DE2632013C2

DE2632013C2 - Langsam laufender kollektorloser Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2632013C2
Application number: DE19762632013
Authority: DE
Inventors: Fritz 7746 Hornberg Schmider
Original assignee: Papst Motoren & Co Kg 7742 St Georgen GmbH; Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1976-07-16
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE2632013A1

Description

Die Erfindung betrifft einen langsam laufenden kollektorlosen Gleichstrommotor mit einem Scheibenrotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Motor ist Gegenstand des zugehörigen Hauptpatcnis 25 60 231.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor nach dem Hauptpatent unter Beibehaltung seiner vorteilhaften Eigenschaften weiter zu verbessern, insbesondere zu vereinfachen.

Erreicht wird dies nach der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale. Dadurch wird der Bau eines Motors mit eingebautem Tachogenerator ermöglicht, welcher Motor so flach ist, daß er bequem im Gehäuse eines Plattenspielers untergebracht werden kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus der im folgenden beschricbcnen Zeichnung. Dadurch wird die preisgünstige und fertigungsfreundliche Anwendung eines sogenannten Gummimagneten besonders bei radial großer Meßspule mit viel größerer Zähne- und damit größerer Impulszahl vorteilhaft möglich.

Nicht nur die damit verbundene große radiale Erstreckung der Meßspule und die dadurch bedingte bessere Entkopplung aufgrund größeren Abstands von weichmagnetischen Abschirmteilen oder auch der Welle, sondern die Ermöglichung der Verwendung eines Gummimagnetstreifens mit relativ großem Luftspalt überhaupt wird erreicht, weil der magnetische Fluß pro Zahn wegen des relativ großen Durchmessers auch mit relativ kleiner Induktion (wie sie der Gummimagnet nun einmal liefert) noch ausreichend vorhanden ist.

Der erfindungsgemäße Aufbau eines Elektromotors mit Scheibenrotor ergibt einen kompakten, insbesondere axial gedrängten, in der Serienherstellung wirtschaftlich vorteilhaften Antrieb, der universell cinsctzbar an

vorgegebene Konstruktionen gut anpaßbar ist (z. B. für Phonogeräic). Dies gilt in Verbindung mit einer koaxial auf der Molorwelle angeordneten Drehzahlgebereinrichlung, vor allem in Verbindung mit einem elektromagnetischen Tachogenerator relativ hoher Signalfre-■quenz, der gegen äußere Feldeinst;euungen möglichst wenig empfindlich sein soll. Der in der Erfindung beschriebene Tachogenerator ist jedoch bei koaxialer Kopplung mit jeder ferromagnetischen Rotorwelle, vor allem klemer Drehzahl, vorteilhaft

So eignet sich der Motor nach der Erfindung insbesondere zum Direktantrieb von Signalspeicherscheiben (κ. Β. Plattenspielern, rotierende Plattenspeicher der Digitaltechnik), ob deren Aufnahme- und/oder Wiedergabegerät einen Sekundärantrieb für eine Hilfsmechanik benötigt oder nicht Die Motorelektronik kann komplett im Motorgehäuse integriert werden, ohne daß dessen Kompaktheit verloren geht

Es zeigt (meistens in doppelter Größe — 2:1)

I·" i g. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbcispiel eines Motors nach der Erfindung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Regelanordnung für einen erfindungsgemäßen Motor,

Fig.3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Motors mit einem gegenüber F i g. 1 geänderten Tachogenerator,

F i g. 4 eine Variante zu F i g. 3,

Fig.5, 6, 7 Einzelteile des Tachogenerators der Fig. 3,

F i g. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei in Vergleich zu F i g. 3 der Rotor variiert ist.

F i g. 1 zeigt vergrößert einen 8poligen kollektorlosen Gleichstrommotor 10, der als sogenannter Scheibenläu fer ausgebildet ist und vorzugsweise zum Direktantrieb von Plattenspielern dient. Die Motorwelle 11 dient dabei direkt zur Zentrierung der Schallplatten auf dem (nicht dargestellten) Plattenteller.

