DE1188709B - Elektrischer Kleinstmotor - Google Patents

Description

• Elektrischer Kleinstmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kleinstmotor mit einer im Luftspalt zwischen einem feststehenden Kernmagneten und einem ebenfalls feststehenden, den Kernmagneten umgebenden magnetischen Rückschlußmantel umlaufenden, frei tragenden Ankerwicklung. Sie behandelt besonders die Ausbildung und Herstellung dieser Ankerwicklung im Sinne der Erzielung besonders guter elektrischer und mechanischer Eigenschaften für einen solchen Kleinstmotor.
• Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß die im axialen Hin- und Hergang eine Polteilung überstreichende Ankerwicklung aus einem einzigen Draht maschinell und nach einem an sich bekannten Stromlaufschema zick-zack-förmig hin- und herlaufend und sich, nach jedem Umlauf des Drahtes, eng Windung neben Windung legend zwei- oder mehrlagig und im Außendurchmesser mit jeder Lage wachsend gewickelt, wobei dieser fortlaufende Draht an den axialen Enden des Ankerkörpers jeweils lediglich in die neue Richtung umgelenkt und nur an seinem Anfang und Ende zu einem und mit einer oder mehreren Anzapfungen zu anderen Stromzuführungsorganen geführt ist.
• Das Wickelschema, das angewendet wird, ist bereits früher für die Herstellung von Wicklungen für Elektromotoren angegeben worden; dabei wurde die Wicklung aus einzelnen vorgeformten Spulen aufgebaut, die an ihren Enden, an den Wickelköpfen, miteinander verlötet und an bestimmten Stellen auch mit Lamellen eines der Stromzuführung dienenden Kollektors verbunden sind. Eine weitere Veröffentlichung zeigt ein Stromlaufschema mit einer durchlaufenden Wicklung, die ebenfalls schräg zu den Mantellinien der Wicklung hin und her verlaufend an den Enden und an mehreren Anzapfstellen mit Stromzuführungsorganen verbunden ist. Aber auch dabei ist die Wicklung aus einzelnen Teilleitem zusammengesetzt, welche an Kollektorlamellen befestigt und mit diesen leitend verbunden sind.
• Die neue maschinelle Wicklung eines Trommelankers mit fortlaufendem einzigen Draht ergibt für einen Kleinstmotor mit feststehendem Kernmagneten und einem diesen umgebenden magnetischen Rückschlußmantel erhebliche Vorteile elektrischer und mechanischer Art. Der magnetische Hauptfluß des Ständers, der radial vom Kernmagnet durch den Luftspalt nach dem Eisenrückschluß verläuft und dabei am Umfang einen sinusfönnigen Verlauf der Induktion aufweist, paßt sich besonders gut der von der Wicklung erzeugten Durchflutung, die, wie an Hand der Zeichnung erläutert wird, vorwiegend trapezförmig ist, an, was einen guten elektrischen Wirkungsgrad, insbesondere große Anlaufmomente, ergibt. Da der zylindrisch glatte Anker keine Wickelköpfe od. dgl. besitzt, das zylindrische Kerrunagnetsystein in der Länge also nicht überragt, wird der an den Stirnseiten des Magneten auftretende Streufluß sich nicht mit der Durchflutung des Ankers verketten. Der Streufluß, der sich im Raum außerhalb der Magnetlänge, nach außen immer schwächer werdend, befindet, kann dann für die Kommutierung kaum störend sein.
• Da die erfindungsgemäß sich durch Anwendung eines an sich bekannten Wickelschemas, dessen Ausführung durch maschinelle Herstellung abgewandelt wurde, bei einer an sich bekannten Motorbauform ergebende Wicklung nicht länger oder nur wenig länger als der innen liegende Dauermagnet gehalten werden kann, ergibt sich für den Motor in axialer Richtung eine geringe Baulänge, so daß der Trommelanker gegen Beschleunigungen verhältnismäßig unempfindlich wird. Durch den Fortfall von Wickelköpfen, Lötstellen von Stäben, Haltevorrichtungen u. dgl. gemäß der vorgeschlagenen Herstellung wird nicht nur bewirkt, daß der Anker verhältnismäßig leicht wird, sondern daß er auch ein besonders kleines Trägheitsmoment aufweist. Insgesamt ergibt sich durch die Verwendung der vorgeschlagenen Trommelwicklung im Luftspalt zwischen einem feststehenden Dauermagnetsystem und dem Eisenrückschhißmantel für den Motor bei geringem Raum und Gewichtsbedarf ein sehr guter elektrischer Wirkungsgrad und insbesondere die Fähigkeit, sehr rasch anlaufen und sehr rasch stoppen zu können.
• Die Erfindung sei nachstehend an einem Ausführungsbeispiel der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 eine in die Ebene ausgebreitete Wicklung mit den darunter angedeuteten Polschuhen, während F i g. 2 schematisch einen Schnitt durch den zusammengebauten Motor wiedergibt. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, hat der Motor eine freitragende Trommelwicklung 19, die mit ihrem Rand auf einer Scheibe2 befestigt ist und mit bestimmten Anzapfpunkten über Leitungen 119 zu den Lamellen 20 eines Kollektors geführt ist, mit dem nicht dargestellte Zuführtings- und Ableitungsbürsten zusammenwirken. Die Scheibe 2, und somit der Trommelanker, ist auf der Welle des Motors befestigt, die den feststehenden,. zylindrischen, in Richtung des Pfeiles 14 magnetisierten Dauermagneten 15 durchdringt. Der magnetische Rückschluß wird durch den Eisenrückschlußmantel 18 gebildet. Mit 16 ist der magnetische Luftspalt der Maschine bezeichnet.
• In der Abwicklung der F i g. 1 sind der Südpol 14 und der Nordpol 13 am unteren Rand angedeutet. Die Abwicklung ist über die wahre Länge, von Linie A-A bis Linie B-B reichend, hinaus verlängert dargestellt. Die Wicklung besitzt Anzapfungen 6 bis 12, welche zu kleinen Kollektorlamellen führen. F i g. 1 gibt vorwiegend den Stromverlauf wieder, ohne auf die Anordnung der Leiter in den einzelnen Lagen Rücksicht zu nehmen. Verfolgt man zur Erläuterung der Funktion dieser Wicklung den Stromverlauf von der Lamelle 6, wo ein Pfeil den eintretenden Strom darstellt, bis zu der Lamelle 9, welche den herausführenden Strom fährt, so erkennt man, daß sich innerhalb der schräg laufenden Drähte Strombelagzonen ausbilden, innerhalb welcher die Ströme entweder von oben nach unten oder von unten nach oben fließen. Um dies besonders deutlich zu machen, ist der Wickeldraht, soweit er nach unten fließenden Strom führt, stark ausgezogen und soweit er nach oben fließenden Strom fährt, gestrichelt gezeichnet.
• Man kann aus F i g. 1 auch die Entstehung der Wicklung auf einer Wickelmaschine erkennen. Wenn man bei dem Stromzuführungspunkt 6 mit dem Wickeln nach rechts beginnt, so wird der Draht in Form einer Schraubenlinie bis zur unteren Kante und dann zurück bis zur oberen Kante geführt. Der sich ergebende Wickelschritt ist dann fast so groß wie die Polteilung und unterscheidet sich von dieser nur um die halbe Drahtstärke. über die Polpaarteilung hinweg ist der Abstand der Wicklungsdrähte gleich ihrer Dicke, das heißt, die je nächstfolgende Wicklung liegt unmittelbar neben der vorangegangenen. Im Verlauf dieses Wickelvorganges ergibt sich auf diese Weise eine in zwei oder mehr Lagen übereinander geschichtete außen zylindrisch glatte Drahtwicklung; Anfang und Ende eines solchen Drahtwickels sind dabei ein- oder inehrschichtig voneinander getrennt, wobei mit dem Wickeln an beliebiger Stelle aufgehört, der zum Wickel zusammengefügte Draht beliebig lang sein kann. Vorzugsweise wird man je- doch nach Abschluß von ganzen Lagen aufhören und dann Anfang und Ende der Wicklung elektrisch zusammenschheßen, indem sie zum gleichen Stromzuführungspunkt geleitet werden. Außerdem sind die Punkte 7, 8, 9 ... 12 zu den Lamellen 20 (F i g. 2) geführt.

