DE3716625A1

DE3716625A1 - Permanentmagnetisch erregter elektromotor

Info

Publication number: DE3716625A1
Application number: DE19873716625
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ing Grad Cap; Edgar Zuckschwert
Original assignee: Papst Motoren GmbH and Co KG
Current assignee: Papst Licensing GmbH and Co KG
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1987-12-03
Anticipated expiration: 2007-05-19
Also published as: DE3716625C2; US4982130A

Description

Die Erfindung betrifft einen permanentmagnetisch erregten Elektromotor mit einem Stator und einem Rotor, einem ebenen Luftspalt und dem beide Motorelemente drehbar verbindenden Lager.

Bei Capstan-Antrieben mit Kollektoren, wie sie beispielsweise in Geraeten mit Bandantrieben verwendet werden, ist haeufig eine sehr flache Bauweise erwuenscht.

Da in diesem Anwendungsfall haeufig auch sehr grosse Stueckzahlen erzeugt werden muessen, stellt sich die Aufgabe, die Forderung nach flacher Bauweise und einer Verringerung des Herstellungsaufwandes gleichzeitig zu erfuellen.

Eine aus der DE-OS 34 27 994.6 oder der JP-OS 58-51764 bekannte Anordnung befasst sich bereits mit der Verwendung von gestanzten Leiterplatten, die als Verbundplatinen ausgebildet sind.

Eine solche Anordnung fuehrt bereits zu einer Vereinfachung der Herstellung der Motore. Sie kann jedoch noch weiter verbessert werden.

Die Loesung dieser Aufgabe wird dadurch erreicht, dass der Rotor eine Verbundplatine aufweist, mit einem Traeger aus Eisen, mindestens einer gegen die Eisenplatte elektrisch isolierenden Schicht und einer darauf angeordneten elektrisch leitfaehigen, Leiterbahnen bildenden Schicht, mittels derer Spulen oder elektronische Schaltelemente verschaltet sind und dass die die Leiterbahnen bildende Schicht den Kollektor bildet.

Mit dieser Anordnung ist es moeglich, eines oder beide komplementaeren Motorteile, Stator und/oder Rotor jeweils einstueckig und aus einem Materialteil, naemlich dem isolationsbeschichteten Eisenblech, herzustellen und dabei alle erforderlichen Schaltungsbahnen aufzubringen. Dies kann durch Aetzen aus einer Kupferkaschierung oder durch Siebdruck von metallischen oder anderen leitfaehigen Beschichtungen erfolgen.

Die dadurch erreichte starke Vereinfachung der Herstellung der Einzelteile sowie die Verringerung der Teilezahl bei gleichzeitiger Vergroesserung der Festigkeit der Einzelteile und die Vereinfachung der Montage ergibt einen betraechtlichen herstellungstechnischen Vorteil.

Die Spulen koennen als sogenannte "Sheet-coil"-Spulen spiralig aus der Kupferkaschierung oder mittels Siebdruckverfahren hergestellt werden und dies kann auch in mehrlagiger Form geschehen.

Zur Erhoehung der Lebensdauer des Kollektors, kann die leitfaehige Schicht verstaerkt werden, so dass sie beispielsweise etwa 70 mµ bis 150 mµ stark ist. Sie kann weiterhin mit Edelmetallen belegt werden, so dass sich dadurch eine weitere Erhoehung der Lebensdauer ergibt.

Auch koennen die fuer den Motor erforderlichen elektronischen Bauteile, wie Entstoermittel, Regelungs- und Steuerungmittel, auf der den Stator oder der den Rotor bildenden Platte angeordnet und verschaltet sein.

Die Anordnung kann mehrere Rotoren und einen gemeinsamen Stator aufweisen.

Im Bedarfsfalle koennen elektronische Bauteile, wie Widerstaende oder Kondensatoren, die als Entstoerungs-, Steuer- oder Regelmittel dienen, durch Siebdruck zwischen die Leiterbahnen eingearbeitet sein.

In der nachfolgenden Zeichnung, anhand derer die Erfindung weiter erlaeutert wird, zeigen

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch einen Motor

Fig. 1a einen Rotor mit Spulenwickeln, Printschaltung und Kollektor

Fig. 1b einen Stator mit Bauteilen und Printschaltung.

In Fig. 1 ist eine Statorplatte 10, die aus einer Platte aus magnetisch weichem Eisen 120, mindestens einer isolierenden Schicht 121 und leitfaehigen Bahnen 101 besteht, mit einem Lager 20 versehen, ueber das der Rotor 30 mit dem Stator 10 drehbar verbunden ist. Der Rotor besteht vorteilhaft aus einer Platte mit aequivalentem Aufbau, beipielsweise aus einer kupferkaschierten und geaetzten oder aus einer mittels Siebdruck mit leitfaehigen Bahnen versehenen Eisenplatte 120-121-101. Die Permanentmagnete 104 und der magnetische Rueckschluss 108 sind mit dem Stator 10 vorzugsweise verklebt.

