DE2060326B2 - Symmetrischer induktionsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen symmetrischen Induktionsmotor mit einem innerhalb eines topfförmigen Rotors befindlichen Stator. Solche symmetrischen Induktionsmotoren werden insbesondere als Kleinmotoren für den Antrieb von Lüftern, Gebläsen, Plattenspielern usw. verwendet und haben den wesentlichen Vorteil, daß sie in der Mitte der sich drehenden Teile des Lüfters, des Gebläses, des Plattenspielers usw. angeordnet werden können und folglich weniger Raum beanspruchen als vergleichbare Induktionsmotoren, bei denen sich der Stator außerhalb des Rotors befindet.

Die bekannten symmetrischen Induktionsmotoren der eingangs beschriebenen grundsätzlichen Art (vgl. die britische Patentschrift 390 618) lassen sich noch, bei gleichbleibender Leistung, verkleinern sowie konstruktiv und funktionell verbessern, worin die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu sehen ist.

Der erfindungsgemäße symmetrische Induktionsmotor, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als tiefgezogenes ferromagnetisches Werkstück ausgeführt ist und aus einem Bodenteil und parallel zur Motorachse verlaufenden, gleichmäßig über den zylindrischen Umfang des topfförmigen Rotors verteilt angeordneten Rotorfingern besteht und daß elektrische Rotorleiter an oder nahe an der Wurzel der Rotorfinger angeordnet sind.

In der Praxis brauchen nur die axial verlaufenden

Rotorfinger den Stator umgeben, während das Bodenteil mit den Rotorleitern außerhalb des einen Statorendes liegen kann. Die zwischen den Rotorfingern vorhandenen Schlitze können parallel oder schräg zur Motorachse verlaufen und frei sein, so daß eine Selbstbelüftung des Induktionsmotors erzielbar ist, oder mit unmagnetischem Material ausgefüllt sein. Zwischen den Rotorfingern können aber auch relativ dünnwandige Stege vorgesehen sein, wobei diese Stege Bahnen mit im Vergleich zu den Rotorfingern relativ hohem magnetischem Widerstand ergeben.

Die Rotorleiter bestehen vorzugsweise aus an beiden Seiten des Bodenteils des Rotors anliegenden und mittels durch die Schlitze zwischen den Wurzeln der Rotorfinger oder durch im Bodenteil des Rotors vorgesehene Löcher hindurchgehenden Nieten aus elektrisch leitendem Material miteinander verbundenen Ringen aus Kupfer oder Aluminium. Die Rotorleiter können aber auch, selbstverständlich aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium, direkt auf den Rotor aufgegossen sein.

Bei dem erfindungsgemäßen Induktionsmotor kann der Rotor auf dem einen Ende des Stators gelagert sein, wobei zweckmäßigerweise der Rotor bzw. der Stator eine kurze Achse und der Stator bzw. der Rotor eine entsprechende Lagerbuchse trägt. In Ausnahmefällen kann aber auch am Gehäuse des erfindungsgemäßen Induktionsmotors eine weitere Lagerbuchse vorgesehen wedren. Eine weitere Besonderheit des erfindungsgemäßen Induktionsmotors, die zu besonderen Vorteilen bezüglich der Ausbildung und Herstellung des Stators führt, liegt dann vor, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Axiallänge der Rotorfinger kurzer ist als die Axiallänge des Stators, so daß der Stator nicht vollkommen vom Rotor umgeben ist. Dadurch wird die Montage der Spaltbleche des Stators wesentlich erleichtert. Derartige Spaltbleche und die Ausbildung von Schlitzen im Stator zur Erzeugung von Bahnen hohen magnetischen Widerstandes werden zur Ausbildung der Pole des Stators benötigt.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung besteht der Stator aus einem Ring aus ferromagnetischem Material mit einer darin befindlichen Erregeranordnung, wobei der Ring mit einem ersten axial verlaufenden Teil in die Rotorfinger hineinragt, mit einem zweiten axial verlaufenden Teil über den Rotor hinausragt und die Statorpole durch in dem Ring ausgebildete Schlitze und durch im zweiten Teil des Ringes angeordnete Spaltbleche gebildet sind. Zweckmäßigerweise sind der Rotor und der Stator aus ferromagnetischem Material mit gleicher Wandstärke hergestellt. Bei dieser Ausführungsform empfiehlt es sich, die Anordnung so zu treffen, daß das zweite Teil des Ringes diametral einander gegenüberliegende Paare von Spaltblechen und diametral angeordnete Schlitze dicht auf der einen Seite der Spaltbleche aufweist und daß das erste Teil des Ringes schräge Schlitze aufweist, wobei die schrägen Schlitze im ersten Teil und die Spaltbleche und Schlitze im zweiten Teil mit ihren aneinanderstoßenden Enden auf einer Axiallinie liegen, so daß zwischen den Hauptpolflächen des Stators Bahnen mit hohem magnetischem Widerstand bestehen. Die notwendigen Erregerwicklungen können innerhalb des den Stator bildenden Ringes auf einem diametral sich innerhalb des Ringes erstreckenden Schichtkern angeordnet sein.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen symmetrischen Induktionsmotors, teilweise geschnitten,

