Bürstenloser Gleichstrommotor flacher Bauform Die Erfindung betrifft
einen bürstenlosen Gleichstrommotor flacherBaufonn mit einem feststehenden, ein
Blechpaket -enthaltenden Eisenanker und einem glockenförmigen, einen Dauermagneten
tragenden Außenläufer, dessen dieKommutierungsteuerndeElemente radial versetzt innerhalb
der axialen Länge des Dauermagneten amfeststehendenTeil angebracht sind.Flat design brushless DC motor The invention relates to
a brushless DC motor flat design with a fixed one
Laminated core -containing iron armature and a bell-shaped, a permanent magnet
supporting external rotor, whose commutation-controlling elements are radially offset within
the axial length of the permanent magnet are attached to the fixed part.
Es sind Motoren bekanntgeworden, deren radiale Abmessungen im Verhältnis
zu ihren axialen Ab-
messungen klein sind. Werden derartige Motoren in Geräte
derart eingebaut, daß ihre Achse parallel zur Grundfläche des Gerätes liegt, so
ist es - von anderen Bauelementen abgesehen - möglich, dieses Gerät
flach zu bauen. Die Anordnung der Motoren in der beschriebenen Art bringt aber für
die meisten Geräte, in denen sie als Antrieb verwendet werden, erhebliche Nachteile
mit sich. Beispielsweise bei der Verwendung eines solchen Motors zum Antrieb von
Tonbandgeräten oder Plattenspielern ergibt sich die Notwendigkeit, eine Kraftübertragung
über einen Winkel von 90' zu schaffen. Dieses Problem wird bei bekannten
Anordnungen dadurch gelöst, daß an der Motorwelle ein mit einer Schwungmasse, welche
sich um die gleiche Achse wie der Plattenspieler dreht, im Eingriff stehendes Reibrad
befestigt ist. Um eine möglichst große Genauigkeit für die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Plattenteller bei Plattenspielern zu garantieren, ist für derartige Getriebe
eine sehr genaue und damit teuere Fertigung notwendig. Dennoch ergeben sich bei
den meisten angetriebenen Geräten Umdrehungsgeschwindigkeiten, welche nicht konstant
sind. Die gleichen Nachteile ergeben sich auch bei anderen Geräten, wie z. B. bei
mit Elektromotoren betriebenen Filmkameras oder Nähmaschinen, bei denen die Abtriebswelle
im rechten Winkel zur Motorwelle liegt. Aus den genannten Gründen wäre es somit
zweckmäßig, die Motoren so in die Geräte einzubauen, daß ihre Achse parallel zur
Abtriebsachse des Gerätes liegt. Dem entgegen steht die Forderuno, nach einer flachen
Bauform derartiger Geräte; man mußte daher die axiale Länge des Motors verkürzen.There have been known motors whose radial dimensions are small in relation to their axial dimensions. If such motors are installed in devices in such a way that their axis is parallel to the base of the device, it is possible - apart from other components - to build this device flat. However, the arrangement of the motors in the manner described has considerable disadvantages for most devices in which they are used as a drive. For example, when using such a motor to drive tape recorders or turntables, there is a need to create a power transmission over an angle of 90 '. This problem is solved in known arrangements in that a friction wheel which is in engagement with a flywheel which rotates about the same axis as the turntable is attached to the motor shaft. In order to guarantee the greatest possible accuracy for the speed of rotation of the turntable in turntables, a very precise and therefore expensive manufacture is necessary for such gears. Nevertheless, most driven devices have rotational speeds that are not constant. The same disadvantages arise with other devices, such as. B. in film cameras operated by electric motors or sewing machines in which the output shaft is at right angles to the motor shaft. For the reasons mentioned, it would therefore be advisable to install the motors in the devices in such a way that their axis is parallel to the output axis of the device. This is countered by the requirement for such devices to have a flat design; one therefore had to shorten the axial length of the motor.
Es ist ein bürstenloser Gleichstrommotor mit einem dauermagnetischen
Außenläufer und einem innerhalb desselben feststehenden Ankerblechpaket bekanntgeworden.
Die axiale Länge des Dauerinagneten bestimmt hierbei die axiale Höhe des Motors.
