DE2650510B2

DE2650510B2 - Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2650510B2
Application number: DE2650510A
Authority: DE
Inventors: Jan Eindhoven Janson (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-11-17
Filing date: 1976-11-04
Publication date: 1978-03-23
Also published as: ATA843876A; JPS5261716A; FR2331906A1; ES453331A1; DE2650510A1; NL7513380A; BE848362A; DE2650510C3; FR2331906B3; SE7612725L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstrommotor, der aus zwei sich relativ gegeneinander drehenden Teilen besteht, von denen der erste Teil aus zwei wenigstens nahezu gleichen ringförmigen Dauermagneten besteht, die, in axialer R.chtung verschoben, konzentrisch zu der Drehachse angeordnet sind, wobei die gleichnamigen Pole einander gegenüberliegen und jeder Magnet aus mindestens zwei gleichen, aber entgegengesetzt magnetisierten Sektoren besteht, während der mit einer Wicklung versehene zweite Teil zwischen den ringförmigen Magneten liegt, wobei diese Wicklung auf einem Träger aus weichmagnetischem Material angebracht ist.

Ein derartiger Motor ist aus der NL-PS I 34 597 bekannt. Dabei ist eine verteilte Spulenwicklung auf einer Zylinderfläche um die Drehachse nahezu völlig außerhalb des Magnetfeldes auf Fingern eines ringförmigen Kernes aus weichmagnetischem Material angebracht, wobei sich diese Finger von dem Ring her zu der Drehachse hin erstrecken. Der sich dabei ergebende Nachteil ist, daß die Spulen von innen her über die Finger angebracht werden müssen, was aufwendig und zeitraubend und somit kostspielig ist.

Aus der DT-AS 14 88 463 ist ein derartiger Motor bekannt, bei dem die Wicklung in bekannter Weise in •ι Nuten auf einen weichmagnetischen Körper angebracht ist.

Weiterhin ist aus der GB-PS 7 17 830 ein solcher Motor bekannt, der mit einer Wellenwicklung versehen ist, welche nicht in einfacher Weise vorgeformt ίο ausgeführt werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gleichstrommotor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Spulen leicht anzufertigen und gegebenenfalls vorgeformt werden können, so daß eine wirtschaftliche und einfache Montage möglich wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wicklung aus flachen Spulen besteht, die derart um den Umfang des Trägers aus weichmagnetischem Material herumgefaltet sind, daß sich auf jeder der den Magneten gegenüberliegenden Stirnflächen des Trägers nahezu gleich große Teile der von den Spulen umschlossenen Flächen befinden.

Dadurch wird außerdem erreicht, daß die wirksame Oberfläche und die nützliche Kupferlänge der Spulen größer sind, während durch das Fehlen von Zähnen Klebestellen vermieden werden.

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen

Gleichstrommotors sind die Spulen ringförmig gestaltet und um eine Mittellinie herumgefaltet. Dies hat den

jo Vorteil, daß die Spulen einfach gewickelt werden können.

Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors sind die Spulen rautenförmig gestaltet, wobei zwei einander diagonal

' gegenüberliegende Winkel der Raute gleich sind,

wobei η die Anzahl Spulen ist und die Spulen um die Diagonale herumgefaltet sind, die die beiden anderen Winkel verbindet. Damit wird erreicht, daß eine maximale wirksame Oberfläche erhalten wird.

Bei einer noch weiteren Ausführungsform des Gleichstrommotors nach der Erfindung bildet der erste Teil den Stator, der fest mit einem Gehäuse verbunden ist, und ist der zweite Teil mit einem Kommutator 4¹) versehen. Es handelt sich hier um die Ausführungsform eines üblichen Gleichstrommotors mit einem gewöhnlichen Kommutator.

Bei einer Weiterbildung des Gleichstrommotors gemäß der Erfindung bildet der zweite Teil den Stator, to der fest mit einem Gehäuse verbunden ist, und ist der Motor mit einem elektronischen Kommutator versehen. Hier handelt es sich um die Ausführungsform eines kollektorlosen Gleichstrommotors, der mit Hallelementen, Magnetowiderständen, einem optischen Kommutator od. dgl. versehen sein kann.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Weise, in der ein Gleichstrommotor mit Kommutator nach der Erfindung aufgebaut sein kann, F i g. 2 eintn kollektorlosen Gleichstrommotor, F i g. 3a einen Träger mit vier rautenförmigen Spulen,

F i g. 3b und F i g. 3c zwei Ansichten einer Spule nach F i g. 3a,

F i g. 3d einen zugehörigen Statormagnet, b5 Fig. 4a einen Träger mit sechs rautenförmigen Spulen,

F i g. 4b und F i g. 4c zwei Ansichten einer Spule nach F i g. 4a und

F i g. 4d den zugehörigen Siatormagnet.

In Fig. I besteh! der erste Teil des Gleichstrommotors aus zwei nahezu gleichen ringförmigen Dauermagneten 1 bzw. 2, die, in axialer Richtung verschoben, konzentrisch zu der Drehachse auf je einem Rückschlußring 3 bzw. 4 angebracht jind, wobei die gleichnamigen Pole einander gegenüberliegen. In diesem Beispiel besteht jeder Magnet aus vier gleichen, aber abwechselnd entgegengesetzt magnetisieren Sektoren. Die Rückschlußringe 3 bzw. 4 sind fest mit einem Gehäuse 5 aus nichtmagnetischem Material verbunden, das hier aus zwei Hälften besteht, in denen außerdem die Lager 6 und 7 für die Welle 8 angebracht sind. Es ist natürlich auch möglich, die Lager 6 und 7 in den Rückschlußringen anzubringen und diese Rückschlußringe 3 bzw. 4 beiderseits eines einstückigen zylindrischen Gehäuses anzuordnen. Mit der Welle 8 ist der zweite Teil fest verbunden, der aus einem Träger 9 aus weichmagnetischem Material besteht, um den drei ringförmige Spulen 10, ti bzw. 12 herumgefaltet sind, derart, daß sich auf jeder der Endflächen des Trägers 9 nahezu gleiche Teile der wirksamen Oberfläche dieser Spulen 10, 11 bzw. 12 befinden. Mit dem Träger ist außerdem ein Kommutator 13 fest verbunden, dem der Strom über Bürsten 14 und 15 zugeführt bzw. entnommen wird.