F ί g. 1 A ein Detail einer Abwandlung des Gegenstandes nach Fig. 1,

F i g. 2 eine Ansicht des Gegenstandes nach F i g. 1 ίο in Blickrichtung des Pfeiles 2,

F i g. 3 eine Ansicht des Gegenstandes nach F i g. 1 in Blickrichtung des Pfeiles 3,

F i g. 4 eine räumlich auseinandergezogene, perspektivische Darstellung des Gegenstandes nach Fig. 1,

F i g. 5 bis 7 in Kraftlinienverlauf beim Gegenstand nach F i g. 1 während einer halben Umdrehung,

F i g. 8 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen symmetrisehen Induktionsmotors,

F i g. 9 eine Ansicht des Gegenstandes nach F i g. 8 in Blickrichtung des Pfeiles 9 und

Fig. 10 eine räumlich auseinandergezogene, perspektivische Darstellung des Gegenstandes nach Fig. 8.

Der in den F i g. 1 bis 7 dargestellte symmetrische Induktionsmotor weist einen topfförmigen Rotor und innerhalb des Rotors einen Stator auf.

Erfindungsgemäß ist der Rotor als tiefgezogenes ferromagnetisches Werkstück ausgeführt und besteht der Rotor aus einem Bodenteil 10 und parallel zur Motorachse verlaufenden, gleichmäßig über den zylindrischen Umfang des topfförmigen Rotors verteilt angeordneten Rotorfingern 11 und sind elektrische Rotorleiter 13, 14 an oder nahe an der Wurzel 12 der Rotorfinger 11 angeordnet.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umgeben nur die axial verlaufenden Finger 11 den Stator 20 und liegt das Bodenteil 10 des Rotors mit den Rotorleitem 13, 14 außerhalb des einen Statorendes. Die zwischen den Rotorfingern 11 vorhandenen Schlitze verlaufen parallel zur Motorachse.

Wie die F i g. 1 zeigt, bestehen die Rotorleiter 13, 14 aus an beiden Seiten des Bodenteiles 10 des Rotors anliegenden Ringen aus elektrisch gut leitendem Material, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, und aus Nieten 15, die durch im Bodenteil 10 des Rotors vorgesehene Löcher hindurchgehen und die als Ringe ausgeführten Rotorleiter 13, 14 miteinander verbinden, so daß ein in sich geschlossener Käfig entsteht. Wie die F i g. 1 zeigt, ist der als Ring ausgeführte Rotorleiter 13 auf einer Erhebung 10 α des Bodenteils 10 des Rotors vorgesehen.

Alternativ zu der zuvor beschriebenen Ausführung der Rotorleiter 13, 14 können diese auch, aus elektrisch gut leitendem Material wie Kupfer oder Aluminium, direkt auf den Rotor aufgegossen sein oder, wie in F i g. 1 A dargestellt, durch Aufheben einer entsprechend geschlitzten Scheibe 50 auf die Rotorfinger 51 gebildet werden.

Der Rotor ist auf dem einen Statorende gelagert und trägt hierfür eine kurze Achse 16, der eine Lagerbuchse 28 am Stator zugeordnet ist.

