DE1638209B1 - Mehrphasiger schrittmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrphasigen per 4 a, auf den die Spule gewickelt ist. Die beiden Schrittmotor mit mehreren axial hintereinander an- Statorkerne Iß und la' haben genau dieselbe Form geordneten Statorelementen, die aus je zwei scheiben- und sind so ausgebildet, wie dies z. B. in F i g. 3 geförmigen Statorteilen bestehen, deren magnetische zeigt ist. Der Statorkern Xa (oder la') ist mit magne-PoIe unter Belassung eines axialen Luftspaltes ein- 5 tischen Statorpolen 5 α (oder 5 d), die in der Richtung ander gegenüberstehen, und mit scheibenförmigen der Welle vorragen und sich in radialer Richtung er-Rotorelementen, deren radiale magnetische Pole, die strecken, versehen. Am radialen Außenumfang der in ihrer Anzahl mit der Zahl der Pole der Statorteile magnetischen Statorpole befindet sich ein Hohlraum übereinstimmen, sich in dem axialen Luftspalt be- 6 a (oder 6 a') zur Aufnahme der Erregerspule. Werfraden, ίο den nun zwei Statorkerne la und la' vorgesehen, die

Bei einem solchen bekannten Motor (USA.-Patent- zwischen sich einen Abstandsring 2 a einer bestimmschrift 2 797 346) sind die Rotorelemente an der ten Breite halten, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, so Welle in axialer Richtung und in Drehrichtung fest bildet sich ein Spalt L mit bestimmter Breite in Richangebracht, und *djev Welle ist im Stator radial zen- tung der Welle zwischen den magnetischen Statortriert. Axiale Bewegungen der Rotorwelle infolge 15 polen, in dem die magnetischen Rotorpole 8 a des axialer Kräfte bewirken dabei eine Verschiebung Rotorelementes, auf die nachfolgend noch Bezug der Rotorelemente gegenüber den Statorteilen. Es genommen wird, vorgesehen werden. Andererseits muß also ein verhältnismäßig großer Luftspalt vor- werden die Spule 3 α und der Spulenkörper 4 α, die handen sein, um ein Berühren der Rotor- und Stator- oben beschrieben worden sind, in dem Hohlraum 6 a elemente bei diesen Verschiebungen zu vermeiden. ao (oder 6 a') untergebracht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, Das Rotorelement der ^4-Phase enthält einen Na-

einen mehrphasigen Schrittmotor zu schaffen, bei benteil 7 λ, magnetische Rotorpole 8 α aus magnetidem auf die Welle einwirkende axiale Kräfte keine schem Material und Abstandsringe 9 a und 9</ aus Veränderung der Luftspalte zwischen den Stator- und nichtmagnetischem Material, die an den beiden End-Rotorelementen bewirken. 25 teilen des Nabenteiles befestigt sind. Wie sich ins-

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem Schritt- besondere aus F i g. 2 ergibt, sind die magnetischen motor der eingangs genannten Art, erfindungsgemäß Rotorpole 8 α, die sich in radialer Richtung erstrekdadurch gelöst, daß die Rotorelemente gegenüber den ken und eine bestimmte Dicke in Richtung der Welle Statorelementen in axialer Richtung durch Axialdruck- haben, an dem Mittelteil des Nabenteiles 7 a des kugellager unbewegbar gehalten sind und daß die 30 Rotorelementes vorgesehen. Die Anzahl dieser ma-Rotorwelle in bezug auf die Rotorelemente in Dreh- gnetischen Rotorpole 8 α ist gleich der Anzahl der richtung fest, in axialer Richtung jedoch frei beweg- vorher erwähnten magnetischen Statorpole, und die bar ist. Breite eines magnetischen Rotorpoles in Umfangs-

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei richtung ist gleich der Breite eines magnetischen der Herstellung der Rotor- und Statorteile kleinere 35 Statorpoles in Umfangsrichtung. Um die Befesti-Fertigungstoleranzen vorgegeben werden können, gungsanordnung gemäß der Erfindung auszuführen, womit letztlich ein kleinerer Luftspalt erhalten wird. hat der Nabenteil 7 a des Rotorelementes einen poly-Hierdurch wird der Streufluß in dem magnetischen gonalen Lochteil 91a, und dieser Lochteil ist in BeKreis und die Streuinduktanz der Wicklungen ver- rührung mit einem polygonalen Teil 10 α der Rotorringert, die Frequenzcharakteristik des Ausgangsdreh- 40 welle 10 der Fig. 1. Das Rotorelement wird dementmomentes verbessert und die Startimpulsgeschwin- sprechend zusammen mit der Rotorwelle 10 in Umdigkeit erhöht. fangsrichtung gedreht, ist jedoch in bezug auf die

Prinzipiell sind zwar Axialdrucklager bei scheiben- Rotorwelle 10 in Richtung der Welle frei bewegbar, förmigen Maschinen zum Zwecke der Festlegung der Gemäß Fig. 1 halten die Lager 11 und 12 die

gegenseitigen Lage von Stator und Rotor bekannt 45 Rotorelemente der fünf Phasen, so daß der aus (deutsche Auslegeschrift 1156 883), jedoch ist dieser den einzelnen Elementen bestehende Rotor um die bekannte Motor ansonsten völlig anders ausgebildet, Welle drehbar, jedoch in Richtung der Welle unbeinsbesondere handelt es sich nicht um einen mehr- wegbar ist. Mit 13 und 14 sind die Lager für die phasigen Schrittmotor mit mehreren axial hinterein- Rotorwelle bezeichnet. Diese Lager sind durch ander angeordneten Statorelementen. 50 Flansche 15 und 16 gehalten, die an den beiden

