DE3000500A1

DE3000500A1 - Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE3000500A1
Application number: DE19803000500
Authority: DE
Inventors: Elmer Bennett Mason
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-10
Filing date: 1980-01-08
Publication date: 1980-07-24
Also published as: EP0036856A4; AU5274879A; DE8000336U1; JPS55501125A; EP0036856A1; DK385380A; SE8000134L; WO1980001524A1; US4221984A; BR7908972A

Description

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D-8023 München-Pullach, Wiener Str. 2; Tel. (089) 7 93 30 71; Telex 5 212147 bros d; Cables: «Patentibus» München

Anmelder: Elmer--Bennett--Wa&an,'.9&i-Vickie DrI Del City, Oklahoma 73115, USA

Gleichstrommotor

Ihr Zeichen: Tag: 7* Januar 1980

Yourref.: - Date: vBÜ/hÖ

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Gleichstrommotoren und insbesondere auf einen Magnetmotor.

Der nach der vorliegenden Erfindung aufgebaute Gleichstrommotor wird insbesondere in der Industrie dort angewandt, wo ein Gleichstrommotor mit hohem Drehmoment benötigt wird, der ein überaus großes Anlaufdrehmoment aufweist, beispielsweise zum Starten eines Dieselmotors eines relativ großen Lastwagenschleppers, der allgemein als "big cam Diesel" bezeichnet wird. Bei kaltem Wetter werden die Motoren dieser Lastwagen üblicherweise laufen gelassen, wenn der Lastwagen im Freien geparkt wird, da, wenn der Motor und das Motoröl kalt wird, die Maschine mit gegenwärtig erhältlichen Anlassern nicht durchgedreht oder gestartet werden kann. Dies führt zu einer unnötigen Vergeudung von Dieselöl sowie zum Verschleiß der Maschine. Weiterhin wird ein Gleichstrommotor der obengenannten Art dazu benötigt, die Verbrennungskraftmaschine bei längeren Bergstrecken zu unterstützen, wobei der Motor an der Antriebswelle

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(»dead axle") des Lastwagens befestigt ist.

"^; ■;'» ■·.· Bisher zeichneten sich Mehrfach-Anker-Gleichstrom-Motoren, deren Achsen der entsprechenden Anker parallel und senkrecht zur Achse einer Spule oder von Spulen angeordnet . waren, durch magnetische Polstücke aus, die diametral gegenüberliegende wesentliche Teile der entsprechenden Ankjjr-Peripherie umgaben. Dieses spezielle Anker-Umwicklungsmeritaal der magnetischen Polstücke führt zu einer Gegenelektromotorischen Kraft (EMK), die der magnetischen Anziehungskraft (EMK) auf die Ankerwicklung entgegensteht, wodurch der Wirkungsgrad des Motors und sein Drehmoment verringert wird'. Derzeit verwendete Gleichstrommotoren mit ■ hohem Drehmoment sind generell durch den Nachteil eines rel^^iv hohen Stromabfalles (amperage drag) ausgezeichnet. Dle'ses Merkmal ist insbesondere dort abzulehnen, wo beispielsweise ein Motor als Antriebsmotor eines Fahrzeuges verwendet wird .und bei konstanter Spannung einen konstanten "Stromabfa!,vil>^H., aufweist, unabhängig davon, ob das Fahrzeug bergauf, in der Ebene oder bergab (im Freilauf) fährt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Gegen-EMK dadurch unterbunden, daß der auf den Anker wirkende Bereich des magnetischen Flusses auf einen den Anker umgebenden Bogen verringert wird, der die Anzahl von Ankersegmenten überspannt, die von den entsprechenden'Ankerbürsten, die die zusammenwirkenden Kommutatorsegmente berühren, überspannt. Dies führt zu einem Motor, ,dessen "Stromabfall" proportional zur Last ist und bei dem der "Stromabfall" automatisch verringert wird, wenn die Reisegeschwindigkeit erreicht ist und der weiter unter geringer Last oder Leerlauf^ueln Minimum . " · reduziert wird. Weiterhin hat dieser Motor ein wesentlich vergrößertes Drehmoment im Vergleich zu einem herkömmlichen Wechselstrom- oder Gleichstrommotor ähnlicher Größe oder Abmessungen, dessen, Hauptteil seiner Ankerperipherie von ma—"

