DE3447980C2

DE3447980C2 -

Info

Publication number: DE3447980C2
Application number: DE19843447980
Authority: DE
Inventors: Erich 8500 Nuernberg De Rabe
Original assignee: Erich 8500 Nuernberg De Rabe
Current assignee: ORTO HOLDING AG, LUXEMBURG/LUXEMBOURG, LU
Priority date: 1984-09-13
Filing date: 1984-09-13
Publication date: 1989-12-28
Also published as: DE3447980A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electronically commutated DC motor according to the preamble of claim 1.

Ein elektronisch kommutierter Gleichstrommotor dieser Bau art ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 16 13 380 bekannt. Die Statorwicklung des bekannten Motors ist in Form einer gedruckten Schaltung auf einem Träger ausgebildet und besteht - bezogen auf eine Hauptfläche des Trägers - aus schließlich aus einer einzigen Windung eines einzigen, mäan derförmig geführten Leiters. Obwohl gesagt wird, daß diese Ausbildung der Leiterbahnanordnung "eine denkbar beste Kupferausnutzung gewährleistet", liefert ein solcher Motor mit der bekannten mäanderförmigen Leiterbahnanordnung ledig lich ein vergleichsweise geringes Drehmoment, weil der moto risch wirksame, magnetische Luftspalt überwiegend durch magnetisch inerte Materialien, nämlich das Trägermaterial der gedruckten Schaltung und/oder Luft ausgefüllt ist. Der bekannte Motor kann als "kollektroloser Gleichstrom- Kleinstmotor" zum direkten Antrieb eines Tonbandes an der Motorachse geeignet sein.An electronically commutated DC motor of this construction art is from German published patent application 16 13 380 known. The stator winding of the known motor is in shape a printed circuit on a carrier and consists of - based on a main surface of the carrier finally from a single turn of a single, meander the shaped guide. Although it is said that this Formation of the conductor arrangement "is the best possible Utilization of copper ensures ", such an engine delivers single with the known meandering conductor arrangement Lich a comparatively low torque because the moto rically effective, magnetic air gap mainly through magnetically inert materials, namely the carrier material the printed circuit and / or air is filled. The known motor can be called a " Miniature motor "for direct drive of a tape on the Be suitable for the motor axis.

Die DE-OS 33 27 123 offenbart eine Antriebsanordnung für signalverarbeitende Geräte, insbesondere Plattenspeicher, mit einem direkt antreibenden, einen permanentmagnetischen Außenrotor aufweisenden kollektorlosen Gleichstrommotor. Zum Motor gehört ein plattenförmiger Tragerflansch, von dem rechtwinkelig ein Lagertragrohr absteht, in welchen zwei Wälzlager (bevorzugt Kugellager) angeordnet sind, welche eine Antriebswelle lagern. An einem Ende der Antriebs welle ist der Außenrotor fest angebracht, und am anderen Ende der Antriebswelle ist eine Nabe befestigt, welche der Auf- und Mitnahme einer Speicherplatte dient. Eine Magnet flüssigkeitsdichtung zwischen dem Lagertragrohr und einem nach innen ragenden Kragen an der Nabe verhindert einen Übertritt von Schmutzteilchen aus dem Motor und dessen Lagersystem in den Aufnahmeraum für die Festplattenspei cher. Bei der Montage des bekannten Motors werden zweck mäßigerweise zunächst die Antriebswelle samt der Nabe im Lagertragrohr montiert und daraufhin wird die Dichtflüs sigkeit in die Dichtung eingefüllt. Weiterhin erfolgt eine höhenmäßige Justierung zwischen Nabe und Welle, damit die Nabe exakt die richtige Höhe hat. Zu diesem Zweck ist eine Ausgleichsscheibe zwischen dem Kragen an der Nabe und einem Innenring des oberen Wälzlagers vorgesehen. Die minimale Höhenjustierung entspricht der Dicke der Ausgleichs scheibe. Häufig ist diese Form der Höhenjustierung des Plattenauflegetellers nicht ausreichend, insbesondere wenn berücksichtigt wird, daß eine Annäherung des Schreib/ Lesekopfes eines Festplattenspeichers mikrometergenau an die Festplatte zu erfolgen hat.DE-OS 33 27 123 discloses a drive arrangement for signal processing devices, in particular disk storage, with a direct driving, a permanent magnetic External rotor having a collectorless DC motor. The engine has a plate-shaped support flange, of which a bearing support tube protrudes at right angles, in which two Rolling bearings (preferably ball bearings) are arranged, which store a drive shaft. At one end of the drive shaft, the outer rotor is fixed, and on the other A hub is attached to the end of the drive shaft Recording and taking a storage disk serves. A magnet liquid seal between the bearing support tube and a collar protruding inwards on the hub prevents one Transfer of dirt particles from the engine and its Storage system in the recording room for the hard disk drive cher. When assembling the known engine will be useful moderately first the drive shaft together with the hub in Bearing support tube mounted and then the sealing fluid liquid filled into the seal. Furthermore there is a height adjustment between hub and shaft, so that Hub has exactly the right height. For this purpose is a Shim between the collar on the hub and one Inner ring of the upper roller bearing provided. The minimal Height adjustment corresponds to the thickness of the compensation disc. Often this form of height adjustment is the Platter plates are not sufficient, especially if it is taken into account that an approximation of the writing / Read head of a hard disk memory to the micrometer Hard disk has to be done.

Schließlich offenbart die DE-OS 29 52 095 einen kollektor losen Gleichstrommotor mit ebenem Luftspalt zum Direktan trieb von signalverarbeitenden Aufnahme- und/oder Wieder gabegeräten. Der bekannte Motor weist ein aus Kunststoff bestehendes Motorgehäuse auf, in dem eine axiale Bohrung ausgebildet ist, in welcher die Rotorachse drehbar gelagert ist. Im Boden der Bohrung kann ein vorzugsweise justierbares Axiallager für die Rotorachse vorhanden sein. Diese Justie rung kann über ein Gewinde erfolgen, um so leicht eine opti male Einstellung des Luftspaltes und der Höhe des Endes der Rohrwelle zu ermöglichen. Auch in einem solchen Falle er folgt eine gemeinsame axiale Verstellung von Rotor und Plattenauflageteller bzw. -flansch.Finally, DE-OS 29 52 095 discloses a collector loose DC motor with flat air gap for direct connection driven by signal processing recording and / or re devices. The known motor has a plastic existing motor housing in which an axial bore is formed in which the rotor axis is rotatably supported is. A preferably adjustable one can be located in the bottom of the bore Axial bearings for the rotor axis must be available. That justie tion can be done via a thread, so that an opti Male adjustment of the air gap and the height of the end of the To enable tubular shaft. Even in such a case he follows a common axial adjustment of the rotor and Plate support plate or flange.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen gattungsgemäßen elektronisch kommutierten Gleichstrommotor zum Antrieb rotierender Speichermedien bes ser anzupassen, um dabei die mögliche Speicherdichte durch hohes Drehmoment und maßgenaue Konstruktion zu steigern. In contrast, there is the object of the present invention in that a generic electronically commutated DC motor for driving rotating storage media water to adjust the possible storage density to increase high torque and dimensionally accurate construction.

Ausgehend von einem gattungsgemäßen elektronisch kommutier ten Gleichstrommotor mit den aus dem Oberbegriff von An spruch 1 ersichtlichen Merkmalen ist die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
jeder hin- und herführende Mäanderabschnitt besteht aus einer Anzahl paralleler Leiterabschnitte;
es ist eine mit dem Rotor gekoppelte Plattenauflage mit einem - bezüglich der Rotordrehachse - radial abstehenden Flanschabschnitt zur Auflage einer Spei cherplatte vorhanden; und
die Plattenauflage ist bezüglich des Rotors in axialer Richtung verstellbar und festlegbar, um eine durch den Flanschabschnitt definierte Plattenauflage-Ebene "B" auf einige Mikrometer genau gegenüber einer dazu parallelen Bezugsebene "C" am Motorgehäuse einzu stellen.Starting from a generic electronically commutated th DC motor with the features evident from the preamble of claim 1, the inventive solution to this problem is characterized by the combination of the following features:
each to and fro meandering section consists of a number of parallel conductor sections;
there is a plate support coupled to the rotor with a - with respect to the rotor axis of rotation - radially projecting flange section for supporting a SpeI cherplatte available; and
the plate support is adjustable and fixable with respect to the rotor in the axial direction in order to set a plate support plane "B" defined by the flange section to a few micrometers exactly in relation to a parallel reference plane "C" on the motor housing.

Der hohe Füllfaktor der besonderen mäanderförmigen Stator wicklung und deren geringe Eigeninduktion in Verbindung mit der hohen Homogenität der Feldlinien und der optimalen An ordnung der geraden, aus einer Anzahl paralleler Leiterab schnitte bestehenden, hin- und herführenden Mäanderab schnitte völlig innerhalb eines engen, magnetisch wirksamen Ringspaltes sorgen für einen hohen Wirkungsgrad des erfin dungsgemäßen Gleichstrommotors. Der Motor besteht aus weni gen Bauteilen, die mit großer Maßgenauigkeit herstellbar und einfach zusammenbaubar sind. Der Auflageflansch zur Auflage rotierender Speichermedien ist in axialer Richtung gegen über dem restlichen Rotor verstellbar, so daß die Flansch ebene auf wenige Mikrometer genau gegenüber einer Motor- Bezugsebene einstellbar ist. Die hohe Motorleistung bei vergleichsweise geringer Baugröße, verbunden mit der aus gezeichneten Gleichförmigkeit des Drehmoments und der be sonders hohen Konstanz der Motornenndrehzahl machen den erfindungsgemäßen Motor besonders geeignet zum Antrieb von rotierenden Speichermedien in der Datenverarbeitungstechnik. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Motor zum Antrieb solcher rotierender Speichermedien geeignet, die höchste Anforderungen an die Konstanz der Umdrehungsgeschwindigkeit und die präzise Anordnung eines Plattenauflagetellers stel len, um einen exakten und schnellen Zugriff des Schreib/ Lese-Kopfes der Speichereinrichtung zu schaffen. Derartige Anforderungen treten insbesondere bei Hartplattenspeichern auf. Der erfindungsgemäße elektronisch kommutierte Gleich strommotor ist hervorragend als Antriebsaggregat für derar tige Hartplattenspeicher geeignet. Ein mit dem erfindungs gemäßen Gleichstrommotor angetriebener Plattenspeicher, ins besondere Winchester-Plattenspeicher, erlaubt eine wesent lich höhere Datendichte, etwa bis zum 10fachen der derzeit möglichen Datendichte.The high filling factor of the special meandering stator winding and its low self-induction in connection with the high homogeneity of the field lines and the optimal type order of the straight, from a number of parallel conductors cut existing, back and forth meanders cuts completely within a tight, magnetically effective Annular gaps ensure a high level of efficiency of the erfin dc motor according to the invention. The engine consists of few components that can be manufactured with great dimensional accuracy and are easy to assemble. The support flange for support rotating storage media is opposed in the axial direction adjustable over the rest of the rotor so that the flange level to within a few micrometers compared to a motor Reference plane is adjustable. The high engine power at comparatively small size, combined with the drawn uniformity of the torque and be particularly high constancy of the rated engine speed make the Motor according to the invention particularly suitable for driving rotating storage media in data processing technology. In particular, the motor according to the invention is for driving such rotating storage media, the highest Requirements for the constant speed of rotation and the precise arrangement of a plate support plate len to ensure that the write / Create read head of the storage device. Such Requirements arise particularly with hard disk storage on. The electronically commutated DC according to the invention current motor is excellent as a drive unit for derar suitable hard disk storage. One with the invention according to direct current motor driven disk storage, ins special Winchester disk storage, allows an essential much higher data density, up to 10 times the current possible data density.

