DE1272436B

DE1272436B - Synchronous micromotor and process for the production of its upholstery with short-circuit rings

Info

Publication number: DE1272436B
Application number: DE19651272436
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Hans Benzinger; Hans-Peter Latussek
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-05-31
Filing date: 1965-05-31
Publication date: 1968-07-11

Description

Synchron-Kleinstmotor und Verfahren zur Herstellung seines mit Kurzschlußringen versehenen Polsternes Die Erfindung bezieht sich auf einen Synchron-Kleinstmotor mit Hauptpolen und durch Kurzschlußringe belasteten Hilfspolen, dessen Ständer in Klauenpolbauart ausgeführt ist und bei dem die aus je einem stirnseitig angeordneten Ständerpolblech gestanzten Pole in Achsrichtung abgebogen und die Hilfspole mit stirnseitig angeordneten Kurzschlußringen belastet sind. Derartige Motoren werden mit Hysterese- oder Dauermagnetläufer ausgeführt.Synchronous micromotor and method for producing its with short-circuit rings provided upholstery The invention relates to a synchronous miniature motor with main poles and auxiliary poles loaded by short-circuit rings, the stator in Claw pole type is executed and in which the one arranged on the end face Stator pole sheet stamped poles bent in the axial direction and the auxiliary poles with short-circuit rings arranged on the end face are loaded. Such engines are with hysteresis or permanent magnet rotor.

Bekannte Hysteresemotoren fertigungstechnisch einfacher Bauart, insbesondere Langsamläufer mit einer Polpaarzahl größer als 6, weisen z. B. vier Polsterne auf, und zwar zwei innere unbelastete und zwei äußere belastete. Zwischen den inneren und den äußeren Polsternen sind ringförmige Kupfer-oder Aluminium-Kurzschlußbrillen angeordnet. Bei diesen Bauformen schirmen die inneren Polsterne die äußeren zum Teil magnetisch ab, so daß der äußere belastete Fluß, der durch die Belastungsbrillen ohnehin reduziert ist, noch weiter reduziert wird. Dies zwingt dazu, daß man den magnetischen Widerstand des unbelasteten Kreises künstlich stark erhöhen muß, um den zu großen unbelasteten Fluß zu verkleinern und an den kleineren belasteten Fluß anzupassen. Dadurch wird aber der magnetische Gesamtwiderstand relativ groß und der Gesamtfluß entsprechend klein.Known hysteresis motors of simple manufacturing technology, in particular Slow runners with a number of pole pairs greater than 6 have z. B. four cushions on, namely two inner unloaded and two outer loaded. Between the inner ones and the outer cushions are ring-shaped copper or aluminum short-circuit glasses arranged. In these designs, the inner cushions shield the outer ones Part magnetically, so that the external loaded flux flowing through the load goggles is reduced anyway, is reduced even further. This forces you to use the magnetic resistance of the unloaded circuit must artificially increase greatly in order to to reduce the too large unpolluted river and to the smaller polluted river adapt. As a result, however, the total magnetic resistance is relatively large and the total flow is correspondingly small.

Die magnetische Widerstandserhöhung erfolgt z. B. dadurch, daß entweder der radiale Luftspalt der unbelasteten Hauptpole zum Hystereseband vergrößert oder die Polbreite der unbelasteten Pole zugunsten der belasteten Pole verkleinert wird.The increase in magnetic resistance takes place z. B. in that either the radial air gap between the unloaded main poles and the hysteresis band increases or the pole width of the unloaded poles is reduced in favor of the loaded poles.

Die Abschirmung der inneren, unbelasteten Pole kann dadurch beseitigt werden, daß auf jeder Seite statt zweier getrennter Polsterne nur ein Polstern angeordnet wird, der gleichzeitig die unbelasteten und belasteten Pole trägt. Bei einer bekannten Ausführung dieser Art werden zur Belastung der Pole große Kurzschlußringe vorgesehen, um die herum die belasteten Pole (außen) und die unbelasteten Pole (innen) gebogen werden. Der Aufwand an Biegearbeit für die Herstellung der Pole und an Dreharbeit für die Herstellung der Kurzschlußringe ist hierbei recht erheblich.The shielding of the inner, unloaded poles can thereby be eliminated that instead of two separate cushions, only one cushion is arranged on each side that carries the unloaded and loaded poles at the same time. With a well-known Execution of this type, large short-circuit rings are provided to load the poles, around which the loaded poles (outside) and the unloaded poles (inside) are bent will. The amount of bending work involved in making the poles and the amount of lathe work involved for the production of the short-circuit rings is quite significant here.

