DE3708765A1

DE3708765A1 - Elektromotor

Info

Publication number: DE3708765A1
Application number: DE19873708765
Authority: DE
Inventors: Jan Janson
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1987-10-08
Also published as: US4775813A; JPS62152668U; GB8706442D0; NL8600727A; GB2188793B; GB2188793A; FR2601203A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotor mit einem um eine Läuferachse drehbaren Läufer, der einen in axialer Richtung magnetisierten Dauermagnetring aufweist, mit einem Ständer mit einem Ständerkörper, der aus einem koaxial um die Läuferachse vorgesehenen zentralen Ständer teil und Ständerzinken besteht, wobei die Ständerzinken mit je einem an dem zentralen Ständerteil befestigten, sich wenigstens etwa in radialer Richtung erstreckenden Basisteil und einem damit verbundenen Randteil versehen sind, der mit einer Polfläche versehen ist, wobei die gesamten Polflächen in einer quer zu der Läuferachse liegenden Ebene liegen und mittels eines Luftspaltes mit dem Läufer zusammenarbeiten und mit mindestens einer Ständerspule.

Ein derartiger Motor ist aus der NL-Patentanmeldung 85 015 519 bekannt. Der bekannte Motor hat ein stern förmiges flaches Ständerblechpaket mit sich radial erstreckenden Ständerzinken, die aus je einem Basisteil bestehen, um den eine Ständerspule vorgesehen ist, sowie aus einem Randteil, der mit einer axialen Polfläche versehen ist. In dem bekannten Motor ist folglich jede Ständerzinke umwickelt. Für einen Ständer, der nur eine geringe Anzahl Ständerzinken aufweist, braucht dies nicht nachteilig zu sein; wenn aber in dem Elektromotor viele Ständerzinken erforderlich sind, führt das Umwickeln der einzelnen Ständerzinken zu einem verwickelten Ständer, der ein aufwendiges Herstellungsverfahren bedingt.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, einen Motor der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei der Ständer von einer derartigen Konstruktion ist, daß im Grunde jede gewünschte Anzahl Ständerzinken möglich ist, ohne daß dadurch besondere Probleme bei der Herstellung des Ständers entstehen.

Der erfindungsgemäße Elektromotor wird dazu dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anzahl der Ständer zinken einen axialen Zinkenteil aufweisen, der sich zwischen dem Basisteil und dem Randteil der betreffenden Ständerzinken erstreckt, wobei von diesen Ständerzinken die Basisteile und die Randteile in unterschiedlichen, gegenüber einander in axialer Richtung verschobenen radialen Ebenen liegen, wobei die Ständerspule in dem zwischen dem zentralen Ständerteil und den gemeinsamen, sich axial erstreckenden Zinkenteilen liegenden Raum auf koaxiale Weise um die Läuferachse angeordnet ist.

In dem erfindungsgemäßen Motor sind die Ständerzinken selbst folglich nicht umwickelt, wodurch eine große Freiheit in der Wahl der Anzahl Ständerzinken gegeben wird.

Eine günstige Ausführungsform, bei der der Motor mit einer geraden Anzahl Ständerzinken versehen ist, weist das Kenn zeichen auf, daß die Hälfte der vorhandenen Ständerzinken den axial sich erstreckenden Zinkenteil aufweist, wobei die betreffenden Ständerzinken auf regelmäßige Weise zwischen den übrigen Ständerzinken vorgesehen sind.

Diese Ausführungsform kann als Einphasen-Wechselstrom oder -Gleichstrommotor ausgebildet sein, wobei der Ständerkörper von einer besonders einfachen Konstruktion sein kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform weist das Kennzeichen auf, daß von den Ständerzinken, die mit einem sich axial erstreckenden Zinkenteil versehen sind, eine Anzahl der Basisteile in einer in einer ersten axialen Richtung gegenüber der radialen Ebene, in der die gemeinsamen Rand teile liegen, verschobenen ersten radialen Ebene und die übrigen der Basisteile der betreffenden Ständerzinken in einer in einer zweiten axialen Richtung gegenüber der radialen Ebene, in der die gemeinsamen Randteile liegen, verschobenen zweiten radialen Ebene liegen, wobei zwecks einer Mehrphasenausbildung des Motors in dem zwischen dem zentralen Ständerteil und den gemeinsamen, sich axial erstreckenden Randteilen liegenden Raum mindestens eine weitere Ständerspule auf koaxiale Weise um die Läuferachse angeordnet ist.