Ein vielpoliger, elektronisch kommutierter Gleichstrom motor mit dem aus der DE-OS 16 13 380 bekannten Aufbau ist bislang - offensichtlich wegen seiner geringen Leistung - nicht im industriellen Maßstab realisiert und vertrieben worden. Weiterhin sind vielpolige, elektronisch kommutierte Gleichstrommotoren bekannt geworden, die einen ebenen Ring spalt aufweisen (vgl. etwa DE-OS 32 31 966 oder DE-OS 29 52 095). Die als Flachspule ausgebildete Statorwicklung kann eine mäanderförmige Leiterbahnanordnung mit mehreren Leiterbahnen pro hin- und herführendem Mäanderabschnitt sein. Die Pole des Permanentmagneten des Rotors sind not wendigerweise parallel zur Rotordrehachse polarisiert, und diese Anordnung bedingt eine radiale Ausrichtung der neutra len Zone zwischen benachbarten Magnetpolen. Notwendiger weise radiale Ausrichtung angepaßten Leiterbahn-Abschnitten, was den Füllfaktor einer solchen flachen Statorwicklung ver mindert. Solche vielpoligen elektronisch kommutierten Gleichstrommotoren mit ebenem magnetischem Luftspalt weisen in der Regel einen geringen Wirkungsgrad auf, weil die Wechselwirkung zwischen Permanentmagnetpolen und den Spulen auf den unterschiedlichen Radien eine nicht-optimale, näm lich Radius-abhängige EMK erzeugt. Demgegenüber haben die erfindungsgemäß aufgebauten Gleichstrommotoren wegen der optimalen Geometrie und des hohen Füllfaktors der Stator wicklung einen deutlich höheren Wirkungsgrad.A multi-pole, electronically commutated direct current motor with the structure known from DE-OS 16 13 380 so far - obviously because of its low performance - not realized and sold on an industrial scale been. Furthermore, multi-pole, electronically commutated DC motors are known to have a flat ring have gap (see, for example, DE-OS 32 31 966 or DE-OS 29 52 095). The stator winding designed as a flat coil can be a meandering conductor track arrangement with several Conductor tracks per to and fro meandering section be. The poles of the permanent magnet of the rotor are not necessary maneuverably polarized parallel to the rotor axis of rotation, and this arrangement requires a radial alignment of the neutra len zone between adjacent magnetic poles. More necessary wise radial alignment adapted conductor track sections, what ver the fill factor of such a flat stator winding diminishes. Such multi-pole electronically commutated Have DC motors with a flat magnetic air gap usually low efficiency because the Interaction between permanent magnet poles and the coils on the different radii a non-optimal, nam Radially dependent EMF is generated. In contrast, they have DC motors constructed according to the invention because of the optimal geometry and the high filling factor of the stator a significantly higher efficiency.

Beim erfindungsgemäßen Motor ist die Plattenauflage bezüg lich des Rotors in axialer Stellung verstellbar und fest legbar. Vorzugsweise kann die axiale Verstellung und Fest legung der Plattenauflage gegenüber dem Rotor über eine Schraubverbindung erfolgen. Beispielsweise kann an der Plattenauflage ein Wellenabschnitt angeformt sein, von dem in axialer Richtung ein Schraubbolzen absteht. Dazu passend ist an einem Rotor-Wellenabschnitt ein Innengewinde ein geschnitten, in welches der Schraubbolzen einschraubbar ist.In the motor according to the invention, the plate support is covered Lich of the rotor in the axial position adjustable and fixed layable. Preferably, the axial adjustment and fixed laying the plate support against the rotor over a Screw connection. For example, at the Plate support a shaft section can be formed, of which A screw bolt protrudes in the axial direction. To go with it is an internal thread on a rotor shaft section cut into which the screw bolt can be screwed is.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Motor als Innenläufer ausgebildet sein und weist ein ge schlossenes topfförmiges Motorgehäuse auf, das druckdicht in einen Überdruckraum eines Plattenspeichers einsetzbar ist.According to a further advantageous embodiment, the Engine be designed as an inner rotor and has a ge open cup - shaped motor housing, which is pressure tight in an overpressure space of a disk store can be used.

Weiterhin kann vorzugsweise der Arbeitsspalt zwischen dem Permanentmagenten am Rotor und der Statorwicklung von einer fest am Motorgehäuse angebrachten Sperre überdeckt sein, welche das Austreten von Staubpartikeln aus dem Motor in den Überdruckraum unterbindet.Furthermore, the working gap between the Permanent magnets on the rotor and the stator winding of one lock firmly attached to the motor housing must be covered, which prevents dust particles from escaping from the engine into the Overpressure chamber prevented.

Weiterhin ist es zweckmäig, die Komponenten des Gleich strommotors mit einem Austreten von Staubpartikeln verhin dernden Schutzüberzug zu bedecken.Furthermore, it is appropriate to use the components of the same electric motor with the escape of dust particles covering protective cover.

Die mäanderförmige Leiterbahnanordnung kann eine durch Form wickeln erzeugte Drahtspule sein und weist dann einen beson ders hohen Kupferfüllfaktor auf. Alternativ kann die mäan derförmige Leiterbahnanordnung als gedruckte Schaltung aus gebildet sein. In beiden Fällen kann die mäanderförmige Leiterbahnanordnung aus mehreren Spulen bestehen, und die Anfänge oder Enden dieser Spulen sind - je nach Anwendungs fall - parallel oder in Reihe geschaltet.The meandering conductor track arrangement can have a shape be generated wire coil and then has a special the high copper fill factor. Alternatively, the mäan deriform conductor arrangement as a printed circuit be educated. In both cases the meandering Circuit arrangement consist of several coils, and the Beginnings or ends of these coils are - depending on the application case - connected in parallel or in series.

Vorzugsweise übersteigt die Länge der Permanentmagnetpole die Länge der geraden hin- und herführenden Mäanderabschnit te nur geringfügig. Die vollständig im vielpoligen homogenen Magnetfeld befindlichen, miteinander verbundenen, hin- und herführenden Mäanderabschnitte sind längs des Umfanges eines Zylinders oder Kegelstumpfabschnittes eng benachbart im Abstand zur Umlaufbahn der Permanentmagentpol-Stirnflächen angeordnet, so daß eine optimale Leiterbahnanordnung zur Erzeugung des den Rotor antreibenden Magnetfeldes bei ent sprechend gesteuertem Stromdurchgang, durch den/die Leiter resultiert.The length of the permanent magnet poles preferably exceeds the length of the straight reciprocating meander section only marginally. The completely in the multi-pole homogeneous Magnetic field, connected, back and forth leading meander sections are one along the circumference Cylinder or truncated cone section closely adjacent in Distance to the orbit of the permanent magnet pole faces arranged so that an optimal conductor arrangement for Generation of the magnetic field driving the rotor at ent controlled current passage through the conductor (s) results.

Die erfindungsgemäße Bauweise ermöglicht auch bei ver gleichsweise geringem Rotordurchmesser und Verwendung üblicher Magnetmaterialien wie etwa Ferrite für den Perma nentmagnetrotor eine ganz wesentliche Erhöhung des Dreh momentes im Vergleich zu herkömmlichen elektronisch kommu tierten Gleichstrommotoren bei außerordentlich hoher Gleich förmigkeit der Drehmomentverteilung über den Umfang in Ab hängigkeit vom Drehwinkel. Weiterhin können auf einem Rotor durch mehrfache Anwendung dieses Bauprinzips mehrere An triebsebenen innerhalb einer einzigen Rotationsebene um eine gemeinsame Drehachse herum realisiert werden. Derartige An triebsebenen können mechanisch-geometrisch phasenverschoben zueinander angeordnet sein, so daß eine weitere Steigerung der Gleichförmigkeit des Drehmoments resultiert. Schließ lich kann das vom Motor abgegebene Drehmoment zusätzlich über die Länge der Permanentmagnetpole beeinflußt werden. Wie bereits gesagt, weist die mäanderförmige Leiterbahnan ordnung als wirksame Abschnitte miteinander verbundene, hin- und herführende Mäanderabschnitte aus einer Anzahl paralle ler Leiterabschnitte auf. Die Anordnung dieser hin- und her führenden Mäanderabschnitte längs des Umfanges eines Zylin ders oder Kegelstumpfabschnittes erlaubt eine parallele Ausrichtung dieser hin- und herführenden Leiterabschnitte zur Drehachse des Rotors. Vorzugsweise sind auch die neutra len Zonen zwischen benachbarten Polen des Permanentmagneten parallel zu dieser Rotordrehachse ausgerichtet, so daß eine Anzahl gerader Leiterabschnitte resultiert, die sich in optimaler Anordnung zur Erzeugung eines den Rotor antreiben den Magnetfeldes befinden.The design according to the invention also enables ver equally small rotor diameter and use common magnetic materials such as ferrites for the perma nentmagnetrotor a very significant increase in rotation compared to conventional electronic commu DC motors with extraordinarily high DC shape of the torque distribution over the circumference in Ab dependence on the angle of rotation. Furthermore, on a rotor multiple application of this construction principle drive levels within a single rotation plane by one common axis of rotation can be realized around. Such type drive levels can be phase-shifted mechanically-geometrically be arranged to each other, so that a further increase the torque uniformity results. Close Lich the torque given off by the engine can additionally be influenced over the length of the permanent magnet poles. As already mentioned, the meandering conductor track instructs order as effective sections interconnected, and meandering sections from a number in parallel conductor sections. The arrangement of these back and forth leading meander sections along the circumference of a cylin ders or truncated cone section allows a parallel Alignment of these to and fro conductor sections to the axis of rotation of the rotor. The neutra are also preferred len zones between adjacent poles of the permanent magnet aligned parallel to this rotor axis of rotation, so that a Number of straight conductor sections resulting in optimal arrangement for generating a drive the rotor the magnetic field.

Dadurch wird ein hohes Anlaufmoment und ein hoher Wirkungs grad erhalten.This creates a high starting torque and high effectiveness just received.

Zwischen den parallelen, hin- und herführenden Mäanderab schnitten werden vorzugsweise gleiche Abstände vorgesehen, die eine über den Umfang der zylindrischen oder Kegel stumpfabschnitt-förmigen Anordnung verteilte, gleichmäßige Polteilung ergeben, welche mit der Polteilung des Perma nentmagneten korrespondiert, d. h. übereinstimmt oder in einem ganzzahligen Verhältnis dazu steht. Besonders bevor zugt stimmt der Abstand zwischen einem geraden hinführenden Mäanderabschnitt und dem benachbarten geraden herführenden Mäanderabschnitt mit der Polbreite des Permanentmagneten überein. Auf diese Weise entspricht die Teilung der Polzahl über den Ringumfang des Permanentmagneten der Teilung der hin- und herführenden Mäanderabschnitte über den Umfang des Zylinders oder Kegelstumpfabschnittes. Allerdings ist eine übereinstimmende Anzahl der Pole und der hin- und herführenden Mäanderabschnitte nicht erforderlich. Beispielsweise können gegenüber 36 Polen von insgesamt 40 Permanentmagent polen 36 hin- und herführende Mäanderabschnitte vorgesehen werden, und gegenüber den restlichen 4 Permanentmagnet polen befinden sich keine hin- und herführenden Mäander abschnitte, weil der entsprechende Platz für Magnetfeld sensoren und/oder Kontaktierungen der Leiteranschlüsse ausgenutzt wird.Between the parallel, back and forth meanders equal distances are preferably provided, the one about the circumference of the cylindrical or cone Distributed, uniform, butt section-shaped arrangement Pole division result, which with the pole division of the Perma magnet corresponds, d. H. matches or in is an integer ratio. Especially before increases the distance between a straight leading Meandering section and the neighboring straight leading Meander section with the pole width of the permanent magnet match. In this way, the pitch corresponds to the number of poles over the circumference of the ring of the permanent magnet reciprocating meander sections over the circumference of the Cylinder or truncated cone section. However, one is matching number of poles and reciprocating Meander sections not required. For example can against 36 Poles out of a total of 40 permanent magnets poland 36 reciprocating meandering sections provided and the remaining 4 permanent magnets Poland has no meandering routes sections because of the appropriate space for magnetic field sensors and / or contacts of the conductor connections is exploited.