Bei dem bekannten Synchron-Kleinstmotor der eingangs genannten Art, bei dem um jeden Hilfspol ein Kurzschlußring gelegt ist, erfordert die Herstellung und stirnseitige Montage der Kurzschlußringe ebenfalls einen erheblichen Aufwand.In the known synchronous miniature motor of the type mentioned above, in which a short-circuit ring is placed around each auxiliary pole, requires manufacture and frontal assembly of the short-circuit rings also involve considerable effort.

Es ist nun bei Spaltpolmotoren mit auf Polschenkeln angeordneter Erregerwicklung und in die Polschuhe luftspaltseitig eingesetzten Kurzschlußringen bekannt, den Herstellungsaufwand dadurch zu vermindern, daß die Kurzschlußwindungen an den abgespaltenen Polen des Ständereisenkreises angegossen bzw. angespritzt werden.It is now used in shaded-pole motors with the field winding arranged on pole legs and short-circuit rings inserted into the pole shoes on the air gap side known to To reduce manufacturing costs by the fact that the short-circuit turns on the split off Poles of the stator iron circle are cast or molded on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Herstellung eines Synchronmotors der eingangs genannten Art ebenfalls durch Verwendung angespritzter Kurzschlußringe zu vermindern und gleichzeitig noch eine besonders stabile Motorkonstruktion zu schaffen.The invention is based on the task of manufacturing a synchronous motor of the type mentioned above, also by using an injection-molded To reduce short-circuit rings and at the same time a particularly stable motor construction to accomplish.

Diese Aufgabe wird bei einem Synchron-Kleinstmotor der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kurzschlußringe in der Weise an die Hilfspole angespritzt sind, daß die den Hilfspolen benachbarten Hauptpole durch teilweises Einspritzen gehalten und gesichert sind.In the case of a synchronous micromotor, this task becomes the one mentioned at the beginning Art according to the invention solved in that the short-circuit rings in the manner to the Auxiliary poles are molded so that the main poles adjacent to the auxiliary poles through partial injection are held and secured.

Durch das Anspritzen der Kurzschlußbrillen, z. B. aus Aluminium, wird zusätzliche Biegearbeit, wie bei dem bekannten Motor, vermieden. Der, Aufbau gestattet größere Eisenquerschnitte an den sättigungsgefährdeten Polbiegestellen als bisher, was der Motorleistung zugute kommt.By spraying the short-circuit goggles, z. B. made of aluminum additional bending work, as in the known motor, avoided. The, construction allowed larger iron cross-sections at the pole bending points at risk of saturation than before, which benefits the engine performance.

Es liegt insbesondere bei Motoren mit Außenläufer und relativ großem Polkreisdurchmesser in der Natur der Sache, daß es nicht leicht ist, die notwendige Genauigkeit des Luftspaltes bzw. der Polanordnung zu verwirklichen. Diese Genauigkeit hat aber ausschlaggebende Bedeutung auf die Höhe der Drehmomente. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Maßhaltigkeit der Polanordnung dadurch noch verbessert werden, daß die angespritzten Kurzschlußringe über den Polkreis hochgezogen und mit entsprechenden Vertiefungen zur Aufnahme der Enden der Gegenpole versehen sind.It is particularly important for motors with an external rotor and a relatively large one Polar circle diameter in the nature of the matter that it is not easy that necessary Realize accuracy of the air gap or the pole arrangement. This accuracy but is of crucial importance to the level of the torques. According to one embodiment According to the invention, the dimensional accuracy of the pole arrangement can be further improved by that the molded short-circuit rings pulled up over the pole circle and with the appropriate Wells for receiving the ends of the opposing poles are provided.

Vorzugsweise sind an einzelnen Kurzschlußringen in an sich bekannter Weise Befestigungslaschen mitangespritzt, wodurch man ohne zusätzliche Arbeitsgänge eine Befestigung mit sehr guter Wärmeableitung bekommt.Preferably, individual short-circuit rings are known per se Wise fastening straps are molded on, which means that there is no additional work an attachment with very good heat dissipation gets.

