DE1763317A1 - Elektromotor - Google Patents

Description

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Telegramm: Koenigpat ?000 STUTTGART-W, Klüpfeletraße 6 Postscheck Stgt. 84919

Pat 1846 D

c '«* 1

3· .Mai 1968

Lichfield Road, Sanrworthy Staffordshire, England

Elektromotor

Die Erfindung "betrifft einen Elektromotor mit scheibenförmigen Anker und bezieht sich vorzugsweise auf mit Gleichstrom gespeiste Elektromotoren, die von Batterien von Kraftfahrzeugen oder dargleichen gespeist werden können*

Bekannte Elektromotoren mit scheibenförmigen Ankern weisen gedruckte Schaltungen auf, wobei jede Wicklung aus einer einzigen Windung besteht, deren Enden mit zwei Kollektorsegmenten verbunden sind. Diese Elektromotoren weisen jedoch ein verhältnismäßig kleines Drehmoment auf.

Der Erfindung liegt in der Hauptsache die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten Elektromotoren dieser

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Art vermieden sind und der insbesondere ein großes Drehmoment bei flacher Bauart aufweist. Insbesondere ist es ein Ziel der Erfindung, einen Elektromotor zu schaffen, der bereits bei niedrigen Drehzahlen ein ausreichend großes Drehmoment aufweist, urn so einen Elektromotor zu schaffen, der eich zum direkten Antrieb von Rädern von leichten Straßenfahrzeugen eignet und der in Hinblick auf seine flache Bauart in einem sehr schmalen, kleinen Kaum innerhalb des Raddurchmessera untergebracht werden kann. Die bekannten Scheibenmotoren sind nicht zum direkten Antrieb von Fahr ze ugr ädern geeignet ο

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Elektromotor der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine in einem Gehäuse relativ zu diesem drehbar gelagerte Ankerecheibe, die eine Vielzahl von Spulen aufweist, von denen jede eine Vielzahl von sich in der Ebene der Ankerscheibe erstreckenden Windungen aufweist, einen mit der Ankerscheibe drehfest verbundenen Kollektor, der eine Vielzahl von Segmenten aufweist, ait denen die Enden der Spulen verbunden sind, eine an dem Gehäuse gelagerte Bürstenvorrichtung» die mit dem Kollektor zur Speisung der Spulen zusammenwirkt, und eine Anordnung magnetischer Pole, die von dom Gehäuse getragen sind und ein Magnetfeld erzeugen, das in Zusammenwirken mit einem im Gefolge einer über die Büretenvorriohtung erfolgenden Strombeaufschlagung der Spulen von diesen erzeugten Eeld ein auf die Ankerecheibe einwirkendes Drehmoment erzeugt»

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Wolters Hbrkmale der Erfindung sind in der nachfolgp der Zeichnung und den Dnteransprüalien "bsti. ds^astslltf wobsi ss sich verstellt_s

in sahlrsicken weitdsan AusfHhriißgsforinsii wirtel icht woräon Icanxü

In öor Seiclisiusg ist' ©i.n AiisifiOsiUBgsbsispiel der iinclung dargestellt· Es zeigen:

©in©a.. Ausscimiti; aus .'.einer Raäe Inhalt

aIe einen drfiüdungegei&äBezL Elöktromotor waist,,

Fig«,2 ©inen Scim.itΐ äurcn i"ig_e1 geiaSB Schnitt«

linie 2-2,

? einen abgewickelten Seilqitereötoaltt dtsrch. die

Ank©rwlc3£lung des In don Pig« 1 und 2 dargestellten Elektromotorss

4 eine schaublldllclia Ansicht einer einzelnen

Der in der Zeichnimg dargestellte Elektromotor seeist ein Gehäuse 10 auf, das zwei tbpfförmige Metallteile 11_s 12 aufweist, von denen ä&a eine in das andere in der dargestellten Weis® eingepaßt ist. T>aa Gehäuse 10 weist zur Lagerung einer Welle 15 ein
^lhl 14 und ein kombiniertes lager H¹ auf_o i)as Lager 14* we ist ein Sadelaölielegss und ein Arialkugellager

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auf ο'Bas Iiager 14 ist au dom ile33äus©t©iX 1.1 und (ma La«
gö» 14^ä aa αΘΗ Gofeäusstell 12 C3f©etigt_e Die WeXXo 1;l hat
ein mit lüängsnuteia ClssbT^raaiiuHiiig)-Tarsehsass SeilstUok 13a, welolass sich swi3o3a©n äan Iiagssni 141 14* befindet.

