DE2841136A1

DE2841136A1 - Bauteil zur festlegung einer magnetischen bahn sowie dieses bauteil verwendender buerstenloser gleichstrommotor

Info

Publication number: DE2841136A1
Application number: DE19782841136
Authority: DE
Inventors: Yoshio Kishi
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1978-09-21
Publication date: 1979-03-29
Also published as: GB2005088B; NL7809617A; FR2404290A1; GB2005088A; CA1109916A; FR2404290B1; NL192552B; US4429240A; NL192552C

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERUCH D-8000 MÜNCHEN 22

Dipl.-1ng. K. GUNSCHMANN 3 Steinsdorfstraße 10

Dr. rer. not. W. KÖRBER ^ ⁽⁰⁸⁹⁾ * ^{29 66 84}

i.ing. j, scHMiDT-EVERs 2841136

PATENTANWÄLTE

21. September 1978 SONY CORPORATION

7-35 Kitashinagawa 6-chome

Shinagawa-ku

Tokio, Japan

Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn sowie dieses Bauteil verwendender bürstenloser

Gleichstrommotor

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn und insbesondere auf ein Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn, welches insbesondere für die Verwendung als Statorjoch in einem bürstenlosen Gleichstrommotor geeignet ist.

Bei einem herkömmlichen bürstenlosen Motor sind Antriebsanker auf einem Statorjoch derart gelagert, daß sie in die Magnetbahn eines Rotormagneten eingefügt sind und diesen Magneten veranlassen, sich zu drehen. Ein herkömmliches Statorjoch besteht in typischer Weise aus einem magnetisch permeablen Material, wie aus einer Eisenplatte oder aus Elektrostahl. Dadurch wird eine Magnetbahn für einen Magnetfluß geschaffen, der von dem Rotormagneten ausgeht. Die Ankerwicklungen bei einem derartigen herkömmlichen Motor sind auf nichtleitenden (Kunststoff)-Spulenkörpern aufgewickelt, wobei die Flanschteile der betreffenden Spulenkörper an dem Statorjoch anzuliegen vermögen, um die Ankerwicklungen von dem Metall des Statorjoches zu isolieren.

Während eine Dicke von lediglich 0,1 mm für Isolationszwecke ausreichend wäre, weist der Spulenkörperflansch üblicherweise eine Dicke von 0,5 mm auf. Er kann nicht mit einer Dicke von weniger als 0,3 mm hergestellt werden, und zwar auf Grund der Schwierigkeiten beim Spritzgießen bzw. beim Formen des Spulenkörpers.

Bei sämtlichen derartigen Motoren tritt eine Magnetflußstreuung im Spalt zwischen dem Rotormagneten und dem Stator-

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joch auf. Der Anteil des Flußverlustes ist weitgehend proportional der dritten Potenz der Länge des Spaltabstands. Der aufgrund der Einfügung des Spulenkörperflansches in die Bahn des Magnetflusses vorhandene Leckfluß verringert in erheblichem Ausmaß die Leistungskapazität des Motors. Damit dürfte ersichtlich sein, daß die Leistung eines bürstenlosen Gleichstrommotors dadurch gesteigert werden kann, daß die Notwendigkeit nach Spulenkörperflanschen beseitigt wird.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein eine Magnetbahn bildendes Bauteil bzw. Glied zu schaffen, welches die zuvor aufgeführten Mangel der herkömmlichen Einrichtungen überwindet.

Ferner soll ein eine Magnetbahn festlegendes Bauteil bzw. Glied bereitgestellt werden, welches eine nennenswerte Ableitung bzw. Dämpfung des Magnetflusses vermeidet.

Darüber hinaus soll ein eine Magnetbahn bildendes bzw. festlegendes Bauteil bzw. Glied bereitgestellt werden, welches für eine Isolation zwischen elektromagnetischen Spulen und einem magnetisch permeablen Material sorgt.

Außerdem soll ein eine Magnetbahn festlegendes Bauteil bzw. Glied bereitgestellt werden, welches in vorteilhafter Weise die Struktur einer elektrischen Einrichtung derart bildet, daß eine kompaktere Bauweise der betreffenden Einrichtung ermöglicht ist.

