Buerstenloser Gleichstrommotor
Die Erfindung bezieht sich auf
einen buerstenlosen Gleichstrommotor der Außenlaeuferbauart, der insbesondere als
Tonwellenmotor fuer Magnettongeraete Verwendung fin-
det. Es ist nun ein buerstenloser
Gleichstrommotor mit einem einen Dauermagneten tragenden Außenlaeufer bekannt geworden,
dessen die Kommutierung steuernden Elemente innerhalb der axialen Laenge des Dauermagneten
am feststehenden Teil angebracht sind. Damit wird erreicht, daß die axiale Ausdehnung
des Motors im Verhaeltnis zu seinem Durchmesser klein ist. Daher kann dieser Motor
so in ein Magnettongeraet eingebaut werden, daß die Achse seines Laeufers parallel
zur Tonwelle verlaeuft, ohne daß dadurch die Bauhoehe des Geraetes beeintraechtigt
wird.
Die Kommutierungselektronik befindet sich außerhalb des Motors
auf einer Leiterplatte, die zugleich Lagerschild des Plotors ist. Dies hat den Vorteil,
daß die ueblicherweise aufwendige Verdrahtung zwisghen Motor und Kommutierungselektronik
ueberfluessig ist. Allerdings ergibt sich daraus auch zugleich der Nachteil, daß
dieser Motor wegen der Lagerung der Laeuferachsein der Leiterplatte als Tonwellenmotor
wenig geeignet ist. Zum anderen werden die Außenabmessungen des Motors durch die
Leiterplatte vergroeßert und schließlich muessen die Leistungstransistoren, die
mit den einzelnen Straengen der Staenderwicklung in Serie geschaltet sind, zum Schutz
vor Ueberhitzung mit Kuehlkoerpern oder Kuehlblechen versehen werden. Die Erfindung
stellt sich nun die Aufgabe, einen buerstenlosen Gleichstrommotor der Außenlaeuferbauart
zu schaffen, der im Gegensatz zum angefuehrten Motor als Tonwellenmotor fuer Magnettongeraete
verwendbar ist und der zudem unter Umgehung von Mehraufwand die Nachteile des genannten
Motors vermeidet. Erfindungsgemaeß wird diese Aufgabe dadurch geloest, daß innerhalb
des aus ringfoermigen Blechen geschichteten Staenderblechpaketes, an dessen Umfang
die einzelnen Straenge der Staenderwicklung angeordnet sind, die gesamte zur Kommutierung
und/oder Drehzahlregelung erforderliche
Elektronik untergebracht
ist, wobei Bauelemente, die sich beim Betrieb des Motors erwaermen, in Waermekontakt
mit der Irlotornabe stehen, waehrend die uebrigen Bauelemente vorzugsweise von einer
gedruckten Schaltung aufgenommen werden. Zunaechst hat dies den Vorteil, daß die
Außenabmessungen des erfindungsgemaeßen Tonwellenmotors nur noch von der Hoehe und
dem Durchmesser des topffoermigen Außenlaeufers bestimant werden, dessen Achse die
Tonwelle des Magnettongeraetes ist. Da des weiteren die gesamte Kommutierungselektronik
und/oder Drehzahlregelschaltung im Inneren des Staenderblechpalzetes untergebracht
sind, wird einerseits der verfuegbare Raum im rlotorinneren genutzt, andrerseits
eruebrigt sich eine umfangreiche, externe Verdrahtung zwischen Motorelektronik und
Motor. Wie bei den bekannten Kollektormotoren werden deshalb beim erfindungsgemaeßen
Motor nur noch zwei Zuleitungen fuer die Stromversorgung nach außen gefuehrt. Ein
weiterer Vorteil ergibt sich auch daraus, daß diejenigen Bauelemente, die sich beim
Betrieb des Motors erwaermen, beispielsweise die Transistoren ueber die der Staenderstrom
fließt, in Waermekontakt mit der Motornabe stehen. Die Motornabe fungiert somit
als Kuehlkoerper. Dies Ist-besonders wirtschaftlich, weil dadurch auf separate Kuehll-.oerpert
bzw. l#uehlbleche fuer diese
Transistoren verzichtet werden kann.
Die uebrigen Bauelemente der genannten Elektronik werden im verbleibenden Raum zwischen
dem Staenderblechpaket und der Motornabe untergebracht. Vorzugsweise werden sie
von einer gedruckten Schaltung aufgenommen. Diese gedruckte Schaltung ist zum Beispiel
kreisringfoermig und wird auf die Motornabe aufgeklebt. Des weiteren ist es ein
Merkmal der Erfindung, daß die die Kommutierungselektronik steuernden Elemente,
beispielsweise Hallgeneratoren oder Feldplatten, am Umfang des Staenderblechpaketes
angebracht sind. Diese Elemente sitzen in den Polluecken zwischen jeweils zwei Wicklungsstraengen
der Staenderwicklung und sind gegebenenfalls auf das Staenderblechpaket aufgeklebt.
