DE2207333C3

DE2207333C3 - Rotor für eine elektrische Maschine mit integrierter Bandantriebsrolle

Info

Publication number: DE2207333C3
Application number: DE2207333A
Authority: DE
Inventors: John Edwin Longmont Col. Parker
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-02-19
Filing date: 1972-02-17
Publication date: 1982-02-11
Also published as: DE2207333A1; JPS4720602A; US3678313A; FR2125276A1; DE2207333B2; FR2125276B1; GB1371117A; JPS559907B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine, bestehend aus einem eisenlosen, beidseitig eine photolithographisch aufgebrachte Ankerwicklung tragenden Hohlzylinder mit integrierter Bandantriebsrolle. Ein derartiger hohlzylindrischer, trägheitsarmer Rotor ist bereits durch die US-PS 34 90 672 bekannt.

Durch diese US-PS 34 90 672 ist bereits ein Gleichstrommotor bekannt, der einen trägheitsarmen Rotor als Antrieb für Magnetbandgeräte enthält. Der Rotor dieses bekannten Motors enthält als hohlzylindrischen Trägerkörper ein wärmebeständiges, elektrisch isolierendes Rohr, das eine dünne Wandstärke aufweist. Dieses Rohr besteht aus glasfaserverstärktem Epoxidharz und weist dadurch eine große Steifigkeit auf. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel dieses bekannten Rotors ist das Isolierrohr länger als der Stator des Motors und ragt auf einer Seite über den Stator hinaus. Dieser überstehende Rohrteil des Rotors ist ein Bestandteil der Antriebsrolle für das Magnetband. Die Oberfläche dieses Rotorteils wird mit einem gummiähnlichen Belag versehen. Es entfällt somit eine zusätzliche Bandantriebsrolle.

Die Ankerwicklung wird auf dem Isolierrohr durch sogenannte gedruckte Leiterbahnen gebildet, die als Windungshälften einer Wellen- oder Schleifenwicklung auf der inneren und der äußeren Oberfläche des Isolierrohres angeordnet sind und die nach bekannten Niederschlags- und chemischen Ätzverfahren, ζ. Β. photolithographisches Verfahren, erzeugt wurden. Zur Verbindung der inneren mit den äußeren Leiterbahnen ist das Isolierrohr auf beiden Endseiten der Leiterbahnen mit Bohrungen versehen, die in radialer Richtung die Wand des Isolierrohres durchdringen. Die Bohrungen werden entweder mit Leitermaterial gefüllt oder erhalten einen Überzug aus Leitermaterial. Die Herstellung dieser Bohrungen ist aufwendig und verteuert den Motor. In derPraxis hat sich ergeben, daß die leitenden Verbindungen durch die Bohrungen unsicher sind, insbesondere bei einer starken Belastung des Rotors.

In der DE-OS 2103 214 wurde ein wesentlich

einfacheres und wirtschaftlicheres Verfahren zur Herstellung der Wicklung eines hohlzylindrischen trägheitsarmen Ankers vorgeschlagen. Dabei sind für die Verbindungen keine Bohrungen im Isolierrohr mehr erforderlich. Es werden einfach über die Enden des Isolierrohres hinausragende Leiter miteinander veibunden. Diese Leiter ragen ähnlich den Wickelköpfen bei den konventionellen Ankern einige Millimeter über das Isolierrohr hinaus und sind wenigstens doppelt so dick ίο wie die Leiterbahnen.

Bei diesem vorgeschlagenen Rotor besteht der Nachteil, daß die Antriebsrolle für das Aufzeichnungsträgerband nicht mehr als integrierter Bestandteil in den Rotor miteinbezogen ist

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor der eingangs genannten Art zu schaffen, der auf einfache Weise billig herstellbar und zuverlässig haltbar mit der Antriebsrolle verbunden ist

Diese Aufgabe wird bei einem Rotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die in dessen Kennzeichen genannten Merkmale gelöst

Eine zweckmäßige Ausgestaltung und ein vorteilhaftes Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Rotors mit Bandantriebsrolle sind durch die Merkmale in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Der erfindungsgemäße Rotor enthält als Einheit zwei in axialer Richtung mit geringem Abstand nebeneinanderliegende stabile Isolierrohre verschiedener Länge als Trägerkörper, wobei das längere Isolierrohr als Träger für die Ankerwicklung dient und das kürzere Isolierrohr ein Bestandteil der Antriebsrolle ist Die inneren und äußeren Leiterbahnen der Ankerwicklung sind über den Träger hinaus als Verbindungsstege verlängert Sie überbrücken den Zwischenraum zwischen den beiden Isolierrohren und erstrecken sich bis über die Antriebsrolle, welche durch das zweite Isolierrohr gebildet wird. Dort haften sie fest auf der äußeren und der inneren zylindrischen Oberfläche.

Die Erfindung wird folgend an zwei Ausführungsbeispielen anhand eines Gleichstrommotors, der zum Antrieb eines Magnetbandes dient, ausführlicher unter Zuhilfenahme von Zeichnungen, F i g. 1 bis 4, beschrieben. Von den Figuren stellt dar:

F i g. 1 in einer perspektivischen Darstellung einen Gleichstrommotor mit Antriebsrolle nach der US-PS 34 90 672,

F i g. 2 den in der F i g. 1 abgebildeten Gleichstrommotor in auseinandergezogener Darstellung; teilweise in Schnittansicht, wobei der obere Zeichnungsteil den Rotor zeigt,

F i g. 3 eine Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotors, dessen Anker direkt mit der Antriebsrolle fest verbunden ist,

F i g. 4 einen Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotors mit Anker und integrierter Antriebsrolle.

Die Zeichnungen F i g. 1 und 2 zeigen einen bekannten Gleichstrommotor, der beispielsweise zum Antrieb eines Magnetbandes 20 — das als Aufzeichnungsträger dient — in einem Magnetbandgerät für datenverarbeitende Anlagen verwendbar ist Zu diesem Zweck ist der Rotor dieses Motors mit einer Antriebsrolle 17 versehen, die direkt mit dem einen Ende eines trägheitsarmen, hohlzylindrischen Ankers 11 des Motors verbunden ist und die mit diesem Anker 11 eine kompakte Baueinheit bildet Der Anker trägt eine sogenannte gedruckte Ankerwicklung.

Im Stator des Motors sind Dauermagnete 10

angeordnet. Zwecks Bildung eines magnetischen Rückschlusses, ist im Hohlraum des Ankers 11 zentral ein feststehender zylindrischer Eisenkern 12 angeordnet, von dessen Stirnseiten sich jeweils ein Zapfen 13,14 in axialer Richtung erstreckt Diese beiden Zapfen 13, 14 sind auf der Kollektor- und der Antriebsseite des Motors im Stator fest und nicht drehbar gelagert und dienen, wie die F i g. 2 deutlich zeigt als Träger für die beiden Kugellager 15, 16, die den Anker U und die damit fest verbundene Antriebsrolle 17 tragen, so daß sie sich gemeinsam frei um den Eisenkern 12 drehen können. Das linke, auf der Kollektorseite des Motors befindliche Kugellager 15 ist von den an der Innenwand des Ankers 11 fest haftenden und gleichmäßig über den Umfang verteilten inneren Leiterbahnen 32 elektrisch isoliert Das andere Kugellager 16, das sich auf der Antriebsseite des Motors befindet ist etwa in der Mitte der Antriebsrolle 17 angeordnet. Der Laufring dieses Kugellagers 16 ist mit der Antriebsrolle 1.7 durch einen Zwischenring verbunden. Die F i g. 1 und 2 zeigen, daß die Stirnseite der Antriebsrolle 17 mit einer Rasterscheibe 21 abgeschlossen ist, die zu einem optischen Tachometer gehört, der digitale Signale für eine Steuereinrichtung erzeugt zur Regelung der Drehzahl der Antriebsrolle 17 bzw. der Geschwindigkeit des Magnetbandes 20.

In der Fig.3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotors in einer vergrößerten Abbildung im Längsschnitt dargestellt. Aus dieser Figur ist erkennbar, wie die Antriebsrolle 17 mit dem Anker 11 des hohlzylindrischen Rotors durch die verlängerten Leiterbahnen 32,33 der Ankerwicklung fest verbunden sind. Dabei bilden die Leiterbahnen 41, 42 den Zwischenraum zwischen Anker und Antriebsrolle überbrückende Verbindungsstege 35 und laufen in der Verlängerung in Enden 41, 42 aus, die auf der inneren und äußeren Oberfläche des Bundes 40 der Antriebsrolle 17 haften.

In der Fig.3 hat die Antriebsrolle 17 einen Übergangsbereich, der sich konisch zum Anker 11 hin etwa auf den Durchmesser des Ankers verjüngt und dort den zylindrischen Bund 40 trägt Normalerweise ist der das Magnetband 20 antreibende zylindrische Teil der Antriebsrolle 17 an seiner Oberfläche mit einem gummiähnlichen Belag versehen, der einen reibungsschlüssigen Eingriff mit dem Magnetband 20 sichersteHt

Die an den Verbindungsstegen 34, 35 miteinander verbundenen Leiterbahnen 32, 33 des Ankers 11 bilden in F i g. 3 eine Wellenwicklung.

Die Fig.4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel ebenfalls im Längsschnitt Dieser Rotor enthält eine Antriebsrolle 50, deren Rollenteil und Bund 40 den gleichen Durchmesser aufweisen wie das Isolierrohr des Ankers 51.

Ein Rotor, ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 4, hatte, die folgenden Abmessungen:

Gesamtlänge des Rotors nach F i g. 4,
einschließlich Anker 51 und

Antriebsrolle 241,00 mm

Außendurchmesser des Ankers 51 26,16 mm

Außendurchmssser der Antriebsrolle 50 25,86 mm Axialer Abstand zwischen dem Isolierrohr des Ankers 51 und dem Bund der
Antriebsrolle 3,55 mm Breite der inneren und äußeren
Leiterbahnen, gemessen in
Umfangsrichtung etwa 1,53 mm

Dicke der inneren und äußeren Leiterbahnen, gemessen in radialer Richtung 0,13 mm Lichter Abstand in Umfangsrichtung
zwischen diesen Leiterbahnen etwa 0,28 mm Wandstärken der Isoiierstoffröhren
für den Anker 51 und die Antriebsrolle 50 etwa 0,20 mm

Der Teil der Antriebsrolle 50, welcher zum Antrieb des Magnetbandes 20 dient, ist mit einem gummiähnlichen Belag versehen, dessen Dicke etwa 3,8 mm beträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Rotor für eine elektrische Maschine, bestehend aus einem eisenlosen, beidseitig eine photolithographisch aufgebrachte Ankerwicklung tragenden Hohlzylinder mit integrierter Bandantriebsrolle, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwicklung (32-35) den Hohlzylinder (30) axial übertragende Leiteransätze (41,42) aufweist, die an der ebenfalls hohlzylindrischen Bandantriebsrolle (17,50) beidseitig haftend diese tragen.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandauflagefläche der Bandantriebsrolle (17) einen größeren Durchmesser hat als die Verbindungsfläche (40) mit dem Anker (11).

3. Verfahren zur Herstellung einey Rotors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (30) des Ankers (11, 51) und die Bandrolle (17, 50) durch das Aufbringen der Wicklungskupferschicht (41, 42) miteinander verbunden werden.