DE3217283A1

DE3217283A1 - Gleichstrom-kollektormaschine

Info

Publication number: DE3217283A1
Application number: DE19823217283
Authority: DE
Inventors: Fritz Ing.(grad.) 7746 Hornberg Schmider
Original assignee: Papst Motoren & Co Kg 7742 St Georgen GmbH; Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG
Priority date: 1982-05-07
Filing date: 1982-05-07
Publication date: 1983-11-10
Also published as: DE3217283C2

Description

Gleichstrom-Kollektormaschine
Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Kollektormaschine (Motor oder Generatrj nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Maschine ist bekannt aus der US - PS 3 096 455. Diese zeigt einen Motor mi sechs Statorpolen und einem eisenlosen Rotor, der aus sogenannten gedruckten Schaltungen aufgebaut ist. Es werden beschrieben Dreischichtwicklungen, Zweischichtwicklungen und eine Einschichtwicklung. Bei letzterer ist der Anlauf nicht gewährleistet, da das erzeugte elektromagnetische Drehmoment Lücken hat, z.B.
wenn die dort verwendete einzige Wicklung von einer Kollektorbürste kurzgeschlossen wird. Ein Motor, der nicht selbst anläuft, ist aber für die meisten Anwendungen ungeeignet. Andererseits sind Mehrschichtwicklungen teuer in der Herstellung.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, Maschinen der eingangs genannten Art zu vereinfachen und trotzdem bei Motorbetrieb ihren selbständigen Anlauf sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen. Man erreicht so bei sehr einfachem Aufbau des Rotors aus wenigen Einzelspulen, welche zudem in einer einzigen Schicht angeordnet sind, bei Motor betrieb ein lückenfreies Drehmoment und daher einen sicheren Anlauf. AuDerdem wird durch die Erfindung eine sehr flache Bauweise des Motors ermöglicht, wenn dieser als Flachmotor ausgebildet ist.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 10 und 12 angegeben. Die Ausführungsform nach Anspruch 10 hat den Vorzug, daß die Spulen gleichmäßig verteilt sind, der Rotor also symmetrisch aufgebaut ist, und daß man einen sehr guten Kupferfüllfaktor erhält. Die Ausführungsform nach Anspruch 12 hat den Vorzug besonderer Einfachheit, bei weniger symmetrischer Anordnung der Spulen und schlechterem Kupferfüllfaktor.
Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet der Erfindung sind elektronische Geräte der Phono- und Videotechnik, insbesondere Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegeräte fUr bandförmige Informationsträger.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den Unter-ansprüchen. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gleichstrom-Kollektormaschine, Fig. 2 einen Schnitt, gesehen längs der Linie II-II der Fig. 1, welcher auch die Magnetisierung des Statormagneten darstellt, Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung des Wicklungsaufbaus beim Motor nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 die Darstellung eines bevorzugten Rotorwicklungsaufbaus für den Motor nach Fig. 1 und 2, Fig. 5 eine.Variante zu Fig. 4, Fig. 6 eine Darstellung zur Erläuterung eines alternativen Rotorwicklungsaufbaus für den Motor nach Fig.' 1 und 2, Fig. 7 die Darstellung einer zweiten, sehr günstigen Rotorwicklungs-und Kollektorversion für den Motor nach Fig. 1 und 2; die Darstellung nach Fig. 7 enthält mehrere Alternativen, Fig. 8 einen Längsschnitt durch einen sogenannten Kopfradmotor für einen Videorecorder, der z.B. mit einer otorwcklung nach Fig. 4 oder Fig. 7 versehen sein kann, Fig. 9 eine Seitenansicht des Motors nach Fig. 8, etwa im Maßstab 1 : 1, Fig. 10 eine Draufsicht von unten auf den Motor der Fig. 9, im gleichen Maßstab; die Maßstabsangabe gilt für Fig. 9 und 10, und Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform eines Kopfradmotors, der ebenfalls z.B. mit einer Rotorwicklung nach Fig. 4 oder 7 versehen sein kann.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Motor 10, der z.B. als lenwsamlaufender Wickelmotor mit einer Drehzahl von 300 U/min dienen kann.
