DE4336518A1

DE4336518A1 - Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE4336518A1
Application number: DE19934336518
Authority: DE
Inventors: Andras Dekany
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-05
Filing date: 1993-10-26
Publication date: 1994-05-11
Also published as: HU9203460D0; HUT67709A

Description

Die Erfindung betrifft einen energiesparenden Gleichstrommotor mit einem zylindrischen Gehäuse mit daran angeordnetem Feldmagneten, mit einem relativ zum Gehäuse drehbeweglichen Anker, der mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist, mit einem Kommutator und mit Bürsten oder einer entsprechenden Steuerung für den Polwechsel.

Bei den gegenwärtigen Gleichstrommotoren sind die Feldmagneten (Permanentmagneten oder Elektromagneten) an der inneren oder äußeren Mantelfläche des Ankers angeordnet. Den Rotor dieser Gleichstrommotoren bilden die Antriebsachse, der Anker oder das Gehäuse.

Aus der DE-OS 37 30 615 A1 ist eine elektrische Maschine mit Permanentmagnet-Erregung mit einem bewickelten Anker und einer relativ zu diesem beweglichen Anordnung von Permanentmagneten, die aufeinanderfolgend Pole unterschiedlicher Polarität definieren und deren Magnetfeld über den Anker und über den Luftspalt zwischen Anker und den Polflächen der Pole des zugeordneten Polpaares geschlossen ist. Bei dieser elektrischen Maschine sind zwischen den Polflächen eines Polpaares entlang des Luftspaltes verlaufend nebeneinander mehrere Einzelmagnete angeordnet.

Aus der DE-OS 39 25 959 A1 ist ein Synchronmotor mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator Wicklungen und der Rotor Permanentmagnete trägt. Die gleich großen in spiralförmigen Reihen angeordneten Permanentmagnete sind auf einem dünnwandigen trommelförmigen Träger befestigt und von einer Halterung umgeben. Um das Trägheitsmoment des Rotors zu verringern, ist der Rotor leicht gebaut und das erzeugte Drehmoment wird dadurch erhöht, daß der Magnetfluß über mindestens einen gehäusefesten Teil geschlossen wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gleichstrommotors, dessen Leistung erhöht oder dessen Stromaufnahme verringert werden kann ohne dabei die Abmessungen des Motors vergrößern zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den konzentrischen Mantelflächen des zylinderförmigen Ankers sich senkrecht zur Ebene der Ankerbleche erstreckende, einander paarweise gegenüberliegende äußere und innere Nuten ausgebildet sind, auf den äußeren und inneren Stegen zwischen den Nuten paarweise stromdurchflossene Wicklungen mit dem gleichen Wicklungssinn angebracht sind, die Wicklungspaare zueinander gegenüberliegend angeordneten Polwicklungen mit entgegengesetztem Wicklungssinn zusammengefaßt sind, der Stromleiter der Wicklungen bei jeder Stegdurchführung abgezweigt ist, die Abzweigung des Stromleiters dem entsprechenden Segment des Kommutators zugeführt ist, an der Innenfläche des Gehäuses sowie an der die Antriebsachse umgebende Weicheisenunterlage paarweise einander gegenüberliegend Feldmagneten befestigt sind, wobei die Anzahl der Feldmagnetpaare und der Polwicklungen der Polzahl des Gleichstrommotors entspricht.

Erfindungsgemäß kann diese Aufgabe auch dadurch gelöst werden, daß der Anker aus einander gegenüberliegenden, zueinander achssymmetrisch angeordneten, mit Wicklungen versehenen Blechpaketpaaren zusammengesetzt ist, wobei diese Ankeranordnung entlang der Antriebsachse beliebig oft wiederholt werden kann, weiterhin zwischen den einzelnen Ankeranordnungen und an den Innenseiten der Gehäusegrundplatten zueinander in Achsrichtung parallel verschobene, aus kreissegmentförmigen Feldmagneten bestehende Feldmagnetpaare angeordnet sind, die über Weicheisenunterlage mit dem Gehäuse verbunden sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigelegten Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Querschnittansicht durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform,

Fig. 2 Längsschnittansicht durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors,

