DE8702998U1 - Micro electric motor - Google Patents
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Description
PAP3T-tfOTuREN GmbH & Co KG DE-349 GPAP3T-tfOTuREN GmbH & Co KG DE-349 G
7742 St. Georgen - 3 - 011-LE/de7742 St. Georgen - 3 - 011-LE/de
26.02,198726.02.1987
Die Erfindung betrifft einen Elektrokleinstmotor gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a miniature electric motor according to the preamble of claim 1.
Derartige Kleinstmotoren sind bereits in der DE-OS 34 34 965 beschrieben. Allerdings sind diese Motoren nicht für alle Antriebszwecke geeignet, da sie ein zu kleines Drehmoment abgeben. Zur Erhöhung des Drehmomentes müßte bei sonst gleichen Abmessungen die axiale Länge des wirksamen Luftspaltes vergrößert werden, wodurch auch die axiale Baulänge größer würde. Durch abgewinkelte Endbleche, die an beiden Seiten des Statorblechpaketes angebracht werden könnten, wäre auch eine Erhöhung des Drehmomentes zu erreichen, aber aufwendiger. Außerdem muß bei diesem Motoraufbau noch ein Außengehäuse vorgesehen werden, das Stator und Rotor umgibt. An diesem Gehäuse muß mindestens ein Lagersitz, ein Flanschsitz und eine Ausnehmung vorgesehen werden, wobei Nachbearbeitung erforderlich wird. Die Wirbelstromverluste in den bekannten Motoren sind außerdem zu hoch.Such miniature motors are already described in DE-OS 34 34 965. However, these motors are not suitable for all drive purposes, as they produce too little torque. To increase the torque, the axial length of the effective air gap would have to be increased, with otherwise identical dimensions, which would also increase the axial length. Angled end plates, which could be attached to both sides of the stator core, could also increase the torque, but this would be more complex. In addition, this motor design requires an external housing that surrounds the stator and rotor. At least one bearing seat, one flange seat and one recess must be provided on this housing, which requires reworking. The eddy current losses in the known motors are also too high.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen radial und axial sehr kompakten Antriebsmotor zu schaffen, der bei vereinfachtem Aufbau eine wirtschaftlichere Fertigung,ein höheres Drehmoment und geringere Wirbelstromverluste ermöglicht.The invention is based on the object of creating a radially and axially very compact drive motor which, with a simplified structure, enables more economical production, higher torque and lower eddy current losses.
Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 4 angegeben.The solution to the problem is specified in the characterizing part of claims 1 and 4.
Die Verringerung der Anzahl der Bauteile bei solchen Motoren, die in großen Serien hergestellt werden, verkürzt die Montagezeit .Reducing the number of components in such engines, which are produced in large series, shortens assembly time.
Die einteilige Ausführung von Außengehäuse und Stator erübrigt eine Nachbearbeitung.The one-piece design of the outer housing and stator eliminates the need for post-processing.
- 4 - DE-349 G- 4 - DE-349 G
011-LE/de 26.02.1987011-LE/en 26.02.1987
Ein mit Kunststoff umspritztes Statorblechpaket führt zu einer weiteren Kostenreduzierung.A stator core package overmolded with plastic leads to a further reduction in costs.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unteränsprüchen.Further details and advantageous developments of the invention emerge from the embodiments described below and shown in the drawing, as well as from the dependent claims.
Es zeigt:It shows:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfiridungsgemäßen Motor in vergrößerter Darstellung,Fig. 1 shows a section through an engine according to the invention in an enlarged view,
Fig. 2 einen Teil des erfindungsgemäßen Motors im Schnitt, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,Fig. 2 shows a part of the engine according to the invention in section, Fig. 3 shows a section along the line III-III in Fig. 2,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbsispiel eines erfindunqsgemäßen Motors im Schnitt,Fig. 4 shows a second embodiment of an engine according to the invention in section,
Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Motors im Schnitt undFig. 5 shows a third embodiment of an engine according to the invention in section and
Fig. 6 einen Teil des Motors des dritten Ausführungsbeispieles im Schnitt.Fig. 6 shows a part of the engine of the third embodiment in section.
Gleiche oder gleichwirksame Teile werden nachfolgend mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und gewöhnlich nur einmal beschrieben .Identical or equivalent parts are designated below with the same reference symbols and are usually only described once.
Fig. 1 zeigt einen Elektrokleinstmotor 1 mit einem Innenrotor, auf dessen Träger 2 ein Permanentmagnet 3 angebracht ist, der im wesentlichen als zylindrisches Teil ausgebildet ist. Der Permanentnagnet 3 kann einstückig sein oder aus Segmenten bestehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor vierpolig.Fig. 1 shows a miniature electric motor 1 with an internal rotor, on whose carrier 2 a permanent magnet 3 is attached, which is essentially designed as a cylindrical part. The permanent magnet 3 can be in one piece or consist of segments. In this embodiment, the rotor is four-pole.
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011-LE/de 26.02.1987011-LE/en 26.02.1987
Der Träger 2 hat im wesentlichen eine Topfform. Am äußeren Topft'äden ist eine Steuermagnetscheibe 4 und im verstärkten Topfboden ist eine Rotorwelle 5 konzentrisch befestigt. Die Welle 5 läuft in einem Gleitlager 6, das mit einem Flanschdeckel 7 verbunden ist. Eine Anlaufscheibe 8 befindet sich auf der Meile 5 zwischen einer Riemenscheibe 9 und dem Gleitlager 6. Durch diese Scheibe 8 wird das axiale Spiel des Rotors bestimmt!. Bohrungen 10 im Flanschdeckel 7 dienen zur Befestigung des Motors.The carrier 2 is essentially pot-shaped. A control magnet disk 4 is attached to the outer pot shaft and a rotor shaft 5 is concentrically attached to the reinforced pot base. The shaft 5 runs in a plain bearing 6, which is connected to a flange cover 7. A thrust washer 8 is located on the shaft 5 between a pulley 9 and the plain bearing 6. The axial play of the rotor is determined by this washer 8. Holes 10 in the flange cover 7 are used to attach the motor.
Der Flanschdeckel 7 ist an der einen Stirnseite 15 eines Motorbauteils 11 befestigt. Die Verbindung der Teile 6, 7 und 11 ist in Fig. 2 dargestellt. Das Motorbauteil 11 bildet gleichzeitig das AuQengehäuse 12 des Motors 1 und das Statoreisen 13 mit den Polschuhen 14. Das Motorbauteil 11 wird vorzugsweise im Sinterverfahren einstückig hergestellt. Zur Vermeidung hoher Wirbelstromverluste kann als Sintermaterial beispielsweise "Corovac" der Fa. Vacuumschmelze Hanau verwendet werden. An der anderen Stirnseite 16 des Motorbauteils 11 ist in einer Ausnehmung 17 eine Leiterplatte 18 angebracht. Statorspulen 19 werden über drei Hallgeneratoren 20, die die Impulse von der Steuermagnetscheibe 4 erhalten, angesteuert. Die sechs Statorspulen, von denen j«* zwei gegenüberliegende in Reihe geschaltet sind, werden mittels Vollbrücke betrieben. Eine Abdeckplatte 21 ist mit Abstand unterhalb der Leiterplatte 18 in der Ausnehmung 17 befestigt. Der Abstand dient dazu, für Bauteile auf der Leiterplatte 18 Platz zu schaffen. Durch einen seitlichen Schlitz 22 werden die Anschlüsse und Zuleitungen der Leiterplatte 18 geführt. The flange cover 7 is attached to one end face 15 of a motor component 11. The connection of parts 6, 7 and 11 is shown in Fig. 2. The motor component 11 simultaneously forms the outer housing 12 of the motor 1 and the stator iron 13 with the pole shoes 14. The motor component 11 is preferably manufactured in one piece using the sintering process. To avoid high eddy current losses, "Corovac" from Vacuumschmelze Hanau can be used as the sintering material, for example. A circuit board 18 is attached to the other end face 16 of the motor component 11 in a recess 17. Stator coils 19 are controlled by three Hall generators 20, which receive the pulses from the control magnet disk 4. The six stator coils, two of which are connected opposite one another in series, are operated by means of a full bridge. A cover plate 21 is attached at a distance below the circuit board 18 in the recess 17. The distance serves to create space for components on the circuit board 18. The connections and supply lines of the circuit board 18 are led through a side slot 22.
