DE1488474A1

DE1488474A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE1488474A1
Application number: DE1965C0037718
Authority: DE
Inventors: Gaston Cartier
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-12-21
Filing date: 1965-12-20
Publication date: 1970-01-08
Also published as: US3444402A; GB1117370A

Description

Elektromotor Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Elektromotore und betrifft insbesondere einen kleinen Gleichstrommotor, wie er in der Autoindustrie oder für Elektrohaushaltageräte verwendet wird.
Die Elektromotoren, die bis heute bekannt sindt beispielsweise für Scheibenwischer oder Heizungsventilatoren von Kraftfahrzeugent haben im allgemeinen ein massives Metallgehäuse oder bestehen aus aufeinander geschichteten au sgestanzten Blechen und daran befestigten D4uei%-magneten. Dabei werden die Einzelteile des Motors durch mechanische Mittel zusammengehalten, d.h. mittels''&-ichrauben und Muttern und bei üblichem Einbau. Der Herstellungspreis dieser bekannten Motore ist jedoch verhältnismäßig hoch.
Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu verbessern, indem sie die Kosten eines Elektromotors gleicher Leistung senkt und darüber hinaus den axialen Raumbedarf auf ein Minimum reduziert. Natürlich können diese Motore sowohl für Gleichstrom als auch für Wechselstrom ausgeJildet sein.
Der Stator eines Elektromotors gemäß der Erfindung besteht einerseits aus einer Glocke aus gezogenem Blech, an der Dauermagnete, ein Endlager und zwei Schraubbolzen von ungleicher Länge angeordnet sindy bevor Kunststoff an Ort und Stelle eingespritzt wird, der die Einzelteile im Verhältnis zueinander festlegt. Der Stator besteht zum anderen aus einem Bürsten tragenden kTotorflansch aus gespritztem Kunststofftin dem ein zweites Lager sowie zwei Schraubbolzen eingelassen sind, die mit dem längeren der beiden vorgenannten Schraubbolzen zur Befestigung des Motors in Dreipunkt-Anordnung dienen. Die Dauermagnete bestehen vorteilhaft aus Sintermetall.
Es ist verständlich, daß ein solcher Motor, bei dem die Teile des Stators fertig zum Montieren nur in eine Spritzgußform gelegt werden müssen, ohne daß es notwendig ist, eine besondere Arbeit für die Montage zu leisten, billiger hergestellt werden können. Nach einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung bildet man den Stator mit einem Dauermagneten von flacher, ringartiger Form und einer Nordseite und einer Südseite zwischen zwei Polechuhen aus gezogenem Blech mit abwechselnden Armen aus, um einen geringen axial'en Platz zu beanspruchen. Diese Anordnung wird dann in ein Gehäuse von unmagnetischem Material montiert. Andererseits ist der Rotor aus einem flachen Spulenkranz gebildet, an dem ein Rad von Kunststoff um die an der Periferie angeordneten Polschuhe und die zentrale Nabe angespritzt ist. Die beiden Teile aus Kunststoff, die die Felge und die Nabe des Rotors ergeben, sind durch ein metallisches Trägerstückt das im Moment des Spritzens flach in den Kunststoff eingelagert ist, miteinander verbunden. Dann wird dieses metallische Zwischenstück mit einer Fräoe radial in Segmente zerteilt, um einen Kollektor zu erhalten, auf den die vom Statorflansch des Motors getragenen Bürsten, im Inneren des Rotors liegend, axial gedrückt werden* Das Gehäuse des Stators kann z.B. aus gezogenem Aluminiumblech bestehen oder der Kunststoff kann direkt auf den Dauermagneten und die Polschuhe aufgespritzt werden,-um alles zusammenzuhalten.
Die anliegenden Zeichnungen zeigen zum besseren Verständnis der Erfindung beispielhaft die Besonderheiten und Vorteile des Anmeldungsgegenstandes.
Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch einen Elektromotor nach der Erfindung. Fig. '2 ist ein Schnitt II-II der Fig. 1 des Statorgehäusee. Fig. 3 ist ein Schnitt III-III der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Motors von der Seite des die Bürsten tragenden Motorflansches.
Fig. 5 ist ein Schnitt nach V-V der Fig. 1, Fig. 6 ist ein Axialschnitt einer anderen Ausführungeform eines Elektromotors nach der Erfindung.
Fig. 7 zeigt das metallische Mittelstück des Rotore allein, ehe Kunststoff aufgebracht und es zerschnitten ist& Fig. 8 ist eine Teilansicht des. Rotorag fertig zum Wickeln.' Fig. 9 ist ein Schnitt nach IX-IX der Fig. 8, der die Arbeitsweise andeutet, wie man das metallische Zwiechenstück den Rotorn zerschneidet, um einen Kollektor zu erhalten.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht,der Polochuhe des Statorn und des Dauermagneten, der diese vereinigt.
Der Elektromotor nach den Fig. 1 bis 5 ist vorzugsweise als Autozu behör bestimmt und dient beispielsweise zum Betreiben einen Scheibeu. wischees oder eines Ventilators für eine Heizung. Sein Stator enthält hauptsächlich zwei Teile# nämlich ein Gehäuse A und einen die Bürsten tragender Motorflansch B.
Das Gehäuse A ist als metallische Glocke aus gezogenem Blech ausge-'bildet, an der zwei Dauermagnete 2 aus geaintertem Metall, ein lager3 einer bekannten Bauart und zwei Sohraubbolzen 4 und 5 von ungleicher Länge angebracht sind. Diese ganzen Teile werden in eine Spritzgußform eingelegt, in die Kunatotoffmaterial eingespritzt wird. Dieser Kunststoff bildet ein Profilgehäuse, auf dem die Glocke 1 teilweise durch eine Wulst gehalten wird. Der Sitz des Lagers 3 wird durch drei kleine, radial nach innen gehende AuBnehmungen 7 bewirkt (Fig.2) Jeder der Schraubbolzen 4 und 5 hat einen Kopf 8, der in dem Kunststofformatück eingebettet iBt» das durch zwei sich diametral gegenüberliegende Längaarme 9 verkörpert wird, die über die Glocke 1 herausragen.Die beiden Schraubköpfe 8 sind gleich, ebenso wie die beiden Arme 9, aber die Länge des herausragenden Schraubbolzens 5 ist größer als die den Schraubbolzens 4.
Zur Ergänzung der Befestigung der Glocke 1 kann man außerdem eine Perforation oder Vertiefungen vorsehen, in die das Kunatotoffmaterial im Augenblick des Einspritzens eindringt.
Der die Büreten tragende Plansch B ist ebenfalls aus gespritztem Kunstatoffmaterial hergentellt..In Ihm ist ein Lager 10 einer be- kannten Bauart eingebettet. Außerdem befinden sich in ihm zwei Schraubbolzen ll(Fig. 4), Das ganze Profil den Planschen B ist als Kreuz mit zwei senkrechten Armen ausgebildet, die an ihren Enden Löcher für die Schraubbolzen 4 und 5 des Gehäuses aufweisen, während die Schraubbolzen 11 in den Enden der beiden waagrechten Arme eingelassen sind, die nach schräg oben abgewinkelt sind (Fig. 4). Infolge dieser Anordnung läßt sich, nachdem ein Rotor 0 eingebaut ist,durch einfaches Aufsetzen des Plansches B auf die Schraubbolzen 4 und 5 der Motor zusammensetzen, Man befestigt den Flansch B durch Muttern 4a und 5a, die auf die Schraübbolzen gedreht werden.
Da die Länge der Schraubbolzen ungleich ist, ragt der Schraubbolzen 4 nicht merklich aus der Mutter 4a heraus, während im Gegensatz hierzu der Schraubbolzen 5 aus der Mutter 5a herausragt. Dieser Bolzen schließt mit der entsprechenden Stirnfläche des Flansches B ab unö ist gleichlang wie die herausragenden Teile der Bolzen 11, ,Das herausragende Ende des Bolzens 5 bildet mit den beiden Bolzen 11 eine Dreipunkt-Verbindung, die es ermöglicht, den Motor an eine gewünschte Vorrichtung anzubringen.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist an der Innenseite des Flansches B ein Befilanachlag 12 angebracht, der auf jeder Seite die mit Auenehmiingen versehenen Enden 13 von zwei aus gezogenem Blech bestehenden Bürstenhalter D stützt. Dieses Profil 12 ist zwischen zwei Stirnflächen 14 angeordnet, die in Längsrichtung die Führungen der Bürstenhalter D überragen. Die Bürstenhalter D sind so gelagert, daß sie wippend auf dem Profilanachlag 12 sitzen. Jeder Bürstenhalter D trägt eine Schleifbürste 15, die sich auf dem Kollektor 16 des .Rotors 0 abstützt, während eine Zugfeder 17 die beiden Bürotenhalter :,egeneinander zieht. Diese Feder ist zwischen den Enden 13 und den ihleifbürsten 15 angebracht.
