DE2637705A1

DE2637705A1 - Kleinmotor

Info

Publication number: DE2637705A1
Application number: DE19762637705
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl Ing Dr Corbach; Klaus Ing Grad Kobelentz; Adolf Dr Ing Mohr
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-08-21
Filing date: 1976-08-21
Publication date: 1978-02-23
Also published as: JPS5326908A; FR2362520A1

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kleinmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Beim Einsatz von Segmentmagneten aus Ferritwerkstoffen in Kleinmotoren hat es sich als wesentliches Problem erwiesen, Entmagnetisierungserscheinungen, die besonders stark an den ablaufenden Kanten der Magnete zu beobachten sind zu vermeiden. Besonders stark treten diese Entmagnetisierüngserscheinungen dann auf, wenn der Kleinmotor bei tiefen Temperaturen zum Anlaufen gebracht wird. Man hat zur Bewältigung dieses Problems schon vorgeschlagen, den Segmentmagneten in Zonen aus verschiedenen Ferritwerkstoffen mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften aufzubauen. Dieser an sich Erfolg versprechende Vorschlag ist allerdings verhältnismäßig teuer in seiner Ausführung.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Kleinmotor mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein Kleinmotor mit einem entmagnetisierungsbeständigen Segmentmagneten geschaffen wird, dessen Beständigkeit gegen Entmagnetisierung durch rein konstruktive Maßnahmen erzielt wird. Es kann also der Segmentmagnet als Einstoffmagnet aufgebaut sein.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Gleichstrom betriebenen Kleinmaschine möglich. Dabei werden Maßnahmen angegeben, die durch konstruktive Merkmale - d. h. nicht durch stoffliche Merkmale - eine Erhöhung der Beständigkeit gegen Entmagnetisierung erzielen können.

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Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen normal zu dessen Drehachse verlaufenden Schnitt durch einen permanentmagnetisch erregten Motor in schematisierter Darstellung, Figur 2 einen Schnitt gemäß Figur 1 durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Motors, Figur 3 einen Schnitt gemäß Figur 1 durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Motors.und Fig. 4 über dem Drehwinkel aufgetragene Induktionsverläufe der Motoren gemäß Fig. 1 bis 3-

Beschreibung der Erfindung

In Figur 1 der Zeichnung ist ein permanentmagnetisch erregter Gleichstrommotor normal zu seiner Drehachse geschnitten dargestellt. Der Kleinmotor 1 hat ein Rückschlußjoch 2, in dem einander diametral gegenüberliegend zwei Segmentmagnete 3 angeordnet sind. Zwischen den beiden Segmentmagneten 3 ist drehbar ein in der Zeichnung nur schematisch angedeuteter Anker 4 angeordnet, der mit einer Anzahl von nicht dargestellten Nuten zum Einlegen einer Ankerwicklung versehen ist. Der Anker läuft in Richtung des Drehpfeiles 5 um.

Jeder Magnet 3 hat eine dem Anker 4 zugewandte kreiszylindrische Polfläche 6 und eine an der Innenfläche des Rückschlußj ochs 2 anliegende Außenfläche. Die von der Drehachse des Ankers 4 aus radial gesehene Dicke des Magneten 3 ist von der auflaufenden Kante 7 bis zur - in Umdrehungsrichtung des Ankers 4 gesehen Mitte 8 des Magneten 3 konstant. Von der Mitte 8 - weiterhin in Umdrehungsrichtung 5 des Ankers 4 gesehen. - nimmt die Dicke des Magneten zur ablaufenden Kante 9 des Magneten linear zu.

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Werden die Magnete 3 beim Umlauf des Ankers 4 dem - möglicherweise sogar unzulässig hohen - Ankerquerfeld ausgesetzt, so treten an den ablaufenden Kanten 9 der Magnete irriversible Entmagnefcisierungserscheinungen auf. Es*-hat sich nun gezeigt, daß für die Beständigkeit gegen die Entmagnetisierungserscheinungen eine aus der Koerzitivfeldstärke _ΓΗ_Π durch multiplizieren mit der radial gesehenen Dicke des Magneten entstandene Größe maßgebend ist. Bei dem in Figur 1 dargestellten Kleinmotor 1 ergibt sich gegenüber aus mehreren Zonen aufgebauten Magneten, bei denen das Ablaufende aus einem Werkstoff mit erhöhtem ^EL-Wert besteht, eine .Flußsteigerung bei besserer Symmetrierung des Magnetfeldes. Dies ist durch den Kurvenverlauf 36 im Vergleich zu einem Motor mit üblichen zylindrischen Segmentmagneten (Kurve 35) in Fig. 4 dargestellt. Die Kurven der Fig. 4 gelten bei belasteten Motoren. Die erwähnten Entmagnetisierungserscheinungen, die außer der Deformierung des Induktionsverlaufs zu einer Fluß- und Drehmomentverringerung und damit zu erhöhter Stromaufnahme führen, werden so • verhindert.