Die Länge der hin- und herführenden Mäanderabschnitte soll an die Länge der Permanentmagnetpole angepaßt sein, um ein optimales Antriebsmoment zu gewährleisten. Die Länge der Permanentmagnetpole ist nicht besonders beschränkt. Zur Anwendung als Antriebsaggregat für einen Winchester-Plat tenspeicher weist der erfindungsgemäße Gleichstrommotor vorzugsweise eine Pollänge zwischen 4 und 24 mm, beispiels weise eine Pollänge von etwa 9 mm auf.The length of the back and forth meandering sections should be be adapted to the length of the permanent magnet poles to a to ensure optimal drive torque. The length of the Permanent magnet poles are not particularly limited. To Use as a drive unit for a Winchester plat The DC motor according to the invention has a memory preferably a pole length between 4 and 24 mm, for example have a pole length of about 9 mm.

Der/die Leiter der Leiterbahnanordnung besteht (bestehen) aus herkömmlichen, elektrisch leitenden Materialien mit vorzugsweise niedrigem spezifischem Ohm′schen Widerstand. Gut geeignet sind beispielsweise Leitermaterialien aus Cu, Al, Ag, Au, Pt und deren Legierungen. Jeder Leiter kann beliebigen, beispielsweise kreisrunden Querschnitt auf weisen. Vorzugsweise ist für den/die Leiter eckiger, insbesondere rechteckiger Querschnitt vorgesehen, um einen besonders hohen Füllfaktor zu erzielen. Für den/die Leiter können solche Querschnittsabmessungen vorgesehen werden, daß auch ohne zusätzlichen Träger eine stabile, selbsttragende mäanderförmige Leiterbahnanordnung eng benachbart zur Um laufbahn der Polflächen resultiert. Eine solche mäander förmige Leiterbahnanordnung kann durch Formwickeln er zeugt werden. Die Stabilität einer durch Formwickeln er zeugten Leiterbahn kann durch nachträgliche Imprägnierung mit flüssigem, aushärtendem Kunstharz oder durch Verwen dung von sogenannten Back-Lack-Draht erhöht werden. Weiter hin kann die durch Formwickeln erzeugte mäanderförmige Leiterbahnanordnung am Umfang des Rückschlußteils befestigt werden, beispielsweise mittels eines isolierenden Klebe mittels.The conductor (s) of the conductor track arrangement exists made of conventional, electrically conductive materials preferably low specific ohmic resistance. For example, conductor materials made of Cu, Al, Ag, Au, Pt and their alloys. Every leader can any, for example circular cross-section point. Preferably, the conductor (s) is angular, in particular rectangular cross section provided to a to achieve a particularly high fill factor. For the leader (s) such cross-sectional dimensions can be provided that a stable, self-supporting even without additional support meandering conductor track arrangement closely adjacent to the um raceway of the pole faces results. Such a meander shaped conductor arrangement can he by form winding be fathered. The stability of one by wrapping it can be created by subsequent impregnation with liquid, hardening synthetic resin or by using so-called baked enamel wire can be increased. Next the meandering shape produced by form winding can Circuit arrangement attached to the circumference of the yoke part be, for example by means of an insulating adhesive by means of.

Vorzugsweise ist die mäanderförmige Leiterbahnanordnung auf einem Träger angeordnet und/oder in diesen eingebettet.The meandering conductor track arrangement is preferred arranged on a carrier and / or embedded in this.

Beispielsweise kann eine sog. Multi-Layer-Anordnung reali siert werden, in welcher die Leiterbahnanordnung in her kömmlicher Form über Ätz- und/oder Additiv-Verfahren er zeugt oder durch "Multi-Wiring" aufgebaut wird. Die Fixie rung der Leiterbahnanordnung an einem Träger gewährleistet trotz minimaler Leiterquerschnittsabmessungen die notwendige Stabilität, um einen möglichst engen magnetischen Luftspalt zu ermöglichen. Der Träger kann aus üblichem, inertem, elektrisch isolierendem Trägermaterial bestehen; zu bei spielhaften Trägermaterialien gehören Polyesterfolien, Kaptonfolien, flexibles Keramikmaterial, glasfaserver stärkte Kunststoff-Folien, Gewebe aus Glasfasern, Kohlen stoff-Fasern, Aramide-Fasern und dergleichen. Das Träger material soll eine ausreichende Festigkeit aufweisen, so daß es eine freitragende Anordnung der Leiterbahnanordnung in engem Abstand zur Polflächen-Umlaufbahn ermöglicht. Vor zugsweise soll der Träger geringe Dicke aufweisen.For example, a so-called multi-layer arrangement can be reali Siert in which the conductor track arrangement in forth conventional form via etching and / or additive processes produces or is built up by "multi-wiring". The fixie tion of the conductor track arrangement guaranteed on a carrier the necessary despite the minimal conductor cross-sectional dimensions Stability to keep the magnetic air gap as narrow as possible to enable. The carrier can be made from conventional, inert, electrically insulating carrier material exist; to at playful backing materials include polyester films, Kapton foils, flexible ceramic material, glass fiber ver reinforced plastic films, glass fiber fabrics, carbon fabric fibers, aramide fibers and the like. The carrier Material should have sufficient strength so that there is a self-supporting arrangement of the conductor arrangement in allows a close distance to the pole face orbit. Before the carrier should preferably have a small thickness.

Die auf einem Träger fixierte Leiterbahnanordnung kann als gedruckte Schaltung ausgebildet sein. Für die als gedruckte Schaltung an und/oder in einem Träger ausgebildete mäan derförmige Leiterbahnanordnung, deren hin- und herführende Mäanderabschnitte aus einer Anzahl paralleler Leiterab schnitte bestehen, kommen die herkömmlichen Verfahren in Betracht, wie etwa additive oder substraktive Erzeugung, Sputtertechnik, Siebdruckverfahren und dgl. Mit diesen Verfahren zur Erzeugung einer gedruckten Schaltung kann be sonders einfach eine mäanderförmige Konfiguration der die Leiterbahnanordnung aufbauenden parallel geführten Leiter realisiert werden. The conductor track arrangement fixed on a carrier can be used as be printed circuit. For those as printed Circuit on and / or mäan trained in a carrier deriform conductor arrangement, their back and forth Meander sections from a number of parallel conductors cuts exist, the conventional methods come in Consideration, such as additive or subtractive generation, Sputter technology, screen printing processes and the like. With these Methods for producing a printed circuit can be particularly simple a meandering configuration of the Conductor arrangement constructing parallel guided conductors will be realized.

Vorzugsweise ist auf jeder Seite des Trägers eine aus mehre ren parallelen Leitern bestehende mäanderförmige Leiterbahn anordnung vorhanden. Bei einer solchen Anordnung kann wenig stens eine Leiterbahnanordnung auf einer Seite des Trägers gegenüber wenigstens einer weiteren Leiterbahnanordnung auf der anderen Seite des Trägers elektro-magnetisch phasenver schoben angeordnet sein. Ein Motor mit einer solchen phasen verschobenen Anordnung von wenigstens zwei getrennten, stromdurchflossenen Leiterbahnen läuft in jeder Rotor stellung mit eindeutiger Drehrichtung an. Die elektromagne tische Phasenverschiebung zwischen solchen getrennten Lei terbahnanordnungen auf verschiedenen Seiten des Trägers kann beispielsweise 60°, 90° oder 120° betragen. Alternativ kann auch eine deckungsgleiche Anordnung der auf den gegenüber liegenden Seiten des Trägers befindlichen Leiterbahnanord nungen vorgesehen werden. Eine solche deckungsgleiche An ordnung liefert eine höhere EMK und kann mit doppelter Betriebsspannung betrieben werden.There is preferably one on each side of the carrier existing meandering conductor tracks arrangement available. With such an arrangement, little can be done least a trace arrangement on one side of the carrier compared to at least one further interconnect arrangement the other side of the carrier electromagnetic phase ver be arranged pushed. An engine with such a phase displaced arrangement of at least two separate, current-carrying traces run in each rotor position with clear direction of rotation. The electromagnetic table phase shift between such separate lei can be arranged on different sides of the carrier for example 60 °, 90 ° or 120 °. Alternatively, you can also a congruent arrangement of the on the opposite lying side of the carrier located conductor arrangement can be provided. Such a congruent An order provides a higher emf and can be doubled Operating voltage can be operated.

Unabhängig davon, ob die mäanderförmige Leiterbahnanordnung durch Formwickeln erzeugt worden, oder als gedruckte Schal tung ausgebildet ist, besteht jeder gerade hin- und herfüh rende Mäanderabschnitt der mäanderförmigen Leiterbahnanord nung aus einer Anzahl paralleler Leiterabschnitte. Diese Leiterabschnitte sind Bestandteil eines einzigen oder mehrerer, elektrisch voneinander getrennter Leiter. Im Falle mehrerer Leiter können die Anfänge und Enden jedes Leiters - je nach Anwendungsfall - parallel oder in Reihe geschaltet sein. Eine Serien-Schaltung der Leiter ermöglicht eine An passung an Nennspannungen. Durch Parallel-Schaltung bei gleicher Nennspannung kann das Anlaufmoment beeinflußt und bei höheren Drehzahlen die Gegen-EMK verringert werden.Regardless of whether the meandering conductor track arrangement generated by form wrapping, or as a printed scarf trained, everyone is just back and forth end meandering section of the meandering conductor track arrangement voltage from a number of parallel conductor sections. These Conductor sections are part of a single or several, electrically separated conductors. In the event of Multiple leaders can start and end each leader - Depending on the application - connected in parallel or in series be. A series connection of the conductors enables an on fit to nominal voltages. Through parallel connection at the same nominal voltage can influence the starting torque and at higher speeds the back emf can be reduced.

Bei der Kontaktierung benachbarter Anfänge und/oder Enden der auf einer Seite des Trägers befindlichen Leiter müssen auf den Rotor zuzeigende Verdickungen vermieden werden, weil das eine unnötige Verbreiterung des magnetischen Luftspalts zur Folge hätte. Vorzugsweise werden solche miteinander zu verbindenden Anfänge und/oder Enden benachbarter Leiter auf Stoß geschweißt. Alternativ kann eine überlappende Anord nung dieser Anfänge und/oder Enden vorgesehen werden, wobei die resultierende Verdickung in das Trägermaterial hinein und/oder in den Bereich des anliegenden magnetischen Schlus ses versenkt wird.When contacting neighboring beginnings and / or ends the conductor on one side of the carrier thickenings pointing to the rotor can be avoided because which is an unnecessary widening of the magnetic air gap would result. Such are preferably combined with one another connecting beginnings and / or ends of adjacent conductors Butt welded. Alternatively, an overlapping arrangement These beginnings and / or ends must be provided, whereby the resulting thickening into the carrier material and / or in the area of the applied magnetic circuit it is sunk.