Der Motor 10 hat ein schalenförmiges Druckgußgehäusc 12 (z, B. Zink oder Aluminium) mit einem Lagerrohr 13, in dessen Innerem zwei Sinterlager 14 und 15 und dazwischen ein zur Speicherung von Öl dienender Filzring 16 angeordnet sind. Wie dargestellt, dienen die Sinterlager 14 und 15 zur genauen radialen Lagerung der Welle 11.

Unten gehl das Lagerrohr 13 über in eine Bodenplatte 17 des Gehäuses 12, und diese hat am Außenumfang zunächst eine balkonartige Erhöhung 18 und geht dann über in einen Gehäuserand 19, der sich bis über den Rotor 20 nach oben erstreckt. Außen am Gehäuserand 19 sind drei Befestigungsaugen (z. B. 23) vorgesehen.

Unten hat die Bodenplatte 17 einen rohrartigen Fortsatz 26, an dessen unterem Rand ein Trageglied 27 für das untere Axiallager 28 der Welle 11 befestigt ist, z. B. durch Verschraubung. Das Trageglied 27 ist als tiefgezogener Becher ausgebildet und dient zur Aufnahme eines nur strichpunktiert angedeuteten Teils 30, z. B. eines Zahnrads oder einer Kurvenscheibe, wie sie zum Antrieb von Hilfsgeräten eines Plattenspielers regelmäßig benötigt werden. An der Unterseite des Bodens 17 ist eine Scheibe 33 aus weichmagnetischem Materia! befestigt, /.. B. aus MU-Metall; diese Scheibe soll Streuflüsse vom Motorteil zu einem mit 34 bezeichneten Tachogenerator verhindern.

Der Tachogenerator 34 weist ein etwa trogförmiges Teil 35 aus weichmagnetischem Material auf, dessen Außenrand 36 und Innenrand 37 nach unten ragt. Dieses Teil ist an Vorsprüngen 38 des Gehäusebodens 17 befestigt, und zwar exakt zentrisch zur Motorlängsachse 39.

Dies wird in vorteilhafter Weise mittels eines in das Sinterlager 15 eingeführten, nicht dargestellten Zentrierwerkzeugs erreicht Unterhalb des Teils 35 ist eine Meßspule 42 befestigt, oberhalb desselben eine Kompensationsspule 43. Die Spulen 42 und 43 sind gegensinnig in Reihe geschaltet so daß ein vom Motorteil ausgehender Streufluß beide Spulen durchsetzt und in beiden Spulen entgegengesetzte, aber dem Betrag nach gleiche Spannungen induziert die sich gegenseitig aufheben, so daß ein solcher Streufluß die Tachometerspannung nicht beeinflußt Die beiden Anschlüsse der in Reihe geschalteten Spulen 42 und 43 sind bei 44 aus dem Gehäuse 12 herausgeführt

Innerhalb des Innenrands 37 und mit radialem Abstand von diesem ist auf der Welle 11 eine Buchse 45 aus weichmagnetischem Material befestigt die als Teil des magnetischen Rückschlusses des Tachogenerators 34 dient Unterhalb der Buchse 45 liegt ein Lagerring 46, und unter diesem ist auf der Welle 11 ein Sprengring 47 befestigt, auf dem seinerseits eine weichmagnetische Scheibe 48 aufliegt, die an ihrem Umfang mit z. B. 200 Zähnen 49 versehen ist, welche eine genau gleiche Zahnteilung aufweisen. Die Innenbohrung dieser Scheibe 48 ist genau zentrisch zum Außenrand der Scheibe und sitzt satt auf der Welle 11 auf, so daß der Spalt zwischen dem Rand der Scheibe 48 und dem Außenrand 36 an allen Stellen praktisch gleich groß ist. Unterhalb der Scheibe 48 liegt ein Halte- und Mitnehmerglied 52, das auf der Welle 11 befestigt ist und einen Mitnehmer 53 für die Scheibe 48 aufweist Unter dem Glied 52 liegt das Zahnrad 30.

Am Innenumfang des Außenrands 36 ist ein radialmagnetisierter Magnetring 54 befestigt, der auf seinem Innenumfang nebeneinander und im gleichen Abstand voneinander 200 gleichnamige Pole (z. B. 200 Südpole) aufweist, also homöopolar magnetisiert ist.