Ferner soll ein Statorjoch für einen bürstenlosen Gleichstrommotor geschaffen werden, wobei das betreffende Statorjoch in nennenswertem Ausmaß die Vermeidung eines Magnetflußverlustes im Vergleich zu herkömmlichen Statorjochen verbessert.

Überdies soll ein Statorjoch bereitgestellt werden, bei dem eine gedruckte Schaltung für die Verdrahtung der elektrischen Glieder eines bürstenlosen Gleichstrommotors vorgesehen ist.

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Schließlich soll ein verbessertes Statorjoch für einen bürstenlosen Gleichstrommotor geschaffen werden, der sich durch eine gesteigerte Stabilität und durch eine verminderte mechanische Störung auszeichnet.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.

Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung ist ein Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn geschaffen, welches Bauteil insbesondere für die Verwendung als Statorjoch in einem bürstenlosen Gleichstrommotor geeignet ist. Dieses Bauteil besteht aus einer Schicht eines magnetisch permeablen Materials, wie aus einer Eisenplatte, einer Siliciumeisenplatte oder aus einem anderen magnetisch weichen Material. Ferner ist eine Schicht aus einem Isoliermaterial mit einer bestimmten Dicke vorgesehen. Die magnetisch durchlässige bzw. permeable Schicht ist mittels eines Verbindungsmittels mit der Isolationsschicht verbunden. Die magnetisch durchlässige bzw. permeable Schicht kann aus mehreren Stahlplatten, vorzugsweise aus Siliciumstahlplatten, bestehen, die miteinander verbunden sind. Bei einer Ausführungsform besteht die Isolationsschicht aus einem Gewebe, wie Glasfiber, und ein ausgehärteter Klebstoff durchdringt das betreffende Gewebe und füllt die Zwischenräume des Gewebes unter Bildung einer Isolationsschicht aus, die sich durch eine verbesserte Flachheit auszeichnet. Der ausgehärtete Klebstoff dient außerdem dazu, die Isolationsschicht mit der magnetisch permeablen Schicht zu verbindeη.

Ein Statorjoch, welches ein eine Magnetbahn festlegendes Bauteil der zuvor genannten Art enthält, weist in wünschenswerter Weise eine gedruckte Schaltung auf, mit deren Hilfe die elektrischen Bauteile eines Motors miteinander verdrahtet werden und die auf der Oberfläche der Isolationsmaterialschicht vorgesehen ist, und zwar auf derjenigen Seite dieser Schicht, die gegenüber.dem magnetisch permeablen Material vorhanden ist.

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Ein Gleichstrommotor mit einem Statorjoch der oben beschriebenen Art weist vorzugsweise ein Stator-Grundteil auf, an dem die Schicht aus dem magnetisch permeablen Material des Statorjochs befestigt ist. Bei einem derartigen Motor können die einander gegenüberliegenden Oberflächen des Stator-Grundteiles und der Schicht aus dem magnetisch permeablen Material miteinander weitgehend über ihre gegenseitige Ausdehnung verbunden sein* Infolge einer derartigen Verbindung ist das derartigen Motor&in anhaftende mechanische Geräusch weitgehend herabgesetzt.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Schnittansicht einen relativ flachen bürstenlosen Motor nach dem Stand der Technik. Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des in Fig. 1 dargestellten Motors.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Beziehung der Spaltgröße zwischen einem Motormagneten und einem Statorjoch in bezug auf den Leckflußkoeffizienten.

Fig. 4a und 4B zeigen Ausschnitte von eine Magnetbahn festlegenden Bauteilen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen und zum Teil im Schnitt dargestellten Ausschnittansicht ein Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht ein Statorjoch für die Verwendung bei einem die vorliegende Erfindung verkörpernden Motor.

Fig. 7 zeigt schematisch in einer Axialschnittansicht einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit einer Statoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Fig. 8 zeigt eine Draufsicht der in Fig. 7 dargestellten Statorano rdnung.

