DE3807377C2 - Gleichstrom-Motor - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft einen Gleichstrom-Motor, nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie er aus der DE-PS 11 35 083 bekannt ist.

Es ist allgemein bekannt, daß der Gebrauch von Per­ manent-Magneten in Gleichstrom-Motoren für Schei­ benwischer-Motoren Schrittmotoren usw. Verwen­ dung finden, die durch die Tatsache, daß sie keine Ener­ gie verbrauchen, und keine Wärme erzeugen, eine Ver­ besserung darstellen. In einem Beispiel, wo der Rotor durch Permanent-Magnete ersetzt wurde, also keine Wärme entstand, konnte durch das Ersetzen der Rotor- Wicklung durch Permanent-Magnete, die bisher not­ wendige Kühlung eingespart werden. Gleichzeitig wur­ de eine verbesserte Leistung so wie ein geringerer Ver­ brauch und ein reduziertes Gewicht verzeichnet. In den bisherigen Gleichstrom-Motoren werden oft Perma­ nent-Magnete als Stator verwendet, die sich als vorteil­ haft erwiesen haben. Sicherlich ist es verständlich, daß bei einer Einsparung von Energie und einer Reduzie­ rung der Hitzeentwicklung, ein Vorteil entsteht, da in den meisten Fällen eine Wärmeabgabe an die Umwelt unnötig verlorene Energie darstellt, und beim Betreiben von Gleichstrom-Motoren ein unnötiges Erhitzen ver­ mieden werden sollte.

Die Kombination von Permanent- Magneten im Rotor und Permanent-Magneten in Ver­ bindung mit Elektro-Magneten im Stator ist aus der DE-PS 11 35 083, der DE 28 34 579 C2 und der DE 27 06 691 B2 bekannt. Durch diese Art von Anwendung, wird die anziehende Wirkung der ungleichen Pole, Kraft 1, der Überbrückungsschub, Kraft 2, und die abstoßende Kraft der gleichen Pole, Kraft 3, wirksam miteinander verbunden und so zu einer Kraft vereint.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen optimierten Gleichstrommotor anzugeben. Gelöst wird diese Aufgabe durch den Patentanspruch 1.

Da die Rotor-Scheiben mit Magneten an der äußeren Kante versehen sind, wirken diese als Schwungrad. Um die Kraft der Hebelwirkung auszuschöpfen, kön­ nen der Durchmesser des Rotors, so wie der Gesamtum­ fang des Motors beliebig vergrößert werden.

Dieses Schwungrad kann durch das System des Mehrscheibenmotors besonders ausgenutzt werden, da die Gewichte der Magnete an der Scheibe sich selbst beschleunigen, durch die Kraft 1, die Anziehung, und der Kraft 3, des Abstoßens. Die zugeführte Energie für den Überbrückungsschub wird bei einem Radius von 45 cm, am Zentrum wesentlich verstärkt nutzbar. Da der Grund dieser Erfindung, ein Motor ist, der durch verbes­ serte Anwendung von bekannten und erprobten Teilen, eine Leistung erbringen soll, die sich gegenüber her­ kömmlichen Gleichstrom-Motoren auszeichnet, muß ei­ ne angewandte Tatsache nochmals betont werden. Um das Prinzip der Anwendung zu verstehen, möchte ich auf die Zeichnung, Blatt 1, verweisen. Die am Rotor befindlichen Magnete mit N für Nordpol, und S für Südpol bezeichnet, sind fest mit dem Rotor verbunden, so daß alle diese Permanent-Magnete gleichzeitig dem Elektro-Magneten am Stator, welcher mit einem Per­ manent-Magneten verbunden ist, gegenüber steht. Zu diesem wird durch Zuleitung von Gleichstrom, ein Schub in Drehrichtung des Rotors erzeugt, der für ein paar Grad, bis die abstoßende Kraft 3, der Permanent- Magnete durch ihre Dauer-Magnet-Kraft den Schub übernimmt. Durch diese Bauweise wird die anziehende Kraft der ungleichen Pole von Permanent, oder auch Dauer-Magnete genannt, so wie abstoßende Kraft der gleichnamigen Pole weitgehend ausgenutzt.