Die Zahl der einzelnen Spulen bzw. Leiter einer mäander förmigen Leiterbahnanordnung ist nicht besonders begrenzt. Bei einem erfindungsgemäßen, mit einer Betriebsspannung von 12 Volt betriebenen Gleichstrommotor wurden gute Ergebnisse mit je einer elektromagnetisch phasenverschoben, auf jeder Seite des Trägers angeordneten Leiterbahnanordnung erzielt, die aus je sieben, parallel geführten Leitern in Mäander konfiguration besteht.The number of individual coils or heads of a meander shaped trace arrangement is not particularly limited. In an inventive, with an operating voltage of 12 volt DC motor were good results with an electromagnetic phase shift on each Arranged conductor track arrangement arranged side of the carrier, each made up of seven parallel meandering conductors configuration exists.

Bei all diesen Ausführungsformen kann die Leiterbahnanord nung auf dem Träger mittels eines Abdeckmittels fixiert sein, das die Leiterbahnanordnung auch gegenüber dem ihr zugeordneten magnetischen Schluß oder gegenüber einer wei teren Leiterbahnanordnung elektrisch isoliert.In all of these embodiments, the conductor track arrangement can tion fixed on the carrier by means of a cover be that the conductor arrangement also compared to her assigned magnetic circuit or against a white teren interconnect arrangement electrically isolated.

Die erfindungsgemäß vorgesehene, mäanderförmige Leiter bahnanordnung weist zylindrische bzw. ringförmige Geometrie auf. Der Durchmesser eines solchen Ringes ist nicht beson ders beschränkt. Für die Anwendung als Antriebsaggregat beim Winchester-Speicher kommen beispielsweise Durchmesser zwi schen 40 und 120 mm in Betracht; vorzugsweise sind hierfür Durchmesser zwischen etwa 60 und 90 mm vorgesehen.The meandering conductor provided according to the invention track arrangement has cylindrical or annular geometry on. The diameter of such a ring is not special limited. For use as a drive unit at Winchester memories, for example, come in diameters between 40 and 120 mm into consideration; are preferred for this Diameters between about 60 and 90 mm are provided.

Als Sensoren für die Erfassung des Permanentmagnetpol- Magnetfeldes kommen Einrichtungen in Betracht, die auf dem Hallefekte, dem Wiegand-Effekt oder opto-elektronischen Effekten beruhen. Ferner kommen als Sensoren Näherungs schalter in Betracht. Derartige Sensoren sind bezüglich der magnetischen Polmitten aller stromdurchflossenen, paralle len, hin- und herführenden Mäanderabschnitte elektrisch winkelpräzise angeordnet, so daß die Kommutierung in den Nulldurchgängen des Magnetflusses erfolgt. Diese winkel präzise Anordnung kann neutral, voreilend oder nacheilend zur Kommutierung vorgesehen werden.As sensors for the detection of the permanent magnet pole Magnetic field are considered on the devices Hall effects, the Wiegand effect or opto-electronic Effects are based. Proximity also comes as sensors switches into consideration. Such sensors are related to the magnetic pole centers of all current-carrying, parallel len, back and forth meandering sections electrically arranged precisely at an angle, so that the commutation in the The magnetic flux passes through zero. These angles precise arrangement can be neutral, leading or lagging be provided for commutation.

Die Sensoren liefern Signale an die Ansteuerelektronik zur Steuerung des Stromdurchganges durch die Leiterbahnanord nung(en). Es können Sensoren vorgesehen werden, die Ana logsignale liefern, etwa in Abhängigkeit von der Drehzahl. Vorzugsweise werden Sensoren vorgesehen, welche Digitalsig nale in Form von Rechteckimpulsen für die Ansteuerelektronik liefern. Neben der Kommutierung für den Motor kann aus diesen Rechteckimpulsen ein Regelsignal für die Drehzahl steuerung in Abhängigkeit von Last und Spannung gewonnen werden. Diese Drehzahlsteuerung kann insbesondere über eine Pulsbreitenregelung vorgenommen werden. Die Ansteuerelektro nik steuert den Stromfluß durch den Leiter, so daß diese(r) ein den Rotor antreibendes Magnetfeld erzeug(t)en. Bei spielsweise kann dieser Stromfluß durch An- und Ausschal ten oder durch Umpolung gesteuert werden. Hierzu kann die Ansteuerelektronik beispielsweise eine Schaltung nach der US-Patentschrift 43 09 675 aufweisen.The sensors deliver signals to the control electronics Control of the passage of current through the conductor track arrangement name (s). Sensors can be provided that Ana Deliver log signals, for example depending on the speed. Preferably sensors are provided which digitally nale in the form of rectangular pulses for the control electronics deliver. In addition to the commutation for the motor can these square-wave pulses a control signal for the speed control depending on load and voltage gained will. This speed control can in particular via a Pulse width control can be made. The control electric nik controls the flow of current through the conductor so that it generate a magnetic field driving the rotor. At for example, this flow of current through switching on and off ten or can be controlled by polarity reversal. The Control electronics, for example, a circuit according to the U.S. Patent No. 43 09 675.

Zu den notwendigen Bestandteilen des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors gehört ein magnetischer Schluß bzw. ein Rückschlußteil für das von dem Permanentmagneten des Rotors ausgehende und die Leiterbahnanordnung durchsetzende Magnetfeld. The necessary components of the invention DC motor includes a magnetic circuit or a Inference part for that of the permanent magnet of the rotor outgoing and penetrating the conductor arrangement Magnetic field.

Im Gegensatz zu bekannten Vorschlägen, die für den magne tischen Schluß beispielsweise Weicheisen vorsehen, soll er findungsgemäß dieser magnetische Schluß aus einem Material bestehen, das neben hoher Permeabilität nur geringe Um magnetisierungsverluste aufweist, insbesondere bei den hier auftretenden hohen Frequenzen - bei der erfindungsgemäß angestrebten Vielpolanordnung können Kommutierungsfrequen zen bis zu mehreren 100 kHz auftreten. Für das Material werden beispielsweise Permeabilitäten von über 40 bis zu 10 000 und mehr µ, vorzugsweise von 150 bis 2000 µ ange strebt. Als Material für einen solchen, stationär ange ordneten magnetischen Schluß kommen beispielsweise Sinter werkstoffe und/oder Pulverpreßstoffe mit hoher Permeabilität und geringer elektrischer Leitfähigkeit wie etwa Weichfer rite in Betracht.In contrast to known proposals for the magne For example, he should provide for soft iron According to the invention, this magnetic circuit made of one material exist, in addition to high permeability only low order magnetization losses, especially in the here occurring high frequencies - in the invention desired multi-pole arrangement can commutation frequencies zen up to several 100 kHz occur. For the material For example, permeabilities of over 40 up to 10,000 and more μ, preferably from 150 to 2000 μ strives. As material for such, stationary ordered magnetic conclusion come, for example, sinter materials and / or powder pressed materials with high permeability and low electrical conductivity such as softener rite into consideration.

Der Rotor des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors weist einen oder mehrere Permanentmagente(n) auf, dessen/deren Pole im wesentlichen senkrecht zur Drehachse polarisiert sind. The rotor of the DC motor according to the invention has one or more permanent magnets, whose Poles polarized essentially perpendicular to the axis of rotation are.

Der Permanetmagnet eines Rotors kann aus einem einzigen, ge schlossenen Ring bestehen. Alternativ kann ein solcher Perma nentmagnet aus mehreren Segmenten bestehen, die auf einer zur Drehachse konzentrischen Kreisbahn angeordnet sind.The permanent magnet of a rotor can consist of a single, ge closed ring. Alternatively, such a Perma Nentmagnet consist of several segments that are on a to Axis of rotation concentric circular path are arranged.

Zur Erzeugung der Pole in einem solchen Permanentmagneten geht man von permanentmagnetisierbaren Material hoher Koerzi tivkraft aus. Beispielsweise kann der Permanentmagnet aus pulverförmigem Magnetmaterial bestehen, das homogen in einer Kunststoffmatrix dispergiert ist. Als Magnetmaterialien kom men beispielsweise Ferrite, insbesondere Strontium- oder Bariumferrite sowie Sm/Co-Materialien, ausgewählte Seltene Erd-Verbindungen und dgl. in Betracht.To generate the poles in such a permanent magnet one starts from permanent magnetizable material of high Koerzi active power. For example, the permanent magnet can be made consist of powdered magnetic material that is homogeneous in one Plastic matrix is dispersed. Com as magnetic materials For example, ferrites, in particular strontium or Barium ferrites and Sm / Co materials, selected rare ones Earth connections and the like.

Ein geeigneter, sektorförmiger oder vorzugsweise ringförmiger Permanentmagnet ist vielpolig lateral magnetisiert und wird vorzugsweise an der zur Leiterbahnanordnung abgewandten Seite mit Rückschlußmaterial belegt. Hierfür kann beliebiges Weich eisenmaterial vorgesehen werden, weil keine Ummagnetisierung eintritt. Zweckmäßigerweise wird auf eine möglichst innige Verbindung zwischen Magnetmaterial und Rückschlußmaterial ge achtet. Hierzu kann das Rückschlußmaterial in die zur Herstel lung des Permanentmagenten vorgesehene Spritzgrußform eingelegt werden, und das thermoplatsiche, permanentmagentisierbare Material wird aufgespritzt bzw. aufgepreßt. Zweckmäßigerweise erfolgt die Stromstoßmagnetisierung an dem mit Rückschlußmate rial versehenen ringförmigen Magnetmaterial, bevor diese Ein heit in ein Gehäuse eingebaut wird, um induktive Magneti sierungsverluste in den umgebenden Gehäuseteilen und Feldver zerrungen zu vermeiden. Anstelle der Belegung mit Rückschluß material könnte auch ein ringförmiger Permanentmagnet größerer Poltiefe vorgesehen werden.A suitable, sector-shaped or preferably ring-shaped Permanent magnet is laterally magnetized and is multipolar preferably on the side facing away from the conductor track arrangement covered with inference material. Any soft can be used for this iron material can be provided because no magnetic reversal entry. It is expedient to choose the most intimate one Connection between magnetic material and yoke material respect. For this purpose, the inference material for the manufacture tion of the permanent magnet provided injection mold and the thermoplastic, permanent magnetizable Material is sprayed on or pressed on. Conveniently the impulse magnetization takes place on the back yoke rial provided annular magnetic material before this one unit is built into a housing for inductive magneti loss in the surrounding housing parts and field ver to avoid strains. Instead of the assignment with inference material could also be a ring-shaped permanent magnet larger Pole depth can be provided.

Die Anzahl und Größe der Pole des Permanentmagenten werden durch die Magnetisierungsbedingungen festgelegt. Die Pol breite eines einzelnen Poles, das ist dessen Abmessung in Umfangsrichtung des ringförmigen Permanentmagenten, kann vor zugsweise von ca. 2 bis 6 mm reichen. Die Poltiefe, das ist die Abmessung in radialer Richtung eines ringförmigen Permanent magneten, hängt von dem verwendeten Magnetmaterial ab; ins besondere bei Magnetmaterialien mit sehr hoher Koerzitiv kraft, wie etwa den Co/Sm-Materialien, kann eine geringere Poltiefe ausreichen. Vorzugsweise wird ein angenähert quad ratischer Querschnitt eines einzelnen Poles mit gleichen Wer ten von Polbreite und Poltiefe vorgesehen. Für einen als An triebsaggregat für einen Winchester-Speicher vorgesehenen er findungsgemäßen Gleichstrommotor ist beispielsweise eine Pol breite und eine Poltiefe von jeweils etwa 3,8 mm vorgesehen.The number and size of the poles of the permanent magnet will be determined by the magnetization conditions. The pole width of a single pole, that is its dimension in Circumferential direction of the annular permanent magnet, can preferably range from approx. 2 to 6 mm. The pole depth, that is the dimension in the radial direction of an annular permanent magnets, depends on the magnetic material used; ins especially for magnetic materials with very high coercivity force, such as Co / Sm materials, may be less Sufficient pole depth. Preferably an approximate quad ratical cross section of a single pole with the same who th of pole width and depth. For someone as an drive unit provided for a Winchester storage he DC motor according to the invention is, for example, a pole width and a pole depth of about 3.8 mm each.