Wie die F i g. 1 zeigt, ist die Axiallänge der Rotor-6g finger 11 kürzer als die Axiallänge des Stators, so daß der Stator nicht vollkommen vom Rotor umgeben ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel und nach be-

vorzugter Lehre der Erfindung besteht der Stator aus einem Ring 20 aus ferromagnetischem Material, wobei der Stator die gleiche Wandstärke hat wie der Rotor. Der Ring 20 besitzt zwei Hauptpolflächen, die voneinander durch zwei Gruppen von jeweils drei 5 schräge Schlitze 21 getrennt sind, die sich teilweise in dem Ring 20 über dessen Teil erstrecken, der von den Rotorfingern umgeben ist. In dem Teil des Ringes 20, der außerhalb der Rotorfinger 11 liegt, sind zwei Paare von Schlitzen 22 mit axial verlaufenden Ausschnitten 23 zum Einsetzen von Spaltblechen 24 sowie Axialschlitze 25 als axiale Fortsetzung des Endes eines jeweils letzten Schlitzes 21 der schrägen Schlitze 21 vorgesehen. Die Axialschlitze 25 und die zugeordneten schrägen Schlitze 21 ergeben Bahnen hohen magnetischen Widerstandes an einer Seite einer jeden Gruppe von Spaltblechen 24. Die jeweils letzten Schlitze 21 der Gruppe der schrägen Schlitze 21 dienen außerdem zur Aufnahme der Enden flügelartiger Arme 21, die eine axial durchbohrte Erhebung 29 tragen, in die die Lagerbuchse 28 für die Achse 16 eingesetzt ist.

Die Spaltbleche 24 können beliebig ausgebildet werden, z. B. können sie direkt eingegossen werden, was ohne weiteres möglich ist, da die Rotorfinger nur zum Teil den Ring 20 umgeben, so daß die Spaltbleche 24 aus der Mantelfläche des Ringes 20 herausragen können.

Der Stator weist außerdem zwei Erregerspulen 30 auf, welche zweckmäßigerweise quadratisch ausgebildet sind und in einem gewissen Abstand voneinander auf einem Kern 31 mit entsprechendem Querschnitt angeordnet sind. Dabei besteht dieser Kern 31 aus einer Anzahl von gegeneinander isolierten Blechen. Die Enden des Kernes 31 liegen dicht an der Innenwandung des Ringes 20 an.

Der Kraftlinienverlauf während einer halben Umdrehung ist in den F i g. 5 bis 7 dargestellt, wobei die Hauptflußrichtung durch die dicken Pfeile 35 angegeben wird, während die Linien 37 und die Pfeile 39 die Nebenflußrichtung hinsichtlich des Flusses darstellen, der durch die Spaltbleche 24 gegangen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 8 bis 10 ist der Rotor, wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel, als topfförmiges, tiefgezogenes, ferromagnetisches Werkstück ausgeführt und besteht der Rotor aus einem Bodenteil 110 und Rotorfingern 111, die im Bereich von Wurzeln 112 an das Bodenteil 110 angeschlossen sind. Die Rotorleiter 113, 114 sind als Ringe ausgeführt und durch die Schlitze zwischen den Rotorfingern 111 im Bereich der Wurzel 112 durch Nieten 115 miteinander verbunden. Der Rotor besitzt in der Mitte des Bodenteiles 110 eine Nabe in Form einer Lagerbuchse 116, die mittels einer Mutter 117 festgeschraubt ist.

Der Stator besitzt bei diesem Ausführungsbeispiel einen zylindrischen Ring 120 aus ferromagnetischem Material mit axial verlaufenden Spaltblechen 124 und Schlitzen 125 zur Ausbildung von Bahnen hohen magnetischen Widerstandes sowie einen Schichtkern 131 und eine einzige Erregerspule 130. Der Ring 120 ist stellenweise im Bereich der Spaltbleche 124 und der Schlitze 125 durch weitere ferromagnetische Teile 126 versteift, die an der Innenseite des Ringes 120 aufgelötet sind. Da der Rotor praktisch die gleiche Axiallänge besitzt wie der Stator, schließen die Spaltbleche 124 mit der äußeren Mantelfläche des Ringes 120 bündig ab und ragen in den Ring 120 hinein. Der Stator besitzt außerdem ein Brückenstück 127, das eine feststehende Achse 129 trägt, die in die Lagerbuchse 116 hineinragt. Die Achse 129 besitzt zur Aufnahme eines Seegeringes od. dgl. eine Ringnut 128, so daß sich der Rotor nicht vom Stator, d. h. von dessen Achse 129, abheben kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Symmetrischer Induktionsmotor mit einem innerhalb eines topfförmigen Rotors befindlichen Stator, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als tiefgezogenes ferromagnetisches Werkstück ausgeführt ist und aus einem Bodenteil (10; 110) und parallel zur Motorachse verlaufenden, gleichmäßig über den zylindrischen Umfang des topfförmigen Rotors verteilt angeordneten Rotorfingern (11; 111) besteht und daß elektrische Rotorleiter (13, 14; 113, 114) an oder nahe an der Wurzel (12; 112) der Rotorfinger (11; 111) angeordnet sind.