Bei einer Motorausführung nach der Erfindung braucht die Polbreite der unbelasteten Pole nur noch so weit gegen die der belasteten Pole reduziert zu werden, daß die Flußreduzierung durch die Belastungsringe kompensiert wird, so daß also die Breite der belasteten Pole gegenüber der Breite der unbelasteten Pole um den Faktor 1/cos (p breiter ist, wobei 9p die Phasendifferenz zwischen dem unbelasteten und dem belasteten Fluß ist.In a motor design according to the invention, the pole width needs of the unloaded poles are only reduced so far compared to that of the loaded poles be that the flux reduction is compensated by the loading rings, so that thus the width of the loaded poles compared to the width of the unloaded poles the factor 1 / cos (p is wider, where 9p is the phase difference between the unloaded and the polluted river is.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem auch weitere Merkmale der Unteransprüche erläutert sind, ist in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention in which other features of the subclaims are explained in connection with the following description shown in the drawing.

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht eines 16poligen Hysteresemotors; F i g. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A -B der F i g. 1 durch einen Kurzschlußring; F i g. 3 zeigt einen Teil des Motors mit angespritzter Befestigungslasche, und F i g. 4 und 5 zeigen zwei verschiedene Blechschnitte in natürlicher Größe.F i g. 1 shows a side view of a 16-pole hysteresis motor; F i g. 2 shows a section along the line A-B in FIG . 1 by a short-circuit ring; F i g. 3 shows part of the motor with a molded-on fastening strap, and FIG. 4 and 5 show two different sheet metal sections in natural size.

Mit 1 ist ein topfförmiger Außenläufer bezeichnet, der an seiner Innenseite ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Hystereseband trägt. Der Läufer 1 ist auf der Motorachse 2 befestigt. Die Achse 2 ist mit Hilfe der Sinterlager 3 gelagert, welche innerhalb einer Nabe 4 angeordnet sind. Die Nabe 4 ist beidseitig mit je einer Eindrehung 5 für je ein Ständerpolblech 6 versehen. Auf der Nabe 4 und zwischen den Ständerpolblechen 6 befindet sich eine in der Zeichnung nicht dargestellte ringförmige Erregerspule. An den Ständerpolblechen 6 sind die Pole angestanzt, so daß sich ein in F i g. 4 dargestellter Polstern ergibt. Die unbelasteten Hauptpole sind mit 7 und die belasteten Hilfspole mit 8 bezeichnet. Wie sich aus F i g. 1, 3 und 4 ergibt, sind die belasteten Hilfspole 8 breiter als die unbelasteten Hauptpole 7. Um jeden Hilfspol 8 ist ein Kurzschlußring 9 gespritzt. F i g. 2 zeigt den Querschnitt durch den Ring. Wie sich daraus ergibt, sind die Hauptpole teilweise bei 10 miteingespritzt, so daß sich eine gute Maßhaltigkeit und Stabilität erreichen läßt.1 with a cup-shaped external rotor is designated, which carries a hysteresis band, not shown in the drawing, on its inside. The rotor 1 is attached to the motor axis 2. The axle 2 is mounted with the aid of sintered bearings 3, which are arranged within a hub 4. The hub 4 is provided on both sides with a recess 5 for one stator pole plate 6 each. An annular excitation coil, not shown in the drawing, is located on the hub 4 and between the stator pole plates 6. The poles are stamped on the stator pole plates 6, so that a shown in FIG. 4 shown upholstery results. The unloaded main poles are denoted by 7 and the loaded auxiliary poles by 8. As can be seen from FIG. 1, 3 and 4 results, the loaded auxiliary poles 8 are wider than the unloaded main poles 7. A short-circuit ring 9 is injection-molded around each auxiliary pole 8. F i g. 2 shows the cross section through the ring. As can be seen from this, the main poles are partially injected at 10, so that good dimensional accuracy and stability can be achieved.

