DE2527046C3 - Dämpfungseinrichtung für einen Schrittmotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Dämpfung der Eigenschwingungen des dauermagnetischen Rotors eines Schrittmotors mittels einer auf der Motorwelle im Bereich des Magnetfeldes des Rotors angeordneten Trägheitsmasse. w

Zur Dämpfung der Eigenschwingungen des Rotors eines Schrittmotors ist bereits eine Vorrichtung bekannt (DE-OS 18 03 328), bei der die Trägheitsmasse auf der Rotorwelle befestigt ist und der auf der Rotorwelle fliegend gelagerte Rotor über eine Feder mit der « Trägheitsmasse verbunden ist. Der Rotor ist hierbei topfförmig ausgebildet, und die Trägheitsmasse ist im Innern des Rotors angeordnet. Eine solche Dämpfungseinrichtung hat sich als recht brauchbar insbesondere zur Verwendung bei Kleinschrittmotoren mit einer so geringeren Drehmomentabgabe von der Motorwelle erwiesen. Von Nachteil ist jedoch, daß ihr Aufbau hinsichtlich des Bauvolumens, der Anzahl der Bauteile und der Montage noch zu wünschen übrigläßt. Ein weiterer Nachteil ist. daß die bekannte Einrichtung einem, wenn auch relativ geringen Verschleiß unterworfen ist.

Diese Nachteile weist auch eine andere bekannte Dämpfungseinrichtung auf (DE-AS 12 42 059), die aus einem auf der Motorwelle sitzenden und starr mit diesem verbundenen Träger und mehreren an diesem befestigten Elektromagneten besteht. Im Luftspalt der Elektromagnete, die über Schleifringe mit Erregerstrom beaufschlagbar sind, läuft ein Rahmen um, in dem sich im Abstand zueinander angeordnete magnetisierbare Einlagen befinden. Der Rahmen ist über Kugellager mit dem Träger verbunden. Durch die Verwendung von Schleifringen tritt bei dieser Dämpfungseinrichtung als weiterer Nachteil ein nicht unerheblicher Verschleiß auf.

Aus »Bauelemente der Feinmechanik«, Richter, v. Voss, Kozer, Verlag Technik Berlin, 7. Auflage 1957, Seite 278 bzw. 340, sind als Rastgesperre bzw. Triebmittel wirkende magnetische Kupplungen bekannt Diese magnetischen Kupplungen besitzen ein mit Dauer- oder Elektromagneten versehenes Bauteil, wobei die Magnete anziehend auf Zähne bzw Ansätze ferromagnetischen Materials eines zweiten Bauteils wirken. Durch diese magnetische Kupplung wird eine Zueinanderpositionierung der relativ zueinander bewegbaren Bauteile erreicht, die durch die Anordnung der Zähne bzw. Ansätze unveränderbar festgelegt ist

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dämpfungseinrichiung der in Betracht gezogenen Art zu schaffen, die mit einer geringstmöglichen Anzahl von Bauteilen auskommt einfach und auch von ungeschultem Personal montierbar ist und kleinstbauend ist

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Dämpfungseinrichtung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Trägheitsmasse zumindest teilweise aus einem magnetisierbaren Werkstoff besteht wobei der Trägheitsmasse im Ruhezustand der Dämpfungseinrichtung durch die Pole des durch einen schmalen Luftspalt von der Trägheitsmasse getrennten Rotors magnetische Pole aufprägbar sind, dergestalt, daß eine magnetische Kupplung zwischen Rotor und Trägheitsmasse gebildet wird.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird eine aus einem einzigen zusätzlichen Bauelement bestehende Dämpfungseinrichtung geschaffen, die äußerst einfach zu montieren ist — die Trägheitsmasse muß lediglich auf die Rotorwelle aufgeschoben werden — und bei entsprechender Ausbildung des Rotors kein größeres Bauvolumen besitzt als der Schrittmotor ohne die Dämpfungseinrichtung. Bei entsprechender Lagerung der Trägheitsmasse auf der Rotorwelle tritt zudem kein meßbarer Verschleiß an der Einrichtung auf.

