DE2702747B2 - Selbstanlaufender Synchronmotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen selbstanlaufenden Synchronmotor mit magnetischen Polzähnen am Joch eines Ständers und mit einem scheibenförmigen Läufer, « dessen Drehwelle einen von einer Spule umgebenen Magnetkern durchsetzt.

Bei einem aus der US-PS 36 14 495 bekannten Synchronmotor dieser Art sind die magnetischen Polzähne an einem bezüglich des Jochs separaten Teil so ausgebildet, so daß es bei der Montage des Motors erforderlich wird, für die Anordnung dieser Polzähne am Joch des Ständers einen eigenen Handgriff oder einen entsprechenden maschinellen Zugriff vorzusehen. Sofern dabei weiter diese Montage der Polzähne nicht hinreichend präzise ist, so kann es an der Montagestelle zu einer ungleichmäßigen Verteilung des magnetischen Widerstandes kommen, mit der Folge möglicher Schwankungen in dem von dem Motor gelieferten Drehmoment, und solchen Schwankungen oder Verän- «> derungen können auch die maßgeblichen magnetischen Luftspalte unterworfen sein, sofern bei dieser Montage die Polzähne bei einer unsachgemäßen Handhabung verformt werden.

Mithin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, "~> einen solchen selbstanlaufenden Synchronmotor so auszubilden, daß er mit einem geringeren Aufwand zusammengebaut werden kann und daß bei diesem Zusammenbau auch eine geringere Gefahr hinsichtlich der Schaffung möglicher Quellen für einen gestörten Lauf eines solchen Synchronmolors besteht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Joch eines Synchronmotors dieser Art ein zu einem U-Profil verformtes Stanzteil ist, dessen beide Schenkel mit axial fluchtenden Stecköffnungen für die axialen Enden des zwischen den Schenkeln angeordneten Magnetkerns und dessen dem Läufer zugeordneter einer Schenkel mit den bezüglich der zugeordneten einen Stecköffnung radial ausgerichteten Polzähnen versehen ist

Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist damit die Ausbildung des Jochs als ein Stanzteil, an welchem noch vor der Verformung zu dem U-Profil neben den beiden Stecköffnungen für den Magnetkern die für einen ungestörten Lauf des Synchronmotors besonders wichtigen Polzähne durch einen Stanzvorgang erzeugt werden. Beim Zusammenbau des Motors ist es mithin nicht mehr erforderlich, diese PoJzähne in Verbindung mit einer entsprechend aufwendigen Handhabung gesondert mit dem Joch zu verbinden, so daß aus diesem über die Integrierung der Polzähne in das Joch des Ständers ermöglichten Wegfall einer besonderen Montagestelle auch nicht mehr die Gefahr besteht daß es im Betrieb des Motors zu den geschilderten Unregelmäßigkeiten kommt Die Integrierung der Polzähne in das Joch bringt selbstverständlich neben einer doch beträchtlichen Verkürzung der Montagezeit für den Ständer eine beträchtliche Kosteneinsparung in der eigentlichen Herstellung der Polzähne und des Jochs, wobei in dieser Hinsicht noch der Vorteil hinzukommt daß diese Fertigung unter Einhaltung sehr enger Fertigungstoleranzen durchgeführt werden kann und mithin so die Voraussetzung für einen Motor geschaffen wird, dessen Leistungsgrenzen entsprechend präzise angegeben werden können.

Weitere zweckmäßige und in dieser Umgebung als vorteilhaft angesehene Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen erfaßt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen selbstanlaufenden Synchronmotor gemäß Erfindung,

F i g. 2 eine Draufsicht auf das Stanzteil in vergrößertem Maßstab, aus welchem das Joch dieses Motors geformt wird,

F i g. 3A bis 3E Perspektivansichten zur Veranschaulichung der verschiedenen Schritte beim Zusammenbau des Motors gemäß F i g. 1 und

