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Verfahren zum Entmagnetisiren von Statoren mit einem Hubanker von
elektrischen Kleins motoren.
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I)ie Erfindung betrifft ein verfahren zum Entmagnetisieren von Statoren
mit einem Hubanker von elektrischen Kleinstmotoren, nach dem Abschalten der Motoren.
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Derartige Kleinstmotoren mit einem Stator, der im Wege seines, im
wesentlichen ferromagnetisch gesclllossenen, Magnetflußkreises, außer der, den Rotor
beaufschlagenden, Magnetflußunterbrechung, eine zweite Magnetflußunterbrechung aufweist,
die von einem @@@-anker, bei Anlegen der Spannung an die, dem Stator zugeordnete,
Spule unter verschieben des @ubunkers überbrückbar ist, sind bekannt.
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Derartige Motoreu finden vorzugsweise verwendung in feinwerktechnischen
Schaltgetrieben, die nebeu e iner emlaufenden Antriebsbewegung, auch eine geradlinige,
Antriebsbewegung, z. B. zur Auslösung oder Retätigung einer Schalt-, Brews- oder
soustigen Steuerfunktion, erfordern.
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Zur Vermeidung eines zugenannten magnetischen Klebens des @ubaukers
am
Stator, nach dem Abschalten des Motors, durch eine, in weichmagnetischnem Werkstoff
des Stators etwa noch vorhandene Lestremanenz, ist es dort erforderlich, geeignete
Maßnahmen gegen diese Wirkung des remanenten Magnetismus Stator und Hubanker zu
treffen.
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in bekannter Weise wird dort zwischen Stator und llubanker ein entsprechender
Luftspalt vorgesehen, der häufig durch eine Zwischenlage aus einem nichtferromagnetischem
Werkstoff gebildet und/oder begrenzt wird. Die Größenordnungen derartiger Maßnahmen
sind vielfach von der Feldstärke des magnetiscuen Flusses im llubanker~Stator-Luftspalt
und/oder von der Größe der Koerzitivkraft des weichmagnetischen Werkstoffes des
Stators als aucn des ilub ankers abhängig und wirken sicn in einer Fertigung, durch
etwaige Justierarbeiten, unwirtschaftlich aus.
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Ein weit größerer Nachteil an rotoren mit eine derartigen Antiklebeluftspalt
zwischen dem Stator und dem lubanker ist die dort verloren gehende, mechanische
tlubleistung des Ailkers, die, effektiv betrachtet, insbesondere durch die verluste
des Magnetflusses im Luftspaltbereich von Motor und Stator, verglienen mit den mechanischen
Hubleistungen von Elektrohubmagneten vergleichbarer impere-Windungszahl, relativ
klein ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, die Nachteile der bekannten Elektrokleinstmotoren
mit Nubanker und die dort vornandens Klebeneigung des Ankers am Stator, nach dem
Abschalten des Motors, zu vermeiden, die mechanische Hubleistung des Ankers, durch
verringern oder Beseitigeu des Luftspaites zwischen Stator und Hubanker zu optimieren,
und eine Fertigung ökonomisch und wietschaftlich zu gestalten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nach dem Abschalten
des Motors der Motor zum Stator eine Relativbewegung in Wirkdrehrichtung und/oder
in Gegenwirkdrehrichtung ausführt, in daß die, im ferromagnetischen Werkstoff relativ
honer, Koerzitickraft des Rotor betriebskonform magnetisierten magnetpole
durch
die Relativbewegung, eine, im Stator und im Hubanker vorbandene, Remanenz umpolend
abbauen und den stator mit dem ilubanker entlilagnetisierenO Durch die Anwendung
des erfindungsgemäßen verfahrens bei einem motor der eingangs genannten Art kann
der sogenannte Antiklebe-Auftspalt zwischen Stator und Hubanker in seiner bisherigen
Grössenordnung entfallen. Dieses Verfahren gewährleistet dort, daß noch dem Abschalten
des Motors bereits eine Iielativbewegung des Rotors zum Stator in Degenwirkdrehrichtung
von einer bis zwei betriebs konformen Polteilungen ausreichen, um mit der wirkenden
Entmagnetisierungsgröße eine vornandene Restremanenz im ferromagnetischen Stator-Hubanker-Kreis
abzubauen, zum sicheren Abfallen des Hubankers vom Stator.