Auf αβϊ? Welle 1?*ist ein© elelctrieoh lsoliQx?esä9 KoI-lelcborMclise 17 angeorclaeti an i-mlchsr eiae Ankorsclieibe 18 iate Itösr lollektox· usist auSer ä©r Koi2,©lr,türMc?h» 1? θ ins EöibQ Ton oleSrö3?ieoh ..l^iteadeii Stlbsi«. oßsr

19 su£_e Ia äem öasgö-stnllte'a BleJct soso tor &$x&
derartig© Stäbo 19 vosrgöseJiSÄj welobs ε,ΙΙο
tiseii uaä in glelohea V/inkelaliStämlsa Υ0Ώ#ίη&η&Β2? ιώ] ßis
Aohee äer Welle 13 heruia auf öer Ioll©ktorbtioheo 1? engiifiijfl« net sind«

.Dor An^sr 18 waist eino Tlelzabl gotxemxtor SpuXsa. 20 auf, τοπ άβιΐΘΏ. jede ein Paar von Itö.ngßseiten 21₉ 22 liat_y die sioii in bezug auf die Achse des inkers radial ez?ßtrock©n_? wo« fc©i die Seit© 21 löBgea? als di© Seite 22 ist kuö in radialer Riohtu&g näher an der AgTobg dos inkers beginnt und in radialer Riolitung weiter "von dieser Achse als die ßii&er© Seite- 22 endet«

Bio Iiäßgeseiten 31₁ 22 ßind duroh die Spalexsemlsai*- tea 23, 24 verbunden, wobei die Spulenendseite 23 l&niier als die Spulenendeeite 24 ist. Die Spules 20 ist aieixt «bon_r da
Beile ilirer iängsseitea ia der Säbo der QpnXenea&eeltan
oben gebogen sind·

Diese Ausbildung ermöglUoiit ©a_f die Spulen 20 -in

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bei äi© SpulisnonSeeiten 25» 24 ^eöer Spul© eingefügt sind swischsn äi© JJndsöitea "benachbarte:*? Spulen und die Xäagsseitsa 22 in ©insr Sb©ne liogen^ die der Ebene für öie längsseitsn 21 überlagert ist,» In diesem AusfüteiingebsißpieX sind ©inundaechsig Spulen 20 vosgeösh©n_s die ©o angeordnet sind, daß dis liängsseite 21 3®öes »Spule direkt unterhalb öer Längsseite .22 einer anderen Spul© liegt, die von der ssuerst genannten Spule in Q»r vorlisgaadan raihenfönaigea Anordnung durch vier dazwischen böf indlichs Spulen getrennt ist5 %fi© aus !ige3 ersiohtlich ist.

Jade Spule besteht aus vier vollständigen Wiaäungen und einer unvollständigen Windung_B so daß fünf leltnngsstücke in ^eder Iiäagsseite 21, 22 und in der Spulenendsseite 23 vor» Innden sind» während in der Spuldnendseite 24 nur vier Leiter liegen»

Jede Spule ist so gewickelt, daß sie mit ihren Längsseiten. 21, 22 flach in der Ankerebone liegt· Der äußerste Draht der Xängsseite 22 erstreckt sich Über die Spulenendseite 24 hinaus, um einen TerblndungsansohluB 25 zu bilden·

Desgleichen erstreckt sich der innere Draht der !Längsseite .21 über die Spulenendseite 24 hinaus und bildet ©benfalle &isi Verbindungastüok 24« Diese Terbindungsstüoke sind durch Löten oder auf andere geeignete Welse mit Eollektoretäben 1$ verbunden, die duroh vier dazwischen angeordnete; Stäbe getrennt sind, wie aus 71g·3 ersichtlich ist· Ternär ist an jedem Sollektoratab das Verbindungsstück. 25 einer Spule 20 und ein Verbindungs&tüok 26 einer weiteren Spule befestigt,

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wobei letztere Spule durch vier dazwischenliegende Spulen von der erstgenannten Spule getrennt ist«

Zur Herstellung der Ankerscheibe werden die Spulen 20 in der oben beschriebenen Weise auf einer geeigneten Schablone angeordnet und dann vorübergehend raiteinander verbunden₀ indem ihre inneren Snden und ihre Bndseiten 23, 24 mit Streifen oder dergleichen urat-ranclen werden* Si© Spulen worden dann in ein geeignetes synthetisches Eunsthajes-HatöriBl, beispielsweise in. Epoxyharz,, eingebettet, das anschlioScrad gehärtet wird. Die zwei Bsdssiten 23» 24 werden hierbei in steife Hinge 27, 28 eingeschlossen, dio durch das Kunstharz gebildet werden und durch eine dünne Scheibe verbunden sind« die die Soppeisohicht der Längsseiten 21, 22 der Spulen aufweist, die nur mit einer dünnen schützenden und versteifenden Umhüllung oder Umkleidung versehen sind, welohe vorzugsweise Eisenstaub enthält, um.diesem eingekapselten Spulenbereich gewünschte,, günstige magnetische Eigenschaften zu geben· Der innere Ring 27 ist fest mit dem Kollektor verbunden, so daß er mit der VeUe 13 drehfest verbunden ist·