2. Symmetrischer Induktionsmotor nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die axial verlaufenden Rotorfinger (11; 111) den Stator umgeben und das Bodenteil (10; 110) mit den Rotorleitern (13, 14; 113, 114) außerhalb des einen Statorendes liegt.

3. Symmetrischer Induktionsmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Rotorfingern (11; 111) vorhandenen Schlitze parallel zur Motorachse verlaufen.

4. Symmetrischer Induktionsmotor nach An-Spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Rotorfingern (11; 111) vorhandenen Schlitze schräg zur Motorachse verlaufen.

5. Symmetrischer Induktionsmotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze mit unmagnetischem Material ausgefüllt sind.

6. Symmetrischer Induktionsmotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rotorfingern (11; 111) relativ dünnwandige Stege vorgesehen sind und diese Stege Bahnen mit im Vergleich zu den Rotorfingern (11; 111) relativ hohem magnetischem Widerstand ergeben.

7. Symmetrischer Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorleiter (13, 14; 113, 114) aus an beiden Seiten des Bodenteiles (10; 110) des Rotors anliegenden und mittels durch die Schlitze zwischen den Wurzeln (12; 112) oder im Bodenteil (10; 110) des Rotors vorhandener Löcher hindurchgehenden Nieten (15; 115) aus elektrisch leitendem Material miteinander verbundenen Ringen aus Kupfer oder Aluminium bestehen.

8. Symmetrischer Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorleiter (13, 14; 113, 114) aus elektrisch gut leitendem Material, wie Kupfer oder Aluminium, direkt auf den Rotor aufgegossen sind.

9. Symmetrischer Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor auf dem einen Statorende gelagert ist und hierfür der Rotor bzw. der Stator eine kurze Achse (16 bzw. 129) und der Stator bzw. der Rotor eine Lagerbuchse (28 bzw. 116) trägt.

10. Symmetrischer Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallänge der Rotorfinger (11) kürzer ist als die Axiallänge des Stators, so daß der Stator nicht vollkommen vom Rotor umgeben ist.

11. Symmetrischer Induktionsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator aus einem Ring (20) aus ferromagnetischem Material mit einer darin befindlichen Erregeranordnung besteht und der Ring (20) mit einem ersten axial verlaufenden Teil in die Rotorfinger (11) hinein- sowie mit einem zweiten Teil axial über den Rotor hinausragt, wobei die Statorpole durch in dem Ring (20) ausgebildete Schlitze (21) und durch im zweiten Teil des Ringes (20) angeordnete Spaltbleche (24) gebildet sind.

12. Symmetrischer Induktionsmotor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor und der Stator aus ferromagnetischem Material mit gleicher Wandstärke hergestellt sind.

13. Symmetrischer Induktionsmotor nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil des Ringes (20) diametral einander gegenüberliegende Paare von Spaltblechen (24) und diametral angeordnete Schlitze (25) dicht auf der einen Seite der Spaltbleche (24) aufweist und daß das erste Teil des Ringes (20) schräge Schlitze (21) aufweist, wobei die schrägen Schlitze (21) im ersten Teil und die Spaltbleche (24) und die Schlitze (25) im zweiten Teil mit ihren aneinanderstoßenden Enden auf einer Axiallinie liegen, so daß zwischen den Hauptpolflächen des Stators Bahnen mit hohem magnetischem Widerstand bestehen.

14. Symmetrischer Induktionsmotor nach einem der Ansprüche 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklungen (30; 130) innerhalb des Ringes (20; 120) des Stators auf einem diametral sich innerhalb des Ringes (20; 120) erstreckenden Schichtkern (31; 131) angeordnet sind.