DE1613604A1 - Synchron-Kleinstmotor mit einem zusaetzlichen vom Laeufer unabhaengigen Betaetigungsglied - Google Patents

Description

E. DOLD & SÖHNE KG · FURTWANGEN/BADEN ₁ Blatt ° zum Brief vom. 14-.?..-67- anDeiitsch.es Patentamt

-»ynchron-Kleinstfaotor mit einem zusätzlichen vom Läufer' unabhängigen Betätigungsgliedv

Die .Srfindung "bezieht sich auf einen selbstanlauf enden rrsterese-Synchron-KleinstmOtor mit einem zusätzlichen vom Läufer unabhängigen axial oder winklig zur Läuferachse wirkenden Betl'tlgungsglied für beliebige Schalt-, iöippel- oder sonstige mechanische EIiIf sfunktionen.

Xs sind verschiedene selbstanlaufende Hysterese-Synchron- ^leinstmotoren bekannt, bei denen der Läufer fur bestimmte .',-wecke als axial verschiebbarer Läufer, sogenannter Yerschiebeliaafer ausgebildet ist. Ean versteht darunter einen ho tor,- dessen Läufer in axialer Sichtung gegenüber dem Ständer um einige Millimeter verschiebbar ist, und dessen Rtihestellung durch eine !federkraft und dessen .-Arbeitsstellung durch die größere Krafteinwirkungdes lau'ot- oder eines TiIfsmagnetfeldes bestimmt ist. Hiermit bezweckt man ein Kuppeln des Motor-Ritzels mit dem nachfolgenden Getriebezug. Diese sogenannte Rotor- oder L'-^;uferkupOlung ist besonders bei elektromechanischen 'ie it relais verbreitet. Der Rücklauf eines solchen. 3eitrelTis,: erfolgt dadurch, also bei abgekuppeltem lv^;otor,. -resentlieh sicherer und in einer kürzeren Zeit, da der Läufer mit seiner rels.tiv gro-en !Tasse nicht durch die fiückzufjfeder beschleunigt und zurückgedreht werden muß. Der Terschiebeläufer ?/ird durch das Magnetfeld der Hotorsimle in seine Irbeitsstellung gezogen. So ist seit langem eine Ausführung bekannt, bei der ein Hysterese- ±]Hnd oder Ir/st ere se-Ringe des Terschiebeläufers'in der Ruhestellung außerhalb der- magnetischen Mitte des laupt— /Lrboitsluftspaltes angeordnet ist bzw» sind« Bei Btregung der i.^otorspule -»rird das ilysterese-Band oder we'rden •ilo iysterese-Ringe mit dem Läufer in die magnetische ■ it te ^eS latxpt-Luftspaltes gezogen. Diese Anordnung ist besonders dann von Torteil,: 'irenn nur kleinste Verschiebeli:r.^:rfte errorderlich sind (Größenordnung 10 p).

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Blatt Ir zum Brief vom " 14-, 2.57 . an Deutsches. Patentamt

Ferner ist nach Patentschrift 1 172 354- ein ilotor bekannt, bei dem ein zweigeteilter Magnet-Hohlkern einen lil-fsluftspalt bildet. Diesem Eilfsluftspalt ist ein rotationssymmetrischer ferromagnetischer auf der L^uferwelle angebrachter Hilfsanker zugeordnet, welcher in der Ruhestellung außerhalb der magnetischen -.-itte des Iohlkern--lilfsluftspaltes liegt. G-epjenüber der ersten Anordnung sind hier etwas größere Yerschiebekrefte erzielbar (Größenordnung 20 p). Jedoch ist der Hauptmagnetflu3 durch den lilfsluftspalt, welcher in der Arbeitsstellung infolge der Relativdrehbewegung zwischen Hohlkern und lilfsanker nicht ganz überbrückt ist, gemindert; und damit ist das Drehmoment ebenfalls gemindert. Dieser Nachteil ist nach Patentschrift I¹ 181 308 beseitigt. Hier ist der rohrförmige Magnetkern.auch geteilt, aber eine Hälfte zusammen mit dem einen St ander eisen und dem L'luf er axial verschiebbar. Als Führung der beiden Teile dient ein weiteres, in der Kernbohrung angeordnetes Rohr. Dieses Rohr übernimmt mit einem Querstift auch die Verdrehsicherung der beiden •Klften, Das Rohr ist fest mit der beweglichen Kernh"lfte verbunden und dient mit seiner Bohrung zur festen Aufnahme der beiden L'iuf erlager. Eine Kernhnlfte ist mit einem Kupfer-KurzschluSring zur Brummbeseitigung bestückt. Diese verbesserte Ausführung hat aber den jJachteil einer sehr aufwendigen und außerordentlich präzisen, und deshalb teuren Fertigung.

