DE4401361A1

DE4401361A1 - Kollektorlose Gleichstrommaschine

Info

Publication number: DE4401361A1
Application number: DE19944401361
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dipl Ing Storath; Michael Dipl Ing Zisler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-01-18
Publication date: 1995-07-20

Description

Die Erfindung betrifft eine kollektorlose Gleichstrommaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Maschine ist durch die DE-C-39 31 257 bekannt. Bei dieser Maschine ist das die magnetfeldempfindlichen Elemente haltende Tragteil axial vor dem Läufer der Maschine an dem betreffenden Lagerschild befestigt. Dies führt zu einer entsprechend großen axialen Baulänge der Maschine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine kollektorlose Gleichstrommaschine der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß durch die Anordnung eines Rotorlagegebers möglichst keine oder zumindest nur eine unwesentliche Vergrößerung der axialen Baulänge der Maschine bedingt ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale. Dadurch, daß der Axialvorsprung des Tragteiles in die Eckausnehmung des Läufers ragt, entsteht kein zusätzlicher Platzbedarf für den Rotorlagegeber in axialer Richtung. Das Tragteil selbst kann den Wickelkopf der Ständerwicklung radial übergreifend am Ständer der Maschine befestigt sein, so daß auch durch das Tragteil selbst keine axiale Baulängenvergrößerung bedingt ist. Die Steuerung der magnetfeldempfindlichen Elemente erfolgt durch die Magnete des Läufers, so daß kein gesonderter Steuermagnet erforderlich ist.

Dadurch, daß am Läuferkern ein den Axialvorsprung des Tragteiles untergreifender Axialansatz vorgesehen ist, wird in einfacher Weise ein magnetischer Rückschluß für das die magnetfeldempfindlichen Elemente steuernde Magnetfeld gebildet. Durch einen solchen Rückschluß ergibt sich eine Verbesserung der Steuerqualität.

Wird die axiale Tiefe der Eckaussparung entsprechend eines betriebsmäßig vorgesehen Axialspieles des Läufers bemessen, dann ergibt sich auch bei derartigen Maschinen keine Vergrößerung der axialen Baulänge durch die Anordnung eines Rotorlagegebers.

Bei Maschinen mit einem betriebsmäßigen Axialspiel des Läufers läßt sich eine Baulängenvergrößerung der Maschine auch dadurch vermeiden, daß die magnetfeldempfindlichen Elemente an einem den Wickelkopf der Ständerwicklung übergreifenden und am Ständerblechpaket gehaltenen Tragteil radial und axial innerhalb des Wickelkopfes angeordnet sind und koaxial zu den magnetfeldempfindlichen Elementen auf der Welle des Läufers ein in seiner axialen Erstreckung entsprechend eines betriebsmäßig vorgesehenen Axialspieles des Läufers bemessener, mit dem Läufer rotierender und entsprechend der Polung der Permanentmagnete des Läufers ausgerichteter Steuermagnet angeordnet ist.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele von kollektorlosen Gleichstrommaschinen wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine kollektorlose Gleichstrommaschine, deren Läufer eine die magnetfeldempfindlichen Elemente aufnehmende Eckaussparung aufweist,

Fig. 2 eine kollektorlose Gleichstrommaschine mit einem radial innerhalb eines Tragteiles eines Rotorlage gebers angeordneten Steuermagneten.

Mit 1 ist ein Gehäuse bezeichnet, in das das mit einer Ständerwicklung 2 versehene Ständerblechpaket 3 einer kollektorlosen Gleichstrommaschine eingebaut ist. Der Läufer 4 dieser Maschine weist einen an seinem Außenumfang mit Permanentmagneten bestückten Läuferkern 6 auf. Dieser Läuferkern 6 sitzt auf einer Welle 7, die mittels eines entsprechenden Lagers 8 axial verschiebbar im Gehäuse 1 gelagert ist.

Dem Läufer 4 ist ein Rotorlagegeber 9 zugeordnet der aus einem Tragteil 10 mit einem an diesem angeformten, die magnetfeldempfindlichen Elemente, z. B. Hallgeneratoren, des Rotorlagegebers tragenden Axialvorsprung 11 besteht. Das Tragteil 10 weist einen U-förmigen, den betreffenden Wickelkopf 12 der Ständerwicklung 2 übergreifenden Halteteil 13 auf. Mit dem freien Ende seines einen U-Schenkels 14 liegt das Halteteil 13 an der Stirnseite des Ständerblechpaketes 3 an, wodurch die axiale Lage des Rotorlagegebers 9 bestimmt wird.

Der Läuferkern 6 weist eine Eckaussparung 15 auf, in die der Axialvorsprung 11 des Tragteiles 10 eingreift. Die am Außenumfang des Läuferkernes angeordneten Permanentmagnete 5 überragen die Eckaussparung 15 in axialer Richtung, so daß die am Axialvorsprung 11 angeordneten magnetfeldempfindlichen Elemente radial innerhalb des den Läuferkern 6 überragenden Bereiches der Permanentmagnete 5 zu liegen kommen.

Am Läuferkern 6 ist ferner noch ein den Axialvorsprung 11 des Tragteiles 10 radial innen untergreifender Axialansatz 16 vorgesehen. Dieser Axialansatz 16 bildet für das die magnetfeldempfindlichen Elemente beeinflussende, von den Permanentmagneten 5 ausgehende magnetische Steuerfeld einen magnetischen Rückschluß.

