DE3225949C2 - - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
- H02K41/06—Rolling motors, i.e. motors having the rotor axis parallel to the stator axis and following a circular path as the rotor rolls around the inside or outside of the stator ; Nutating motors, i.e. having the rotor axis parallel to the stator axis inclined with respect to the stator axis and performing a nutational movement as the rotor rolls on the stator
- H02K41/065—Nutating motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
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- Electromagnetism (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Linear Motors (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Schrittmotor, bestehend aus ei
nem Stator mit mehreren im Kreis angeordneten, ansteuerbaren
Elektromagneten und einer ersten kreisförmigen Berührungs
fläche und einem Rotor mit einer zweiten, kreisförmigen Be
rührungsfläche, wobei diese beiden kreisförmigen Berührungs
flächen einen geringen Längenunterschied aufweisen und wobei
der Rotor und der Stator so ausgebildet und so zueinander
angeordnet sind, daß bei nacheinander erfolgender Erregung
der Elektromagnete die eine Berührungsfläche auf der anderen
Berührungsfläche abgerollt wird.
Derartige Schrittmotoren, mit denen kleine Winkelschritte
der Abtriebswelle erzielt werden können, sind z. B. aus der
Zeitschrift "Feinwerktechnik und Meßtechnik", 86/78, Heft 4,
Seiten 156 bis 160, bekannt. Eine der dort beschriebenen Arten solcher
Motore arbeitet nach dem Prinzip einer taumelnden Scheibe
(Typ SMR), während eine andere, ebenfalls dort beschriebene
Art, nach dem Prinzip einer umlaufenden Deformationswelle
arbeitet (Typ SMZ). Weitere Unterschiede bekannter derarti
ger Schrittmotoren sind durch die Art der Ausbildung der Be
rührungsflächen gegeben. Die zusammenwirkenden Berührungs
flächen können Zahnkränze mit etwas unterschiedlicher Zahn
zahl sein (formschlüssige Version) oder als Reibbeläge aus
gebildet sein (kraftschlüssige Version).
Aus "Elektrische Maschinen" von Rudolf Richter, Vierter Band, Verlag
Birkhäuser, Basel/Stuttgart, 1954, Seiten 332 bis 336, ist
ein asynchroner Doppelläufermotor bekannt, mit dem ohne Verwendung
eines Frequenz-Umformers höhere Drehzahlen erzielbar sind. Wie Abb. 226b
auf Seite 333 zeigt, ist der Aufbau ein völlig anderer.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schrittmotore
der genannten Art so weiter zu entwickeln, daß mit ihnen noch
sehr viel kleinere Winkelschritte einstellbar sind.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden
Merkmale im Anspruch 1.
Die kleineren möglichen Winkelschritte werden bei der Erfin
dung durch Bildung der Differenz der beiden unterschiedlichen
Winkelschritte erzielt, die von den zwei hintereinander ge
schalteten Schrittmotoren durchgeführt werden. Je nach Aus
bildung des erfindungsgemäßen Schrittmotors muß zur Erzielung
der Differenz der Winkelschritte die Richtung der Ansteuerung
der Elektromagnete gleich oder entgegengesetzt sein. Bei der
Erfindung hat man den zusätzlichen Vorteil, daß man bei ent
sprechender Ansteuerung (in der Richtung umgekehrt wie zur
Erzielung der Differenz) eine Verdrehung der Ausgangswelle
mit etwa der doppelten Geschwindigkeit gegenüber nur einem
einfachen Schrittmotor erzielt.
Bringt man den einen Teilmotor nur in Eingriff, koppelt also
nur Stator mit Rotor bzw. Rotor mit Abtriebsanordnung und
steuert die Elektromagnete der anderen Anordnung fortlaufend
an, so wird die Ausgangswelle so schnell wie bei einem ein
fachen Motor gedreht.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin
dung erläutert.
Dort ist mit 1 ein Stator bezeichnet, auf dem z. B. 16 Elek
tromagnete, bestehend aus je einer Wicklung 2 und Jochen 3,
angeordnet sind. Am äußersten Umfang trägt der Stator 1 einen
Zahnkranz mit z. B. 359 Zähnen. An diesem Stator ist mit
tels eines Lagers 5 ein Rotor 6 drehbar gelagert. An diesem
Rotor 6 sind mittels Membranen 7 und 8 Rückschlußringe 9
und 10 mit Zahnkränzen 11 und 12 befestigt. Der Zahnkranz 11
hat z. B. eine Zähnezahl von 360 und der Zahnkranz 12 eine
Zähnezahl von 359.
Mittels eines Lagers 13 ist am Stator 1 auch eine Abtriebs
anordnung 14 drehbar gelagert. Sie weist einen Zahnkranz 15
mit z. B. 358 Zähnen auf. Schließlich sind am Stator 1 noch
z. B. sechzehn Magnete bestehend aus Wicklungen 17 und Jochen
18 befestigt.