Claims (2)

1. Patentanspräche: 1. Elektrischer Kleinstmotor mit einer im Luftspalt zwischen einem feststehenden Kernmagneten und einem ebenfalls feststehenden, den Kernmagneten umgebenden magnetischen Rückschlußmantel umlaufenden, frei tragenden Trommel-Ankerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die im axialen Hin- und Hergang jeweils eine Polteilung überstreichende Ankerwicklung aus einem einz » igen Draht maschinell nach einem an sich bekannten Stromlaufschema zick-zack-förn-üg hin- und herlaufend und sich, nach jedem Umlauf des Drahtes, eng Windung neben Windung legend zwei- oder mehrlagig und im Außendurchmesser mit jeder Lage wachsend gewickelt ist, wobei dieser fortlaufende Draht an den axialen Enden des Ankerkörpers jeweils lediglich in die neue Richtung umgelenkt und nur an seinem Anfang und Ende zu einem und mit einer oder mehreren Anzapfungen zu anderen Stromzuführungsorganen geführt ist.
2. 2. Kleinstmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einseitig mittels einer Scheibe auf der Ankerwelle befestigt ist, wobei diese Scheibe auch die Stromzuführungen trägt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 839 062, 389 177, 45 808; deutsche Auslegeschrift Nr. 1010 914; schweizerische Patentschrift Nr. 278 380.