DE1488732A1

DE1488732A1 - Kollektor- und schleifringloser Gleichstrom-Kleinstmotor

Info

Publication number: DE1488732A1
Application number: DE1965S0100741
Authority: DE
Inventors: Werner Dittrich; Klaus-Dieter Wahnschaffe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-12-01
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1969-12-18
Also published as: GB1162122A; NL6613923A; DE1488732C3; SE341026B; FR1502539A; DE1488732B2; CH460143A

Description

Kollektor- und schtelfringloser Gleichstrom-Kleinstmotor

"Kollektor- und schleifringlose Gleichstrom-Kleinstmotoren bestehen in der Regel aus einem umlaufenden Permanentmagnetsystem, das zur Drehmomentbildung mit einem feststehenden Ankerstromsystem zueammenyijrkt. Letzteres ist meist aus mehreren in Stern geschalteten Wicklungsteilen zusammengesetzt, welche vorzugsweise auf einem trommeiförmigen Wicklungsträger angeordnet sind. Die Vvicklüngsteile wprden hierbei Vorzugsweise über eine elektronische Kommutiereinrichtung derart mit Strom versorgt, daß ein umlaufendes Ständerfeld entsteht. Die drehzahlabhängige Steuerung der Kommutiereinjriohtung erfolgt vorzugsweise mit Hilfe galvancmagnetischer Elemente, die entweder im Luftspalt der Maschine oder in einem zusätzlichen Steuerkopf angeordnet sind. Als galvanom.ignetische Elemente können sowohl Feldplatten als auch Hailgeneratoren dienen. Je nach dem verwendeten Ankerstromsystem sina die zur Steuerung der elektronischen Kommutiereinrichtung erforderlichen g^lyanömagnetischen Elemente um 90° el oder 120° el gegeneinander vepeetsst. i

Es ist bekannt* zum Zwecke der elektronischen Ankerstromwendung jede Phase der 3t|nderwieklung dea Gleichstrommotors durch Mlttlung in zwei Teilwicklungen zu unterteilen und die Mittelpunkte dieser Phasenwicklungen miteinander zu verbinden. In Reihe mit jeder Teilwicklun# liegt die Kollektor-Emitter-Strecke eines Schalttransiötors* wobei die Baaen der zu je einer Phase gehörigen Schalttranaistoren über die Hallelektroden je eines Hallgenerators miteinander verbunden sind, ,!lach einem älteren Vorschlag sind die Steuerelektrode^! der Hallgeneratoren Über einen Widerstand derart miteinander verbunden, daß über sämtliche Schält- ' transistoren ein Ekittör-Basisatrom fließen kann, sofern nicht durch eine,entspreohend gepolte Hallepannung ein odfr mehrere.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und billigen Aufbau eines Gleichstrom-Kleinstmotors mit einer sol-? chen oder ähnlichen Kommutiereinrichtung. zu schaffen. Sie bezieht sich auf einen kollektor- und schleifringlosen Kleinstmotor mit einem auf der Motorwelle befestigten Permanentmagnetsystem, einer feststehenden, auf einem Wickelkörper angebrachten Ankerwicklung und einem diese umgebenden magnetischen Rück- · achiuüteil und ist dadurch gekennzeichnet» daß die Lager der Rotorwelle dem Wickelkörper zugeordnet sind. Dies hat den erheblichen Vorteil, daß keine lange Toleranzkette vorhanden ist, wie¹ bei den bekannten MotorausfUhrungen. Vorzugsweise ist der Wickelkörper trommeiförmig ausgebildet und beide Lager sind in nabenfürmigen Ansätzen der Stirnflächen desselben angeordnet. Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist der Wickelkörper zweiteilig ausgeführt und beide Teile sind durch PormschluS zusammenfjgbar. Vorzugsweise sind die beiden Teile des Wickelkörpers gleich ausgebildet, wobei zumindest der zylindrische Teil des Wickelkörpers längsgeteilt ist. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Lager bei leichter Zugänglichkeit im Inneren des Wickelkörpers anzubringen. Bei Verwendung von Kalottenlagern können diese in an sich bekannter Weise durch Federn gehalten werden, welche beispielsweise in angeformte Ansätze des Wicke!körpers einlegbar verankert sind.