Sein magnetischer Kreis schließt sich also über den Außenrand 36, den Boden 35, den Innenrand 37, die Buchse 45 und die Zahnscheibe 48. Dreht sich die Zahnscheibe 48 im Betrieb mit der Welle 11, so schwankt der in diesem magnetischen Kreis fließende Magnetfluß mit einer sehr hohen Frequenz, und dieser Fluß ist mit der Meßspule 42 verkettet und induziert in ihr eine relativ hochfrequente Meßspannung, nicht dagegen in der Kompensationsspule 43. Man erhält also an den Leitern 44 eine Meßspannung, die — dank Abschirmscheibe 33 und Kompensationsspule 43 — weitgehend frei von vom Motorteil induzierten Streuspannungen ist.

Der Rotor 20 hat eine im Betrieb rotierende, untere sogenannte Rückschlußscheibe 63 aus Weicheisen.

Durch eine Durchbrechung des Gehäuserands 19 wird eine Leiterplatte 75 durchgesteckt (vgl. F i g. 3), auf der zwei Hallgeneratoren 76 und 77, die diesen zugeordneten Widerständen 114 und 115 (Fig. 2) und die vier Leistungstransistoren 82 bis 85 zur Steuerung der Ströme in den vier Spulen 75 bis 60 angeordnet sind.

Fig.2 zeigt den Aufbau einer Regelanordnung, wie sie sich zur Verwendung mit einem erfindungsgemäßen Motor besonders gut eignet. Das Ausgangssignal des Tachogenerators 34 wird verstärkt. Die Frequenz /am Ausgang des Verstärkers 103 wird in eine Istwertspannung u umgeformt. Diese wird in einem Tiefpaß-Filter 105 geglättet und mit einem über eine Leitung 106 zugeführten Soll-Wert in einem Vergleicher 107 verglichen. Das Ausgangssignal von 107 wird in einem Verstärker 108 verstärkt und dem Eingang eines Transistors 109 zugeführt, welcher Transistor den Motorstrom so steuert, daß die Motordrehzahl sehr genau auf dem ge-

wünschten Wert, ζ. Β. 33V₃ Umdrehungen pro Minute, gehalten wird.

In F i g. 2 sind die am Motor 10 angeordneten Teile mit einer strichpunktierten Linie 110 umgeben. Mam erkennt, daß der Motor — neben den beiden Anschlüssen des Tachogenerators 34 — nur drei zusätzliche Anschlußleitungen 111,112 und 113 benötigt, da die Widerstände 114 und 115 bereits auf der Leiterplatte 75 angeordnet sind. Dies vereinfacht die Montagearbeiten außerordentlich und ist deshalb sehr vorteilhaft. Der Punkt 113 ist über einen Widerstand 100 mit der Minusleitung verbunden.

F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die in F i g. 3,4 und 8 gleich wie in den vorhergehenden Figuren bezifferten Teile haben dieselbe Funktion wie bei den vorhergehenden Figuren und werden deshalb nicht nochmals beschrieben.