Fig. 3 Längsschnittansicht durch eine vereinfachte Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Gleichstrommotors und

Fig. 4 Querschnittansicht durch eine vereinfachte Ausführungsform des in Fig. 2 dargestellten Gleichstrommotors.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors der Einfachheit halber mit zwei Polen dargestellt. Der in Fig. 1 dargestellte Gleichstrommotor hat ein zylindrisches Gehäuse 1 an dessen Innenwand Feldmagnete 3 angeordnet sind und einen relativ zum Gehäuse 1 drehbeweglichen Anker 9, der mit einer Antriebswelle 2 drehfest verbunden ist. An den konzentrischen Mantelflächen 10 und 11 des zylinderförmigen Ankers 9 sind sich senkrecht zur Ebene der Ankerbleche erstreckende, einander paarweise gegenüberliegende äußere und innere Nuten 12, 13 ausgebildet. Auf den äußeren und inneren Stegen 14 und 15 zwischen den Nuten 12 und 13 sind paarweise stromdurchflossene Wicklungen 5 mit dem gleichen Wicklungssinn angebracht. Die Wicklungspaare sind zueinander gegenüberliegend angeordneten Polwicklungen mit entgegengesetzem Wicklungssinn zusammengefaßt. An der Antriebswelle 2 ist ein Kommutator mit mehreren Segmenten befestigt, wobei die Anzahl der Kommutatorsegmente die Hälfte der Anzahl der Nuten 12 oder 13 ist. Die Bürsten oder eine entsprechende Steuerung für den Polwechsel sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Stromleiter der Wicklungen 5 ist bei jeder Stegdurchführung abgezweigt. Die Abzweigungen des Stromleiters sind jeweils einem entsprechenden Segment des Kommutators 7 zugeführt. An der Innenfläche des Gehäuses 1 sowie an der der Antriebsachse umgebende Weicheisenunterlage 6 sind paarweise einander gegenüberliegend Feldmagnete 3 und 4 befestigt. Die Anzahl der Feldmagnetpaare und der Polwicklungen entspricht der Polzahl des Gleichstrommotors.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors in Längsschnitt dargestellt. Der in Fig. 2 dargestellte Gleichstrommotor hat ein zylindrisches Gehäuse 1, das an den Enden durch je eine Gehäusegrundplatte 17 abgeschlossen ist und einen relativ zum Gehäuse 1 drehbeweglichen Anker 9, der mit einer Antriebswelle 2 drehfest verbunden ist. Der Anker 9 ist aus einander gegenüberliegenden, zueinander achssymmetrisch angeordneten, mit Wicklungen 5 versehenen Blechpaketpaaren 16 zusammengesetzt. Die Blechebene der Blechpakete liegt senkrecht zur radialen Richtung. Diese Ankeranordnung kann entlang der Antriebsachse 2 beliebig oft wiederholt werden. An der Antriebswelle 2 ist ein Kommutator 7 mit mehreren Segmenten befestigt, wobei die Anzahl der Kommutatorsegmente mit der Anzahl der Blechpaketpaare 16 übereinstimmt. Die Bürsten oder eine entsprechende Steuerung für den Polwechsel sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Wicklungen in der gleichen Schnittebene können bei höheren Belastungen parallel geschaltet oder bei niedrigeren Belastungen wieder abgeschaltet werden. Zwischen den einzelnen Ankeranordnungen und an den Innenseiten der Gehäusegrundplatten 17 sind zueinander in Achsrichtung parallel verschobene, aus kreissegmentförmigen Feldmagneten bestehende Feldmagnetpaare 3 angeordnet, die über Weicheisenunterlage 6 mit dem Gehäuse 1 verbunden sind.

In Fig. 3 und 4 zeigt eine vereinfachte Ausführung des in Fig. 2 dargestellten Gleichstrommotors. Die Armatur 9 ist eine aus einander gegenüberliegenden, zueinander achssymmetrisch angeordneten, mit Wicklungen 5 versehenen Blechpaketpaaren 16 zusammengesetzte Ankeranordnung. Hier entfallen die Feldmagnete zwischen den Ankeranordnungen und es sind nur an den Innenseiten der Gehäusegrundplatten 17 zueinander in Achsrichtung parallel verschobene, aus kreissegmentförmigen Feldmagneten bestehende Feldmagnetpaare (3) angeordnet.

