DE3227076C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrittschaltmotor entsprechend dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei solchen bekannten Schrittschaltmotoren gemäß beispiels­ weise der DE 26 13 038 A1 wird also ein ringförmiges inneres Statorelement eines Paares innerer Statorelemente von einem äußeren ringförmigen Statorelement eines äußeren Statorele­ mentenpaares umschlossen. Jedes innere Statorelement weist eine Anzahl von Polen auf, die die Zentralöffnung des Stator­ elements umgeben und vom scheibenförmigen eigentlichen Sta­ torelement abstehen. Jedes äußere Statorelement weist eben­ falls eine Anzahl von Polen auf, die dessen zentrale Öff­ nungen umgeben. Die äußeren Statorelemente sind den ein­ ander gegenüberliegenden Seiten der inneren Statorelemente zugeordnet derart, daß die Pole der äußeren Statorelemente in den Zwischenräumen der Pole der inneren Statorelemente liegen, die auf die äußeren Statorelemente gerichtet sind. Zwei elektrische Wicklungen nahe den beiden Seiten der inneren Statorelemente umgeben die beiden Sätze der inein­ andergreifenden Pole und ein einziger Vielfachpolpermanent­ magnetrotor liegt innerhalb der beiden Sätze der ineinander­ greifenden Pole. Jedes äußere Statorelement weist eine äußere Umfangswand auf und die beiden Umfangswände zusammen umschließen den Motor gehäuseartig, in dem sie einander stufen- und absatzlos fortsetzen.

Derartige Schrittschaltmotoren werden allgemein angewendet, beispielsweise in Rechneranlagen, Druckern und Floppy Disk- Antrieben sowie auch in textverarbeitenden Schreibautomaten. Für solche Anlagen wird eine zunehmend höhere Arbeitsge­ schwindigkeit erwartet, was wieder ein größeres Drehmoment der Schrittschaltmotoren erfordert. Außerdem wird eine größere Schrittgenauigkeit verlangt, weil eine höhere Arbeitsgenauigkeit der Anlagen erwartet wird. Gleichzeitig sollen aber die Kosten der Motoren niedriger werden.

Das Motordrehmoment steigt mit einer Verringerung des Luftspaltes zwischen dem Rotor und den kreisförmig ange­ ordneten Polen an, innerhalb deren sich der Rotor dreht. Die Schrittschaltgenauigkeit ist abhängig von einem gleich­ mäßigen Abstand zwischen den Polen, d. h. jeder Pol sollte möglichst genau in der Mitte zwischen den beiden ihm be­ nachbarten Polen liegen. Um den Luftspalt eng und den Abstand zwischen den in Umfangsrichtung aufeinanderfolgen­ den Polen genau halten zu können, sollte eine starre Ver­ bindung zwischen den äußeren und den inneren Statorelemen­ ten gegeben sein, worüber aber dem vorgenannten Stand der Technik konkret nichts zu entnehmen ist. Entsprechendes gilt auch für die Erörterung des Modells eines 24-poligen Schrittmotors in "Elektronik", Jan. 1967, 16. Jg., Heft 1, Seiten 1 bis 6. Bei Kleinmotoren mit zwei gleichartigen axial nebeneinanderliegenden zylindrischen Baugruppen ist es zum Verbinden der beiden Baugruppen miteinander bekannt, eine Stirnscheibe mit einem Zylindermantel jeder Bauguppe zu verstemmen, ehe die Zylindermäntel beider Baugruppen miteinander verschweißt werden (DE 25 35 149 B2). Ferner ist bei Schrittschaltmotoren das Verkleben von Bauteilen bekannt (US-PS 36 33 055).

Aufgabe der Erfindung ist es, für einen gattungsgemäßen Schrittschaltmotor eine Verbindung zwischen den Stator­ elementen vorzuschlagen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und die auch bei längerem Einsatz des Motors zuverlässig ist.

Der Lösung der Aufgabe dient die Ausbildung des gattungs­ gemäßen Schrittschaltmotors gemäß dem Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1.

Mit der Erfindung liegt eine in einfacher Weise herzustel­ lende, rein mechanische Verbindung zwischen den äußeren Rändern der Statorscheiben und der Außenwand des jeweiligen Statorgehäuseteils vor, die sehr starr ist und zeitunab­ hängig konturengetreu erhalten bleibt. Zusätzliche Befesti­ gungsmittel oder -maßnahmen sind weder vorgesehen noch notwendig.