Der in Figur 2 dargestellte Kleinmotor 11 hat wiederum ein Rückschlußjoch 12, das allerdings bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei ' punktsymmetrischen Halbschalen d2 ' , 12'' besteht. Zwischen den Halbschalen 12', 12" verbleiben Luftspalte 20. Im Rückschlußjoch 12 sind wiederum wie im ersten Ausführungsbeispiel zwei diametral gegenüberliegende Segmentmagnete 13 angeordnet. Die Segmentmagnete 13 unterscheiden sich von den Segmentmagneten 3 des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, daß -die Magnetdicke von der auflaufenden Kante 17 der Segmentmagnete 13 bis zur ablaufenden Kante 19 der Magneten linear zunimmt. Auch die Magnete 13 zeichnen sich durch eine erhöhte Beständigkeit gegen Entmagnetisierung aus. Allerdings zeigen die Segmentmagnete 13 gegenüber dem erwähnten, aus zwei Komponenten aufgebauten Magneten eine absolute Symmetrie des Feldes bei Belastung des Motors (vgl. Kurve 37 in Fig. 4); ; der erreichbare Fluß ist genausogroß wie bei dem aus verschiedenen Zonen aufgebauten, zwei Komponentenmagneten. Durch die zwischen den beiden Halbschalen 12^l, 12" verbleibenden Spalte 20 wird das die Entmagnetisierungserschei-

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nungen bewirkende Ankerquerfeld geschwächt. Damit werden natürlich auch die Entmagnetisierungserscheinungen herabgemindert.

Natürlich kann ein Luftspalt 20 wie im zweiten Ausführungsbeispiel auch bei dem Kleinmotor 1 gemäß Figur 1 angeordnet werden. Es hat sich gezeigt, daß in beiden Fällen - bei dem Kleinmotor gemäß Figur 1 und bei dem Kleinmotor gemäß Figur 2 - bei neutraler Bürstenstellung eine verbesserte Kommutierung erreicht werden kann.

Der in Figur 3 dargestellte Kleinmotor 21 ist wieder ähnlich wie die beiden vorangegangenen Ausführungsbeispiele der Kleinmotoren aufgebaut. In einem aus zwei Halbschalen 22¹, 22" bestehenden Rückschlußjoch 22 sind zwei gleiche Segmentmagnete 23 einander diametral gegenüberliegend angeordnet. Zur Schwächung des Ankerquerfeldes sind zwischen den beiden Halbschalen 22' und 22" wiederum Spalte 30 angeordnet. Bei den Segmentmagneten 23 nimmt von der Magnetmitte 28 aus gesehen die Dicke zur ablaufenden Kante 29 wie auch zur auflaufenden Kante der Magnete 27 hin linear zu. Dieser für zwei Drehrichtungen ausgelegte Kleinmotor, der also auch entgegen der Drehpfeilrichtung 5 betrieben werden kann, weist eine geringere Symmetrie des Magnetfeldes auf, hat aber immer noch einen höheren Fluß als der erwähnte aus mehreren Zonen aufgebaute Magnet; dies ist an Kurve 38 in Fig. 4 erkennbar.

Bei diesem Kleinmotor 21 ist das Rückschlußjoch 22 von einem aus Kunststoff bestehenden Gehäuse, das natürlich auch bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen von Kleinmotoren Anwendung finden könnte, umgeben.

Bei besonderen Anwendungsfällen können die beschriebenen Magneten auch als Mehrkomponentenmagneten aufgebaut werden, die aus einzelnen Zonen mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften aufgebaut sind. Die gemäß dieser Erfindung erzielten Eigenschaften können dadurch noch verstärkt zur Geltung gebracht werden.

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Claims

Ansprüche

( 1. /Kleinmotor mit permanentmagnetiseher Erregung mit mindestens einem in einem Rückschlußj och angeordneten Segmentmagneten und einem umlaufenden mit Nuten und darin eingelegten Wicklungen aufweisenden Anker, dadurch gekennzeichnet, daß die - radial gesehene - Magnetdicke, vorzugsweise linear, zur ablaufenden Kante (9, 19, 29) des Magneten-"(3, 13, 23) hin zunimmt.
2. Kleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetdicke von der auflaufenden Kante (7) des Magneten (3) bis zur - in Umdrehungsrichtung des Ankers (4) gesehen - Mitte • (8) des Magneten (3) konstant ist.
3· Kleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetdicke von der auflaufenden Kante (17) bis zur ablaufenden Kante (19) des Magneten (13) linear zunimmt.
4. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (3, 13, 23) als ein Einkomponentenmagnet ausgebildet ist. . ■
5. Kleinmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (3,13,23) als aus einzelnen Zonen mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften aufweisender Mehrkomponentenmagnet ausgebildet ist.

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6. Kleinmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlußj och (12, 22) etwa in der Mitte des Magneten (13, 23) einen Spalt (20, 30) aufweist.
7· Kleinmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruckschlußjoch (12, 22) aus zwei punktsymmetrischen Halbschalen (12^!, 12", 22', 22") aufgebaut ist.
8. Kleinmotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ruckschlußjoch (22) von einem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Gehäuse umgeben ist.

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