DE2720053A1 - Elektromagnetischer schrittmotor - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKI ALLEE ββ D-B MÜNCHEN 33 ■ WIDEN MAYERSTRASSE 40

BERLIN:

DIPL.-INQ. R. MÜLLCR-BÖRNER

MÜNCHEN : DIPL.-INS. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-INS. EKKCHARD KÖRNER

Societe Suisse Pour !.'Industrie Ilorlogore Management Services S.A.

Berlin, den 02. Mai 1977

Elektromagnetischer Schrittmotor

h Seiten Beschreibung 2 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung

Se - 27

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BERLIN: TELEFON (O3O) Θ312Ο88 KABEL: PROPINDUS- TELEX Ο184Ο57 MÜNCHEN: TELEFON (Οββ) 23SBSS
KABEL: PROPINDUS -TELEX OS 34344

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schrittmotor mit einem Stator aus weich-ferromagnetischem Material mit zwei koplanaren ineinander verschachtelten, durch einen sinusförmigen Luftspalt getrennten Teilen, die 2n radiale Winkelsegmente mit gleichem Abstand bilden, und einem gegenüber den radialen Segmenten des Stators angeordneten Rotor, bestehend aus einer flachen Scheibe, die versehen ist mit η in axialer Richtung gleichsinnig magnetisierten Zähnen oder mit 2n Zähnen, die in axialer Richtung alternierend gegensinnig magnetisiert sind.

Elektromagnetische Schrittmotoren der obengenannten Art sind "bekannt. Einer davon ist beispielsweise in der CH-PS 558 043 beschrieben. Er weist einen festen, eine Abdeckung bildenden oberen Teil auf, welcher den Rotor überragt und eine zweifache Aufgabe hat. Einerseits dient er zum Schließen des magnetischen Kreises und andererseits soll er mittels zu diesem Zweck vorgesehener Öffnungen im Bereich des Rotors periodische Reluktanzänderungen erzeugen, welche die verschiedenen stabilen Positionen des Rotors festlegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor der obengenannten Art zu schaffen, dessen Bauhöhe verringert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein ringförmiges, fest angeordnetes, den Rotor umgebendes Teil, das diesen an keiner Stelle überragt und eine innere, genau in der Rotorebene befindliche Verzahnung aufweist, in der Weise, daß dem Rotor gegenüberliegend 2n stabile Positionen gebildet werden, wodurch eine periodische Veränderung der Reluktanz festgelegt ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Rolle des Teils, sowohl eine Abdeckung zu bilden als auch den magnetischen Kreis zu schließen, illusorisch ist. Es kann weggelassen und durch Mittel ersetzt werden, die allein die Sta-

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bilität der verschiedenen Winkelpositionen des Rotors gewährleisten .

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsenschnitt eines bekannten elektromagnetischen Schrittmotors mit einer Abdeckung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil des selben Motors in verkleinertem Maßstab,

Fig. 3 den erfindungsgemäßen elektromagnetischen Schrittmotor ohne Abdeckung zur Anwendung in Uhren in axial geschnittener Darstellung und

Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung dieses Motors in verkleinertem Maßstab.

Der in den Fign. 1 und 2 dargestellte Motor enthält ein zylindrisches Gehäuse 1, das mit einem Boden 2 versehen ist, welcher in der Mitte befestigt einen Kern 3 aufweist, um den herum eine Wicklung 4 angeordnet ist. Der Stator des Motors enthält ein ringförmiges Teil 5, das aus Lamellen besteht und an demjenigen Ende des Kerns 3 montiert ist, das dem am Boden des Gehäuses 2 befestigten gegenüberliegt. Das Teil 5 weist eine äußere Verzahnung mit sechs Zähnen auf (Fig. 2). Der Stator ist weiterhin mit einem zweiten ringförmigen Teil 6 versehen, das gleichfalls aus Lamellen besteht und in der Ebene des Teils 5 angeordnet ist. Es weist eine innere Verzahnung auf, welche reziprok zu derjenigen des Teils 5 geformt ist. Die beiden Teile 5 und 6 greifen so ineinander, daß sie einen Luftspalt bilden mit radialen Segmenten in gleichen Winkelabständen. Eine aus nicht magnetischem Material bestehende Anordnung 7 ist zwischen den Teilen 5 und 6 des Stators ein-

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gefügt, welche beide aus weichem ferro-magnetischen Material bestehen, um die Teile in einer fixierten Position miteinander zu verbinden. Die Anordnung 7 ist nicht von wesentlicher Bedeutung, so daß sie gegebenenfalls weggelassen werden kann.

