DE2336955A1

DE2336955A1 - Kollektorloser gleichstrommotor mit einer zwischen zwei rotorscheiben eines permanentmagnetischen rotors angeordneten stabilen statorplatine

Info

Publication number: DE2336955A1
Application number: DE19732336955
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl Ing Mueller
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1973-07-20
Filing date: 1973-07-20
Publication date: 1975-01-30
Also published as: US3912956A; DE2336955B2

Description

PAPST-Motoren KG., 7742 St. G e ο r g e n, Karl-Maier-Str 1

Kollektorloser Gleichstrommotor mit einer zwischen zwei Rotorscheiben eines permanentmagnetischen Rotors angeordneten stabilen Statorplatine

Die Erfindung betrifft einen kollektorlosen Gleichstrommotor mit einer zwischen zwei Rotorscheiben eines permanentmagnecischen Rotors angeordneten stabilen Statorplatine, an der Schaltelemente mit zugehöriger Leiterverbindung für einen Kommutator befestigt sind, und in der in einem magnetischen Luftspalt des Rotors eine oder mehrere Plachspulen eingelassen sind und die einen Durchbruch für die Rotorwelle aufweist, die außerhalb des Rotors gelagert ist.

Bei einem aus der Deutschen Offenlegungsschrift 2 24o 717, Figur 13, vorbekannten Gleichstrommotor dieser Art ist die Statorplatine mit abstandshaltenden Stiften an einer Montagewand verschraubt, die sich neben dem Rotor erstreckt und in der auch ein Lager für die fliegend gelagerte Rotorwelle befestigt ist.

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gleichstrommotor der eingangs genannten Art auf einfache Weise mit einem Gehäuse auszugestalten.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Statorplatine zwischen zwei mit ihren offenen Seiten einander zugekehrt angeordneten Gehäuseschalen mit diesen befestigt ist und daß an diesen Gehäuseschalen ein oder je ein Lager für die Rotorwelle befestigt ist.

Die Erfindung ist vorteilhaft, weil die Gehäuseschalen einfach und stabil verwirklicht werden können und einen in axialer Richtung flachen Gesamtaufbau ermöglichen und eine solide Halterung £ür einseitige aber auch für beidseitige Rotorwellenlagerung bieten.

Die ötatorplatine ,auf der bei Motoren der hier in Frage stehenden Art elektrische Schaltungselemente, magnetische Elemente und dergleichen für die Kommutatorschaltuiig sowie für eine eventuell vorgesehene Temperaturkompensationsschaltung und/oder für den Gleichlauf oder den Anlauf des Motors begünstigende Einrichtungen angeordnet sein können, bietet unter umständen innerhalb des durch die beiden Gehäuseschalen gebildeten Gehäuses nicht genügend Platz um alle diese Elemente aufzunehmen. Für diesen Fall empfiehlt die Erfindung, daß die Statorplatine über den äußeren Rand der Gehäuseschale hinausragt und auch auf ihren überstehenden Rand mit Schaltelementen und zugehörigen Leiterverbindungen belegt ist.

Es empfiehlt sich, daß die Gehäuseschalen aus Stahlblech bestehen und als Abschirmung gegenüber Wärmestrahlung, Wärmekonvektion, magnetischer Feldeinwirkung und/oder elektrischer Feldeinwirkung der innerhalb des Gehäuses angeordneten Elemente gegenüber den außerhalb des Gehäuses angeordneten Elementen dient.