Diese Ausführungsform eignet sich insbesondere dazu, als Zweiphasen-Gleichstrommotor ausgebildet zu werden. Vorzugsweise wird in diesem Fall der Ständerkörper zweiteilig ausgebildet sein und aus zwei axial aufeinander angeordneten Ständerkörperteilen bestehen, wobei jeder dieser Teile aus einer ferromagnetischen Platte gebildet ist, die durch mechanische Bearbeitungen, wie Schneiden und Stanzen, in die richtige Form gebracht ist. Die genannten Teile umfassen vorzugsweise je die Hälfte der gesamten Anzahl der Ständerzinken, wobei beim Zusammen setzen der Teile zu dem Ständerkörper die Ständerzinken des einen Teils zwischen den Ständerzinken des anderen Teils angeordnet werden. Dabei ist es günstig, die Ständerspulen vor dem Zusammenfügen der Teile anzuordnen.

Zur Verringerung etwaiger Wirbelstromverluste weist eine weitere Ausführungsform das Kennzeichen auf, daß die genannte Platte aus Lamellen aufgebaut ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Ständerkörpers einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motors,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht des Ständerkörpers nach Fig. 1,

Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht des Ständerkörpers nach Fig. 1 mit einer Ständerspule,

Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht eines Ständerkörpers einer zweiten Ausführungsform des Motors nach der Erfindung,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5 der zweiten Ausführungsform.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ständerkörper 2 besteht aus einem zentralen Ständerteil 4 und sechs an dem Ständerteil 4 vorhandenen Ständerzinken 6 A, 6 B, 6 C, 6 D, 6 E und 6 F. Der Ständerteil 4 und die Ständerzinken 6 A bis 6 F sind durch Schneiden und Verformen als Ganzes aus einer ferromagnetischen Platte hergestellt. An den Ständerzinken 6 A bis 6 F kann ein Basisteil 8, der sich an einen sich radial erstreckenden Teil des zentralen Ständerteils 4 anschließt, sowie ein in dem freien Ende der Ständerzinken endender Randteil 10 unterschieden werden. Die Randteile 10, die mit axialen Polflächen 10 A versehen sind, liegen alle in derselben radialen Ebene, während die Basisteile 8 abwechselnd in zwei gegenüber einander axial verschobenen Ebenen liegen, wobei die Basisteile der Ständerzinken 6 A, 6 C und 6 E in derselben Ebene liegen wie die Randteile 10. Die übrigen Ständerzinken, und zwar 6 B, 6 D und 6 F weisen einen zwischen dem Basisteil 8 und dem Randteil 10 sich axial erstreckenden Zinkenteil 12 auf, der den axialen Abstand zwischen dem Basisteil und dem Randteil über brückt, wobei die gemeinsamen Zinkenteile 12 auf einer imaginären Zylinderoberfläche liegen. Um den zentralen Ständerteil 4 herum ist eine Ständerspule 14 (siehe Fig. 4) gewickelt, die den zwischen dem zentralen Ständer teil und den gemeinsamen, sich axial erstreckenden Zinkenteilen 12 vorhanden Raum auffüllt. Der Ständerteil 4 ist mit einer zentralen Öffnung 16 zum Anordnen einer an dieser Stelle nicht näher angegebenen Lagerung für einen Läufer versehen. Der obenstehend beschriebene Ständer körper samt Ständerspule ist z. B. bei einem Einphasen- Wechselstrommotor verwendbar.