Bei den gezeigten Ausführungsvarianten ist es gleichgültig ob das Gehäuse 1 oder der Anker 9 als drehfester Stator oder als bewegter Rotor ausgebildet und verwendet wird.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Antriebsachse
3 äußeres Feldmagnet
4 inneres Feldmagnet
5 Wicklung
6 Weicheisenunterlage
7 Kommutator
8 Kohlebürste
9 Armatur
10 äußere Mantelfläche
11 innere Mantelfläche
12 äußere Nut
13 innere Nut
14 äußerer Steg
15 innerer Steg
16 Blechpaket
17 Gehäusegrundplatte

Claims

1. Gleichstrommotor mit einem zylindrischen Gehäuse mit daran angeordnetem Feldmagneten, mit einem relativ zum Gehäuse drehbeweglichen Anker, der mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist, mit einem Kommutator und mit Bürsten oder einer entsprechenden Steuerung für den Polwechsel, dadurch gekennzeichnet, daß an den konzentrischen Mantelflächen (10, 11) des zylinderförmigen Ankers (9) sich senkrecht zur Ebene der Ankerbleche erstreckende, einander paarweise gegenüberliegende äußere und innere Nuten (12, 13) ausgebildet sind, auf den äußeren und inneren Stegen (14, 15) zwischen den Nuten (12, 13) paarweise stromdurchflossene Wicklungen (5) mit dem gleichen Wicklungssinn angebracht sind, die Wicklungspaare zu einander gegenüberliegend angeordneten Polwicklungen mit entgegengesetztem Wicklungssinn zusammengefaßt sind, der Stromleiter der Wicklungen bei jeder Stegdurchführung abgezweigt ist, die Abzweigung des Stromleiters dem entsprechenden Segment des Kommutators (7) zugeführt ist, an der Innenfläche des Gehäuses (1) sowie an der die Antriebsachse umgebende Weicheisenunterlage (6) paarweise einander gegenüberliegend Feldmagneten (3, 4) befestigt sind, wobei die Anzahl der Feldmagnetpaare und der Polwicklungen der Polzahl des Gleichstrommotors entspricht.

2. Gleichstrommotor mit einem zylindrischen Gehäuse mit daran angeordnetem Feldmagneten, mit einem relativ zum Gehäuse drehbeweglichen Anker, der mit einer Antriebswelle drehfest verbunden ist, mit einem Kommutator und mit Bürsten oder einer entsprechenden Steuerung für den Polwechsel, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (9) aus einander gegenüberliegenden, zueinander achssymmetrisch angeordneten, mit Wicklungen (5) versehenen Blechpaketpaaren (16) zusammengesetzt ist, wobei diese Ankeranordnung entlang der Antriebsachse (2) beliebig oft wiederholt werden kann, weiterhin zwischen den einzelnen Ankeranordnungen und an den Innenseiten der Gehäusegrundplatten (17) zueinander in Achsrichtung parallel verschobene, aus kreissegmentförmigen Feldmagneten bestehende Feldmagnetpaare (3) angeordnet sind, die über Weicheisenunterlage (6) mit dem Gehäuse (1) verbunden sind.

3. Gleichstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (9) aus einander gegenüberliegenden, zueinander achssymmetrisch angeordneten, mit Wicklungen (5) versehenen Blechpaketpaaren (16) zusammengesetzte Ankeranordnung ist, wobei an den Innenseiten der Gehäusegrundplatten (17) zueinander in Achsrichtung parallel verschobene, aus kreissegmentförmigen Feldmagneten bestehende Feldmagnetpaare (3) angeordnet sind.

4. Gleichstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (5) an den einzelnen Blechpaketen (16) der Ankeranordnungen entlang der Antriebsachse (2) in Abhängigkeit der Belastung parallel geschaltet sind.

5. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldmagnete (3, 4) Permanentmagnete sind.

6. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldmagnete (3, 4) Elektromagnete sind.

7. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (9) als Rotor ausgebildet ist.

8. Gleichstrommotor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) als Rotor ausgebildet ist.