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Gleichstrommotor mit einem beidseitig in je einem Lagerschild gelagerten
Anker Für viele elektrische Geräte, insbesondere auch Haushaltsgeräte, werden relativ
kleine Gleichstrommotoren benötigt, die für niedrige Betriebsspannungen bestimmt
sind, widerstandsfähig und leistungsstark sein müssen und nur ein Minimum an Zeit
und -Kosten für ihre Instandhaltung beanspruchen dürfen. Einige spezielle Geräte
verlangen außerdem Motöre gedrängter Bauart, die trotz ihrer geringen Abmessungen
eine relativ hohe Leistung haben müssen. Die:: an solche Motoren -gestellten Anforderungen
bestimmen zu einem großen Teil sowohl -seine Gestehungs- als auch seine Betriebskosten.
Bei vielen elektrischen Geräten sind :aber die Herstellungskosten von ausschlaggebender
Bedeutung.-Dies trifft auch für Geräte zu, bei denen.",der- Motor nur ein einzelner
in sich geschlossener Bauteil . von, vielen Bauteilen ist und dessen - Kosten im:-Vergleich
zu den Gesamtherstellungskosten für das Gerät gering sind. Auch dann sind die Kosten
des Motors immer noch von Bedeutung für den endgültigen Preis des fertigen elektrischen
Gerätes.
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Für die Zwecke der Verbilligung der Herstellungskosten von Gleichstrommotoren
sind Dauermagnete bekanntgeworden, die keiner Nachbearbeitung bedürfen und als Feldmagnete
unmittelbar in die Motore eingesetzt werden können. Bei einem bekannten Motor stützen
sich diese Permanentmagnete gegen an beiden Lagerschilden ausgebildete Flansche
ab, und das magnetische Joch besteht aus einer mit einem Längsschlitz versehenen
Hülse; so daß sich das Joch unterschiedlichen Abmessungen der Magnete anpassen kann.
Die beiden Lagerdeckel sind mit einer nicht lösbaren Nietverbindung zusammengehalten.
Dieser bekannte Motor hat vor allem den :Nachteil; daß zu- seiner Herstellung Nietwerkzeuge
erforderlich sind und daß der Motor für die Zwecke der Revision oder Reparatur nicht
ohne weiteres, d. h. ohne Zerstörung der Nietverbindung, geöffnet Werden kann.
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Bei Glockenmagneten für magnetelektrische Maschinen, die aus geraden
Profilstäben aus Magnetstahl und zwei an deren Enden angeordneten- Jochstücken zusammengebaut
sind, hat man die mechanische Verbindung zwischen den Jochstücken und den Stäben
auch schon durch Einbördeln der Ränder der Jochstücke in entsprechende Vertiefungen
der Magnetstäbe tiergestellt. Auch hierzu'.braüchf man Spezialwerkzeuge, so daß
eine derartige Anordnung nicht ohne weiteres, insbesondere nicht von ungelernten
Kräften, zusammengebaut 'und wieder auseinandergenommen werden kann.
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Bei einem anderen bekannten Elektromotor sind mindestens drei Schraubenbolzen
vorgesehen,'die für die Zwecke der Befestigung des', Stators durch Längsnuten hindurchgehen,
die in diesen vorhanden sind, wobei die Bolzen mit abgekröpften Enden zum Halten
des Stators versehen sind, während sie -mit ihren anderen Enden mit Hilfe von Schraubenmuttern
an das Gestell angeschraubt sind. Auch dieser Motor ist für eine billige Massenherstellung
völlig ungeeignet, weil man zur Montage und zur Demontage eines solchen Motors Schraubenschlüssel
benötigt.
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Zur Vereinfachung des 'Zusammenbaus von Gleichstrommotoren in der
Massenfertigung ist es ferner bekannt, Teile des als Magnetjoch dienenden Rahmens
mit Ausnehmungen oder Nocken zu versehen, in welche entsprechend geformte Teile
an den Lagerschilden passend und lösbar eingreifen.
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Es ist ferner bekannt, eine Befestigung zwischen Motorgehäuse und
Lagerschild bei Gleichstromkleinmotoren durch Ineinanderstecken einander entsprechender
Vorsprünge und Aussparungen beider Teile 'vorzunehmen.
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:" Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleichstrommotor
kompakter' und ' leistungsfähiger Bauart zu schaffen, der insbesondere als Gleichstromkleinmotor
widerstandsfähig
und preiswert ist, sich infolge seiner einfachen Konstruktion für die Massenherstellung
noch besser eignet als die bisherigen Motoren und der ohne besondere Werkzeuge und
Vorrichtungen auch durch nicht geschultes Personal zusammengebaut und auseinandergenommen
werden kann.
