DE19654227A1 - Schrittmotor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrittmotor mit einem Permanentmagneten und insbesondere einen Schrittmo­ tor, der als ein Antriebsmotor für eine Uhr mit einem Quar­ zoszillator, als Antriebsmotor für ein EGR-Ventil bzw. ein Ventil zur Abgasrückführung, als ein Getriebemotor bzw. ein Vorgelegemotor oder dergleichen verwendet wird.

Seit kurzem werden sogenannte Quarzuhren mit Quarzoszilla­ toren in großem Maße verwendet. Eine in einer Station oder an einer hohen Wandfläche angebrachte Quarzuhr kann nicht erreicht werden. Aus diesem Grunde wird die Zeit genau und schnell durch Fernsteuerung korrigiert. Bei einer solchen fernsteuerbaren Quarzuhr wird als Motor ein Schrittmotor vom Zweiphasen-Erregungsschema verwendet, der in Vorwärts­ richtung und in Rückwärtsrichtung durch Steuerung der Phase eines an die Erregerspule angelegten Signales gedreht wer­ den kann.

Die Fig. 10 bis 13 zeigen einen bekannten Schrittmotor, der nach dem Zweiphasen-Anregungsschema erregt wird. Die Fig. 10 zeigt einen Schrittmotor für eine Uhr. Die Fig. 11 zeigt einen Magnetrotor und Rotoranordnungen. Die Fig. 12 und 13 zeigen Erregungsmuster.

Gemäß Fig. 10 sind in einem Uhrengehäuse 20 ein Magnetro­ tor 1, eine obere und eine untere Statoranordnung 2, 3, ei­ ne Welle 33 für einen Minutenzeiger, eine Welle 36 für ei­ nen Stundenzeiger, ein Getriebemechanismus 23 und derglei­ chen angeordnet. Das Uhrgehäuse 20 wird durch ein oberes Gehäuseteil 21 und ein unteres Gehäuseteil 22 gebildet. Der Magnetrotor 1 wird drehbar in axialer Richtung durch Lager­ vorsprünge 24, 25 gehalten, die einstückig mit dem oberen Gehäuseteil 21 bzw. mit dem unteren Gehäuseteil 22 ausge­ bildet sind. Die Drehung des Magnetrotors 1 wird über ein Zahnrad 26, das einstückig am oberen Bereich des Magnetro­ tors 1 angeordnet ist, auf ein Zahnrad 30 übertragen. Die Drehung des Zahnrades 30 wird auf die Welle 33 für den Mi­ nutenzeiger über das Zahnrad 30, ein Rotationszahnrad 30a, ein Zahnrad 31, ein Zahnrad 31a und ein Zahnrad 32 übertra­ gen. Die Drehung des Zahnrades 30 wird auf die Welle 36 für den Stundenzeiger über das Zahnrad 30, das Zahnrad 30a, das Zahnrad 31, das Zahnrad 31a, das Zahnrad 32, das Zahnrad 32a, ein Zahnrad 34, ein Zahnrad 34a und ein Zahnrad 35 übertragen. Die Welle 36 für den Stundenzeiger weist das Zahnrad 35 einstückig auf und ist drehbar auf die Welle 33 für den Minutenzeiger aufgesetzt.

Der in diesem Gehäuse verwendete Schrittmotor wird durch den Magnetrotor 1 und die obere Statoranordnung 2 sowie die untere Statoranordnung 3 gebildet, die die Zweiphasenerre­ gung ausführen. Eine aus einem nichtmagnetischen Material bestehende Zwischenplatte 16 ist zwischen der oberen Sta­ toranordnung 2 und der unteren Statoranordnung 3 angeord­ net, um eine magnetische Störung zwischen diesen Anordnun­ gen zu vermeiden. Die äußere Umfangsfläche des Magnetrotors 1 ist magnetisiert, so daß drei Paare von (insgesamt sechs) Magnetpolen N1, N2, N3, S1, S2 und S3 in der Umfangsrich­ tung abwechselnd gleichmäßig voneinander beabstandet sind.

Von dem aus der oberen Statoranordnung 2 und der unteren Statoranordnung 3 bestehenden Paar wird die obere Statoran­ ordnung 2 durch ein Paar von Statoren 4 und 5 und eine Er­ regerspule 6 zum Erregen der Statoren 4 und 5 gebildet. Das aus den Statoren 4 und 5 bestehende Paar weist von oben ge­ sehen eine axial symmetrische U-Form auf und ist so ange­ ordnet, daß die Endbereiche der Statoren 4 und 5 sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Magnetrotors 1 gegen­ überliegen. Ein Endbereich des Stators 4 und ein Endbereich des Stators 5 liegen sich in Bezug auf den Magnetrotor 1 gegenüber, um magnetische Polbereiche 7 und 8 des Stators zu bilden. Der andere Endbereich 9 des Stators 4 und der andere Endbereich 10 des Stators 5 sind in einen Spulenträ­ ger 40 eingesetzt, der aus einem nicht magnetischen Materi­ al, beispielsweise einem Kunstharz, besteht und auf den die Erregerspule 6 aufgewickelt ist. Das Paar der Statoren 4 und 5 bilden über den Magnetrotor 1 einen magnetischen Kreis. Die sich gegenüberliegenden Flächen der magnetischen Polbereiche 7 und 8 des Stators weisen halbkreisförmige konkave Flächen auf, die sich in einem Bereich von etwa 180° erstrecken, so daß sie der äußeren Umfangsfläche des Magnetrotors 1 über einen geeigneten Luftspalt G zugewandt sind.

In einer der oberen Statoranordnung 2 ähnlichen Weise weist die untere Statoranordnung 3 ein Paar von Statoren 11 und 12 und eine Erregerspule 13 auf. Die Endbereiche des Stato­ ren 11 und 12, die einander in Bezug auf den Magnetrotor 1 gegenüberliegen, bilden magnetische Polbereiche 14 und 15 des Stators. Anschlüsse 42 sind an dem Spulenträger 40, auf dem die Erregerspule 6 aufgewickelt ist und an dem Spulen­ träger 40, auf dem die Erregerspule 13 aufgewickelt ist, angeordnet. Ein Erregungsstrom wird über diese Anschlüsse 42 an die Erregerspulen 6 und 13 angelegt. Das aus der obe­ ren Statoranordnung 2 und der unteren Statoranordnung 3 be­ stehende Paar wird so montiert, daß die Anordnungen 2, 3 um 180° in der Umfangsrichtung des Magnetrotors 1 außer Phase liegen. Wenn die obere Statoranordnung 2 und die untere Statoranordnung 3 denselben Aufbau in dieser Weise besit­ zen, werden die Erregerspulen 6 und 13 so angeordnet, daß sie an gegenüberliegenden Seiten des Magnetrotors 1 ange­ ordnet sind.

Bei diesem Aufbau können, wenn die Erregerspulen 6 und 13 zur Erregung der Statoren 4, 5, 11 und 12 durch eine Zwei­ phasenerregung erregt werden, vier Erregungsmuster, d. h. (N, S, N, S), (N, S, S, N), (S, N, S, N) und (S, N, N, S) erhalten werden. Wenn diese Erregungsmuster in dieser Rei­ henfolge mit vorbestimmten Geschwindigkeiten fortwährend geändert werden, dreht sich der Magnetrotor 1 in einer vor­ bestimmten Richtung mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit infolge der magnetischen Wirkung zwischen dem Magnetrotor 1 und den Statoren 4, 5, 11 und 12. Die Rotation des Magne­ trotors 1 wird untersetzt und auf die Welle 33 für den Mi­ nutenzeiger und die Welle 36 für den Stundenzeiger über den Getriebemechanismus 23 übertragen, um die Welle 33 für den Minutenzeiger pro Stunde um eine Umdrehung und die Welle 36 für den Stundenzeiger pro zwölf Stunden um eine Umdrehung zu drehen. Wenn der Zyklus des Erregungsmusters in der ent­ gegengesetzten Richtung zu der oben beschriebenen Richtung geändert wird, dreht sich der Magnetrotor 1 in der zu der beschriebenen Richtung entgegengesetzten Richtung. Dadurch wird die Zeit korrigiert. Die Fig. 11 und 12 zeigen das Erregungsmuster (N, S, N, S) und die Fig. 13 zeigt das Er­ regungsmuster (N, S, S, N).