Um Strom zu dem Sollektor 17 zu führen, sind eine Mehrzahl von Borsten 29 vorgesehen· Diese Bürsten erstrecken sich in radiales Richtung und sind von erheblicher länge. Sie sind in isolierenden Haltern 30 geeigneten Querschnittes teleskopartig geführt, die einatüekigs Teile eines Ringes 31 aus IflCliormateriel sind. Jeweils übernächst« Bürsten 29 sind mittels flexiblen Verbindung*»leitungen 33 und Schrauben 32 mit des Gehäuseteil 11 leitend verbanden· Sie reetli-

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Bürsten (ait Außnahso von einer Bürste) Bind aittsls

flexiblen Terbinduagsleitimgsn 33 «ad Sohsaaban mit dsra leiter 35 verbunden, der in dsia Ring 31 gegenüber dem Gehäuse 10 isoliert angeordnet ist» Di© letste verbleibst© Bürste 29 iat mittels ihrsr flexiblen Tarbinäungslei-•fcung 35 xait eiasr Klemme 36 verbunden, die mit dem Ring 35 in Verbindung steht und durch oina Öffnung des Gehäuses 10 hindurchgreift, um so einen, äußeren AnschluB zn bilden· ' '■ ■

3)as Gehäuse teSgt e:Lae Polanordnung_f die einen Ring mit swölf PanDanentsiagaeten 37 e«fweißt, die swischon den Haltorn 30 ans©orSnst sind und sich in baaug sxif. di© Well« in axialer Richtung eratrsclcenr Si© Hsgaetö 3Ί haben PolfXächen, die dem schsibenfinnigen 5?öilstück das Anlssrs dicht bsnfechbart sind und die von einein mgnetisisrbaren Ring 38 gehalten sind, der an dem Gehäuse befestigt ist« Ein zwei» _r ter magnetisierbarer Ring 39 erstreckt sich gegenüber derjenigen Seite des Anlcers, die von den Magnoten 37 abgewendet ^ ist, Die Magnete 37 werden in dem Hotor nach ihrem Sinbau so magnetisiert, da3 die jewails übernäohsten Magnete Slidpölf lachen des Ankere und die restlichen Magnete Hordpolfläohen des Ankers darstellen. Jedes Paar benaehbarter Magnete ist deshalb Seil eines magnetischen Sreiees, der die zwei Ringe 38, 39 und zwei Luft spalte, in denen der inker angeordnet ist, aufweist.

Venn Strom durch den Motor fließt, indem eine Gleiohspannung an die Hemme 36 und das Gehäuse 10 gelegt ist, so wird der Anker und damit die Welle 13 angetrieben,um zu

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rotieren. Ala 3?olge d®r Benutzung von. getrennten Vielwindungsspulen in dem Anker wird sin Sxehaoaexit auf cl<m Anlser ausgeübt) das im Texgleich zu "beloannten Kotor©n mit derartigen scheibenförmigen Ankers relativ lioeh ist«

TJm eine Entmagnetisierung äar Permanentmagnete 37 zu verhindern, sind eine Vielsahl τοη raagnetisierendön Spulen 40 auf den Magneten 37 angeordnet _f vca denen, joöe aua wenigen DröUtwinäungen "besteiit* Dieos Spulen ßi&& abwaohsei in entgegengoßetseio WirmtmßSGlnrx gswicluol1;_f urn stlmooliselnd entgegengesetzte Magnetiolder so. erlialten* Diese Spulen kcJnnen von einem eins igen 2)z?alxt gebildet sein» äo daB sie in leihe liegen, Sin Ende des Drahtes ist su der äußeren KLonrae 41 an dem Gehäuse 10 geführt mvl das and&re Ende ist rait der Hlesase % verbunden»

Zur anfänglichen Magnetisierung der Magnete wird an die ELesnaen % * 41 eine CMeiohspannung gelegt« Später wird die Zlesnse 41 benutzt, um den Motor zu erregen, wobei der Ankerstrom durch die Spulen 40 in Reihe fließt« Die !folge ist ι dad wenn der Strom hoch ist, vie es während des Anlaufens der Fall ist, das Feld, welches durch die magnetlsie~ renden Spulen 40 erzeugt wird, dem entmagnetisierenden Effekt des Ankerfeldes entgegGnwix«&fc_o