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gnetisehen Polstücken oder herkömmlichen Feldspulen überspannt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei-Spieles im Zusammenhang mit den Figuren ausführlicher beschrieben. Es zeigt:

Figur 1 eine Draufsicht eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Figur 2 einen vertikalen Querschnitt im wesentlichen längs der Linie IL-II der Figur 11

Figur 3 eine Ansicht auf eine der magnetischen Polplattenj

Figur 4 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht (Explosionsdarstellung) der Polplatten» wobei die relative La,ge der Magnetspule und der magnetischen Polstücke dargestellt ist;

Figur 5 einen teilweise abgeschnittenen Querschnitt, aus

. dem der transverse magnetische Flußbereich zwischen einem der magnetischen Polstücke und den Anker= Windungssegmenten zu ersehen ist;

Figur 6 eine ähnliche Darstellung wie in Figur 5₉ bei der ein größeres Polstück dargestellt ist und die Art der Begrenzung des transversen magnetischen Fluß= bereiches zwischen dem Polstück und den Anker» Segmenten;

Figur 7 eine Darstellung ähnlich der Figur 5, bei der die Art der Erstreckung der Po.lplatten dargestellt ist und ein zweites Ankerpaar hinzugefügt ist;

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Figur 8 und 9 zeigen Wicklungsdiagramme; .

Figur 10 eine Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispieles, ..: das ein Paar von axial ausgerichteten Ankern ent-'.V hält;

Figur 11

Figur 12

einen vertikalen Querschnitt längs der Linie 11-11 der Figur 10;

eine perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispieles der Figur 10, bei der zur Klarheit die Spule und die Anker entfernt sind; und

eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht Ausführungsbeispieles der Figur 12.

Figur 13

Zuerst sei auf die Figuren 1-6 Bezug genommen. Das Bezugszeichei 10;;'bezeichnet ein Ausführungsbeispiel des Motors, der in seinem -generellen A_ufbau rechtwinklig ist und ein aus nichtmagnetischem Material gefertigtes Motorgehäuse aufweist, das aus Endwänden 12 und 14 besteht, die durch Seitenwände 16 und 18 verbunden sind. Das Gehäuse trägt einen Motorrahmen 19, der aus einem Paar von generell rechtwinklig . zueinanderstehenden, identischen Polplatten 20 und 22 aus magnetischem Material besteht, die im Abstand zueinander parallel angeordnet sind und eine Magnetspule 24 aufweisen, die'·mittig zwischen ihnen angeordnet ist. Die Spule 24 enthält einen Kern 26 aus magnetischem Material, der vorzugsweise aus den oben erläuterten Gründen rechteckigen Querschnitt hat. Dieser Kern ist an seinem einen Ende mittig fest an einer der Polplatten angebracht und liegt an der anderen Polplatte an, wenn der Motor wie oben beschrieben zusammengebaut ist*

Die Spule 24 ist aus einer Vielzahl von Draht-Wicklungen oder -Windungen gebildet, die einzeln oder paarweise um den Umfang

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des Kernes 26 gewickelt sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Drahtpaar 28 und 29 (Figur 8 und 9) gemeinsam aufgewickelt. Die Windungs- bzw. Wicklungszahl der Drähte 28 und 29 ist vorzugsweise eine gerade Zahl, damit ein maximaler magnetischer Fluß erzeugt wird. Jede der Polplatten 20 und 22 hat eine Querschnittsöffnung 30 und an ihren entsprechenden Endteilen«, Der Durchmesser der Öffnungen wird durch den Durchmesser von Endteilen von Ankern 22 und 34 bestimmt, die an ihren entsprechenden Erdteilen mit gewissem Spiel umschlossen werden, um so einen gewünschten Luftspalt zwischen dem Umfang jedes Ankers und den nachfolgend' beschriebenen entsprechenden magnetischen Polstücken zu bilden. Wie durch die in Figur abgebildeten gestrichelten Linien dargestellt ist_p sind ausgewählte, diagonal gegenüberliegende Eckstücke 36 der entsprechenden Polplatten 20 und 22 abgeschnitten» Dies -dient der Teilung des magnetischen Flußweges, damit der F3pßdurch;41e Anker 32 und 34tfter die Polstücke fließt, wie oben beschrieben, und dazu, daß die durch den die Anker erregenden magnetischen Fluß erzeugte Hitze verringert wijpid,. Diese abgeschnittenen. Polplattenteile 36 werden durch identisch große und identisch geformte Teile aus nicht-magnetischem Metall oder nicht-magnetischem Material 38 (Figur 2) ersetzt, die fest an der entsprechenden Polplatte befestigt sind, um eine Steifigkeit für den Motorrahmen vorzusehen.