Mit den Merkmalen der Unteransprüche wird die Erfindung in zweckmäßiger Weise weiter ausgestaltet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Schrittschaltmotor als Seitenansicht,

Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Motor,

Fig. 3einen Teil der Anordnung gemäß Fig. 2 in größerem Maßstab,

Fig. 4 in einer Fig. 3 entsprechenden Darstellung die Verbindung der tassenför­ migen äußeren Statoraußengehäuseteile mit den Statorscheiben,

Fig. 5 eine Statorscheibe als Ansicht auf eine ihrer Flächen,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Statorscheibe entlang der Linie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 eine Ansicht auf eine der tassenförmigen Statoraußengehäuseteile und

Fig. 8 einen Schnitt durch das tassenförmige Statoraußengehäuseteil der Fig. 7 entlang der Linie 8-8 in Fig. 7.

Der zur Erläuterung der Erfindung ausgewählte Schrittschaltmotor weist zwei Statorscheiben 10, 11 (Fig. 2) und zwei tassenförmige äußere Statorgehäuseteile 12, 13 (Fig. 1, 2) auf. Die Statorscheiben 10, 11 sind im wesentlichen identisch, weshalb nur eine dieser Scheiben, die Statorscheibe 10, zur näheren Erläuterung in Fig. 5, 6 dargestellt ist. Entsprechend sind auch die beiden tassenförmigen äußeren Gehäuseteile 12, 13 im wesentlichen identisch, weshalb von den beiden Statorge­ häuseteilen zur näheren Erläuterung nur das Gehäuseteil 12 in Fig. 7, 8 darge­ stellt ist.

Gemäß Fig. 5, 6 hat die Statorscheibe 10 die Form einer runden Kreisringscheibe mit der zentralen Öffnung 14. Die Öffnung 14 wird von einer Anzahl etwa keil­ förmiger Pole 15 umgeben, die in Umfangsrichtung gleichen Abstand voneinander haben. Alle Pole stehen in einer Richtung senkrecht zur Ebene der Scheibe 10. In der Richtung in der die Pole 15 von der Scheibe 10 abstehen, ist der äußere Scheibenrand 16 abgebogen. Der Scheibe sind außerdem ein Paar Positionier­ löcher 17 und eine Positioniernase 18 zugeordnet, die sich vom Scheibenrand aus radial nach außen erstreckt.

Mit zwei Ausnahmen ist die Statorscheibe 11 der beschriebenen Statorscheibe 10 identisch, und es sind in Fig. 1 bis 4 für die bei den Statorscheiben 10, 11 gleichen Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei den für die Statorscheibe 10 verwendeten Bezugszeichen ein Apostroph angefügt ist, sowie sie für die Stator­ scheibe 11 verwendet werden. Die beiden Unterschiede sind die Anordnung der Löcher 17 bzw. 17′, und die der Nase 18 bzw. 18′, die bei der Statorscheibe 11 gegenüber der Statorscheibe 10 in Umfangsrichtung um eine halbe Polteilung versetzt sind.

Um den inneren Stator des Schrittschaltmotors zu bilden, liegen die beiden Statorscheiben Rücken an Rücken aneinander, wobei die Löcher 17, 17′ und die Nasen 18, 18′ gleichachsig angeordnet sind. Die beiden Scheiben sind dauerhaft miteinander verbunden, indem sie beispielsweise miteinander verschweißt oder verklebt sind. Infolge der Zuordnung der Löcher 17, 17′ relativ zueinander sind die Mittellinien der Pole 15′ der Statorscheibe 11 um eine halbe Polteilung gegenüber den Mittellinien der Pole 15 der Statorscheibe 10 in Umfangsrichtung versetzt. Die abgebogenen Ränder 16, 16′ der beiden Statorscheiben 10, 11 bilden eine rings um die Statorscheiben laufende Umfangsnut 19 (Fig. 3), wenn die Sta­ torscheiben 10, 11 miteinander verbunden sind.