Fig.1 zeigt den direkten Antrieb eines Pahrseugrades 42 mittels des erfindungsgemäSen Motors. Das Gehäuse ist hierbei direkt mit einer Hauptachse (beamaxle) verbunden, welche zwei Motor-Wellen-Einheiton des Fahrzeuges trägt· Die SLe&naen 41 der beiden Koteron sind mit den Bat-

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teriekieraaen.verbunden» so daß die Motoren in Reilie .sg2?>©b Son Butter£en, liegen ₀ Bie PolanorSnungen üqü böidsn. siaa-entge_gstigesotat._t ßo daß die.: zwei Räder 42 in ■.

lpliimis. aagetKietea. werden» .In diolen fallen ist es Yorteilitaft» wenn die" Magnetisie'rungsspulen 40 in Reihe-.mil; den. Ankerapulen 20 liegen j in vielen -anderen Fällen lcSnnea. di© jÜBgiietisierurigsBpalen parallel au den Anker spulen 20 geschaltet sein.

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Claims (1)

1. _;:*<-ö 184-6 D . « 10 «

   llelrferoaotor, Yorsu^s^öise auza direlrbsn Int^isb von slekfcrisok angotrialia&on i&etoaeugräfiOEa, ge&snnzs äuroä ein© in. ei&sm Sohäusc (10) relativ zu dioßöia "bar gelagerte Anlcarsciiiüiba (18)₀ ^: die aiao Vlolaahl von Spule» (20) QO£vmiü'O_t τοπ öänön jede eins Tielsalil von sioh. in der EIjoeö der Antedrscfceifce sretreckönfl©!! Winduag9n au^vraist, einen art; dei' Anliöraoliaibo örehfeet verbundsnan Eollelrfcor (17»1S)» äör ©in© Tiölsalil von Ssgmouton (19) aufweist, mit denen die Ernten üor Spulan verbunden sind, eine an des) QeMusa gelagerte Bürotanvorriolitung (29), die Eit dem Sollektor zur Speisimg äer Spulen (20) suBSBmanwii'kt, und eine Anordnung magnatl-Bcbsr Pole (37)» die von dem Ge&äuss (10) getragen sind und ein Magnetfeld erseugen, das im Zusammenwirken mit einem im Gefolge einer über die BUrstenvorriohtung erfolgenden Strombeaufschlagung der Spulen (20) von diesen erzeugten Feld ein auf die Ankerschsibe einwirkendes erzeugt·

   2, Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (20) dos Ante rs in sich überlappenden aögeot'dnüb aint*U

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   1; IA 34β 3 e «> "f. 3 „Mai 1S68

   5» Elektromotor nach Anspruch 2> dadurch ge&ennze lohne ty fiaß eil© 'Spulen (20) in Kunstharz eingolcapaelt oder sind_e

   nach Änspnxcli 3 _f ciadurch gelcenns©Ichnet» flaß'öie Spuloaeialsapselusig ©iuön inneren _f an. ä&m EoI-lektcr befestigten und you dieses getragenen Ring (27) einen äußerea RiBg (28) auf^ist^ wobei des äußexe von δ©κ iianerea Eing öureii eia dtäsasa, scbeibea« Seilsttlok aus Kunstharz getrennt iet.

   ο Bleld;roBioto2? naoli Ansprucli 4, daduroii daß das dünne, sobeibsnforciiga Seilstüok des Anliöra pulTer enthält»

   Blök-öroiDOtor nacii einem der. vorhergehenden Anspruch®» dadurch gekennzeichnet, daß die Magnstpoianordnung eine Vielsahl von lermanentffiagneten (37) aufweist, die gegenüber 0in©r axialen Seite des Aifeee (18) sngöordnet sind uaö Taagnetisch© Polflächen aufweisen, deren Polarität von zu. Polfläche wechselt.

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   c - 1
   3.Hai 1968

   7· Elektromotor nacli Anspruch 6_f dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete en etmw magnet isierbar^n King (38) und ein weiterer Biagnstisierbarer Sing (39) gegenüber der τοη den Perimnentmagnöten obgewöndeten Seite des Ankers angeordnet ist.

   8« Elektromotor nach Anspruch 6 oder 7» daduroh gekennzeichnet , daß die BUratenrorriohtung eine Vielzahl τοη sich in radialer Richtung erstreckenden und in radialer Richtung gleit bar gelagerten Bürsten (29) aufweist, die isoliert zwischen den Permaneatmagaöten (37) gelagert sind.

   9ο Elektromotor nach einem der Assprüohß 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Magnetisierspulen auf den Permanentmagneten (37) angeordnet sind, die in Reihe miteinander und über die BUrstemaittel mit den Spulen (20) des Ankere verbunden sind, wodurch der entmagnetisierenden Wirkung des von. dem Anker erzeugtem. Feldes entgegen* gewirkt wird«

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