DE1513779C - Elektromotor mit axialem Luft spalt - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit einem axialen Luftspalt, mit einem Gehäuse aus Plastikmaterial, mit einem Permanentmagneten aus Ferritmaterial und mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Rotor mit einer über Bürsten gespeisten gedruckten Schaltung, dessen eine Stirnseite mit einer Stirnseite des Permanentmagnetteils fluchtet, wobei ferromagnetische, ringförmige Endscheiben als magnetische Rückschlußjoche auf entgegengesetzten Seiten des Ankers am Gehäuse, befestigt sind.

Aus der französischen Patentschrift 1,287,390 ist ein Elektromotor der erfindungsgemäßen Art bekannt, in dessen Gehäuse ein Dauermagnet befestigt und eine Lagerung für den scheibenförmigen, in seiner einen Endfläche mit dem Dauermagneten fluchtenden Anker vorgesehen ist. Der Dauermagnet weist vier Polpaare in Form eines Ringes aus Ferritmaterial auf.

Weiterhin ist die Verwendung von Kunststoff als Gehäusematerial aus der Zeitschrift »Die Technik« (1947), S. 189 grundsätzlich bekannt.

Weiterhin ist aus der österreichischen Patentschrift 238,301 ein um einen Motorständer geformtes Kunststoffgehäuse bekannt.

Schließlich ist es aus der USA.-Patentschrift 3,J 67,675 bekannt, eine gedruckte Ankerwicklung als Kommutator zu verwenden und die Bürsten innerhalb des Magnetringes anzuordnen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Hinblick auf die (bevorzugte) Anwendung in Fahrzeugen einen Motor der eingangs genannten Art zu schaffen, der in einer wirtschaftlichen Großserienfertigung einen axial besonders gedrängten Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird bei einem Motor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das aus einem Stück bestehende Motorgehäuse einen äußeren ringförmigen Teil sowie einen zentralen scheibenförmigen Teil aufweist, welche durch eine Reihe von radialen Rippen miteinander verbunden sind, daß der Permanentmagnet die Form von zwei Halbringen aufweist, welche eine Reihe von sich jeweils im Bereich der magnetisch neutralen Zonen zwischen den Polen radial erstreckenden Schlitzen in einer Seite besitzen, welche in Form und Lage der Reihe von radialen Rippen im Motorgehäuse entsprechen, und daß der Permanentmagnet im Motorgehäuse zwischen dem äußeren Ringteil und dem zentralen Teil derart angeordnet ist, daß die radialen Rippen innerhalb der sich radial erstreckenden Schlitze angeordnet sind und darin mittels der einen ringförmigen Endscheibe gehalten sind, die um ihren Umfang mit dem äußeren ringförmigen Teil des Motorgehäuses verbunden ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Motors ist vorgesehen, daß die Bürsten durch Blattfedern angedrückt sind, welche auf einer über mindestens einen der Schlitze mit Anschlußklemmen verbundenen Tafel befestigt und mit der gedruckten Schaltung dieser Tafel elektrisch verbunden sind. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Bürsten in Bürstenhaltern gehalten sind, welche einen integralen Bestandteil des mittleren scheibenförmigen Teils bilden.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung liegt in einer besonders guten Ausnützung des Bauvolumens, verbunden mit einer rationellen Fertigung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben und dargestellt.

F i g. 1 ist ein Teil einer Endansicht, teilweise im Schnitt, eines Motors nach der Erfindung,

F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 ist eine Endansicht des'in Fig. 1 dargestellten Motors, bei dem der Anker und eine der Endplatten abgenommen sind, um die Bürsten und die Dauermagnete des Motors zu zeigen,

F i g. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 3,

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F i g. 7 ist ein Schnitt längs der Linie 7-7 in manentmagnete positiv zum Gehäuse fixiert und die

Fig. 3, Rippen 22 dienen gleichzeitig dazu,.das Gehäuse zu

Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 in versteifen.

Fig. 3, Die andere Seite des Gehäuses 20 ist durch ein

F i g. 9 ist ein Schnitt durch eine andere Ausfüh- 5 weiteres magnetisierbares Teil verschlossen, das aus

rungsform der Erfindung längs der Linie 9-9 in einer Endplatte 50 aus Weicheisen besteht und an

Fig. 10, dem Gehäuse 20 durch an den Stellen 52 warm ange-

Fig. 10 ist eine Endansicht des Motors nach formte Nasen befestigt ist. Die Endplatte 50 hat in

Fig. 9, wobei eine der Endplatten und der Anker ab- der Mitte eine Öffnung, die eine Kunststofflager-

genommen sind, um die Bürsten und die Feldkon- 10 büchse 54 aufnimmt,

struktion des Motors zu veranschaulichen, In der Büchse 54 und dem Stopfen 30 ist ein

Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 in Anker 56 drehbar gelagert, welcher eine Ankerwelle

Fig. 10, 58 aus Kunststoff hat, von der ein Teil in dem Stop-

Fig. 12 ist ein Schnitt längs der Linie 12-12 in fen 30 und ein Teil in der Büchse 54 gelagert ist. Die

Fig. 10, π Ankerwelle 58 kann eine Vorrichtung antreiben, die

Fig. 13 ist ein Schnitt längs der Linie 13-13 in von dem Motor betätigt werden soll und hat eine In-

Fig. 10, und nenverzahnung 60, die mit der anzutreibenden Vor-

Fig. 14 ist ein Schnitt längs der Linie 14-14 in richtung verbunden werden kann.

Fig. 10. Die Ankerwelle 58 trägt eine Ankerscheibe 62 mit

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Motor hat ein 20 gedrucktem Stromkreis, die aus einer Tafel aus Isoringförmiges Gehäuse aus einem geformten Kunst- liermaterial 64, beispielsweise einem Phenol-Kunststoff, beispielsweise einem Acetal-Kunstharz. Das harz, gebildet ist. Auf der Tafel 64 befinden sich auf Gehäuse 20 hat eine Vielzahl von radial gerichteten beiden Seiten gedruckte Stromleiter 66, wobei die Lei-Rippen 22 und 26, die den äußeren ringförmigen Teil ter 66 auf der einen Seite der Tafel 64 mit den Leides Gehäuses mit einem mittleren, scheibenförmigen 25 tern auf der anderen Seite der Tafel in Punkten 68,70 Teil 24 verbinden. Die Rippen 26 sind besonders in und 72 verbunden sind.
F i g. 4 veranschaulicht. Die Leiter auf der anderen Seite der Isoliertafel

Der mittlere Teil 24 des Gehäuses 20 hat eine mit sind so angeordnet, daß eine Wellenwicklung geschaf-Gewinde versehene Öffnung 28, in die ein Stopfen 30 fen ist, wobei sich eine halbe Wicklung auf jeder aus Kunststoff zur Aufnahme des Axialschubes einge- 30 Seite der Tafel befindet. Die Leiter der gedruckten schraubt ist, dessen Zweck im einzelnen weiter unten Schaltung können auf jede bekannte Art, nach der gebeschrieben ist. druckte Schaltungen hergestellt werden, erzeugt sein.

Der Elektromotor hat zwei Dauermagnete 32 und Der Anker 62 mit den gedruckten Leitern trägt

34, die, wie aus Fig. 3 hervorgeht, bogenförmig ge- einen ringförmigen Versteifungsring 73 aus nicht ma-

staltet sind und Schlitze 36 und 38 zur Aufnahme 35 gnetischem Material, beispielsweise Aluminium oder

der Rippen 22 des Gehäuses 30 aufweisen. Fig. 5 nichtrostendem Stahl, wobei der Versteifungsring 73

veranschaulicht, wie eine Rippe 22 in einen Schlitz auf den Anker 62 aufgeklebt ist und soviel Kleber

36 des Dauermagneten 32 paßt. verwendet ist, daß der Versteifungsring 73 gegen die

Die Enden der Dauermagnete berühren einander in gedruckten Leiter isoliert wird, wenn ein elektrisch leiden Punkten 40 und 42, wie aus den Fig. 4 und 7 ₄₀ tendes Material in dem Versteifungsring verwendet hervorgeht. Eine der Rippen 44 des Gehäuses 20 ist ist. Der Versteifungsring 73 sichert genaue Ebenheit hohl (F i g. 7). des Ankers und bietet Möglichkeiten für seine Aus-

Die Dauermagnete 32 und 34 können so geformt wuchtung.

sein, wie dies in der Zeichnung veranschaulicht ist Der Anker 62 ist auf der Welle 58 in der Weise

und sind vorzusweise keramische Ferrit-Dauermagne- 45 befestigt, daß eine Mehrzahl von Vorsprüngen an der

te, die aus einem magnetischen Material geformt Welle durch Öffnungen in dem Anker 62 hingeführt

sind, das eine geringe Permeabilität und eine hohe und, wie bei 74 angedeutet, warm gestaucht sind.

