DE1176267B - Staenderanordnung von Wechselstrom-Kleinstmotoren fuer Antriebe mit niedrigem Drehmomentbedarf, insbesondere Uhr-werksantriebe - Google Patents

Description

• Ständeranordnung von Wechselstrom-Kleinstmotoren für Antriebe mit niedrigem Drehmomentbedarf, insbesondere Uhrwerksantriebe Bei Wechselstrom-Uhrenmotoren wird der Ständer durch eine Spule erregt, welche im allgemeinen an das Stromversorgungsnetz von 220 V angeschlossen ist. Zur Erzeugung einer der Netzspannung entsprechenden Gegen-EMK muß entweder die Windungszahl der Spule sehr hoch gehalten werden oder, wenn man die Windungszahl herabsetzen will, muß für den Magnetweg eine erhebliche Menge von Eisen zur Erhöhung des Ständerflusses aufgewendet werden. Der hohe Nutzfluß, welcher in diesem Falle zwangläufig wirksam wird, ist vom Standpunkt des Uhrenantriebes vollkommen überflüssig, da zum Betrieb des außerordentlich leichten Uhrwerks ein sehr geringer Nutzfluß erforderlich ist. Der Werkstoffaufwand bei dem Ständer eines Wechselstrom-Uhrenmotors wird somit lediglich zum Aufbau der Gegen-EMK benötigt.
• Gemäß der Erfindung wird die erforderliche Werkstoffmenge für die Ständeranordnung herabgesetzt. Dies wird bei einer Ständeranordnung von Wechselstrom-Kleinstmotoren für Antriebe mit niedrigem Drehmomentbedarf, insbesondere Uhrwerksantriebe, bei welcher das magnetische Potential von den Enden des Spulenkernes über Leitbleche den Ständerpolzacken zugeführt wird, dadurch erreicht, daß außer den zu den Polen führenden Blechen zusätzliche, einen magnetischen Nebenschluß bildende Eisenteile, welche zur Erhöhung des Streuflusses dienen, im Magnetpfad vor dessen Eintritt in die Polzacken angeordnet sind. Durch den Verlauf des Magneteisens etwa entlang der Ständerspule wird der-Abstand zwischen dem äußeren Magneteisen und dem durch die Spule verlaufenden Eisenkern sehr niedrig gehalten. Diese Konstruktion bewirkt einen außerordentlich hohen Streufluß, dessen Linien durch die Ständerspule verlaufen. Dieser zusätzliche Streufluß vermindert zwar den Nutzfluß, der aber für das niedrige Drehmoment, welches vom Uhrenwerk gefordert wird, vollkommen ausreicht. Der Vorteil des zusätzlichen Streuflusses besteht darin, daß er zum Aufbau der Gegen-EMK beiträgt, aber keinen Eisenpfad erfordert und damit das Gewicht des Ständereisens herabsetzt. Die Erfindung kann für alle Typen von Wechselstrommotoren Verwendung finden, und zwar Hysterese-Motoren, Motoren mit permanentmagnetischem Läufer (Synchron-Motoren) und andere.
• Die Verwendung von zusätzlichen Eisenteilen, welche einen Streufluß führen, ist an sich bekannt, jedoch ist deren Anordnung und Wirkungsweise von der der vorliegenden Erfindung grundlegend verschieden. Bei der bekannten Motorbauart werden die streuflußführenden Eisenteile zwischen den Polzakken angeordnet, um einen Teil des Flusses zwischen belasteten und unbelasteten Polen auszugleichen. Hierdurch wird eine Verbesserung des Drehmomentes insofern erzielt, als ein gewisser Ausgleich in der Phasenverschiebung der Teilflüsse und damit eine Annäherung an das Kreisdrehfeld bewirkt wird. Der grundlegende Unterschied gegenüber dieser Maßnahme liegt erfindungsgemäß darin, daß die zusätzlichen, den Streufluß führenden Eisenteile im Magnetpfad vor dem Eintritt des Flusses in die Polzacken liegen, zu dem ausdrücklichen Zweck, künstlich erhöhten Streufluß zur Herabsetzung der erforderlichen Windungszahl in der Erregerspule zu erzeugen.
• Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung in Anwendung auf einen Hysterese-Motor des näheren erläutert, und zwar stellen F i g. 1 und 2 verschiedene Schnitte der Ständeranordnung dar, während F i g. 3 nur das Ständereisen in perspektivischer Darstellung zeigt; F i g. 4 ist eine teilweise Darstellung des Motors zur Erläuterung des Läufers; F i g. 5 ist eine Ansicht in Richtung 1-l; in F i g. 6 ist eine weitere Ausführungsform des Ständerbleches dargestellt.
• Das Ständereisen 1.0 gemäß F i g. 3 nimmt die Erregerspule im oberen Teil auf, und zwar ist die Lage der Spulenachse durch die Linie 11 angedeutet. Durch das Loch 12 tritt der Spulenkern aus der Spule heraus. Es ist zu erkennen, daß der obere entlang der Linie 11 befindliche Teil des Magnetbleches nahe der Spulenachse verläuft. Um den Streufluß noch weiter zu vergrößern, ist ein »Fenster« 13 ausgestanzt, dessen Füllstück 14 nach innen gebogen ist und damit die Spule noch mehr umschließt als der übrige Teil des Ständerbleches. Das Magneteisen besitzt außerdem zwei Flügel 15, welche als Platine für das Uhrwerk dienen. Der Nutzfluß wird in die vier Polzacken 16, 17, 18, 19 gelenkt. 26 ist ein Steg, welcher die beiden Flügel verbindet.
• Eine Gesamtzusammenstellung des Ständers ist aus den F i g. 1 und 2 zu entnehmen. Zu den bereits genannten kommen noch folgende Teile hinzu: die Spule 1, der Spulenkern 2, eine Klaue 20, welche in die Pole 21, 22 und 23, 24 ausläuft. Der Nutzfluß des Magneten verläuft also vom Spulenkern 2 zu den Flügeln 15 und deren Polzacken 16 bis 19, und von da über den Läufer zu den Polzacken 21 bis 24, Klaue 20 zurück zum Kern. Außerdem entsteht ein Streufluß, welcher, wie F i g. 1 zeigt, einen sehr kurzen Weg vom Außenblech, insbesondere dem Füllstück 14, zum Kern 2 hat. Die Kupferkurzschlußringe sind mit 3 bezeichnet.
• In F i g. 4 ist der Läufer dargestellt, dessen Achse 5 in einen Lagerring 6 geführt ist, der in den Kupferring 3 eingesetzt wird. Ein zweites Lager 7 ist an einem der Flügel 15 befestigt. Die beiden Läuferscheiben sind mit 8 bzw. 9 bezeichnet. Die F i g. 5 läßt die Polspuren sowie ein Läuferblech und die Achse des Läufers erkennen.
• Durch die starke Streuwirkung (Drosselung) kann man den Motor auch mit optimalen Spulenabmessungen ausführen, nämlich mit wenigen Windungen dikken Drahtes.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß beide Platinen praktisch gleiches magnetisches Potential haben, denn sie sind magnetisch an die gleiche Stelle des Kernes (in »Parallel«-Schaltung) angeschlossen. Dadurch ist es möglich, für das Uhrwerk billige Eisenteile zu verwenden und nicht kostspieligen nichtmagnetischen Werkstoff. Es hat sich nämlich gezeigt, daß verschiedenes magnetisches Potential in den Platinen ungünstig auf die Eisenteile des Uhrwerkes einwirkt, z. B. Hemmungen, Brummen usw. verursachen. Auch die Distanzstücke zwischen den Platinen können aus Eisen hergestellt werden, ohne daß hierdurch Geräusche entstehen können.
• Bei dem in F i g. 6 dargestellten Ständereisen 25 sind die beiden Flügel aus einem Stück gebogen und nicht wie in F i g. 3 durch einen Steg (26) zusammengehalten. Der Vorteil der Fertigung aus einem Stück besteht nicht nur in der billigeren Herstellung, sondern auch darin, daß der Streufluß vergrößert wird, weil sich der die beiden Flügel verbindende Bogen der Spule anschmiegt. Ein zungenartiges Stück, ähnlich dem Teil 14 (F i g. 3), kann hier ebenfalls angebracht werden, so daß die Streuwirkung weiter erhöht wird.