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Ausgehend von einem Gleichstrommotor mit einem beidseitig in je einem
Lagerschild gelagerten Anker, wenigstens zwei zu diesem über axiale Vorsprünge der
Lagerschilde ausgerichteten Permanentmagneten und einem axial mit den Lagerschilden
verspannten, als Rahmen dienenden Magnetjoch ist die Erfindung darin zu sehen, daß
das aus zwei L-förmigen Teilen bestehende Magnetjoch an den axialen Enden mit Löchern
versehen ist, in welche an den Lagerschilden vorhandene Nasen mit Steckverbindung
passend und .lösbar eingreifen.
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Vorzugsweise' "sind die beiden L-förmigen Teile identisch ausgebildet.
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Durch diesen konstruktiven Aufbau des Gleichstrommotors nach der Erfindung
sind alle Einzelteile des Motors ohne Verwendung von Befestigungsmitteln in der
beabsichtigten Weise gehaltert. Der neue Motor kann somit ohne Anwendung irgendwelcher
Werkzeuge zusammengesetzt-oder für die Zwecke der Revision bzw. Reparatur auseinandergenommen
werden. Da Verbindungselemente, wie Niete oder Schrauben, nicht vorhanden sind,
lassen sich diese Arbeitsvorgänge mit sehr großer Geschwindigkeit durchführen. Der
Gleichstrommotor nach der Erfindung erlaubt auch die Verwendung von Dauermagneten
mit großen Herstellungstoleranzen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Permanentmagnete
in an sich bekannter Weise senkrecht zu ihren inneren Polflächen magnetisiert sind.
Dadurch wird es möglich, das Gehäuse mit den Permanentmagneten zusammenzubringen.
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In der nun folgenden Beschreibung soll die Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnung näher erläutert werden. In der Zeichnung ist F i g. 1 die Ansicht
eines Längsschnittes durch den Motor in schematischer Darstellung, teilweise in
Draufsicht, F i g. 2 die Ansicht eines Längsschnitts nach Linie 2-2 der F i g.1,
F i g. 3 die Ansicht eines Längsschnitts nach Linie 3-3 der F i g. 2 und F i g.
4 die Ansicht eines Querschnitts nach Linie 4-4 der F i g. 1.
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Der Gleichstrommotor 11 nach der Erfindung besitzt einen Rotor
13 mit den Blechpaketen 15, 17 und 19, die symmetrisch um die Ankerwelle
21 angeordnet sind und die Wicklungen 23, 25 und 26 (siehe F i g. 4) tragen.
Auf die Enden der Ankerwelle 21
sind zwei runde Scheiben 23 a und
25 a aus isolierendem Material aufgesetzt, welche in die in den Lagerschilden
27 und 29 ausgesparten Lager genau hineinpassen.
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Die beiden Lagerschilde 27 und 29 haben zylindrische Verlängerungen
43, die vorzugsweise mit den Lagerschilden aus einem Stück -bestehen und konzentrisch
zur Ankerwelle 21 verlaufen. Die beiddn Verlängerungen sind ringförmig und
ragen oben und unten ein bestimmtes Stück weit in das Motorgehäuse hinein und bilden
-mit ihren- Außenflächen 47 An= schläge für die Magnete 49. . . Die Magnete 49 sind
Permanentmagnete und haben rechteckige Form. Ihre dem Rotor 13 zugewandte Seite
stellt eine Hohlfläche 51 dar, deren Radius etwa dem Außenradius des Rotors entspricht.
Die drei anderen Flächen 53, 54 und 55 der Magnete 49 sind eben. Ein aus magnetisierbarem
Material hergestelltes Gehäuse, das oben und unten zur Aufnahme der Lagerschilde
offen ist, umschließt die ebenen Flächen 53, 54 und 55 der beiden Magnete 49, so
daß sich diese mit ihren Hohlflächen 51 gegenüberstehen.
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Das Gehäuse 57 ist in dieser Grundform also rechteckig und besteht
aus zwei voneinander trennbaren L-förmigen Teilen 59 und 61, von denen jedes einen
kurzen Schenkel 63 bzw. 65 und einen langen Schenkel 67 bzw. 69 besitzt.
Die Oberkanten der Längsseiten des Gehäuses 57, d. h: also der L-förmigen
Teile 59 und 61, weisen Nuten auf, in welche die Nasen 75 der Lagerschilde 27 und
29 eingreifen. An den Lagerschilden ist in der Breitenausdehnung und in der Längenausdehnung
ein vorstehender Anschlag angeordnet, der unter.Berücksichtigung der Dicke der Gehäuseseiten
in entsprechender Entfernung von der Außenkante verläuft. An den Stirnseiten ist
der Abstand von der Außenkante etwas größer gewählt als die Dicke der Gehäusewand,
weil die Stirnwände zur Justierung des Luftspaltes verschiebbar sein müssen.