Dieser hat ein schalenförmiges Gehäuseoberteil 11, das aus Stahlblech tiefgezogen ist, in dessen Boden 12 ein ringförmiger Dauermagnet 13, z.B. aus Bariumferrit, eingeklebt ist, und in dessen Mitte ein Gleitlager 14 fur eine Welle 15 eingebördelt ist. Der Statormagnet 13 ist axial und sechspolig magnetisiert; wie das Fig. 1 und 2 zeigen. Die Magnetisierung kann bevorzugt etwa rechteckförmig oder trapezförmig sein, gegebenenfalls auch sinusförmig.
Auf der Welle 15 ist ein Rotortragteil 16 aus einem geeigneten nichtmagnetischen Werkstoff aufgepreßt, z.B. aus Kunststoff. Es ist an den erforderlichen Stellen mit axialen Vorsprüngen 17 zur Aufnahme von Spulen S einer Einschichtwicklung versehen. Ferner ist auf die Welle 15 ein Flachkollektor 18 aufgepreßt, der bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen entweder 9 oder 15 Lamellen hat, generell eine Lamellenzahl vom 1,5-, 2,5-, 3,5-fachen etc. der Statorpolzahl welch letztere mindestens sechspolig ist, aber z.B. auch zehnpolig, vierzehnpolig etc. sein könnte. Die sechspolige Version wird besonders für klei nere Motoren entschieden bevorzugt. Die Spulen S sind an bestimmte Lamellen des Kollektors 18 angeschlossen, der natürlich auch als zylindrischer Kollektor ausgebildet sein könnte.
Eine etwa ringförmige Weicheisenplatte, welche als magnetischer Rückschluß 21 dient, ist an einem Gehäusedeckel oder Flansch 22 durch Punktschweißen befestigt und bildet mit dem Statormagneten 13 einen ebenen Luftspalt 23, in den sich das Rotortragteil 16 mit seinen Spulen S in der dargestellten Weise erstreckt, also so, daß sich die magnetisch aktiven Abschnitte dieser Spulen S im Magnetfeld des Statormagneten 13 befinden.
Der Gehäusedeckel 22 ist nach unten schalenförmig vertieft und nimmt dort die beiden Bürstenhalter 24 und 25 für den Flachkollektor 18 auf.
Ein Steckanschluß ist mit 26 bezeichnet. Ferner ist in seiner Mitte ein Lagerteil 27 eingebördelt, das das untere Ende der Welle 15 axial und radial lagert.
Der Gehäusedeckel oder Flansch 22 wird'durch den magnetischen Zug des Magneten 13 an der unteren Stirnseite des Gehäuseoberteils 11 gehalten.. Dabei dient die.Rückschlußplatte 21 als zentrierendes Element, da ihr Außendurchmesser in sehr vorteilhafter Weise genau an den Innendurchmesser des Gehäuseoberteils 11 angepaßt ist.
Der komplette Motor besteht also nur aus drei einfach zusammensetzbaren Baugruppen: a) Dem Gehäuseoberteil 11 mit dem Magnetring 13 und dem oberen Bördellager 14.
b) Dem Rotor mit der Welle 15, dem Rotortrageteil 16 mit den Spulen S, und dem Kollektor 18.
c) Dem Gehäusedeckel 22 mit der RUckschlußscheibe 23, dem BUrstenapparat 24, 25 und dem unteren Bördellager 27.
Am Gehäuseoberteil 11 sind Gewindebohrungen 28 für die Befestigung an einem Gerät vorgesehen.
Fig. 2 zeigt eine Zweischichtwicklung 30 für einen Kollektor mit 15 Lamellen 31 - 45. Die BUrsten sind wie in Fig. 1 mit 24 und 25 bezeichnet. Die Wicklung hat 15 gleichmäßig verteilte Spulen 51 - 65, die sich wie dargestellt gegenseitig überlappen, weshalb eine solche Wicklung schwierig herzustellen ist und zwar in den Rahmen der vorliegenden Er- findung gehört, aber kein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt.
Die Einzelspulen sind in der üblichen Weise an den Kollektorlamellen angeschlossen, z.B. die Spule 51 an die Lamellen 31 und 32, dieS>le 52 an die Lamellen 32 und 33, und so fort bis zur Spule 65, die an die Lamellen 45 und 31 angeschlossen ist. Alle Spulen sind im gleichen Sinne angeschlossen. Z.B. durchfließt ein Strom von der Lamelle 31 ZUr Lamelle 32 die Spule 51 im Uhrzeigersinn, wie das durch die Anschluß leitungen zeichnerisch veranschaulicht ist.
Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Wicklung als Einschichtwicklung 66. Von den 15 Spulen der Fig. 3 sind hier nur noch die fünf Spulen 52, 55, 58, 61 und 64 vorhanden und an die gleichen Kollektorlamellen angeschlossen wie dort, welche Lamellen identische Bezugszeichen tragen wie in Fig. 3. Zusätzlich sind die nicht direkt mit Wicklungsenden beschalteten freien Kollektorlamellen 31, 34, 37, 40 und 43 durch interne Querverbindungen 67 jeweils mit zwei anderen, beschalteten Lamellen verbunden, nach folgendem Schema: a) 31 - 36 - 41 b) 34 - 39 - 44 c) 37 - 42 - 32 d) 40 - 45 - 35 e) 43 - 33 - 38.
Jede einzelne Querverbindung bildet also jeweils ein gleichseitiges Dreieck. Deshalb können diese Querverbindungen auch ersetzt werden durch Bürsten, wie das Fig. 5 zeigt, wobei für jede Polarität drei gleichmässig am Umfang verteilte Bürsten vorgesehen sind, also beim Beispiel für die negative Polarität die Bürste 24 und zwei weitere mit ihr elektrisch verbundene Bürsten 71 und 72, sowie für die positive Polarität die Bürste 28 und zwei weitere elektrisch mit ihr verbundene Bürsten 73 und 74. Bei Klein- und Kleinstmotoren (Bereich 0...15 Watt, bevorzugt 0... 3 Watt), wo die vorliegende Erfindung bevorzugt nwendung findet, wird die feste Verschaltung im Rotor vorgezogen.
Die Rotoranordnung nach Fig. 4 ist derjenigen nach Fig. 3 elektrisch gleichwertig: Nimmt man in Fig. 3 an, daß die Spule 58 wie dargestellt unter einem Nordpol des Statormagneten 13 liegt, so liegen auch die Spulen 53 und 63 unter einem Nordpol des Statormagneten i3, haben also bei Erregung dieselbe Wirkung. Deshalb können von diesen drei Spulen zwei entfallen, wenn entsprechende Querverbindungen geschaffen werden, nämlich von der Lamelle 39 zu den Lamellen 34 und 44 (Querverbindung b), und von der Lamelle 38 zu den Lamellen 33 und 43 (Querverbindung e).
In der gleichen Weise finden sich zur Spule 55 zwei um je 1200 mech.
versetzte Spulen 60 und 65, die elektrisch gleichwirkend sind, so daß die Spulen 60 und 65 entfallen können, wenn an ihrer Stelle die Querverbindungen a) und d) vorgesehen werden4 Zur Spule 52 sind die beiden Spulen 62 und 57 um je 1200 mech. versetzt, d.h. die Spulen 62 und 57 können entfallen, wenn an ihrer Stelle die Querverbindungen c) und e) vorgesehen werden.
Zur Spule 64 sind die beiden Spulen 59 und 54 um je 1200 mech. versetzt, d.h. die Spulen 54 und 59 können entfallen, wenn an ihrer Stelle die Querverbindungen b) und d) vorgesehen werden.
Und zur Spule 61 sind die beiden Spulen 56 und 51 um je 1200 mech. versetzt, so daß die Spulen 51 und 56 entfallen können, wenn an ihrer Stelle die Querverbindungen a) und c) vorgesehen werden.
Man erhält also durch die Erfindung hier eine symmetrische Einschichtwicklung 66 mit der gleichen Wirkung (Gleichförmigkeit des Drehmoments) wie bei der Wicklung 30 nach Fig. 3, wobei natürich eine gleichmäßige Magnetisierung des Statormagneten 13 vorausgesetzt ist.
Die Einschichtwicklung 66 hat auch einen guten Kupferfüllfaktor. Es fließt jeweils alternierend auf der einen Rotorseite ein Strom durch drei, auf der anderen durch zwei Spulen, sofern nicht gerade eine Spule von einer Bürste kurzgeschlossen wird. Dies ergibt sich direkt aus der Verfolgung der dargestellten Strompfade. Die Bestromung der Einzelspulen erfolgt jeweils analog der Bestromung der elektrisch gleichwertigen Spulen der Wicklung gemäß Fig. 3.
In Fig. 1 ist rechts unten noch ein Optokoppler 76 dargestellt, der zur Drehzahlerfassung dient. Hierzu ist gemäß Fig. 4 das Rotoriragteil 16 an seinem Außenumfang mit Zähnen 77 versehen, die im Betrieb den Lichtstrahl des Optokopplers 76 periodisch unterbrechen und dadurch ein Drehzahl signal erzeugen.
Die Ausbildung nach Fig. 4 eignet sich besonders gut für niedere Drehzahlen, bei denen ein sehr gleichförmiges Drehmoment gefordert wird.
I Für höhere Drehzahlen eignet sich die Ausführungsform nach Fig. 7.
Hierzu wird zunächst auf Fig. 6 Bezug genommen, welche eine Zweischichtwicklung 80 für einen Kollektor mit nur neun Lamellen 81 - 89 zeigt. Die Bürsten sind wie in Fig. 1 mit 24 und 25 bezeichnet. Die Wicklung 80 hat neun gleichmässig verteilte Spulen 91 - 99, die sich wie dargestellt gegenseitig überlappen, weshalb eine solche Wicklung schwierig herzustellen ist und zwar in den Rahmen der vorliegenden Erfindung gehört, aber kein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellt.
Die Einzelspulen sind in der üblichen Weise an die Kollektorlamellen angeschlossen, z.B. die Spule 91 an die Lamellen 81 und 82, die Spule 92 an die Lamellen 82 und 83, und so fort bis zur Spule 99, die an die Lamellen 89 und 81 angeschlossen ist. Die Spulen sind als Rundspulen dargestellt, können aber auch - wie bei Fig. 3 und 4 - Sektorspulen sein. In allen Fällen werden Durchmesserwicklungen bevorzugt, d.h.
0 mit einer Spulenbreite von der Größenordnung von 360 el. Alle Spulen sind im gleichen Sinne angeschlossen. Z.B. durchfließt ein Strom von der Lamelle 81 zur Lamelle 82 die Spule 91 im Uhrzeigersinn, wie das auch zeichnerisch durch die Anschlußleitungen der Spulen veranschaulicht ist.
Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Wicklung nach Fig. 6 als Einschlchtwicklung 100. Von den neun Spulen der Fig. 6 sind hier nur noch vier (91, 93, 95 und 97) oder drei, nämlich a) 91, 93 und 95 oder b) 93, 95 und 97 oder c) 93, 95 und 91' vorgesehen. Welche Lösung bevorzugt wird, ist eine Frage der Montage und des zweckmässigen mechanischen Aufbaus des Rotors. Bei der Variante a) wird die Spule 91 an die Lamellen 81 und 82 angeschlossen; bei der Variante b) wird die Spule 97 an die Lamellen 87 und 88 angeschlossen. Bei beiden Varianten a) und b) sind also die Spulen wie bei Fig. 6 an den Kollektor angeschlossen.
Bei der Variante c) wird die Spule 91 um 1800 el. entgegen dem Uhrzeigersinn versetzt (Pfeil 103), bleibt an die Lamellen 81 und 82 angeschlossen, wird aber wie dargestellt umgekehrt gepolt, d.h. bei Stromfluß von der Lamelle 81 zur Lamelle 82 fließt der Strom in der versetzten Spule 91' entgegen dem Uhrzeigersinn. Alternativ kann man natürlich die Spule 91' als um 1800 ei. im Uhrzeigersinn versetzte und umgekehrt gepolte Spule 97 ansehen.
Bei der Vierspulenvariante werden die Spulen 91 und 97 mit verringerter Windungszahl gewickelt und wie dargestellt zwischen den Lamellen 87 und 82 in reihe geschaltet, aber mit gleicher Polarität wie die Spulen 93 und 95.
Die Spulen 93 und 95 haben einen Winkelabstand OC von etwa 800 mech.
2400 el., die Spulen 95 und 91' einen Winkelabstand § von etwa 1400 mech. entsprechend 4200 el.
Auch hier sind im Rotor Querverbindungen 105 von denjenigen Lamellen des Kollektors 18 vorgesehen, die nicht direkt mit einem Spulenende belegt sind, nach folgendem Schema: A) 87 - 84 - 81 B) 88 - 85 - 82 C). 89 - 86 - 83.
Auch hier bilden also die Querverbindungen gleichseitige Dreieck und könnten daher durch eine Bürstenanordnung ersetzt werden, die mit der jenigen nach Fig. 5 identisch ist.
Die Rotoranordnung nach Fig. 7 ist derjenigen nach Fig. 6 gleichwertig: Nimmt man in Fig. 6 an, daß die Spule 95 wie dargestellt unter elrte, NordPol liegt, so liegen auch die Spulen 92 und 98 wie dargeste unter einem Nordpol des Statormagneten 13, haben also bei Erregung dieselbe Wirkung. Deshalb können von diesen drei Spulen die beiden Spulen 92 und 98 entfallen, wenn entsprechende Querverbindungen vorliegen, nämlich von der Lamelle 86 zu den Lamellen 83 und 89 (Quererbindung C) und von der Lamelle 85 zu den Lamellen 82 und 88 (Querverbindung B).
In der gleichen Weise finden sich zur Spule 93 zwei um je 1200 mech.
versetzte Spulen 96 und 99, die elektrisch gleichwertig sind, so daß die Spulen 96 und 99 entfallen können, wenn an ihrer Stelle die Querverbindungen A) und C) vorgesehen werden.
Und schließlich finden sich zur Spule 91 zwei um je 1200 mech. versetzte Spulen 94 und 97, die elektrisch gleichwertig sind, so daß hiervon eine oder zwei entfallen können, davon auf jeden Fall die Spule 94, da diese sonst mit den Spulen 93 und 95 überlappen würde.
Man kann also z.B. nur die drei in Fig. 6 hervorgehobenen Spulen 91, 93 und 95 beibehalten, dazu die Querverbindungen A), B) und C). Der Rotor wäre dann aber unsymmetrisch, was seine Auswuchtung erschweren würde. Deshalb wird zweckmässig die Spule 91 gemäß dem Pfeil 103 um 1800 el. entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht und wie dargestellt umgekehrt gepolt. Man kann aber auch zwei schwächere Spulen 91 und 97 beibehalten, da der Rotor dann ebenfalls symmetrischer wird.
Die Versetzung um 1800 el. bei umgekehrter Polung ist natürlich bei allen Spulen möglich, da sich hierdurch an der Wirkungsweise nichts ändert. Dies gilt auch für Fig. 4.
