DE2747644A1 - SINGLE PHASE MOTOR, IN PARTICULAR FOR WATCHES - Google Patents
SINGLE PHASE MOTOR, IN PARTICULAR FOR WATCHESInfo
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Description
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Quarz-Zeit AG 6D0G Frankfurt/MainQuarz-Zeit AG 6D0G Frankfurt / Main
Gräfstraße 103Graefstrasse 103
Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasenschrittmotor, insbesondere für Uhren, mit einem Rotor mit einem flachen, mehrpoligen, scheibenartigen Rotorkörper, der in einer ersten Ebene umläuft, und einem Stator, der aus zuei über ein die Erregerwicklung tragendes Brückenteil miteinander verbundenen, in einer zur ersten Ebene parallelen zueiten Ebene angeordneten Statorteilen besteht, von denen jeder an seinem freien Ende in eine im l/ergleich zur Rotorpolzahl kleinere Anzahl von gegen die Rotorstirnseite gerichteten Polflächen übergeht.The invention relates to a single phase stepper motor, in particular for clocks, with a rotor with a flat, multi-pole, disk-like rotor body which revolves in a first plane, and a stator, which from zuei via a carrying the excitation winding Bridge part connected to one another, arranged in a parallel to the first plane to the side plane stator parts consists of each of which at its free end in one equal to the number of rotor poles passes over a smaller number of pole faces directed against the rotor face.
Es sind bereits Einphasenschrittmotore dieser Gattung vorgeschlagen morden, bei denen der Rotorkörper aus einer Scheibe mit ausgeprägten Polzähnen aus einem ujeichmagnetischen Material besteht. Die einzelnen Polzähne sind in Haupt- und Hilfspole unterteilt. Zwischen den fingerförmigen Statorpolen ist ein dauermagnetischer Kreis vorhanden, durch den die Ruhelage des Rotorkörpers bei erregungslosem Stator definiert uiird. Die Delle des Rotors ist in zwei auf einer Seite des Rotorkörpers hintereinander angeordneten Lagern gelagert, wobei eines der Lager in die durch die Statorpolenden gebildeten Zwischenraum ragt.Single-phase stepper motors of this type have already been proposed morden, in which the rotor body consists of a disc with pronounced Pole teeth made of a ujeichmagnetischen material. The single ones Pole teeth are divided into main and auxiliary poles. Between the finger-shaped Stator poles there is a permanent magnetic circuit, which defines the rest position of the rotor body when the stator is de-energized uiird. The dent of the rotor is in two on one side of the rotor body one behind the other stored bearings, one of the bearings protrudes into the space formed by the stator pole ends.
Dei einem anderen bereits vorgeschlagenen Einphasenschrittmotor der in Rede stehenden Gattung besteht der Rotorkörper aus einem scheibenförmigen axial mehrpolig magnetisieren Dauermagneten. Von den gegen die Stirnseite des Dauermagnetkörpers gerichteten Polflächen des Stators ist mindestens eine in einen Haupt- und einen Hilfspol unterteilt.Another previously proposed single-phase stepper motor of In the genus in question, the rotor body consists of a disk-shaped, axially multi-pole magnetized permanent magnet. From the against the end face of the permanent magnet body directed pole faces of the stator at least one is divided into a main and an auxiliary pole.
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Auf der den Statorpolflächen abgeuandten Seite des Dauermagnetkörpers befindet sich eine RQckschluBscheibe, die gemäß einer Ausführungsform gegen eine Relativverdrehung zum Dauermagnetkörper gesichert auf der Rotorwelle sitzt und gemäß einer anderen Ausführungsform fliegend auf der Rotoruelle gelagert ist. Auch bei diesem Einphasenschrittmotor läuft die Welle des Rotors in zwei Lagern um, die beide auf einer Seite des Rotarkörpers hintereinander am Gehäuse oder an einer Halterung angeordnet sind. Eines der Lager ragt hierbei mieder in den durch die Statorpolenden gebildeten Zwischenraum.On the side of the permanent magnet body facing away from the stator pole faces there is a return disc which, according to a Embodiment secured against rotation relative to the permanent magnet body sits on the rotor shaft and according to another Embodiment is overhung on the rotor source. In this single-phase stepper motor, too, the rotor shaft runs in two bearings around, both of which are arranged one behind the other on one side of the rotor body on the housing or on a bracket. One the bearing protrudes into the space formed by the stator pole ends.
