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Gleichstrom-Permanentmagnet-Motor Die Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Permanentmagnet-Motor
zum Antrieb von umlaufenden Teilen bei der Trägheitsnavigation, insbesondere von
Kreiseln, bestehend aus einem zylindrischen Stator mit mehreren magnetischen Polen,
einem Schleifbürstenblockring mit inneren Schleifbürsten, und einem im Stator und
Schleifbürstenblockring drehbar angeordneten, von den Schleifbürsten berührten zylindrischen
Rotor.
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Bei derartigen bekannten Motoren sind mehrere Permanentmagnete in
den Stator eingebettet. Jeder Permanentmagnet muß von dem nächsten isoliert sein,
so daß sich eine verwickelte Anordnung ergibt. Diese Motoren sind teuer, weil enge
Toleranzen für den Zusammenbau eingehalten werden müssen. Darüber hinaus ist dieser
Zusammenbau verhältnismäßig schwierig und verwickelt, beispielsweise muß geklebt
und aufgeschrumpft werden. Um aus Rohlingen einbaufertige Teile herzustellen, sind
zusätzliche Bearbeitungen erforderlich. Darüber hinaus sind derartige Motoren schwach,
weil zerbrechliche Teile für den äußeren und den Nagnethalter verwendet werden.
Das schwächste Glied stellt der Kleber dar, und Belastungen
sowie
Beanspruchungen kommen bei vielen Bearbeitungs-und riontagestufen ins Spiel.
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Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Dies
ist mit einem Gleichstrom-Permanentmagnet-Motor der eingangs angegebenen Art erreicht,
welcher erfindungsgemaß dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stator als einstückiges,
homogenes Nagnetbauteil mit wenigstens vier äquidi stant en Permanentmagnetpolen
ausgebildet ist. Ber Schleifbürstenblockring ist vorzugsweise stirnseitig an Stator
befestigt.
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Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Gleichstroin-Permanent-Notors zum Gegenstand, welches dadurch gekennzeichnet ist,
daß zur Bildung des Stators ein Metallring mittels einer darin eingesetzten Magnetisierungseinrichtung
unter Ausbildung von äquidistanten Polen in N-S-N-S-Folge magnetisiert wird. Vorzugsweise
wird zur Aufrechterhaltung des Nagnetismusses im nicht eingebauten Stator ein ringförmiger
Halter in Beruhrung mit dem Stator gehalten. Der Halter wird auf der dem Schleifbürstenblockring
gegenüberliegenden Stirnseite des Stators angeordnet. Der Stator und die anderen
Bauteile können dann versandt werden, ohne miteinander montiert zu sein. Lediglich
der ringförmige Halter ist mit dem Stator in Berührung gehalten. Bei der Montage
wird der Halter entfernt, und der Stator behält seinen Magnetismus bei.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen
beispielsweise beschrieben. Darin zeigen: Fig. 1 die vordere Stirnansicht eines
bekannten Permanentmagnet-Motors;
i. 2 eine auseinandergezogene,
perspektivische Darstellung der inneren Bauteile eines erfindungsgemäßen Permanentmagnet-Notors;
lPig. 3 eine Magnetisierungseinrichtung zur Herstellung des Stators gemäß Fig. 2
in perspektivischer Wiederga be; Fig. 4 eine Seitenansicht des Stators gemäß Fig.
2; Fig. 5 eine Stirnansicht des Stators gemäß Fig. 5; Fig. 6 die Ansicht eines Axialschnitts
durch die von den miteInander montierten Bauteilen gemaß Fig. 2 gebildete Anordnung;
Fig. 7 eine Stirnansicht der Anordnung gemäß Fig. 6, welche insbesondere den Schleifbürstenblockring
mit den darin angeordneten Schleifbürsten an federnden Armen verdeutlicht.
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In Fig. 1 ist ein Permanentmagnet-Notor 100 nach dem Stand der Technik
dargestellt. Dieser Motor weist einen Magnethalter 102 mit Nuten 104 auf, in welchen
gewöhnlicherweise zwölf Permanentmagnete 106 durch Kleben befestigt sind.
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Diese Permanentmagnete 106 sind weiterhin mittels eines nichtmagnetischen,
aufgeschrumpften Halteringes 108 gehalten. Diese Anordnung ist sehr schwer herzustellen
und äußerst unbefriedigend.