Sine weitere "Verbesserung des Yerschiebel^ufer-öynchron-Kleinstmotors ist nach Patentschrift 1 185 13^ bekannt. Die erwähnten Nachteile sind gemindert durch eine außerhalb der Kernbohrung angeordnete ferromagnetische Scheibe, die durch eine Unterbrechung las magnetischen uauptkreises gebildeten Hilfspole an^a;ezo "or wird. Diese .icbjsibe bewirkt nur die axiale Kuppe!bewegung des Yerschiebelnufers. Da ier magnet is 3he !auptkreis mit ausnähme ^ es Lufts;oltes der Ivlauenpole in der Arbeitsstallung 'lurch lie oc-ieibe fast völlig geschlossen wird, sind axiale 7erschiebekr'^:fte ir. Ier j-röl-snordnung von 100 ρ au erzielen.

Diese bekannten AuGf".hruriKsformen haben alle ~;ameinsara den iTachteil, da/ stets der Läufer mit .3 ar I/'uTer-relle und lern iiotor-Ribzel axial bewegt wird. Ss kann also nur an Isn Singriff des f,otor-^xLibaels mit dera ersten Gebrlebelaufrad eine Kupplung bzw. Entlunrolung erfolgen. Diese ^r*otorfcupplung mit Yerschiebeläufer bedingt bei einem Seitrelais oder einem ähnlichen Gerät mit Yor- und Rücklauf eine tiefe Grenze der möglichen G-etriebeübersetsung. Bei einem G-ernt mit langer ■imlaufzeit der Abbriebswelle ist die G-etriebeübersetsung gro' was eine sehr stark ausgelegte Rückzugfeder oder einen unerwünscht langsamen und unsicheren Rücklauf des gesamten Getriebes bedingt.

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Blatt ·**- zum Brief vom i^ · 2.67 - an Deuts ehe 3 Patentamt

Die. Kraft, -der Hücksugfeder darf aber bei f eiimechaiiischen Ger"ten aus konstruktiven 3-ründen nur relativ klein ge- ■■"■■ w*'hlt werden; trotzdem soll der.Rücklauf aber sicher"und In möglichst kurzer Zeit erfolgen. Deshalb rrerden /solche motorgetriebenen Zeitrelais nur mit einem Seitbereich tis. et'm O ... 5 min. gebaut:.· herden l'-mgere Ablauf zeit en benötigt, so muS das Zeltrelais zur Krzielung~einer ausreichend kurzen Hücklaufzeit mit einem normalen Synenron-IiIeInStIEOtOT¹ ohne Yorsclaiebel^uf er, dafür mit einer zusätzlichen Im Getr^ebezug nahe der· Abtrlebswelle angebrachten elektromagnetisch, bet^:xti^ten Kupplung bestückt werden. Diese ICupplunginaclit also ein weiteres elektromagnet isches Barstem notig. Bas ist ioreislicli und räumlica sehr aufwendig und ergibt zusätzliche Störungs- und Fehlercue 11 en. " ■;._ . ". :■■ -. ^; ■ .--". Γ V :'.-'-,-"-""■

Aufgabe der Erfindung 1st es, einen .Synchron-ElelnstniotQr zu schaffen, der die genannten '!angel und -lie AnwendungsbeschrHnkung des Verschiebe'-Ijäufers beseitigt^ damit ein Teil des mechanischen !Eriebwerks iror dem unnötigen Hücklauf und dadurch bedingten mechanischen.¥ersohleiß bewahrt mrd und die Anwendung eines zusätzlichen Kupplungsmägneten . . entfällt. :"'-''■'..' : ; /. ._:

Das i7ird erflndungsgemä'B erreicht durch ein: Betätigungsglied aus ferromagnetischem Werkstoff,; das Im Wirkbereich eines {oder zwei) rTebenluftspa-ltes des raasnetischen iviotor-ätatorflusses liegt,bei Beströmung des Hotois angezogen und so den (die)^ Hebenluft spalt (e)' überbrückt, wodurch bei der Bestroiaung der volle magnetische SchluS und- damit das, volle i:^Totordrehffloment gegeben ist. Dieses Betäti^ungsglied beta- _; tlgt direkt, öler über mechanische Zwischenglieder, die Kupplung und/oder andere mechanische Funlctiönen, z.B. Schalterbetätigung« liach Shtströmen des Motofs.wlrd dieses Betäti-* gungsglied durch eine Rückstellkraft, z>B, 'Pederh., in seine Ausgangsstellung und damit auch die von ihm verursachten !"unktlotien zuräckgestellt. Bei dieser e rf indüngsgeniäBen Anordnung des Bet^timnssilledes ^ird also nicht der laufer, '//eder direkt' noch indirekt, mechanisch beeinf IuBt₃ sondern es werden mechanische funktionen ausp;elöst, wie z.B. eetriebekupplungV Behälter- und Schauseicheiibet nt igung*

Pig, 1 zel'jt ein Ausf ■ihrungsbeis-Dlel eines, rotations symmetrischen .Bynchron-Kleinstniotöps mit dem erfindungsgemoß vom Läufer unabhängigen 3et".tigungSiJ;lied 11 »Auf dem .rohrförmigen ferromagnetlschen Kern 1 sind die beiden Klauen-"Pölbleche 2 und 3 sowie die zur ,Srzeurjung eines- Drehfeldes nötige Kuoferschelbe Λ in geeigneter '/eise befestigt* Die andere Statorh^vlfte Viri fllurch ^ie iielden lilauen-FOlbleche ? und 6, der Kupfer scheibe ⁿ und der_: .nicht ria_;i;netischen Scheibe 8 gebildet

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Blatt * zum Brief vom 14.2.6? an Deut s C¹Ie s Pat ent amt

Die Klauen-Polbleehe 5 und 6 "bilden mit ihren -ΐ-c-len ^r:;a und 6a den ringförmigen -iilfsluftspalt 10; -las lOlblechende 5a zusammen mit dem Kernende la ie-n ringförmigen Hilf s luft spalt 9- Diesen -ililf s luft so al ten- 9 und 10 ist das erfindungsgemäße vom Läufer unabhängig bewegliche."'- ^: Betätigungsglied 11 zugeordnet, beispielsweise auf den Bolzen 14 gelagert. Die Druckfedern 13 drücken das Betäti-gungsglied-11 bei nicht bestromter ο pule 12 in seine iuhe-"lage-, begrenzt. durch die .-'/ellensicherungen 15· Diese Lagerung des BetHtigungsgliedes 11 kann auch -lurch andere Federn, z."3. geeignet geformte if lachfedern, gebildet werden. 7ird die -dpule .12 bestromt, führt das Bet^:iti^r-:un.i\s~lied 11 infolge des elektromagnetischen Feldes der IiIfoluftsoalte 9 und 10, gebildet durch die Pole la, 5a und 6a, eine zur Lnuferachse.parallel verlaufende üe^egung durch. Die Iilfsluft spalte 9 und 10 sind dann magnetisch fut überbrückt. Der iJotor besitzt nunmehr auch nur die zur '-Ot-Or-I¹Un-Ktion nötigen Luftspalte, 770lurch die Leistunps^ufnehme und lie Leistungsabgabe des :'otors den »erteri eines vergleich .: "otors bekannter Bauart entsprechen.

Die srzielbare Anzugskraft des .iet^ticnin^SKlieies ΊΊ liegt in der lrö^r-^!enordnun^ von 1CO p* ^:iei Sntstroniunrr n-lri .las" oetätie-unrisglied 11 durch die 5'e-iern 13, :"'elC'ie auch p.ls l?lach.ferlern an anderer geeigneter 3tolle, z.H. in Luftspalt ?, angebracht sein k^vnnen, in lie Aus-vanr^SToosttimi "^rie dargestellt zur'lckgsir'ickt. Jie"-iii^c'-i das "':et"ti;;ur).^i3-glied 11 ausgeführte, .^e^erurifj- -3ient :""r -It^uer-'u^nlunnrs-/org?nge, leren Auslösung bzw* " 3een'ii'-vin--? mit "isr Je- oder 3ntströmung; der Hotorspule und der iariit r;e~Obenen . otorbetriebszeit zeitlich zusammenfallen. Jurch die ^:ie-e^un5 des Bet'itigungS'jliedes 11 können s. 3. iCurrolun^svor "''.η,~;ο, iContaktbst'tigungen, -Bignale us:v« bet'-^rti^t "'erden. I^j -Te-^ensat z- zu äen bereits bekennten Aiiraf 'ihrung sporne η ^Ί:3'"β^;>ΐ sich also bsi dem erfIniun^sgemäien 3VnChT¹On-KIeInStK-OtOr mit Bet^:iti_r3ungsglied 11 nicht .-3 er .L'-hif er 1T^; mit ism Hitsel *' sondern das vom. LHufer 19 mechanisch völlig unabh^:vn^:'iire Btätili 11.