Fig. 9 zeigt schematisch in einer Axialschnittansicht einen weiteren bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit einer Stator-

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anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Fig. 10 zeigt in einer ausschnittsweisen schematischen Axialschnittansicht einen noch weiteren bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit einer Statoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 11 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der Ankerwicklungen auf der Statoranordnung, die bei dem bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Fig. 10 verwendet ist.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Zum Zwecke der Herstellung des Gegensatzes zur vorliegenden Erfindung zeigen die Fig. 1 und 2 einen herkömmlichen flachen oder axial ausgerichteten bzw. angeordneten Gleichstrommotor 20. Dieser Gleichstrommotor 20 enthält ein Statorjoch 21 aus einem magnetisch permeablen Material, wie. aus Eisen, Siliciumstahl oder einem anderen mechanisch weichen Material, um eine Bahn für einen Magnetfluß festzulegen. Die Ankerwindungen 22 sind auf dem Statorjoch 21 angeordnet und in die Magnetflußbahn eingefügt, die durch das Joch 21 zwischen den Rotormagneten 23 und 23' verläuft. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Ankerwindungen 22 in herkömmlicher Weise auf Spulenkörpern 24 gewickelt, die aus einem Isolationsmaterial bestehen. Jeder derartige Spulenkörper 24 weist einen Flanschteil 25 auf, mit dem die betreffende Ankerwicklung 22 gegenüber dem Statorjoch 21 isoliert wird. Die zur Isolation der jeweiligen Ankerwindung 22 gegenüber dem Statorjoch 21 benötigte Dicke des Isolationsmaterials beträgt lediglich etwa 0,1 mm. Aufgrund der mit dem Spritzen bzw. Formen des jeweiligen Spulenkörpers 24 aus einem Isolationsharz verbundenen Schwierigkeiten weist der Isolationsflansch 25 jedoch im allgemeinen eine Dicke von etwa 0,5 mm auf. Die betreffende Dicke kann dabei nicht unter 0,3 mm verringert werden.

Bei dem Gleichstrommotor gemäß Fig. 1 fließt der Magnetfluß von einem Magneten 23 zu dem Statorjoch 23 und sodann zu einem entgegengesetzt gepolten Magneten 23'. Ein Spalt mit einer Spaltlänge 1 ist zwischen jedem Magneten 23, 23* und dem

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Statorjoch 21 vorgesehen. Die Ankerwindungen 22 sind in einem derartigen Spalt untergebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Größe des magnetischen Widerstandes in dem Flußweg umso kleiner und demgemäß die Flußdichte innerhalb des Spaltes - in welchem die Ankerwindungen 22 untergebracht sind - umso größer sein wird, je kleiner die Spaltlänge 1 zwischen dem Rotormagnetm23 bzw. dem Rotormagneten 23'und dem Stator joch 21 ist. Durch Verkleinern der Spaltlänge 1 zwischen den Magneten 23, 23' und der Statorplatte 21 können somit der Wirkungsgrad und die Leistung des Motors verbessert werden.

Die Spaltlänge 1 kann als Summe 1 = 11 + 12 + 13 angegeben werden. Dabei bedeutet 11 den Zwischenraum, der vorgesehen ist, um eine Berührung der Rotormagneten 23, 23' mit den Ankerwindungen 22 zu vermeiden. Mit 12 ist die Dicke der jeweiligen Ankerwicklung bezeichnet; diese Größe ist durch die Anzahl der Ankerwindungen bestimmt. Mit 13 ist die Dicke des Isolationsmaterials bezeichnet, wie die des Flansches 25, der zur Isolation der jeweiligen Ankerwicklung 22 gegenüber dem Statorjoch 21 vorgesehen ist.