Der in Fig. 6 dargestellte erfindungsgemäße Elektromotor, von dem in Fig. 5 der Ständerkörper mit den Ständerspulen einzeln dargestellt ist, ist ein bürstsenloser Zweiphasen-Gleichstrommotor. Der Motor weist einen um eine Läuferachse 18 drehbaren Läufer 20 auf, der aus einer ferromagnetischen Scheibe und einem Axial-Dauermagnetring 20 A mit achtzehn Läuferpolen besteht. Weiterhin weist der Motor einen Ständerkörper 22 auf, der aus einem zwei teiligen zentralen Ständerteil 24 A, 24 B mit zwölf Ständer zinken 26 A bis 26 L gebildet ist. Ein Teil 24 A des zentralen Ständerteils trägt sechs Ständerzinken 26 A bis 26 F, und der andere Teil 24 B trägt die übrigen Ständer zinken 26 G bis 26 L.

Alle Ständerzinken 26 A bis 26 L sind mit einem Basisteil 28 und einem Randteil 30 versehen, wobei der Basisteil an dem zentralen Ständerteil 24 A, 24 B befestigt ist und der Rand teil sich an dem freien Ende der Ständerzinken befindet und mit einer Polfläche 30 A zum Zusammenarbeiten mit dem Läufer 20 versehen ist. Die beiden Teile 24 A und 24 B des zentralen Ständerteils sind, in axialer Richtung gesehen, übereinander angeordnet und derart gegenüber einander gedreht, daß die Randteile 30 der Ständerzinken 26 A bis 26 F zwischen den Randteilen 30 der Ständerzinken 26 G bis 26 L liegen. Außerdem ist die axiale Abmessung des zentralen Basisteils derart, daß alle Randteile 30 in ein und derselben senkrecht auf der Läuferachse 18 stehenden radialen Ebene liegen, so daß die gemeinsamen Polflächen 30 A ebenfalls in ein und derselben radialen Ebene liegen. Die genannten Basisteile 28 befinden sich in drei verschiedenen, gegenüber einander axial verschobenen radialen Ebenen. Dabei liegen die Basisteile 28 der Ständerzinken 26 A, 26 C, 26 E, 26 G, 26 I und 26 K in derselben radialen Ebene, in der die Randteile 30 liegen. Die Basis teile 28 der übrigen Ständerzinken, d. h. 26 B, 26 D, 26 F und 26 H, 26 J, 26 L liegen in einer in einer ersten bzw. in einer in einer zweiten axialen Richtung verschobenen radialen Ebene gegenüber der Ebene, in der die Randteile 30 liegen. Die Ständerzinken 26 B, 26 D, 26 F, 26 H, 26 J und 26 L sind dazu mit je einem sich axial erstreckenden Zinkenteil 42 versehen, der den axialen Abstand zwischen dem Basisteil 28 und dem Randteil 30 überbrückt. Die gemeinsamen, sich axial erstreckenden Zinkenteile 42 liegen auf einer imaginären Zylinderoberfläche.

In dem Raum, der zwischen dem Teil 24 A des zentralen Ständerteils und den gemeinsamen, sich axial erstreckenden Ständerteilen 42 der Ständerzinken 26 B, 26 D und 26 F liegt, befindet sich eine erste ringförmige Ständerspule 44 A, und in dem entsprechenden Raum zwischen dem Teil 24 B und den sich axial erstreckenden Ständerteilen 42 der Ständer zinken 26 H, 26 J und 26 L befindet sich eine zweite ring förmige Ständerspule 44 B.

In diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Ständer zinken 26 A bis 26 L nicht genau radial, sondern sind, von der Läuferachse 18 aus gesehen, über einen geringen Winkel gegenüber der radialen Richtung gedreht. Durch diese Maß nahme können die verschieden ausgebildeten Ständerzinken möglichst wirtschaftlich ineinander geschoben werden, wodurch ein zentraler Ständerteil mit einem geringen Durchmesser möglich ist. Zur Beschränkung der Wirbelstrom verluste kann es unter Umständen günstig sein, den Ständerkörper 22 als Blechpaket auszubilden.

