DE1563455A1 - Elektrischer Synchronmotor - Google Patents

Description

Dlpl.-lng. R. H. Bahr ι ε c ^ / c e ^J 8. Nov. 1956 DIpl.-Phy». E. Betzier Minnum«*« ρ<»».*ι«

Dlpl.-lng. W. Herrmann-TrentepOhl Fernsprecher: H«r η. 60·» und USB

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SCHOBESTA , Sooiete Anonyme, VADUZ, LIECHTENSTEIN

"Elektrischer Synchronmotor¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Synchronmotoren von kleiner Leistung, die im wesentlichen aus einem Peldgehäuse aus ferromagnetisohem Werkstoff, innerhalb dessen eine von einem einphasigen Wechselstrom durohflossene ringförmige Wicklung angeordnet ist, bestehen. Das Feldgehäuse enthält zwei Reihen von mit Zwischenraum ineinandergeschachtelten PoI-sohuh-9n, welche einen Revolutionszylinder, den Stator, bilden, in dessen Achse ein magnetischer Läufer angeordnet ist, welcher feste Polaritäten aufweist und sich mit einem geringen Luftspalt im Inneren des durch die Pole des Stators gebildeten Zylinders dreht.

Solche Motoren von kleiner Leistung können insbesondere zum Antrieb von Programmiervorrichtungen für Maschinen, welohe versohitdenartigt Arbeitsvorgänge in vorbestimmter ^Aufeinander-

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folge* Itasteuerungen oder andere Wirkungen herbeiführen ■ollen, wie Insbesondere Uaec/unen zan Waschen τοη Geschirr» tos Wäeohe oder tür KUhlsohranics, verwendet werden.

Sie bekennten Motoren dieser Art sind sv.-.r betriebssicher, weisen Je do oh eine Reihe von Haohteilen αι./, ult zu beseitigen Sweok der Erfindung

litt ereter dieeer laohteile ist der sieh aus i^-jr Ausbildttftf ergebende ihres sehr geringen Anzugmoinente·

tretet weeentliohee Merkmal der Erfindung besteht ii. einer Torriohtung, welche die Nachteile, die sich aus dietttt niedrigen Anfugenoment ergeben, welohes verhindert» daü sieh die su treibende Vorrichtung, wenn aas entgegenwirkende

Honent einen höheren Wert besitzt» als das Anzugsmoment des

in Bewegung setzt»
Motors/ beseitigt.

Sat wird bei einen elektrischen Synchronmotor der eingangs grundsätzlich gekennzeichneten Art dadurch erreicht, άει. der Läufer des Motors an das angatrieoene Organ, weichte des Widerstandsmonent liefert, über eint- Kupplung sen ist, welohe ein Spiel aufweist, dessen Vorhandensei mur 'olge hat-, daS der Motor auf das angetriebene Orgi.a naohde» er angelaufen ist, treibend wirkt, äa3 hei3t,

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BAD ORIGINAL

seine Belastung hierduroh «ret - wirksam ... wird» wenn da· Moment d·· Motor· höher oder gleich dem entgegenwirkenden Moment ist»

Oemäfi der Yorsugsweisen Ausführungeform der Erfindung weist su diesem Zweoke der Rotor einen naoh seiner Achse angeordneten Ring auf, welcher eo abgeschnitten ist, daß hierduroh eine su der Rotorachse parallele Abflachung gebildet ist und das Abgangsorgan, über welches die Wirkung des Motors auf die Last übertragen wird, weist ebenfalls einen unter Bildung einer Abflaohung ausgeschnittenen Ring auf, wobei swisehen diesen beiden Abflachungen, über welche duroh deren Inelngrlffkommen miteinander die Übertragung der Bewegung erfolgt, ein Spiel belassen wird, dessen OrUQe so bemessen wird, 4aß der derart sunäohst ohne last anlaufende Motor dann, wenn die beiden Abflachungen miteinander in Eingriff kommen, ein Drehmoment erreicht hat, das größer oder wenigstens gleich der Belastung 1st.

£· 1st ferner bekannt, daß bei Motoren der Bauart τοη solchen, auf welohe sich die Erfindung bezieht, der Läufer, falls keine dem entgegenwirkenden Torkehrungen getroffen werr-^n» sowohl in dem einen wie im anderen Drehsinn umlaufen k:\an» Ss ist deshalb erforderlich, Kunstgriffe anzuwenden, un

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aiohtrsustelltn, daö dtr Motor nur in dar «wtoktntsprtohenden Drthriohtung läuft.