In der Abb. 2, zeigt die Position des Rotors, daß der N = Nordpol, am Rotor, dem N des Stators verlängert durch den Weicheisenkern des Elektro-Magneten ge­ genübersteht. In dieser Stellung stoßen sich die gleich­ namigen Pole in Drehrichtung ab. Gleichzeitig ziehen sich die Gegenpole, der S = Südpol am Rotor und der N = Nordpol am Stator an, und dieser Vorgang findet gleichzeitig rund um den Rotor statt.

Da die Feldstärken der Dauer-Magnete stärker wer­ den je näher sie dem anderen Dauer-Magneten kom­ men, wurde um eine gleichbleibend starke Leistung zu erzielen, der Abstand der Rotorscheiben so auf der An­ triebsachse versetzt, daß je nach Anzahl der Rotorschei­ ben der Abstand der Rotor-Magnete gleichmäßig zwi­ schen den Stator-Magneten plaziert sind. Die Anzahl der Rotorscheiben kann je nach Wunsch von 1 an unbe­ grenzt fortgesetzt werden. Ein weiterer Vorteil dieses Gleichstrom-Motors ist es, daß durch die Größe des Durchmessers die Anzahl der Dauer-Magnete vermehrt werden kann, wodurch sich die Leistung erhöht, jedoch die Höhe der Voltzahl zwischen 6 und 24 bestehen blei­ ben, jedoch auf Wunsch, bei Notwendigkeit erhöht wer­ den kann. Durch wesentliche Vergrößerung des Durch­ messers, wird der Hebelarm verlängert und somit die Drehkraft am Zentrum erhöht. Da es sich um einen Gleichstrom-Motor mit Dauer-Magneten handelt, soll­ ten alle Teile des Rotors und Stators, außer den Rück­ platten der Dauer-Magnete, dem Kern der Elektro-Ma­ gnete und der Antriebsachse mit Lagern aus antimagne­ tischem Material sein, um die Kraftfelder der Dauer- Magnete nicht zu beeinflussen. Vorteilhaft wären, Kunststoffe, Plastikmaterial, Aluminium und antima­ gnetische Gußlegierungen.

Claims (7)

1. Gleichstrommotor mit Dauermagneten sowohl am Rotor als auch am Stator, an letzterem jeweils in Verbindung mit einem Elektromagneten, wobei die Anziehungs­ kraft der ungleichnamigen Pole (Kraft 1), der Überbrückungsschub durch Gleich­ strommerregung der Elektromagnete (Kraft 2) und die abstoßende Kraft der gleichnamigen Pole (Kraft 3) wirksam sind, wobei alle Dauermagnete am Stator radial magnetisiert sind, dadurch gekennzeichnet
daß der Rotor als Scheibe ausgebildet und mit Dauermagneten an der äußeren Kante versehen ist,
daß alle Dauermagnete am Rotor in Umfangsrichtung und in der gleichen Richtung magnetisiert sind, und
daß alle Dauermagnete am Stator mit dem Nordpol zum Rotor hin magnetisiert sind.

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Innenläufer-Motor oder ein Außenläufer-Motor ist.

3. Gleichstrommotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rotoren auf einer längeren Antriebswelle aufgebracht sind und die dazugehörigen Statorteile vorhanden sind (Abb. 3).

4. Gleichstrommotor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete mit einer Gleichspannung zwischen 6 V und 36 V betrieben werden.

5. Gleichstrommotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotoren so auf der Antriebswelle plaziert sind, daß die Dauermagneten der Rotoren in gleichmäßigen Dreh-Abständen nacheinander die Position der Stator­ magnete erreichen, um einen möglichst gleichmäßigen Schub und eine möglichst gleichmäßige Spannungsentnahme zu erreichen.

6. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plazierung der Dauermagneten am Rotor so vorgenommen ist, daß bei einer Anzahl von zwanzig Dauermagneten am Umfang des Rotors vier Elektromagnete gleichzeitig aktiviert werden und dadurch pro Umdrehung fünfmal nacheinander ein Überbrückungsschub abgegeben wird.

7. Gleichstrommotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Rotor mit elf Dauermagneten zwölf Dauermagnete mit jeweils einem Elektromagneten kombiniert am Stator derart plaziert werden, daß bei einer Umdrehung des Rotors nacheinander alle zwölf Elektromagneten am Stator einmal aktiviert werden (Abb. 5).