DE3026006C2

DE3026006C2 -

Info

Publication number: DE3026006C2
Application number: DE19803026006
Authority: DE
Priority date: 1979-07-11
Filing date: 1980-07-09
Publication date: 1990-09-20
Also published as: IT1198340B; FR2461389A1; GB2056185A; CH652258A5; IT8023347A0; US4361776A; DE3026006A1; FR2461389B1; IT8023347A1; GB2056185B; JPS5615257U

Description

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper für einen elektro mechanischen Wandler nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Spulenkörper der genannten Art ist aus der DE-OS 28 53 318 bekannt. Bei diesem Spulenkörper ist die Spule in den flansch losen und aus Kunststoff bestehenden Plattenabschnitt einge bettet. Der Draht der Spule ist Windung um Windung in Ausrich tung zu einer Ebene gewickelt, jedoch nicht in Form mehrerer Schichten einander überlagert.

Aus der DE-OS 26 09 267 geht ein durch Vergießen hergestellter Spulenkörper für einen elektromechanischen Wandler hervor. Beim Vergießen einer Spule umfließt die Vergußmasse die Spulenwindungen und verhindert so formschlüssig ein axiales Verrutschen der Spulen.

Aus der DE-AS 18 07 444 ist es bekannt, eine in Kreuzwickel technik ausgeführte Trommelwicklung für einen elektromecha nischen Wandler mit Hilfe eines zylindrischen Dornes herzu stellen, der auf seiner Umfangsfläche zwei Reihen radialer Stifte aufweist. Nach Fertigstellung der Wicklung werden die radialen Stifte herausgezogen und der Wicklungskörper vom Dorn abgenommen.

Aus der DE-AS 12 45 479 ist ein plattenförmiger Spulenkörper für einen elektromechanischen Wandler mit einer aufgedruckten Wicklung bekannt, der im Bereich seines äußeren Umfangs einen Tragabschnitt aufweist, mittels welchem der Spulenkörper an einer Tragplatte eines flachen Motors mit Bürsten angebracht ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen bestens für die Herstellung der Wicklung eines flachen, bürstenlosen Motors geeigneten Spulenkörper der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die Spule zumindest zum Teil freiliegen kann und dabei gegen ein Herabfallen vom Spulenkörper gesichert ist und der zudem flach ausgebildet sein kann.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch den erfindungsgemäßen Spulenkörper kann der Abstand zwi schen einem Permanentmagneten und einem Joch in einem flachen bürstenlosen Motor vermindert und der Wirkungsgrad eines solchen Motors verbessert werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß aus der Nachrichtentechnik bereits vorgeformte Spulenkörper mit einem zwei parallele Stirnflächen und eine von der Spule umgebene zylindrische Um fangsfläche aufweisenden Plattenabschnitt bekannt sind (siehe dazu Heinrich Nottebrock: Bauelemente der Nachrichtentechnik, Teil III, Spulen, Fachverlag Schiele und Schön, Berlin, 1950, Seiten 9, 10 und 97).

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsge mäßen Spulenkörpers gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 6 her vor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 im Schnitt und in schematischer Darstellung den grundsätzlichen Aufbau eines bereits vorgeschlagenen ersten flachen bürstenlosen Motors;

Fig. 2 im Schnitt und in schematischer Darstellung den grundsätzlichen Aufbau eines bereits vorgeschlagenen zweiten flachen bürsten losen Motors;

Fig. 3 eine Spule in perspektivischer Darstellung, die in dem Motor nach Fig. 1 oder Fig. 2 für die Wicklung verwendbar ist;

Fig. 4 einen herkömmlichen Spulenkörper mit Spule in perspektivischer Darstellung;

Fig. 5 einen Spulenkörper mit einem Tragabschnitt in perspektivischer Darstellung an einer Montageplatte des Motors;

Fig. 6 und 7 Schnitte durch zwei erfindungsgemäße Spulenkörper;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer Spule mit einem Tragabschnitt und eine Montage platte, an der die Spule montiert wird;

Fig. 9 eine Explosionsdarstellung eines flachen bürstenlosen Motors.