Die leitfaehigen Schichten des Rotors 30, Fig. 1a, der Kollektor 106 und die elektrischen Leiterbahnen 101 zu den Feldspulen 107, sind durch die bekannten Aetz-und Siebdruckverfahren erzeugt. Es koennen weiterhin durch Siebdruck erzeugte elektronische Bauteile, wie Widerstaende und Kondensatoren, in die Schaltung eingearbeitet sein.

Die Materialstaerke der leitfaehigen Schicht kann zur Erhoehung der Lebensdauer des Kollektors gegenueber den ueblichen Verbundplatinen verstaerkt ausgefuehrt werden, also beispielsweise eine verstaerkte Kupferkaschierung verwendet oder die Auflagenstaerke beim Siebdrucken erhoeht werden. Staerken der leitfaehigen Schicht von etwa 70 mµ bis 150 mµ sind dabei zweckmaessig.

Insbesondere koennen die bei der Herstellung gebildeten Kollektorlamellen zusaetzlich mit Edelmetallauflagen aus Gold, Nickel oder Palladium versehen werden, was die Lebensdauer des Kollektors weiter erhoeht.

Auf dem Stator 10, Fig. 1b sind die Zuleitungen 102 an den in der selben Weise erzeugten Leiterbahnen 101 befestigt, die ebenfalls elektronische Bauteile 103, etwa fuer Regelungen, Steuerungen oder Enstoerungen, zu einer vollstaendigen Schaltung verbinden.

Die Stromzufuehrung zum Rotor 30 erfolgt ueber Buersten 105, die unmittelbar in die Leiter 101 des Stators 10 eingeloetet sein koennen.

Die mechanische Bewegung kann ueber die Achse 109 oder eine Riemenscheibe 108 abgeleitet werden.

Anstelle der Wickel aus Drahtspulen koennen auch als "Sheet-coil"-Spulen bezeichnete Spiralspulen verwendet werden. Die Spiralen sind dabei ebenfalls Leiterbahnen, die im gleichen Herstellungverfahren auf der isolierbeschichteten Eisenplatte erzeugt werden, naemlich durch Aetzen oder Siebdrucken, wie die Lamellen des Kollektors 106 oder die uebrigen Leiterbahnen 101.

Bei der Verwendung weiterer isolierender Schichten und weiterer Spiralspulen kann durch Verbinden der Wicklungsenden eine mehrlagige Ausbildung der bekannten Sheet-coil Spulen ermoeglicht werden.

Claims

1. Permanentmagnetisch erregter Elektromotor mit einem Stator, einem Rotor, einem ebenen Luftspalt und einem beide Motorelemente verbindenden Lager, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor eine Verbundplatine aufweist, mit einem Traeger aus Eisen, mindestens einer gegen die Eisenplatte elektrisch isolierenden Schicht und einer darauf angeordneten elektrisch leitfaehigen, Leiterbahnen bildenden Schicht, mittels derer Spulen oder elektronische Schaltelemente verschaltet sind und dass die die Leiterbahnen bildende Schicht den Kollektor bildet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldspulen als bekannte spiralige Sheet-coil Spulen ausgebildet und Teil der die Leiterbahnen (101) bildenden Schicht sind.

3. Anordnung nach einem der Ansprueche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator aus einer Verbundplatine besteht und dass erforderliche elektronische Bauteile (103), wie Entstoermittel, Regelungs- und Steuerungmittel, auf der den Stator bildenden Platte (10, 30) angeordnet und verschaltet sind.

4. Anordnung nach einem der Ansprueche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauteile (103) durch Siebdruck erzeugt sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprueche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfaehige Schicht eine Dicke von etwa 70 mµ bis 150 mµ aufweist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollektorlamellen eine Edelmetallauflage wie etwa Gold, Nickel oder Palladium aufweisen.

7. Anordnung nach einem der Ansprueche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Rotoren (30) einen gemeinsamen Stator (10) aufweisen.

8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus einer Sheet-coil Spule und einer isolierenden Schicht bestehende Schichtfolge mehrfach uebereinandergeschichtet ist und zu einer mehrlagigen Sheet-coil Spule ausgebildet und verschaltet ist.

9. Methode zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprueche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfaehige Schicht durch Aetzen einer Kupferkaschierung gebildet ist.

10. Methode zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprueche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfaehige Schicht durch Siebdruck gebildet ist.