DE202004004311U1

DE202004004311U1 - Externally rotating constant current brush motor for a treadmill, comprises motor housing which serves both as a rotor and the inertia wheel

Info

Publication number: DE202004004311U1
Application number: DE200420004311
Authority: DE
Original assignee: CHI HUA FITNESS Co Ltd HSICHIH; Chi Hua Fitness Co Ltd
Current assignee: CHI HUA FITNESS Co Ltd HSICHIH; Chi Hua Fitness Co Ltd
Priority date: 2004-03-18
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2014-03-19

Abstract

The motor has a support rod (31) which is fastened to a pair of opposing fastening brackets (41). A permanent magnet is provided in the middle of the rod as an inner stator. Front and rear seats (33) are arranged with a bearing on respective sides of the magnet. The projecting part of the front seat forms a wheel (43) for a belt (42). A commutator is attached to the projecting part of the rear seat and is caused to rotate by the rear seat. A motor housing (36) between the seats is caused to rotate by the seats. A ferrite core and a coil are attached to the inner side of the housing so that the housing acts as a rotor. A conducting wire of the coil extends through a hole in the rear seat and is connected to the commutator. A protective cover (39) is fastened to the rod. Right and left brushes are arranged inside the cover and lie against the commutator.

Description

Die Erfindung betrifft einen außenrotierenden Gleichstrommotor in Bürstenbauweise, insbesondere einen Motor, dessen Spule an der Innenseite des Außenrotors angeordnet ist, sodass das Motorgehäuse als Rotor und Trägheitsschwungrad dient. Unter Verwendung einer Konfiguration des Gleichstrommotors in Bürstenbauweise entfällt die herkömmliche Wende- und Steuerschaltung. Hierdurch ergibt sich eine kompakte und kleine Baueinheit, die insbesondere für Hometrainers, wie z.B. Laufband, o. Ä., gut geeignet ist.The invention relates to an externally rotating Brushed DC motor, in particular a motor, the coil of which is on the inside of the outer rotor is arranged so that the motor housing as a rotor and inertia flywheel serves. Using a configuration of the DC motor in brush construction deleted the conventional Reversing and control circuit. This results in a compact and small assembly, which is particularly suitable for home trainers, e.g. Treadmill, or similar, is well suited.

Ein herkömmlicher Motor für ein Laufband 10, wie in den 6 und 7 gezeigt, ist in innenrotierender Bauweise ausgestaltet. Dabei muss ein schweres Trägheitsschwungrad 23 an eine von dem Innenrotor 21 zur Rotation mitgenommene Ausgangswelle 22 angesetzt werden. Über ein Antriebsriemenrad 24 und einen Antriebsriemen 25 wird ein angetriebenes Riemenrad 13 für eine Walze 12 der im Kreislauf rotierenden Lauffläche 11 in Drehbewegung versetzt. Hierdurch ergibt sich eine Rotation der Lauffläche 11 an einer festen Stelle. Unabhängig von Wind und Wetter bietet dieses Laufband zwar beste Bedingungen für Walking und Jogging in den eigenen vier Wänden. Das zusätzlich am innenrotierenden Motor angebrachte Trägheitsschwungrad 23 führt aber zur Steigerung von Verarbeitungs- und Materialkosten. Außerdem muss das dynamische Gleichgewicht unabhängig von dem Motor 20 extra berücksichtigt werden. Daher gestaltet sich die Einstellung auf eine erforderliche Genauigkeit nur als äußerst schwierig.A conventional motor for a treadmill 10 as in the 6 and 7 shown, is designed in an internally rotating construction. A heavy inertia flywheel must be used 23 to one of the inner rotor 21 output shaft taken for rotation 22 be scheduled. Via a drive belt wheel 24 and a drive belt 25 becomes a driven pulley 13 for a roller 12 the rotating tread 11 rotated. This results in a rotation of the tread 11 at a fixed point. Regardless of wind and weather, this treadmill offers the best conditions for walking and jogging in your own four walls. The inertia flywheel also attached to the internally rotating motor 23 but leads to an increase in processing and material costs. In addition, the dynamic balance must be independent of the engine 20 be taken into account. Therefore, setting the required accuracy is extremely difficult.