Der erste Motor nach Fig. 1 umfaßt einen Montagerahmen 1, ein an dem Montagerahmen 1 befestigtes Lager 2, eine durch das Lager 2 drehbar gelagerte Welle 3, eine Montagenabe 4, ein an der Montagenabe 4 befestigtes Joch 5, einen ring förmigen Permanentmagneten 6, ein weiteres Joch 7 und eine Wicklung aus mehreren Spulen 8. Durch das Joch 5 und den Permanentmagneten 6 wird ein Rotor gebildet. Durch das weitere Joch 7 und die an dem Joch 7 angebrachten Spulen 8 wird ein Stator gebil det. Der Permanentmagnet 6 ist durch einen Luftspalt d ₁ von den Spulen 8 beabstandet und durch eine Entfernung d ₂ von dem weiteren Joch 7 beabstandet. Die Spulen 8 werden der Reihe nach erregt. Durch die Spulen 8 fließende Ströme verketten sich mit dem Magnetfluß von dem Permanentmagneten 6, um ein Drehmoment zu erzeugen.

Der zweite Motor nach Fig. 2, in der Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet sind, unterscheidet sich von dem ersten Motor nach Fig. 1 dadurch, daß ein anderes Joch 5′ an dem unteren Ende der Welle 3 befestigt und das Joch 7 nach Fig. 1 durch eine ge druckte Platte 7′ ersetzt ist. Das Joch 5′ weist zu der gedruck ten Platte 7′ hin und ist von dieser durch einen Abstand d ₃ beabstandet. Der zweite Motor weist bekanntermaßen ein großes Drehmoment und einen hohen Wirkungsgrad auf.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spule 8, die sowohl in dem ersten Motor nach Fig. 1 als auch bei dem zweiten Motor nach Fig. 2 verwendet wird. Die Spule 8 ist allgemein dreieckig und hat ein inneres Loch 8 a. Von der Spule 8 sind Anschlüsse 8 b herausgeführt. Allgemein wird eine Vielzahl von Spulen 8 für einen Motor verwendet, zum Beispiel vier, sechs oder acht. Wenn zum Beispiel sechs Spulen 8 in einem Motor verwendet werden, sind sie an dem Joch 7 oder der gedruckten Schalt platte 7′ befestigt und bilden einen Stator 14. Die Spulen 8 sind über Isolierma terial wie beispielsweise Isolierpapier mit Klebstoff an dem Joch 7 befestigt. Dementsprechend wird der Abstand d ₂ zwischen dem Permanentmagneten 6 und dem Joch 7 durch die Dicke des Isolierpapieres erhöht, und so wird der magnetische Wider stand des Luftspalts d ₂ vergrößert, was zu einer Minderung des Wirkungsgrades führt.

Ferner ist es wichtig, daß die Spulen 8 auf dem Joch 7 genau positioniert sind. Ein derartiger Positioniervorgang ist sehr mühsam. Ein spezielles Montagegerät wird benötigt, was zu einer Erhöhung der Fertigungskosten führt.

Andererseits ist eine Spule vorgeschlagen worden, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist. Bei dieser Spule sind an einem Spulenkörper 9, der aus Kunst harz hergestellt ist, Flansche 9 a und 9 b ausgebildet. Die Spule 8 ist zwischen die Flansche 9 a und 9 b gewickelt. Die Spule nach Fig. 4 ist über dem Flansch 9 a oder 9 b oder über eine einteilig damit ausgebildete Montageplatte an dem Joch 7 angebracht. Der Flansch 9 a oder 9 b oder die Montageplatte werden zum Positionieren der Spule 8 auf dem Joch 7 ver wendet. Jedoch wird bei Verwendung der Spule nach Fig. 4 der Abstand d ₂ um die Dicke des Flansches 9 a oder 9 b oder der Montageplatte vergrößert. Wenn der Flansch 9 a oder 9 b oder die Montageplatte sehr dünn gemacht werden, um den Abstand d ₂ zu vermindern, wird die Montagefestigkeit gemindert. Es be steht Gefahr, daß der Flansch oder die Montageplatte aufgrund der von der Spule 8 erzeugten Wärme deformiert werden.

Fig. 5 zeigt einen Montageschritt zur Verbindung des mit der Spule 8 versehenen Spulenkörpers 10 mit der Montageplatte 19 eines flachen, bürstenlosen Motors. Die Montageplatte 19 ist, obwohl nur teilweise gezeigt, scheibenförmig. Mehrere Ausschnitte 21 sind in der Peripherie der Montageplatte 19 ausgebildet, und zwar ent sprechend der benötigten Anzahl von Spulen 8. In den Ausschnitten 21 sind jeweilige Ansätze 19 a ausgebildet. In jedem der Ansätze 19 a ist eine Eingriffsöffnung 22 angebracht.