Bei Ansteuerung eines der Magnete 2/3 bzw. 17/18 werden
durch das entstehende magnetische Feld die Ringe 9 bzw. 10
zum angesteuerten Magneten hin bewegt, wobei die Zahnkränze
4 und 11 bzw. 12 und 15 in Eingriff kommen. Werden die je
sechzehn Elektromagnete 2/3 bzw. 17/18 nacheinander ange
steuert, so werden die Zahnkränze 11 bzw. 12 auf den Zahn
kränzen 4 bzw. 15 abgewälzt. Da die Zähnezahlen der aufein
ander abrollenden Zahnkränze 4 und 11 um einen Zahn unter
schiedlich sind, hat sich der Rotor 6 nach einer vollen Um
drehung der Ansteuerung um einen diesem einen Zahn ent
sprechenden Winkel (= 1°) gegenüber dem Stator verdreht und
zwar entgegen der Umlaufrichtung der Ansteuerung. Sind die
Elektromagnete 17/18 mit der gleichen Geschwindigkeit und
in der gleichen Ansteuerrichtung angesteuert worden, so hat
sich nach einem Umlauf der Ansteuerung die Stellung der Ab
triebsanordnung 14 relativ zum Rotor 6 um ca. 1,0028° geän
dert und zwar ist die Abtriebsanordnung 14 in der Umlauf
richtung der Ansteuerung verdreht. Gegenüber dem Stator 1
ergibt sich daraus für die Abtriebsanordnung 14 pro Ansteuer
umlauf ein Verdrehungswinkel von ca. 0,17′; dies bedeutet,
daß man bei 16 Elektromagneten kleinste Winkelschritte von
ca. 0,01′ einstellen kann. Läßt man noch Zwischenschritte zu,
bei denen je zwei benachbarte Elektromagnete angesteuert
sind, so wird der angegebene Winkelschritt noch halbiert. Wie
bereits gesagt, kann man, wenn man hier die beiden Elektro
magnetgruppen in entgegengesetztem Umlaufsinn ansteuert, eine
verdoppelte Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle gegenüber
einem einfachen Schrittmotor erzielen, was zum schnelleren
Erreichen einer gewünschten Winkelstellung von Interesse ist.
Wenn man sich eine Anordnung vorstellt, bei der der flexibel
gelagerte Zahnkranz entsprechend 12 der Zeichnung an der
Abtriebsanordnung befestigt ist und der starr befestigte
Zahnkranz entsprechend 15 am Rotor 6, dann würden die klein
sten Winkelschritte durch die Differenzbildung zustande
kommen, wenn man die Ansteuerung mit entgegengesetztem Um
laufsinn vornehmen würde.
Claims (3)
1. Schrittmotor bestehend aus einem Stator mit mehreren
im Kreis angeordneten, ansteuerbaren Elektromagneten und
einer ersten kreisförmigen Berührungsfläche und einem
Rotor mit einer zweiten kreisförmigen Berührungsfläche,
wobei diese beiden kreisförmigen Berührungsflächen einen
geringen Längenunterschied aufweisen und wobei der Rotor
und Stator so ausgebildet und so zueinander angeordnet
sind, daß bei nacheinander erfolgender Erregung der
Elektromagnete die eine Berührungsfläche auf der anderen
Berührungsflche abgerollt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß eine mit einer weiteren dritten kreisförmigen Berührungs
fläche (15) versehene Abtriebsanordnung (14) drehbar ge
lagert ist, daß auf dem Rotor (6) eine weitere vierte kreisför
mige, mit der dritten Berührungsfläche (15) zusammenar
beitende und einen geringen Längenunterschied gegenüber
dieser dritten Berührungsfläche (15) aufweisenden Be
rührungsfläche (12) angeordnet ist, daß weitere im Kreis
angeordnete und ansteuerbare Elektromagnete (17/18) der
art angeordnet sind, daß bei ihrer nacheinander erfolgen
den Betätigung eine dieser weiteren Berührungsflächen (12 oder 15)
auf der anderen weiteren Berührungsfläche (15 oder 12) abgerollt
wird und daß die Längenunterschiede der beiden Berüh
rungsflächenpaare (12, 15; 4, 11) verschieden groß sind.
2. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Berührungsflächen (4, 11; 12, 15) als
Zahnkränze mit unterschiedlicher Zähnezahl ausgebildet
sind.
3. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Berührungsflächen als Reibbeläge ausgebildet
sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823225949 DE3225949A1 (de) | 1982-07-10 | 1982-07-10 | Schrittmotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823225949 DE3225949A1 (de) | 1982-07-10 | 1982-07-10 | Schrittmotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3225949A1 DE3225949A1 (de) | 1984-01-12 |
DE3225949C2 true DE3225949C2 (de) | 1990-08-23 |
Family
ID=6168198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19823225949 Granted DE3225949A1 (de) | 1982-07-10 | 1982-07-10 | Schrittmotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3225949A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5264755A (en) * | 1989-12-16 | 1993-11-23 | Teldix Gmbh | Stepping motor to drive a body, especially a shaft, through small angles of rotation per step |
-
1982
- 1982-07-10 DE DE19823225949 patent/DE3225949A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3225949A1 (de) | 1984-01-12 |
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