Der achteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Schalteinrichtung zur Kommutierung
des Motors unter einem axial angesetzten gesonderten Abdeckblech angebracht ist,
durch welches die axiale Länge des Motors erheblich heraufgesetzt wird. Es ist zwar
auch schon ein bürstenloser Gleichstrommotor der eingangs aufgeführten Art bekanntgeworden,
bei welchem der Anker innerhalb des umlaufenden Dauermagnetläufers auf einer feststehenden
Achse befestigt ist und die Steuerelemente axial innerhalb des aktiven Motorteils
liegen. Die Steuerelemente dieses Motors liegen radial außerhalb des dauerinagnetischen
Außenläufers. Bedingt durch diese Maßnahme ergibt sich ein Motor, dessen Steuerelemente
erhebliche Streuung aufweisen und dessen axiale Länge relativ groß ist verglichen
mit der Breite des Dauerinagnetläufers. Ein flacher Motor im Sinne der Erfindung
ist durch diese bekannte Anordnung nicht gegeben.It is a brushless DC motor with a permanent magnet
External rotor and a fixed armature plate package within the same became known.
The axial length of the permanent magnet determines the axial height of the motor.
The disadvantage of this arrangement is that the switching device for commutation
of the motor is attached under an axially attached separate cover plate,
by which the axial length of the motor is increased considerably. It is true
a brushless DC motor of the type listed at the beginning has also become known,
in which the armature within the rotating permanent magnet rotor on a stationary
Axis is fixed and the controls axially within the active engine part
lie. The controls of this motor are located radially outside the permanent magnet
External rotor. As a result of this measure, a motor and its control elements result
have considerable scatter and its axial length is relatively large compared
with the width of the permanent magnet rotor. A flat engine according to the invention
is not given by this known arrangement.
Durch die Erfindung wird ein Motor der vorausgesetzten Art angegeben,
welcher aufgabengemäß die gestellten Forderungen nach axial flacher Bauart vorteilhaft
erfüllt und die Nachteile der bekannten Motoren vermeidet. Dieser bürstenlose Gleichstrommotor
der vorausgesetzten Art ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß das Blechpaket
des Eisenankers auf einem topfförmigen Träger befestigt ist, in dessen Innenraum
die Steuerelemente des Motors angebracht sind. Der Vorteil der Erfindung liegt darin,
daß die Abmessungen des Motors in axialer Richtung sehr viel kleiner sind als die
radialen Ab-
messungen. Es ist damit ein sehr flacher Motor angegeben, durch
welchen es z. B. möglich ist, ein Getriebe anzutreiben, dessen Antriebsachse in
der gleichen Richtung wie die Motorachse liegt. Die axialen Abmessungen des erfindungsgemäßen
Motors werden im wesentlichen von der Breite des dauermagnetischen Außenläufers
bestimmt, in dessen Profil alle Bauelemente des Motors liegen. Außerdem liegen die
Steuerelemente konzentriert ün Inneren des Ankers
und die Verbindungsleitungen
zu ihm können kurz gehalten werden.The invention provides a motor of the assumed type which, according to the task, advantageously fulfills the requirements for an axially flat design and avoids the disadvantages of the known motors. This brushless direct current motor of the type required is designed according to the invention in such a way that the laminated core of the iron armature is attached to a cup-shaped carrier, in the interior of which the control elements of the motor are attached. The advantage of the invention is that the dimensions of the motor in the axial direction very much smaller than the radial dimensions. It is thus given a very flat engine, by which it is z. B. is possible to drive a transmission whose drive axis is in the same direction as the motor axis. The axial dimensions of the motor according to the invention are essentially determined by the width of the permanent magnetic external rotor, in the profile of which all components of the motor are located. In addition, the controls are concentrated inside the anchor and the connecting lines to it can be kept short.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.Embodiments of the invention are shown in the drawings.
F i g. 1 zeigt eine Ansicht des Motors; in F i g. 2
ist ein Schnitt durch F i g. 1 längs der Linie II-II gezeigt; in F i
g. 3 bis 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Motors dargestellt, bei dem die Art der Schwingungsisolation eine andere ist, wobei
F i g. 4 eine Ansicht längs der Schnittlinie IV-IV und F i g. 5
eine Ansicht längs der Linie V-V zeigt.F i g. 1 shows a view of the engine; in Fig. 2 is a section through FIG. 1 shown along the line II-II; in Fig. 3 to 5 a second exemplary embodiment of the motor according to the invention is shown, in which the type of vibration isolation is different, FIG. 4 shows a view along the section line IV-IV and FIG. Figure 5 shows a view along line VV.
Mit 1 ist der topfförinige Träger, auf welchem das Blechpaket
2 mit der darin befindlichen Wicklung 3
angeordnet ist, bezeichnet. Die Wicklung
ist vierpolig ausgeführt (F i g. 2), um zu erreichen, daß nicht zu viele
Wickelköpfe übereinanderliegen, was die Bauhöhe des Motors wieder vergrößern würde.