Beiden Einphasenschrittmotoren ist der Nachteil gemeinsam, daß die Lagerung der Rotoruelle hinsichtlich der Zentrizität von Rotor und Stator zu wünschen übrig läßt. Darüber hinaus besitzen diese Einphasenschrittmotoren in bezug auf die blellenlagerung einen fertigungsungünstigen Aufbau.Both single-phase stepper motors have the disadvantage that the Storage of the rotor source leaves something to be desired with regard to the centricity of the rotor and stator. In addition, these single-phase stepper motors have a construction that is unfavorable to manufacture with regard to the blade bearing.
Diese Nachteile sollen durch die Erfindung beseitigt werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Einphasenschrittmotor der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, bei dem Rotor und Stator möglichst genau zentrisch zueinander angeordnet sind und die lüellenlagerung selbst einen bauteilarmen und fertigungsgünstigen Aufbau besitzt.These disadvantages are intended to be eliminated by the invention. It is Therefore the object of the invention is to create a single-phase stepper motor of the type described at the outset, in which the rotor and stator are as possible are arranged exactly centric to each other and the lug bearing itself has a low-component structure that is inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe uiird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an mindestens eine der Polflächen ein Lager für die Rotorwelle angeformt ist.This object uiird achieved according to the invention in that at least one of the pole faces is molded onto a bearing for the rotor shaft.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß zumindest das sich in der Statorebene befindliche Lager genau zentrisch zu den Statorteilen ausgerichtet ist. Da das andere Lager im allgemeinen mit einem größeren Abstand zum Rotorkörper angeordnet ist als das in der Statorebene liegende Lager, wirkt sich eine Exzentrizität des anderen Lagers nur noch in einem geringen Umfang auf den Lauf des Motors und dessen Wir-By this measure it is achieved that at least the bearing located in the stator plane is aligned exactly centrically to the stator parts. Since the other camp generally has a larger one The distance to the rotor body is arranged as the bearing lying in the stator plane, only an eccentricity of the other bearing has an effect to a small extent on the running of the engine and its ef-
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kungsgrad aus. Da das an die Polfläche bzu. Polflächen angeformteefficiency. Since that at the pole face bzu. Molded pole faces
Lager im gleichen Arbeitsgang, in dem das Statorteil ausgestanztBearing in the same operation in which the stator part is punched out
wird, hergestellt werden kann, vereinfacht sich die Fertigung desis, can be produced, the production of the
erfindungsgemäßen Einphasenschrittmotors gegenüber den vorgenannten erheblich.single-phase stepper motor according to the invention compared to the aforementioned considerable.
Bei einem Einphasenschrittmotor mit einem dauermagnetischen, axial magnetisierten Rotorkörper und Polflächen, von denen mindestens eine in einen Haupt- und einen Hilfspol unterteilt ist sowie einer Rückschlußscheibe, die auf der den Polflächen abgewandten Seite des Rotorkörpers angeordnet ist, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Lager an den Hilfspolteil der Polfläche anzuformen. Dies bringt den V/orteil mit sich, daß der V/erlauf des magnetischen Flusses besonders wenig durch das Lager gestört wird und mithin die erfindungsgemäße Anordnung des Lagers keinen bzw. nur einen vernachlässigbaren Einfluß auf die Betriebswerte des Motors hat.In the case of a single-phase stepper motor with a permanent magnetic, axial magnetized rotor body and pole faces, at least one of which is divided into a main and an auxiliary pole and a return disc, which is arranged on the side of the rotor body facing away from the pole faces, it has proven to be expedient, the bearing to be molded onto the auxiliary pole part of the pole face. This brings the advantage with it that the course of the magnetic flux is particularly little is disturbed by the camp and thus the arrangement according to the invention of the bearing has no or only a negligible influence on the operating values of the motor.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann der Aufbau der LJellenlagerung dadurch weiter fertigungsgünstiger gestaltet werden, daß die Rückschlußscheibe bei dem vorerwähnten Motor unverdrehbar im Gehäuse festgelegt ist und in dieser ein Lager für die Rotorwelle vorgesehen ist. Dieses Lager kann ebenfalls im gleichen Stanzarbeitsgang, in dem auch die Rückschlußscheibe hergestellt wird, erzeugt werden. Dadurch entfallen zusätzliche Lagerbauteile, wie sie bisher immer erforderlich waren.According to a further concept of the invention, the structure of the LJellenlagerung be made further cheaper to manufacture that the Return disc in the aforementioned motor non-rotatable in the housing is set and provided in this a bearing for the rotor shaft is. This bearing can also be used in the same punching operation in which the back yoke disk is also produced. Through this there is no need for additional bearing components, which were previously always required.
Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung Alrsführungsbeispiele enthält, näher erläutert. Es zeigenThe invention is based on the drawing, which is in part schematic Representation contains examples of implementation, explained in more detail. Show it
Figur 1 eine teilgeschnittene Aufsicht auf einen Einphasenschrittmotor mit einem Rotor mit einem weichmagnetischen Rotorkürper,Figure 1 is a partially sectioned plan view of a single-phase stepper motor with a rotor with a soft magnetic rotor body,
Figur 2 einen Schnitt durch den Einphasenschrittmotor gemäß Figur 1 entlang der Linie II-II,FIG. 2 shows a section through the single-phase stepper motor according to FIG. 1 along the line II-II,
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mit einem Rotor mit einem dauermagnetischen Rotorkörper undwith a rotor with a permanent magnet rotor body and
Figur k einen Schnitt durch den Einphasenschrittmotor gemäß Figur 3 entlang der Linie IV-IV,FIG. K shows a section through the single-phase stepper motor according to FIG. 3 along the line IV-IV,
jeweils in wesentlich vergrößerter Darstellung.each in a significantly enlarged view.
Der Einphasenschrittmotor nach den Figuren 1 und 2 besteht aus einem 6-poligen Rotor 1 und einem Stator 2, der zwei Statorteile 3 und k sowie ein diese beiden verbindendes Brückenteil 5 mit der Erregerspule 6 umfaßt.The single-phase stepper motor according to FIGS. 1 and 2 consists of a 6-pole rotor 1 and a stator 2, which comprises two stator parts 3 and k as well as a bridge part 5 connecting these two with the excitation coil 6.
Jedes Statorteil 3 bzw. k trägt an seinem dem Rotor 1 benachbarten Ende zwei kreisringsektorförmige Statorpolzähne 7. An einen der Statorpolzähne 7 ist ein Lagerauge Ba für die Rotorwelle 9 angeformt. Eine weitere Lagerbuchse Bb befindet sich in einem Lagerbock Bc.Each stator part 3 or k has two circular sector-shaped stator pole teeth 7 at its end adjacent to the rotor 1. A bearing eye Ba for the rotor shaft 9 is formed on one of the stator pole teeth 7. Another bearing bush Bb is located in a bearing block Bc.
Der Rotor 1 besteht aus sechs etwa rechteckfürmigen Hauptpalen 10, die jeweils an einer radialen Begrenzungslinie 11 in einen dreieckformigen Hilfspol 12 übergehen. Die Schmalseite jedes Hauptpols 10 ist etwa gleich der Breite eines Statorpolzahns 7 im Bereich des Hauptpolflusses gewählt. Das Rotorblech ist unmittelbar auf die Rotorwelle 9 aufgepreßt.The rotor 1 consists of six approximately rectangular main pals 10, each of which merges into a triangular auxiliary pole 12 at a radial boundary line 11. The narrow side of each main pole 10 is selected to be approximately equal to the width of a stator pole tooth 7 in the area of the main pole flux. The rotor sheet is directly on the Rotor shaft 9 pressed on.
Sowohl die beiden Statorteile 3 und k, die in einer Ebene A angeordnet sind, wie~a"üch der Rotor 1, der in einer zur Ebene A parallelen Ebene B umläuft, sind aus einem Blech aus einem weichmagnetischen Material ausgestanzt.Both the two stator parts 3 and k, which are arranged in a plane A, as well as the rotor 1, which revolves in a plane B parallel to the plane A, are punched out of sheet metal made of a soft magnetic material.
Im erregungslosen Zustand befindet sich der Rotor 1 in einer Stellung, wie er in Figur 1 dargestellt ist. In dieser Stellung ist der magne-In the de-energized state, the rotor 1 is in a position as shown in FIG. In this position the magnetic
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tische LJiderstand des dauermagnetischen Kreises 13 am kleinsten. Jeweils ein Hauptpol 1G befindet sich dann über einem der beiden Dauermagneten 1i» bzu. 15, von denen der eine mit seinem Nordpol und der andere mit seinem Südpol dem jeueiligen Hauptpol 10 zugewandt ist. Die Hilfspole 12 ragen in die Statorpolbereiche. Bei erregtem Stator 2 wird der Rotor 1 über die Hilfspole 12 in eine Position gedreht, in der die Rotorhauptpole 10 über die Statorpolzähne zu liegen kommen. Nunmehr ragen zwei Hilfspole 12 in den Bereich des dauermagnetischen Kreises 13. Sobald die Erregung des Stators beendet ist, wird der Rotor 1 durch die Hilfspole 12 in die gezeichnete Stellung ueitergedreht.Table resistance of the permanent magnetic circuit 13 is the smallest. A main pole 1G is then located above one of the two Permanent magnets 1i »bzu. 15, one of which with its north pole and the other with its south pole facing the respective main pole 10 is. The auxiliary poles 12 protrude into the stator pole areas. When the stator 2 is excited, the rotor 1 is converted into a Rotated position in which the main rotor poles 10 over the stator pole teeth come to rest. Now two auxiliary poles 12 protrude into the Area of the permanent magnetic circuit 13. As soon as the excitation of the stator has ended, the rotor 1 is driven by the auxiliary poles 12 in the position shown is turned further.