F i g. 2 zeigt, wie ein Motor nach der Erfindung als ein kollektorloser Motor ausgebildet sein kann. Die zwei nahezu gleichen ringförmigen Dauermagnete 1 und 2 sind ebenfalls auf in axialer Richtung verschobenen Rückschlußringen 3 bzw. 4 konzentrisch zu der Drehachse angebracht und hier fest mit der Welle 8 verbunden, derart, daß die gleichnamigen Pole einander gegenüberliegen. Auch hier besteht jeder Magnet aus vier gleichen, aber abwechselnd entgegengesetzt magnetisierten Sektoren. Die Welle 8 ist in Lagern 6 und 7 gelagert, die in je einer Hälfte eines Gehäuses 5 angebracht sind, mit dem der zweite Teil, der aus einem Träger 9 aus weichmagnetischem Material besteht, fest verbunden ist. Um diesen Träger 9 sind drei ringförmige Spulen 10, 11 bzw. 12 herumgefaltet, derart, daß sich auf jeder der Endflächen des Trägers 9 nahezu gleiche Teile der wirksamen Oberfläche dieser Spulen 10, 11 bzw. 12 befinden. Auf dem weichmagnetischen Träger 9 sind drei Hallelemente 16,17 und 18 angebracht, die von dem Magneifeld der ringförmigen Magnete gesteuert werden.

Es kann baulich attraktiv sein, den Träger 9 am Umfang mit Aussparungen zu versehen, in denen die Spulenköpfe liegen; dadurch werden zwar wieder

lu Klebestellen eingeführt, aber dies kann in vielen Fällen zulässig sein.

In Fig. 3a ist angegeben, wie eine rautenförmige Spule der in Fig. 3b und 3c dargestellten Art, die hier Winkel von 90° aufweist, um den Träger 9 herumgefaltet wird, während Fig. 3d die Magnetisierung der ringförmigen Magnete 1 bzw. 2 veranschaulicht. Daraus geht deutlich hervor, daß das Magneifeld völlig von den Spulen umfaßt wird und die Leckfelder auf ein Mindestmaß beschränkt sind.

In Fig. 4a, 4b, 4c und 4d ist ähnliches für einen Träger 9 angegeben, der mit sechs rautenförmigen .Spulen mit zwei einander diagonal gegenüberliegenden Winkeln von 60° versehen ist, wobei diese Spulen um die Diagonale X-X. die die anderen Winkel miteinander verbindet, herumgefaltet sind. Im Falle der F i g. 3 sowie im Falle der Fig. 4 ist die Größe der einander diagonal

gegenüberliegenden Winkel gleich .

Diese rautenförmigen Spulen können zugleich auf jo eine Lehre mit einem Querschnitt gleich der Innenseite der Spule aufgewickelt werden, wobei sie nach Wicklung und Faltung durch einen Stromstoß erhitzt werden und nach Abkühlung zu einem Ganzen geworden sind.

j·; Es ist einleuchtend, daß unter Faltung auch die vorherige Faltung zu verstehen ist, wonach die Spulen auf dem Träger angebracht werden. Dabei kann es günstig sein, die Spulen in einer geeigneten Lehre nachzudrücken, um einen besseren Anschluß an den Umfang des Trägers zu erhalten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gleichstrommotor, der aus zwei sich relativ gegeneinander drehenden Teilen besteht, von denen der erste Teil aus zwei wenigstens nahezu gleichen ringförmigen Dauermagneten besteht, die, in axialer Richtung verschoben, konzentrisch zu der Drehachse angeordnet sind, wobei die gleichnamigen Pole einander gegenüberliegen und jeder Magnet aus mindestens zwei gleichen, aber entgegengesetzt magnetisierten Sektoren besteht, während der mit einer Wicklung versehene zweite Teil zwischen den ringförmigen Magneten liegt, wobei diese Wicklung auf einem Träger aus weichmagnetischem Material angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus flachen Spulen besteht, die derart um den Umfang des Trägers aus weichmagnetischem Material herumgefaltet sind, daß sich auf jeder der den Magneten gegenüberliegenden Stirnflächen des Trägers nahezu gleich große Teile der von den Spulen umschlossenen Flächen befinden.

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen ringförmig gestaltet und um eine Mittellinie herumgefaltet sind.

3. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen rautenförmig gestaltet sind, wobei zwei einander diagonal

360°
gegenüberliegende Winkel gleich sind, wobei η

die Anzahl Spulen ist und die Spulen um die Diagonale herumgefaltet sind, die die beiden anderen Winkel miteinander verbindet.

4. Gleichstrommotor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil den Stator bildet, der fest mit einem Gehäuse verbunden ist, während der zweite Teil mit einem Kommutator versehen ist.

5. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil den Stator bildet, der fest mit einem Gehäuse verbunden ist, während der Motor mit einem elektronischen Kommutator versehen ist.