Man erhält also bei Fig. 7 eine Einschichtwicklung 100, die je nach Ausführungsform mehr oder weniger stark von der Symmetrie abweicht, wobei das abgegebene Drehmoment im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig. 6 entspricht, aber welliger ist als das bei der Anordnung nach Fig.
4 abgegebene Drehmoment, weshalb sich die Varianten nach Fig. 7 bevorzugt für höhere Drehzahlen eignen.
Im Betrieb fließt bei den Varianten nach Fig. 7 alternierend jeweils auf der einen Rotorseite ein Strom durch zwei, auf der anderen Rotorseite durch eine Spule, sofern nicht gerade eine Spule von einer Bürste kurzgeschlossen wird. Dies ergibt sich direkt aus der Verfolgung der dargestellten Strompfade. Die Bestromung der Einzel spulen erfolgt jeweils analog der Bestromung der elektrisch gleichwertigen Spulen bei der Wicklung nach Fig. 6.
Wichtig bei der Erfindung erscheint, daß die Querverbindungen jeweils dieselbe geometrische Form haben, wenn sie direkt von Lamelle zu Lamelde gezeichnet werden, im vorliegenden Fall stets die Form eines gleichseitigen Dreiecks. Die Form eines Quadrats scheidet aus, da'dann die Bürsten durch die Querverbindungen kurzgeschlossen würden. Deshalb erscheinen Statorpolzahlen als ungeeignet, die durch vier ganzzahlig teilbar sind.
Die Fig. 8 - 10 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem sogenannten Kopfradmotor, der bei einem Videorecorder zum Antrieb des Rades mit den Magnetköpfen dient. Die Welle 110 ist hier in zwei Kugel lagern gelagert, von denen nur eines bei 111 angedeutet ist. Ihr unteres -Ende 112 ist frei und dient zur Kopplung mit dem (nicht dargestellten) Kopfrad. Ein sechspoliger Statormagnet 113 ist auf einer Trageplatte 114 festgeklebt, die in einem etwa zylindrischen Gehäuseteil 115 eingebördelt ist. Auf der Welle 110 ist ein Rotortrageteil 116 festgeklebt, und auf diesem sind die Flachspulen S an entsprechenden Vorsprüngen 117 angeordnet und flach aufgeklebt. Ein Flachkollektor ist mit 118 bezeichnet. Hinter diesem ist eine sogenannte Entstörscheibe 119 befestigt und wie dargestellt elektrisch an die Kollektorlamellen angeschlossen.
Eine Rückschlußplatte 121 hat vier radiale Vorsprünge 122, die in entsprechende Aussparungen 123 am unteren Ende des Gehäuseteils 115 ragen und dadurch die Rückschlußplatte 121 und einen mit ihr verbundenen Flansch 124 zentrieren. Der Flansch 124 nimmt in einer Vertiefung 125 die Bürsten 126, 127 auf, von denen die letztere um 900 versetzt gezeichnet ist. Die Bürsten sind von einer Dämpfmasse 128 umgeben.
Auf der Welle 110 befindet sich ferner eine Rutschkupplung 130. :ie dfe Fig. 9 und 10 zeigen, läßt sich ein solcher Motor außerordentlich kompakt aufbauen. Die elektrischen Anschlüsse sind dort mit 131 und 132 bezeichnet. Es wird bevorzugt die Spulenanordnung mit fünf Spulen (Fig. 4) verwendet.
Fig. 11 zeigt eine andere Variante eines Kopfradmotors. Mit 140 ist dort eine Kopftrommel bezeichnet, in der in zwei Kugellagern 141, 142 eine Welle 143 gelagert ist, in deren unterem Ende die eigentliche Welle 144 des Kopfradmotors eingeschraubt ist. Auf ihr ist ein Rotortrageglied 145 befestigt, auf dem die Spulen S befestigt sind. Ferner ist auf der Motorwelle 144 ein Flachkollektor 146 befestigt.