F i g. 4 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt eines Synchronmotors gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Der in einer Drehrichtung selbstanlaufende Synchronmotor umfaßt einen scheibenförmigen Läufer 1, der zur Ermöglichung des Selbstanlaufs nach dem bekannten Prinzip mit bezüglich seiner Mitte 2 radial ausgerichteten und abwechselnd zueinander angeordneten N- und S-Magnetisierungen versehen ist deren Anzahl mit der Anzahl von magnetischen Polzähnen 6 und 7 übereinstimmt, die an einem Joch 4 des Ständers des Motors ausgebildet sind. Der Läufer 1 durchsetzt mit seiner Drehwelle 3 eine zentrale Bohrung in einem Magnetkern 17, der mit seinen beiden axialen Enden in Stecköffnungen 5 und 11 (F i g. 2) eingesteckt ist, die in den beiden Schenkeln des als ein mit den magnetischen Polzähnen 6 und 7 einstückises Stanzteil ausgebildeten

und zu einem U-Profil verformten Jochs 4 für eine Anordnung des Magnetkerns 17 zwischen diesen Schenkeln vorgesehen sind.

Gemäß F i g. 2 sind die magnetischen Polzähne 6 und 7 nahe dem einen Ende des flachgelegten und im wesentlichen einen elliptischen umriß aufweisenden Stanzteils ausgebildet, aus welchem bei dessen Verformung zu einem U-Profil dessen einer Schenkel gewonnen wird, der bei dem zusammengebauten Motor gemäß Fig. 1 unterhalb des Läufers 1 liegt Dabei sind die eineil Polzähne 6 an ihrem inneren Ende jeweils mit einem geschlossenen Ring verbunden, welcher die kreisrunde Stecköffnung 5 für das eine axiale Ende des Magnetkerns 17 umgibt und bezüglich welcher sich alle Polzähne radial erstrecken. Die anderen Polzähne 7 haben hingegen mit diesem Ring keine Verbindung und sind statt dessen über ihr äußeres Ende einstückig mit dem Material des Stanzteils verbunden, wobei gleichzeitig für eine einstückige Verbindung des Ringes und der damit verbundenen Polzähne 6 ebenfalls mit diesem Material auch noch einige radial ausgerichtete Verbindungsstege 8 vorhanden sind. Die Formgebung und Anordnung der magnetischen Polzähne 6 und 7 ist im übrigen so gewählt, daß sich daraus der Selbstanlauf in einer Drehrichtung des Läufers 1 ergibt, wie es grundsätzlich in der einleitend bereits erwähnten US-PS 36 14 495 beschrieben ist Im Bereich zwischen den beiden Stecköffnungen S und U, die im übrigen vorzugsweise gleich ausgebildet sind, sind noch zwei randseitige Ausschnitte 9 und 10 vorgesehen, über welche die Anschlußdrähte 14 und 15 der Spule 53 zum Vorstehen nach außen gebracht werden können, wie es im folgenden noch näher erläutert wird. An dieser Stelle sei lediglich darauf hingewiesen, daß sich diese Einschnitte zwischen den beiden Biegelinien a und b befinden, um welche das flachgelegte Stanzteil zu der Form eines U-Profils umgebogen wird, bei dem dann dieser Abschnitt zwischen den beiden Biegelinien den Steg des U-Profils bildet, während dessen Schenkel durch die an diese Biegelinien anschließenden Enden gebildet werden. Das U-Profil des fertigen Jochs 4 geht außer aus F i g. 1 noch aus F i g. 3B deutlich hervor und es unterscheidet sich in dieser Ausführungsform mit den beiden Biegelinien a und b nur darin von dem Joch 4' der nur in diesem Umfang abgewandelten Ausführungsform des Motors gemäß F i g. 4, daß dabei der Steg mit einer Krümmung versehen ist, welche im wesentlichen nur eine einzige Eiegelinie aufnimmt.

Für den Zusammenbau des Motors kann mithin von folgenden Einzelschritten ausgegangen werden. Das Joch 4 ist zu dem U-Profil verformt, wie es in Fig.3B dargestellt ist Dabei sind dann die beiden kreisförmigen Stecköffnungen 5 und 11 axial fluchtend zueinander ausgerichtet und der die magnetischen Polzähne 6 und 7 aufnehmende eine Schenkel des U-Profils liegt auf der Seite, von welcher her die Montage des Läufers 1 erfolgt Aus einer getrennten Fertigungsstufe liegt andererseits die auf einen Winkelkörper 12 aufgewikkelten Spule 13 mit den Anschlußklemmen 14 und 15 vor, wobei in ein axiales Joch 16 des Wickelkörpers 12 der Magnetkern 17 eingefügl ist (Fig.3A). Der