Die Führungsnuten 14 und 15 des Spulenkörpers 10 werden an beide Kanten 21 a und 21 b des Ausschnitts 21 angesetzt und längs der Kanten in der durch den Pfeil in Fig. 5 gezeigten Richtung geschoben. Dann wird der Haken 16 des Spulenkörpers 10 mit der Öffnung 22 der Montageplatte 19 des Motors in Eingriff gebracht. Der Ansatz 19 a der Montageplatte 19 ist federnd zwischen den Ansatz 17 der Spule 10 und eine obere Fläche 13 b des Tragabschnitts 13 der Spule 10 gepreßt. Auf diese Weise ist der Spulenkörper 10, auf den die Spule 8 gewickelt ist, fest an der Montageplatte 19 des Motors mon tiert.

Fig. 6 und Fig. 7 zeigen wesentliche Teile zweier Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers. Zu beiden Seiten des glatten Ab schnitts 12 ist der Spulenkörper, auf welchen die Spule 8 gewickelt ist, im Querschnitt verschieden geformt. In dem Spulenkörper 10 A nach Fig. 6 hat der Querschnitt 11 a Dachform. Die Spule 8 wird daran gehindert, sich in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen von dem Spulenkörper 10 A zu lösen.

In dem Spulenkörper 10 B nach Fig. 7 ist in dem Querschnitt 11 b ein Grat ausgebildet, der die Spule 8 daran hindert, sich in den durch die Pfeile gezeigten Richtungen von dem Spulenkörper 10 B zu lösen.

Fig. 8 zeigt einen Spulenkörper mit anderer Ausbildung eines Tragabschnitts und einen Schritt zur Montage der Spule an einer Montage platte eines bürstenlosen Motors. Diese Ausbildung des Tragabschnitts ist für den erfindungsgemäßen Spulenkörper geeignet.

Bei diesem Spulenkörper 10 E sind an beiden Seiten des oberen Teils des Tragabschnitts 13 Ein griffsvorsprünge 26 und 27 ausgebildet. Auf dem oberen Teil des Tragabschnitts 13 ist ferner ein gekrümmter Ansatz 29 ausgebildet. In dem oberen Endabschnitt des gekrümmten An satzes 29 ist eine Eingriffsöffnung 28 ausgebildet.

Andererseits ist in dem Ausschnitt 21 in einer Montageplatte 19 A ein Haken 30 ausgebildet. Unter den Kanten 21 a und 21 b sind längs dieser Kanten Führungsnuten 31 und 32 ausgebildet. Die Eingriffsöffnung 28 des Spulenkörpers 10 E wird in Ein griff mit dem Haken 30 der Montageplatte 19 A gebracht. Die Vorsprünge 26 und 27 des Spulenkörpers 10 E sind durch die Nuten 31 und 32 der Montageplatte 19 A geführt. Auf diese Weise ist der mit der Spule 8 versehene Spulenkörper 10 E fest an der Montage platte 19 A des Motors angebracht.

Bei dem konkreten Motor nach Fig. 9 ist ein Lagerge häuse 41 an einem zylindrischen Abschirmgehäuse 43 durch Schrauben befestigt. Ein Lager 42 ist in dem Lagergehäuse 41 gelagert. Durch das Lager 42 ist eine Welle 40 gelagert. An der Bodenfläche des Lagergehäuses 41 ist eine Statorbasis 44 befestigt. Die Welle 40 ist durch eine Nabe 48 hindurch fest eingefügt. An dem oberen Ende der Nabe 48 ist ein rundes Rotorjoch 47 befestigt. Ein Magnetgehäuse 50, das einen Per manentmagneten 49 hält, sowie ein Magnethalter 53, der einen Positionsfühl-Permanentmagneten 54 hält, sind an der Nabe 48 befestigt durch Eingriff von Schrauben 57 in einen Gewinde abschnitt 40 a der Welle 40. Eine gedruckte Schaltplatte 55 ist an dem Abschirmgehäuse 43 durch Schrauben befestigt.

