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Title:
PERMANENT-MAGNET-EXCITED ELECTROMOTOR, ESPECIALLY WITH A VARIABLE ROTATIONAL SPEED
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/074208
Kind Code:
A1
Abstract:
Magnetic shells (4-7) for permanent-magnet-excitation are fixed on the inner periphery of the motor housing (1) by means of clamping elements (2; 3) that are simply pressed into place between the tangential front faces of adjacent magnetic shells. A noise-damping coating, especially an elastomer coating (2.4) or a powder coating (2.5), is provided at least on the motor housing-side outer surface of the clamping elements and/or the clamping element-side inner surface of the motor housing, in order to reduce the noise produced by the resonant knocking of the clamping elements on the motor housing, in a simple manner.

Inventors:
GOEB WERNER (DE)
DILLER HANNELORE (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/004114
Publication Date:
December 07, 2000
Filing Date:
May 08, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
GOEB WERNER (DE)
DILLER HANNELORE (DE)
International Classes:
H02K1/17; H02K23/04; (IPC1-7): H02K1/17; H02K23/04
Foreign References:
US3258622A1966-06-28
DE9312375U11994-06-16
US4155021A1979-05-15
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Dauermagneterregter Elektromotor, insbesondere mit verän derlicher Drehzahl, mit einem Motorgehäuse (1) ; mit am Innenumfang des Motorgehäuses (1) fixierbaren Mag netschalen (47) ; mit einer Fixierung der Magnetschalen (47) an dem Innen umfang des Motorgehäuses (1) mittels zwischen die tangen tialen Stirnflächen benachbarter Magnetschalen eindrück barer Spannelemente (2 ; 3) bzw. Distanzelemente (8 ; 9) ; mit einer geräuschdämmenden Beschichtung (2.4 ; 2.5 ; 2.6) der Spannelemente (2 ; 3) bzw. der Distanzelemente (8 ; 9) zumindest an ihren dem Motorgehäuse (1) zugewandten Außenflächen.
2. 2 Dauermagneterregter Elektromotor nach Anspruch 1 mit einer geräuschdämmenden Beschichtung der Spannelemen te (2 ; 3) bzw. der Distanzelemente (8 ; 9) über ihre gesamte Außenfläche.
3. Dauermagneterregter Elektromotor, insbesondere mit ver änderlicher Drehzahl mit einem Motorgehäuse (1) ; mit am Innenumfang des Motorgehäuses (1) fixierbaren Mag netschalen (47) ; mit einer Fixierung der Magnetschalen (47) an dem Innen umfang des Motorgehäuses (1) mittels zwischen die tangen tialen Stirnflächen benachbarter Magnetschalen eindrück barer Spannelemente (2 ; 3) bzw. Distanzelemente (8 ; 9) ; mit einer geräuschdämmenden Beschichtung (2.7) des In nenumfangs des Motorgehäuses (1) zumindest im Bereich seiner den Spannelementen (2 ; 3) bzw. den Distanzelementen (8 ; 9) zugewandten Innenflächen.
4. Dauermagneterregter Elektromotor nach Anspruch 3 mit einer geräuschdämmenden Beschichtung des Motorgehäu ses (1) über seine gesamte Innenfläche.
5. Dauermagneterregter Elektromotor nach zumindest einem der Ansprüche 14 mit einer geräuschdämmenden Beschichtung (2.4) in Form eines Elastomer.
6. Dauermagneterregter Elektromotor nach Anspruch 5 mit einer geräuschdämmenden Beschichtung (2.4) in Form eines AcrylnitritButadienKautschuk (NBK).
7. Dauermagneterregter Elektromotor nach zumindest einem der Ansprüche 14 mit einer geräuschdämmenden Beschichtung (2.5 ; 2.6) in Form einer PulverBeschichtung.
8. Dauermagneterregter Elektromotor nach Anspruch 1 und/oder 2, mit einer geräuschdämmenden Beschichtung (2.4) als Auf trag auf die eine Flachseite eines für die Herstellung der Spannelemente bzw. Distanzelemente vorgesehenen Flachbandes, insbesondere Federstahlbandes oder derglei chen.
9. Dauermagneterregter Elektromotor nach zumindest einem der Ansprüche 17, insbesondere nach Anspruch 5 und/oder 6 mit einer zusätzlichen Außenbeschichtung der geräuschdäm menden Beschichtung (2.4) in Form einer GleitlackBe schichtung (2.7).
10. Dauermagneterregter Elektromotor nach zumindest einem der Ansprüche 19 mit einer Verwendung für einen Hilfsantrieb in einem Kraftfahrzeug, insbesondere einen Lüfterantrieb in einem Heizbzw. Klimagerät.
Description:
Beschreibung Dauermagneterregter Elektromotor, insbesondere mit veränder- licher Drehzahl Die Erfindung bezieht sich auf einen dauermagneterregten Elektromotor, insbesondere mit veränderlicher Drehzahl gemäß Patentanspruch 1 ; ein dauermagneterregter Elektromotor mit durch zwischen ihre tangentialen Stirnflächen eingedrückte Spannelemente an den Innenumfang eines Motorgehäuses ange- drückten Magnetschalen ist z. B. durch die US-PS 3 258 622 be- kannt ; derartige Spannelemente bestehen üblicherweise aus Fe- derstahl und sind als Massen-Serienartikel aus entsprechendem Flach-bzw. Rundmaterial gestanzt bzw. geformt.