Die Polplatten bilden entgegengesetzte Pole, beispielsweise bildet die Platte 20 einen Nordpol und die Platte 22 einen Südpol, wenn sie durch die Spule 24 erregt bzur. mit Energie versorgt sind. Wenn die Polplatten zum Aufbau des Rahmens 19 angeordnet sind, so ist eine von ihnen, bezogen auf die andere Polplatte umgedreht, so daß die nicht-magnetischen Abschnitte 38 der einen Polplatte den Abschnitten aus magnetischem Material der gegenüberliegenden Polplatte (Figur 4) gegenüberliegen.,

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Jede der Polplatten 20 und 22 besitzt Polstückpaare mit ',■: vorzugsweise rechteckigem Querschnitt, die senkrecht auf -I" . der Ebene der entsprechenden Platte stehen und sich in ·"■'-.- ' Richtung zur gegenüberliegenden Platte erstrecken. Bei- ;■■■; sp^elsweise ist ein Paar von Polstücken 40 an einem Ende

mit dem Abschnitt des magnetischen Materials der Polplatte befestigt, und zwar in der Nähe der Öffnung 30 und zu dieser öffnung 30 ..diametral gegenüberliegend. In ähnlicher Weise ist ein zweites Paar von Polstücken 42 an dem magnetischen '.''■ Teil des Polstückes 20 befestigt, und zwar in der Nähe der

öffnung 31 und diametral gegenüberliegend zu ihr. Dritte .; und vierte Paare von magnetischen Polstücken 44 und 46 sind ■■;■ "■ in ähnlicher Weise mit den magnetischen Abschnitten der V ' Polplatten 22 befestigt, und zwar in der Nähe der entsprechen-• ^; den öffnungen,31 und 30, wobei die Paare von Polstücken 40 ,v■ und 46 um 90 ° versetzt, bezogen auf die zusammenwirkenden :·' - Paare von FplstÜcken 40 und 42,angeordnet sind, so, daß wenn die;:Platten - in Figur 1 dargestellt - zusammengesetzt sind, die entsprechenden Paare von Polstücken 40 bis 44 und 42 bis 46 eine Anordnung von zusammenwirkenden Teilen mit entgegengesetzter Polarität bilden, die in gleichen Abständen rings um den Umfang der. entsprechenden Anker 32 und 34 angeordnet sind.

Wie allgemein bekannt ist, bildet der Spulenkern 26 einen Magneten mi$ Nord- und Südpolen an seinen entsprechenden Enden, wenn ein Strom durch die Spulenwicklungen 28 und 29 fließt, wobei die magnetische Richtung sich gemäß der Stromrichtung einstellt, die die entsprechenden Polplatten 20 und 22; magnetisiert. Es sei angenommen, daß der Strom in den

: Wicklungen 28 und 29 so gerichtet ist, daß die Polplatte 20 ■den Nordpol darstellt. Die - wie in Figur 4 dargestellt - durch die vertikale Seitenfläche 47 des Spulenkernes an dem Endteil, der die Polplatte 20 berührt, dargestellte magneti-

: sehe Kraft, wird in das Endteil der Polplatte 20, die dort die Öffnung 31 aufweist, induziert. Diese Kraft 47 wird durch