Bei dem bekannten, zuvor beschriebenen Schrittmotor ist ge­ mäß Fig. 11 die Erregerspule 6 (13) auf den Spulenträger 40 aufgewickelt und ist in jedem Spulenträger 40 ein plat­ tenähnliches Joch 41 angeordnet. Die anderen Endbereiche 9 und 10 der Statoren 4 und 5 sind in den entsprechenden Spu­ lenträger 40 eingesetzt und diese anderen Endbereiche sind magnetisch über das Joch 41 miteinander verbunden. Aus die­ sem Grunde sind die Statoranordnungen 2 und 3 nur mühsam zusammensetzbar. Die obere Statoranordnung 2 und die untere Statoranordnung 3 sind um den Magnetrotor 1 herum so ange­ ordnet, daß sie um 180° außer Phase bzw. gegeneinander ver­ setzt sind. Außerdem sind die Anschlüsse 42, die an den beiden Endbereichen des einen Spulenträgers 40 angeordnet sind, um mit den Endbereichen der Erregerspule 6 verbunden zu werden, und die Anschlüsse 42, die an den beiden Endbe­ reichen des anderen Spulenträgers 40 angeordnet sind, um mit den Endbereichen der Erregerspule 13 verbunden zu wer­ den, in den entgegengesetzten Richtungen herausgeführt. Aus diesem Grunde können die Verbindungen der externen Drähte nicht auf einen Bereich konzentriert werden. Außerdem ist die Anzahl der Komponenten groß, weil die Spulenträger 40 erforderlich sind. Dies macht den Zusammenbau mühsam.

Es wird ein Schrittmotor vorgeschlagen, bei dem jede der beiden durch zwei Statoren gebildeten Statoranordnungen (insgesamt 4 Statoren) einstückig durch Gußformen bzw. Ver­ gießen in einem Motorgehäuse gebildet sind. Die Fig. 14 und 15 zeigen einen Schrittmotor mit einem solchen Aufbau, der in einem Abgasrückführungssystem (EGR-System) für eine Fahrzeugmaschine verwendet wird.

Die Fig. 14 zeigt ein Abgasrückführungssystem einer Fahr­ zeugmaschine. Die Fig. 15 zeigt den Schrittmotor, der in diesem System verwendet wird. Gemäß den Fig. 14 und 15 sind in dem Abgasrückführungssystem ein Auspuff- bzw. Ab­ gasrohr 51 und ein Eingangsrohr 52, die beide mit einem Ma­ schinenkörper 50 verbunden sind, miteinander über den Ab­ gasrückführungskanal 53 verbunden. Wenn eine Eingangsöff­ nung 53a des Kanales 53 zur Abgaszirkulation durch ein Steuerventil 55 geöffnet und geschlossen wird, wobei das Steuerventil 55 durch einen Schrittmotor 54 betätigt wird, wird die Menge des von dem Abgasrohr 51 in den Kanal 53 für die Abgaszirkulation fließenden Abgases eingestellt. Das Steuerventil 55 weist einen Ventilschaft 57, einen Stopfen 58, eine Kompressionsschraubenfeder 59 und dergleichen auf, wie dies die Fig. 15 zeigt. Der Ventilschaft 57 ist in ei­ nem Gehäuse 56, das einstückig mit der Außenfläche des Ab­ gasrohres 51 ausgebildet ist, angeordnet, um in Vorwärts­ richtung bzw. Rückwärtsrichtung beweglich zu sein. Der Stopfen 58 ist einstückig an das körperferne Ende des Ven­ tilschaftes 57 angeformt. Die Kompressionsschraubenfeder 59 spannt den Ventilschaft 57 in einer Richtung vor, so daß der Stopfen 58 die Einlaßöffnung 53a für das Abgas ver­ schließt. Eine Abgabeöffnung 53b, die mit dem Kanal 53 für die Abgaszirkulation in Verbindung steht, ist in der Außen­ fläche des Gehäuses 56 ausgebildet.

Der Schrittmotor 54 weist eine Statoranordnung 62 und einen Magnetrotor 60 auf. Die Statoranordnung 62 ist durch Guß­ formen hergestellt und in einem Motorgehäuse 61 angeordnet. Der Magnetrotor 60 ist in die Statoranordnung 62 einge­ setzt, wobei ein angemessener Spalt besteht, und ist dreh­ bar in axialer Richtung durch Lager 63 gelagert.

Der Magnetrotor 60 ist zylindrisch ausgestaltet und ein Endbereich des Ventilschaftes 57 an der dem Stopfen 58 ab­ gewandten Seite ist in ein mittiges Loch 60a des Magnetro­ tors 60 eingesetzt, so daß er in der Richtung einer Achse K2 gleiten kann, jedoch nicht drehbar ist. Genauer gesagt wird der mittlere Bereich des Ventilschaftes 57 durch ein Ölmetall bzw. eine Öl-Metalldichtung 67 gehalten, das in dem Motorgehäuse 61 angeordnet ist, so daß er gleitbar und nicht drehbar ist. Ein Außengewinde 68 ist an der Außenflä­ che des rotorseitigen Endbereiches des Ventilschaftes 57 angeordnet. Dieses Außengewinde 68 ist mit einem Schrauben­ körper 69 verschraubt, der in dem Mittelloch 60a des Magne­ trotors 60 befestigt ist. Der Schraubenkörper 69 ist zylin­ drisch aus einem Kunstharz oder dergleichen ausgebildet und bildet ein Innengewinde 69a an seiner inneren Umfangsflä­ che, das mit dem Außengewinde 68 verschraubt ist. Wenn da­ her die Drehung des Magnetrotors 60 auf das Außengewinde 68 über den Schraubenkörper 69 übertragen wird, bewegt sich der Ventilschaft 57 in axialer Richtung in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung. Wenn der Ventilschaft 57 sich in der Vorwärtsrichtung bewegt, verschließt der Stopfen 58 die Einlaßöffnung 53a.

Die Statoranordnungen 62 werden aus vier Statoren, d. h. ei­ nem Paar von Statoren 62a und 62b und einem Paar von Stato­ ren 62c und 62d jeweils gebildet. Von diesen Statoren 62a bis 62d sind die äußeren Statoren 62a und 62d jeweils ein­ stückig mit Biegebereichen 72 an ihren Außenflächen ausge­ bildet. Diese Biegebereiche 72 sind jeweils in Richtung auf die anderen Statoren 62b und 62c, die mit den Statoren 62a und 62d Paare bilden, gebogen. Die Statoren 62a und 62d sind magnetisch an die Statoren 62b und 62c über die Biege­ bereiche 72 jeweils gekoppelt. Die Erregerspulen 64, die auf die Spulenträger 74 gewickelt sind, werden in den Sta­ toren 62a und 62b und 62c und 62d, die die jeweiligen Sta­ torpaare bilden, aufgenommen. Die jeweiligen Erregerspulen 64 sind mit den Anschlüssen 70 verbunden.

Eine Zwischenplatte 71, die aus einem nicht magnetischen Material, beispielsweise aus Aluminium, besteht, ist zwi­ schen den Statoren 62b und 62c angeordnet, um magnetische Störungen zwischen diesen beiden Statoranordnungen zu ver­ hindern.

Bei der Herstellung dieser Statoranordnungen 62 werden die jeweiligen Statoranordnungen getrennt voneinander geformt und gestapelt und in das Motorgehäuse 61 integriert. Genau­ er gesagt werden die Erregerspule 64, die auf den Spulen­ träger 74 aufgewickelt ist, der Anschluß 70 und der Stator 62b einstückig mit einem Kunstharz 73 gußgeformt bzw. ver­ gossen und wird der Stator 62a auf die sich ergebende Struktur aufgesetzt. Dadurch wird eine Statoranordnung ge­ bildet. Ebenso werden die Erregerspule 64, die auf den an­ deren Spulenträger 74 aufgewickelt ist, der Anschluß 70 und der Stator 62c einstückig mit einem Kunstharz 73 gußgeformt bzw. vergossen und wird der Stator 62d auf die sich erge­ bende Struktur gesetzt. Dadurch wird die andere Statoran­ ordnung gebildet. Diese Statoranordnungen werden durch die Zwischenplatte 71 gestapelt, in eine Form gegeben und guß­ geformt bzw. vergossen. Dadurch werden das Motorgehäuse 61 und die Statoranordnung 62 einstückig hergestellt.