Die Beziehung zwischen der Spaltlänge 1 und dem Leckflußkoeffizienten L ist in Fig. 3 veranschaulicht. Eine derartige Beziehung zeigt eine kubische Abhängigkeit. Dabei ist ersichtlich, daß mit zunehmender Größe der Spaltlänge der Koeffizient des Magnetflußlecks drastisch ansteigt. Demgemäß ist der Anteil des Magnetflusses, der auf die Ankerwicklungen 22 einwirkt, in Abhängigkeit von einer relativ geringen Zunahme der Spaltlänge L erheblich verringert. Aufgrund der Dicke des Isolationsflansches 25 bei dem herkömmlichen Motor 20 weist der Leckflußkoeffizient L im allgemeinen einen hohen Wert auf, wie er beispielsweise in Fig. 3 mit L1 bezeichnet ist. Der Leckflußkoeffizient kann jedoch auf einen wesentlich niedrigeren Wert L2 dadurch gesenkt werden, daß in dem Motor ein Statorjoch eingeführt wird, welches aus einem Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn gemäß der vorliegenden Erfindung besteht«,

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Wie in Fig. 4A dargestellt, kann ein eine magnetische Bahn festlegendes Bauteil bzw. Glied 121 gemäß der Erfindung ein Isolator-Grundteil 26 aus einer Polyesterschicht oder dgl. mit einer gewünschten Dicke aufweisen. Diese Schicht ist mit ihrer Unterseite mittels einer Klebstoffschicht 27 aus einem Polyamid oder dgl. an einer magnetisch permeablen Platte 28 angeklebt, die eine Siliciumstahlplatte sein kann. Ein derartiges Isolatorgrundteil 26 kann mit einer Dicke von lediglich 0,1 mm hergestellt sein. Ein aus dem Bauteil 121 bestehendes bzw. hergestelltes Statorjoch vermeidet den für herkömmliche Gleichstrommotoren charakteristischen hohen magnetischen Leckflußkoeffizienten L„

Wie in Fig. 4B dargestellt, kann bei einem weiteren Bauteil 121' gemäß der Erfindung zur Festlegung einer magnetischen Bahn - zum Zwecke der Minimierung von Wirbelströmen und damit zur Verringerung von mechanischer Störung - die das magnetische Material bildende einzige Stahlplatte 28 in vorteilhafter Weise als Schichtgebilde 28' ausgebildet sein, welches aus mehreren Stahlplattenschichten besteht, die mittels eines Klebstoffs miteinander verbunden sind.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann ein Bauteil 121' zur Festlegung einer magnetischen Bahn gemäß der Erfindung in wünschenswerter Weise ein gewebeartiges Isolatorgrundteil 26· enthalten, beispielsweise Glasfasern, die mit einem Epoxyd oder mit einem anderen Typ eines aushärtbaren oder durch Wärmeeinwirkung aushärtenden Klebstoffs 27' imprägniert sind. Der Klebstoff 27' füllt die Zwischenräume des gewebeartigen Materials 26* aus und ist weitgehend einem Aushärtungs- oder Erwärmungs- und Druckvorgang ausgesetzt. Bei dieser Ausführungsform kann ein erwünschtes dünnes Isolatorgrundteil mit einer überragenden Flachheit und einer gleichmäßigen Dicke von 0,1 mm ohne weiteres erhalten werden. Der Klebstoff 27' dient außerdem dazu, den Isolator mit der Schicht 28 aus einem magnetischen Material zu verbinden.

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Während der Herstellung des in Fig. 5 dargestellten Bauteils zur Festlegung einer magnetischen Bahn kann Wärme auf die als Schicht 28 aus magnetisch permeablem Material verwendete Stahlplatte ausgeübt werden. Die Erwärmung der Stahlplatte hat eine Aushärtungswirkung auf den Klebstoff 27' zur Folge, durch den das gewebeartige Material 26' imprägniert wird. Außerdem wird dadurch die Isolationsschicht 26', 27¹ veranlaßt, eine sehr flache Oberfläche zu bilden.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein Statorjoch - welches ein eine magnetische Bahn festlegendes Bauteil 121, 121' oder 121" gemäß der vorliegenden Erfindung bildet bzw. festlegt - eine wünschenswerte Herabsetzung der Spaltlänge 1 zwischen den Rotormagneten und dem Statorjoch eines bürstenlosen Gleichstrommotors ermöglicht. Dadurch erreicht man eine nennenswerte Herabsetzung des Leckflußkoeffizienten auf einen relativ niedrigen Wert L2 (Fig. 3). Demgemäß bringt ein gemäß der Erfindung aufgebautes Statorjoch eine nennenswerte Verbesserung gegenüber herkömmlichen Statorjochen mit sich.