In einer rinnenartigen Ausnehmung 147 der Kopftrommel 140 ist ein Tragering 148 aus Stahl mittels Schrauben 149 befestigt. Auf ihm ist ein sechspoliger Rotormagnet 150 aufgeklebt, welcher etwas über das untere Ende der Kopftrommel 140 vorsteht. Unterhalb des Rotortrageglieds 145 befindet sich eine ringförmige Rückschlußscheibe 153, die auf einem schalenförmigen Gehäuseteil 154 befestigt ist, das den Bürstenapparat 155 aufnimmt und gegen eine Schulter 156 der Kopftrommel 140 anliegt und dort durch den axialen Zug des Statormagneten 150 festgehalten wird.
In seiner Mitte hat das Gehäuseteil 154 eine Ausnehmung 157, durch die eine Verbindung mit der Motorwelle 144 hergestellt werden kann. Auch hier wird bevorzugt die Spulenanordnung mit fünf Spulen angewendet, wie sie Fig. 4 zeigt, wobei natürlich in Fig. 4 auch Rundspulen verwendet werden können. Die Motoranordnung nach Fig. 11 ist außerordentlich kompakt, besonders, weil ein Teil des Motors innerhalb der Kopftrommel 140 liegt. Auch hier ist der Zusammenbau aus nur drei Baugruppen außerordentlich einfach, und dasselbe gilt für die Ausführungsform nach den Fig. 8 - 10. - Die Erfindung eignet sich durch ihre kompakte Bauweise besonders für Klein- oder Kleinstmotoren oder -generatoren.
Die geringe Wicklungsinduktivität ergibt eine hohe Lebensdauer.

Claims

AnsprUche Gleichstrom-Kollektormaschine (Motor oder Generator), mit einer mehrpoligen Statormagnetanordnung (13) und mit einer einen losen Rotorwicklung (66), welche eine Mehrzahl von Einzelspulen aufweist, und mit einem Kollektor (18), welcher nicht direkt mit einem Spulenende beschaltete Kollektorlamellen (31, 34, 37, 40, 43) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator eine mindestens sechspolige Statormagnetanordnung (13) aufweist, daß die Zahl der eisenlosen Einzel spulen (52, 55, 58, 61, 64) kleiner ist als die Zahl der Statorpole, daß alle eisenlosen Einzel spulen in einer Einschichtwicklung (66) angeordnet sind, daß die Lamellenzahl des Kollektors (18) mehr als das Doppelte der Zahl der Einzelspulen beträgt, und daß von den nicht direkt mit einem Spulenende beschalteten Kollektorlamellen (31, 34, 37, 40, 43) jeweils eine Querverbindung (67) zu mindestens einer mit einem Spulenende beschalteten Kollektorlamelle vorgesehen ist.
2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von den nicht-beschaltet-^) Kollektorlamellen (31, 34, 37, 40, 43) jeweils eine Querverbindung (67) zu zwei mit einem Spulenende beschalteten Kollektorlamellen vorgesehen ist.
3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Querverbindungen (67) der Zahl der Einzelspulen (52, 55, 58, 61, 64) entspricht.
4. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Querverbindungen für jede Polarität eine Mehrzahl von miteinander verbundenen und winkelmäßig gegeneinander versetzten Kollektorbürsten vorgesehen ist (Fig. 5).
5. Motor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dan die miteinander verbundenen Kollektorbürsten gleicher Polarität (z.B. 24, 71, 72) jeweils voneinander einen Winkelabstand von etwa 1200 aufweisen (Fig. 5).
6. Motor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querverbindungen (67) intern im Rotor vorgesehen sind.
7. Motor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querverbindung. (67) jeweils drei Lamellen miteinander verbindet, welche von-0 einander einen Winkelabstand von etwa 120 haben.
8. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenzahl des Kollektors (18) das Dreifache der Zahl der Einzel spulen (52, 55, 58, 61> 64) beträgt.
9. Motor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statormagnetanordnung (13) sechspolig ausgebildet ist (Fig. 2).
10. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor fünf gleichmäßig verteilte Einzel spulen (Fig. 4: 52, 55, 58., 61, 64) und einen Kollektor (18) mit fünfzehn Lamellen (31 - 45) aufweist, und daß die Querverbindungen (67) zwischen den Lamellen so ausgebildet sind, daß sie eine Bestromung der Einzelspulen jeweils analog der Bestromung der elektrisch gleichwertigen Spulen (Fig. 3: 51 -65) einer Wicklung (30) mit fünfzehn gleichmäßig verteilten, an einen Kollektor (18) mit fünfzehn Lamellen angeschlossenen Einzelspulen ermöglichen.
11. Motor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen einem direkt mit einer Einzel spule (z.B. 52) beschalteten Paar benachbarter Lamellen (32, 33) und dem folgenden beschalteten Lamellenpaar (35, 36) eine nicht direkt mit einer Einzel spule beschaltete Kollektorlamelle (34) liegt.
12. Motor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mindestens drei Einzelspulen (91; 91'; 93, 95) und einen Kollektor (18) mit neun Lamellen (81 - 89) aufweist, und daß die Querverbindungen (105) zwischen den Lamellen so ausgebildet sind, daß sie eine Bestromung der Einzel spulen jeweils analog der Bestromung der elektrisch gleichwertigen Spulen (Fig.

6: 91 - 99) einer Wicklung (80) mit neun gleichmäßig verteilte.

an einen Kollektor (18) mit neun Lamellen (81 - 89) angeschlossene.

Einzelspulen ermöglichen.
13. Motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstand ( asc) von der ersten (91) zur zweiten (93) und von der izweiten (93) zur dritten Einzelspule (95) jeweils 2400 el. beträgt, und daß alle drei Spulen gleich gepolt sind.
14. Motor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er nur drei Einzelspulen (91', 93, 95) aufweist, und daß der Winkelabstand von der ersten (93) zur zweiten Einzelspule (95) 2400 el. beträgt, daß der Winkelabstand von der zweiten (95) zur dritten Einzel spule (91') 4200 el. beträgt, und daß die erste und zweite Einzel spule (93 und 95) gleich und die dritte (91') entgegengesetzt zu ihnen gepolt sind bzw. ist.
15. Motor nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Einzelspulen (91;91 ; 93, 95) an sechs aufeinanderfolgende Kollektorlamellen (81 - 86) angeschlossen sind.
16. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel spulen als Durchmesserspulen ausgebildet sind.
17. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzel spulen des Rotors als im wesentlichen identische, gewickelte Spulen ausgebildet sind.
18. Motor nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er als Flachmotor ausgebildet ist.
19. Motor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollektor (18) als Flachkollektor ausgebildet ist.
20. Motor nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor ein Trageglied (16) mit Aufnahmen (17) fUr die Einzelspulen (S) der Einschichtwicklung aufweist.
21. Motor nach einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Statormagnetanordnung als axial und mehrpolig magnetisierter Dauermagnetring (13) ausgebildet ist.
22.Motor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenapparat (24, 25; 155) in einem schalenartigen FormstUck (22; 154) angeordnet ist, daß an diesem Formstück ein RUckschlußteil (21; 153) aus weichferromagnetischem Material befestigt ist, und daß Formstück und Rückschlußteil durch magnetischen Zug der Statormagnetanordnung (13; 150) am Motor gehaltert sind.
23. Verwendung eines Motors nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Kopfrad- oder Wickelmotor für ein Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät fUr bandförmige Informationsträ-ger.
24. Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerät für bandförmige Informationsträger, enthaltend einen Motor nach einem der Ansprüche 1 - 22.