Der Ständerkörper 22 ist mittels nicht näher dargestellter Verbindungen, z. B. Metall- oder Kunststoffstifte, befestigt. In dem Träger 46 ist eine Ausnehmung 48 vorge sehen, in die ein Teil des Ständerkörpers 22 und der Spule 44 A aufgenommen werden kann. Zwischen den Teilen 24 A und 24 B des zentralen Ständerteils befindet sich eine zugleich als Distanzbuchse wirksame Lagerbuchse 50 für die Läufer achse 18.

Der in Fig. 6 dargestellte flache Motor, der z. B. in Audio-Apparatur, wie Compact-Disc-Spielern, und in Daten speicher-Apparatur, wie Floppy-Disc-Antriebseinheiten, verwendet werden kann, läßt sich besonders einfach konstruieren und herstellen. Der Ständerkörper kann in zwei Hälften aus einem ferromagnetischen Blechmaterial, z.B. lamelliertem Eisenblech, gestanzt werden, wonach jede Hälfte bewickelt wird und wonach dann die Hälften zusammengefügt und auf dem Träger befestigt werden, der vorher bereits mit der erforderlichen Elektronik versehen worden ist. Danach kann der Motor hinzugefügt werden. Obschon eine Zweiphasen-Ausführungsform mit zwölf Ständer zinken und achtzehn Magnetpolen dargestellt ist, beschränkt sich die Erfindung nicht auf diese Anzahlen.

Claims

1. Elektromotor mit:

- einem um eine Läuferachse drehbaren Läufer, der einen in axialer Richtung magnetisierten Dauermagnetring aufweist,
- einem Ständer mit einem Ständerkörper, der aus einem koaxial um die Läuferachse vorgesehenen zentralen Ständerteil und Ständerzinken besteht, wobei die Ständerzinken mit je einem an dem zentralen Ständerteil befestigten, sich wenigstens etwa in radialer Richtung erstreckenden Basisteil und einem damit verbundenen Randteil versehen sind, der mit einer Polfläche versehen ist, wobei die gesamten Polflächen in einer quer zu der Läuferachse liegenden Ebene liegen und mittels eines Luftspaltes mit dem Läufer zusammenarbeiten, und
- mindestens einer Ständerspule,

dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anzahl der Ständerzinken einen axialen Zinkenteil aufweisen, der sich zwischen dem Basisteil und dem Randteil der betreffenden Ständerzinken erstreckt, wobei von diesen Ständerzinken die Basisteile und die Randteile in unterschiedlichen, gegenüber einander in axialer Richtung verschobenen radialen Ebenen liegen, wobei die Ständerspule in dem zwischen dem zentralen Ständerteil und den gemeinsamen, sich axial erstreckenden Zinkenteilen liegenden Raum auf koaxiale Weise um die Läuferachse angeordnet ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, wobei der Motor mit einer geraden Anzahl Ständerzinken versehen ist, dadurch gekenn zeichnet, daß die Hälfte der vorhandenen Ständerzinken den sich axial erstreckenden Zinkenteil aufweisen, wobei die betreffenden Ständerzinken auf regelmäßige Weise zwischen den übrigen Ständerzinken angeordnet sind.

3. Elektromotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß von den Ständerzinken, die mit einem sich axial erstreckenden Zinkenteil versehen sind, eine Anzahl der Basisteile in einer in einer ersten axialen Richtung gegenüber der radialen Ebene, in der die gemeinsamen Rand teile liegen, verschobenen ersten radialen Ebene und die übrigen der Basisteile der betreffenden Ständerzinken in einer in einer zweiten axialen Richtung gegenüber der radialen Ebene, in der die gemeinsamen Randteile liegen, verschobenen zweiten radialen Ebene liegen, wobei zwecks einer Mehrphasenausbildung des Motors in dem zwischen dem zentralen Ständerteil und den gemeinsamen, sich axial erstreckenden Randteilen liegenden Raum mindestens eine weitere Ständerspule auf koaxiale Weise um die Läuferachse angeordnet ist.

4. Ständerkörper zum Gebrauch in einem Ständer eines Elektromotors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anzahl der Ständerzinken und wenigstens ein Teil des zentralen Ständerteils als Ganzes aus einer Platte aus ferromagnetischem Material gebildet sind.

5. Ständerkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Platte lamelliert ist.