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Um das Gehäuse des Motors 11 zusammenzuhalten, sind an den diametral.
einander gegenüberliegenden offenen Seiten der Stirnbleche 65 Laschen 77,
81
angeordnet, welche in an. den Schenkeln 67, 69 angeordnete Ösen 79, 83
eingreifen, die ebenfalls in einer bestimmten Entfernung von der Endkante der Schenkel
angeordnet sind, um kein Hindernis für das Zusammenschieben der Teile 59, 61 darzustellen.
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Für derartige Gleichstrommotoren werden vorzugsweise gepreßte Magnete
49 verwendet; dabei kann es durchaus vorkommen, daß die Maße von den gewünschten
Sollmaßen abweichen. Es sei angenommen, daß die Maße A, B und C (F i g. 3 und 4)
nicht den Sollmaßen entsprechen. Beim Gegenstand der Erfindung ist aber eine Nachbearbeitung
überflüssig, weil das Gehäuse 57, -das zu vielen Magneten paßt, verstellbar ist,
selbst wenn diese unterschiedliche Maße A, B oder C aufweisen. Jede Abweichung
vom Sollmaß der Maße A und B wird ohne weiteres durch eine Verschiebung
der L-förmigen Gehäusewände 59 und 61 ausgeglichen, welche die entsprechende Grundfläche
verkleinern oder vergrößern können. Die Verschiebung der Gehäusewände wird oben
durch die Löcher 71 und unten durch die Löcher 73 sowie den Anschlag 88, 89 und
die Ösen 79, 83 an den Längswänden 67 bzw. 69 begrenzt, in
welche die Laschen 77, 81 hineinragen und befestigt werden. Abweichungen in der
Höhe der Magnete (Maß C in F i g. 3) können dadurch ausgeglichen werden, daß die
Höhe der Seitenwände des Gehäuses 57 so gewählt wird, daß sie etwas größer ist als
das normalerweise für C bestimmte Maß, wobei zum Ausgleich ein freier Raum zwischen
den innenliegenden Enden der Lagerschilde 27 und 29 und der Längsausdehnung der
Magnete 49 vorhanden ist.
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Ohne Rücksicht auf die unterschiedlichen Abmessungen A, B und
C der Magnete 49 ist immer ein ganz bestimmter Luftspalt zwischen. dem Anker
13 und den Magneten 49 .gewährleistet In. F i g. 3 ist deutlich zu erkennen;
.daß die äußere Oberfläche.4?
der Ringe an der inneren Hohlfläche
51 eines jeden der Magnete 49 anliegt. Da die zylindrischen Verlängerungen 43 in
den Lagerschilden 27 und 29 befestigt sind und somit gewissermaßen einen Teil dieser
Elemente bilden, wird der Luftspalt von dem Außendurchmesser dieser zylindrischen
Verlängerungen 43 bestimmt, an deren Außenflächen 47 die Magnete anliegen. Bei der
Montage des Motors werden die L-förmigen Gehäusewände 59 und 61 gegeneinandergedrückt,
bis die Hohlflächen 51 der Magnete 49 an der Außenfläche 47 der zylindrischen Verlängerungen
43 anliegen. Dadurch befinden sich die Magnete 49 stets in einer exakt definierten
Lage und Entfernung gegenüber dem Anker. Die ebenen Seiten der Magnete liegen an
den Gehäusewänden 59 und 61 an.
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Der Gleichstrommotor nach der Erfindung kann mit einem Minimum an
Aufwand von Zeit und Arbeit zusammengesetzt und auseinandergenommen werden. Mit
Ausnahme des Rotors 13 können sämtliche Einzelteile mit der Hand zusammengesetzt
werden. Dabei werden zuerst die beiden Enden der Welle 21 in die Lagerschilde 27
und 29 eingesetzt. Hierauf werden die Magnete 49 zwischen die Lagerschilde eingelegt,
wobei die Hohlflächen 51 an den zylindrischen Verlängerungen 43 anliegen müssen.
Hierauf wird ein Gehäuseteil 69 so zwischen die Lagerschilde gebracht, daß
die Nasen 75 in die Nuten in den Gehäusewänden eingreifen. Auf ähnliche Weise wird
dann der zweite Gehäuseteil 67 eingesetzt und mit Hilfe der Laschen 77, 81
und der Ösen 79, 83 an den Gehäusewänden nacheinander festgelegt. Schließlich können
die beiden als Stirnwände dienenden Gehäusewände 59 und 61 mit der Hand zusammengepreßt
werden, wobei sich die Magnete 49 in genauem Abstand von dem Rotor 13 und von dem
Gehäuse 57 befinden, welches in Berührung mit den Magneten steht und in den Lagerschilden
befestigt ist. Die Demontage des Motors kann ebenso einfach in der umgekehrten Reihenfolge
vorgenommen werden.