CH654698A5

CH654698A5 - Antriebsvorrichtung mit kollektorlosem gleichstrommotor.

Info

Publication number: CH654698A5
Application number: CH138381A
Authority: CH
Inventors: Helmut Moosmann
Original assignee: Papst Motoren Kg
Priority date: 1981-03-02
Filing date: 1981-03-02
Publication date: 1986-02-28
Also published as: DE3207444A1; DE3207444C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit kollektorlosem Gleichstrommotor, insbesondere zum Antrieb von magnetischen Festplattenspeichern, die einen mit einem dauermagnetischen Erregermagneten versehenen Rotor, mindestens einen im Motor eingebauten Drehstellungsdetektor zum Erfassen der Rotorlage, eine drehstellungsdetektorabhängig gesteuerte Kommutierungseinrichtung und eine an die Kommutierungseinrichtung angeschlossene Statorwicklungsanordnung aufweist.

Antriebsvorrichtungen dieser Art sind bekannt (DE-OS 2 419 432, DE-OS 2 618 293 und DE-AS 2 616 464). Beim praktischen Einsatz solcher Antriebe gibt es Anwendungen, bei denen die Lebensdauer und die Zuverlässigkeit des Motors von besonders hoher Bedeutung sind. Ein Beispiel dafür sind magnetische Festplattenspeicher. Bei solchen Speichern handelt es sich um hermetisch abgedichtete Geräte, bei denen in aller Regel der Antriebsmotor nicht demontierbar ist. Fällt der Motor aus, muss das gesamte Gerät ersetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch erhöhte Lebensdauer und verbesserte Zuverlässigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jedem für den Motorbetrieb notwendigen Drehstellungsdetektor mindestens ein im Motor sitzender Ersatz-Drehstellungsdetektor zugeordnet ist und Mittel zum wahlweisen Wirksammachen eines Ersatz-Drehstellungsdetektors beim Ausfall des zugehörigen zunächst wirksamen Drehstellungsdetektors vorgesehen sind.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass für den Ausfall bekannter Antriebsvorrichtungen häufig der oder die Drehstellungsdetektoren verantwortlich sind, bei denen es sich in der Regel um magnetfeldabhängige Sensoren oder Lichtschranken handelt. Dadurch, dass erfindungsgemäss jedem zum Betrieb erforderlichen Drehstellungsdetektor mindestens ein Ersatz-Drehstellungsdetektor zugeordnet wird, der im Standby-Betrieb zur Verfügung steht, lässt sich, wie gefunden wurde, die Zuverlässigkeit bedeutend erhöhen.

Der Motor kann zweckmässig als zweipulsiger Gleichstrommotor mit einem einzigen Drehstellungsdetektor und einem Er-satz-Drehstellungsdetektor ausgelegt sein. Bei einer solchen Lösung ist die Anzahl der ausfallgefährdeten Drehstellungsdetektoren minimiert.

Als Drehstellungsdetektor und Ersatz-Drehstellungsdetektor eignen sich insbesondere Hall-ICs.

Zweckmässig sind Drehstellungsdetektor- und Ersatz-Dreh-stellungsdetektorausgänge herausgeführt und wahlweise an einen Arbeitswiderstand anschliessbar. Dabei können die Drehstellungsdetektor- und Ersatz-Drehstellungsdetektorausgänge einfach umsteckbar oder von Hand umschaltbar sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist es aber auch möglich, dem Drehstellungsdetektor bzw. den Drehstellungsdetektoren eine Funktionserkennungsschaltung zuzuordnen, mittels deren bei einem Drehstellungsdetektorausfall der zugehörige Ersatz-Dreh-stellungsdetektor selbsttätig einschaltbar ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Antriebsvorrichtung nach der Erfindung mit einem kollektorlosen Gleich-stromaussenläufermotor,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, und

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild der Antriebsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2.

Der in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte kollektorlose Gleichstromaussenläufermotor 10 weist ein Statorblechpaket 11 auf, das eine Statorwicklungsanordnung 12 trägt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel zweisträngig ausgebildet ist und die Wicklungsstränge 12a und 12b (Fig. 3) umfasst. Das Statorblechpaket 11 bildet zusammen mit einem ringförmigen, dauermagnetischen Erregermagneten 13 einen im wesentlichen zylindrischen Luftspalt 14. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass der Erregermagnet 13 vierpolig radial magnetisiert ist, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist. Das heisst, an der dem Luftspalt 14 zugewendeten Innenseite des Erregermagneten 13 befinden sich in wechselnder Folge zwei magnetische Nordpole und zwei magnetische Südpole, die jeweils eine Breite von im wesentlichen 90° (physikalisch) haben. Es wird auf diese Weise in Umfangsrichtung des Luftspalts 14 eine annähernd rechteckige oder trapezförmige Magnetisierung erhalten. Der Erregermagnet 13 ist an einer den magnetischen Rückschluss bildenden Aussenläuferglocke 16 angebracht, z.B. in diese Glocke eingeklebt. Mit dem Erregermagneten 13 wirken zugleich ein Drehstellungsdetektor 20 und ein Ersatz-Drehstellungsdetektor 21 zusammen, die einander mit Bezug auf die Rotorachse diametral gegenüberstehen. Bei dem Erregermagneten 13 kann es sich insbesondere um einen Gummimagneten oder einen kunststoffgebundenen Magneten handeln. Der Erregermagnet 13 kann als zu einem Ring gebogener Streifen ausgebildet sein. Anstelle eines Magnetrings lassen sich in die Glocke 16 auch schalenförmige Magnetsegmente einkleben oder dort auf andere Weise festlegen. In der Mitte der Aussenläuferglocke 16 ist eine Stummelwelle 23 befestigt, die über Kugellager 24 in einem Lagerohr oder einer Hülse 25 abgestützt ist,