F i g. 3 zeigt innerhalb des rohrförmigen Ansatzes 26 einen anders aufgebauten, gegenüber der Einstreuung äußerer magnetischer Felder (ob diese nun vom Motor herstammen oder von benachbarter Elektronik herrühren) noch unempfindlicheren Tachogenerator. Dies wird in Verbindung mit der hohen Zähnezahl (z. B. 200 Zähne 49) zweier deckungsgleich übereinander liegender gezahnter Scheiben 48', 48" dadurch erreicht, daß der magnetische Rückschluß einer hier radial weit außen am Rande der Tachogeneratoranordnung liegenden konzentrischen Wicklung 130 eng um diese Wicklung herumgeführt wird, indem der Fluß von den Zähnen 49 der Zahnscheibe 48 ein Stück weit durch diese Zahnscheibe und von dort in ein mit ihr rotierendes ferromagnetisches Ringteil 131 kräftigen Querschnitts gelangt und von dort über einen Luftspalt 131a in ein die Wicklung 130 von zwei Seiten eng benachbart umschließendes, ferromagnetisches (vorzugsweise weichmagnetisches, ringartiges, hier mit einem Kragen 135 versehenes, als Stanzbiegeteil ausgebildetes Teil 132 (aus Stahlblech) übergeht, von wo aus es in einen heteropolar, z. B. mit 200 Nordpolen und 200 Südpolen magnetisierten »Gummimagneten« 54' und von dort wieder über einen Luftspalt ί33 in die Zahnscheibe 48 gelangt. Anstelle des trogförmigen Teiles 35 gemäß F i g. 1 ist hier ein mit einer großen zentralen Ausnehmung versehenes Ringteil 132 vorgesehen und mit Stauchnägeln 134 am Motorgehäuse 12 befestigt Es bildet zusammen mit der Wicklung 130 und dem »Gummimagneten« 54' den Stator des Tachogenerators, der axial extrem kurz ist und der besonders unempfindlicr gegen äußere magnetische Streufelder ist. Dies ist eine Konsequenz davon, daß im Betrieb die Nutzflußschwankungen bei Rotation der Zahnscheibe 48 groß sind im Vergleich zu den Streuflüssen, welche über die Welle 39 in der Wicklung 130 eine Störspannung induzieren können. Dies ist wiederum eine Folge der engen Umfassung der Wicklung 130 durch den magnetischen Kreis, sowie u. U. auch des großen Abstands dieser insgesamt etwa torusförmigen Anordnung von der ferromagnetischen Welle 11.

In Kombination mit der ebenfalls hinsichtlich äußerer magnetischer Einstreuung vorteilhaften Spulenanordnung gemäß F i g. 3 des Hauptpatents ergeben sich also optimale Verhältnisse für den Fall, daß eine Verfälschung des Ausgangssignals des Tachogenerators durch äußere Streufeldeinflüsse ein Problem darstellt. Dieses Ergebnis wird erzielt bei einem axial äußerst gedrungenen Motor, dessen Gesamthöhe nur wenige Zentimeter betragt, wie das bei Direktantriebsmotoren für Plattenspieler erforderlich ist.
Die F i g. 5.6 und 7 zeigen Einzelteile des Tachogenerators der F i g. 3. F i g. 5 zeigt den Stator mit dem Stanzbiegeteil 132, in dessen Kragen 135 der etwa axial halb so hohe kunststoffgebundene Magnetstreifen 54' (»Gummimagnet«) eingeklebt und nach dem Einkleben koaxial auf einer Drehbank oder dergleichen ausgedreht ist, worauf dann im Ring 132 an dessen flachem Innenboden eine beidseitig mit Klebeschichten versehene Folie 137 aufgesetzt wird, um den Wicklungsring 130 zu befestigen und gegen das Statoreisen zu isolieren. Die Drahtenden des Rings 130 werden durch ein an das Teil 132 angenietetes Kunststoff-Trägerplättchen 138 hindurchgeführt und an das Ende zweier dort aufgedruckter Leiterbahnen angelötet, von deren anderen Enden ein Litzenpaar 139 zum (nicht dargestellten) Drehzahlregler des Motors abgeht.

Die F i g. 7 zeigt eine Teilansicht der F i g. 5 entsprechend deren Pfeil XIII.

Die Scheiben 48' und 48" werden in einer Vorrichtung koaxial Zahn auf Zahn und mit dem Rückschlußring 131 für größtmögliche Konzentrizität zusammengeklebt, so, wie das Fig. 5 zeigt. Der Rückschlußring 131 ist ein gesinterter, maßgenauer Körper, der keine weitere maschinelle Bearbeitung nötig hat. In die Öffnungen 141,142 der Scheiben 48', 48" greifen vorspringende Zapfen 143,144 eines Kunststoffteils 145, welches als Antriebsnockenscheibe für eine Hilfsmechanik vorgesehen ist die durch die Öffnung 27' des Motorgehäuses in Kraftverbindung mit externen Elementen des anzutreibenden Gerätes stehen kann, z. B. mit einer Vorrichtung zum Antrieb des Tonarms eines Plattenspielers. Die zentrale Öffnung 146 der Scheibe 48 ist für die Konzentrizität dieser Scheibe relativ zur Welle 11 eng toleriert während die Zapfen 143, 144 mit Spiel in den Öffnungen 141, 142 angeordnet sind und die Scheibe lediglich sicher mitnehmen. Wegen der axialen Dicke und der Feinteilung der beispielsweise 200 Zähne 49 werden aus stanztechnischen Gründen zwei dünnere, identische Teile 48', 48" verwendet. Eine erhöhte Konzentrizität, also ein Ausgleich kleiner Exzentrizitätsfehler, kann dadurch erfolgen, daß die zweite Scheibe mit der ersten um 180° verdreht verklebt wird. Hierdurch wird die Ausgangsspannung des Tachogenerators 34 noch gleichmäßiger, was bei niedrigen Drehzahlen sehr wichtig ist