Bei dem herkömmlichen Schrittmotor 54, der in der Fig. 15 dargestellt ist, muß, nachdem ein Stator (62b, 62c) eines Statorpaares, die Erregerspule 64 und der Anschluß 70 guß­ geformt bzw. vergossen sind, der andere Stator (62a, 62d) desselben Paares in der sich ergebenden Struktur montiert werden, um jede Statoranordnung zu bilden. Es müssen daher zwei jeweils in dieser Weise erhaltene Statoranordnungen gestapelt werden. Die Handhabung der Produktgröße wird müh­ sam und die Anzahl der Zusammenbauschritte wird beträcht­ lich vergrößert. Der Zusammenbau der Statoren ist daher mühsam. Obwohl die Spulenträger 74 in derselben Weise ver­ wendet werden, wie dies bei dem oben beschriebenen bekann­ ten Schrittmotor der Fall ist, ist die Anzahl der Bauteile vergrößert.

Um diese Probleme zu lösen, wird ein Schrittmotor vorge­ schlagen, bei dem die Erregerspulen auf die Außenflächen der magnetischen Polbereiche von Statorpaaren mit der Hilfe eines gußgeformtem bzw. vergossenen Harzes ohne Verwendung von Trägerspulen (japanisches offengelegtes Patent Nr. 61- 12176, das nachfolgend als Erfindung des Standes der Tech­ nik bezeichnet wird) aufgewickelt sind. Bei diesem in der Fig. 5 dargestellten Schrittmotor sind vier Statoren vor­ gesehen, von denen jeder eine ringförmige Magnetplatte und Polzähne aufweist, die an der Innenseite der ringförmigen Platte so ausgebildet sind, daß sie sich senkrecht zur ringförmigen Platte erstrecken. Dadurch werden magnetische Polbereiche gebildet. Die Statoren sind so kombiniert, daß jeweils zwei Statoren zu einem Paar verbunden sind. Die beiden Statoren jedes Paares sind so angeordnet, daß sich ihre Polzähne gegenüberliegen. Sie werden gußgeformt bzw. vergossen, um die Statoranordnung zu bilden. Der Oberflä­ chenbereich jeder Statoranordnung, auf den eine Erregerspu­ le fest aufgewickelt ist, ist mit einem geschmolzenen bzw. vergossenen Harz bedeckt. Die sich ergebende Statoranord­ nungen werden in ein zylindrisches Joch eingesetzt, das als ein Rahmen dient.

Wie dies die Fig. 5 zeigt, weisen diese Statoranordnungen eine Struktur auf, bei der vier Statoren 4, 5, 11 und 12 so gestapelt sind, daß die magnetischen Polbereiche (110) je­ des Stators gegenüber den Polzähnen der restlichen Statoren um eine halbe Teilung verschoben sind. Obwohl die vier Sta­ toren 4, 5, 11 und 12 geringfügig verschiedene Formen auf­ weisen, besitzen die Statoren 4 und 5 eines Paares dieselbe Form und besitzen die Statoren 11 und 12 des anderen Paares dieselbe Form. Die beiden oberen und unteren Statoren 4 und 12 werden dann, wenn sie einmal durch Pressen mit demselben Preßwerkzeug erhalten wurden, so verwendet, daß die magne­ tischen Polbereiche eines Stators denjenigen des anderen Stators gegenüberliegen. Mit anderen Worten wird einer der beiden Statoren 4 und 12 dadurch erhalten, daß er dem ande­ ren gegenüber umgekehrt angeordnet wird. Wenn man die zwi­ schenliegenden Statoren 5 und 11 betrachtet, haben sie die­ selbe Form, obwohl sie sich von den Statoren 4 und 12 un­ terscheiden. Da die Statoren 5 und 11 durch Pressen mit demselben Preßwerkzeug erhalten werden, das sich von dem Preßwerkzeug unterscheidet, das für das Pressen der Stato­ ren 4 und 12 verwendet wird, werden die Statoren 5 und 11 auch in umgekehrter Richtung angeordnet.

Da die obige Erfindung des Standes der Technik keine Trä­ gerspulen benötigt, kann die Anzahl der Bauteile verringert werden. Dadurch wird die Herstellung erleichtert. Es ist jedoch schwierig, die äußeren Umfangsflächen aller vier Statoren so einzustellen, daß sie miteinander koinzidieren.

Genauer gesagt werden bei einem Fehler im Hinblick auf die Genauigkeit der Größe der jeweiligen Preßwerkzeuge, wenn der Außendurchmesser der Statoren 4 und 12 sich von demje­ nigen der Statoren 5 und 12 unterscheidet oder wenn die Statoren 4 und 12 in Bezug auf die Statoren 5 und 12 außer­ mittig gelagert sind, dann, wenn die vier Statoren 4, 5, 11 und 12 so gestapelt werden, daß die Mitten ihrer magneti­ schen Polbereiche miteinander koinzidieren, unerwünschte gestufte Bereiche in den äußeren Umfangsflächen der jewei­ ligen Statoren ausgebildet.

Diese gestuften Bereiche können auch gebildet werden, wenn die vier Statoren durch Gußformen ausgebildet werden. Beim Gußformen, wenn ein geschmolzenes bzw. vergossenes Harz ab­ gekühlt wird schrumpft dieses in der axialen und in der ra­ dialen Richtung des Stators. Dieses Schrumpfen ist in den jeweiligen Bereichen des gegossenen Harzes nicht konstant und unterscheidet sich in Abhängigkeit von der Dicke, der Form und dergleichen der Statoren. Wenn daher das geschmol­ zene Harz in der radialen Richtung schrumpft, unterscheiden sich die Verschiebungen der Positionen der jeweiligen Sta­ toren, die auf dieses Schrumpfen zurückzuführen sind, unter den entsprechenden Statoren. Dadurch werden die gestuften Bereiche in den äußeren Umfangsflächen der Statoren gebil­ det.

Auf diese Weise werden bei der Erfindung des Standes der Technik gestufte Bereiche in den äußeren Umfangsflächen der Statoren in Abhängigkeit von den Außendurchmessern der Sta­ toren und einer Dezentrierung unter den Statoren und infol­ ge der Schrumpfung des gegossenen Harzes nach dem Gußformen ausgebildet. Wenn die Statoranordnungen, die diese gestuf­ ten Bereiche aufweisen, in das als ein Rahmen dienende Joch eingesetzt werden, werden zwischen den Statoren und dem Joch Spalte ausgebildet. Die magnetische Wirksamkeit wird daher verkleinert. Es ist jedoch sehr schwierig diese ge­ stuften Bereiche bei der Herstellung zu vermeiden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher dar­ in, einen Schrittmotor zu schaffen, bei dem die Außendurch­ messer der Statoren nicht behandelt werden müssen und bei dem ein Joch in einem dichten Kontakt zu den Erregerspulen gebracht werden kann, um die magnetische Wirksamkeit zu verbessern.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Schrittmotor zu schaffen, der leichter zusam­ mengebaut werden kann, bei dem die Anzahl der Bauteile ver­ kleinert ist und bei dem das Joch betriebssicher an den Statoranordnungen montiert werden kann.

Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird erfindungsgemäß ein Schrittmotor geschaffen, der einen Magnetrotor aufweist, an dem Magnetpole entgegengesetzter Polaritäten abwechselnd und äquidistant in einer Umfangsrichtung angeordnet sind. Bei diesem Schrittmotor besitzen vier ringförmige Statoren denselben Innendurchmesser und denselben Außendurchmesser. Sie sind konzentrisch unter Vorsehung vorbestimmter Spalten in der axialen Richtung des Magnetrotors angeordnet. Jede benachbarten zwei Statoren von vier ringförmigen Statoren sind zu einem Paar verbunden. Erregerspulen sind jeweils auf die Paare der ringförmigen Statoren gewickelt und ein U-förmiges Joch wird neben den äußeren Umfangsflächen der ringförmigen Statoren angeordnet, wobei jeder der ringför­ migen Statoren, die die jeweiligen Paare bilden, eine ring­ förmige Platte, die den Innendurchmesser und ein mittiges Loch aufweist, in das der Magnetrotor einzusetzen ist und Polzähne aufweist, die die magnetischen Polbereiche bilden, die von dem Magnetrotor durch einen vorbestimmten Spalt ge­ trennt sind. Die Polzähne eines ringförmigen Stators eines vorbestimmten Paares erstrecken sich von der ringförmigen Platte so, daß sie senkrecht zu dem anderen ringförmigen Stator des vorgegebenen Paares verlaufen. Die Polzähne sind äquidistant so um das mittige Loch herum angeordnet, und von denen Polzähnen des anderen ringförmigen Stators um ei­ ne halbe Teilung verschoben sind. Eine angemessene Anzahl von Montagelöchern sind in jeder ringförmigen Platte an vorbestimmten Orten in der Umfangsrichtung angeordnet und die Montagelöcher, die in den ringförmigen Platten der ringförmigen Statoren unterschiedlicher Paare ausgebildet sind, die Rücken an Rücken angeordnet sind, sind an densel­ ben Positionen angeordnet. Die vier ringförmigen Statoren werden durch Gußformen bzw. Vergießen miteinander verbun­ den. Isolierende Filme, die durch das Gußformen erhalten werden, werden an den Oberflächen der ringförmigen Stato­ ren, die die jeweiligen Paare bilden, ausgebildet, die dem Magnetrotor nicht gegenüberliegen. Die isolierenden Filme werden miteinander durch die Montagelöcher verbunden, die in den ringförmigen Platten der ringförmigen Statoren der unterschiedlichen Paare, die Rücken an Rücken zueinander angeordnet sind, ausgebildet sind. Die Erregerspulen werden auf die ringförmigen Statoren, die die jeweiligen Paare bilden, auf den isolierenden Filme aufgewickelt. Das Joch weist die Form eines plattenähnlichen Körpers auf und be­ sitzt einen Hauptbereich, der zwischen die sich gegenüber­ liegenden Flächen der ringförmigen Platten neben den äuße­ ren Umfangsflächen der ringförmigen Statoren, die die Paare bilden, eingesetzt wird.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des äußeren Er­ scheinungsbildes eines erfindungsgemäßen Schrittmotors;

Fig. 2 eine Aufsicht von oben auf diesen Schrittmotor;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines gußge­ formten Statorkörpers, wobei ein oberes Gehäuse­ teil entfernt ist;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Statoren;

Fig. 6A eine Darstellung des Joches im ausgebreiteten Zustand;

Fig. 6B eine Aufsicht auf das gebogene Joch von oben;

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung, wie das Joch montiert wird;

Fig. 8 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Schrittmotors für ein EGR-Ventil;

Fig. 9 eine Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schrittmotors, der als Getriebemotor angewendet wird;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung eines bekannten Schritt­ motors;

Fig. 11 eine perspektivische Darstellung eines Magnetro­ tors und von Statoranordnungen;

Fig. 12 ein Erregungsmuster;

Fig. 13 ein weiteres Erregungsmuster;

Fig. 14 eine Darstellung eines Abgasrückführungssystems für eine Fahrzeugmaschine und

Fig. 15 eine Schnittdarstellung eines in diesem System verwendeten Schrittmotors.

Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den be­ vorzugten Ausführungsformen, die in den Zeichnungen darge­ stellt sind, beschrieben.

Die Fig. 1 bis 7 zeigen die erste Ausführungsform, gemäß der die vorliegende Erfindung bei einem Schrittmotor für ein Uhr angewendet wird, wobei die Fig. 1 das äußere Er­ scheinungsbild dieses Schrittmotors, die Fig. 2 die obere Fläche dieses Motors, die Fig. 3 Statoren, von denen ein oberes Gehäusetal entfernt ist, die Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 2, die Fig. 5 die Stato­ ren, die Fig. 6a und 6b ein ausgebreitetes bzw. ein ge­ bogenes Joch und die Fig. 7 die Art zeigt, wie das Joch montiert wird. Diejenigen Teile, die denjenigen identisch sind, die bei der Beschreibung des Standes der Technik er­ läutert wurden, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung derselben wird gegebenenfalls wegge­ lassen.

In den Fig. 1 bis 7 weisen die Statoren 4, 5, 11 und 12 denselben Innendurchmesser und denselben Außendurchmesser auf. Sie sind konzentrisch unter vorgegebenen Spalten in der axialen Richtung eines Magnetrotors 1 angeordnet. Jede beiden Statoren, d. h. die Statoren 4 und 5 und die Statoren 11 und 12 sind paarweise angeordnet bzw. gepaart. Dadurch werden Statoranordnungen 2 und 3 gebildet. Diese Statoren 4, 5, 11 und 12 sind einstückig durch Gußformen zusammen mit einem unteren Gehäuseteil 22 ausgebildet. Dadurch wird ein Teil, das ist ein gußgeformter Statorkörper 80 gebil­ det. Es werden daher die Oberflächen der Statoren 4 und 5 und 11 und 12, die jeweils die Statoranordnungen 2 bzw. 3 bilden, mit denen die Erregerspulen 6 und 13 in einen engen Kontakt gelangen, d. h. die Oberflächen der Polzähne 110, die später beschrieben werden, die die jeweiligen magneti­ schen Polbereiche bilden, aber dem Magnetrotor 1 nicht ge­ genüberliegen mit Deckbereichen (Harz-Deckbereichen) 111a eines gegossenen bzw. vergossenen Harzes 111 bedeckt, wie dies die Fig. 4 zeigt.

Wie dies in der Fig. 4 gezeigt ist, wird das untere Gehäu­ seteil 22 durch einen oberen Plattenbereich 22a und einen unteren Plattenbereich 22b, die in horizontaler Richtung parallel zueinander verlaufen, gebildet. Lagerbereiche 81 und 82, die drehbar in axialer Richtung eine Welle 33 für einen Minutenzeiger und einen unteren Endbereich 91b einer Welle 1A des Magnetrotors 1 tragen, sind jeweils einstückig an die obere Flächenseiten der beiden Plattenbereiche 22a und 22b angeformt. Der Lagerbereich 81 der Welle 33 für den Minutenzeiger weist ein vorstehendes Element mit einem kreisförmigen Querschnitt auf und der Lagerbereich 82 des Magnetrotors 1 bildet einen kreisförmig vertieften Bereich.

Ein Anschluß-Haltebereich 84, eine Mehrzahl von Positio­ nierstiften 86 zum Positionieren und Befestigen eines obe­ ren Gehäusesteiles 21 und Montagebereiche 88 für Schrauben (Fig. 3) erstrecken sich einstückig in vertikaler Richtung von dem oberen Plattenbereich 22a aus.

Der Anschluß-Haltebereich 84 erstreckt sich hinter dem obe­ ren Plattenbereich 22a, um eine Mehrzahl von Anschlüssen 85 zu konzentrieren und zu halten, mit denen die Endbereiche der Erregerspulen 6 und 13 zu verbinden sind. Die unteren Endbereiche der Anschlüsse 85 verlaufen unter dem unteren Gehäuseteil 22 durch kleine Löcher 87, die in dem unteren Plattenbereich 22b ausgebildet sind und werden elektrisch mit dem Ansteuerkreis einer nicht dargestellten gedruckten Schaltungsplatte verbunden. Wenn die Mehrzahl der Anschlüs­ se 85 in dieser Weise auf einen Bereich konzentriert sind können die externen Drähte leichter verbunden werden.

In derselben Weise, wie dies für den bekannten Magnetrotor oben beschrieben wurde, wird der Magnetrotor 1 so magneti­ siert, daß er fünf Paare von zehn Polen (N1 bis N5 und S1 bis S5) in der Umfangsrichtung abwechselnd und äquidistant aufweist. Dieser Magnetrotor 1 wird in ein mittleres Loch 90 (Fig. 4) des vergossenen Statorkörpers 80 eingesetzt, so daß die Mitte des vergossenen Statorkörpers 80 mit der Mitte der Welle 1A koinzidiert. Der obere Endbereich 91a und der untere Endbereich 91b der Welle 1A werden in axia­ ler Richtung drehbar durch einen zylindrischen Lagerbereich 92, der sich vertikal von der Innenfläche des oberen Gehäu­ seteil 21 aus erstreckt, und dem Lagebereich 82 gehalten.