Claims (7)

1. Patentansprüche: 1. Ständeranordnung von Wechselstrom-KleinstmotGren fürAntriebe mit niedrigemDrehmomentbedarf, insbesondere Uhrwerksantriebe, bei welcher das magnetische Potential von den Enden des Spulenkernes über Leitbleche den Ständerpolzacken zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß außer den zu den Polen führenden Blechen zusätzliche, einen magnetischen Nebenschluß bildende Eisenteile, welche zur Erhöhung des Streuflusses dienen, im Magnetpfad vor dessen Eintritt in die Polzacken angeordnet sind.
2. 2. Ständeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Potential des einen Kernendes (12) durch ebene Leitbleche (15) an die zugehörigen Ständerpolzacken (16 bis 19) geleitet ist, während zusätzliche Teile des Ständereisens (10) der Form der Ständerspule (1) angeschmiegt sind.
3. 3. Ständeranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ständereisen (10) aus rohrförmigen Sektoren zusammengesetzt ist.
4. 4. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Ansätze (15) Flügelform aufweisen und ein Läuferlager (7) tragen.
5. 5. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß außer Flügeln (15), welche magnetisch mit dem einen Ende des Spulenkernes (2) verbunden sind, ein kürzeres, vorzugsweise klauenförmiges Magneteisen (20) an das andere Ende des Spulenkernes (2) angeschlossen ist und die Gegenpole (21 bis 24) trägt.
6. 6. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus dem Werkstoff des Flügels (15) herausgebogenes zungenförmiges Stück (14) der Spulenform angeschmiegt ist.
7. 7. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die entlang der Spule laufenden zwei Flügel (15) durch einen Steg (26) verbunden sind. B. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Flügel (27, 28) durch sich überlappende Ösen am Spulenkern (2) befestigt sind. 9. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von den ebenen Leitblechen (15) ausgehenden Polzacken (16 bis 19) des einen magnetischen Potentials und die von dem klauenförmigen Leitblech (20) ausgehenden Polzacken (21 bis 24) des anderen magnetischen Potentials in an sich bekannter Weise in derselben Richtung verlaufen und den Kurzschlußring (3) tragen, in welchen das zweite Läuferlager (6) eingesetzt ist. 10. Ständeranordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Leitbleche gleichen magnetischen Potentials (15 oder 27, 28) als Platinen für das Uhrwerk dienen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 441308, 596 616, 642 101, 643 888, 676 987, 709 288, 873 866; deutsche Patentanmeldung 17917 1X b ! 83 b (bekanntgemacht am 5. B. 1954); deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 175; ETZ-B 1957, S. 33, 34.