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In Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßer Permanentmagnet-Motor dargestellt.
Im wesentlichen besteht der Motor aus einem zylindrischen Stator 10, einem darin
rotierenden zylindrischen
Rotor 12 und einem Schleifbürstenblockring
14, welcher über dem Rotor 12 stirnseitig am Stator 10 angeordnet ist.
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Der zylindrische Stator 10 wird zunächst unter Verwendung der in
Fig. 3 dargestellten Magnetisierungseinrichtung 16 magnetisiert. Die Einrichtung
16 weist einen zylindrischen Metallkern 18 auf, in welchen Schlitze 20, 22, 24 und
26 eingeschnitten sind, so daß sich ein zylindrisches Malteserkreuz ergibt. Es sind
vier Pole 28, 30, 32 und 34 sowie eine mittlere Nabe 76 vorhanden. Eine elektrische
Leitung 38 ist hufeisenförmig derart durch die Schlitze 20, 22, 24 und 26 geführt,
daß sich vier Pole N-S-N-S ergeben. Die Einrichtung 16 wird mit den Wicklungen in
den Stator 10 eingesetzt, welcher magnetisiert wird, indem durch die Wicklungen
Strom geleitet wird, und zwar eine vom verwendeten Naterial abhängige, bekannte
Zeit lang. Nach der Magnetisierung weist der Stator 10 vier Pole 28a, 30a, 32a und
34a auf, welche sich entsprechend den vier Polen der Einrichtung 16 zwischen etwa
100 und etwa 1200 entlang dem Innenumfang des Stators 10 erstrecken. Um die Magnetisierung
im Stator 10 zu halten, ist an dessen Rückseite ein Halter 40 aus magnetischem Material
angeordnet. Stator 10 und Halter 40 werden zusammen versandt. Zusätzlich zum Stator
10 und dem Halter 40 ist auch der Rotor 12 und der Schleifbürstenblockring 14 vorhanden.
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Beim Einbau wird der Motor zusammengesetzt, indem der Halter 40 entfernt
wird und der Rotor 12 sowie der Schleifbürstenblockring 14 mit dem Stator 10 verbunden
werden. An der Vorderseite des Stators 10 sind zwei Aussparungen 42 zur Aufnahme
von Schrauben 44 vorgesehen, welche den Schleifbürstenblockring 14 durchsetzen.
Bei letzterem handelt
es sich um einen Ring 46 aus Isoliermaterial
mit Öffnungen 48 für die Schrauben 44. Innerhalb des Ringes 46 sind vier Schleifbürsten
50, 52, 54 und 56 vorgesehen, welche über den Rotor 12 gleiten bzw. schleifen. Die
Schleifbürsten 50, 52, 54 und56 sind jeweils von einem federnden Arm gehalten, welcher
durch den Ring 46 nach außen läuft.
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ttber die Schleifbürsten 50, 52, 54 und 56 wird dem Rotor 12 ein
Drehmomentsignal aufgegeben, so daß er sich bezüglich der Statorpole fluchtend einstellt.
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Bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines Motors mit einem zylindrischen
Stator, einem darin umlaufenden zylindrischen Rotor und einem über dem Rotor stirnseitig
am Stator angeordneten Schleifbürstenblockring wird also zunächst der Stator dadurch
magnetisiert, daß in den Statorzylinder eine Magnetisierungsanordnung mit der gewünschten
Polanzahl, gewöhnlich mit 4 Polen, eingesetzt und durch die Anordnung zur Magnetisierung
der Pole ein Gleichstrom hindurchgeleitet wird. Dann wird am Stator ein Halter angebracht,
bis er über dem Rotor und neben dem Schleifbürstenblockring montiert wird. Der erfindungsgemäße
Motor weist einen ringförmigen Schleifbürstenblock mit kreisringförmiger Innenwandung
und inneren Schleifbürsten auf, welche von federnden Armen gehalten sind, ferner
einen Rotor innerhalb des Schleifbürstenblockes, und schließlich einen den Rotor
umgebenden, zyl-indrischen, einstückigen Permanentstator aus homogenem Material,
welcher mindestens vier definierte magnetische Pole aufweist.