Vier Spulenkörper 45 sind an der Statorbasis 44 in der in Fig. 5 gezeigten Weise an gebracht. Jedoch sind die Spulenkörper 45 von dem Spulenkörper nach Fig. 5 verschieden. Bei dem Spulenkörper 45 nach Fig. 9 sind die Spulen 8 durch den Plattenabschnitt 46 derart gehalten, daß sie über dem Permanentmagneten 49 angeordnet sind. Dementsprechend ist die Höhe des Plattenabschnitts 46 kleiner als die des Spulenkörpers 10 nach Fig. 5. In dem Spulenkörper 45 entsprechen ein Ansatz 46 a sowie ein Paar Führungsnuten 46 b und 46 c dem Ansatz 17 sowie dem Paar Führungsnuten 14 und 15 des Spulenkörpers 10 nach Fig. 5. Andererseits entsprechen ein Ausschnitt 44 a und eine Öffnung 44 b in der Statorbasis dem Ausschnitt 21 und der Öffnung 22 der Montage platte 19 nach Fig. 5. Ferner erstreckt sich der Tragabschnitt des Spulenkörpers 45 seitlich von den Führungsnuten 46 b und 46 c.

Durch die Statorbasis 44 und die Spulenkörper 45 ist ein Stator gebildet, während ein Rotor hauptsächlich durch das Rotorjoch 47, die Nabe 48, den Permanentmagneten 49, das Magnetgehäuse 50, den Magnethalter 53 und den Positionsfühlmagneten 54 gebildet wird. Der Posi tionsfühlmagnet 54 ist mit vier Polen magnetisiert. Auf der gedruckten Schaltplatte 55 ist ein (nicht gezeigtes) Hall- Element montiert.

Der Rotor des Motors nach Fig. 9 umfaßt einen FG-Ring 52 (FG steht für Frequenz-Generator), welcher durch einen FG-Halter 51 gehalten wird. Die Umfangsfläche des FG-Ringes 52 ist mit zahlreichen Polen magnetisiert, welche abwechselnd Nord pole und Südpole sind. Der Magnetfluß von dem FG-Ring 52 wird abgetastet durch ein unterteiltes Magnetwiderstandselement, welches durch einen Halter 56 gehalten wird, der an der gedruckten Schalt platte 55 montiert ist.

Bei den vorstehend beschriebenen Spulenkörpern kann z. B. ein sog. selbstklebender Draht zum Aufwickeln der Spule 8 verwendet werden. Der selbstklebende Draht weist einen Kern draht aus Kupfer mit einem isolierenden Film, beispielsweise aus Emaille, und einen auf dem isolierenden Film ausgebildeten klebenden Film auf. Beim Wickeln wird der Draht in Alkohol ge taucht und natürlich getrocknet, oder es wird heiße Luft auf den auf den Plattenabschnitt 12 gewickelten Draht geblasen oder aber der auf den Plattenabschnitt 12 gewickelte Draht mit Lack imprägniert.

Claims

1. Spulenkörper für einen elektromechanischen Wandler, mit einer Spule aus Draht, wobei der Spulenkörper (10 A, 10 B) einen flanschlosen Plattenabschnitt (12) mit zwei paral lelen Stirnflächen und einer von der Spule (8) umgebenen Umfangsfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper vorgeformt ist und mindestens ein Teil der Umfangsfläche ein konvex nach außen ragendes Profil (11 a, 11 b) aufweist.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil (11 a) dachförmig ist.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Profil durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Grat (11 b) definiert ist.

4. Spulenkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er einen von einem Rand der Umfangsfläche sich erstreckenden und von einer Stirnfläche des Plattenabschnitts abstehenden Tragabschnitt (13) zum Befestigen des Spulenkörpers aufweist.

5. Spulenkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen des Plattenabschnitts im wesentlichen die Form eines Dreiecks haben und daß der Teil der Umfangsfläche, der das konvex nach außen ragende Profil (11 a, 11 b) aufweist, sich längs zweier Seiten und der Tragabschnitt (13) sich längs der dritten Seite des Dreiecks erstreckt.

6. Spulenkörper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Tragabschnitt (13) auf einander entgegen gesetzten Seiten Führungselemente (14, 15; 26, 27; 46 b, 46 c) und ein zwischen den Führungselementen angeordnetes Verriegelungselement (17; 29; 46 a) aufweist.