Wie in Fig. 6 dargestellt, kann ein Statorjoch 221, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem eine magnetische Bahn festlegenden Bauteil 121 gebildet ist, mit einer gedruckten Schaltung 29 auf einer Oberfläche seiner aus einem Isolationsmaterial bestehenden Schicht 26 versehen sein. Auf die Isolationsmaterialschicht 26, die in der oben beschriebenen Weise gebildet ist, kann eine Kupferfolie aufgebracht sein. Sodann kann die gedruckte Schaltung 29 für die Ankerwindungen bzw. Ankerwicklungen und für Rotor-Stellungsdetektorelemente oder für andere elektrische Elemente ohne weiteres auf dem Statorjoch dadurch vorgesehen werden, daß das aus Schichten bestehende Statorjoch einem Ätzprozeß unterzogen wird.

Ein Statorjoch, welches als ein eine magnetische Bahn festlegendes Bauteil gemäß der Erfindung ausgebildet ist, bringt somit eine nennenswerte Verbesserung gegenüber herkömmlichen

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Statorjochen mit sich. Wie oben erwähnt, kann der Spalt zwischen den Rotormagneten und dem Statorjoch wesentlich verringert werden, wodurch der Wirkungsgrad der magnetischen Koppelung zwischen dem Rotor und dem Stator gesteigert wird. Eine derartige Konstruktion senkt außerdem die Herstellungskosten und ermöglicht eine kompakte und einfache Motoranordnung.

Es sei darauf hingewiesen, daß das eine Magnetbahn festlegende Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur als Statorjoch bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor wirksam bzw. nutzbar sein kann, sondern außerdem bei einem Bürsten-rGleichstrommotor, einem Wechselstrommotor oder bei einer Vielzahl von anderen elektrischen Einrichtungen verwendet werden kann, bei denen ein eine magnetische Bahn festlegendes Bauteil eine erforderliche Komponente ist. Demgemäß können magnetische Bahnen festlegende Bauteile gemäß der Erfindung ohne weiteres in einem Magnetrelais, in einem elektromagnetischen Relais oder in irgendeiner Einrichtung einer Vielzahl von entsprechenden Einrichtungen verwendet werden, woraus folgt, daß die vorliegende Erfindung einen weiten Anwendungsbereich besitzt.

Bei einem herkömmlichen bürstenlosen Motor ist das Statorjoch 21 in typischer Weise an einem Statorgrundteil mit Hilfe mechanischer Befestigungselemente, wie Schrauben, befestigt. Während des Betriebs des Motors ändert sich jedoch eine auf das Statorjoch wirkende elektromechanische Anziehungskraft mit einer Frequenz von mehreren hundert Hertz von -30 g bis +30 g (+2900 dyn). Durch eine derartige elektromagnetische Kraft werden unerwünschte Schwingungen hervorgerufen, und ferner wird ein mechanisches Geräusch verursacht. Überdies neigen diese Schwingungen dazu, die Schrauben oder andere mechanische Befestigungselemente zu lockern und dadurch das Auftreten eines Motorausfalls im Falle eines herkömmlichen Motors zu steigern.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Statorjoch vorzugsweise aus einem eine magnetische Bahn festlegenden Bauteil 121, 121' oder 121", wie dies oben beschrieben worden ist. Dieses Bauteil ist mit dem Statorgrundteil eines bürstenlosen Gleichstrommotors mittels eines Klebstoffs oder dgl. verbunden, und zwar nahezu über den gesamten Bereich der einander zugewandten Oberflächen des StatorJoches und des Statorgrundteiles.