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Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn ein Temperaturkompensator, beispielsweise eine mit der Kommutatorschaltung zusammenwirkende elektronische Temperaturkompensationsschaltung vorgesehen ist, die dazu dienen soll, die durch Erwärmung der Spule und der am magnetischen Fluß beteiligten Eisenteile und permanentmagnetischen Teile hervorgerufenen Änderungen der Laufeigenschaften zu kompensieren. Die Elemente des Temperaturkompensators ordnet man zweckmäßig innerhalb des Gehäuses an, damit sie möglichst weitgehend den gleichen Temperatureinflüssen unterliegen, die auch die zu kompensierenden GleichlaufSchwankungen verursachen. Das Gehäuse wirkt dann als Temperaturabschirmung. Aber auch als magnetische Abschirmung hat das Gehäuse unter Umständen erhebliche Bedeutung, beispielsweise dann, wenn Gleichstrommotoren dieser Art zum Antrieb von Sprechmaschinen, Meßgeräten und dergleichen verwendet werden, bei denen die von dem Motor ausgehenden Magnetfelder stören könnten.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigt

Figur 1 Figur 2

einen Gleichstrommotor nach der Erfindung im Schnitt I - I aus Figur 2,

die Draufsicht auf die Statorplatine aus Figur 1, gesehen in Richtung des Pfeils II und

Figur 3

die Draufsicht auf die Statorplatine aus Figur 1, gesehen in Richtung des Pfeils III.

In der Zeichnung ist allgemein mit 1 die in Form einer flachen kreisrunden Scheibe aus elektrischen Isolierstoff ausgebildete Statorplatine bezeichnet. Die Statorplatine 1 ist zwischen zwei aus Eisenblech gestanzten Gehäuseschalen 2 und 3 vernietet. In den Gehäuseschalen 2 und 3 sind Lagerschilde 4 und 5 für je ein Kalottenlager 6 und 7 befestigt. In den beiden Kalottenlagern 6 und 7 ist die Rotorwelle 8 gelagert, die an der Gehäuseschale 3 herausgeführt ist. Auf die Rotorwelle 8 ist ein aus zwei Scheiben 9 und 10 bestehender allgemein mit 11 bezeichneter Rotor gesteckt. Der Rotor ist permanentmagnetisch mit einem magnetischen Luftspalt zwischen den beiden Rotorscheiben 9 und 10 entlang dessen sich die Statorplatine 1 erstreckt, die im Bereich des Luftspaltes zwei eingelassene Flachspulen 13, 14 aufweist.

Auf der in Figur 1 links gezeichneten sogenannten Vorderseite 15 der Statorplatine 1 sind, wie auch aus Figur 2 ersichtlich, eine Vielzahl von elektrischen Schaltungselementen 16, 17, 18, 19 .... befestigt. Diese Schaltelemente gehören zu einer elektronischen Kommutator schal tung, die eine Temperaturkompensationsschaltung aufweist. Die Schaltungselemente der Temperaturkompensationsschaltung sind auf der Statorplatine innerhalb des durch die

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Gehäuseschalen 2 und 3 gebildeten Gehäuses angeordnet, während die übrigen Schaltelemente 16, 17 zum Teil außerhalb dieses Gehäuses auf dem überstehenden Rand 20 der Statorplatine angeordnet sind. Der ringförmige konzentrische durch zwei strichpunktierte Linien 21, 22 in Figur 2 angezeigte Bereich 23 entlang dessen der nach außen abgewinkelte Rand 24 der Gehäuseschale 2 auf der Vorderseite der Statorplatine 1 anliegt, ist frei gelassen von Schaltelementen. Das gleiche gilt für einen zentralen kreisförmigen Bereich 24 der durch die strichpunktierte Linie 25 umgeben ist und der der Rotorscheibe 9 unmittelbar gegenüberliegt.

Die elektrischen Leitungsverbindungen 27, 28 sind, wie aus Figur 3 ersichtlich, auf der Rückseite 29 der Statorplatine angeordnet und zwar vorzugsweise in Form von ausgeätzten Flachleitern ausgebildet. Die auf der Vorderseite angeordneten Schaltelemente 16, 17, 18, 19 .... sind mit ihren Anschlüssen 30, 31 durch die Statorplatine hindurchgesteckt und auf der Rückseite 29 mit den Verbindungsleitungen verlötet. Der durch die strichpunktierten Linien 33, 34 begrenzte konzentrische ringförmige Bereich 35 in dem der umgebogene Rand 36 der Gehäuseschale 3 auf der Rückseite 29 anliegt, weist keine solchen Lötstellen auf. Die dort verlaufenden Verbindungsleitungen sind durch eine ringförmige Isolierschicht 37 gegen die Gehäuseschale 3 elektrisch isoliert.