Bei einem außenrotierenden Motor nach der US 6,661,136 , mit dem versucht wird, die Verarbeitungs- und Materialkosten einzusparen, ist nachteilig, dass die Spule in der Form eines Stators ausgestaltet ist, wodurch die von der Spule erzeugte Wärme nur langsam nach außen abgeführt werden kann. Dies führt aber zur Erniedrigung der Wärmeabführleistung und somit weiterhin zur Reduzierung des Arbeitswirkungsgrads. Außerdem ist das Steuergerät bei diesem bürstenlosen Motor kostenintensiv, sodass dieser Motor bei billigeren Laufbändern nicht eingesetzt werden kann.With an externally rotating motor after the US 6,661,136 Attempting to save the processing and material costs is disadvantageous in that the coil is designed in the form of a stator, as a result of which the heat generated by the coil can only be dissipated to the outside slowly. However, this leads to a reduction in the heat dissipation capacity and thus further to a reduction in the work efficiency. In addition, the control unit on this brushless motor is costly, so this motor cannot be used on cheaper treadmills.

Aus diesem Grund hat der Erfinder in Anbetracht der Nachteile herkömmlicher Lösungen, basierend auf langjähriger Erfahrung in diesem Bereich, nach langem Studium, zahlreichen Versuchen und unentwegten Verbesserungen die vorliegende Erfindung entwickelt.For this reason, the inventor considering the disadvantages of conventional Solutions, based on years of experience Experience in this area, after long studies, numerous attempts and constant improvements the present invention developed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen außenrotierenden Gleichstrommotor in Bürstenbauweise zu schaffen, der durch einfache Maßnahmen die oben genannten Nachteile nicht aufweist.The invention is therefore the object based on an externally rotating Brushed DC motor to create the above by simple measures Does not have disadvantages.

Gelöst wird diese Aufgabe nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.This task is solved after the characterizing features of claim 1. Further advantageous Further developments of the invention emerge from the subclaims.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:Other features and advantages of present invention will become apparent upon reading the following Description of preferred embodiment, the attached Reference to drawings; show it:

1 in schematischer Perspektivdarstellung den erfindungsgemäßen Motor, der bei einem herkömmlichen Laufband Verwendung findet; 1 in a schematic perspective view of the motor according to the invention, which is used in a conventional treadmill;

2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Motors; 2 a sectional view of the motor according to the invention;

3 einen Schnitt entlang der Linie 3–3 in 2, wobei der Kommutator und die Bürste dargestellt sind; 3 a section along the line 3-3 in 2 , showing the commutator and the brush;

4 eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Motors; 4 a front view of the motor according to the invention;

5 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Motors; 5 a side view of the engine according to the invention;

6 in schematischer Perspektivdarstellung einen herkömmlichen, innenrotierenden Motor, der bei einem bekannten Laufband Verwendung findet; und 6 a schematic perspective view of a conventional, internally rotating motor, which is used in a known treadmill; and

7 eine Schnittansicht des herkömmlichen, innenrotierenden Motors. 7 a sectional view of the conventional internal rotating motor.

Bezugnehmend auf 1 ist der erfindungsgemäße Motor 30 über ein Paar von Befestigungsbügeln 41 an einem Sockel 40 eines Laufbands angebracht. Über einen Riemen 42 wird ein angetriebenes Riemenrad 43 in Drehbewegung versetzt, das dann eine Walze 44 und eine um die Walze 44 herum angeordnete Lauffläche 45 zur Rotation mitnimmt.Referring to 1 is the motor according to the invention 30 over a pair of mounting brackets 41 on a base 40 attached to a treadmill. Over a strap 42 becomes a driven pulley 43 rotated, then a roller 44 and one around the roller 44 tread arranged around 45 takes for rotation.

