DE1224399B - Gleichstrommotor mit einem beidseitig in je einem Lagerschild gelagerten Anker - Google Patents

Gleichstrommotor mit einem beidseitig in je einem Lagerschild gelagerten Anker

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DE1224399B
DE1224399B DES82111A DES0082111A DE1224399B DE 1224399 B DE1224399 B DE 1224399B DE S82111 A DES82111 A DE S82111A DE S0082111 A DES0082111 A DE S0082111A DE 1224399 B DE1224399 B DE 1224399B
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permanent magnets
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DES82111A
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Inventor
Raymond Anthony Somers
Robert James Tolmie
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Sperry Corp
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Sperry Rand Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/17Stator cores with permanent magnets
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/04DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having permanent magnet excitation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)
  • Motor Or Generator Frames (AREA)

Description

  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Es ist ferner bekannt, eine Befestigung zwischen Motorgehäuse und Lagerschild bei Gleichstromkleinmotoren durch Ineinanderstecken einander entsprechender Vorsprünge und Aussparungen beider Teile 'vorzunehmen.
  • :" 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.
  • 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.
  • Vorzugsweise' "sind die beiden L-förmigen Teile identisch ausgebildet.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß das aus zwei L-förmigen Teilen. (59, 61) bestehende Magnetjoch an den axialen Enden mit Löchern (71, 73) versehen ist, in welche an den Lagerschilden (27, 29) vorhandene Nasen (75) mit Steckverbindung passend und lösbar eingreifen.
  2. 2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die L-förmigen Teile (59, 61) identisch ausgebildet sind.
  3. 3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch .gekennzeichnet, daß die Löcher (71, 73) an den Schenkeln (67, 69) der L-förmigen Teile (59, 61) so gestaltet sind, daß eine begrenzte Bewegungsmöglichkeit für die Rahmenteile (67, 69) lediglich quer zur Achse des Ankers besteht.
  4. 4. Gleichstrommotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes L-förmige Rahmenteil (59, 61) eine Öse (79, 83) aufweist, in welche eine Lasche (77, 81) des anderen Rahmenteils eingreifen kann.
  5. 5. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (49) senkrecht zu ihren inneren Polflächen (51) magnetisiert sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 375 805; deutsche Auslegeschrift Nr. 1092 999; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1829 750; schweizerische Patentschrift Nr. 239 092; USA.-Patentschrift Nr. 2 890 357; Druckschrift der Deutschen Edelstahlwerke AG »Dauermagnete-Standardformen«, Ausgabe Januar 1961, Blatt 1, linke Spalte.
DES82111A 1961-11-24 1962-10-19 Gleichstrommotor mit einem beidseitig in je einem Lagerschild gelagerten Anker Pending DE1224399B (de)

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