■ die öffnung 31 geteilt und läuft zu dem Paar von Polstücken

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42. Das an diesem Endteil der Polplatte liegende nichtmagnetische Material 38 unterbricht den magnetischen Flußweg, der danach strebt, die Öffnung 31 zu umgeben. Diese öffnung 31 richtet, zusätzlich zur Reduzierung der Wärme während des Betriebes des Motors, den vollen magnetischen Fluß zu dem Paar von Polstücken 42, baut ein magnetisches Feld auf und eine elektromotorische Kraft (EMi) an den Wicklungen des Rotors bzw. des Ankers 34. In ähnlicher V/eise magnetisiert die magnetische Kraft, die durch die gegenüberliegende vertikale Fläche 49 des Kernes dargestellt ist, an dem in Kontakt mit der Platte 20 stehenden Ende das andere Ende der Polplatte 20, das die Öffnung 30 enthält, so daß der volle magnetische Fluß in dem Paar von Polstücken 40 induziert wird.

Wenn der Spulenkern 26 die andere Polplatte 22 berührt, so werden die durch die gegenüberliegenden vertikalen Flächen 47 und 49 der Magnetspule dargestellten magnetischen Kräfte in ähnlicher Weise in den entsprechenden Endteilen der Polplatte ,22 induziert. Beispielsweise läuft die durch die Spulenkernfläche 47 dargestellte Kraft zu dem links gelegenen Endteil der Polplatte 22, wie in Figur 4 dargestellt, wobei diese Kraft durch die öffnung 30 aufgeteilt wird und das Paar von Polstücken 46 magnetisiert. In ähnlicher Weise induziert die durch die vertikale Fläche 49 bezeichnete Spulenkernkraft eine magnetische Kraft in dem anderen Ende der Polplatte 22, das durch die Öffnung 31 geteilt ist und sie magnetisiert das Paar von Polstücken 44.

Die Länge jedes Polstückes der Polpaarstücke ist kleiner als die axiale Länge der Spule'24 und seines Kernes 26, und zwar um einen Betrag gleich dem vierfachen des Luftspaltes zwischen der Peripherie eines Ankers und der benachbart liegenden Fläche des entsprechenden darüberliegenden Polstückes« Die Polplatten 20 und 22 werden beim Zusammenbau des Motorrahmens mittels einer Vielzahl nicht-magnetischer Bolzen oder Schrauben 50 fest miteinander verbunden, wobei für jedes Polstück eine Schraube 50 vorgesehen ist, die durch die ent-

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sprechende Polplatte hindurchtritt und axial mit dem entsprechenden Pol stÜQk über ein Gewinde verbunden ist, um das entsprechende Polstück parallel zur Achse des entsprechenden,;.Ankers zu halten. Die entsprechenden Schrauben 5Öi;|Bind diirch eine ^gleiche Anzahl von nicht-magnetischen Abstandhal^tern. 52.tangeben, die die entsprechenden Polstücke und die benachbarten Polplatten im Abstand zueinander halten. Der Eahmen 19 ist fest an dem Gehäuse befestigt, beispielsweioe durch, Anschrauben der Polplatte 20 an der Endv/and 12 i 'eines nicht-magnetischen Abstandhalters

Die Anker 5Ä.und 34 besitzen Jeweils eine Welle 54 bzw. 56, die in eine» Paar von Lagern 58 und 60 entsprechend gehalten aiijd, wobei die Lager mit den Gehäuseendwänden 12 und 14 verbunden Sind. Der Kommutator des entsprechenden Ankers ist von einem Paar von 3ürstenhalterungen 62 und 64 umgeben, die eine Vielzahl, im dargestellten Ausführungsbeispiel vier, um_%den Umfang verteilt angeordnete Bürsten 66, 67, 68 und audVeieen. '' ,

in Figur 5 dargestellt, ist die Durchlaufbreite (Querder,entsprechenden Polstückfläche 70> die der .dee ^entsprechenden Ankers gegenüberliegt, nicht größer alß &le Querschnittsabmessung, die drei Segmente 72 eines sieben-spannigen Ankers (span seven armature)überspannt. Diese. Abmessung ist zusammenwirkend auf die Zahl '•"■■ÜlplÄ^f von-'|tommuta^>rseg»enten bezogen, die von der entsprechenden 'q:'-«0ifk'^'l ;H ;fvBwb^vö^er'öjpennt· werden. Anders ausgedrückt ist die Anzahl