Fig. 2 zeigt in einem A-usfuhrungsbeisniel e^ne *"inklif? zur Läuferachse-verlauf ende Belegung des iet^tiGunsa ;lie,los Ii , wobei 2 benachbarte der 4 Federn 13 zwischen dem äet^.tipungsglied 11 und der .Vellensicherunf-; 15 angeordnet f>ind, und so eine Kippberregung dos Bet'iti^un:s cliedes 11 i-.-:G^r-CGben ist.

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BAD 009820/0883

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Blatt #. zum Brief vom 1^* 2 «6>7 ■; _n Deutsches Patentamt _:

I? ig. 2) zeigt ein Ausführungsbeispiel eines -Zeitrelais- . getriebes mit einem erfindungsgemäßen Hysterese-Synchron-.. Kleinstmotor mit Betatiguhgsglied 11. Das Motor-Ritzel treibt den-Getriebezug der Räder 19 und 20 an. Das Kupplungsrad 21 mit seinem zugehörigen !rieb ist'axial verschiebbar, lenn das Betätigungsglied "11 mit dem .Stirnlager -24 angezogen wird, bringt die Flachfeder 23 den iSingriff der R^der 20 und 21 zustande. Der restliche G-etriebezug (nur Rad 22 gezeichnet) ist während der Vorlauf zeit mit-dem ersten Getriebezug gekuppelt, beim Rücklauf entkuppelt. Haben die Räder 20 und 21 während des 3inkuppelvorgangs !gerade die Stellung, daß Zahn auf Zahn und nicht Zahn auf Zahnlücke steht, so kann das Betatigungsglied 11 trotzdem an die Hilfspole angezogen werden. Sie Feder 23 vollführt dann den axialen Schub des Rades 21_t sobald infolge der inzwischen erfolgten Drehung-des Rades die für den Einkuppelvorgang nötige Stellung Zahn auf Zahnlücke erreicht ist. Die Feder 23 bewirkt einen zwanglosen sanft gefederten Einkuppelvorgang, wodurch der Verschleiß dieserEupplungsteile mit.relativ geringer Drehzahl auf ein Mindestmaß beschränkt wird (hohe Lebensdauer !).

Blatt 71 Patentansprüche

QQS82Q/0883

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Synchron-Kleinst mo tor mit rotationssymmetrischem Aufbau, dessen Klauen-Polbleche (5a, 6a i?ig.1)' mit dem Kernende (1a) und/oder gegeneinander einen (9) oder z^ei Hilfsluftspalte (9 u. 10) bilden, dadurch gekennzeichnet, da^ diesen IiIfsluftsr.alten bz?r. diesem Hilf sluft s'oalt ein bewegliches und vom Iis.ufer mscho.nisch unabh'^.n^i^es Set3.tigungS;2lied (11) zugeordnet ist, welches bei bestromter i'Iotorspule durch das .lagnetfeld -'ies £ilfsluftspaltes bzw. der Ulfslufts~>alte rn.ge-)gen wird.

   2.

   33/nchron-Kleinstmotor ngch AnsTDruoh 1, dadurch gekennzeichnet, daF das 3et^vtigung;s._::lied 11 2eil des durch den Motor angetriebenen 3er^vtes ist.

   3· Anwendung eines Synchron-Kleinstmotors nach Anspruch 1 bis 2 in einem Zeitrelais, bei welchem die Belegung des Betätigungsgliedes (11) zu Ein- oder Auskuppelvorgängen an beliebigen Stellen des G-etriebezuges dient.

   4. Anwendung eines Synchron-Kleinstmotors nach Anspruch 1 bis J in einem Zeitrelais, wobei die Bewegung des Betätigungs jliedes ("11)" zur Betäti-^ gung von einem oder mehreren elektrischen Kontakten und/oder Schauzeichen allein^ oder in Verbindung mit den in Anspruch 3 genannten Aus- oder Sinkuppelvorgängen dient.

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