Koerzivität hat. Der Motor verwendet in bekannter Weise die ge-

Die Permanentmagnete 32 und 34 sind so magneti- druckten Stromleiter, beispielsweise die Leiter 66 auf

siert, daß magnetische Sektoren zwischen den Schiit- 50 der einen Seite des Ankers, als Kollektor für den Mo-

zen in den Permanentmagneten entstehen, die, wie in tor, wobei an diesen Leitern Bürsten 76,78,80 und 82

F i g. 3 angedeutet, abwechselnde Sektoren entgegenge- anliegen, die gleitend in festen Teilen 84 und 86 des

setzter Polarität haben. Dies wird zweckmäßig in der Gehäuses angeordnet sind.

Weise gemacht, daß man die Ferrit-Verbindung in Die Bürsten 76 und 82 werden gegen die gedruck-

einem Magnetisiergerät, z.B. einem Impulsgerät, so 55 ten Leiter auf der einen Seite des Ankers 62 durch

magnetisiert, daß die Sektoren zwischen den Schiit- Blattfedern 88 gedrückt, von denen eine in Fig. 6

zen 36 eine permanente Magnetisierung erhalten. dargestellt ist. Das eine Ende der Blattfeder hat einen

Die bogenförmigen Permanentmagnete 32 und 34 υ -förmig gebogenen Teil 90, der um eine Tafel 92

werden zwischen den Rippen 22 des Gehäuses 20 mit gedruckter Schaltung herumfaßt. Der U-förmige

und einer magnetisierbaren Endplatte 46 aus Weichei- 60 Teil 90 paßt zwischen die Rippen 96 und 98, die, wie aus

sen gehalten, die an dem Kunststoffgehäuse 20 durch Fig. 8 hervorgeht, einen Teil des Gehäuses bilden

warm angeformte Nasen befestigt ist, die bei 48 ange- und auf beiden Seiten die mit gedruckter Schaltung

deutet sind. Eine Seite der Endplatte 46 liegt an einer versehene Tafel 92 umgreifen. Das Ende des U-förmi-

flachen Endwand der Magnete 32 und 34 an, und die gen Teiles 90 liegt an Vorsprüngen 100 mit kreisför-

bogenförmigen Magnete werden relativ zu dem Ge- 65 migem Querschnitt an und das dem U-förmigen Teil

häuse 20 durch die Rippen 22 fest gehalten, die in 90 abgewandte Ende der Blattfeder 88 liegt an einer

die Schlitze 36 und 38 in den Permanentmagneten Bürste (80 in Fig. 6) an, so daß es die Bürste gegen

eingepaßt sind. Bei dieser Anordnung sind die Per- die gedruckten Leiter des Ankers 62 drückt.

Die Tafel 92 mit gedrucktem Stromkreis besteht aus einer Platte 93 aus Isoliermaterial, die gedruckte Leiterteile 93a, 93b, 93c und 93d trägt, die in Fig. 3 dargestellt sind. Die andere Seite der in Fig. 3 dargestellten Platte 93 mit gedrucktem Stromkreis hat bei der Betrachtung von der entgegengesetzten Seite das gleiche Leitermuster, wie auf der Tafel 92 in gestrichelten Linien angedeutet. Ein Teil der Tafel 92 mit gedrucktem Stromkreis reicht zwischen die Rippen 26 und in einen rohrartigen Aufnahmeteil 104, der aus einem Teil mit dem Gehäuse besteht. Dieser Teil der Tafel bildet einen Kontaktstift, der durch eine Kontakthülse, die aus den Leitern der gedruckten Schaltung auf beiden Seiten der Tafel 92 anliegt, mit einer Batterie verbindbar ist. Die Anordnung der gedruckten Leiter auf der Tafel 93 ist so getroffen, daß die Bürsten 78 und 82 mit einem Pol der Batterie und die Bürsten 76 und 80 mit deren anderem Pol verbunden sind.

Wenn Strom an die gedruckten Leiter des Ankers 62 angelegt wird, dreht sich der Anker 62 und seine Welle 58 dreht sich in der Büchse 54 und dem Axialdruckstopfen 30. Die Ankerwelle 58 kann z.B. dazu benutzt werden, den Fensterhebermechanismus eines Fahrzeuges zu betätigen.

Die Fig. 9 bis 14 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform des Motors nach der Erfindung, in der eine andere Art Bürsten und eine andere Verbindung der Bürsten mit der äußeren Stromquelle verwendet ist.

In dem in den Fig. 9 bis 14 dargestellten Motor trägt das Kunststoffgehäuse 110 magnetisierbare Endplatten 112,114 aus Weicheisen, wobei das Gehäuse 110 und die Endplatte 114 die Dauermagnete 116 und 118 relativ zum Gehäuse fixiert halten. Die Magnete sind von der gleichen Art, wie die in dem Motor nach Fig. 3 verwendeten. Das Gehäuse 110 hat Rippen 120, die in Schlitze in den Magneten 116 und 118 fassen.