Durch die spezielle Ausbildung des Tragteiles 10 mit dem U- förmigen Halteteil 13, sowie dem nach axial innen ragenden Axialvorsprung 11 ergibt sich für die kollektorlose Gleichstrommaschine kein die axiale Baulänge derselben vergrößernder Platzbedarf.

Ist für den Läufer 4 der Maschine ein betriebsmäßiges Axialspiel vorgesehen, so wird diesem Erfordernis durch eine entsprechende Bemessung der axialen Tiefe der Eckaussparung 15 Rechnung getragen. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 befindet sich der Läufer 4 z. B. in der einen, der rechten Endstellung seines Axialspieles. Die entsprechende Bemessung der axialen Tiefe der Eckaussparung 15 erlaubt eine axiale Verschiebung des Läufers 4 nach links bis in die andere Endstellung seines Axialspieles. Der Rotorlagegeber 9 wird durch das Axialspiel in seiner Funktion nicht beeinträchtigt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvarianten übergreift das Tragteil 10 des Rotorlagegebers 9 wiederum mit seinem U-förmigen Halteteil 13 den betreffenden Wickelkopf 2, so daß das Tragteil 10 eng an dem Wickelkopf 2 anliegend im Gehäuse 1 der kollektorlosen Gleichstrommaschine angeordnet ist und somit keine Vergrößerung der axialen Baulänge der Maschine bedingt. Die magnetfeldempfindlichen Elemente sind in Ausnehmungen 18 des Tragteiles 10 eingebracht, die radial und axial innerhalb des von dem Wickelkopf 2 gebildeten Wickelkopfraumes am Tragteil 10 ausgebildet sind. Damit sind die magnetfeldempfindlichen Elemente innerhalb des Wickelkopfraumes angeordnet. Zur Steuerung der magnetfeldempfindlichen Elemente ist auf der Welle 7 des Läufers 4 ein koaxial zu den Ausnehmungen 18 liegender Steuermagnet 17 vorgesehen. Hinsichtlich seiner Magnetpole ist der Steuermagnet 17 entsprechend der Polung der Permanentmagnete 5 des Läufers 4 ausgerichtet. In seiner axialen Länge ist der Steuermagnet 17 so bemessen, daß trotz eines betriebsmäßigen Axialspieles des Läufers 4 eine einwandfreie Steuerung der magnetfeldempfindlichen Elemente durch das Magnetfeld des Steuermagneten 17 gewährleistet ist. Durch die vorstehend beschriebene Gestaltung des Tragteiles 10 und die entsprechende Anordnung der magnetfeldempfindlichen Elemente an diesem Tragteil 10 ergibt sich für die Unterbringung des Rotorlagegebers 9 an der kollektorlosen Gleichstrommaschine kein zusätzlicher axialer Platzbedarf.

Claims

1. Kollektorlose Gleichstrommaschine, die einen mit Permanentmagneten (5) bestückten Läufer (4) aufweist, dem zur entsprechenden Steuerung der Ständerwicklung (2) ein magnetfeldempfindliche Elemente enthaltender Rotorlagegeber (9) zugeordnet ist, wobei die magnetfeldempfindlichen Elemente mittels eines feststehend im Gehäuse (1) angeordneten Tragteiles (10) in ein magnetisches Steuerfeld ragend gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (4) mit am Außenumfang des Läuferkernes (6) angeordneten Permanentmagneten (5) versehen ist und auf der dem Rotorlagegeber (9) benachbarten Stirnseite des Läufers (4) eine Eckaussparung (15) im Läuferkern (6) vorgesehen ist, in die ein Axialvorsprung (11) des Tragteiles (10) ragt, an dem die magnetfeldempfindlichen Elemente derart angeordnet sind, daß sie durch das auf der dem Arbeitsluftspalt der Maschine abgewandten Seite der Permanentmagnete (5) herrschende Magnetfeld beeinflußt sind.

2. Kollektorlose Gleichstrommaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Läuferkern (6) ein den Axialvorsprung (11) des Tragteiles (10) radial innen untergreifender Axialansatz (16) vorgesehen ist.

3. Kollektorlose Gleichstrommaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Tiefe der Eckausparung (15) entsprechend eines betriebsmäßig vorgesehenen Axialspieles des Läufers (4) bemessen ist.

4. Kollektorlose Gleichstrommaschine, die einen mit Permanentmagneten (5) bestückten Läufer (4) aufweist dem zur entsprechenden Steuerung der Ständerwicklung (2) ein magnetfeldempfindliche Elemente enthaltender Rotorlagegeber (9) zugeordnet ist, wobei die magnetfeldempfindlichen Elemente mittels eines feststehend im Gehäuse (1) angeordneten Tragteiles (10) in ein magnetisches Steuerfeld ragend gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetfeldempfindlichen Elemente an einem den Wickelkopf (12) der Ständerwicklung (2) übergreifenden und am Ständerblechpaket (3) gehaltenen Tragteiles (10) radial und axial innerhalb des Wickelkopfes (2) angeordnet sind und koaxial zu den magnetfeldempfindlichen Elementen auf der Welle (7) des Läufers (2) ein in seiner axialen Erstreckung entsprechend eines betriebsmäßig vorgesehenen Axialspieles des Läufers (4) bemessener, mit dem Läufer (4) rotierender und entsprechend der Polung der Permanentmagnete (5) des Läufers (4) ausgerichteter Steuermagnet (17) angeordnet ist.