Ein die oben erwähnten Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassender flacher bürstenloser Gleichstrommotor 30 ist in Fig. 7 dargestellt. Dieser Motor enthält eine Rotorwelle 31, an der ein Rotorjoch 32 befestigt ist. An dem Rotorjoch 32 sind Rotormagneten 33 angebracht. Ein Gehäuse 34 umgibt den Motor. Die Ankerwicklungen bzw. Ankerwindungen 35 sind an einem Statorjoch 36 in der magnetischen Bahn der Rotormagneten 33 befestigt. Das Joch 36 ist auf einem Statorgrundteil bzw. einer Statorgrundplatte 37 angebracht. In der Statorgrundplatte 37 ist ein Lager 38 befestigt, welches zur Abstützung bzw. Lagerung der Rotorwelle 31 dient. Auf der Welle 31 ist eine Motorrolle 39 vorgesehen. Oberhalb der Statorplatte 37 ist in geeigneter Weise ein Drucklager 40 angeordnet, welches die auf die Welle 31 ausgeübten Axialkräfte aufnimmt. Wie in Fig. 8 dargestellt, sind vier Ankerwicklungen 35 und zwei Rotor-Positionsdetektorelemente 41, wie Hall-Elemente, auf dem Statorjoch 36 angeordnet. Gemäß der Erfindung ist das Statorjoch 36 an dem Statorgrundteil 37 befestigt, in_jdem sämtliche einander gegenüberliegenden Oberflächen der betreffenden Elemente miteinander verbunden sind. Dadurch sind die Mängel der herkömmlichen, mechanisch befestigten Statoranordnungen vermieden. Die Verbindung des Joches 36 und des Statorgrundteils 37 kann mittels irgendeines geeigneten Klebstoffs erfolgen oder dadurch, daß zwischen den betreffenden Einrichtungen ein zweiseitig klebendes Band vorgesehen wird.

Die Steuerschaltung und die Treiberverstärker für die Abgabe eines Stroms an die Ankerwicklungen 35 sind herkömmliche

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Schaltungen, weshalb diese Schaltungen hier nicht weiter beschrieben werden.

Bei einer herkömmlichen, durch einen Motor angetriebenen Einrichtung, wie bei einem Band-Aufzeichnungsgerät, sind ein Chassis und ein Motor als gesonderte, voneinander unabhängige Komponenten vorgesehen, und zwar sowohl hinsichtlich der Struktur bzw. Anordnung als auch hinsichtlich des Betriebs. Als Ergebnis der Untersuchung von Motoren des Typs, der für Band-AufZeichnungsgeräte und dgl. geeignet ist, ist festgestellt worden, daß die Größe der Struktur¹ bzw. Konstruktion und die Anzahl der Komponenten, die für die Schaffung derartiger Band-Aufzeichnungsgeräte und anderer elektrischer Einrichtungen erforderlich sind, dadurch weiter vermindert werden kann, daß jeweils die vorliegende Erfindung angewandt wird und daß ein Teil des Chassis der jeweiligen elektrischen Einrichtung als Motor-Komponente ausgenutzt wird. In Fig. 9 ist insbesondere ein Beispiel eines Motors 30^s gezeigt, bei dem ein Teil des Chassis einer elektrischen Einrichtung einen Teil des Motors bildet. Dabei sind den oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Elementen entsprechende Elemente durch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7 bezeichnet, allerdings mit nachfolgendem Apostroph. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 9 ist ein Teil des Chassis 37' des Band-Aufzeichnungsgerätes dargestellt, welches Teil den Stator-Grundteil 37' des Motors 30 bildet. Die Rotorwelle 31' trägt einen Ansatzbzw. Vorsprungteil 31A¹, der die Welle 31' mit dem Rotorjoch 32' verbindet. Die Rotorwelle 31' wird von einem Drucklager 40' getragen. Die Rotormagneten 33' und die Ankerwicklungen 35' können um einen gewünschten Abstand voneinander entfernt vorgesehen sein, und zwar durch Einstellung des Drucklagers 40' und somit durch Einstellung der axialen Stellung der Welle 31'.

Die Motorrolle 39', die auf der Welle 31' vorgesehen ist, weist zwei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers auf; diese Motorrolle treibt einen Bandtransportrollen-Riemen 42' und ein3n Antriebsriemen 42B¹ für einen schnellen Vorlauf an. Der

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Antriebsrollen-Riemen 42A' ist als eine Antriebsrollenanordnung 43' antreibend dargestellt.

Es ist möglich, die Anzahl der Komponenten dadurch herabzusetzen, daß der Motor 30" in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise aufgebaut wird. Diejenigen Elemente gemäß Fig. 10, die den Elementen der Gleichstrommotoren gemäß Fig. 8 und 9 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in diesen Figuren, wobei jeweils " angefügt sind. Eine detaillierte Beschreibung der betreffenden Ausführungsform ist hier weggelassen. Wie in Fig. 10 dargestellt, dient die auf der Rotorwelle 31" vorgesehene Motorrolle 39" sowohl als Rotor-Rolle als auch als Rotor-Anschlag. Das Drucklager 40" ist in dem Lager 38" enthalten bzw. dort untergebracht. Dieses Lager 38" ist an der Statorgrundplatte 37" befestigt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 10 besteht mit Rücksicht darauf, daß die Motorrolle 39" direkt auf der Rotorwelle 31" gebildet ist, keinerlei Forderung dahingehend, eine weitere Motorrolle als gesondertes Element auf der Motorwelle 31" vorzusehen. Demgemäß ist der Aufbau der elektrischen Einrichtung vereinfacht, und die Herstellungskosten können gesenkt werden.

Wie in Fig. 11 dargestellt, enthält die Statoranordnung für die Verwendung bei einem Gleichstrommotor gemäß Fig. 8, 9 oder 10 zwei Paare von Ankerwicklung η 35, die an dem Statorjoch 36 befestigt sind, wie mittels eines Bindemittels, und die durch entsprechende Teile der auf der Isolationsschicht 26 befindlichen gedruckten Schaltung 29 mit ersten bzw. zweiten Ankeranschlüssen 44 bzw. 45 verbunden sind. Ein weiterer Teil der gedruckten Schaltung 29 verbindet die Hall-Elemente 41 mit einer herkömmlichen Stator-Stromsteuerschaltung. Sämtliche Elemente sind miteinander verbunden, und die Forderung nach mechanischen Befestigungselementen ist vermieden. Obwohl das Statorjoch 36 zunächst in einer Richtung und dann in der anderen Richtung angetrieben wird - und zwar

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aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Stator und den Rotormagneten - wird ein stabiler Betrieb bei minimalem mechanischen Geräusch erzielt.

Durch die vorliegende Erfindung ist also ein Statorjoch für einen bürstenlosen Gleichstrommotor geschaffen, bestehend aus einer Isolationsmaterialschicht bestimmter Dicke und aus einer Schicht eines magnetisch durchlässigen bzw. permeablen Materials, welches mit der betreffenden Isolationsmaterialschicht mittels eines Klebstoffs oder dgl. verbunden ist. Die magnetisch durchlässige bzw. permeable Schicht kann aus mehreren Stahlplatten bestehen, vorzugsweise aus Siliciumstahlplatten, die miteinander verbunden sind. Die Isolationsschicht besteht bei einer Ausführungsform aus einem gewebeartigen Material, beispielsweise aus Glasfasern, und ein aushärtender Klebstoff füllt die Zwischenräume des gewebeartigen Materials aus und verbindet die Isolationsschicht mit der magnetisch permeablen Schicht.

Gemäß der Erfindung ist ein eine magnetische Bahn festlegendes Bauteil aus einer Isolationsmaterialschicht 26 und aus einer Schicht 28 gebildet, die aus einem magnetisch permeablen Material besteht, wie beispielsweise aus einer Eisen- oder Stahlplatte. Diese Schichten sind miteinander verbunden, wie durch ein Verbindungsmittel 27. Wenn ein derartiges Bauteil zur Festlegung an einer magnetischen Bahn als Statorjoch 36, 36", 36" eines bürstenlosen Gleichstrommotors 30, 30', 30" verwendet wird, ist eine ausreichende Isolationsschicht vorgesehen, um die Ankerwicklungen 35 des Stators gegenüber der magnetisch permeablen Schicht 28 zu isolieren, ohne daß dabei ein übermäßig großer Spalt zwischen dem Rotormagneten 32, 32', 32" und dem Stator erforderlich ist - ein solcher übermäßiger Spalt ergibt sich dann, wenn Flansche aufweisende Spulenkörper 24 dazu verwendet werden, die Ankerwicklungen bei einem herkömmlichen Motor 20 aufzunehmen. Deshalb wird durch das Statorjoch 36, 36', 36" gemäß der Erfindung der Leckflußkoeffizient L erheblich herabgesetzt, und die Leistung des Motors wird dadurch gesteigert.