Insbesondere bei Elektromotoren mit veränderlicher Drehzahl besteht die Gefahr eines unerwünschten Betriebsgeräusches durch Klirren der Spannelemente durch vibrierendes Anschlagen an den Innenumfang des Motorgehäuses, vorzugsweise bei einer oder mehreren Resonanzfrequenzen. Zur Abhilfe könnte z. B. ei- ne gesonderte zusätzliche Befestigung der Spannelemente an dem Motorgehäuse durch Anschrauben, Annieten bzw. Ankleben vorgesehen werden. Eine solche Maßnahme widerspricht jedoch der Forderung nach Minimierung des Fertigungs-bzw. Montage- aufwandes für Massenserienartikel, z. B. Stell-bzw. Servomo- tore für elektrische Hilfsantriebe wie Lüfter in Kraftfahr- zeugen.

Gemäß Aufgabe vorliegender Erfindung soll ein mit geringem Fertigungs-und Montageaufwand als Massenserienartikel fer- tigbarer dauermagneterregter Elektromotor, insbesondere für einen Lüfterantrieb in einem Kraftfahrzeug, geschaffen wer- den, der sich betriebsmäßig durch eine hohe Geräuscharmut auszeichnet.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen dauermagneterregten Elektromotor gemäß Patentanspruch 1 und/oder Patentanspruch 3 ; vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäß auf einfache Weise mit einer schalldäm- menden Beschichtung versehenen Spannelemente bzw. diese teil- weise ersetzenden Distanzelemente und/oder der Innenfläche des Motorgehäuses sind in üblicher Montagetechnologie zwi- schen den tangentialen Stirnflächen der Magnetschalen ledig- lich einzustecken. Eine gesonderte zusätzliche Befestigung zur Verhinderung des Entstehens eines Spannelemente-Klirrens bzw. Distanzelemente-Klirrens kann in für die Herstellung eines preiswerten Massen-Serienartikels vorteilhafter Weise entfallen ; eine gegebenenfalls in bestimmten Drehzahlberei- chen bei größeren Fertigungs-bzw. Einbautoleranzen durch Resonanz auftretende Spannelemente-Vibration kann hingenommen werden, da Geräusche aufgrund einer Berührung der Spannele- mente bzw. der Distanzelemente mit dem Motorgehäuse durch die erfindungsgemäße Beschichtung in hinreichendem Maße gedämmt werden. Bei gleichzeitiger Beschichtung der Spann-bzw. Di- stanzelemente einerseits und der Innenfläche des Motorgehäu- ses andererseits wird die Geräuschdämmung verstärkt.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand schematisch dargestell- ter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert ; darin zeigen : FIG 1 in einem radialen Schnitt einen zweipoligen, dauer- magneterregten Motor mit am Innenumfang eines Motor- gehäuses dadurch fixierten Magnetschalen, daß zwi- schen deren tangential benachbarte Stirnflächen als Spannelemente Bügel-Steckfedern eingedrückt sind,

FIG 2 in einem radialen Schnitt einen vierpoligen, dauer- magneterregten Motor mit am Innenumfang eines Motor- gehäuses dadurch fixierten Magnetschalen, daß zwi- schen deren tangential benachbarte Stirnflächen als Spannelemente Bügel-Steckfedern bzw. elastische Di- stanzelemente eingedrückt sind, FIG 3 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus der An- ordnung gemäß FIG 1 mit einer geräuschdämmenden Ela- stomer-Beschichtung an dem radial äußeren Wandteil des Spannelementes, FIG 4 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus der An- ordnung gemäß FIG 1 mit einer geräuschdämmenden Pul- verbeschichtung über die gesamte Umfangsfläche des Spannelementes, FIG 5 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung aus der An- ordnung gemäß FIG 1 mit einer geräuschdämmenden Pul- ver-Beschichtung über die gesamte Innen-Umfangsfläche des Motorgehäuses.

FIG 1 zeigt einen zweipoligen dauermagneterregten Motor mit am Innenumfang seines Motorgehäuses 1 fixierten Magnetschalen 4 ; 5 und einem im Schnitt lediglich angedeuteten Rotor 10. Zur Lagefixierung der Magnetschalen 4 ; 5 dienen zwischen deren je- weils tangential benachbarte Stirnflächen, vorzugsweise ra- dial, zwischengesteckte Spannelemente 2 ; 3 in Form von Bügel- Steckfedern.

Jedes Spannelement 2 ; 3 besteht im wesentlichen-wie insbe- sondere aus FIG 3 ersichtlich-aus zwei Seitenschenkeln 2.1 ; 2.2 bzw. 3.1 ; 3.2 und einen M-förmigen, die Seitenschenkel verbindenden Grundschenkel 2.3 ; 3.3. Die Spannelemente 2 ; 3 sind radial derart in die Zwischenräume zwischen den tangen- tial benachbarten Stirnflächen der Magnetschalen 4 ; 5 radial eingedrückt, daß sie mit ihren nach radial innen weisenden freien Enden ihrer Seitenschenkel 2.1 ; 2.3 bzw. 3.1 ; 3.2 gegen die Stirnflächen 4.1 ; 5.1 bzw. 4.2 ; 5.2 der Magnetschalen 4 ; 5 gedrückt werden. Dabei sind die Grundschenkel 2.3 ; 3.3 der

Spannelemennte 2 ; 3 elastisch derart gespannt, daß sie den An- druck der Seitenschenkel 2.1 ; 2.2 bzw. 3.1 ; 3. der Spannele- mente 2 ; 3 und damit den Andruck der Magnetschalen 4 ; 4 an das Motorgehäuse 1 in vorteilhafter Weise verstärken.

FIG 2 zeigt den radialen Schnitt durch einen vierpoligen Mo- tor mit vier Magnetschalen 4-7, wobei jeweils nur an einem tangentialen Ende einer Magnetschale zwischen den benachbar- ten Stirnflächen 4.1 ; 5.1 bzw. 6.1 ; 7.1 ein Spannelement 2 ; 3 radial eingedrückt ist. Zwischen den verbleibenden tangential benachbarten Stirnflächen 4.1 ; 6.2 bzw. 5.2 ; 7.2 der Magnet- schalen 4-7 sind unelastische Distanzhalter 8 bzw. 9 selbst- haltend radial eingesteckt.

Die zweckmäßigerweise aus einfachem Federstahl bestehenden Spannelemente 2 ; 3 sind derart ohne gesonderte formschlüssige Fixierung am Motorgehäuse 1 zusammen mit den Magnetschalen fixierbar ; diese Fixierung wird unterstützt, wenn die Stirn- flächen der Magnetschalen derart verlaufen, daß der radial innere tangentiale Abstand kleiner ist als der radial äußere motorgehäuseseitige Abstand, da dadurch eine zusätzliche, in Richtung auf das Motorgehäuse 1 gerichtete Andruckkraft ent- steht. Der Grundschenkel der vorzugsweise M-förmigen Spann- elemente 2 ; 3 kann trotzdem mit einer gemäß dem radial äußeren motorgehäuseseitigen, u. U. größeren tangentialen Abstand be- nachbarter Stirnflächen der Magnetschalen entsprechenden tangentialen Länge und somit maximaler Federkraft ausgeführt werden, da er bei seiner radialen inneren engeren Spaltöff- nung aufgrund seiner Bauform bzw. Elastizität entsprechend zusammendrückbar ist.

FIG 3,4 zeigen jeweils anhand einer Ausschnittsvergrößerung aus FIG 1 ein einzelnes Spannelement 2 mit einer nur radial außenflächenseitigen und somit motorgehäuseseitigen schalldä- mmenden Elastomer-Beschichtung 2.4 gemäß FIG 3 sowie mit ei- ner schalldämmenden Pulverbeschichtung 2.5 an der gesamten Außenumfangsfläche gemäß FIG 4. In ähnlicher Weise können

auch die jeweiligen Distanzelemente 8 ; 9 mit der einen oder anderen schalldämmenden oberflächenseitigen Beschichtung ver- sehen sein.

Spannelemente mit einer Elastomer-Beschichtung werden zweck- mäßigerweise aus einem Federstahlflachband mit bereits auf einer Oberseite versehener Beschichtung, insbesondere aus einem von einem Coil abgewickelten beschichteten Bandmate- rial, gestanzt und geformt.

Für Spannelemente mit einer Pulverbeschichtung wird zweck- mäßigerweiser von bereits gestanzten und geformten Einzeltei- len ausgegangen, auf die anschließend in üblicher Fertigungs- technologie eine Pulverbeschichtung aufgeschmolzen wird ; da- durch ist es möglich, bisher bereits zur Verwendung vorgese- hene Elemente zu verwenden und lediglich im erfindungsgemäßen Sinne zur Geräuschdämmung durch eine Beschichtung zu vervoll- kommen.

In ähnlicher Weise kann z. B. eine Pulverbeschichtung 2.7 auf die Innen-Umfangsflche des Motorgehäuses 1 derart aufgetragen sein, daß bei Gefahr einer Schwingungsbewegung der Spannele- mente 2 ; 3 bzw. der Distanzelemente 8 ; 9 diese nur unter Zwi- schenschaltung einer gehäuseseitig auftragenden geräuschdäm- menden Beschichtung mit dem Motorgehäuse 1 in Berührung kom- men können.

Insbesondere bei Verwendung einner schalldämmenden Elastomer- Beschichtung 2.4 ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, auf diese noch eine reibungsmindernde Gleitlack-Beschichtung 2.6 aufzutragen ; dadurch läßt sich sowohl der Rüttlerzuführvor- gang der Spannelemente in einem Bestückungsautomaten als auch der eigentliche kraftschlüssige Einsteckvorgang der Spannele- mente bzw. der Distanzelemente zwischen den Stirnflächen der Magnetschalen ohne Gefahr einer Absplittung des spröden Mag- netmaterials vereinfachen.