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Imine Einrichtung, die nach de Abschalten des rotors eine Relativbewegung
zwischen Rotor und Stator in Wirkdrehrichtung und/oder in Gegenwirkdrehrichtung
bewirkt, kann durch ein, vorzugsweise in diesen Ebenen federnd wirkenden, Kupplungselement
gebildet sein, das vorzugsweise zwischen Rotor und Rotorwelle vorgesehen ist.
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Es liegt im abmen der Erfindung, daß eine Relativbewegung des Motor
zum Stator auch durch einen externen Geber, nacti dem tbschalten des Motors ausgelöst
werden kann, und der direkt oder indirekt über ein, mit der Welle des Rotors in
Eingriff stenendes, Getriebe in Wirkdrehrichtung und/oder Gegenwirkdrehrichtung
auf den Rotor einwirken kann.
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orteilhaft bei einen Motor mit den Merkmalen der Erfindung ist nicht
nur die, nacii dem Abschalten des rotors, entmagnetisierende, eine magnetische sçlelxung
des Hubankers ab stator aufhebende, Einwirkung des Rotors gegnüber dem Stator mit
dem Hubanker, sondern auch die, durch die Luftspaltverkleinerung zwiscllen Stator
und lubanker erzielbare, im vergleich zu bekannten Motoren mit Hubankern größere,
mechanische Leistung.
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vorteilhaft ist ferner die elastische , federnde kupplung zwischen
Rotor und Rotorwelle bzw. einer, Uiit der Rotorwelle in Eingriff stehendem, Getriebe,
die als Dämpfungselement wirkt und das Getriebe als auch andere aktive Brememittel,
die auf den Antrieb einwirken, gegen schlagartig auftretende Inergien, z. B. eines
Rremsstoßes, schützt und die Energie auf einen größeren Zeitraum verteilt.
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Lin Ausführungsbeispiel zur Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine maßstäbliche vergrößerte Schnittansicht eines elektrisohen Kleinstmotors,
nach Art eines Mysterese-Syn chronmotors, mit einem axial zum Stator wirkenden llubanker
und lig. 2 eine vorderansicht auf den Rotor des Motors mit einem.
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Kupplungselement zwischen Rotor und Ilotorwelle.
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In Fig. 1 besteht der Stator aus der Brregerwicklung 1, den diese
Wicklung in bekannter Weise außen klauenförmig umgreifenden, ferromagnetischen Polblechen
2 und 3, den zwischen je zwei Polblechen eingefügten Kupferscheiben 4 und dem, konzentrisch
angeordneten, rohrförmigen Kern 5 aus einem ferromagnetische Material. Auf der einen
Seite des Stators sind die beiden I'olbleche 2 mit dem Kern 5 kraftschlüssig verbunden.
Auf der anderen Statorsaite sind die I>olbleche 3 mit, im rechten Winkel abgebogenen,
zueinander parallel verlaufenden, Schenkel 6 versehen. Die Schankel 6 bilden zusammen
mit der Stirnseite 7 des kerns 5 ein dreischenkeliges Ilektromagnetsystem, dem ein
Hubanker 8 zugeordnet ist. Der llubanker 8 wird von Lagerbolzen 9 geführt. 10 bedeutet
eine Rückstellfederkraft für den lubanker 8 gegen einen Anschlag 11, und 12 zeigt
eine Federkraft, zur einseitigen Lagefixierung des iiubankers an einem chenkel 6
eines der Polbleche 3.
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13 zeigt den glockenförmigen Rotor, mit eine eingelegten Illechstreifen
14 aus einem Ilysteresewcrkstoff, der den konzentr isch
koaxial
verlaufenden Polzacken 15 der Polblecne 2 und 3 benachbart angeordnet ist.
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er rotor l@ ist naoh der Erfindung mittels einer Lagerbuchse 16 auf
der Rotorwelle 17 drehbar gelagert und wird von den beiden, auf der rotorwelle 17
kraftschlüssig angestelltes Scheiben 18 und 19 axial begrenzt.