Die Rotation des Magnetrotors 1 wird durch ein Zahnrad 94, das an dem oberen Bereich der Welle 1A montiert angeordnet ist, und ein Zahnrad 95 untersetzt, das mit dem Zahnrad 94 kämmt und wird auf die Welle 33 für den Minutenzeiger über­ tragen. Die Drehung der Welle 33 des Minutenzeigers wird über ein Zahnrad 96, ein Minutenrad (Reduktionszahnrad) 97, ein Zahnrad 98 und ein Zahnrad 99 auf die Welle 36 für den Stundenzeiger übertragen. Die Welle 36 für den Stundenzei­ ger ist drehbar auf die Welle 33 für den Minutenzeiger auf­ gesetzt und ihr oberer Endbereich ragt zusammen mit der Welle 33 für den Minutenzeiger durch ein Loch 100 des obe­ ren Gehäuseteiles 21 nach oben. Das Minutenrad 97 wird drehbar in axialer Richtung durch eine Welle 101 getragen, die sich vertikal von der Innenfläche des oberen Gehäuse­ teiles 21 nach unten erstreckt. Die untere Fläche der Welle 101 wird von der oberen Fläche des oberen Plattenbereiches 22a des unteren Gehäuseteiles 22 getragen. Das obere Gehäu­ seteil 21 ist an der oberen Fläche des oberen Plattenberei­ ches 22a mit einer Mehrzahl von Einstellschrauben 103 befe­ stigt. Es überdeckt daher den Magnetrotor 1, die Welle 33 für den Minutenzeiger, die Welle 36 für den Stundenzeiger, die Zahnräder 94, 95, 97, 99 . . ., und dergleichen. Eine Haltefeder 104 der Uhr ist an der Außenfläche des unteren Endbereiches der Welle 36 für den Stundenzeiger montiert. Wenn die Haltefeder 104 gegen die Innenfläche des oberen Gehäuseteiles 21 gedrückt wird, spannt sie die Welle 33 für den Minutenzeiger und die Welle 36 für den Stundenzeiger nach unten vor. Dadurch wird ein Spiel in der Schubrichtung bzw. in der axialen Richtung verhindert.

Wie dies die Fig. 5 zeigt, besteht jeder der ringförmigen Statoren 4, 5, 11 und 12 aus einer ringförmigen Platte mit einem mittleren Loch zur Aufnahme des Magnetrotors 1 in sich und den fünf dreieckförmigen Polzähnen 110 die im we­ sentlichen unter einem rechten Winkel in Bezug auf die ringförmige Platte gebogen sind, um die magnetischen Polbe­ reiche des Stators zu bilden. Die jeweiligen Ringplatten weisen im wesentlichen dieselbe Form auf. Die benachbarten ringförmigen Statoren 4 und 5 und 11 und 12 sind jeweils so angeordnet, daß sie Paare bilden, so daß ihre Polzähne 110 einander gegenüberliegen. Dadurch werden eine obere Sta­ toranordnung 2 und eine untere Statoranordnung 3 gebildet.

Die Polzähne 110 jedes Stators sind äquidistant in der Um­ fangsrichtung der inneren Umfangsseite des mittigen Loches der entsprechenden ringförmigen Platte angeordnet und ihre innenseitigen Flächen liegen der äußeren Umfangsfläche des Magnetrotors 1 mit einem vorgegebenen Spalt dazwischen ge­ genüber, um die innere Wandfläche des zentralen Loches 90 (Fig. 4) des gegossenen Statorkörpers 80 zu bilden. Wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist, sind die Erregerspulen 6 und 13 direkt auf die Außenseiten der Polzähne 110, d. h. auf die Seiten der Polzähne 110, die dem Magnetrotor 1 nicht gegenüberliegen, auf den Deckbereichen 111a, die beim Gießen des gegossenen Statorkörpers 80 gebildet werden, ge­ wickelt. Zu dieser Zeit dienen die Deckbereiche 111a als Spulenträger. Diese Erregerspulen 6 und 13 werden gewik­ kelt, nachdem die Statoren 4 und 5, 11 und 12 und das unte­ re Gehäuseteil 22 geformt sind.

Wie dies die Fig. 5 zeigt, sind in dem Umfang jedes der Statoren 4, 5, 11 und 12 jeweils ein Paar von vertieften Positionierbereichen 112 so ausgebildet, daß sie gegenein­ ander um 180° verschoben sind. Wenn die vier Statoren so zusammengestapelt werden, daß ihre vertieften Positionier­ bereiche 112 in jeder der Statoranordnung 2 und 3 koinzi­ dieren, sind die Polzähne 110 des einen Stators zwischen den Polzähnen des anderen Stators angeordnet. Mit anderen Worten werden die Statoren 4 und 5 und 11 und 12 so gesta­ pelt, daß ihre Polzähne 110 um eine halbe Teilung gegenein­ ander verschoben sind.

Die ringförmigen Statoren 5 und 11 von verschiedenen Paaren werden Rücken an Rücken gestapelt. Eine willkürliche Zahl von Eingießlöchern 113 werden in jedem der Statoren 4, 5, 11 und 12 ausgebildet. Diese Eingießlöcher 113 werden mit dem geschmolzenen bzw. vergossenen Harz 111 gefüllt, um die Verbindungskraft zwischen den Statoren 5 und 11 und 4 und 12 zu erhöhen.

Diese Statoren 4, 5, 11 und 12 werden so gestapelt, daß ih­ re Polzähne 110 gegeneinander um eine halbe Teilung ver­ schoben sind. Aus diesem Grunde werden die Statoren 4 und 12 durch Pressen mit einem Preßwerkzeug gebildet, während die Statoren 5 und 11 durch Pressen mit einem anderen Preß­ werkzeug gebildet werden.

Ein Joch 41, das zusammen mit den Statoren 4, 5, 11 und 12 einen magnetischen Kreis bildet, besteht aus zwei dünnen, länglichen plattenförmigen Bereichen 41a und 41b und Ver­ bindungsbereichen 41c und 41d, wie dies in der Fig. 6A ge­ zeigt ist. Die plattenförmigen Bereiche 41a und 41b werden beispielsweise durch Stanzen einer Metallplatte so herge­ stellt, daß sie zueinander parallel sind. Die Verbindungs­ bereiche 41c und 41d verbinden diese plattenförmigen Berei­ che 41a und 41d an den beiden Seiten ihrer Endbereiche. Mit anderen Worten ist das Joch 41 ein plattenförmiges Teil, in dem ein Schlitz zwischen den plattenförmigen Bereichen 41a und 41b ausgebildet ist. Wenn das Joch 41 so angeordnet wird, daß es neben den Umfangsrändern der ringförmigen Sta­ toren 4 und 5 und 11 und 12 angeordnet ist, werden die ringförmigen Statoren 5 und 11 der verschiedenen Paare, die Rücken an Rücken zueinander angeordnet sind, in diesen Schlitz eingesetzt, wie dies später erläutert werden wird.

Die beiden Endbereiche jedes der Verbindungsbereiche 41c und 41d stehen von dem Joch 41 nach oben und nach unten ei­ ne geeignete Länge lang vor, um Eingriffsbereiche 115 zu bilden, die das Joch 41 in Bezug auf die Statoren 4, 5, 11 und 12 positionieren.

Dieses Joch 41 wird im wesentlichen zu einer U-Form gebo­ gen, wie dies die Fig. 6B zeigt und von der lateralen Sei­ te des vergossenen Statorkörpers 80 eingesetzt und angeord­ net, wie dies die Fig. 7 zeigt. Der gebogene Bereich des Joches 41 weist im wesentlichen dieselbe Größe wie derjeni­ ge der äußeren Form der Kombination der Erregerspulen 6 und 13 auf. Die plattenförmigen Bereiche 41a und 41b des Joches 41 sind daher zwischen die Statoren 4 und 5, die die Sta­ toranordnung 2 bilden, und zwischen die Statoren 11 und 12, die die Statoranordnung 3 bilden, eingesetzt. Dies bedeu­ tet, daß sie zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen der ringförmigen Platten der Statoren 4 und 5 und 11 und 12 eingesetzt sind, um die Erregerspulen 6 und 13 zu bedecken.