■ ff;·:-"; I "fvon Ankeä^wiCiklungSSegmenten 72, die durchflutend von jedem

■ r/j£ ^v pjo^ttiek ttbj&rspannt ist, gleich der Zahl von Kommutator-

■ --"Sl -*.:Λ:-ί se^enten,' &1φ· vonjier entsprechenden Bürste überspannt sind.

mr^-y^e^m^a^SJ^ii!e■. Fltp' zwischen den Polstücken und den Ankern ■t- ·'-': ' kanilv\äurch Ver^ÖiSierung des Querschnittes der Polstücke ver-

■ größert werde«, wie in Figur 6 bei dem Bezugszeichen 74 .' ' dargestellt.,i.ßt.Allerdings sind in diesem Falle gegenüber-

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liegende,längsgerichtete Eckteile der Polstücke 74, die dem Anker gegenüberliegen, entfernt, wie durch die Ausneutoung 76 dargestellt, so daß die Fläche 78 des Polstückes 74 einen Querschnitt beibehält, der gleich der Abmessung längs dreier ^ Anker-Iiicklungssegmente 72 eines si eben-spannigen Ankers (span seven armature ) ist.

in Figur 8 dargestellt, sind die die Spule bildenden Wicklungen 28 bis 29 in Reihe mit der Wicklung 28 verschaltet, wobei die Wicklung 28 mit dem positiven Anschluß ■;" ejHer Batterie B und die Wicklung 29 mit Masse verbunden ist«, :. D©j| positive.Batterieanschluß ist weiterhin parallel mit den : diametral gegenüberliegenden Bürsten 66 und 67 verbunden, ;· Die beiden anderen .Bürsten 68 und 69 sind mit Masse verbunden, ;. "" . ' \

Wie in FXgUr₃9 dargestellt, könnest_r die Spulenwicklungen und 29 parallel verbunden werden, um ein maximales Drehmoment für den Motor zu liefern.' Es ist klar, daß im wesentlichen herkömmliche Schalteinrichtungen zwischen die Wicklungen geschaltet werden können, um die Spulenwicklungen wahlweise in.Reihe oder parallel zu schalten, um den Motor ·■· entsprechend;der angelegten Last zu betreiben. In ähnlicher ] Weis© können weitere, nicht dargestellte, Steuereinrichtungen I eingebaut sein, die die entsprechenden Bürstenhalterungen vor- oder zurückschieben, um die Winkel - (Dreh) - geschwindigkeit der Anker zu vergrößern oder zu verkleinern.

"l ;; Im.folgenden wird a\af Figur 7 Bezug genommen. Die Bezugs- · ■f, "zeichen 20^f' lind 22*; bezeichnen ein Polplattenpaar mit im >, ; wesentlichen= Auf bau. gleichem Querschnitt, die eine modi- 4- fizierte Version des Motorrahmens bilden. Die beiden PoI-platten 2Q¹ und 22V- sind jeweils so gebildet^ daß im ■•t ..wesentiichen quadratische Absdinitte von Plattenmetallen N 80 bis 82 und.84 bis 86 mit den mittleren Kantenabschnitten einer entsprechenden, oben beschriebenen, Polplatte 20 bzw« . 22 integriert verbunden sind. Diese PolplattenerStreckungen

80 "bis 82 und 84 bis 86 weisen ähnliche zentrale Bohrungen auf, die die entsprechenden Endteile von zusätzlichen (nicht dargestellten) Ankerpaaren mit Spiel umgeben, in gleicher Welse vie oben für^äie Anker 32 und 34 beschrieben. In ähnlicher Weise wurden ausgewählte Eekteile der entsprechenden hinzugefügten flatten 80 bis 82 und 84 bis 86 abgeschnitten und durch identisch geformte, nicht-magnetische Metallteile 88 bis 90 und 92 bis 94 ersetzt, um den magnetischen Fluß aufzuteilen, die Hitze zu verringern und eine Halterung für magnetische Polstücke zu schaffen. Jeder der hinzugefügten Polp^attenabschnitte besitzt in ähnlicher Weise Paare von Polstücken 96 bis 98 und 100 bis 102, die in ähnlicher Weise diametral gegenüberliegend zu einer entsprechenden, den Ääker aufnehmenden Öffnung, angeordnet sind, wobei ein Ende des entsprechenden Polstückes, das in Richtung zur gegenüberliegenden Polplatte in ineinandergreifender räumlicher Beziehung ragt," hierdurch einen 4«*Anker-Gleichi&trofflinotor bildet, der durch die Spule 24 mit Energie versorgt wird. ^f