Dtr bekannteste ditetr Kunstgriff· besteht darin, daß tint ait tintr Zähnung suaaamtnwirktndt Sperrklinke vorgtithtn wird» weicht duroh Binfallen in dit Zahnung dit Drehung dti lauftr· in dtr fallohβη Riohtung verhindert, anderer« ■titt abtr, wtnn dtr Rotor in dtr riohtigen Drehriektung umläuft, auf dtr Zahnung gleitet« Eine solche Anordnung beaitat jtdooh aohwtrwiegende Nachteilt· Insbesondert entsteht, wtnn dtr Motor in dtr riohtigtn Drthriohtung läuft, duroh dät Oltittn dtr Klinkt auf den Zähnen tin sehr störendes Öeräueoh. ?trntr besteht dit Möglichkeit, da3 dit Klinkt den Läufer in tintr Stellung gegenüber den das Feld er&eu~ (tnden Polsohuh-en sun Stillstand bringt, weicht το* magnttischen Oteiohtspunkt für sein Anlaufen ungünstig ist·

Auoh dit außtrdea bekannten eur ^ioherung dts Laufens des Motors in dtr vorgeschriebenen Drehriohtung verwendete*

en
Torrichtung/weisen Naohteile ähnlicher Art, insbesondere

dtn dts mögliohen Stilleetzens dts Läuftrs in einer fvi da· Anlaufen dts Motors ungünstigen Stellung dta Rotov .iuf.

Auoh dies· Schwierigkeiten und Kachteile werden gemäu ler Xrfindung beseitigt, weicht eint Vorrichtung schafft,

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durch welche nloht nur verhindert wird» dafl der Motor Ia der falaohen Drehriehtung läuft» sondern darüber hinaus gleichzeitig so wirkt, daß dem Läufer ein Impuls erteilt wird, weleher «ein Anlaufen unteratütet beziehungsweise erleichtert,

ffemä0 der Erfindung ist au diesem Zweoke abgangsseitig des Läufers ein Zahnradgetriebe vorgesehen und auf das eine der Ritael dieses Getriebes unter Heibungeβohlufi in dessen Aohse eine Platte aufgesetzt, welche eine eine Feder bilden* de Lamelle trägt» deren freies Ende in Kontakt mit einem anderen Ritael dieses Getriebes gelangen kann» sodaö, wenn der Motor in dem richtigen Drehsinn anläuft, die durch das Ritael, auf dessen Achse eis gelagert let» mitgenommene Platte von dem zweiten Ritael freikommt und derart den Umlauf des Motors ermöglicht_t während» falls dieser in dear falschen Drehrichtung läuft, die Platte das Ende der feder in die Zahnung des betreffenden Ritzels eindrückt und hier» duroh die Drehung des Motors in diesen Sinne verhindert.

Diese Anordnung besitzt auger dom* daß sie das Anlaufen des Motors in dem richtigen Drehsinn sicherstellt, den weiteren erhebliohen Torteil, daß die Peder, sobald sie in Kontakt mit dem zu sperrenden Ritzel gelangt, sioh spannt und -^;.ie hierdurch in ihr aufgespeichert« Energie zusätzlich su ;.r

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^BÄD original " ~

Wirkung ies magnetisohen Jeldes den Wiederanlauf d·· Motor· in dta richtigen Dr«hiinn unteretütst.

Ditot Anordnung ergibt eine weitgehend geräuschlose Arbeitsweise, weil, sobald der Motor im richtigen Dreheinn angelaufen ist, da« au· der Feder bestehende Blockierungsorgan YOllkomaen ron dem «weiten Ritsel freikommt.

Bei den bekannten Konstruktionen ron Motoren des Type, auf den si oh die Erfindung besieht, ist der Läufer starr auf seiner in iwei aiteinander fluchtenden Lagern laufenden Drehachse befestigt· Der Zusammenbau solcher Anordnungen ist jedoch verhältnismäßig besohwerlioh, weil hierbei Bearbeitungen und Ausfluohtugngen der Lager mit großer Präeieion erfolgen oder Vorrichtungen verwendet werden ausaen, die ein Schwingen der Lager ermöglichen«

lin weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Beseitigung auch dieser Schwierigkeiten und Sachte!Ie.

des entsprechenden Merkmal der Erfindung ist der Lau- ' fer des Motors über einen ein einziges Lager bildenden Ringkörper auf einen an dem Stator festen nadelartigen Stift gelagert* .