Die Polteilung der Zahnscheibe 48 beträgt vorzugsweise etwa '/50 ihres Durchmessers, und die Dicke des Ringmagneten 54' ebenfalls etwa ¹Ao dieses Durchmessers.
Der Tachogenerator — Statorteil gemäß F i g. 6 wird mittels der Stauchnägel 134 auf Vorsprünge 38' des Gehäusebodens 17 von der unteren Seite her konzentrisch aufgenietet

Nach Einführen des Rotors mit seiner Welle 11 durch die Lager 14, 15 wird auf die Welle 11 ein Distanzring 45' aufgeschoben, dessen Stirnfläche am Gleitlager 15 und an einer Klemmscheibe 153, welche als U-Ring in einen Einstich 152 der Welle 11 eingeklemmt wurde, gleiten kann. Bei satter Anlage der Stirnflächen des Ringes 45 an diesen seinen Nachbarteilen darf der Rückschlußteil 63 des Rotors noch nicht an der Scheibenwicklung streifea Diese Justierung erfolgt mittels einer Schraube 158, welche in eine Gewindebohrung einer tiefgezogenen Bodenplatte 159 eingeschraubt ist
Der aus Kunststoff ausgebildete Antriebsnocken 145 wird nach Aufsetzen des Rotors 20 so bis auf Anschlag auf die Welle 11 aufgeschoben (Spielsitz), daß die Zapfen 143, 144 in die Ausnehmungen 141, 142 der Zahnscheibe 48' und 48" greifen und diese satt an der

Klemmscheibe 153 anliegen. In dieser Position wird dann ein unterer Klemmring 155 aufgesetzt. Anschließend wird die Bodenplatte 159 am Rand 26 festgeschraubt, und über die zentrale Axiallagerung wird durch die einstellbare, mit der Welle 11 koaxiale Metallschraube 158 der Rotor in seiner axialen Lage in der dargestellten Weise einjustiert.

Dadurch, daß der Magnetstreifen 54' axial mindestens doppelt so breit ist wie die Gesamtheit der Scheiben 48, bleiben die Zähne 49 auch bei stärkerer axialer Verstellung des Rotors durch die Schraube 158 noch in seinem Bereich, d. h. der Tachogenerator 34 ist gegen eine axiale Verschiebung der Welle 11 unempfindlich.

Zwei Weicheisenstreifen 161, 162, welche auf Stoß, d. h. sich gegenseitig überlappend, um das Schalenteil 132 gelegt sind, und ein in der Draufsicht etwa hufeisenförmiges, flaches Stanzteil 160 aus Weicheisen, welches zwischen dem Schalenteil 132 und dem Motor liegt, schirmen den Tachogenerator 34 gegen magnetische Streufelder ab, erstaunlicherweise auch gegen solche, die von der auf der Gegenseite des Motors liegenden Geräteelektronik herrühren, z. B. von einem Netztransformator oder dergleichen. Wie durch Versuche ermittelt wurde, gilt dies für den Bereich der Netzfrequenz und bis 1000 Hz.

F i g. 8 zeigt eine Variante, welche den Rotorteil des Motors anders gestaltet. Dieser taucht nicht in den Rand 19 des Gehäuses 12 ein, sondern schließt in axialer Richtung gesehen bündig mit ihm ab. Die obere Deckscheibe ist als schalenartiges Teil 170 ausgebildet, welches eine außen angedrehte Ringschulter 172 hat. Am Bodenteil 18 des Gehäuses setzt eine Abschlußhaube 173 nach unten an, die wie dargestellt am Rand 26 festgeschraubt ist. Die Abschlußhaube 173 ist geschlossen. Sie weist eine Zentralscheibe 158 auf, die von unten axial justiert ist. Unter dieser Haube 173 kann die gesamte Motorclektronik im Bereich 180,180' angeordnet werden.