Zu dieser Zeit greifen die oberen Eingriffsbereiche 115 in die vertieften Positionierbereichen 112 des Stators 4 ein, greifen die unteren Eingriffsbereiche 115 in die vertieften Positionierbereiche 112 des Stators 12 ein und greifen die Verbindungsbereiche 41c und 41d in die vertieften Positio­ nierbereiche 112 der Statoren 5 und 11 ein. Dadurch wird das Joch an den Statoranordnungen 2 und 3 positioniert und verriegelt. Um die magnetische Kopplung mit den Statoren 4, 5, 11 und 12 sicherzustellen, werden die linearen körper­ fernen Endbereiche der plattenförmigen Bereiche 41a und 41b um ihre Bereiche in der Nähe der Verbindungsbereiche 41c und 41d als Biegepunkte nach innen gebogen. In diesem Fall, können sie, da die plattenförmigen Bereiche 41a und 41b zwischen die Statoren 4 und 5 und 11 und 12 der jeweiligen Paare eingesetzt sind, in einen engen Kontakt mit den Erre­ gerspulen 6 und 13 jeweils gelangen.

In der Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 116 einen ein­ gekerbten, vertieften Bereich zur Aufnahme der entsprechen­ den Eingriffsbereiche 115 des Joches 41 mit Spiel.

Die körperfernen Endbereiche des Joches 41 werden entlang der äußeren Flächen der Statoranordnungen 2 und 3 gebogen und zwischen die ringförmigen Statoren 4 und 5 und 11 und 12 eingesetzt, um die Erregerspulen 6 und 13 zu überdecken. Wenn die distalen Endbereiche des Joches 41 in dieser Weise gebogen werden, wird der Kontaktbereich zwischen dem Joch 41 und den Statoren 4, 5, 11 und 12 vergrößert. Dadurch wird die magnetische Wirksamkeit vergrößert.

In dem Schrittmotor, der diese Struktur aufweist, werden die Statoren 4 und 5 und 11 und 12, die jeweils ein Paar von Statoranordnungen 2 bzw. 3 bilden, einstückig durch Gußformen bzw. Vergießen hergestellt und werden die Erre­ gerspulen 6 und 13 direkt auf die Außenflächen der mit Harz bedeckten Deckbereich 111a aufgewickelt. Aus diesem Grunde werden die bei bekannten Anordnungen erforderlichen Träger­ spulen unnötig, wodurch die Zahl der Komponenten verringert wird. Insbesondere werden bei der vorliegenden Erfindung die Erregerspulen 6 und 13 auf die äußeren Umfangsflächen der magnetischen Polbereiche der Statoren 4 und 5 und 11 und 12 der Statoranordnungen 2 und 3 aufgewickelt und wer­ den danach die plattenförmigen Bereiche 41a und 41b des Jo­ ches 41 zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen der Statoren 4 und 5 und 11 und 12 der jeweiligen Paare an Sta­ toranordnungen 2 und 3 eingesetzt. Auf diese Weise werden, selbst dann, wenn gestufte Bereiche unerwünscht in den äu­ ßeren Umfangsflächen der Statoren 4, 5 und 11 und 12 auf­ grund von Herstellungsfehlern, Dezentrierungen, Schrumpfun­ gen des gegossenen Harzes und dergleichen ausgebildet wer­ den, überhaupt keine Probleme verursacht und können die Au­ ßendurchmesser der Statoren leichter als beim beschriebenen Stand der Technik gehandhabt werden.

Da das Joch 41 durch den vergossenen Statorkörper 80 durch Eingreifen zwischen den Eingriffsbereichen 115 und den ver­ tieften Positionierbereichen 112 verriegelt werden kann, kann das Joch 41 leicht montiert werden und kann es zuver­ lässig an einer vorbestimmten Position befestigt werden. Das Joch 41 kann auch in einen engen Kontakt mit den Erre­ gerspulen 6 und 13 gebracht werden.

Da die Lagerbereiche 81 und 82 der Welle 33 für den Minu­ tenzeiger und des Magnetrotors 1 und der Haltebereich 84 der Anschlüsse 85 einstückig in dem unteren Gehäuseteil 22 vorgesehen sind, kann die Anzahl der Bauteile weiter ver­ ringert werden.

Da die Mehrzahl der Anschlüsse 85, mit denen die Erreger­ spulen 6 und 13 verbunden sind, auf den Haltebereich 84 konzentriert sind, können externe Drähte leichter verbunden werden.

In der beschriebenen Ausführungsform sind die Statoren 4, 5, 11 und 12 und das untere Gehäuseteil 22 einstückig durch Gußformen bzw. Vergießen gebildet, um den vergossenen Sta­ torkörper 80 zu bilden. Die vorliegende Erfindung ist je­ doch darauf nicht beschränkt. Wenn die Statoren an der Sei­ te des oberen Gehäuseteiles 21 vorgesehen werden sollen, können die Statoren 4, 5, 11 und 12 und das obere Gehäuse­ teil 21 einstückig durch Vergießen geformt werden, um einen vergossenen Statorkörper zu bilden.

Die Fig. 8 zeigt die zweite Ausführungsform, bei der die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit einem Schrittmo­ tor für ein EGR-Ventil angewendet wird. Bei dieser Ausfüh­ rungsform werden vier Statoren 62a bis 62d, die konzen­ trisch mit vorgegebenen Spalten in axialer Richtung ange­ ordnet sind, Anschlüsse 70 und ein Metallzylinder 134 ein­ stückig durch Gußformen mit einem Kunstharz geformt, um ei­ nen vergossenen Statorkörper 130 zu bilden. Die äußeren Um­ fangsflächen der magnetischen Polbereiche der Statoren 62a und 62b, und 62c und 62d der entsprechenden Paare und die Oberflächen dieser Statoren, die einander in axialer Rich­ tung gegenüberliegen, sind mit Deckbereichen 111a aus einem gegossenen Harz 111 bedeckt. Erregerspulen 64 sind um die Außenflächen der magnetischen Polbereiche herumgewickelt.

Ein Joch 132 ist zwischen die Statoren 62a und 62b und 62c und 62d der jeweiligen Paare eingesetzt und lösbar durch das Eingreifen von Eingriffsbereichen (nicht dargestellt) und vertieften Bereichen befestigt, die in dem Joch 132 ausgebildet sind. Dieses Joch 132 ist so ausgebildet, daß es eine U-Form besitzt, die vollständig derjenigen des Jo­ ches 41 (siehe Fig. 6A und 6B) in der zuvor beschriebe­ nen Ausführungsform entspricht. Die körperfernen Endberei­ che des Joches werden entlang der äußeren Flächen der Erre­ gerspulen 64 (Fig. 7) gebogen.

Der Zylinder 134 und ein zylindrischer Bereich 111b, der an dem unteren Endbereich des gußgeformten bzw. vergossenen Harzes 111 ausgebildet ist, bilden Lager-Haltebereiche. Da­ durch werden jeweils Lager 63 gehalten, die axial einen Ma­ gnetrotor 60 tragen.

Die Anschlüsse 70 werden mit einer gedruckten Schaltungs­ platte 139 verbunden und die gedruckte Schaltungsplatte 139 wird mit einem Anschlußdraht 140 über eine Verbindungsein­ richtung 141 verbunden. Genauer gesagt werden der vergosse­ ne Statorkörper 130, die Lager-Halteteile, die den Magne­ trotor 60 axial und drehbar stützen, und die Anschlüsse 70, mit denen die Endbereiche der Erregerspulen 64 verbunden sind, einstückig durch Gußformen bzw. Vergießen herge­ stellt.

Ein Ventilschaft 57 ist in dem Magnetrotor 60 so angeord­ net, daß er vorwärts und rückwärts bewegbar ist. Der Zwi­ schenbereich des Ventilschaftes 57 ist drehbar axial durch ein Ölmetall bzw. eine Öl-Metalldichtung 67 gestützt, das in einem Gehäuse 56 angeordnet ist. Der Ventilschaft 57 wird durch eine Kompressionsschraubenfeder 133 in Richtung auf den Magnetrotor 60 vorgespannt. Dadurch soll ein Spiel zwischen dem Ventilschaft 57 und dem Schraubenkörper 69 vermieden werden. Ein Stift 135 erstreckt sich am bzw. durch den mittleren Bereich des Ventilschaftes 57 und ein Ende der Kompressionsschraubenfeder 133 drückt über eine Beilagscheibe gegen den Stift 135. Die Drehung der Öl- Metalldichtung 67 wird durch einen Stift 136 vermieden. Eine konische Schraubenfeder 137, die das obere Lager 63 in Fig. 8 beaufschlagt, und der Magnetrotor 60 sind elastisch zwischen diesem Lager 63 und dem Gehäuse 56 montiert. Die­ ses obere Lager 63 stützt axial den Magnetrotor 60.