Die Ausrichtung der Polpolarisierung - nämlich im wesentlichen senkrecht auf die Rotor-Drehachse zu - erlaubt die Realisierung und optimale Ausnutzung einer hohen Polzahl bei vergleichsweise geringem Rotorumfang. Wie aus obigen Angaben über die Polbreite hervorgeht, kann ein ringförmiger Permanentmagnet mit einem Durchmesser von ca. 4 cm bereits 40 und mehr Pole aufweisen.The orientation of the polarization - essentially perpendicular to the rotor axis of rotation - allows implementation and optimal utilization of a high number of poles with comparative small rotor circumference. As from the above information about the pole width emerges, an annular permanent magnet with a 4 cm in diameter already have 40 or more poles.

Insbesondere, wenn es auf Gleichförmigkeit des Drehmomentes und Konstanz der Umlaufgeschwindigkeit eines Motors ankommt, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine hohe Polzahl angestrebt. Bei einem Rotor mit 32 und mehr Polen kann die Ab weichung der Drehzahlschwankung über den Umfang bei Anwendung einer entsprechenden Ansteuerelektronik vorzugsweise unter 1 Promille gehalten werden. Wenn zusätzlich jegliche magne tische Fesselung dank der glatten, nutenfreien Zylinderwand des Rückschlußteils ausgeschaltet ist, erzeugt ein solcher Motor praktisch keinerlei magnetische Laufgeräusche (Magneto striktion). Andererseits ist die erzielbare Polzahl keines wegs auf die oben angegebenen Werte beschränkt. Nach dem er findungsgemäßen Bauprinzip sind bereits Gleichstrommotoren realisiert worden, die mehr als 200 Pole, beispielsweise 512 Pole aufweisen. Especially when it comes to torque uniformity and constant speed of an engine arrives, is a high number of poles in the context of the present invention sought. With a rotor with 32 or more poles, the Ab softening of the speed fluctuation over the circumference when using a corresponding control electronics preferably under 1 per mil. If additionally any magne table restraint thanks to the smooth, groove-free cylinder wall the inference part is switched off, generates one Motor practically no magnetic running noises (Magneto strict). On the other hand, the achievable number of poles is none limited to the values given above. After he Construction principle according to the invention are already DC motors realized that more than 200 poles, for example 512 Have poles.

Wie bereits angedeutet, kann ein Rotor mehrere, ring förmige, geschlossene Permanentmagneten aufweisen, die auf zur Drehachse konzentrischen Kreisbahnen mit unterschiedlichem Durchmesser angeordnet sind, um mehrere Antriebsebenen inner halb einer Rotationsebene um eine gemeinsame Drehachse herum zu realisieren. Hierbei können einzelne Antriebsebenen moto risch betrieben und eine oder mehrere weitere Ebene(n) gene ratorisch betrieben werden, beispielsweise als Tachogenerator. In dem resultierenden Ringspalt zwischen zwei synchron rotie renden Permanentmagenten kann lediglich eine Leiterbahnanordnung mit einer oder mehreren stromdurchflossenen Mäanderspulen vor gesehen sein. In einem solchen Falle dient jeder Permanentmagent wechselseitig als magnetischer Schluß für den anderen Permanent magneten. Alternativ kann in einem Ringspalt mit angepaßter Breite jedem Permanentmagent eine Leiterbahnanordnung mit einer oder mehreren Mäanderspulen zugeordnet sein, wobei der Raum zwischen den Leiterbahnanordnungen mit einem magnetischen Schluß ausgefüllt ist, der als Bestandteil der Statoranordnung sta tionär abgebracht ist. Nach einer weiteren Abwandlung könnte im Raum zwischen den beiden Leiterbahnanordnungen auch ein rotierender magnetischer Rückschluß für die Permanentmagneten untergebracht sein. As already indicated, a rotor can have several, ring have shaped, closed permanent magnets that on Circular orbits concentric to the axis of rotation with different Diameters are arranged around several drive levels inside half a plane of rotation around a common axis of rotation to realize. Individual drive levels can be moto operated and one or more other levels operated ratorisch, for example as a tachometer generator. In the resulting annular gap between two synchronous roties only a conductor track arrangement with one or more current-carrying meander coils be seen. In such a case, each permanent magnet serves alternately as a magnetic circuit for the other permanent magnets. Alternatively, can be adjusted in an annular gap Width of each permanent magnet a conductor arrangement with a or be assigned to several meander coils, the space between the conductor arrangement with a magnetic circuit is filled in, which is part of the stator arrangement has been removed. After another modification, it could also in the space between the two conductor track arrangements rotating magnetic yoke for the permanent magnets be housed.

Nachstehend wird die Erfindung mehr im einzelnen anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeich nungen erläutert; die letzteren zeigen:The invention will be described in more detail below preferred embodiments with reference to the drawing explanations; the latter show:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eines Schnitt in axialer Richtung durch einen erfindungs gemäßen, als Außenläufer ausgebildeten Gleichstrommotor; Figure 1 is a schematic representation of a section in the axial direction by an inventive, designed as an external rotor DC motor.

Fig. 2 in schematischer Darstellung anhand eines Querschnittes längs der Linie II-II aus Fig. 1 die gegenseitige Zuordnung von Rotor und Sta toranordnung beim Motor nach Fig. 1; Fig. 2 is a schematic representation based on a cross section along the line II-II of Figure 1, the mutual association of rotor and Sta gate arrangement in the engine of FIG. 1.

Fig. 3 in schematischer Darstellung einen Schnitt in axialer Richtung durch eine weitere Ausführungs form eines erfindungsgemäßen, als Innenläufer ausgebildeten Motors, der druckdicht in den Überdruckraum einer Speichereinrichtung einge setzt ist; Fig. 3 shows a schematic representation of a section in the axial direction through a further embodiment of a motor according to the invention, designed as an internal rotor, which is set pressure-tight in the pressure chamber of a storage device;

Fig. 4 in schematischer Darstellung einen Schnitt in axialer Richtung durch eine weitere Ausführungs form eines erfindungsgemäßen Motors, dessen Rotor zwei benachbarte, ringförmige Permanentmagnete aufweist; Fig. 4 is a schematic representation of a section in the axial direction by another execution form of an engine according to the invention, the rotor of which two adjacent, comprising annular permanent magnets;

Fig. 5a und 5b ausschnittsweiser Darstellung weitere Ausführungsformen erfindungsgemäßer Motoren, bei denen mehrere Antriebsebenen innerhalb einer Rota tionsebene um eine gemeinsame Achse realisiert sind; Fig. 5a and 5b a partial representation of further embodiments of motors according to the invention, in which a plurality of drive levels are realized within a rotation plane around a common axis;

Fig. 6 ebenes Bandmaterial mit einer gedruckten Schaltung zur Erzeugung einer erfindungsgemäß vorgesehen mäanderförmigen Leiterbahnanordnung; und Fig. 6 flat band material to a printed circuit for generating an inventively provided meandering conductor track assembly; and

Fig. 7 anhand graphischer Darstellung einen Vergleich der Gleichförmigkeit der Drehmomentsverteilung zwischen einem erfindungsgemäßen Motor und einem herkömmlichen Gleichstrommotor. Fig. 7 based graphical representation of a comparison of the uniformity of distribution of torque between an engine according to the invention and a conventional DC motor.

Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Gleichstrommotor, dessen Rotor 30 und eine Drehachse 1 drehbar gelagert ist. Dieser Motor weist eine Grundplatte 10 auf, an welcher die wesentlichen Motorkomponenten befestigt sind. Diese Grund platte 10 kann aus verstärktem Kunststoffmaterial oder aus nicht-magnetischem, metallischem Material wie etwa Aluminium bestehen. Am Innenumfang der im wesentlichen ringförmigen Grundplatte 10 ist einstückig eine Hüle 11 angeformt, in deren Bohrung die Lager für die Welle des Rotors 30 einge setzt sind. Bei diesen Lagern kann es sich beispielsweise um Kugellager oder Gleitlager handeln. In der dargestellten Ausführungsform sind zwei in axialer Richtung im Abstand zu einander angeordnete Kugellager 12 und 12′ vorgesehen. Das obere Kugellager 12 liegt an einem Spannring 13 an, der in eine am Außenumfang der Rotorwelle ausgesparte Ringnut ein gesetzt ist. Hierdurch ist das obere Kugellager 12 gegenüber einer axialen Verschiebung begrenzt. Oberhalb dieses Spann ringes 13 befindet sich eine Dichtung 14, die selbst den Austritt feinster Staubpartikel verhindert. Fig. 1 shows a DC motor according to the invention, the rotor 30 and an axis of rotation 1 is rotatably mounted. This engine has a base plate 10 to which the essential engine components are attached. This base plate 10 may consist of reinforced plastic material or of non-magnetic, metallic material such as aluminum. On the inner circumference of the substantially annular base plate 10 , a sleeve 11 is integrally formed, in the bore of which the bearings for the shaft of the rotor 30 are inserted. These bearings can be ball bearings or plain bearings, for example. In the illustrated embodiment, two axially spaced ball bearings 12 and 12 'are provided. The upper ball bearing 12 rests on a clamping ring 13 which is inserted into an annular groove recessed on the outer circumference of the rotor shaft. As a result, the upper ball bearing 12 is limited with respect to an axial displacement. Above this clamping ring 13 there is a seal 14 which prevents even the finest dust particles from escaping.

Am Außenumfang eines ringförmigen, von der Grundplatte 10 in axialer Richtung nach unten abstehenden Flansches 15 liegt der magnetische Schluß der Stator-Anordnung an. Bei der dar gestellten Ausführungsform besteht dieser magnetische Schluß aus einem Ring 21 aus Weichferrit. Am glatten Außenumfang des Ringes 21 liegt - unter Zwischenschaltung einer elektrischen Isolierung - die mäanderförmige Leiterbahnanordnung 20 an. Eine Ansteuerelektronik 23 ist auf einer ringförmigen Platine 24 im Ringraum innerhalb der Leiterbahnanordnung 20 und mit dieser direkt verbunden, angeordnet. Über eine - nicht darge stellte - Zuführungsleitung kann die Ansteuerelektronik 23 mit Strom und Spannung zum Betrieb des Motors versorgt werden. Wei terhin sind - nicht dargestellte - Sensoren vorhanden, welche die Stellung des Magnetfeldes des Rotors gegenüber der Stator anordnung erfassen und die Ansteuerelektronik 23 mit den ent sprechenden Signalen versorgen. On the outer circumference of an annular flange 15 projecting downward from the base plate 10 in the axial direction, the magnetic closure of the stator arrangement is applied. In the embodiment presented, this magnetic circuit consists of a ring 21 made of soft ferrite. On the smooth outer periphery of the ring 21 is - with the interposition of an electrical insulation - the meander-like conductive strip array 20 at. Control electronics 23 are arranged on an annular circuit board 24 in the annular space within the conductor track arrangement 20 and directly connected to it. Via a supply line - not shown - the control electronics 23 can be supplied with current and voltage for operating the motor. Wei terhin are - not shown - sensors are present, which detect the position of the magnetic field of the rotor relative to the stator arrangement and supply the control electronics 23 with the appropriate signals.