Der Rotor des beschriebenen und dargestellten Motors ist drehbar an einem in dem Kern 3 gleitenden Zapfen 8 gelagert und enthält ein Kunststoffteil 9, das eine lamellierte Scheibe 10 trägt, die aus einem ferro-magnetischen Material mit großer Koerzitivkraft besteht, wie beispielsweise einer Platin-Kobalt-Legierung, und in axialer Richtung alternierend magnetisiert ist.Die Scheibe 10 weist eine äußere Verzahnung von 12 Zähnen auf, die in axialer Richtung in Bezug auf die Luftspaltsegmente ausgerichtet sind. Eine andere Ausführungsform der Scheibe 10 enthält nur sechs Zähne, welche in axialer Richtung gleichsinnig magnetisiert sind.

Der Stator ist durch einen Deckel 11 vervollständigt, der ebenfalls aus einem ferro-magnetischem Material besteht und zwölf längliche öffnungen 12 aufweist, die in der Weise radial angeordnet sind, daß sie gegenüber der Scheibe 10 des Rotors, die sie überragen, periodische Änderungen der Reluktanz bewirken, welche zwölf stabile Positionen des Rotors festlegen, wenn dieser als Scheibe mit zwölf Zähnen ausgebildet ist.

Der in den Fign. 2 und 3 dargestellte Motor stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, die sich von dem Motor gemäß Fig. 1 im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß ein Teil mit der Form des Deckels 11 fehlt, der die ihm zugedachte Aufgabe , auch als Mittel zum Schließen des magnetischen Kreises zu dienen, nicht erfüllen konnte und durch ein ringförmiges Teil 13 ersetzt wurde, welches eine Innenverzahnung 13a mit zwölf Zähnen aufweist, die in der Ebene der Scheibe 10 des Rotors angeordnet sind und in Bezug auf den Rotor periodische Veränderungen der Reluktanz erzeugen, wo-

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bei sie für diesen zwölf stabile Positionen festlegen.

Der Fortfall des bei dem Motor gemäß Fig. 1 vorhandenen Deckels 11 hat eine Verringerung der Bauhöhe von ungefähr 30% zur Folge, was ein beachtliches Ergebnis darstellt.

Dieses Fortlassen hat zum anderen den Vorteil, daß der Motor unempfindlicher wird gegen eventuelle Ungenauigkeiten, was die axiale Position des Rotors angeht. Jede Veränderung der axialen Lage des Rotors hat bei dem bekannten Motor einen doppelten Einfluß auf die Haltewirkung zur Folge, dem der Rotor unterworfen ist, wenn er festgehalten ist, und die zum einen vom Stator und zum anderen vom Deckel aufgebracht werden. Diese Doppelwirkung beruht auf der Tatsache, daß jeder Annäherung zwischen Rotor und Stator eine Entfernung zwischen dem Deckel und dem Rotor entspricht und umgekehrt. Wenn der Deckel weggelassen wird, ist die axiale Position des Rotors wesentlich weniger kritisch: jede Änderung der Lage hat nur eine Annäherung oder Entfernung zwischen Rotor und Stator zur Folge, ist aber ohne Einfluß auf das zur Positionierung dienende Teil 13.

Alle Bauelemente des Motors gemäß Fig. 1 mit Ausnahme des Deckels finden sich auch in dem Motor nach den Fign. 2 und 3 wieder und sind mit den selben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen, so daß insoweit auf die entsprechenden Beschreibungsteile von Fig. 1 verwiesen wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Stator sechs radiale Segmente, wohingegen der bewegliche Teil mit zwölf Zähnen versehen ist. Diese Zahlen sind jedoch unkritisch, solange die Zahl der Zähne des Rotors zweimal so groß ist wie die Anzahl der radialen Segmente des Stators.

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Patentansprüche:

Chr - 27

Claims (2)

1. Patentanspruch e

   Elektromagnetischer Schrittmotor mit einem Stator aus weichferromagnetischem Material mit zwei koplanaren ineinander verschachtelten, durch einen sinusförmigen Luftspalt getrennten Teilen, die 2n radiale Winkelsegmente mit gleichem Abstand bilden, und einem gegenüber den radialen Segmenten des Stators angeordneten Rotor, bestehend aus einer flachen Scheibe, die versehen ist mit η in axialer Richtung gleichsinnig magnetisicrten Zähnen oder mit 2n Zähnen, die in axialer Richtung alternierend gegensinnig magnetisiert sind, g e kenzeichnet durch ein ringförmiges, fest angeordnetes, den Rotor umgebendes Teil (13), das diesen an keiner Stelle überragt, und eine innere, genau in der Rotorebene befindliche Verzahnung (13a) aufweist, in der Weise, daß dem Rotor gegenüberliegend, 2n stabile Positionen gebildet werden, wodurch eine periodische Veränderung der Reluktanz festgelegt ist.
2. 2. Elektromagnetischer Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Verzahnung des festen, den Rotor umgebenden ringförmigen Teils (13) 2n Zähne aufweist.

   ^Chr-²⁷¹"⁰ 709851/0709

   ORDINAL