F i g. 4 zeigt eine Variante der Ausführung gem. F i g. 3, bei welcher das Lagerrohr 13 nach unten um einen Ansatz 13' verlängert ist, so daß gegenüber F i g. 3 der Ring 45' entfallen kann.

Zwischen den Lagern 14 und 15' ist dann ein größerer axialer Abstand, d. h. die Welle ist besser geführt Die Scheibe 153 kann an der einen Stirnfläche des Lagers 15' direkt anlaufen.

F i g. 4 zeigt ferner eine noch fortschrittlichere Variante der Tachogeneratoranordnung als in Fig.3. Der Statorkörper 132' ist trogförmig (Ringtrog) ausgebildet. Er ist auf den Ansatz 38" aufgeklebt An seiner inneren ringförmigen ebenen Bodenfläche ist über ein beidseitig mit Klebstoff beschichtetes Kunststoffringelement die Ringwicklung 130 gegen das Statoreisen i32' aufgeklebt

Innerhalb des außen vorragenden Randes 135 ist der Gummimagnet 54', ebenso wie die Rotorzahnscheibe 48, gleich wie in F i g. 3 angeordnet. Der innere Rand des trogförmigen Statoreisens ragt bis auf einen axialen Luftspalt 13Ii) an die rotierende Scheibe 48 heran. Falls bei der axialen Justierung nun ein relativ großes Toleranzfeld überdeckt wird, ist entsprechend der Luftspalt 1316 unterschiedlich groß.

Deshalb ist ein ferromagnetischer Rückschlußring 13Γ von etwa gleichem Querschnitt wie in Fig.3 (130) koaxial auf die Zahnscheibe 48 so aufgesetzt, daß der im magnetischen Kreis zurückgeleitete Fluß aus dem trogförmigen Stahlblechteil 132' durch den radialen (!) Luftspalt 131cin diesen Rückschluß-Ring 13Γ und von dort in die Zahnscheibe 48 und in die Zähne 49 usw. (wie in den anderen Figuren) zurückgeleitet wird. Mit dem magnetisch parallel geschalteten, radial kräftigen sowie axial möglichst großen Ring 13Γ kann der Rückschlußwiderstand des magnetischen Kreises des Tachogenerators praktisch unabhängig von der Justierstellung des Tachogenerators sein, denn die radialen Toleranzen im Luftspalt 131c (wie auch im Luftspalt 133) sind auch in der Serie ohne besondere Schwierigkeiten genau genug einzuhalten. Der Luftspalt 131ckann deshalb außerdem viel kleiner sein als der axiale Luftspalt 131 b, so daß er wegen seines relativ großen Querschnitts (in Flußrichtung) einen viel kleineren und konstanten magnetischen Widerstand bietet

Außerdem wird die Tachogeneratorspule 130 trotz gleicher Zahnscheibe, Gummimagnet usw. viel enger noch umfaßt als in Fig.3, was eine noch weiter verringerte Einstreumöglichkeit bedeutet

Die innere mäßige Krümmung des Stahlblechteils 132', wie sie Fig.4 im Schnitt zeigt, vergrößert den radialen Spalt 131c im Bereich dieser Krümmung, wenn der Rotor und mit ihm der Rückschlußring 131' (axial) durch die Justierung zum Beispiel weiter oben stehen würde. Gleichzeitig würde damit der axiale Luftspalt 13li verringert.