Eng benachbart im Abstand zu den hin- und herführenden Mäander abschnitten der mäanderförmigen Leiterbahnanordnung in Zylinder konfiguration rotieren die Polflächen des Permanentmagenten 31 des Rotors 30. In der dargestellten Ausführungsform ist dieser Permanentmagnet 31 ringförmig ausgebildet und besteht aus pul verförmigem Magnetmaterial, das in einer ausgehärteten Kunst stoffmatrix dispergiert ist. Der Innenumfang des Permanentmag netringes 31 weist eine glatte Oberfläche auf. Am Außenumfang der Permanentmagnetringes 31 ist magnetisches Rückschlußmaterial in Form eines Weicheisenringes 32 angebracht. Von der Innenseite des Rotorgehäuses 34 steht ein, konzentrisch zur Drehachse 1 angeordneter zylinderischer Ansatz nach innen vor und bildet den Wellenabschnitt 35 des Rotors. Am Außenumfang dieses Rotor- Wellenabschnittes 35 ist eine Stufe ausgespart, mit welcher der Rotorwellenabschnit 35 fest am drehbar gehaltenen Innenring des unteren Kugellagers 12′ anliegt. Mit seinem ortsfest ge haltenen Außenumfang liegt dieses untere Kugellager 12′ an der Bohrung der Hülse 11 der Grundplatte 10 an und ist gegen axiale Verschiebung gegenüber der Hülse 11 durch einen Spann ring 16 gesichert, der in eine am Innenumfang der Hülse 11 aus gesparte Ringnut eingesetzt ist. Aus dem Vollmaterial des Ro tor-Wellenabschnittes 35 ist ein konzentrisch angeordnetes - in der dargestellten Ausführungsform durchgehendes - Innengewinde 36 herausgeschnitten. Bei einer alternativen Ausführungsform könnte das von der Innenseite ausgehende Innengewinde 36 nicht durchgängig sein, sondern vor dem Rotorgehäuse enden.The pole faces of the permanent magnet 31 of the rotor 30 rotate closely adjacent to the meandering sections of the meandering conductor track arrangement in a cylinder configuration. In the illustrated embodiment, this permanent magnet 31 is annular and consists of powdered magnetic material that is dispersed in a hardened plastic matrix. The inner circumference of the permanent magnet ring 31 has a smooth surface. Magnetic yoke material in the form of a soft iron ring 32 is attached to the outer circumference of the permanent magnet ring 31 . A cylindrical shoulder, which is arranged concentrically to the axis of rotation 1 , projects inwards from the inside of the rotor housing 34 and forms the shaft section 35 of the rotor. On the outer periphery of this rotor shaft section 35 a step is recessed, with which the rotor shaft section 35 bears firmly on the rotatably held inner ring of the lower ball bearing 12 ' . With its stationary ge outer circumference, this lower ball bearing 12 ' lies against the bore of the sleeve 11 of the base plate 10 and is secured against axial displacement relative to the sleeve 11 by a clamping ring 16 , which is inserted into an annular groove on the inner circumference of the sleeve 11 is. From the solid material of the ro tor shaft section 35 , a concentrically arranged - in the illustrated embodiment continuous - internal thread 36 is cut out. In an alternative embodiment, the internal thread 36 starting from the inside could not be continuous, but could end in front of the rotor housing.

Eine im wesentlichen hutförmige Plattenauflage 40 weist eine Abdeckplatte 41 auf, von der ein zylindrischer, kon zentrisch zur Drehachse angeordneter Wandabschnitt 42 ab steht, der in einem sich in radialer Richtung erstreckenden Flanschabschnitt 43 endet. Die Oberseite des Flanschabschnittes 43 definiert die Plattenauflage-Ebene "B". Der Innenumfang des zylindrischen Wandabschnittes 42 ist in engem Abstand dreh bar zum Außenumfang der Hülse 11 gehalten. Von der Abdeckplatte 41 steht ein mittig angeordneter Wellenabschnitt 44 der Platten auflage 40 nach innen vor. Mit seinem Außenumfang liegt dieser Plattenauflage-Wellenabschnitt 44 sowohl am drehbar gehaltenen Innenring des oberen Kugellagers 12 wie am drehbar gehaltenen Innenring des unteren Kugellagers 12′ an. Der ortsfest gehal tene Außenring des oberen Kugellagers 12 liegt an der Innenwand der Hülse 11 an. Zwischen dem oberen Kugellager 12 und dem unteren Kugellager 12′ ist ein ringförmiger Abstandshalter 17 eingesetzt, der an der Oberseite einer Wellfeder 18 an liegt, die sich mit ihrer Unterseite am Spannring 16 abstützt. Von der Stirnfläche des Plattenauflage-Wellenabschnittes 44 steht ein mittig angeordneter, mit Außengewinde 46 versehener Schraubbolzen 45 ab. Dieser Schraubbolzen ist in das Innen gewinde 36 am Rotor-Wellenabschnitt 35 einschraubbar und weist einen ballig abgerundeten Endabschnitt 47 auf. Zur Erdung des Rotors kann dieser ballige Endabschnitt 47 an einer - nicht dargestellten - geerdeten Kontaktfeder anliegen.An essentially hat-shaped plate support 40 has a cover plate 41 , from which a cylindrical wall section 42 , arranged centrally to the axis of rotation, protrudes, which ends in a flange section 43 extending in the radial direction. The top of the flange portion 43 defines the plate support plane "B". The inner circumference of the cylindrical wall section 42 is held in close proximity to the outer circumference of the sleeve 11 . From the cover plate 41 is a centrally arranged shaft portion 44 of the plate support 40 in front. With its outer circumference, this plate support shaft section 44 lies both on the rotatably held inner ring of the upper ball bearing 12 and on the rotatably held inner ring of the lower ball bearing 12 ' . The stationary outer ring of the upper ball bearing 12 bears against the inner wall of the sleeve 11 . Between the upper ball bearing 12 and the lower ball bearing 12 ' , an annular spacer 17 is used, which lies on the top of a wave spring 18 , which is supported with its underside on the clamping ring 16 . A centrally located screw bolt 45 , provided with an external thread 46 , protrudes from the end face of the plate support shaft section 44 . This screw bolt can be screwed into the internal thread 36 on the rotor shaft section 35 and has a spherically rounded end section 47 . To ground the rotor, this crowned end section 47 can rest against a grounded contact spring (not shown).

Der Schraubbolzen 45 wird in das Innengewinde 36 am Rotor- Wellenabschnitt 35 eingeschraubt, bis die Wellfeder 18 mecha nisch gespannt wird. Durch das Anstellen der Drehkraft gegen über der Wellfeder 18 kann der Abstand "A" zwischen der Plat tenauflage-Ebene "B" und einer durch die Grundplatte 10 de finierte Bezugsebene "C" sehr genau eingestellt werden. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ließ sich der Abstand "A" auf wenige µm genau einstellen. Nach Vornahme der gewünsch ten Einstellung wird der Schraubbolzen 45 gegen eine Verstel lung gegenüber dem Innengewinde 36 gesichert, beispielsweise durch ein Kelbemittel. Sofern das Rotorgehäuse 34 und die Plattenauflage 40 aus Aluminium oder einem anderen metalli schen Material wie etwa "Zamak" bestehen, kann als Klebemittel beispielsweise "Loktite" dienen. The bolt 45 is screwed into the internal thread 36 on the rotor shaft section 35 until the wave spring 18 is mechanically tensioned. By adjusting the torque against the wave spring 18 , the distance "A" between the plat tenauflage level "B" and a de plane defined by the base plate 10 "C" can be set very precisely. In the embodiment described here, the distance "A" could be set to within a few μm. After making the desired setting, the screw bolt 45 is secured against adjustment against the internal thread 36 , for example by a wedge means. If the rotor housing 34 and the plate support 40 are made of aluminum or another metallic material such as "Zamak", "Loktite" can serve as an adhesive, for example.

Für den Gleichstrommotor nach Fig. 1 wird nachstehend die gegenseitige Zuordnung von Permanentmagnet des Rotors und mäanderförmige Leiterbahnanordnung des Stators mit Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Fig. 2 zeigt in schematischer Darstel lung einen Querschnitt längs der Linie II-II aus Fig. 1. Aus Gründen der größeren Übersicht ist lediglich ein ca. 90°C um fassendes Segment der vollständigen Ringanordnung dargestellt.For the DC motor of FIG. 1, the relative arrangement of the permanent magnet of the rotor and explained meandering conductor track arrangement of the stator with reference to Fig. 2 below. Fig. 2 shows a schematic representation of a cross-section along the line II-II of Fig. 1. For reasons of greater clarity, only a segment of the complete ring arrangement covering approximately 90 ° C. is shown.

Von außen nach innen gesehen schließt sich unmittelbar an die Innenwand des Weicheisenringes 32 die Außenwand des ringför migen Permanentmagenten 31 an. Die Einzelpole 38, 38′, 38′′, 38′′′ usw. des ringförmigen Permanentmagenten 31 sind alter nierend in radialer Richtung, d. h., senkrecht auf die Drehachse zu aufmagnetisiert, was schematisch anhand der Orientierung der Pfeile "a" angedeutet ist. In der dargestellten Ausfüh rungsform entspricht die Poltiefe "b" - das ist die Polabmes sung in radialer Richtung - im wesentlichen der Polbreite "c", nämlich der Polabmessung in axialer Richtung.Seen from the outside to the inside, the outer wall of the ringför-shaped Permanentmagenten 31 directly adjoins the inner wall of the soft iron ring to 32nd The single poles 38, 38 ', 38'',38''' etc. of the annular permanent magnet 31 are alternating magnetized in the radial direction, that is, perpendicular to the axis of rotation, which is indicated schematically by the orientation of the arrows "a". In the illustrated embodiment, the pole depth "b" - that is the pole dimension in the radial direction - essentially corresponds to the pole width "c", namely the pole dimension in the axial direction.

In engem Abstand (der in Fig. 2 aus Gründen der Übersicht lichkeit größer dargestellt ist) zum Innenumfang des ring förmigen Permanentmagenten 31 ist stationär ein Träger 26 einer gedruckten Schaltung angebracht. An der Außenseite des Trägers sind je drei Leiterabschnitte 27′, 27′′ und 27′′′ eines hinführenden Mäanderabschnittes 27 der als gedruckte Schaltung ausgebildeten mäanderförmigen Leiterbahnanordnung angebracht. Im Abstand dazu Verlaufen an der Außenseite des Trägers 26 je drei Leiterabschnitte 28′, 28′′ und 28′′′ eines herführenden Mäanderabschnittes 28 der Leiterbahnanordnung.At a close distance (which is shown in Fig. 2 for reasons of clarity larger) to the inner circumference of the ring-shaped permanent magnet 31 , a carrier 26 of a printed circuit is attached stationary. On the outside of the carrier three conductor sections 27 ', 27'' and 27''' of an outgoing meandering section 27 of the meandering conductor track arrangement designed as a printed circuit are attached. At a distance from it run on the outside of the carrier 26 three conductor sections 28 ', 28'' and 28''' of a meandering section 28 of the conductor arrangement.

Entsprechende hin- und herführende Mäanderabschnitte der Leiterbahnanordnung befinden sich - elektromagnetisch ver setzt angeordnet - auf der Innenseite des Trägers. Die an der Innenseite des Trägers befindlichen Mäanderabschnitte liegen - durch eine elektrische Isolierung 29 getrennt - un mittelbar am Außenumfang eines Ringes 21 aus Weichferrit an, welcher den magnetischen Schluß für das die Leiterbahnan ordnung durchsetzende Permanentmagnetfeld bildet.Corresponding back and forth meandering sections of the conductor arrangement are located - arranged electromagnetically ver - on the inside of the carrier. The meandering sections located on the inside of the carrier lie - separated by an electrical insulation 29 - directly on the outer circumference of a ring 21 made of soft ferrite, which forms the magnetic circuit for the permanent magnetic field passing through the conductor track arrangement.