Die magnetischen Kräfte der anderen Flächen des Spulenkernes, die senkrecht zu dessen vertikalen Flächen 47 und 49 stehen, werden in ähnlicher Weise aufgeteilt und den Polpaarstücken 96 bis 9$ und 100 bis 102 zugeführt, und zwar in gleicher Weise vri« oben im Zusammenhang mit den durch die Flächen und 49 bezeichnetem Kräften beschrieben.

Ein gemäß d.em in Figur 7 gezeigten Ausführungsbeispiel aufgebauter Kptor findet insbesondere dort eine Anwendung, wenn er ssum Betreiben eines Fahrzeuges verwendet wird, bei dem ztfei ,der Anker für normale Fahrgeschwindigkeiten verwendet werden und ein dritter oder vierter Anker mittels einer nickt dargestellten - magnetischen Kupplung mit Energie versorgt wird, um 4en Fahrzeugantriebsrädern ein zusätzliches Drehmoment anzulegen, beispielsweise bei einer Beschleunigungs-

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; In den Figuren 10 bis 13 bezeichnet dag Bezugszeichen 110 i; .ein weiteres· Ausführungsbeispiel des Motors. Dieser Motor ■? ■ besitzt ein: aus nicht-magnetischem Material gebildetes Ge-= häuse 111, das aus-Endplatten 112 und. 114 besteht, die Jeweils zentral gehaltene Lager 116 aufweisen und durch Seitenplatten 120 wid 122 befestigt sind. Das Gehäuse enthält einen generell zylindrisch aufgebauten Motorrahmen 123, der ein Paar von im Abstand angeordneten, parallelen Polplatten 124 und 126 aus allgemein ringförmigem magneti-, ) sehen Material aufweist. Diese Polplatten stehen senkrecht

zur Längsachse des Gehäuses und weisen eine Spule 127 ; _; zwischen sich auf, dfürAchse senkrecht auf den Ibentn der : Polplattensteht. Die Polplatte 124 besitzt ein Paar>von '; diametral gegenüberliegenden Vorsprüngen, die mit einem Paar von langgestreckten parallelen Bols^tücken 128 und 130 von gleicher Ltage integriert verbunden sind,und zwar mittig zwischen deren Enden, Die Pol^tücfog_:128 und 130 liegen senkrecht zur Ebene der Polpl@/tte 1|4 und sind mit ihren entspirechenden Enden mit einem 3?aar von nieht-magneti- _; '' : sehen Scheiben 132 und 134, die zentrale Öffnungen auf- ...|^ weisen, mittels ni<fet-magnetischer Bolzen oder Schrauben ., _E «>..; 136 befestigt. Dieia'ndere Polplatte 1.26 besitzt in ähnlicher ;._;\ Weise ein Paar von hervorstehenden Vorsprüngen, die mit ■ !■·■-einem weiteren PaaiL langegestreckter„ paralleler Polstücke _; 13S und 1.4Q .mittig zwischen deren Enden integriert ver- !_v bunden sind, wobei ein Ende dieser Polstilcjfee 138 und 140 :'!pimit der Scheibe 134 verbunden ist und ihre gegenüber- ": liegenden Enden, die über die Spule 127 und die andere J Polplatte 124 hinausragen, mit der Scheibe 132 befestigt .I; sind, fie Polplatte 126 ist so angeordnet, daß ihre Polstücke138 und 140 bezogen auf die Polstücke 128 und 130 um 90° versetzt angeordnet sind.