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rf r t f *

I« fall· db«»r AusfUhrungsfora kann der Läufer aus «Ines ■agnetisohen Blag bestehen, dor auf einer ihrerseits feet ■It des genannten dae elnslge Lager bildend·» Ringkörper rerbundenen Scheibe befestigt lit. Biese Befestigung kann Tortellhafterweise durch Verkleben erfolgen· Da der Durchmesser der Sehelbe YerhältnismäSig groß sein kann, ergibt •loh dann aueh eine gegebenenfalls entsprechend große V'erklebungsfläohe· Hlerduroh werden die Spannungen reraieden, die eloh sonst als Folge der Vorspannungen oder überrerfor* ■ungen» die bei den ttbllohen HerstellungSTerfahren ängewen» dot werden» ergeben«

Die KinselAelten und weii»r@ Merkaale der Erfindung ergeben eloh aus der tolg«ndon Besohreibung ron AuefUhrungeforaen de· aeutn Botore anhand der Abblldusgon·

71g· 1 ist ein Azlalsehnitt duroh eine erste AusfUhrungsforn des Motors«

Pig. 2 selgt in Aufsieht die Anordnung der Folsohuhe des Stator··

?ig· 9 seigt in Xeilaufsioht das alt des Läufer fest verbundene lupplungsorgan«

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/■

fig« 4 !«igt ebenfall· in Teilaufeicht das ait dta YOn dea

Motor gttritbtntnorgan foot rtrbundtnt Kupplungeorgan.

fit· 5 i«t oino Stittnaneioht dtr gteanttn Kupplungtanordnung. . t itigt in a&nfclarstolluiig tint Ilnitlhtit.

fig« 7 lot tin· Stittnantioht tintr wtittr abgtändtrttn Auaftthrungafora dta ntutn Motor· und

fig· β tint Aufaioht auf dtn in fig· 7 dargestellten Motor·

Der in den Figuren 1 Dia 5 dargestellte Motor wtiet tin Gehäuse 1 aus aagnetisehea Werkstoff, wit aua Beispiel der vnttr dta laatn "Araoo" btkannttn Ei·tnltgierung, auf, in wtlohta sin Magnotktm 2 befestigt ist· Zn dtr Achat diese· Othlu··· und dta Earns ist in ditsta tin in dtn Boden dt· Gehäuse· tingtnitttttr nadtlartigtr Stift 3 angeordnet. Der Kern 2 wird ron tintr Ringwicklung 4 uaeohloseen, welche •wieohen awei llan·eben 5 und 6 gehalten wird und die au· einea Met» ait einphasigea Weohselstroa, ron aua Beitpiel 50 Htra, gespeist wird«

Auf dea Stift 3 iet tint Flattt 7 aua aagnttieohta Werkstoff Befestigt» deren Kanten bei β ausgeschnitten und hoehgtbogen

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•ind und dl· Poleohuhe 9 bildtn. Sit Platt· 7 attht in tngta Kontakt ait dta Magnetkern 2.

Baa Gthäuat 1 ist durch einen Deckel 10 aus magnetischem ftrkatöff geschlossen, auf welchem tint ebenso wit dit Platt· 7 gtataltttt Plattt btftätigt ist, aus der, wit bti ditatr» bti 12 Kanten ausgeschnitten und hoohgtbogtn •ind, welch· Poleohuh· 13 bilden.

Wenn dtr Deckel 10 auf daa Gehäuse 1 aufgtattst wird» so ■ohaohteln sioh, wit daa au« 71g* 2 ersichtlich ist, dit Polsohuhe 15 «wischen dit Polechuhe $ ein·

Der Lauf tr besteht aus einer Scheibe 15 aus nioht magnetischem Werketoff, turn Beispiel Kupfer oder tintr Kupferlegierung, auf welcher, beispielsweie· durch Ankleben, tin Ringkörper 15» dtr aua tints Werkstoff mit hohem koerzitivea Ptldwtrt btattht» btftatigt iat. Zum Beispiel kann dieser Ringkörper aua tinte Pulver auf Grundlage γοη ftrrltiaohtn Siatnozydtn, wit Kobalt usw., hergestellt werden. AIa besonders tür diesen Zweck geeignet erweist eich daa im Handel unter dta Namen "Lodtx" btkanntt Itgitrungsmattrial. Dieser Ringkörper wird permanent derart magnetisiert, daß aioh eine Aufeinanderfolge γοη gleiohnlöig über seinen ünfang rtrttllttn ITord-Süd-Polaritttten ergibt.