Die Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Gleichstrommotors. Im wesentlichen enthält dieser Motor die gleichen Komponenten wie der Motor nach Fig. 1; jedoch ist gegenüber jenem die Anordnung von Rotor und Stator vertaucht. Beim Motor nach Fig. 3 rotiert der ringförmige Permanentmagent des Rotors innerhalb einer kon zentrischen zylindrischen Leiterbahnanordnung, die ihrer seits am Motorgehäuse abgestützt ist (Innenläufer). FIG. 3 shows another embodiment of a DC motor to the invention OF INVENTION. This engine essentially contains the same components as the engine according to FIG. 1; however, the arrangement of rotor and stator is twisted compared to that. In the motor of FIG. 3, the annular Permanentmagent the rotor rotates within a kon central cylindrical conductor arrangement, which is its turn is supported on the motor housing (inner rotor).

Im einzelnen weist der Motor nach Fig. 3 ein topfförmiges Motorgehäuse 111 auf, von dessen Rand ein Ringflansch 110 radial absteht. Mit diesem Ringflansch 110 ist der Motor druckdicht in eine kreisförmige Aussparung eines Gehäuses 102 einsetzbar, das einen Überdruckraum 103 umschließt. Bei Bedarf kann im Abdichtungsbereich eine - nicht dargestellte - Dichtvorrichtung vorgesehen werden. Innerhalb diese Überdruck raumes befinden sich die vom Motor angetriebenen, rotierenden Speichermedien 104 und 104′, die über einen ringförmigen Ab standshalter 105 voneinander getrennt sind. Eine Deckplatte 106 drückt diese Speichermedien 104 und 104′ in eine stufen förmige Aussparung am Außenumfang eines Rotorkörpers 130.In detail, the engine according to Fig. 3, a cup-shaped motor housing 111, extending from the edge of an annular flange 110 radially. With this ring flange 110 , the motor can be inserted in a pressure-tight manner into a circular recess in a housing 102 which encloses an overpressure space 103 . If required, a sealing device (not shown) can be provided in the sealing area. Within this overpressure space are the motor-driven, rotating storage media 104 and 104 ' , which are separated from one another by an annular spacer 105 . A cover plate 106 presses these storage media 104 and 104 ' into a step-shaped recess on the outer circumference of a rotor body 130 .

Am Innenumfang des zylindrischen Abschnittes des Motorge häuses 111 liegt der magnetische Schluß für das die Leiter bahnanordnung 120 durchsetzende Magnetfeld des rotierenden Permanentmagneten an. In der dargestellten Ausführungsform besteht dieser magnetische Schluß aus einem magnetischen Ring 121 aus Weichferrit. Ein enger Spalt trennt die Leiterbahn anordnung 120 von den Polflächen des rotierenden, ringförmigen Permanentmagenten 131. Der ringförmige Permanentmagent 131 ist längs seines Innenumfanges an einem Weicheisenring 132 abgestützt, der seinerseits fest an einem axial abstehenden Ringflansch 133 des Rotorkörpers 130 angebracht ist. Inner halb des von der Leiterbahnanordnung 120 umschlossenen Ring raumes befindet sich die Ansteuerelektronik 123, die auf einer ringförmigen Platine 124 angebracht ist, die ihrerseits an der Innenseite des Bodens des Motorgehäuses 111 abgestützt ist. Über - nicht dargestellte - Zuführungsleitungen wird die Ansteuerelektronik 123 mit Strom und Spannung zum Antrieb des Motors versorgt. Im freien Raum unterhalb des Permanent magneten 131 erstreckt sich die Platine 124 bis zur Leiter bahnanordnung 120, so daß eine direkte Verbindung mit den zur Ansteuerelektronik 123 führenden Anschlüssen möglich ist.On the inner circumference of the cylindrical portion of the motor housing 111 is the magnetic circuit for the conductor arrangement 120 passing through the magnetic field of the rotating permanent magnet. In the illustrated embodiment, this magnetic circuit consists of a magnetic ring 121 made of soft ferrite. A narrow gap separates the conductor track arrangement 120 from the pole faces of the rotating, annular permanent magnet 131 . The annular permanent magnet 131 is supported along its inner circumference on a soft iron ring 132 , which in turn is fixedly attached to an axially projecting ring flange 133 of the rotor body 130 . Inner half of the area enclosed by the conductor assembly 120 annular space is located, the control electronics 123, which is mounted on an annular circuit board 124, which in turn is supported on the inside of the bottom of the motor housing 111th The control electronics 123 are supplied with current and voltage for driving the motor via supply lines (not shown). In the free space below the permanent magnet 131 , the circuit board 124 extends up to the conductor track arrangement 120 , so that a direct connection to the connections leading to the control electronics 123 is possible.

Vom Boden des Motorgehäuses 111 erstreckt sich mittig in axialer Richtung ein mit dem Motorgehäuse 111 einstückig ausgebildeter Zapfen 115 nach innen, an dessen Außenumfang die festgehaltenen Innenringe der Lager 112 und 112′ an liegen. Der Endabschnitt des Zapfens 115 ist abgestuft, so daß eine mittige Verlängerung 116 resultiert, an deren Umfang ein Außengewinde 117 eingeschnitten ist. Am balligen Ende der Verlängerung 116 liegt eine Kontaktfeder zur Erdung des Rotors an.From the bottom of the motor housing 111 extends centrally in the axial direction with the motor housing 111 integrally formed pin 115 to the inside, on the outer circumference of the fixed inner rings of the bearings 112 and 112 ' to. The end portion of the pin 115 is stepped, so that a central extension 116 results, on the circumference of which an external thread 117 is cut. A contact spring for grounding the rotor rests on the crowned end of the extension 116 .

Am Innenumfang des im wesentlichen hülsenförmigen Rotorkörpers 130 liegen die drehbar gehaltenen Außenringe der Lager 112 und 112′ an. Am Innenumfang des Rotorkörpers 130 ist eine Ringnut ausgespart, in welche ein Spannring 134 eingesetzt ist, der das obere Lager 112 gegen eine axiale Verschiebung gegen über dem Rotorkörper 130 abstützt. Am Innenumfang des Rotorkör pers 130 liegt ein ringförmiger Abstandshalter 135 an, der sich mit seiner Oberseite an der Unterseite des Spannringes 134 und mit seiner Unterseite an der Oberseite einer ringförmigen Well feder 136 abstützt. Diese Wellfeder 136 liegt mit ihrer Unter seite an der Oberfläche des drehbar gehaltenen Außenringes des unteren Lagers 112′ an. Der festgehaltene Innenring dieses unteren Lagers 112′ ist eine Stufe am Zapfen 115 des Motorgehäuses 11 eingesetzt.On the inner circumference of the substantially sleeve-shaped rotor body 130 are the rotatably held outer rings of the bearings 112 and 112 ' . On the inner circumference of the rotor body 130 , an annular groove is recessed into which a clamping ring 134 is inserted, which supports the upper bearing 112 against axial displacement relative to the rotor body 130 . On the inner circumference of the Rotorkör pers 130 is an annular spacer 135 , which is supported with its top on the underside of the clamping ring 134 and with its underside on the top of an annular corrugated spring 136 . This corrugated spring 136 lies with its underside on the surface of the rotatably held outer ring of the lower bearing 112 ' . The held inner ring of this lower bearing 112 ' is a step on the pin 115 of the motor housing 11 is used.

Ein mit Innengewinde versehenes Gewindestück 118 kann auf das Außengewinde 117 der Zapfenverlängerung 116 aufgeschraubt werden. Mit einer Aussparung an seinem Außenumfang liegt dieses Gewindestück 118 am festgehaltenen Innenring des oberen Lagers 112 an. Über das Anziehen des Gewindestückes 118 kann wiederum die axiale Anordnung des Rotorstückes 130 gegenüber dem Motor gehäuse 111 sehr genau festgelegt werden.A threaded piece 118 provided with an internal thread can be screwed onto the external thread 117 of the pin extension 116 . With a recess on its outer circumference, this threaded piece 118 bears against the fixed inner ring of the upper bearing 112 . By tightening the threaded piece 118 , in turn, the axial arrangement of the rotor piece 130 relative to the motor housing 111 can be determined very precisely.

Nach Sicherung der Schraubverbindung zwischen Gewindestück 118 und Zapfenverlängerung 116 wird die mittige Öffnung des Rotor stückes 130 mittels einer Abdeckkappe 137 verschlossen.After securing the screw connection between the threaded piece 118 and the pin extension 116 , the central opening of the rotor piece 130 is closed by means of a cover cap 137 .

Bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gleichstrom motors befinden sich die den Rotor 130 und damit auch die Plat tenauflage drehbar haltenden Lager 112 und 112′ innerhalb des Überdruckraumes 103, so daß eine Lagerdichtung nicht erforder lich ist. Der Arbeitsspalt zwischen dem Permanentmagneten 131 am Rotor 130 und der fest am Motorgehäuse 111 angebrachten Lei terbahnanordnung 120 ist mit einer Sperre 119 überdeckt, die an der Oberseite des Ringflansches 110 angebracht ist. Diese Sper re 119 unterbindet das Austreten von Staubpartikeln aus dem Motor in den Überdruckraum 103. Zusätzlich kann es für diese Ausführungsform zweckmäßig sein, sämtliche Komponenten des Mo tors mit einem das Ablösen und Austreten von Staubpartikeln verhindernden Schutzüberzug zu bedecken.In this embodiment of a DC motor according to the invention are the rotor 130 and thus also the plat tenauflage rotatably holding bearings 112 and 112 ' within the pressure chamber 103 , so that a bearing seal is not required Lich. The working gap between the permanent magnet 131 on the rotor 130 and the Lei terbahnanordnung 120 fixedly attached to the motor housing 111 is covered with a lock 119 which is attached to the top of the ring flange 110 . This barrier 119 prevents dust particles from escaping from the engine into the overpressure chamber 103 . In addition, it can be expedient for this embodiment to cover all components of the motor with a protective coating which prevents detachment and leakage of dust particles.

Die mit Fig. 4 dargestellte Ausführungsform eines erfindungs gemäßen Gleichstrommotors ist im wesentlichen analog zum Motor nach Fig. 1 aufgebracht. Abweichend ist der beim Motor nach Fig. 1 vorgesehene stationäre magnetische Schluß hier durch einen wei teren ringförmigen Permanentmagenten ersetzt, der am Rotor an gebracht ist. The embodiment shown in FIG. 4 of a DC motor according to the invention is applied essentially analogously to the motor in FIG. 1. Notwithstanding the provided in the motor of FIG. 1 stationary magnetic circuit here is replaced by a white ring-shaped permanent magnet, which is brought to the rotor.

Im einzelnen befindet sich hier die stationär angebrachte zylindrische Leiterbahnanordnung 220 im Arbeitsspalt zwischen zwei ringförmigen Permanentmagneten 231 und 233. Am Umfang des äußeren Permanentmagenten 231 liegt der Weicheisenring 232 an. Der konzentrisch zum äußeren Permanentmagenten 231 angeordnete innere Permanentmagnet 233 liegt mit seinem Innenumfang an einem Weicheisenring 234 an. In diesem Falle wirkt jeder Permanentmagnet 231 und 233 wechselseitig als magnetischer Schluß für das die Leiterbahn 220 durchsetzende Permanentmagnetfeld des anderen Permanentmagneten.Specifically, the stationary cylindrical conductor track arrangement 220 is located in the working gap between two ring-shaped permanent magnets 231 and 233 . The soft iron ring 232 lies against the circumference of the outer permanent magnet 231 . The inner circumferential of the inner permanent magnet 233, which is arranged concentrically with the outer permanent magnet 231 , bears against a soft iron ring 234 . In this case, each permanent magnet 231 and 233 mutually acts as a magnetic circuit for the permanent magnetic field of the other permanent magnet passing through the conductor track 220 .