Diese Einflüsse kompensieren sich gegenseitig wenigstens teilweise, so daß der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises des Tachogenerators praktisch unabhängig von der Rotorstellung (im Bereich der möglichen Justierpositionen natürlich) sein kann.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

26 32 0ί3 Patentansprüche:

1. Langsam laufender kollektorloser Gleichstrommotor mit einem Scheibenrotor, in dessen flachem Luftspalt eine eisenlose Statorwicklung angeordnet ist zum Antrieb von Signalaufnahme- und/oder Wiedergabegeräten, insbesondere zum Direktantrieb eines Plattenspielers, mit einem mit der Welle des Scheibenrotors koaxialen Tachogenerator, der eine zur Welle koaxiale und von dieser durchdrungene Meßspule aufweist, in welcher durch mit ihr verkettete drehzahlabhängige Magnetflußänderungen eine Spannung induzierbar ist, deren Frequenz von der Drehzahl des Scheibenrotors abhängig ist, wobei eine zur Welle und zur Meßspule koaxiale Kompensatiensspule vorgesehen ist, welche im wesentlichen mit denselben Streuflüssen verkettet ist wie die Meßspule, nicht aber mit den die Meßspule beeinflussenden, drehzahlabhängigen Magnetflußänderungen und daß die Ausgangssignale der beiden Spulen einander überlagerbar sind, wobei der Tachogenerator einen stationären Ringmagneten kleiner Polteilung sowie eine innerhalb des Ringmagneten koaxial rotierende Zahnscheibe, deren Zahnteilung gleich der Polpaarteilung des Magneten ist, aufweist und der magnetische Kreis des Tachogenerators sich durch die Zahnscheibe, den Ringmagneten und ein Rückschlußelement in jeder radialen Schnittebene so schließt, daß er eine koaxiale Meßspule umfaßt, nach Patent 25 60 231, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßspule (42; 130) in dem als schalenartigen Teil (35; 132) ausgebildeten Rückschlußelement, welches mit seinem Außenrand den Ringmagneten (54; 54') umfängt, angeordnet ist und daß der Nutzfluß des Tachogenerators (34) durch dieses Teil radial nach innen um die Meßspule (42; 130) und in die Zahnscheibe (48) zurückgeleitet ist und daß die Polteilung etwa 0,01 bis 0,03 D ist, wobei D der Durchmesser des Ringmagneten ist, dessen radiale Dicke etwa 0,02 D beträgt

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutzfluß dadurch, daß das schalenartige Teil sich radial bis in den Bereich der Motorwelle (39) erstreckt, über die Motorwelle (39) um die in radialer Richtung kleine Meßspule (42) herum zurückgeleitet ist.

3. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückleitung des Nutzflusses dadurch, daß das schalenartige Teil sich radial nur im Bereich des Außenrandes der Rotorzahnscheibe (48) erstreckt, eng um die in radialer Richtung große, insbesondere in einer Hohlkehle des schalenartigen Teils (132) liegende, Meßspule (130) herum erfolgt.

4. Elektromotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Rotorzahnscheibe (48) und dem ebenen Boden des ringförmigen, schalenartigen Teils (1j2) ein ferromagnetisches Ringteil (131; 131'), dessen radiale Dicke der Zahnscheibe (48), mit geringem radialem Abstand von den Zähnen (49) der Rotorzahnscheibe (48) und der Meßspule (130) unter Bildung eines minimalen Luftspaltwiderstandes (I3ia)angeordnet ist.

5. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das schalenartige Teil (132) ein trogförmiges, ringartiges Stanzbiegeteil aus Stahlblech ist, in dessen Hohlrinne die Meßspule (130) liegt.

6. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet (54; 54') als innen verzahnter Ring ausgebildet ist, dessen Polpaarteilung gleich der Zahnteilung ist.

7. Elektromotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Rotorwelle (39) koaxiale Tachogenerator (34) innerhalb eines rohrförmigen Fortsatzes (26) des Motorgehäuses angeordnet ist

8. Elektromotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein axialer breiter Luftspalt (13IcJ zwischen dem inneren Rand des trogförmigen Stanzbiegeteils (132') und einem Ringteil (131) im magnetischen Kreis des Tachogenerators liegt.

9. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmagnet (54, 54') als kunststoffgebundener Magnelstrcifen ausgebildet ist

10. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Zahnscheibe (48) aus zwei identischen Teilen (48', 48") besteht weiche um 180° zueinander verdreht miieinander verbunden sind.

11. Elektromotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß der Ringmagnet (54,54') axial mindestens doppell so breit ist wie die Zahnscheibe (48).