Zwischen den Gummiringen 4 und 5 ist der topfförmige Träger 1 elastisch
gehalten. An der Welle 6, welche an den Stellen 7 und 8 gelagert
ist, ist der glockenförinige Träger 9 mit dem daran befindlichen Dauermagneten
10, welcher durch die elastischen Zwischenlagen 11 vom Träger
9 schwingungstechnisch isoliert ist, angebracht. Das Segmentstück 12 ist
ebenfalls auf der Welle fest angeordnet und läuft mit dieser um, wobei die Spulen,
welche auf den Steuerkernen 13 angeordnet sind, jeweils durch das Steuerseginent
12 leitend - gemacht werden; diese die Kommutierung steuernden Elemente liegen
also innerhalb des Ankers. Der topfförmige Träger 1 ist über die Gummiringe
4 und 5 ebenso wie die Steuerkeine mit der Leiterplatte 14, welche gleichzeitig
als unterer Lagerschild für den Motor dient, verbunden. Auf der Leiterplatte 14
sind auch die Hilfselemente 15 und 16 angebracht. Der andere Lagerschild
17,
welcher auch zu der Befestigung des Motors dient, ist mit der Leiterplatte
durch Bolzen 18 verbunden. 1 with the cup-shaped carrier on which the laminated core 2 is arranged with the winding 3 located therein is designated. The winding has four poles ( FIG. 2) in order to ensure that not too many winding heads are superimposed, which would increase the overall height of the motor again. The cup-shaped support 1 is held elastically between the rubber rings 4 and 5. On the shaft 6, which is mounted at the points 7 and 8 , the bell-shaped carrier 9 with the permanent magnet 10 located thereon, which is isolated from the carrier 9 in terms of vibrations by the elastic intermediate layers 11 , is attached. The segment pieces 12 is also fixedly mounted on the shaft and rotates therewith, wherein the coils are arranged on the control cores 13, respectively, by the conductive Steuerseginent 12 - are made; these elements controlling the commutation are therefore located within the armature. The cup-shaped carrier 1 is connected via the rubber rings 4 and 5 as well as the control pins to the circuit board 14, which also serves as the lower end shield for the motor. The auxiliary elements 15 and 16 are also attached to the circuit board 14. The other end shield 17, which is also used to fasten the motor, is connected to the circuit board by bolts 18 .
In F i g. 3 ist der gleiche Motor wie in den F i
g. 1
und 2 dargestellt; lediglich die A-rt der Schwingungsisolation ist hier
verändert. Es wurden daher nur die Teile eingezeichnet, die notwendig sind, um die
Abänderunaen zu erkennen. Der topfförmige Träger 1
ist fest mit der Leiterplatte
14, welche wiederum als Lagerschild dient, verbunden. Der Dauerinagnet
10
ist an dem glockenförinigen Außenläufer 9 über Blattfedern
19, welche mit Stiften 20 versehen sind und an der Stelle 21 im glockenförmigen
Träger des Außenläufers 9 gelagert sind, angebracht. Die Schwingungsisolation
des Ständers gegenüber dem Läufer erfolgt durch die Blattfedern 22, welche zwischen
den Lagerschilden 14 und 17 angeordnet sind. Da jede Blattfeder nur eine
Verformung in der Richtung des Pfeiles 23 (F i g. 5) erleiden
kann, ist durch die Anzahl der vorgesehenen Blattfedern (mindestens drei) daher
nur ein Verdrillen der Lagerschilde gegeneinander möglich, so daß die Zentrierung
der einzelnen Bauteile des Motors jederzeit garantiert ist.In Fig. 3 is the same engine as in FIGS. 1 and 2 shown; only the type of vibration isolation is changed here. Therefore, only those parts have been drawn that are necessary to recognize the changes. The cup-shaped carrier 1 is firmly connected to the circuit board 14, which in turn serves as a bearing plate. The permanent magnet 10 is attached to the bell-shaped external rotor 9 via leaf springs 19 which are provided with pins 20 and are mounted at the point 21 in the bell-shaped carrier of the external rotor 9. The vibration isolation of the stator from the rotor takes place by the leaf springs 22, which are arranged between the end shields 14 and 17 . Since each leaf spring can only suffer a deformation in the direction of arrow 23 ( Fig. 5) , the number of leaf springs provided (at least three) means that the end shields can only be twisted against one another, so that the individual components of the Engine is guaranteed at all times.