Die beiden in die Statorplatine eingelassenen Flachspulen, die elektrisch ebenfalls an das auf der Rückseite 29 angeordnete Verbindungsleitungssystem angeschlossen sind, sind auf der Vorderseite 15 mit der Statorplatine 1 bündig, ragen dagegen auf der Rückseite der Statorplatine um 0,2 bis 1,5 Millimeter aus der Statorplatine heraus. Weiter tragen auch die Lötstellen 53 nicht auf, soweit sie in dem der Rotorscheibe 1O unmittelbar gegenüber gelegenen, durch die strichpunktierte Linie 41 aus Figur 3 umgebenen Bereich 42 liegen.

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Mit 54 sind den Gleichlauf und den Anlauf "begünstigende Eisenstifte bezeichnet, die im Bereich 42 zwischen den Spulen angeordnet sind und durch die Statorplatine 1 hindurchgesteckt sind. Diese Eisenstifte 54 sind mit der Vorderseite 15 bündig und ragen 1,1 Millimeter aus der Rückseite 29 heraus. Mit 52 ist ein neben der einen Flachspule auf der Rückseite 29 im Bereich 42 angeordneter Hallgenerator der Kommutatorschaltung bezeichnet, der flach ist und weniger als 1,5 Millimeter über die Rückseite 29 ragt.

Die beiden Rotorscheiben 9 und 1o sind bis auf einen geringen Toleranzspalt dicht an die Flachspulen 13» 14 herangerückt. Axiale Verschiebungen des Rotors 11 werden begrenzt durch eine Anlaufscheibe 43 für den Wellenstumpf 44 und eine Anlaufscheibe 45» die dem Kalottenlager 7 gegenüberliegt.

Die Rotorscheibe 9 - Qie sogenannte erste Rotorscheibe, die der Vorderseite 15 gegenüberliegt - ist topfformig ausgebildet und weist einen ringförmigen Permanentmagneten 46 auf, der entsprechend der Zahl der vorgesehenen Pole auf den Umfang verteilt alternierend axial magnetisiert ist, wie dies in Figur 1 durch die Beschriftung der Magnetpole Nord und Süd angedeutet ist. Der ringförmige Permanentmagnet ist mit einer magnetisch leitenden Scheibe 48 hinterlegt, die mit einer Wellenhülse 49 verbunden ist, an deren anderem Ende die zweite Rotorscheibe 1o, die magnetisch leitend ausgebildet ist, befestigt ist.

Die beiden Gehäuseschalten 2 und 3 sind durch eingedrückte sich radial erstreckende Rippen 5o, 51 gegen Resonanzschwingungen versteift.

Die beiden Lagerschilde 4, 5 weisen je einen Vierkant 67, 69 auf. Auf diese beiden Vierkante sind quadratische Gummiprofilringe 55» 56 gesteckt, die zur elastischen Aufhängung des Motors in einer nicht dargestellten Halterung dienen.

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Mit 64 und 65 sind Justierstanzungen bezeichnet, von denen jede Gehäuseschale 2, 3 zwei Stück einander diametral gegenüberliegend aufweist. Diese Justierstanzungen springen auf der der Statorplatine 1 zugekehrten Seite vor und passen mit minimalem Spiel in Justierlöcher 58, 66 der Statorplatine, wodurch die beiden Gehäuseschalen 2 und 3 und die Statorplatine 1 gegeneinander exakt justiert werden. Zur Befestigung der justiert zusammengefügten Gehäuseschalen mit der dazwischen gelegenen Statorplatine 1 dienen vier auf dem Umfang verteilte Nieten, von denen nur die Niet 57 in Figur 1 sichtbar ist. Die in der Statorplatine 1 vorgesehenen Nietlöcher für diese Nieten sind mit 59 und 62 bezeichnet und aus Figur 2 und 3 ersichtlich.