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Der auf der Soheibe 14 und den Ringkörper 15 bestehende Rotor dreht sieh frei auf dem nadelartigen Stift 3, wobei ein mit der Soheibe U fest rerbixndener Ring 1C des sieh auf dem Stift drehende* Lager bildet. Dieser Ring 16 ist an seinem Außenende unter Bildung einer Abplattung 17 ausgeeohnitten· Sie Sbene dieser Abplattung ist gegenüber der Achse des Ringes so rersetst, das eine Seharte 18 τοη gegenüber der des ausgesohnittenen Teils 19 des Ringes kleinerer Umfangeerstreckung gebildet wird·

Auf dem Stift 3 dreht sieh fvrner frei ein mit einem Zahn* ritsel 21 fest verbundener Ring 2O₉ der in der gleiohen Weise wie der Ring 16 so ausgeeohnitten ist» daS eine mit der Abplattung 17 susamaenwirkende Abplattung 22 unter Belassung eines Spiels a gebildet wird·

Wie oben bereite erläutert wurde» läuft der Motor, sobald ihm Spannung lugeleltet wird, ohne Schwierigkeiten an, weil wegen des Torhandenseins des Spiele a der Läufer zunächst nioht über das Ritsel 21 belastet ist. Erst nach seinem Anlaufen, nachdem der Läufer eioh bereits um einen gewissen Winkel gedreht und das Drehmoment einen normalen Wert erreicht hat» wird daduroh* das nunmehr die beiden Abplattungen 18 und 22 in Xontakt miteinander gelangen, die Belastung wirk-

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Ua ftrntr die fotwendigkeit dtr Terwendung ron Vieten aur Mlteinanderrerbindung dt· di· Polaohuhe 13 tragenden Tails 11 ait Aar Absohlu0platte 10 au ramaidatt und einen yollkommenen aagnetiaohen Kontakt swisohen diasan beiden Tailan au ariialen, kann daran Tarbindung mitainandar sjdk durah alaktrisOAS Punktsohwaifiung arfolgtn. In dar glaiohan Art ktfnnan auoh dia Taila 1 und 10 Mitainandar varbundan wardan«

Mit dta Zialt« dan Sealuf daa nagnatiaohan Paldaa und darauf olga daa Drahaoaant au arhuhan» können dia Ztthna 1? auoh unmittelbar in iia Abaohlu0platta 10 aingaaohnittan wardan·

Dar in dan 'iguran 7 und β dargaatallta Motor iat abanao wit dar Toratahand baaohriabana auagabildat und waiat dia flaiaha XupplungaTorrlohtung auf.

Sr iat auflardaa auon ait dar Vorrichtung gamäS dar Erfindung» waleha aa rarhindart» daj ar in falaohaa Drehsinn umläuft, auagaraatat·

Daa abtreibende Ütsal 21 daa Motors treibt ein übersetzungsgetriebe. Auf dar Aohss eines der Riteel, des Bitseis 23, dieaee Getriebes, ist eine in Kontakt mit der oberen Fläche

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Original

dieses Riteels stehende Platte 24 gelagert. Diese Platte, die durch einen mit des Ritsel 23 fest verbundenen Ring 25 gehalten wird, kann dureh Rtibungewirkung dureh das Ritzel In der einen oder anderen Drehrlohtung mitgenommen werden.

An der Platte 24 ist eine federlamelle 26 befestigt, welohe in Singriff mit der Zahnung eines Rltsels 27 des Untersetzung·· getriebes gelangen kann. Wenn der Motor naoh seinem Anlaufen in dem riohtlgen Drehsinn umläuft, dreht sloh das Ritzel 23 ebenfalls in diesem Drehsinn. Die duroh Reibung yon der Oberflftohe dieses Rltsels mitgenommene Platte 24 hat die federlamelle 26 aus der Zahnung des Rltsels 27 ausgehoben und rereehwenkt sie bis sum Kontakt mit einem Anschlag 28· Di· Vorrichtung ermöglicht dann also das normale Laufen des Motors·

falls das Anlaufen des Motors in der falsohen Drehriohtung erfolgt* so dreht sioh das Rltsel 23 ebenfalls in dieser Rlehtungt was su folge hat, da0 die an der duroh Reibung Ton der Oberfläche dieses Ritsels mitgenommenen Platte 24 angeordnete Federlamslle 26 in die Zähnung des Ritsels 27 einfällt und den Motor sum Stillstand bringt. Während dieser Bewegung spannt sioh die federnde Lamelle 16, um sioh unmittelbar naoh dem Stillsetsen des Motors wieder su strecken

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und dadurch dem Ritsel 27 einen Impuls in «u der Bewegung in den falschen Drehsinn entgegengesetzter Richtung» das heiSt, in der ordnungsgemäßen Anlaufrichtung des Hotors, ■u erteilen· Der Motor läuft demsufolge in dieser Richtung an, wobei sein Anlaufen duroh die in der feder gespeicherte Snergie unteretütst wird« Sarauf kommt die federnde Lamelle 26 durch die entsprechende Drehung der Pipette 24 aus der Sahnung des Ritsel« 27 frei·

It.