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung Enden der Wellen vorgesehen sind. Die Statorist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt elemente und die Rotorelemente der fünf Phasen

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Motor, sind durch die Flansche 15 und 16, eine Klemm-

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Rotor- schraube 17 mit einer Mutter 18 fest miteinander elementes und 55 verbunden. Mit 19 ist eine Vorderabdeckung be-

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Stator- zeichnet,
kernes in einem Statorelement. Nachfolgend wird das Verfahren zum Zusammen-

Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei bau des Schrittmotors beschrieben. Nach dem Beeinem fünfphasigen Schrittmotor, der fünf Paare von festigen der Rotorwelle 10 und der Schraube 17 an Statorelementen und fünf Rotorelemente enthält, wie 60 dem Flansch 15 werden zuerst die Statorelemente dies durch die A- bis JS-Phase gezeigt ist. Die Stator- und die Rotorelemente der /i-Phase befestigt. Dann elemente und Rotorelemente der fünf Phasen haben werden die Statorelemente und die Rotorelemente genau dieselbe Form, und deshalb wird nur die A- der B- bis Ε-Phasen der Reihe nach befestigt und die Phase beschrieben. Mutter 18 festgezogen. Somit sind die Statorelemente

Ein Statorelement enthält zwei scheibenförmige 65 der fünf Phasen fest miteinander zwischen den Flan-Statorkerne la und la' aus magnetischem Material, sehen 15 und 16 gehalten. Die Rotorelemente der ein ringförmiges Abstandsstück 2 α aus magnetischem fünf Phasen sind zwischen den Lagern 11 und 12 Material, eine Erregerspule 3 α und einen Spulenkör- festgelegt, die wiederum an den Flanschen 15 und 16

angebracht sind, so daß die Rotorelemente in Richtung der Welle unbewegbar sind.

Damit zu diesem Zeitpunkt die magnetischen Rotorpole der fünf Phasen genau in den Spalten der Statorelemente in Richtung der Welle angeordnet werden können und zwei Spalte g von gleicher Breite zwischen den magnetischen Rotorpolen und den magnetischen Statorpolen entstehen können, werden vorübergehend zwei Abstandsringe mit einer dem Spalt g gleichen Stärke zwischen den zwei Statorkernen und den magnetischen Rotorpolen gehalten. Daraufhin werden die beiden Seitenflächen der Statorkerne und des Rotorelementes genau poliert.

Die Rotorelemente werden auf der Rotorwelle 10 so befestigt, daß die Rotorpole aller Rotorelemente auf einer geraden Linie in Richtung der Welle angeordnet sind. Die Statorelemente der fünf Phasen sind in Stellungen festgelegt, die in Umfangsrichtung um einen Abstand verschoben sind, der gleich Vs des Abstandes zwischen den magnetischen Polen ist. Die Statorkerne werden durch eine Keilnut 20, die in F i g. 3 dargestellt ist, in dieser Lage gehalten. Der Keil selbst ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, die Nabenteile der Rotorelemente nicht magnetisch zu machen, um zu bewirken, daß die fünf Phasen voneinander magnetisch unabhängig sind. Auch ist es möglich, die Abstandsringe 9 α und 9 a' wegzulassen und die Rotorwelle mit den Rotorelementen unter Verwendung eines Längskeils miteinander drehfest zu verbinden.

Wie oben beschrieben worden ist, werden gemäß der Erfindung die Rotorelemente der fünf Phasen durch Lager 11 und 12 gehalten, so daß die Rotorelemente nicht in Richtung der Welle verschoben werden können. Die Rotorwelle selbst ist so gehalten, daß sie in axialer Richtung in bezug auf die Rotorelemente frei verschiebbar ist, so daß keine Gefahr besteht, daß die magnetischen Statorpole mit den magnetischen Rotorpolen infolge der auf die Rotorwelle einwirkenden Axialkräfte und dem Spiel der Anordnung zur Befestigung der Rotorwelle zusammenstoßen. Auch kann der Spalt g zwischen den beiden magnetischen Polen weitgehend verkleinert werden, wodurch sich der Streufluß verringert und das Drehmoment vergrößert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mehrphasiger Schrittmotor mit mehreren axial hintereinander angeordneten Statorelementen, die aus je zwei scheibenförmigen Statorteilen bestehen, deren magnetische Pole unter Belassung eines axialen Luftspaltes einander gegenüberstehen, und mit scheibenförmigen Rotorelementen, deren radiale magnetische Pole, die in ihrer Anzahl mit der Zahl der Pole der Statorteile übereinstimmen, sich in dem axialen Luftspalt befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorelemente gegenüber den Statorelementen in axialer Richtung durch Axialdruckkugellager (11,12) unbewegbar gehalten sind und daß die Rotorwelle (10) in bezug auf die Rotorelemente in Drehrichtung fest, in axialer Richtung jedoch frei bewegbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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