Die sonstige Anordnung dieser Ausführungsform ist im we­ sentlichen dieselbe wie diejenige des bekannten Schrittmo­ tors gemäß Fig. 15. Es sind daher diejenigen Teile, die den Teilen der Fig. 15 entsprechen, mit denselben Bezugs­ zeichen bezeichnet. Eine Beschreibung wird hier weggelas­ sen.

Bei dieser Struktur ist das Joch 132 auch zwischen die Sta­ toren 62a und 62b und 62c und 62d der jeweiligen Paare ein­ gesetzt. Aus diesem Grunde kann derselbe Effekt wie bei der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform erhalten werden.

Da der vergossene Statorkörper 130, die Lager-Halteteile und die Anschlüsse 70 einstückig vergossen sind, kann die Anzahl der Bauteile verringert werden. Dadurch wird der Zu­ sammenbau erleichtert.

Die Fig. 9 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, die bei einem Getriebemotor angewendet wird.

Ein Getriebemotor 150 weist einen Magnetrotor 152, einen vergossenen Statorkörper 153 und einen eine Drehung über­ tragenden Getriebezug 155 auf. Der Magnetrotor 152 und der gegossene Statorkörper 153 sind in einem Motorgehäuse 151 angeordnet. Der Getriebezug 155, der die Drehung überträgt, ist in einem Getriebegehäuse 154 angeordnet, um die Drehung des Magnetrotors 152 zu untersetzen.

Der Magnetrotor 152, der auf einer rotierenden Welle 156 montiert ist, weist eine zylindrische Form auf. Er ist drehbar in den vergossenen bzw. gußgeformten Statorkörper 153 eingesetzt, so daß ein kleiner Spalt, d. h. ein Magnet­ spalt, zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und dem ver­ gossenen Statorkörper 153 zu gebildet wird.

Die Statoren 161a bis 161d sind ringförmige Statoren, die denselben Innendurchmesser und denselben Außendurchmesser aufweisen. Die Statoren 161a bis 161d sind konzentrisch, durch vorbestimmte Spalten voneinander beabstandet, in der axialen Richtung des Magnetrotors 152 angeordnet. Sie sind einstückig miteinander durch ein vergossenes Harz 111 ver­ bunden. Dadurch wird der vergossene Statorkörper 153 gebil­ det.

Von den vier Statoren 161a bis 161d, die so gestapelt sind, daß ihre Achsen miteinander koinzidieren, sind jede beiden benachbarten Statoren, d. h. die Statoren 161a und 161b so­ wie 161c und 161d jeweils paarweise angeordnet. Dadurch werden die Statoranordnungen gebildet.

Die äußeren Umfangsflächen der magnetischen Polbereiche der Statoren 161a und 161b und 161c und 161d der jeweiligen Paare und die Flächen dieser Statoren, die einander in der axialen Richtung gegenüberliegen, sind mit Harz- Deckbereichen 111a bedeckt. Ein Joch 166 ist an den Außen­ flächen der Erregerspulen 165, die um die äußeren Umfangs­ flächen der magnetischen Polbereiche gewickelt sind, ange­ ordnet. Dieses Joch 166 ist in derselben Weise wie das Joch 41 (siehe Fig. 6A und 6B) U-förmig beschaffen. Das Joch 41 ist in der oben beschriebenen Ausführungsform gezeigt. Das Joch 166 ist zwischen die Statoren 161a und 161b und 161c und 161d der jeweiligen Paare (siehe Fig. 7) einge­ setzt und lösbar durch Eingreifen der Eingriffsbereiche und der vertieften Bereiche, die in der Figur nicht dargestellt sind, befestigt. Das Joch 166 bildet zusammen mit den Sta­ toren 161a und 161b und 161c und 161d einen magnetischen Kreis.

Ein Durchgangsloch 163, durch das sich die rotierende Welle 156 erstreckt, ist in der Mitte der oberen Fläche des ver­ gossenen Harzes 111 ausgebildet. Ein Lager 164 ist an dem gegossenen Harz 111 ausgebildet. Die sich drehende Welle 156 wird axial und drehbar durch ein Lager 168, das an der inneren Bodenfläche des Getriebegehäuses 154 ausgebildet ist, und das Lager 164 drehbar gestützt, das an dem vergos­ senen Harz 111 des vergossenen Statorkörpers 153 ausgebil­ det ist. Ein Endbereich der sich drehenden Welle 156 ver­ läuft durch das Durchgangsloch 163 des Stators 11 und steht in das Getriebegehäuse 154 vor und ein Zahnrad 170, das den die Drehung untersetzenden Getriebzug 155 bildet, ist an dem vorstehenden Endbereich der Welle 156 befestigt. Der Getriebzug 155 weist dieses Zahnrad 170 und die Zahnräder 173 bis 177 zur Übertragung der Drehung des Zahnrades 170 an die Ausgangswelle 172 auf.

Die Erregerspulen 165 sind mit den Anschlüssen 167 verbun­ den.

Mit dieser Anordnung wird ebenso derselbe Effekt wie mit der oben beschriebenen Ausführungsform erhalten.

Wie dies oben beschrieben wurde, sind bei dem erfindungsge­ mäßen Schrittmotor vier ringförmige Statoren, die denselben Innendurchmesser und denselben Außendurchmesser aufweisen, konzentrisch durch vorbestimmte Spalte in der axialen Rich­ tung eines Magnetrotors voneinander getrennt angeordnet, so daß jeweils zwei der vier Statoren gepaart sind. Die sich ergebenden Statoren sind durch Gußformen integriert. Die Erregerspulen sind auf die äußeren Umfangsflächen der ma­ gnetischen Polbereiche der Statoren der jeweiligen Paare aufgewickelt. Der Magnetrotor ist drehbar in die Statoren eingesetzt. Ein plattenähnliches Joch weist eine U-Form auf und ist zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen der ringförmigen Platten neben den äußeren Umfangsflächen der ringförmigen Statoren, die die Paare bilden, eingesetzt. Aus diesem Grunde können die Außendurchmesser der Statoren leicht gehandhabt werden.

Selbst wenn gestufte Bereiche unerwünschter Weise in den äußeren Umfangsflächen der Statoren infolge von Herstel­ lungsfehlern, Dezentrierungen, Schrumpfungen des vergosse­ nen Harzes und dergleichen ausgebildet werden, entstehen überhaupt keine Probleme. Da das Joch zwischen die Statoren der jeweiligen Paare eingesetzt ist, kann es leicht mon­ tiert werden und wird der Kontaktbereich zwischen dem Be­ reich des Joches und den Statoren vergrößert. Dadurch neh­ men Schwankungen des magnetischen Wirkungsgrades ab. Das Joch kann auch in einen engen Kontakt zu den Erregerspulen gebracht werden.

Bei der Erfindung wird, da die Statoranordnungen durch die nicht magnetischen Zwischenplatte angeordnet sind, der ma­ gnetische Einfluß zwischen den Statoranordnungen entspre­ chend den jeweiligen Phasen unterdrückt. Dadurch kann der magnetische Wirkungsgrad der entsprechenden Phasen verbes­ sert werden.

Da die Angriffsbereiche in den ringförmigen Statoren und dem Joch angeordnet sind, um das Joch zu positionieren und um aneinander anzugreifen, kann das Joch zuverlässig in ei­ ner vorbestimmten Position befestigt werden und liegt eine gute magnetische Kopplung zwischen dem Joch und den Stato­ ren vor.

Weil das Joch erfindungsgemäß einen Schlitz aufweist, in dem die ringförmigen Statoren der verschiedenen Paare, die Rücken an Rücken angeordnet sind, eingesetzt sind, kann das Joch an den beiden Statoranordnungen mit einer einzigen Operation montiert werden.