SelbstTerständlioh ist die Erfindung nioht auf die vorstehend ia einielnen beschriebenen und in den Abbildungen dargestellten Ausführungeformen besohränkt_f denen gegenüber vielmehr Änderungen in verschiedener Richtung möglich sind, phne von ihrem Grundgedanken absuweiehene

Patentansprüche ι

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BAD ORIQiPiAi

O O 9 8 2 1 / O 5 U

Claims (1)

1. Τ56Ί155

   Patentansprüche t

   AV

   1« Blektrisoher Synchronmotor alt einen Stator nit ringförmiger Wioklung und iwei Reihen τοη ineinander in Zwischenräumen eingeschachtelten Polsohuhen, die einen Rerolutionssylinder bilden» in deeeen Aohse ein atagnetieierter Läufer nit festen Polaritäten angeordnet iet_t der nit einen kleinen Luftspalt im Inneren dee duroh die Pole dee Stators bestimmten Zylinderkörpere umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer an das ron dem Motor anzutreibende ihn belastende Organ über eine Kupplung angesohloesen ist» die ein eolohei Spiel aufweist, dal der Motor auf das angetriebene Organ erst naoh seinem Anlaufen» nachdem sein Drehmoment größer oder gleieh dem duroh dl« Belastung bestimmten Widerstandsmoment ist» wirkt*

   2* Xlektrisoher Synchronmotor naoh Anapruoh 1» dadurch gekennseiehnet, da8 in der Achse des Rotors ein unter Bildung einer zu dieser Achse parallelen Abflachung ausgeschnittener Ringkörper angeordnet ist und das Abgangsorgan» welches die Bewegung des Motor« auf die Last überträgt, ebenfalls einen unter Bildung einer Abflachung ausgeschnittenen Ringkörper aufweist und wobei «wieohen diesen sweoks Übertragung des Antriebe in Kontakt miteinander kommend β Abflaohungen das das Anlaufen dss Motor« erleichternde Spiel vorgesehen ist.

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   AS

   3· Elektrischer 8/nohronaotor naoh Anspruch 1 odor 1 und 2, gekennselohnet duroh «in abgangsseltig desselben angeordnetes Zahnradgetriebe, auf diesen «inta Ritiel eint iu dessen Adhse rereohwenkbare τοη diesea Rltsol durch Reibung ait« nehabare Platte (29) gelagert ist» die eine fedvrlanelle (26) trägt* deren-freies Snde duroh Verschwenkung der Platte entgegen der Solldrehriohtung des Motors und daait des Eitsels (25) »it¹ eine» anderen Ritsel (27) des Betriebes in Singriff gelangen kann» derart daß bei Anlaufen des Motors ia richtigen Drehsinn die duroh das Ritsel (25) hitgenoranent Platte τοη dea Ritael (27) freikoaat und die Drehung des Läufer« eraOgliohti während» wenn der Motor in falschen Drehsinn ansulaufan beginnt» duroh die Platte des Snde der federlaaelle in die Sahnung des Ritsels (27) eingelegt . wird und die Lamelle derart Ae Drehung des Läufers rerhindert.

   4« Xlektrisoher Synohronaotor naoh Anspruch 1 oder einea oder aehreren der Ansprüche 1 bis 3» daduroh gekennselohnet» das •ein Läufer (H» 15) über einen ein einziges Lager bildenden RingkO]ffper auf einea an dea Stator festen nadelartigen Stift (3) drehbar gelagert 1st.

   S. ftlektriseher Synohronaotor naoh Anspruch 4» daduroh gekennzeichnet» AaS sein Läufer aus ein·μ an einer alt dem Ringkörper

   BAD ORIGINAL > UUyy^ b!4 _

   ft it rtrbundenea. Sohtlb· (14) fctftttigtea aagnttleohtn Ring

   §* Bltktrliohtr Synohronmotor naoh Anipruoh 51 dadurch gtkenn- ··lohnt*, dad der «agn«tii*li· Ring (15) an dit Sohtibt (14)

   BAD ORIGINAL
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