Der Einphasenschrittmotor nach den Figuren 3 und it umfaßt einen 6-poligen Rotor 1' und einen Stator 21, der aus zuei Statorteilen 3· und *♦' souie einem diese beiden verbindenden Brückenteil 5 mit der Erregerspule 6 besteht.The single-phase stepper motor according to FIGS. 3 and 3 comprises a 6-pole rotor 1 'and a stator 2 1 , which consists of two stator parts 3 · and * ♦' as well as a bridge part 5 connecting these two with the excitation coil 6.
Jedes Statorteil 31 bzu. ^1 besitzt zuei Hauptpole 7 in Form von sich gegen die Rotorachse hin verjüngenden Fingern und daran angeformte dreieckförmige Hilfspüle 16, deren Spitzen entgegen der Drehrichtung des Rotors weisen. An einen der Hilfspole 16 ist ein Lagerauge 8'a angeformt, in dem die Rotorwelle 91 umläuft. Die andere Lagerbuchse ö'b befindet sich in einer Rückschlußscheibe 17 aus einem ueichmagnetischen Material, die auf einen Lagerbock 8'c aufgeklebt ist.Each stator 3 1 bzu. ^ 1 has zuei main poles 7 in the form of fingers tapering towards the rotor axis and triangular auxiliary sink 16 formed thereon, the tips of which point against the direction of rotation of the rotor. A bearing eye 8'a, in which the rotor shaft 9 1 rotates, is integrally formed on one of the auxiliary poles 16. The other bearing bush 6'b is located in a return disk 17 made of a non-magnetic material, which is glued onto a bearing block 8'c.
Der Rotor 1' besteht aus einer kunststoffgebundenen Dauermagnetscheibe 1ß, bei der*als Magnetmaterial eine Samarium-Kobalt-Legierung vorgesehen ist. Die Dauermagnetscheibe ist axial magnetisiert, das heißt, einem Südpol auf der einen Stirnseite des Rotors steht ein Nordpol auf der anderen Stirnseite gegenüber. Zwischen der Dauermagnetscheibe und dem Lager B1a sowie dem Lager Q'b ist jeweils eine Abstandsscheibe 19 bzw. 20 vorhanden.The rotor 1 'consists of a plastic-bonded permanent magnet disc 1ß, in which a samarium-cobalt alloy is provided as the magnetic material. The permanent magnet disk is axially magnetized, that is, a south pole on one end face of the rotor is opposed to a north pole on the other end face. A spacer disk 19 or 20 is provided between the permanent magnet disk and the bearing B 1 a and the bearing Q'b.
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Zur l/erdeutlichung der natürlichen Größe der vorbeschriebenen Einphasenschrittmotoren seien folgende realisierbaren Maße angegeben: Länge ungefähr 9 mm, Breite ungefähr 5 mm und Höhe ungefähr 2,5 mm. Die Motoren sind für eine Betriebsspannung von kleiner oder gleich 1,5 UoIt ausgelegt.To clarify the natural size of the above Single-phase stepper motors are given the following realizable dimensions: length approx. 9 mm, width approx. 5 mm and height approx. 2.5 mm. The motors are for an operating voltage of designed to be less than or equal to 1.5 UoIt.
Durch Vergrößerung der Rückschlußscheibe 17 über den Durchmesser des Rotors 1· hinaus kann diese neben ihrer Funktion als Rückschlußscheibe und Lager auch noch als Abschirmung vor Fremdfeldern dienen.By enlarging the yoke disk 17 over the diameter of the rotor 1 · in addition to its function as a return disk and bearing, it can also act as a shield against external fields to serve.
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Legal Events
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |