DE2803956A1

DE2803956A1 - Antriebsmotor fuer signalverarbeitende geraete

Info

Publication number: DE2803956A1
Application number: DE19782803956
Authority: DE
Inventors: Fritz Schmider
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Ebm Papst St Georgen GmbH and Co KG
Priority date: 1976-07-16
Filing date: 1978-01-30
Publication date: 1979-08-02

Description

Antriebsmotor für signalverarbeitende
Geräte (Zusatz zu Patent P 27 24 520.1 und Patent P 26 32 013.8) Die Erfindung betrifft einen Antriebsmotor für signalverarbeitende Geräte, insbesondere nach Patent P 27 24 520.1 und P 26 32 013.8, der sich vor allem für langsamlaufende Geräte wie beispielsweise Tonbandgeräte und dergleichen eignet.
Antriebsmotoren der vorliegend betrachteten Art sind aus den DE-OSen 21 43 752 oder 25 33 187 bekannt. Diese Motoren sind jedoch aufwendig in der Herstellung. Neben dem Bedürfnis axialer Kompaktheit besteht ein Problem solcher, notwendigerweise geregelter Motoren darin, elektromagnetische Einstreuungen von der außerhalb des Motors befindlichen Geräteelektronik oder z.B. benachbarten Transformatoren in den Drehzahlregelkreis des Motors zu unterbinden. Zur Erzeugung des Drehzahl-Istwertsignals wird in bekannter Weise z.B. ein Tachogenerator verwendet. Dessen Abschirmung sowohl gegenüber dem abzuschirmenden Gerät als auch gegenüber dem Motor bedingt einen erheblichen zusätzlichen Aufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Antriebsmotor in wirtschaftlich vorteilhafter-Weise eine konstruktive axiale Kompaktheit des gesamten Antriebssystems und zugleich eine minimale Einstreuung in den der Drehzahl-Istwerterzeugung dienenden Drehsignalerzeuger, insbesondere vom anzutreibenden Gerät her, zu erzielen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Antriebsmotor mit zylindrischem Luftspalt und wenigstens angenähert rechteckförmigem Längsschnitt des Motorgehäuses ein mit dem eigentlichen Motor koaxialer, axial extrem kleiner und radial nur wenig kleiner als das Motorgehäuse ausgebildeter Drehzahlsignalerzeuger an einem axialen Ende des Motorgehäuses im Gehäuseinneren innerhalb einer wenigstens einen Teil des magnetischen Nutzflusses des Motors führenden Wand angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße bauliche Integration von eigentlichem Motor und Drehzahlsignalerzeuger wird ein in Axialrichtung besonders kompakter Antrieb bei kleinem Fertigungsaufwand erhalten. Die wenigstens einen Teil des magnetischen Nutzflusses des Motors führende Gehäusewand ist notwendigerweise relativ dick. Dadurch, daß der Drehzahlsignalerzeuger innerhalb dieser Wand angeordnet ist, wird unter Ausnutzung der ohnehin erforderlichen Motorgehäuseteile eine hervorragende Abschirmung erreicht.
Ist der Antriebsmotor als Kollektormotor ausgebildet, ist vorzugsweise der Bürstenapporat auf einer einen Seite der Motorwicklung angeordnet, während der Drehzahlsignalerzeuger auf der axial gegenüberliegenden Seite der Motorwicklung sitzt. Dabei trägt zu einem einfachen, kompakten Aufbau wesentlich bei, wenn der Bürstenapparat in der durch das Hauptpatient P 27 24 520.1 geschützten Weise ausgestaltet ist. Auf den Inhalt des Hauptpatents wird zur Vermeidung von Wiederholungen ausdrücklich Bezug genommen.
Der Drehzahlsignalerzeuger ist im Hinblick auf die gestellte Aufgabe vorzugsweise in Axialrichtung unmittelbar neben der Motorwicklung zwischen letzterer und der Gehäuseabschlußscheibe angeordnet. Dabei ist der Drehzahlsignalerzeuger zweckmäßig in der im Hauptpatent P 26 32 013.8 erläuterten Weise ausgestaltet. Bezüglich Einzelheiten sei auf dieses Hauptpatent gleichfalls Bezug genommen.
Unerwünschte Einstreuungen in den Tachogenerator vom Motor selbst werden in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch minimal gehalten, daß der Tachogenerator eine zur Motqrwelle senkrecht stehende Induktionsspule hat und der magnetische Kraftfluß des Motors im Bereich der Induktionsspule parallel zur Spulenachse geführt ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Antriebsmotor gemäß einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine Stirnansicht der am Boden des Gehäusetopfes sitzenden, axial kompakten Bürstenanordnung des Antriebsmotors nach Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III - III der Fig. 2, Fig. 4 einen Axialschnitt durch einen Antriebsmotor entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 eine Stirnansicht des Bürstenapparates der Ausführungsform nach Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI - VI der Fig. 5, und Fig. 7 einen Schnitt durch die ebene Gehäuseabschlußscheibe des Antriebsmotors noch Fig. 4 mit aufgenietetem Tachogenerator.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 sind der ein Blechpaket 1, die Motorwicklung 23 und Permomentmagnete 4 umfassende eigentliche Kollektormotor mit zylindrischem Luftspalt sowie ein Tachogenerator in einem Motorgehäuse untergebracht, das von einem tiefgezogenen, weichmagnetischen Topf 2 und einer das offene Ende des Topfes 2 abschließenden Scheibe 3 gebildet wird, die gleichfalls aus weichmagnetischem Material besteht. Das Blechpaket 1 und die Wicklung 23 sitzen auf einer Welle 15, die in Bördellagern 19, 33 gelagert ist, von denen das eine in die Scheibe 3 und das andere in den Boden des Topfes 2 eingesetzt ist.
Der Tachogenerator weist eine dünne, weichmagnetische Rotorscheibe 6 auf, die an ihrem Umfang gezahnt ist. Die Rotorscheibe 6 steht über ein vorzugsweise nicht ferromagnetisches Trägerteil 7 mit der Welle 15 in fester Verbindung. Mit der Rotorscheibe 6 ist ferner ein ringartiges Weicheisenteil 8 verbunden, das eine im Vergleich zur Rotorscheibe 6 große.axiale Abmessung hat. In einen freigedrehten Bereich 9 des Topfes 2 greift ein kappenförmiges Weicheisenziehteil 12 ein, das im Bereich seines offenen, der Motorwicklung 23 zugekehrten Endes an seiner Innenwand einen Magnetstreifen 11 trägt, der an seinem Innenradius eine Folge von beispielsweise 200 Paaren von einander in Umfangsrichtung abwechselnden Nord- und Südpolen bildet. Die Zähnezahl der Rotorscheibe 6 entspricht der Polpssrzahl des Magnetstreifens 11. Am Boden des Weicheisenziehteils 12 ist eine Ringspule 22 angebracht, von der eine Anschlußlitze b nach außen führt. Das Weicheisenziehteil 12 ist mit der Gehäuseabschlußscheibe 3 über thermoplastische Distanzstücke 14 verbunden, die mit übergebördelten Köpfen 13 in Bohrungen von Scheibe 3 und Ziehteil 12 eingreifen.
Die Welle 15 ist bei der dargestellten lotrechten Montagelage auf einem Gegenlager 16 abgestützt, das seinerseits von einem mit der Gehäuseobschlußscheibe 3 vernieteten Träger 17 gehalten ist. Der rotierende Teil 6, 7, 8 des Tachogenerators ist in axialer Richtung zwischen einer Endscheibe 21 der Motorwicklung und einer auf die Welle 15 aufgezogenen Scheibe 20 gehalten.
Der Kollektor 30 des Motors wirkt mit einer Bürstenanordnung 40 zusammen, die in einem Raum 10 auf der vom Tachogenerator abgewendeten Seite des Rotors 1 , 23 untergebracht ist. Dem Kollektor zugeordnete Entstörkondensatoren sind bei 31 veranschaulicht.
Wie im einzelnen aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, weist der Bürstenapparat 40 Bürsten 41, 42 auf, die über seitliche, in Bürstenlängsrichtung verlaufende Nuten in Ausnehmungen von U-förmigen Führungsteilen 43 geführt sind. Bei den Führungsteilen 43 kann es sich zweckmäßig um Stanzteile, z.B.
aus Messingblech, handeln. Die Führungsteile 43 sind ihrerseits von einem ringförmigen Bürstenträger 46 gehalten, der die Führungsteile 43 mit Formelementen 46 beidseitig überfaßt. Auf dem Bürstenträger 46 sind zwei Gruppen von je drei Zapfen 47, 48 befestigt, die wahlweise als Widerlager für das eine Ende von Drehfedern 58 bzw. 57 dienen. Ein mittlerer Bereich der Drehfeder ist um einen Zapfen 59 bzw. 60 geschlungen. Das andere Ende der Drehfedern legt sich gegen die achsferne Stirnseite der Bürsten 41, 42 an, wodurch die Bürsten mit einstellbarer Kraft in Richtung auf den Kollektor 30 federnd vorgespannt werden. Der Basisteil 51 des Bürstenträgers 46 ist mit dem Boden des Gehäusetopfes 2 über vom Bürstentrcger vorspringende Zapfen 53 verbunden, die mit dem Topf 2 warm verstemmt sind. Eine Ölschleuderscheibe 5 ist auf der Welle 15 oberhalb des Kollektors 30 befestigt und verhindert, daß der Kollektor mit der Schmierung des Lagers 33 dienendem Öl beaufschlagt wird.
Die Stromzufuhr zu den Bürsten 41, 42 erfolgt über Anschlußlitzen 55, 56, die in einer thermoplastisch verformten Aufnahme 49 des Bürstenträgers 46 zugentlastet gehalten sind.
Bezüglich Einzelheiten von Funktion und Aufbau des Tachogenerators und des Bürstenapparates sei auf die beiden Hauptpatente verwiesen.
Der Tachogenerator ist durch das Motorgehäuse 2, 3 gegenüber Einstreuungen von außen wirkungsvoll abgeschirmt. Weil der Burstenapparat 40 auf der vom Tachogenerator abliegenden Motorseite sitzt und der magnetische Kraftfluß des Motors im Bereich der Induktionsspule 22 des Tachogenerators parallel zur Spulenachse geführt ist, sind auch Einstreuungen vom Motor selbst in den Tachogenerator minimal gehalten. Dazu trägt im übrigen bei, daß das Trägerteil 7 aus nicht ferromagnetischem Werkstoff gefertigt ist. Die Gesamtanordnung hat eine kurze axiale Baulänge. Der konstruktive Aufwand ist gering gehalten.
Die Ausführungsform gemäß den Fig. 4 bis 7 ist in Axialrichtung noch gedrängter aufgebaut. Dazu trägt bei, daß das stationäre Flußführungsteil 78 des Tachogenerators mit der Gehäuseobdeckscheibe 3 an der Scheibe unmittelbar anliegendvernietet ist. Die gezahnte Rotorscheibe 79 des Tachogenerators ist mit einem weichmagnetischem Teil 76 verbunden, dessen Umfangsfläche gemeinsam mit dem radial innenliegenden Schenkel des im Querschnitt U-förmigen Flußführungsteils 78 einen zur Motorachse konzentrischen, zylindrischen Luftspalt 77 begrenzt.
In einem Einstich 72 der Welle 15 sitzt ein Federring 73. Das weichmagnetische Teil 76 ist in seinem zentralen Bereich mit einer Ausnehmung 75 versehen. Die Ausnehmung 75 nimmt eine Tellerfeder 71 auf, die sich am Federring 73 und am Boden der Ausnehmung 75 abstützt. Dadurch hält die Tellerfeder den rotierenden Teil 77, 79 des Tachogenerators in Anlage an der Endscheibe 21 bzw. der Motorwicklung 23.
Im übrigen entsprechen Aufbau und Wirkungsweise des Tachogenerators denjenigen der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3.
Der Bürstenapparat 80 auf der anderen Seite der Motorwicklung ähnelt ebenfalls weitgehend dem Bürstenapparat 40 des ersten Ausführungsbeispiels. Die Führungsteile 43 sind dabei von Zahnscheiben 95 gehalten, die auf Zapfen des Bürstenträgers 46 aufgeschoben sind. Die Anschlußlitzen reichen zwecks Zugentlastung durch eine Labyrinthführung 91, 92, 93 des Bürstenträgers 46.
Um den Antriebsmotor in Axialrichtung noch kürzer zu halten, sind die Entstörkondensatoren 31 der ersten Ausführungsform in Nuten des Rotorblechpakets t eingesetzt. Die Kondensatoren werden dabei von der Stirnseite des Rotorblechpakets her ein -geschoben. Sie haben einen etwas größeren Durchmesser als die Nutöffnungen, wodurch sie am Herausfallen gehindert werden.
Der jeweils eine Anschlußdraht 62 der Entstärkondensatoren ist mit Vorsprüngen 61 der Kollektorsegmente verbunden, während der jeweils andere Anschlußdraht (nicht angezeigt) mit einem leitenden Ring 63 in Verbindung steht, der in die obere Endscheibe 24 eingelegt ist.
Die beschriebenen Antriebsmotore können beispielsweise als fünfteilige Kollektormotore ausgebildet und für eine senkrechte Einbaueinlage bestimmt sein, um z.B. einen Plattenteller unmittelbar anzutreiben. Die Welle 15 kann im Falle eines Tonbanduntriebes als Kapstanwelle ausgebildet sein.

Claims

Ansprüche 1 . Antriebsmotor für sianalverorbeitende Geräte, insbesondere nach Patent nd Patent P 26 32 013.8-32, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Antriebsmotor mit zylirdrischem Luftspalt und wenigstens angenähert rechteckformigem Ldngsschnitt des Motorgehäuses ein mit dem eigenelichen Motor (1, 4) koaxialer, axial extrem kleiner und radial nur wenig kleiner als das Motorgehäuse (2, 3) ausgebildeter Drehzohlsignolerzeuger (6, 7, 8, 11, 12, 22; 76, 78, an einem axialen Ende des Motorgehäuses im Gehäuseinneren innerhalb einer wenigstens einen Teil des magnetischen Nutzflusses des Motors führenden Wand (3) angeordnet ist.
2. Als Kollektormotor ausgebildeter Antriebsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Burstenopporot (40, 80) auf der einen Seite der Motorwicklung (23) und der Drehzahlsignalerzeu ger (6, 7, 8, 11 , 12, 22; 76, 78, ) auf der axial gegenüberliegenden Seite der Motorwicklung angeordnet ist.
3. Antriebsmotor noch Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Motorgehäuse einen tiefgezogenen, weich- magnetischen, hohlzylindrischen Topf (2) aufweist, dessen offenes Ende von einer Scheibe (3) aus ähnlichem Werkstoff abgeschlossen ist.
4. Antriebsmotor nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß in den hohlzylindrischen Topf (2) Permamentmagnete (4) eingesetzt sind.
5. Antriebsmotor, nach Ansprüchen 2 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsignalerzeuger (6, 7, 8, 11, 12, 22; 76, 78, ) in Axialrichtung unmittelbar neben der Motorwicklung (23) zwischen letzterer und der Gehäuseabschlußscheibe (3) angeordnet ist.
6. Antriebsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsignalerzeuger (6, 7, 8, 111 12, 22; 76, 78, ) ein elektromotorischer Tachogenerator ist, dessen Kontur einen ringartigen Teil (8, 76) größerer axialer Erstreckung und einen daran axial anliegenden kreisscheibenortigen, axial sehr dünnen Teil (6, 79) aufweist.
7. Antriebsmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dodurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlsignalerzeuger (6, 7, 8, 11, 12, 22; 76, 78, eine hohe Pulszahl pro Umdrehung (z.B. 200) liefert.
8. Antriebsmotor noch einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Nuten des Rotorblechpokets (1) Entstörelemente (62), insbesondere Entstörkondensatoren, eingesetzt sind.
9. Antriebsmotor noch einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der D rehzahlsignale rzeuger (6,. 7, 8, 11 , 12, 22; 76, 78, ) eine zur Motorwelle (15) senkrecht stehende Induktionsspule (22, hat und daß der magnetische Kraftfluß des Motors im Bereich der Induktionsspule parallel zur Spulenachse'geführt ist.