Das tassenförmige Gehäuseaußenteil 12 (Fig. 7, 8) hat eine runde Form und ist mit einer zentralen Öffnung 23 in seiner Rückenscheibe 24 versehen. Die Öff­ nung ist von einer Anzahl keilförmiger Pole 25 umgeben, die in Umfangsrich­ tung gleiche Abstände voneinander haben. Die Pole 25 sind in einer Anzahl vorge­ sehen, haben Abstände voneinander und haben eine Größe, daß sie in Anzahl, Abständen und Größe den Polen 15 der Scheibe 10 entsprechen. Alle Pole 25 sind in gleicher Richtung senkrecht zu der Rückenscheibe 24 des Gehäuseteiles gerichtet. In der gleichen Richtung steht die zylindrische Wand 26 von der Rückenscheibe 24 des Gehäuseteiles weg. Der äußere Umfangsrand 27 der zylindrischen Außenwand 26 hat gegenüber der übrigen Wand einen etwas größeren Durchmesser, so daß der Innendurchmesser des Umfangsrandes 27 etwa gleich ist dem Außendurchmesser der Statorscheibe 10 und die Statorscheibe 10 mit ihrem Rand 16 eben gerade in den Rand 27 des Gehäuseteiles 12 eingeführt werden kann (Fig. 2, 3). Der im Durchmesser erweiterte Rand 27 bildet auch einen Anschlag in der Form einer Ringschulter 29 innerhalb der Wand 26. In die Innenseite der Wand 26 ist ferner eine von der Rückwand 24 aus axial nach außen zum Rand 27 sich erstreckende U-förmige Nut 28 eingefügt. Der Quer­ schnitt der Nut 28 ist so bestimmt, daß die Positioniernase 18 der Statorschei­ be 10 gerade eben in die Nut eingeführt werden kann.

Mit einer Ausnahme ist das Statorgehäuseteil 13 identisch dem Statorgehäuse­ teil 12. Für gleiche Teile sind wieder gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei den für das Gehäuseteil 12 verwendeten Bezugszeichen ein Apostroph angefügt ist, wenn sie für das Gehäuseteil 13 verwendet werden (Fig. 1 bis 4). Die eine Ausnahme ist die Anordnung der Nase 28′ beim Gehäuseteil 13, die gegenüber der Nase 28 des Gehäuseteiles 12 um eine halbe Polteilung versetzt ist.

Vor dem Zusammenbau des Motors wird eine Tragplatte 33 in geeigneter Weise festgelegt, indem sie durch Schweißen oder beispielsweise Kleben der Außenseite der Rückenscheibe 24 des Statorgehäuseteiles 13 zugeordnet wird. Die Trag­ platte weist Monagelöcher 34 und eine zentrale Öffnung auf, die von einem senkrecht zur Tragplatte stehenden Ringflansch umrundet wird.

Der Zusammenbau des Motors beginnt damit, daß die Statorscheiben 10, 11 mit­ einander verbunden werden. Um die Pole 15 der Scheibe 10 wird eine Wicklung aus elektrisch leitendem Draht 31 gelegt, der auf eine Spule 32 aufgewickelt ist (Fig. 2). Eine entsprechende Wicklung 31′ ist um die Pole 15′ der Scheibe 11 gelegt. Daraufhin wird das Statorgehäuseteil 12 über die Statorscheibe 10 ge­ stülpt, wobei der Scheibenrand 16 in den Gehäuserand 27 eingeführt wird und die Nase 18 in die Nut 28 eingeführt wird (Fig. 1). In entsprechender Weise wird das Gehäuseteil 13 auf die Statorscheibe 11 gestülpt, wobei der Scheibenrand 16′ in den Gehäuserand 27′ und die Nase 18′ in die Nut 28′ eingeführt werden. Das Zusammenwirken der Nasen 18, 18′ mit den Nuten 28, 28′ sichert eine ordnungs­ gemäße Stellung des Statorgehäuses 12, 13 gegenüber den Statorscheiben 10, 13 in Umfangsrichtung. Das Zusammenwirken der Ränder 16, 16′ der Scheiben 10, 11 mit den Schultern 29, 29′ der Gehäuseteile 12, 13 sichert die richtige Stellung des Statorgehäuses gegenüber den Statorscheiben in axialer Richtung. Darüber­ hinaus ergeben die Nuten 28, 28′ Öffnungen, durch die nicht dargestellte Strom­ führungskabel hindurchgeführt werden können, um den Wicklungen 31, 31′ Strom zuführen zu können.

Mittels eines Werkzeuges 38 mit kegelförmigem Ende (Fig. 4), werden die freien Ränder 27, 27′ in die Nut 19 zwischen den Rändern 16, 16′ der Statorscheiben 10, 11 hineingedrückt. Dies kann entlang den Rändern 27, 27′ an einigen auf den Umfang verteilten Stellen 39 geschehen (Fig. 1), um so eine dauerhafte mechanische Verbindung jeder Statorscheibe 10 bzw. 11 mit ihrem Gehäuseteil 12 bzw. 13 zu ergeben. Zum gleichen Zweck können jedoch auch in entsprechender Weise die Ränder 27, 27′ auf ihrer ganzen Länge in die Nut 19 eingedrückt werden.