F i g. 4 zeigt den Schnitt eines Ständerpolbleches. Mit 11 und 12 sind Ausnehmungen für den anzuspritzenden Kurzschlußring 9 vorgesehen. Ein Steg 13 ist hierbei absichtlich stehengelassen worden, damit beim Anspritzen des Kurzschlußringes 9 das Material nicht weglaufen kann. Dies wäre stets dann der Fall, wenn die Stärke der Bleche etwas unterschiedlich ist. Diese Stege 13 können so bemessen sein, daß sie sich in Sättigung befinden. Man kann sie aber auch nachträglich, zumindest zum Teil, wieder entfernen, damit sich Haupt- und Hilfsfluß nicht unzulässig stark vermischen. Dieser zusätzliche Aufwand an Nachbearbeitung kann mit einem zweiteiligen Blechschnitt vermieden werden. Beim ersten Schnitt werden nur die Bohrung 2' für die Achse und die Öffnungen 11 und 12 für die Kurzschlußringe aus einem kreisförmigen Ständerblech 6 gestanzt (Fig. 5). Anschließend werden die Kurzschlußringe angespritzt. In einem weiteren Schnitt werden dann die Pole 7 und B entsprechend F i g. 4 herausgestanzt, wobei berücksichtigt wird, daß keine Stege 13 stehenbleiben.F i g. 4 shows the section of a stator pole plate. At 11 and 12 recesses are provided for the short-circuit ring 9 to be molded. A jetty 13 has been left to stand on purpose so that the short-circuit ring is molded on 9 the material cannot run away. This would always be the case if the strength the sheets is slightly different. These webs 13 can be dimensioned so that they are in saturation. But you can also do it retrospectively, at least for the Part, remove again so that the main and auxiliary flow do not mix in an inadmissible manner. This additional amount of post-processing can be achieved with a two-part sheet metal cut be avoided. With the first cut only the hole 2 'for the axis and the openings 11 and 12 for the short-circuit rings made of a circular stator plate 6 punched (Fig. 5). The short-circuit rings are then molded on. In one The poles 7 and B are then further cut according to FIG. 4 punched out, taking into account that no webs 13 remain.

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer an einem Kurzschlußring 9 angespritzten Lasche 14 zur Befestigung des Motors und gleichzeitiger Wärmeableitung. Es können auch zwei oder mehrere solcher Laschen vorgesehen sein.F i g. 3 shows an embodiment with one on a short-circuit ring 9 molded tab 14 for fastening the motor and simultaneous heat dissipation. Two or more such tabs can also be provided.

Wie eingangs bereits erwähnt, können die Kurzschlußbrillen im Bereich X über den Polkreis hochgezogen und- mit Vertiefungen zur Aufnahme der Enden der Gegenpole versehen sein. Dadurch wird die Maßhaltigkeit ebenfalls ganz erheblich verbessert.As already mentioned at the beginning, the short-circuit glasses in the area X pulled up over the pole circle and with depressions to accommodate the ends of the Be provided with opposite poles. This also makes the dimensional accuracy quite considerable improved.

Claims

Claims: 1. Synchronous micro motor with main poles and through Short-circuit rings loaded auxiliary poles, the stator of which was designed as a claw pole is and in which the each punched from a stator pole plate arranged on the end face Poles bent in the axial direction and the auxiliary poles with short-circuit rings arranged on the face are loaded, characterized in that the short-circuit rings (9) in the manner are molded onto the auxiliary poles (8) so that the main poles adjacent to the auxiliary poles (8) (7) are held and secured by partial injection.

2. Synchronous micro motor according to claim 1, characterized in that the molded short-circuit rings (9) Pulled up over the pole circle and with corresponding depressions for receiving the Ends of the opposite poles are provided.

3. synchronous micro motor according to claim 1 or 2, characterized in that fastening tabs on individual short-circuit rings (9) (14) are molded on.

4. Motor according to claim 1, characterized in that the Width of the loaded pole (8) compared to the width of the unloaded pole (7) the factor 1 / cos 9p is wider, where qp is the phase difference between the unloaded and the polluted river is.

5. synchronous miniature motor according to claim 1, characterized in that that for the production of the cushions from the stator pole plates (6) a complete cut is used in which punched webs (13), in particular saturation webs, the material is prevented from flowing off during the spraying process.

6. Synchronous micro motor according to claim 5, characterized in that the webs required during the injection molding process (13) are at least partially removed.

7. A method for producing a cushion of a synchronous miniature motor provided with short-circuit rings according to one of claims 1 to 4, characterized in that from a disc-shaped stator pole plate (6) except for a bore (2 ') for the motor axis and a pilot pin only the recesses ( 11, 12) are punched for the short-circuit rings (9) , then the short-circuit rings (9) are injected and in a subsequent operation the poles (7, 8) are punched out while removing any remaining webs (13) . Documents considered: German Patent No. 841166; German Auslegeschriften Nos. 1009 281, 1028 214; German utility model No. 1880 365; Patent No. 28 853 of the Office for Invention ° and Patents in East Berlin; U.S. Patent Nos. 2,487,258, 2,602,103.