Da die ringförmigen Statoren und andere Teile, die mit den Statoren zu verbinden sind, einstückig vergossen bzw. ge­ gossen sind, wird erfindungsgemäß die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Zusammenbauschritte verringert.

Da der Haltebereich für die Anschlüsse einstückig mit den Statoren ausgebildet ist, muß erfindungsgemäß kein eigener Haltebereich für die Anschlüsse vorgesehen werden. Aus die­ sem Grunde können externe Drähte leicht in einer Richtung verbunden werden. Dadurch wird der Zusammenbau erleichtert.

Da die Lagerbereiche oder die Lager-Haltebereiche, die den Magnetrotor axial drehbar stützen einstückig ausgebildet sind, kann erfindungsgemäß die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Zusammenbauschritte unter diesem Gesichtspunkt verringert werden. Gleichzeitig wird dadurch die Betriebs­ fähigkeit bzw. die Zusammenbaubarkeit verbessert.

Da die Lagerbereiche, von denen jeder axial drehbar wenig­ stens ein Zahnrad des Getriebezuges trägt bzw. lagert, und das untere oder obere Gehäuseteil einstückig mit den Stato­ ren ausgebildet sind, kann erfindungsgemäß die Anzahl der Bauteile und die Anzahl der Zusammenbauschritte weiter ver­ ringert werden.

Die Erfindung betrifft einen Schrittmotor, bei dem jeder von vier einstückig vergossenen ringförmigen Statoren, die zwei Paare bilden, eine ringförmige Platte mit einem mitt­ leren Loch, in das ein Magnetrotor einsetzbar ist, und Polzähne aufweist, die die magnetischen Polbereiche bilden, die von dem Magnetrotor durch einen vorbestimmten Spalt ge­ trennt sind. Die Polzähne eines ringförmigen Stators eines vorgegebenen Paares erstrecken sich von der ringförmigen Platte derart, daß sie senkrecht zu der anderen ringförmi­ gen Platte des vorgegebenen Paares verlaufen. Sie sind äquidistant um das mittlere Loch herum angeordnet, derart, daß sie gegenüber den Polzähnen des anderen ringförmigen Stators um eine Teilung verschoben sind. Montagelöcher sind in jeder ringförmigen Platte an vorbestimmten Orten in der Umfangsrichtung angeordnet. Die Montagelöcher, die in den ringförmigen Platten vorgegebener ringförmiger Statoren der unterschiedlichen Paare, die Rücken an Rücken angeordnet sind, ausgebildet sind, sind an denselben Positionen ange­ ordnet. Auf Flächen aller ringförmigen Statoren, die den Magnetrotor nicht zugewandt sind, sind vergossene isolie­ rende Schichten ausgebildet. Die isolierenden Schichten sind miteinander durch die Montagelöcher verbunden, die in den ringförmigen Platten der vorgegebenen ringförmigen Sta­ toren angeordnet sind. Erregerspulen sind auf alle ringför­ migen Statoren auf den isolierenden Schichten aufgewickelt. Ein plattenähnliches Joch weist einen Hauptbereich auf, der zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen der ringförmi­ gen Platten eingesetzt ist, die neben den anderen Umfangs­ flächen aller ringförmigen Statoren angeordnet sind.

Claims (9)

1. Schrittmotor, gekennzeichnet durch:
einen Magnetrotor (1), an dem Magnetpole entgegenge­ setzter Polaritäten abwechselnd und äquidistant in einer Umfangsrichtung angeordnet sind;
vier ringförmige Statoren (4, 5, 11, 12), die densel­ ben Innendurchmesser und denselben Außendurchmesser aufwei­ sen und konzentrisch in der axialen Richtung des Magnetro­ tors (1) durch vorbestimmte Spalte getrennt angeordnet sind, wobei jede beiden benachbarten Statoren der vier ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) ein Paar bilden,
Erregerspulen (6, 13), die jeweils auf die Paare der ringförmigen Statoren (4, 5; 11, 12) aufgewickelt sind und
ein U-förmiges Joch (41), das neben den äußeren Um­ fangsflächen der ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) ange­ ordnet ist,
wobei jeder der ringförmigen Statoren, die das jewei­ lige Paar bilden, eine ringförmige Platte aufweist, die den Innendurchmesser und ein mittiges Loch besitzt, in das der Magnetrotor (1) einsetzbar ist, und Polzähne (110) auf­ weist, die magnetische Polbereiche bilden, die von dem Ma­ gnetrotor (1) durch einen vorbestimmten Spalt getrennt sind, wobei
die Polzähne (110) eines ringförmigen Stators (4; 11) eines vorgegebenen Paares sich von der ringförmigen Platte senkrecht zu dem anderen Stator (5; 12) des vorgegebenen Paares erstrecken und äquidistant um das mittlere Loch her­ um angeordnet sind, so daß sie von den Polzähnen (110) des anderen ringförmigen Stators (5; 12) um eine halbe Teilung verschoben sind, wobei
eine Anzahl von Montagelöchern (113) in jeder ring­ förmigen Platte an vorbestimmten Orten in der Umfangsrich­ tung angeordnet sind, wobei die Montagelöcher (113), die in den ringförmigen Platten der ringförmigen Statoren (5, 11) der unterschiedlichen Paare, die Rücken an Rücken angeord­ net sind, in denselben Positionen angeordnet sind, wobei
die vier ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) durch Vergießen einstückig miteinander verbunden sind und isolie­ rende Schichten (111) durch das Vergießen an den Oberflä­ chen ausgebildet werden, die dem Magnetrotor (1) nicht ge­ genüberliegen, wobei die isolierenden Schichten (111) mit­ einander über die Montagelöcher (113) verbunden sind, die in den ringförmigen Platten der ringförmigen Statoren (5; 11) der unterschiedlichen Paare ausgebildet sind, die Rük­ ken an Rücken angeordnet sind, wobei
die Erregerspulen (6, 13) auf die ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12), die die jeweiligen Paare bilden, auf den iso­ lierenden Schichten aufgewickelt sind und wobei
das Joch (41) einen plattenförmigen Körper mit einem Hauptbereich (41a, 41b) aufweist, der zwischen die sich ge­ genüberliegenden Flächen der ringförmigen Platten neben den äußeren Umfangsflächen der ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12), die die Paare bilden, eingesetzt ist.

2. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den ringförmigen Statoren (5; 11) der unter­ schiedlichen Paare, die Rücken an Rücken angeordnet sind, durch eine Zwischenplatte angeordnet ist, die aus einem nicht magnetischen Material besteht.

3. Schrittmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) und das Joch (41) Eingriffsbereiche (112, 115) aufweisen, die das Joch (41) positionieren und aneinander angreifen.

4. Schrittmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Joch (41) durch einen geboge­ nen, plattenähnlichen Körper gebildet ist, der von den bei­ den Paaren geteilt wird und daß der plattenähnliche Körper einen Schlitz aufweist, in dem die ringförmigen Statoren (5, 11) der verschiedenen Paare, die Rücken an Rücken ange­ ordnet sind, eingesetzt sind.

5. Schrittmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) und andere Teile, die mit ihnen zu verbinden sind, einstückig durch Vergießen ausgebildet sind.

6. Schrittmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die anderen Teile, die mit den ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) zu verbinden sind, einen Haltebereich (84) für eine Mehrzahl von Anschlüssen (85) aufweist, mit denen die Endbereiche der Erregerspulen (6, 13) verbunden sind.

7. Schrittmotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die anderen Teile, die mit dem ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) zu verbinden sind, ein Lagerteil (92) oder ein Lager-Halteteil (82) umfassen, die den Magnet­ rotor (1) axial und drehbar lagern.

8. Schrittmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die anderen Teile, die mit den ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) zu verbinden sind, ein Lagerteil umfassen, das wenigstens ein Zahnrad eines Ge­ triebezuges (155) zur Rotationsübertragung, der an dem Ma­ gnetrotor (152) angreift, axial und drehbar lagert.

9. Schrittmotor nach einem der Ansprüche 5 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die anderen Teile, die mit dem ringförmigen Statoren (4, 5, 11, 12) zu verbinden sind, ei­ nen gegossenen Statorkörper (80) und ein unteres Gehäuse­ teil (22) oder ein oberes Gehäuseteil (21) umfassen.