Weiterhin ist es ein Kennzeichen der Erfindung, daß das Staenderblechpaket beidseitig
von Wickelkoerpern abgeschlossen wird, die die einzelnen Wicklungsstraenge in ihrer
Lage fixieren. Vorzugsweise ist das Staenderblechpaket aus ringfoermigen, ungenuteten
Blechen geschichtet, die miteinander verklebt sind. Die Wickelkoerper sind ebenfalls
ringförmigl bestehen beispielsweise aus thermoplastischem Kunststoff und weisen
an ihrem Umfang Zapfen auf, in die die einzelnen Wicklungsstraenge eingehaengt werden.
Eine
Weiterbildung der Erfindung besteht nun darin, daß das Staenderblechpaket drehfest
mit der Motornabe verbunden ist, die entweder Bestandteil des Geraetechassis oder
mit diesem verschraubbar ist, die Lagerungen fuer die Achse des topffoermigen, permanentmagnetischen
Außenlaeufers aufweist und die zudem eine Scheibe aus weichmagnetischem Material
traegt, die zur magnetischen Ab-
schirmung des Motors in axialer Richtung
dient. Damit sind alle unbewegten Teile des Motors mit der Motornabe verbunden,
die ihrerseits mit dem Geraetechassis verschraubbar ist. Eine besonders wirtschaftliche
Ausgestaltung der Erfindung kann aber auch darin bestehen, daß die Motornabe Bestandteil
des Chassis ist. Gemaeß einer bevorzugten Ausfuehrungsform sind in diese Nabe Sinterlager
fuer die Laeuferachse eingepresst. Zum Betrieb des Motors wird der Außenlaeufer
mit seiner Achse in diese Lagerungen eingesetzt, wobei das freie Ende der Laeuferachse,
das dem Bandantrieb dient, aus dem Motor herausragt. Ein weiterer Erfindungsgedanke
besteht darin, daß der Laeufer des Motors einen zentrischen Ansatz aufweist, ueber
den beispielsweise die Aufwickelkupplung des Magnettongeraetes angetrieben wird.
Der Antrieb der Aufwickelkupplung ist zum Beispiel durch Zwischenschaltung eines
Reibrades zwischen diesen Ansatz und der Aufwickelkupplung verwirklichbar.
Schließlich
ist es ein Merkmal der Erfindung, daß der Laeufer an seinem Umfang eine Zahnung
aufweist, mit deren Hilfe eine Regelinformation zur Drehzahlregelung des Motors
gewonnen wird.-Ein Ausfuehrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt
und wird im folgenden naeher beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses
Beispiel beschraenkt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Staender und Fig.
2 einen Schnitt durch den Laeufer des erfindungsgemaeßen Motors. Das Staenderblechpaket
1 in Fig. 1 ist mit einer Nabe 2 drehfest verbunden und wird beidseitig
von je einem Wickelkoerper 3 abgeschlossen, Diese Wickelkoerper
3
weisen Zapfen 31 auf, die die einzelnen Straenge 4 der Staenderwicklung
in ihrer Lage halten. Aus Gruenden der Uebersichtlichkeit sind nur zwei Straenge
4 der Staenderwicklung gezeichnet. Der Raum zwischen dem aus ungenutetene ringfoermigen
Blechen geschichteten Staenderblechpaket 1 und der Nabe 2 dient der Aufnahme
der Kommutierungselektronik und gegebenenfalls auch noch einer Drehzahlregelschaltung,
die durch-die Bauelemente 5,
6 angedeutet sind, Diese Elektronik wird
von Hallgeneratoren 7 gesteuert" die am Umfang des Staenderblechpaketes
1 angeordnet sind. Die Bauteile 6, beispielsweise
Leistungstransistoren,
die sich beim Betrieb des Motors erwaermen, sind mit der Nabe 2 verschraubt und
stehen damit in direktem Waermekontakt mit ihr. Die Nabe 2 besteht vorzugsweise
aus Aluminium und ist mit dem Geraetechassis verschraubbar. Die uebrigen Bauelemente
5 sind auf einer ringfoermigen Leiterplatte 8 aufgebaut, die mit der
Nabe e'_ verklebt ist. Die Nabe 2 ist außerdem mit einer Scheibe 9 aus weichmagnetischem
Material verbunden, die als magnetische Abschirmung des Motors in axialer Richtung
dient. Des weiteren sind in die Nabe 21
zwei Gleitlager 10 fuer die
Achse 11 des in Fig. 2 dargestellten Laeufers 12 eingepresst. In den Laeufer
12 sind Permanentmagnete 13 eingeklebt. Ein Ansatz 14, in den d1A Achse
11 eingepresst ist, dient zugleich, beispielsweise ueber ein Reibrad, dem
Antrieb der Aufwickelkupplung des 1,-lagnettongeraetes. Schließlich besitzt der
Laeufer 12 an seinem Umfang eine Zahnung 15, mit deren Hilfe eine
Regelinformation zur Drehzahlregelung des Motors gewonnen wird. Zum Betrieb des
Notors wird der Laeufer 12 auf den Staender aufgesteckt. Dabei ragt das freie
Ende der Achse 11, die zugleich Tonwelle ist aus dem einen Lager
10
heraus.