ίο Wickelkörper 12 der Spule 13 ist mit Flanschen versehen, weiche im wesentlichen der Form der beiden Schenkel des Jochs 4 entsprechen, so daß damit diese Schenkel eine satte Anlage an diese Flansche erfahren können, wenn der Wickelkörper mit der Spule 13 und dem Magnetkern 17 so zwischen die Schenkel eingesetzt ist daß die axialen Enden des Magnetkerns 17 in die beiden dafür vorgesehenen Stecköffnungen 5 und 11 einfassen. Die beiden Anschlußklemmen 14 und 15 durchgreifen dann die Einschnitte 9 und 10 am Steg des U-Profils, wobei mit 19 noch auf ein angeklemmtes Element zur Spannungsverringerung, wie ein Kondensator, ein Widerstand oder ein Halbleiterelement, hingewiesen ist das an dem einen Flansch des Wickelkörpers befestigt ist

Wenn die Spule 13 zwischen den beiden Schenkeln des Joche 4, montiert ist, dann wird in die Bohrung 18 des Magnetkerns 17 die Welle 3 des Läufers 1 hineingesteckt zweckmäßig unter Zwischenfügung einer Ringscheibe 20 aus isolierendem Kunststoff. Über diese in Fig. 3C dargestellte Anordnung wird dann ein Gehäuse

21 aufgeschoben, das U-förmig gestaltet ist und Nuten

22 und 23 aufweist in welchen die Ränder der beiden Schenkel des Jochs 4 einfassen, wenn das Gehäuse auf die Anordnung gemäß F i g. 3C aufgeschoben wird. Das Gehäuse 21 weist noch eine weitere Nut 24 auf, in welche schließlich noch ein Deckel 25 randseitig eingeschoben werden kann, so daß damit dann auch der Läufer 1 schmutzsicher abgeschirmt ist Wird mithin an die beiden Anschlußklemmen 14 und 15 eine Wechselspannung angelegt dann ist mit dieser Anordnung ein selbstanlaufender Synchronmotor bereitgestellt bei dem eine gleiche Betriebsweise wie bei den bekannten Motoren vorliegt jedoch wegen des vereinfachten Zusammenbaus insbesondere im Umfang der Polzähne aus den einleitend geschilderten Gründen mit wesentlich weniger Unregelmäßigkeiten gerechnet werden kann. Dabei gilt abschließend noch hinsichtlich der magnetischen Kennlinien des Jochs, daß dieselben bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 etwas günstiger liegen, weil die beiden Biegelinien a und b bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 doch diesbezüglich einen gewissen Einfluß nehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Selbstanlaufender Synchronmotor mit magnetischen Polzähnen am Joch eines Ständers und mit einem scheibenförmigen Läufer, dessen Drehwelle einen von einer Spule umgebenen Magnetkern durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (4) ein zu einem U-Profil verformtes Stanzteil ist, dessen beide Schenkel mit axial fluchtenden Stecköffnungen (5, 11) für die axialen Enden des zwischen den Schenkeln Engeordneten Magnetkerns (17) und dessen dem Läufer (1) zugeordneter einer Schenkel mit den bezüglich der zugeordneten einen Stecköffnung (5) radial ausgerichteten Polzähnen (6,7) versehen ist.

2. Synchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei dem Joch (4, 4') verwirklichte Steg des U-Profils mittels zweier Biegelinien (a, b) rechtwinklig zu dessen Schenkeln ausgerichtet oder mit einer im wesentlichen nur eine Biegelinie aufnehmenden Krümmung versehen ist

3. Synchronmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Magnetkern (17) umgebende Spule (13) einen Wickelkörper (12) mit Flanschen umfaßt, die im wesentlichen die gleiche Umrißform haben wie die beiden Schenkel des U-Profils, an deren Innenseite die Flansche außenseitig anliegen.

4. Synchronmotor nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (21) vorgesehen ist, das mittels Innennuten (22, 23) auf die freien Ränder der beiden Schenkel des U-Profils aufgeschoben ist.

5. Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (21) mit einer weiteren Innennut (24) versehen ist, in welche ein den Läufer (1) abdeckender Gehäusedeckel (25) einschiebbar ist.