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Die Schicht 28' aus einem magnetisch permeablen Material kann ein Schichtgebilde aus zumindest zwei Stahlplatten sein, beispielsweise aus Siliciumstahlplatten, die miteinander verbunden sind.

Bei einer Ausführungsform (Fig. 5) umfaßt die Isolationsmaterialschicht ein gewebeartiges Material 26' und einen aushärtenden oder durch Wärmeeinwirkung aushärtenden Klebstoff 27', wie ein Epoxidharz, welches die Zwischenräume des gewebeartigen Materials ausfüllt und dieses Material mit der Schicht 28 aus dem magnetisch permeablen Material verbindet. Diese Konstruktion führt zu einer Isolationsschicht, die sich durch eine vorzügliche Flachheit und durch eine gleichmäßige Dicke auszeichnet.

Ein Statorjoch gemäß der Erfindung kann ohne weiteres mit einer gedruckten Schaltung 29 auf der Isolationsmaterialschicht 26 gebildet bzw. versehen werden.

Eine Statoranordnung mit erhöhter Stabilität ergibt sich dann, wenn das Statorjoch 36, 36', 36" an dem Statorgrundteil 37, 37*, 37" des Motors dadurch befestigt wird, daß die betreffenden Elemente mit ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen über nahezu den gesaraten Oberflächenbereich verbunden werden.

Der Patentanwalt

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- Ag -

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Bauteil zur Festlegung einer magnetischen Bahn mit zumindest einer Schicht aus einem magnetisch permeablen Material, dadurch gekennzeichnet, daß eine Isolationsmaterialschicht (26, 26') bestimmter Dicke auf der Schicht (28) aus dem magnetisch permeablen Material aufgebracht und mit dieser Schicht (28) mittels eines Bindemittels (27) verbunden ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (28¹) aus dem magnetisch permeablen Material ein aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen Stahl-Unterschichten bestehendes Schichtgebilde enthält.

3. Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl ein Siliciumstahl ist.

4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsmaterialschicht ein gewebeartiges Material (26¹) und einen ausgehärteten Klebstoff (27') enthält, der die Zwischenräume des gewebeartigen Materials unter Bildung eines Isolators gewünschter Dicke ausfüllt und der den betreffenden Isolator mit der Schicht (28) des magnetisch permeablen Materials verbindet.

5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es für die Verwendung als Statorjoch (36, 36',36") in einem bürstenlosen Gleichstrommotor geeignet ist.

6. Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine gedruckte Schaltung (29) für die Beschaltung eines

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Motors vorgesehen ist und daß diese gedruckte Schaltung (25) auf derjenigen Seite der Isolationsmaterialschicht (26) angeordnet ist, die dem magnetisch permeablen Material (28) gegenüberliegt.

7. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einem Statorjoch, welches durch ein eine magnetische Bahn festlegendes Bauteil nach
Anspruch 5 oder 6 gebildet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Statorjoch (.36, 36', 36") Teil einer Statoranordnung ist, die außerdem Statorspu.len (35, 35', 35") enthält, welche auf der Isolationsmaterialschicht (2b) angeordnet sind, daß ein Statorgrundteil (37, 37', 37") vorgesehen ist, gegenüber dem die Schicht (28) aus dem magnetisch permeablen Material angeordnet ist, und daß das
Statorgrundteil (37, 37', 37") und die Schicht (28) aus
dem magnetisch permeablen Material miteinander über nahezu den gesamten Bereich der einander gegenüberliegenden Oberflächen verbunden sind.

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