Anhand der Fig. 5a und 5b sind schematisch verschiedene Al ternativen zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Motors mit mehreren Antriebsebenen innerhalb einer Rotationsebene um eine gemeinsame Drehachse herum angedeutet. Der Motor nach Fig. 5a weist drei ringförmige, innerhalb einer gemeinsamen Ebene konzentrisch zueinander angeordnete Permanentmagente 331, 332 und 33 auf, die fest an einem Rotor 330 angebracht sind. Im Arbeitsspalt zwischen den Permanentmagenten 332 und 333 befindet sich die zweite Leiterbahnanordnung 321. Der Permanent magnet 331 dient als magnetischer Schluß für das vom Permanent magneten 332 ausgehende und die Leiterbahnanordnung 320 durch setzende Magnetfeld. An der zur Leiterbahnanordnung 320 ab gewandten Seite ist der Permanentmagnet 331 mit einem Weicheisen ring 335 belegt. In gleicher Weise dient der Permanentmagnet 333 als magnetischer Schluß für das vom Permanentmagnet 332 ausgehende und die Leiterbahnanordnung 321 durchsetztende Magnetfeld. An der zur Leiterbahnanordnung 321 entfernten Seite ist der Perma nentmagnet 333 mit einem Weicheisenring 334 belegt. Durch ent sprechende Ansteuerung der Leiterbahnanordnung 320 und 321 werden mit diesem Motor zwei Antriebsebenen erhalten.Referring to Figs. 5a and 5b schematically illustrate different Al ternatives for the realization of an engine according to the invention with a plurality of driving planes within one rotation plane about a common axis of rotation indicated. The motor of FIG. 5a has three annular, within a common plane concentrically arranged Permanentmagente 331, 332 and 33 which are fixedly mounted on a rotor 330th The second conductor track arrangement 321 is located in the working gap between the permanent magnets 332 and 333 . The permanent magnet 331 serves as a magnetic circuit for the starting from the permanent magnet 332 and the conductor track arrangement 320 by setting magnetic field. On the side facing the conductor arrangement 320 from the permanent magnet 331 is coated with a soft iron ring 335 . In the same way, the permanent magnet 333 serves as a magnetic circuit for the magnetic field emanating from the permanent magnet 332 and passing through the conductor track arrangement 321 . On the side remote from the conductor arrangement 321 , the permanent magnet 333 is covered with a soft iron ring 334 . By driving the circuit arrangement 320 and 321 accordingly, two drive levels are obtained with this motor.

Auch die Ausführungsform nach Fig. 5b liefert zwei Antriebs ebenen. Fig. 5b zeigt einen Ausschnitt aus einer Ausführungs fomr eines erfindungsgemäßen Motors, der im wesentlichen ent sprechend dem Motor nach Fig. 1 aufgebaut ist. Ergänzend und abweichend zum Motor nach Fig. 1 ist ein zweiter am Rotor befestigter Permanentmagnet vorgesehen. Innerhalb des Ring spaltes zwischen den beiden Permanentmagneten befindet sich ein stationär angeordneter magnetischer Schluß.The embodiment of Fig. 5b provides two drive levels. Fig. 5b shows a section of an embodiment for an engine according to the invention, which is constructed essentially accordingly to the engine of FIG. 1. In addition to and deviating from the motor according to FIG. 1, a second permanent magnet attached to the rotor is provided. Within the ring gap between the two permanent magnets is a stationary magnetic circuit.

Im einzelnen sind am Rotor 430 des Motors nach Fig. 5b inner halb einer Rotationsebene konzentrisch zueinander zwei Per manentmagnete 431 und 433 befestigt. Ein ringförmiger Spalt zwischen diesen beiden Permanentmagneten 431 und 433 ist aus reichend bemessen, um darin einen an der Motorgrundplatte 410 stationär befestigten magnetischen Schluß in Form eines Rin ges 421 aus Weichferrit unterzubringen, der an seiner Innen seite und an seiner Außenseite mit je einer Leiterbahnanordnung 420 und 423 versehen ist. Somit befindet sich die erste Leiter bahnanordnung 420 im ersten Arbeitsspalt zwischen Permanentmag net 431 und stationärem magnetischem Schluß 421. Die zweite Leiterbahnanordnung 423 befindet sich im zweiten Arbeitsspalt zwischen dem anderen Permanentmagneten 433 und dem stationären magnetischen Schluß 421. Der Permanentmagnet 431 ist an der zum Arbeitsspalt abgewandten Seite mit einem Weicheisenring 432 be legt. In gleicher Weise ist der Permanentmagent 433 an seiner zum zweiten Arbeitsspalt abgewandten Seite mit einem Weicheisen ring 434 belegt.Specifically, two permanent magnets 431 and 433 are fastened to the rotor 430 of the motor according to FIG. 5b concentrically to one another within a plane of rotation. An annular gap between the two permanent magnets 431 and 433 is sized of sufficient to receive therein a stationary manner on the motor mounting plate 410 fixed magnetic circuit in the form of a Rin ges 421 accommodate from soft ferrite, the page on its inner and on its outer side, each with a conductive strip array 420 and 423 is provided. Thus, the first conductor track arrangement 420 is in the first working gap between the permanent magnet 431 and the stationary magnetic circuit 421 . The second conductor track arrangement 423 is located in the second working gap between the other permanent magnet 433 and the stationary magnetic circuit 421 . The permanent magnet 431 is on the side facing away from the working gap with a soft iron ring 432 be. In the same way, the permanent magnet 433 is coated on its side facing away from the second working gap with a soft iron ring 434 .

Die Fig. 6 zeigt ebenes Band- oder Streifenmaterial zur Er zeugung einer mäanderförmigen Leiterbahnanordnung mit mehreren parallel geführten Leitern für einen erfindungsgemäßen Gleich strommotor. Nach üblichen Ätzverfahren ist an dem ursprünglich beidseitig mit einer dünnen Kupferfolie bedeckten Trägermaterial auf jeder Seite je eine mäanderförmige Leiterbahnanordnung er zeugt worden. Wie dargestellt, besteht jede Leiterbahnanordnung aus drei parallel geführten Leitern, von denen jeder einen An fangs- und Endanschluß aufweist. Die langen, einander gegenüber liegenden, hin- und herführenden Mäanderabschnitte bestehen je weils aus einer Anzahl - im dargestellten Fall drei - paralleler Leiterabschnitte. Zusätzlich sind seitlich zu der Leiterbahnan ordnung Markierungsmarken vorhanden. Die miteinander fluchtende Ausrichtung dieser Markierungsmarken nach dem Ringschluß des ebenen Band- oder Streifenmaterial gewährleistet die gewünschte, bestimmte Konfiguration der Leiterbahnanordnung. Fig. 6 shows flat strip or strip material for generating a meandering conductor arrangement with several parallel conductors for a DC motor according to the invention. According to the usual etching process, a meandering conductor track arrangement was created on each side of the carrier material originally covered on both sides with a thin copper foil. As shown, each conductor arrangement consists of three parallel conductors, each of which has an initial and end connection. The long, opposite, reciprocating meandering sections each consist of a number - in the illustrated case three - parallel conductor sections. In addition, there are marking marks on the side of the conductor track arrangement. The alignment of these marking marks after the ring closure of the flat strip or strip material ensures the desired, specific configuration of the conductor track arrangement.

Die Fig. 7 zeigt anhand einer graphischen Darstellung längs der Ordinate den Betrag der winkelabhängigen Drehmomentschwan kungen bei einer Motorumdrehung um 360° (längs der Abszisse). Im einzelnen zeigt Kurve A des Stillstandsmoment eines herkömm lichen Motors. Die Kurve B zeigt das Relkutanzmoment des näm lichen herkömmlichen Motors. Die Kurve A′ zeigt das Stillstands moment und die Kurve B′ das Reluktanzmoment eines erfindungs gemäßen Gleichstrommotors mit 40 Polen. Fig. 7 shows a graphical representation along the ordinate, the amount of the angle-dependent torque fluctuations with an engine revolution by 360 ° (along the abscissa). Curve A shows the standstill torque of a conventional motor. Curve B shows the reluctance torque of the conventional motor. Curve A 'shows the standstill moment and curve B' the reluctance torque of a DC motor according to the invention with 40 poles.

Claims

1. Electronically commutated DC motor with a rotor ( 30 ), with at least one permanent magnet ( 31 ), with at least four concentric to the rotor axis of rotation ( 1 ) and essentially perpendicular to this polarized poles ( 38, 38 ', 38'', 38 ''' ), be adjacent to an annular yoke part ( 21 ), further with a stator winding in the annular gap between the rotor ( 30 ) and yoke part ( 31 ), with at least one meandering conductor track arrangement ( 20 ), with straight, parallel aligned with each other meandering sections leading or going ( 27, 28 ), further with a device for detecting the angular position of the rotor ( 30 ) with respect to the straight leading meandering sections ( 27, 28 ) and with control electronics ( 23 ), which are based on the the flow of current through the conductive strip array (20) so controlled by the detector signals formed so that it generates a rotor (30) angtreibendes magnetic field marked in is characterized by the combination of the following features:
each forward and backward extending meander (27, 28) consists of a number of parallel conductors sections (27 ', 27'',27'''; 28 ', 28'',28''');
there is a plate support ( 40 ) coupled to the rotor ( 30 ) with a flange section ( 43 ) projecting radially with respect to the rotor axis of rotation ( 1 ) for supporting a storage disk; and
the plate support ( 40 ) is adjustable and fixable with respect to the rotor ( 30 ) in the axial direction in order to set a plate support plane "B" defined by the flange section ( 43 ) to a few micrometers exactly in relation to a parallel reference plane "C" on the motor housing .

2. DC motor according to claim 1, characterized in that the axial adjustment and fixing of the plate support ( 40 ) relative to the rotor ( 30 ) via a screw connection ( 36, 46 ).

3. DC motor according to claim 2, characterized in that on the plate support ( 40 ) a shaft portion ( 44 ) is formed, from which a screw bolt ( 45 ) projects in the axial direction; and
an internal thread ( 36 ) is cut into a rotor shaft section ( 35 ) into which the screw bolt ( 45 ) can be screwed.

4. DC motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the motor is designed as an internal rotor; and has a closed cup-shaped motor housing ( 111 ) which can be inserted in a pressure-tight manner into an overpressure space ( 103 ) of a disk store ( FIG. 3).

5. DC motor according to claim 4, characterized in that the working gap between the permanent magnet ( 131 ) on the rotor ( 130 ) and the stator winding ( 120 ) by a fixed to the motor housing ( 11 ) attached lock ( 119 ) is covered, which prevents the leakage of Dust particles from the engine are prevented in the overpressure chamber ( 103 ).

6. DC motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the components of the DC motor with an off enter protective coating preventing dust particles are covered.

1. DC motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the meandering conductor track arrangement ( 20 ) is a wire coil produced by form winding.

8. DC motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the meandering conductor track arrangement ( 20 ) is designed as a printed circuit.

9. DC motor according to claim 7 or 8, characterized in that the meandering conductor track arrangement ( 20 ) consists of several coils ( Fig. 6).