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welche das Statorblechpaket 11 trägt und auf einer Statorgrundplatte 26 befestigt ist.

Bei den Drehstellungsdetektoren 20, 21 kann es sich beispielsweise um Hall-ICs handeln, die gemäss Fig. 3 parallel an Versorgungsanschlüsse 3, 4 (0 V bzw. + 5 V) einer zum Motor gehörenden Steckerleiste 28 gelegt sind. Die Ausgänge 29 bzw. 30 der Drehstellungsdetektoren 20, 21 sind zu den Anschlüssen 2 bzw. 1 der Steckerleiste 28 herausgeführt. Die die beiden Wicklungsstränge 12a und 12b umfassende Statorwicklungsanordnung 12 ist mit den Anschlüssen 5 bis 7 der Steckerleiste 28 verbunden. Dabei führt der Anschluss 5 zu einer Gleichspannungsquelle (+ 12 V), während die Anschlüsse 6 und 7 zur Verbindung mit einer Kommutierungseinrichtung 32 bestimmt sind. Den Ausgängen 29, 30 der Drehstellungsdetektoren 20, 21 ist ein gemeinsamer Arbeitswiderstand 33 zugeordnet, der über einen Schalter 34 wahlweise auf einen der Ausgänge 29, 30 auf-schaltbar ist und ausserdem mit dem Eingang der Kommutierungseinrichtung 32 in Verbindung steht.

Bei der Darstellung nach Fig. 3 ist infolgedessen der Dreh-5 stellungsdetektor 20 wirksam. Fällt der Drehstellungsdetektor 20 aus, braucht nur der Schalter 34 umgelegt zu werden. Der Ersatz-Drehstellungsdetektor 21 übernimmt dann die Funktion des Drehstellungsdetektors 20.

Statt den Schalter 34 vorzusehen, kann entsprechend einer io abgewandelten Ausführungsform auch auf die Anschlüsse 1, 2 der Steckerleiste 28 umgesteckt werden. Des weiteren ist es möglich, den Schalter 34 über eine in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Funktionserkennungsschaltung 35 zu betätigen, die selbsttätig anspricht, wenn der Drehstellungsdetektor 20 aus-i5 fällt.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Antriebsvorrichtung mit kollektorlosem Gleichstrommotor, insbesondere zum Antrieb von magnetischen Festplattenspeichern, die einen mit einem dauermagnetischen Erregermagneten versehenen Rotor, mindestens einen im Motor eingebauten Drehstellungsdetektor zum Erfassen der Rotorlage, eine drehstellungsdetektorabhängig gesteuerte Kommutierungseinrichtung und eine an die Kommutierungseinrichtung angeschlossene Statorwicklungsanordnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass jedem für den Motorbetrieb notwendigen Drehstellungsdetektor (20) mindestens ein im Motor (10) sitzender Ersatz-Drehstellungsdetektor (21) zugeordnet ist und Mittel (34) zum wahlweisen Wirksammachen eines Ersatz-Drehstellungsdetektors beim Ausfall des zugehörigen zunächst wirksamen Drehstellungsdetektors vorgesehen sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (10) als zweipulsiger Gleichstrommotor mit einem einzigen Drehstellungsdetektor (20) und einem Ersatz-Drehstellungsdetektor (21) ausgelegt ist.
3. Antriebs Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Drehstellungsdetektor (20) und Ersatz-Drehstellungsdetektor (21) Hall-ICs vorgesehen sind.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstellungsdetektor- und Ersatz-Drehstellungsdetektorausgänge (29, 30) herausgeführt und wahlweise an einen Arbeitswiderstand (33) an-schliessbar sind.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstellungsdetektor- und Ersatz-Drehstel-lungsdetektorausgänge (29, 30) umsteckbar sind..
6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstellungsdetektor- und Ersatz-Drehstel-lungsdetektorausgänge (29, 30) von Hand umschaltbar sind.
7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Drehstellungsdetek-tor (20) bzw. den Drehstellungsdetektoren eine Funktionserken-nungsschaltung zugeordnet ist, mittels deren bei einem Dreh-stellungsdetektorausfall der zugehörige Ersatz-Drehstellungsdetektor (21) selbsttätig einschaltbar ist.