Ein Paar von Ankern 142 und 144 lieg$ -in axialer Ausrichtung innerhalb des Gehäuses koaxial zu# $i&e 127. Ein peripherer Teil jedes Ankers 142 und 144:J.Aegt in enger räum-.;.: licher Beziehung zu d^m entsprech©5r5,d®n Paar υοώ Polstücken

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•.■.uL'.v.'j.lai.jM: v·' r-

^: 128 bis 130 und 138 bis 140. Die Querschnittsabmessung der

' Pläohe des e&t^recJSu&nden Polstückes, die dem Anker gegen-', überliegt, ist auf das oben in Bezug auf den Motor 10 beschriebene Yea?h83,tnift₍ begrenzt.

Die-Söheibenöffnungeii umgeben den Kommutatorendteil des ' ^T entstp-rechejiden Ankers mit gewissem Spiel. Ein Paar von ' ' Bürstenhaltern 146, *4as in ähnlicher Weise mit Bürsten ' versehen ist, umgibt den entsprechenden Ankerkommutator ω - zwischen den Öehäuseenden und den die Scheiben 132 bzw.

■i · " 134 ragenden iolstÜolfeen. Die entsprechende Ankerwelle 148 und 1$0 bildet eine !Antriebswelle, die durch die Lager 116 gelagert ist und über die Gehäuseenden 112 und 114 hinausragt. Die anderen Enden der Ankerwellen können axial mit-, einander verbunden sein, um einen einzigen Doppelankermotor Z\x schaffen oder si# können in (nicht dargestellten) Lagern

^: '■'^:::- ; gelagert sein, die ihrerseits an den Polplatten 124 und 126 gefcalisen sind« im e$&en Doppelmotor zu schaffen.

. ' Wie deutlicher in Figur 13 dargestellt, ist ein Umfangsteil der entsprechenden Folplatte abgeschnitten, so daß diametral gegenüberliegende:Ausnehmungen 152 gebildet werden, was den Abstand zwischen benachbarten Flächen der Polstücke vergrößert und d|U&it die entspr^chende Polplatte.

' .' "■■■ $äm1:l₍iche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der

Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher :·.-. > AndJT'd'n.ungen, können sowohl für sich als auch in beliebiger.

w;:- ^ Konüsiftation erfindungswesentlich sein.

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Claims

BROSE ° ^K8rtBROi

KarlA. &Γϊ/~\&Γ D.Karl ΒΠΑ6Γ P'Plorn

' Ingenieuro

D-8023 München-Pullach, Wiener Stc 2; TeL (08β) 7 93"30 71f"»elex 53Ϊ2 M* bres d; Cables: «Patentlbue· München

Anmelder: Elmer Bennett Mason, 901 Vickie Drive, Del City, Oklahoma 73115, USA ■. ■.

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Ihr Zeichen Tag: ?^ο

Yourref. Date: Vßü/hÖ

PATENTANSPRÜCHE

Gleichstrommotor, gekennzeichnet durch einen Magnetmotorrahmen (19 oder 123)» einschließlich eines Paares von im Abstand angeordneten Platten (20-22 oder 124-126), von denen jede mindestens eine Querschnittsöffnung (3OJ aufweist, die koaxial zur Öffnung in der gegenüberliegenden Platte ausgerichtet ist, durch einen'Anker (32 oder 142), der in axialer Ausrichtung mit der Öffnung jeder Platte benachbart liegt, wobei der Anker eine Wicklung mit einer Vielzahl von sich axial erstreckenden Segmenten (72) aufweist und einen Kommutator mit einer gleichen Anzahl von Segmenten sowie ein Paar von Kommutatorbürsten (66-68), von denen jede eine Vielzahl von Kommutatorsegmenten quer überspannt, durch ein Gehäuse (12, 14, 16, 18 oder 111), das Lager (60 oder 116) enthält, die in dem Rahmen angeordnet sind und den Anker lagern, wobei die Rahmenplatten jeweils mindestens ein integriert verbundenes Polstück (40 oder 128) aufweist, das senkrecht zur Ebene der Platte nahe ihrer Öffnung angeordnet ist und parallel zur