Der Motor 30, wie in den 2 und 3 gezeigt, ist mithilfe einer Stützstange 31 zwischen den beiden Befestigungsbügeln 41 vorgesehen, wobei ein Dauermagnet 32 im Mittelbereich der Stützstange 31 vorgesehen ist. Ein vorderer und hinterer Drehsitz 33, 34 sind jeweils mit einem Lager 331 bzw. 341 an beiden Seiten des Dauermagneten 32 angeordnet. Der vorspringende Abschnitt des vorderen Drehsitzes 33 ist als Riemenrad 332 ausgebildet, um eine mechanische Verbindung mit dem Riemen 42 herzustellen, während ein Kommutator 35 am vorspringenden Abschnitt des hinteren Drehsitzes 34 angebracht ist. Zwischen dem vorderen und hinteren Drehsitz 33, 34 ist ein Motorgehäuse 36 vorgesehen. Außerdem sind ein Eisenkern 37 und eine Spule 38 an der Innenseite des Motorgehäuses 36 angebracht, wobei sich ein Leitungsdraht 381 der Spule 38 durch eine Bohrung 343 des hinteren Drehsitzes 34 hindurch erstreckt und dann mit dem Kommutator 35 leitend verbunden ist. Darüber hinaus ist eine Schutzhaube 39 mithilfe der Stützstange 31 außerhalb des Kommutators 35 angeordnet, wobei eine rechte und linke Bürste 351 des Kommutators 35 innerhalb der Schutzhaube 39 untergebracht sind. Durch die Schutzhaube 39 hindurch geht ein Netzanschlusskabel 391, über welches der rechten und linken Bürste 351 die benötigte Stromenergie zugeführt wird.The motor 30 as in the 2 and 3 is shown using a support rod 31 between the two mounting brackets 41 provided, with a permanent magnet 32 in the middle area of the support rod 31 is provided. A front and rear swivel seat 33 . 34 are each with a bearing 331 respectively. 341 on both sides of the permanent magnet 32 arranged. The projecting section of the front swivel seat 33 is as a pulley 332 trained to make a mechanical connection with the belt 42 manufacture while a commutator 35 on the projecting section of the rear swivel seat 34 is appropriate. Between the front and rear swivel seats 33 . 34 is a motor housing 36 intended. There is also an iron core 37 and a coil 38 on the inside of the motor housing 36 attached, with a lead wire 381 the coil 38 through a hole 343 of the rear swivel seat 34 extends through and then with the commutator 35 is conductively connected. In addition, there is a protective hood 39 using the support rod 31 outside the commutator 35 arranged with a right and left brush 351 of the commutator 35 inside the protective hood 39 are accommodated. Through the protective hood 39 a power cord goes through it 391 , over which of the right and left brush 351 the required electricity is supplied.

Die Installierung der Bürste 351 erfolgt über einen Bürstenhalter 352 und eine Spiralfeder 353. Diese entspricht dem hinlänglich bekannten Stand der Technik, so dass es weiterer Erlauterungen nicht bedarf.The installation of the brush 351 takes place via a brush holder 352 and a coil spring 353 , This corresponds to the well-known prior art, so that no further explanations are required.

Im Gebrauch wird das Netzanschlusskabel 391 an das Gleichstromnetz angeschlossen, wobei die Stromenergie über die befestigte Bürste 351 zugeführt wird. Der Kommutator 35 besteht aus einer äußeren Gleichrichterröhre 35a und einem inneren Isolierkörper 35b, die beide an den vorspringenden Abschnitt 342 angesetzt werden. Nachdem der Wechselstrom mithilfe des Kommutators 35 in Gleichstrom umgewandelt ist, wird der gebildete Gleichstrom an die Spule 38 übergeben. Hierdurch ergibt sich ein magnetischer Effekt zwischen dem Eisenkern 37 und der Spule 38, um das Motorgehäuse 36 in Drehbewegung zu versetzen. Deshalb wird ein Motor in außendrehender Bauweise gebildet. Gleichzeitig zur Rotation des Motorgehäuses 36 drehen sich der vordere und hintere Drehsitz 33, 34 und der Kommutator 35, um einen in 4 dargestellten Drehabschnitt (A) zu bilden. Hingegen werden die Befestigungsbügel 41, die Stützstange 31, die Schutzhaube 39 und das Netzanschlusskabel 391 als starr befestigter Abschnitt (B) ausgebildet. Das Netzanschlusskabel 391, wie in 5 gezeigt, wird nicht von der Drehung des Drehabschnitts (A) beeinflusst, sondern die Bürsten 351 innerhalb der Schutzhaube 39 werden kontinuierlich mit Strom gespeist. Der laufende Drehabschnitt (A) wirkt als Trägheitsschwungrad, sodass kein zusätzliches Trägheitsrad erforderlich ist.The power cord is in use 391 connected to the dc network, with the power supply via the attached brush 351 is fed. The commutator 35 consists of an outer rectifier tube 35a and an inner insulating body 35b both on the projecting section 342 be scheduled. After the alternating current using the commutator 35 is converted into direct current, the direct current formed is sent to the coil 38 to hand over. This creates a magnetic effect between the iron core 37 and the coil 38 to the motor housing 36 to rotate. For this reason, a motor with an external design is built. Simultaneously with the rotation of the motor housing 36 the front and rear swivel seat rotate 33 . 34 and the commutator 35 to get one in 4 to form the shown rotating section (A). In contrast, the mounting bracket 41 , the support rod 31 , the protective hood 39 and the power cord 391 formed as a rigidly attached section (B). The power cord 391 , as in 5 is not affected by the rotation of the rotary section (A), but the brushes 351 inside the protective hood 39 are continuously supplied with electricity. The running rotary section (A) acts as an inertia flywheel, so that no additional inertia wheel is required.