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Claims

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11. 7. 1973 P 31 926

ANSPRÜCHE

M. kollektorloser Gleichstrommotor mit einer zwischen zwei Rotor- ^-—'scheiben eines permanentmagnetischen Rotors angeordneten stabilen Statorplatine an der Schaltelemente mit zugehöriger Leiterverbindung für einen Kommutator befestigt sind und in der in einem magnetischen Luftspalt des Rotors eiie oder mehrere Flachspulen eingelassen sind und die einen Durchbruch für die Rotorwelle aufweist die außerhalb des Rotors gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorplatine ( 1 ) zwischen zwei mit ihren offenen Seiten einander zugekehrt angeordneten Gehäuseschalen (2,3 ) mit diesen befestigt ist und daß an diesen Gehäuseschalen ein oder je ein Lager (6,7 ) für die Rotorwelle befestigt ist.
2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorplatine ( 1 ) über den äußeren Rand der Gehäuseschale (2, 3 ) hinausragt und auch auf ihren überstehenden Rand ( 2o ) mit Schaltelementen ( 16, 17 ) und zugehörigen Leiterverbindungen belegt ist.

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3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseschalen (2, 3) aus Stahlblech bestehen und als Abschirmung gegenüber Wärmestrahlung, Wärmekonvektion, magnetischer Feldeinwirkung und/oder elektrischer Feldeinwirkung der innerhalb des Gehäuses angeordneten Elemente ( 18, 19 ) gegenüber den außerhalb des Gehäuses angeordneten Elementen ( 16, 17 ) dient.
4. Gleichstrommotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltelemente eines Temperaturkompensators innerhalb des Gehäuses angeordnet sind.
5. Gleichstrommotor dadurch gekennzeichnet, dai3 ein oder beide Gehäuseschalen (2, 3 ) durch radiale Rippen (5o, 51 ) versteift sind.
6. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche» da durch gekennzeichnet, daß die Statorplatine ( 1 ) auf ihrer Rückseite mit ausgeätzten Verbindungsleitungeii (27,28 ) versehen ist und daß die räumlich auftragenden elektrischen Schaltelemente (16 - 18) auf der Vorderseite der Statorplatine ( 1 ) angeordnet sind , mit ihren Anschlußdrähten durch die Statorplatine hindurchgeführt sind und auf der Rückseite mit den Verbindungsleitungen (27, 28) verlötet sind und daß ein ringförmiger konzentrischer Bereich (23, 35 ) zur Anlage des jeweiligen Randes der betreffenden Gehäuseschale (2, 3 ) frei von Lötstellen ( 53... ) beziehungsweise frei von Schaltelementen (16 - 19 ) ist, und dais auf der Platinenrückseite die betreffende Gehäuseschale ( 3 ) unter Zwischenlage einer Isolierschicht ( 37 ) anliegt.
7. Gleichstrommotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der dem Rotor (11 ) unmittelbar gegenüberliegende Bereich (42) der Vorderseite der Statorplatine frei von Teilen ist die aus

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der Vorderseite herausragen.
8. Gleichstrommotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite die Flachspulen um 0,2 bis 1,5 Millimeter aus der Statorplatine ( 1 ) herausragen und daß die dem Rotor unmittelbar gegenüber auf der Rückseite der Statorplatine angeordneten Elemente ( 52 ) und Lötstellen ( 53 ) nicht wesentlich mehr als die Flachspule ( 13» 14 ) auftragen.
9. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Rotorscheibe ( 9 ) einen Permanentmagneten ( 46 ) aufweist und topfförmig ausgebildet ist und gegenüber der Vorderseite der Statorplatine ( 1 ) angeordnet ist und daß die zweite Rotorscheibe ( 1o ) die der Rückseite der Statorplatine gegenüber angeordnet ist, eine flache magnetische fiückEaniußscheibe ist und daß die Gehäuseschalen (2, 3 } den Rotor in axialer Richtung eng umgebend bemessen sind.

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