In dem Flansch 35 der Tragplatte 33 ist ein Lager 40 angeordnet (Fig. 2). Eine Rotorbaugruppe weist einen hülsenförmigen Permanentmagnetenrotor 41, eine Scheibe 42 am einen Ende des Rotors sowie eine Welle 43, die an der Scheiben­ mitte angesetzt ist, auf. Diese Rotorbaugruppe wird der vorbeschriebenen Statorbaugruppe zugefügt. Hierzu wird sie in die Öffnungen 14, 23 in den Stator­ scheiben und dem Statorgehäuse eingeführt, während die Welle 43 durch das Lager 40 hindurch geführt wird, wobei das Lager in dem Umfangsspalt zwischen der Welle 43 und dem Rotor 41 untergebracht ist.

Claims (6)

1. Schrittschaltmotor, bei dem
ein Paar runde Statorscheiben (10, 11) jeweils eine zentrale Öffnung (14) und eine Anzahl von Polen (15) aufweist, die um die Öffnung herum angeordnet sind und wobei die Statorscheiben Rücken an Rücken anein­ anderliegend miteinander verbunden sind und die Pole von den äußeren Scheibenflächen abstehen;
ein Paar äußere tassenförmige Statorgehäuseteile (12, 13) jeweils eine Rückenscheibe (24) aufweist, die eine zen­ trale Öffnung (23) besitzt und an die eine zylindrische Außenwand (26) angesetzt ist, wobei eine Anzahl von Polen (25) die Öffnung umgeben und auf der Seite der Rückenscheibe von dieser abstehen, auf der die Außen­ wand angesetzt ist;
die tassenförmigen Statorgehäuseteile (12, 13) von den Außenflächen der Statorscheibe (10, 11) her über diese greifen, wobei die Pole (25) der Statorgehäuseteile (12, 13) zwischen je zwei Polen (15) der zugehörigen Statorscheiben (10, 11) liegen,
dadurch gekennzeichnet, daß
die äußeren Ränder (16) der Statorscheiben (10, 11) so gegeneinandergeneigt sind, daß sie eine Umfangsnut (19) zwischen sich begrenzen, daß die Statorgehäuseteile (12, 13) mit den äußeren Rändern (27) ihrer zylindri­ schen Außenwände (26) um die äußeren Ränder (16) der jeweiligen Statorscheibe herumgeführt sind und daß
in die Umfangsnut (19) die freien der äußeren Ränder (27) der Außenwände (26) eingebogen, um das jeweilige Statorgehäuseteil (12, 13) mit der ihm zugehörigen Stator­ scheibe (10, 11) mechanisch zu verbinden.

2. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die freien Ränder (27) der zylindrischen Außenwände (26) an einigen über den Umfang verteilten Stellen (39) eingedrückt sind.

3. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Positioniermittel (18) jeder der Statorscheiben (10, 11) sowie durch entsprechende Positioniermittel (28) jedes tassenförmigen Statorgehäuseteiles (12, 13), wobei die Positioniermittel der Statorscheibe und des jeweils zugehörigen Gehäuseteiles zusammenwirken, um diese in Umfangsrichtung gegeneinander festzulegen.

4. Schrittschaltmotor nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Positioniermittel jeder Statorscheibe (10, 11) eine von dieser Scheibe radial abstehende Nase (18) ist, während das Positioniermittel jedes äußeren tassenförmigen Gehäuseteiles (12, 13) eine Nut (28) in der zylindrischen Außenwand des Gehäuseteiles ist, in die die jeweilige Nase mit geringem Spiel einführ­ bar ist.

5. Schrittschaltmotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Anschlagmittel (29) jedes tassenförmigen Statorgehäuseteiles (12, 13), das mit einem entsprechen­ den Anschlagmittel (16) der jeweils zugehörigen Stator­ scheibe (10, 11) zusammenwirkt, um Statorgehäuseteil und Statorscheibe bzw. deren Pole (15, 25) in axialer Richtung gegeneinander festzulegen.

6. Schrittschaltmotor nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlagmittel jedes tassenförmigen Statorgehäuseteiles (12, 13) eine Ringschulter (29) auf der Innenseite der zylindrischen Außenwand (26) ist, an der die zugehörige Statorscheibe (10, 11) mit ihrem äußeren Rand (16) anliegt.