Ferner sind an der Innenseite des Flanscheo B zwei Begrenzungsan-: schläge 18 erkennbar, die in Längerichtung herausragen und die dazu. dienen, die Enden 19 der Bürstenhalter D zurückzuhalteng wenn die .-;#;-.i-sten 15 verbraucht sind, um zu verhinderng daß das Metall der -Kollektor schleift. .-,tr--,tenhalter auf dem In dem Beispiel nach den Fig. 6 bis 10 erkennt man im einzelnen eineni Motor, der so flach wie möglich ist, damit er z.B. in Wagentüren eingebaut werden kann, um die Fenster automatisch herauf- oder herunterzulassen, Um den Stator dieses Motors herzustellenjbenutzt man einen Dauermagneten E, beispielsweise aus Ferriteisen in flacher ringartiger Form. Dieser Magnetring hat eine Nordseite und eine Südseite. Gegen jede dieser beiden Seiten liegt ein Polochuh aus gezogenem Blech an» Der vordere Polachuh F besteht aus einem ientralen ringfö" rmigen Mittei stück 101, an dem radial drei Arme angeordnet sind, deren Enden um- gebogen sind, um Pole 102 zu erhalten, die beispielsweise die Polarität Süd haben. Der hintere Polochuh 6 ist analog dem vorderen, jedoch mit dem Unterschied, daß seine Nordpole 103 eine axiale Länge haben, die größer als die der Pole 102 ist, um die Stärke des Dauermagneten E auszugleichen. Infolge dieser Anordnung sind die entgegengesetzten Flächen der Pole 102 und 103 alle auf der gleichen senkrechten Ebene 104 angebracht. Um die verschiedenen Teile des Stators zu vereinen, ordne't man ein Lager 105 einer bekannten Bauart in der Mitte der Vorrichtung nach Fig. 10 an. Dann spritzt man direkt Kunststoff ein, der die Teile umgibt, in dem er sie in der gewünschten Stellung festhält» Die Pole 102 und 103 liegen dann regelmäßigt abwechselnd in dem Kunototoffgehäuse 106, das sie umgibt, und dessen Innenwand sie berühren.
Nach einer wichtigen Besonderheit der Erfindung begrenzt man das Gehäuse 106 des Rotors durch eine transversale Ebene 107, die etwas zurückgesetzt von der äußeren Ebene 104 der Pole 102 und 103 ist. Infolge dieser Anordnung dienen die herausragendEnTeile der Pole 102 und 103 dann zum Zentrieren eines Deckels H aus Kunststoff, mit dem man den Stator E, 79 G nach der Montage des Rotore abdeckt.
Der Rotor des Motors nach der Erfindung ist als Rad auegebildet#, das .eine Felge 108 und eine Nabe 109 aufweist, die beide-aua Kunststoff bestehen und durch ein metallisches Trägerstück 110 (Pig. 7) ver-' bunden sind. Dieses Trägerstück bildet nach Teilung in Abschnitte (Pig. 8 und 9) den Kollektor 111'*deo Motors (Fig. 6).
Das Trägeretück 110 ist aus einer ringförmigen Kupferplatte gebildet, die eingeschnitten ist, so daß außen radiale Vorsprünge 112 und innen Vorsprünge 113 entstehen, die die gleiche Anzahl haben, wie es Wicklungekerben 114 an der Felge 108 gibt.
Die Pelge 108 wird durch Aufbringen von Kunststoff direkt auf die Oberfläche des Trägerotückes llo gebildet. Sie umschließt einen metallischen Kern 1159 der schon entsprechend den Kerben 114 eingeschnitten ist. Das ganze wird dann in bekannter Weise umwickelt. J)ie Nabe 109 entsteht ebenfalls durch Aufbringen von Kunststoff auf dfe innere Oberfläche des Trägeratücke 110". Sie schließt eine - Metallbuchse 116 ein, in der die Achse 117 des Rotors liegt.

