückschlussteil (6), dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zusammenbau des Motors (1) eine Hülse (10) auf das Rückschlussteil (6) aufbringbar ist. 6. Microelectric motor ( 1 ) with a rotor ( 4 ) arranged on a shaft ( 3 ), a stator ( 2 ) and an outer cylindrical powder-metallurgically produced return part ( 6 ), characterized in that a sleeve ( 10 ) can be applied to the return part ( 6 ) before the assembly of the motor ( 1 ). 7. Elektrischer Kleinstmotor (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) auf das Rückschlussteil (6) aufpressbar ist. 7. Electric miniature motor ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the sleeve ( 10 ) can be pressed onto the return part ( 6 ). 8. Elektrischer Kleinstmotor (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (10) auf das Rückschlussteil (6) aufklebbar ist. 8. Electric miniature motor ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the sleeve ( 10 ) can be glued onto the return part ( 6 ).
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WO2008080714A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-10 Robert Bosch Gmbh Window wiper device
DE102017217619A1 (en) 2017-10-04 2019-04-04 Bühler Motor GmbH Electronically commutated DC motor

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