Als zweckmäßig hat es sich bei ei. er Einrichtung mit einem topfförmigen Rotor, in dessen Innenraum die Trägheitsmasse angeordnet ist. erwiesen, daß die Trägheitsmasse an ihrem Außenumfang magnetisierbar ist. Dadurch läßt sich die Dämpfungseinrichtung mit einem besonders geringen Bauvolumen realisieren.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung besteht der magnetisierbare Teil der Trägheitsmasse aus einem Material mit ausgeprägter Hysteres? und verhältnismäßig geringer Koerzitivfeldstärke. Diese Ausführungsform hat gegenüber der zuvor beschriebenen den Vorteil, daß sich eine besonders »elastische« Kupplung von Trägheitsmasse und Rotor erzielen läßt. Bei der Wahl des Materials ist darauf zu achten, daß bei konstanter Trägheitsmasse mit zunehmender Koerzitivfeldstärke die Kupplung »unelastischer« und mit abnehmender Koerzitivfeldstärke die Kupplung »elastischer« wird. Die erfindungsgemäße Dämpfungseinrichtung kann somit in weiten Grenzen an die jeweiligen Erfordernisse angepaßt werden, was ein nicht zu unterschätzender Vorteil ist.

Die Trägheitsmasse kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Kern hohen Gewichts bestehen, auf dem ein Ring magnetisierbaren Materials angeordnet ist.

Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbcispiel enthält, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Aufsicht auf die Dämpfungseinrichtung

Fig.2 einen Längsschnitt durch die Dämpfungseinrichtung nach Fig. 1.

Auf der Welle 1 eines Schrittmotors ist dessen Roor 2 befestigt, der aus einer Trägerscheibe 3 aiii Aluminium mit einem zentralen Loch 4 und einem mehrpoligen radial magnetisierten Dauermagnetring 5 aui^cbau: >*·., In dem durch den Ring 5 und die Trägerscheibe 3 gebildeten Raum befindet sich die Trägheitsmasse 6, die fliegend auf der Motorwelle 1 gelagert ist. Die Trägheitsmasse 6 besteht vollständig aus einem MaiT-ij; _;;;':t rusgeprägter Hysterese und verhältnismäßig geringer Koerzitivfeldstärke, beispielsweise aus Werkzeugstahl. Zur schmierungsfreien Lagerung ist die Trägheitsmasse 6 mit einer Kunststoffbuchse 7 versehen. Der Rotor 2 und die Trägheitsmasse 6, die gleichzeitig als Rückschluß für die Feldlinien des Rotormagneten dient, sind durch einen schmalen

Luftspalt coneinander getrennt.

Im Ruhezustand der Dämpfungse.'nrichtung werden durch den Dauerniagnetnng 5 d..; Rotors 2 dem Hystereseraaterial der Tragrieissmii.se ο magnetische *^;ole aufgeprägt Wird nun der Rotor 2 aus seiner Ruhelage gedreht, so folgt mit geringer Zeitverzögerung die Trägheitsmasse 6 dieser Bewegung, '!al der Rotor 2 seinen Schritt beendet, so dreht sicn die Trägheitsmasse 6 in der vorigen Richtung wdter, während gleichzeitig der Rotor 2 sich nunmehr zurückzubewegen beginnt. Dadurch entfernen sich die sich anziehenden Pole von Rotor 2 üiid Träghcrtinjasse 6, was zu einer Abbremsung der Drehbewegung der beiden Teile und damit zu der gewünschten Dämpfung führt Die bei der Abbremsung auftretende Ortsveränderung der Pole im Hysteresematerial hat eine elastische Kupplung von Trägheitsmasse und Rotor zur Folge.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   t. Einrichtung zur Dämpfung der Eigenschwingungen des dauermagnetischen Rotors eines Schritt- motors mittels einer auf der Motorwelle im Bereich des Magnetfelds des Rotors angeordneten Trägheitsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (6) zumindest teilweise aus einem magnetisierbaren Werkstoff besteht, wobei der Trägheitsmasse im Ruhezustand der Dämpfungseinrichtung durch die Pole des durch einen schmalen Luftspalt von der Trägheitsmasse (6) getrennten Rotors (2) magnetische Pole aufprägbar sind, dergestalt, daß eine magnetische Kupplung is zwischen Rotor (2) und Trägheitsmasse (6) gebildet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einem topfförmigen Rotor, in dessen Innenraurr die Trägheitsmasse angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (6) an ihrem Außenumfang magnetisierbar ist
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierbare Teil der Trägheitsmasse (6) aus einem Material mit ausgeprägter Hysterese und verhältnismäßig geringer Koerzitivfeldstärke besteht.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1—3. dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (6) aus einem Kern hohen Gewichts besteht, auf dem ein jo Ring magnr'isierbaren Materials angeordnet ist.