Der Wickelkörper ist in an sich bekannter Weise mit Kippen versehen, damit die Ankerwicklung ordnungsgemäß aufgebracht werden kann. Sofern jede Phase der Ständerwicklung in zwei Teilwicklungen unterteilt ist, ist es zwecke Eraparung von Wickeiarbeit vorteilhaft, daß die beiden zusammengehörigen Wickiungsteile jeder Spule zweidrähtig (bifilar) gewickelt sind.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielea; es aeigen:

Pig» 1 eine Schnittansicht durch den kollektor- und schleifringlosen Gleichstrom-Kleinstmotor gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 eine perspektivische Aneicht einer Hälfte des Wickelkörpers,

Pig. 3 einen Schnitt nach der »Linie A-B, Fig. 4 eine Ansicht auf die B-Seite des Motors.

Auf die Rotorwelle 1 ist mit Hilfe einer Büchse o. dgl. 2 ein zylindrischer Permanentmagnetkörper 5 aufgesetzt, der in der in Pig» 1 gekennzeichneten Weise magnetisiert ist. Der Magnetkörper kann aber auch unmittelbar auf die Welle aufgesetzt sein. Die Rotorwelle 1 ist mit Hilfe der Kalottenlager 4 in einem aus zwei Halbschalen 5 bestehenden Wickelkörper, und zwar in den-^ stirnseitigen Wänden i>, gelagert. Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind die nabenförmigen Ansätze 7 der beiden Wickelkörperteile 5 an der Innenseite zur Aufnahme der Lager 4 kalottenförmi£ ausgebildet. Sie sind mit Hilfe von Federn 8 gehalten, deren Enden hinter Vorsprünge 9 eingespannt sind, welche an den Wickeikörperteilen 5 angeformt sind. Mit 1U sind ölgetränkte 3cheiben bezeichnet, die als Schmiermitteivorratsraum dienen.

Wie Fig. 2 zeigt, weist der aus zwei Haibschaien Destehende wickelkörper 5 entsprechend dem gewählten Ausführungsbeispiel, bei dem jede Phase der Standerwieklung in zwei Teilwicklungen unterteilt ist, vier Hippen 12 auf, durch die ein fester Sitz der Wicklung gewährleistet ist. Mit 13 und 14 sind die TeilwicK-lungen der einen Phase und mit 15 und 16 die Teilwicklungen der anderen Phase bezeichnet (Fig. 3). Die Wicklungen 13,14 bzw. 1b,1o werden gemeinsam, und zwar durch zweidrähtiges Wickeln hergestellt.

Die beiden Wicklungskörperteile 5 (Figur 2) sind gleich ausgebildet und durch schwalbenschwanz-förmige Ansätze bzw. Nuten 17 formschlüssig verbindbar. Nach dem Aufbringen der Wicklungen sina beide Teile 5 fest miteinander verbunden. Jeder Wicklungskörperteil weist drei Rippen 12 auf, wobei die beiden in der Trennebene liegenden schwächer ausgebildet sein können.

lü« Hippen \2 der Wicklungskörper sind in beiden Richtungen axial verlängert und tragen an Ihren Enden nasenförmige Ansätze

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18, die in entsprechend ausgebildete Öffnungen 19 der beiden Anschlußscheiben 20 und 21 einrasten können. Die Rippen 12 und die nabenförmigen Teile 7 sind so aufeinander abgestimmt, daß die Scheiben 20 und 21 an der Stirnseite der Nabenteile 7 anliegen.

Die scheibenförmigen Teile 2U und 21 tragen ein Hüllrohr 22, indem der magnetische Rückschluß 25 angeordnet ist. Der magnetische Rückschluß 23 besteht aus einzelnen, insbesondere gestanzten . Kreisringscheiben, die vorzugsweise auf einem Dorn aufgesteckt und durch Verformung des HUllrohres zu einem festen Paket zusammengefugt werden. Mit 24 sind die entsprechenden Einschnürungen, P Nicken, oder dargleichen des HUllrohres, welche durch die Verformung entstehen, bezeichnet. Die Umformung kann durch Pressen in herkömmlicher Weise erfolgen. Vorzugsweise wird hierzu aber das an sich bekannte Magneformverfahren verwendet.

Die Scheibe 27 ist als Anschlußträger ausgebildet. Sie ist zu diesem Zweck mit Öffnungen 25 (Fig. 4) versehen^ durch die Anschlußfahnen 26 einsteckbar sind. Die Öffnungen 25 sind vorzugsweise so ausgebildet, daß die Anschlußfahnen durch entsprechend ausgebildete Kröpfungen oder Verschränkungen formschlüssig gehalten werden, beispieleweise mit Hilfe einer Abschlußscheibe 27. Mit 28 ,ist ein Rohrniet bezeichnet, mit dem die Scheiben 21 und ?7 zusammengehalten sind. Eine in den nabenförmigen Teil 7 einschraubbare Wurmschraube 29 dient zur Einstellung des axialen Spiels.