Der erfindungsgemäße Gleichstrommotor in Bürstenbauweise bewältigt die Montageschwierigkeiten sehr geschickt und ist als Antriebsquelle des Laufbands. Außerdem verfügt er über eine einfache Steuerschaltung, um die Herstellungskosten zu verringern.The brushless DC motor according to the invention overcome the assembly difficulties very skillful and is as a driving source of the treadmill. Moreover has he about a simple control circuit to reduce manufacturing costs.

Des Weiteren ist der erfindungsgemäßen Gleichstrommotor in außenrotierender Bauweise ausgeführt, indem die Spule 38 an der Innenseite des Motorgehäuses 36 des Außenrotors angeordnet ist. Bei Inbetriebnahme des Motors 30 wird die Spule 38 zur Rotation mitgenommen. Die bei Inbetriebnahme des Motors 30 entwickelte Wärme wird durch die Drehbewegung selbsttätig abgeführt, sodass die Wärmeabführleistung und somit der Arbeitswirkungsgrad erhöhbar ist. Wird ein damit rotierendes Flügelrad 333 seitlich am vorderen Drehsitz 33 zusätzlich angebracht, wird das Wärmeabführvermögen weiterhin verbessert.Furthermore, the DC motor according to the invention is designed in an externally rotating construction by the coil 38 on the inside of the motor housing 36 the outer rotor is arranged. When starting the engine 30 becomes the coil 38 taken to the rotation. The when starting the engine 30 Developed heat is dissipated automatically by the rotary movement, so that the heat dissipation and thus the work efficiency can be increased. Becomes a rotating impeller 333 on the side of the front swivel seat 33 attached, the heat dissipation is further improved.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr ergeben sich für den Fachmann im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Insbesondere wird der Schutzumfang der Erfindung durch die Ansprüche festgelegt.The invention is not based on the described embodiment limited, rather arise for the person skilled in the art within the scope of the invention various modification and modification options. In particular the scope of the invention is defined by the claims.

3030: Motorengine
3131: StützstangeStabilizer
3232: Dauermagnetpermanent magnet
3333: vorderer Drehsitzfront Swivel seat
331331: Lagercamp
332332: Riemenradpulley
333333: Schraubenmutternut
3434: hinterer Drehsitzrear Swivel seat
341341: Lagercamp
342342: vorspringender Abschnittprojecting section
343343: Drehknopfknob
3535: Kommutatorcommutator
35a35a: GleichrichterröhreRectifier tube
35b35b: Isolierkörperinsulator
351351: Bürstebrush
352352: Bürstenhalterbrush holder
353353: Spiralfederspiral spring
3636: Motorgehäusemotor housing
3737: Eisenkerniron core
3838: SpuleKitchen sink
3939: Schutzhaubeguard
4040: Sockelbase
4141: Befestigungsbügelmounting bracket
4242: Riemenbelt
4343: Riemenradpulley
4444: Walzeroller
4545: Laufflächetread

Claims

External rotating DC motor in brush design for a treadmill, which has at least: a support rod ( 31 ) attached to a pair of two opposite mounting brackets ( 41 ) is attached; a permanent magnet ( 32 ), which in the middle area of the support rod ( 31 ) provided and designed as an inner stator; a front and rear swivel seat ( 33 . 34 ), each with a bearing ( 331 respectively. 341 ) on both sides of the permanent magnet ( 32 ) are arranged, the projecting section of the front swivel seat ( 33 ) as a pulley ( 332 ) serves; a commutator ( 35 ) on the projecting section of the rear swivel seat ( 34 ) attached and from the rear swivel seat ( 34 ) is taken for rotation; a motor housing ( 36 ) between the front and rear swivel seat ( 33 . 34 ) provided and by the front and rear swivel seat ( 33 . 34 ) is taken for rotation, with an iron core ( 37 ) and a coil ( 38 ) on the inside of the motor housing ( 36 ) are attached, whereby the motor housing ( 36 ) is designed in the form of a runner, and wherein a lead wire ( 381 ) the coil ( 38 ) through a hole ( 343 ) of the rear swivel seat ( 34 ) extends through and then with the commuta goal ( 35 ) is conductively connected; a protective hood ( 39 ), the opening of which is the rear swivel seat ( 34 ) facing and on the support rod ( 31 ) is attached; and a right and left brush ( 351 ) inside the protective hood ( 39 ) are housed and against the commutator ( 35 ) issue.

DC motor according to claim 1, characterized in that the installation of the brush ( 351 ) via a brush holder ( 352 ) and a spiral spring ( 353 ) he follows.

DC motor according to Claim 1, characterized in that the protective hood ( 39 ) through a power cord ( 391 ) goes over which of the right and left brush ( 351 ) the required electricity can be supplied.

DC motor according to claim 1, characterized in that an impeller ( 333 ) on the side of the front swivel seat ( 33 ) is additionally attached.