Ein Anker 124 mit gedruckten Stromleitern der gleichen Art, wie in Fig. 3 dargestellt, ist auf der Ankerwelle 122 befestigt, wobei der Anker 124 auf der aus Kunststoff bestehenden Ankerwelle durch eine Mehrzahl von Nieten 126 befestigt ist. Der Anker 124 mit gedruckten Leitern trägt einen Versteifungsring 128, und die Ankerwelle 122 ist in einer Büchse 130 und in einem Axialdruckstopfen 132 gelagert.

Soweit ist der in den Fig. 9 bis 14 dargestellte Motor im wesentlichen von der gleichen Konstruktion wie der in Fig. 3 dargestellte Motor mit Ausnähme der Art der Verbindung des Ankers mit der Ankerwelle.

Das Gehäuse 110 hat angeformte Augen 134, die Kammern 136 bilden, von denen, wie aus Fig. 14 hervorgeht, jede eine Bürste 138 und eine Wendelfeder 140 enthält, die die Bürste gegen die gedruckten Leiter auf dem Anker 124 drückt.

Die Bürsten 138 sind mit Kontaktstiften 142 und 144 verbunden, die mit einer Schnappverbindung in Öffnungen des Gehäuses 110 passen. Die Kontakt-

stifte 142 und 144 sind in einem Aufnahmeteil 146 des Gehäuses 110 angeordnet und passen in eine entsprechende Kontaktbüchse, die die Kontakte mit den entgegengesetzten Polen einer Gleichstromquelle verbindet.

Der Kontaktstift 142 ist mit Leitern 150 und 152 verbunden, die ihrerseits mit zwei der Bürsten 136 verbunden sind. Die Leiter 154 und 156 verbinden den Kontaktstift 144 mit zwei der anderen Bürsten. Die Leiter liegen in Klemmschlitzen 160 und 162, die aus einem Teil mit dem Gehäuse 110 bestehen, und alle Leiter gehen durch einen Kanal 164, der in der Rippe 166 des Gehäuses 110 ausgebildet ist. Diese Rippe und die Leiter sind in Fig. 13 veranschaulicht. Die Leiter gehen dann weiter, wie in Fig. 12 veranschaulicht, durch einen Kanal 168.

Wenn auch in beiden Ausfiihrungsformen der Erfindung zwei bogenförmige Magnetteile vorgesehen sind, ist es doch klar, daß auch nur ein einziger ringförmiger Magnet verwendet werden kann, der

Schlitze aufweist, die die Rippen des Motorgehäuses aufnehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromotor mit einem axialen Luftspalt, mit einem Gehäuse aus Plastikmaterial, mit einem Permanentmagneten aus Ferritmaterial und mit einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Rotor mit einer über Bürsten gespeisten gedruckten Schaltung, dessen eine Stirnseite mit einer Stirnseite des Permanentmagnetteils fluchtet, wobei ferromagnetische, ringförmige Endscheiben als ma- ίο gnetische Rückschlußjoche auf entgegengesetzten Seiten des Ankers am Gehäuse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einem Stück bestehende Motorgehäuse (20,110) einen äußeren ringförmigen Teil sowie einen zentralen scheibenförmigen Teil (24) aufweist, welche durch eine Reihe von radialen Rippen (22,120) miteinander verbunden sind, daß der Permanentmagnet (32,34;116,118) die Form von zwei Halbringen (32,34;116,118) aufweist, welche eine Reihe von sich jeweils im Bereich der magnetisch neutralen Zonen zwischen den Polen radial erstreckenden Schlitzen (36,38) in einer Seite besitzen, welche in Form und Lage der Reihe von radialen Rippen (22,120) im Motorgehäuse (20,110) entsprechen und daß der Permanentmagnet (32,34;116,118) im Motorgehäuse (20,110) zwischen dem äußeren Ringteil und dem zentralen Teil (24) derart angeordnet ist, daß die radialen Rippen (22,120) innerhalb der sich radial erstreckenden Schlitze (36,38) angeordnet sind und darin mittels der einen ringförmigen Endscheibe (46,114) gehalten sind, die um ihren Umfang mit dem äußeren ringförmigen Teil des Motorgehäuses (20,110) verbunden ist. .

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (76,78,80,82) durch Blattfedern (88) angedrückt sind, welche auf einer über mindestens einen der Schlitze (36,38) mit Anschlußklemmen verbundenen Tafel (92) befestigt und mit der gedruckten Schaltung dieser Tafel (92) elektrisch verbunden sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (76,78,80,82) in Bürstenhaltern (84,86) gehalten sind, welche einen integralen Bestandteil des mittleren scheibenförmigen Teils (24) bilden.