Wie Fig. 1 und 3 zeigen, ist ein Teil der den magnetischen Rückschluß 23 bildenden Bleche mit um 90° versetzten Ausnehmungen 30 versehen, in denen galvanomagnetieche Elemente 31» insbesondere Hallgeneratoren angeordnet sind. Diese sind vorzugsweise auf einem ferromagnetischen Träger 32, einem sogenannten Fangblech angeordnet, weiches im Anschlußträger vorzugsweise formschlüssig befestigt ist.

Di«. Montage des Motors wird in der Weise vorgenommen, daß die den Permanentmagneten 2 tragende Welle unter Zusammenfügen der

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beiden Hälften des Wjickelkörpere in die Lager 4 eingesteckt wird. Zuvor sind die Kalottenlager 4 mit Hilfe der Federn 8 in die atirnseitigen Wände S der Wickelhälften 5 befestigt worden. Nach dem formschlüaeige Zusammenstecken der Wicklungs-.hälf ten 5 wird der Wickelkörper in der zuvor beschriebenen Weise zweimal zweidrähtig bewickelt. Die fertige Wicklung wird in an ; sich bekannter Wels· behandelt:. ■ |

Unabhängig davon werfen die den Rückschluß bildenden kreisringförmigen Scheiben auf einen Dorn aufgesteckt und unter Anwendung eines an sich bekannten Verfahrens durch Umformung des Hüllrohres 22 zu einem Blechpaket zusammengefügt.

Ebenfalls unabhängig davon wird der Anschlußträger 21 mit den beiden Hallgeneratoren 31» Fangblechen 32 und Anschlußfahnen montiert, wobei auch Abschluüscheiben 27 aufgesetzt sind. Baraufhin werden die Lötverbindungen hergestellt und das Hüllrohr 22 mit Riickichlußkörper 23 so Über die Wicklung geschoben, daß die Nasen 18 der Rippen 12 in die entsprechenden öffnungen 19 des Anschlußträgerö 21 einrasten. Anschließend wird auch die Abschlußscheibe 2Ö so aufgesteckt, daß die Nasen 18 einrasten. ] Auf diese Weise ist der gesamte Motor formschlüsig zusammengehalten. .■ ' ' ;■■ ^!·'^Λ "i"¹.' I''''''';''! ' · ■

12 PatentatieprlJch^ | 4 Figuren,

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Claims

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Patentansprüche

1. Kollektor- und schleifringloser Gleichstrom-Kleinstmotor, mit einem auf der Motorwelle befestigten Permanentmagnetsystem, einer feststehenden, auf einem Wickelkörper angebrachten Ankerwicklung und einem diese umgebenden magnetischen Ruckschlußteil, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der Rotorwelle dem Wickelkörper zugeordnet sind.

2. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper trornmeIförmig ausgebildet ist und die Lager in nabenförmigen Ansätzen der Stirnfläche desselben angeordnet sind.

3. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper zweiteilig ausgeführt 1st und beide Teile durch Formschluß zusammenfUgbar sind.

4. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile des Wickelkörpers gleich ausgebildet sind.

5. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der zylindrische Teil des Wickelkörpers längsgeteilt ist.

6. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager der Rotorwelle an der Innenseite derStirnfläche des trommeiförmigen Wickelkörpers angeordnet sind.

7* Gleichstrom-Kleinstmotor nsoh Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Kalottenlagern diese in an sich bekannter Weist duroh federn gehalten sind, welche in angeformte Anaätae dee Wickelkörper einlegbar verankert sind*

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8. Gleichstrom-Kleinstmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusammengehörigen Wicklungsteile jeder Spule zweidrähtig (bifilar) gewickelt sind.

9« Gleichstrom-Kleinstmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des in an sich bekannter Weise mit Rippen versehenen Wickelkörpers mit stirnsei-' tig angeordneten Scheiben formschlüssig verbunden sind, welche in einem rohrförmigen magnetischen Rüekschluüteil eingesetzt sind:

10. Gleiehstrom.Kleinstmotor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Scheiben als Anschlußträger ausgebildet ist.

11. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahnen im Anschlußträger durch Kröpfungen bzw. Verschränkungen formschlüssig gehaltert sind.

12. Gleichstrom-Kleinstmotor nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußträger mit Rippen zum formschlüssigen Befestigen von zumindest einem ferromagnetischen Pangblech für das galvanomagnetische Element versehen ist. ^:'

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