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Ankerachse hervorsteht und bezogen auf ein Polstück (44 oder 138) an der gegenüberliegenden Platte gegenüberliegend angeordnet ist, wobei jedes Polstück eine Querschnittsfläche (70) aufweist, die dem Umfang des Ankers gegenüberliegt, wobei die Querschnittsabmessung der Querschnittsfläche nicht größer ist als die Querschnittsabmessung einer Mehrzahl von Anker-Wicklungssegmenten (72), die gleich der Zahl von Kommutatorsegmenten ist, die von der entsprechenden Bürste überspannt werden und durch Magnetfeld-erzeugende Einrichtungen (24 oder 127), die mit den Platten verbunden sind, um ein Magnetfeld zu errichten, wodurch die Platten und ihre entsprechenden Polstücke mit entsprechend unterschiedlicher Polarität magnetisiert werden, was einen magnetischen Flußkreis längs des Umfanges des Ankers schafft.
2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke (40-44) langgestreckt ausgebildet sind und äquidistant von der entsprechenden Platte (20-22) hervorstehen,, und zwar in im wesentlichen gleicher Abmessung wie die axiale Länge der Anker-Widdungssegmente (72),und daß Einrichtungen (50-52) vorgesehen sind, die mit dem Endteil jeder Polplatte gegenüberliegend zu der entsprechenden Platte verbunden sind, um die Polstücke parallel zueinander im Abstand zu halten.
3. Gleichstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-erzeugenden Einrichtungen (24) folgendes enthalten: Einen Spulenkern (26), der sich zwischen den Platten erstreckt und diese berührt und eine Spule (28), die den Spulenkern koaxial umgibt.
4. Gleichstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verbundenen Einrichtungen (50-52) folgendes enthalten: Einen nicht-magnetischen Abstandhalter (52) und

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Bolzen (50), die das entsprechende Polstück mit der gegenüberliegenden Platte verbindet.
5. Gleichstrommotor nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß Jedes Polstück (128-130) über die gegenüberliegenden Flächen der Platten (124-126) um einen Abstand hinausragt, der mindestens gleich der axialen Länge der Anker-Wicklungssegmente (72) ist und daß die verbunden Einrichtungen folgendes enthalten: Eine nichtmagnetische Scheibe (132), die an den entsprechenden Enden der Polstücke anliegt und einen nicht-magnetischen Bolzen (136), der diese Scheiben mit dem entsprechenden Polstück verbindet.
6. Gleichstrommotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den entsprechenden Polstücken (40-44) und der gegenüberliegenden Platte viermal so groß ist wie der Luftspalt zwischen dem entsprechenden Polstück und dem Umfang des Ankers.
7. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Platten (20-22) langgestreckt ist, daß die Öffnungen (30-31) in den entsprechenden Endteilen der Platten angeordnet sind, daß der Anker ein Paar von Ankej*n (32-34) enthält, deren Achsen parallel zueinander liegen, wobei die-. Platten mit entsprechend entgegengesetzten Polaritäten magnetisiert werden und die von den gegenüberliegenden Flächen (47-49) der Spule stammenden magnetischen Kräfte in Richtung auf die Endteile jeder der Platten durch ent» sprechende Öffnungen (30-3⁵I) in den Platten aufgeteilt werden und entsprechend benachbarten Paaren von Polstücken (40-42J; 44-46) zugeleitet werden, wodurch eine Magnetflußelektromotorische Kraft auf die Windung des entsprechenden Ankers ausgeübt wird.
8. Gleichstrommotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

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daß der Anker ein Paar von Ankern (142-144) aufweist, deren Achsen koaxial ausgerichtet sind.
9. Gleichstrommotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß-.jedes Polstück (40-42; 44-46), das mit der entsprechenden Platte (20-22) verbunden ist, räumlich in Bezug auf die gegenüberliegende Platte an einem Abstand endet, der gleich dem vierfachen Maß des Luftspaltes zwischen den Pqlstücken und dem Umfang des entsprechenden Ankers ist und daß weiterhin nicht-magnetische Einrichtungen (50-52) vorgesehen sind, die zwischen den Polstücken und den Platten räumlich dazwischenliegend angeordnet sind, um die Polstücke in paralleler räumlicher Beziehung zu halten.

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