Wenn der Rotor so vorbereitet int, genügt es, das Trägerstück 110 mittels einer rundlau±enden Präne 118 (Fig. 9) zuzuschneiden, um es in eine bestimmte Zahl von Sektoren 119 (Fig. 8) zu teilen, die durch radiale Einschnitte 120 vollkommen voneinander getrennt sind, Die Sektoren 119 bilden den Kollektor 111 des Motors. Auf jede dieaw entsprechenden Enden befestigt man dann die Wicklungen 121, Der Deckel H, der den Stator des Elektromotors er##.,#nzt, besteht aus gespritztem Kunststoff, der um das Lager 122 einer bikannten Bauart gebracht ist. Dieser Deckel enthält insbesondere zylinderische Stutzen 123, die axial nach innen gerichtet sind und in denen jeweils eine Kompressionsfeder 124 eingesetzt ist, die eine Kohlenbürste 125 od.dgl. gegen den Kollektor 111 drückt.

Man sieht, daß es bei dem Motor nach der Erfindung wichtig ist,

-Dursten 125 zu verwenden, die azial gegen den Kollektor 111 gedrückt

der in einer transversalen Ebene 'Ä'.iegt. Diese Ahordnung er-

es besonders, die Bürsten 125 und den größten Teil der Stutzen

Inneren der Felge 108 und der Rotorwicklungen 121 unterzu-

was beträchtlich den Raumbedarf Ales Motors verringert,wie

-n 7ig. 6 deutlich wird.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h a Blektromotor, gekennzeichnet durch einen Stator, dessen Teile, wie die Polstücke zur Dauermagnetisierung, ein Endlager (3) sowie zwL,.i. Schraubbolzen (4,5) von ungleicher Länge in Kunststoff eingebettet sind, der die Teile miteinander verbindet und sie festlegt, und dessen Bürsten tragender Motorflansch (B oder H) aus gespritztem Kunststoff besteht und in dem ein zweites Lager (10 oder 122) sowie zwei Schraubbolzen (11) eingebettet sind, die mit dem längsten der beiden Schraubbolzen (5) eine Befestigungsvorrichtung für den in Dreipunkt-Anordnung bilden.
2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (A) aus einer Glocke (1) von gezQgenem Blech b esteht, an deren Innenseite Dauermagnete (2) vor dem Umgeben mit eingesprit#"##-, Kunststoff angebracht sind, und daß eine Haltewulst (6) um eine zentrale Öffnung am Grunde der Glocke angebracht ist. 3. Elektromot#Dr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator einen flachen ringförmigen Dauermagneten, mit einer Nordfläche und einer Südfläche enthält, der zwischen zwei sternförmigen Polschuhen (7 und G) angeordnet ist, wobei die Arme der Polschuhe abwechs Ir. 4. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als flaches Rad mit,- eii-.ier Felge (108) aus Kunststoff, einer Nabe (109) aus'Kunstotoff und einem metallischen vwischenstück (110) gebildet ist, wobei das metallische Zwischen-3tück nach Ausformung der Felge (108) und Nabe (109) ra4ial in Segmente geschnitten ist, um einen Kollektor (111) zu bilden, daß außerdem die Felge (108) um einen metallischen, ringförmigen Kern (115) gebildet ist, der die selben Öffnimgen hat, wie sie den.Öff..i rungen (114) der Felge entsprechen, um in bekannter Weise eine 2otorwicklung darauf zu bringen, Elektromotor nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (125) parallel zur Achse (117) den Rotore angeordnet sind und senkrecht durch Federn (124) gegen den Kollektor drückenp wobei die Federn sich am Planaoh (H) abstützen und parallel zur Achse (117) liegen.