Eine Einschnürung, deren axiale Abmessung durch den Doppelpfeil 23 dargestellt ist, des Statoreisens 13 bietet den Statorspulen 19 Platz, womit zusätzlich axiale Bauhöhe des Motors eingespart wird. Die axiale Abmessung gemäß Doppelpfeil 23 kann soweit verringert werden, bis die magnetische Sättigung erreicht ist. Die Polschuhe 14 ragen in axialer Richtung über die EinschnürungA constriction, the axial dimension of which is shown by the double arrow 23, of the stator iron 13 provides space for the stator coils 19, which also saves axial height of the motor. The axial dimension according to the double arrow 23 can be reduced until magnetic saturation is reached. The pole shoes 14 protrude in the axial direction over the constriction
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011-LE/de 26.02.1987011-LE/en 26.02.1987
gemäß Doppelpfeil 23 hinaus und bilden dadurch eine Verlängerung des wirksamen Luftspaltes 24 zwischen dem Magneten 3 und den Polschuhen 14. Die einstückige Herstellung dieses Stators und des Außengehäuses 12 ist auch deshalb wirtschaftlicher im Sinterverfahren auszuführen, weil keine Nacharbeit erforderlich ist. according to double arrow 23 and thereby form an extension of the effective air gap 24 between the magnet 3 and the pole shoes 14. The one-piece manufacture of this stator and the outer housing 12 is also more economical to carry out using the sintering process because no rework is required.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt des Motorbauteils gemäß Fig. 1 und 2 mit beispielsweise sechs Polschuhen 14, die als ausgeprägte Pole ausgebildet und konzentriert bewickelt sind.Fig. 3 shows a section of the motor component according to Fig. 1 and 2 with, for example, six pole shoes 14, which are designed as distinct poles and are wound in a concentrated manner.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Im wesentlichen entspricht diese Ausführung der in Fig. 1 beschriebenen. Als weitere Vereinfachung ist hier der Flanschdeckel und das Gleitlagertragteil einteilig ausgebildet als Lagerflansch 25 mit Gleitlagern 26. Die Welle 5 weist ein abgerundetes Ende 27 auf, das gegen ein Lagerplättchen 28 auf der Leiterplatte 18 anläuft. Diese Anordnung ist besonders für die in der Zeichnung dargestellte senkrechte Einbaulage des Motors geeignet. Aber auch dieses Ausführungsbeispiel kann gemäß der Ausführung in Fig. 1 so gestaltet werden, daß es in anderen Einbaulagen verwendet werden könnte. Die Gleitlager 26 können entfallen, wenn das Gleitlager des Lagerflansches 25 so gestaltet ist wie das Gleitlager 6 in Fig. 1, nämlich mit zwei in axialer Richtung möglichst weit voneinander entfernten Laufflächen 29, 30.A second embodiment according to the invention is shown in Fig. 4. This design essentially corresponds to that described in Fig. 1. As a further simplification, the flange cover and the plain bearing support part are designed as one piece as a bearing flange 25 with plain bearings 26. The shaft 5 has a rounded end 27 that runs against a bearing plate 28 on the circuit board 18. This arrangement is particularly suitable for the vertical installation position of the motor shown in the drawing. However, this embodiment can also be designed according to the design in Fig. 1 so that it could be used in other installation positions. The plain bearings 26 can be omitted if the plain bearing of the bearing flange 25 is designed like the plain bearing 6 in Fig. 1, namely with two running surfaces 29, 30 that are as far apart as possible in the axial direction.
Eine weitere Vereinfachung wird erreicht, wenn der Steuermagnet 4 und der Rotormagnet 3 einteilig ausgeführt ist, d. h. ein axiales Ende^würde dann die für die Steuerimpulse erforderliche Magnetisierung enthalten (Fig. 5).A further simplification is achieved if the control magnet 4 and the rotor magnet 3 are designed as one piece, i.e. an axial end^would then contain the magnetization required for the control pulses (Fig. 5).
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- 7 - DE-349 G- 7 - DE-349 G
011-LE/de 26.02.1987011-LE/en 26.02.1987
Lin drittes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 5. Auch diese Ausführung entspricht im Aufbau derjenigen in Fig. 1. Der Unterschied liegt im Stator. Ein Statoreisen 53 besteht aus einem stanzpaketierten Statorblechpaket 54 mit an beiden axialen Enden am Blechpaket angebrachten Endblechen 55, 56. Die Ausführung der Polschuhe 14 entspricht der in Fig. 3 dargestellten Foriii. A third embodiment is shown in Fig. 5. This design also corresponds in construction to that in Fig. 1. The difference lies in the stator. A stator iron 53 consists of a punched stator laminated core 54 with end plates 55, 56 attached to the laminated core at both axial ends. The design of the pole shoes 14 corresponds to the form shown in Fig. 3.
Das komplette Statoreisen 53 wird mit Kunststoff umspritzt, wobei der Außenmantel 57 des Statoreisens 53 und die beiden Stirnseiten 58, 59 und die abgewinkelten Bereiche der Endbleche 55, 56 im Bereich der Wicklung 19 umspritzt sind. Durch das Umspritzen in der vorgegebenen Form wird einerseits das Statoreisen 53 fixiert und andererseits ein Außengehäuse 52 gebildet. Das so komplettierte Motorbauteil 51 kommt mit ausreichender Oberflächengüte und Genauigkeit aus der Spritzform und kann ohne Nachbearbeitung montiert werden.The entire stator iron 53 is overmolded with plastic, whereby the outer casing 57 of the stator iron 53 and the two end faces 58, 59 and the angled areas of the end plates 55, 56 in the area of the winding 19 are overmolded. By overmolded in the specified shape, the stator iron 53 is fixed on the one hand and an outer housing 52 is formed on the other. The motor component 51 thus completed comes out of the injection mold with sufficient surface quality and precision and can be assembled without any further processing.
Claims (9)
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