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Erfindungsgemäß ist der itotor 13 mittels einer Metalldrahtfeder 20
mit der Motorwelle 17 gekuppelt. Es liegt im ahmen der Erfindung, daß anstelle einer
Metalldrahtfeder ein anderes, zweckentsprechend ausgebildetes, kupplungselement
aus Gummi oder einem ähnlichen Material, z. B. einem Silikonkautschuk, treten kann.
Auch ist es moglich, ein kupplungselement aus einem thermiplatischen Luststtoff
im Spritzverfahren zu fertigen.
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Imine derart ausgebildete kupplung gewährleistet erfindungsgemäß eine
Relativbewegungsmöglichkeit des Motors 13 zur Motorwelle 17 und letzlich, bei festehender
Welle 17 zum Stator. D. h. die kupplung dient beim Abbremsen der Welle 17 und bei
eingeschaltetem Motor als Dämpfungsglied, indem sie das, Miteinander gleichzeitig
auftretende Schwungmoment und das anstehende Drehmoment des otors 13 auffängt und
durch den noch eingeschalteten Motor speichert.
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Hierdurch werden einerseits die aktiven Abbremamittel und/oder die
@ahnräder eines, mit dem Motor in @ingriff steheudes, detriebes geschont, da die,
sonst schlagartig wirkende, , Schwungenergie auf einen größeren Wirkzeitraum verteilt
wird.
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Andererseits wird das, in der Kupplung gespeicherte, Drehmoment erst
frei, wenn der Motor entstromt, d. h. abgeschaltet wird. Da nach können zwei @@ogänge
eintreten: Erfolgt einerseits der Zeitpunkt der Abschaltung des Motor in einer Phasenlage
des Betriebswechselstromes, in relcher eine llemanenz im ferromagnetischen Kreis
des Stator mit dem Hubanker
aufgehoben oder so gering ist, daß der
ilubanker 8, unter der Wirkung der Rückstellfederkraft 10, sofort nach dem Abschalten
abfällt, dann wird der Alotorntrieb, durch die axiale Hubbewegung des Ankers 8 auf
ein Teilgetriebeglied vom übrigen Getriebe abgekoppelt. Die Kupplung zwischen Motor
13 und Rotorwelle 17 entspannt sich.
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Urite jedoch andererseits der Fall ein, daß nach dem Abbremsen der
Rotorwelle 17 und dem folgenden Abschalten des Motors die Remanenz im Stator hoch
ist, und der ilubanker 8 folglich am stator magnetisch klebt, dann verharrt zunächst
die Rotorwelle 17 in ihrer Lage, weil das Getriebe vom Hubanker 8 noch nicht vom
Motor abgekuppelt wurde. Im diesem Falle wird sofort, nach dem Abschalten des Motors,
der Rotor 13 unter der Wirkung der vorgespannten kupplungsfederkraft 20 in Gegenwirkdrehri
chtung zurückgedreht. çlierdurch gleiten die dem Hysteresestreifen 14 aufmagnetisierten
Pole an den Polzacken 15 der Polbleche 2 und 3 des Stators vorbei, wobei eine umpolende,
entmagnetisierende Wirkung auf die weichmagnetischen Polbleche 2 und 3, den Kern
5 und den weichmagnetischen ilubanker 8 einwirkt, und den Hubanker unter der Wirkung
der Iiückstellfederkraft 10 abfallen läßt, der das iietriebe vom Motor abkuppelt.
Dabei genügt bereits eine @elativbewegung bzw. verdrehung des rotors 13 zum Stator
um eine bis zwei Polteilungen, um ein sicheres Abfallen des Hubankers 8 zu gewänrleiten.
Erfindungs gemäß kann die Winkelgröße der Relativbewegung den Erfordernissen der
Praxis angepaßt werden.
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In Fig. 2 zeigt 13 den Motor und 18 eine Begrenzungsscheibe, die auf
der Motorwelle 17 kraftschlüssig angeordnet ist. 20 bedeutet die Metalldrantfeder
zur kupplung des Rotors 13 mit der Rotorwelle 17, die auf der einen weite an einem
Bolzen 21 am Rotor und aut der. anderen Seite iu cinew Führungsloch 22 an der Scheibe
18 angreift. Es liegt Im Rahmen der Erfindung, daß die Kupplung und das entsprechende
Kupplungselement an einer anderen Stelle als der gezeichneten, z.B. innerhalb des
Motors Vorgesehen sein kann.