DE69400429T2

DE69400429T2 - Zylindrischer elektromechanischer Wandler

Info

Publication number: DE69400429T2
Application number: DE69400429T
Authority: DE
Inventors: Taghezout Daho
Original assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Current assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2014-12-23
Also published as: EP0661794A1; CA2138617A1; US5736806A; DE69400429D1; TW293965B; EP0661794B1; JPH07327346A; CA2138617C

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektromechanische Wandler mit einer Konfiguration vom zylindrischen Typ, welche insbesondere als Schrittmotoren dienen können. Im einzelnen betrifft die vorliegende Erfindung elektromechanische Wandler mit einem Durchmesser in der Größenordnung einiger Zentimeter.
Derartige elektromechanische Wandler kleiner Abmessungen und von zylindrischer Konfiguration werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt und insbesondere in Telekommunikationssystemen im Gebiet der audio-visuellen Technik, auf medizinischem Gebiet, bei der Automatisierung oder auch in Sicherheitssystemen.
Aus dem Dokument US-3,952,219 ist ein Motor zylindrischer Konfiguration mit drei langgestreckten Statorteilen bekannt, die einen auf eine Drehachse des Rotors zentrierten Kreisbogen begrenzen. Die drei Statorteile werden zwischen zwei Flanschen gehalten, von denen jeder ein Loch für die Welle des Rotors aufweist, auf dem ein Permanentmagnet befestigt ist. Drei Spulen sind auf ersten Partien der drei Statorteile montiert. Andere Partien dieser Statorteile befinden sich gegenüber dem Permanentmagneten des Rotors. Die Statorteile sind radial durch Köpfe positioniert, die an den Enden der Statorteile vorgesehen sind, welche Köpfe in Ausschnitte eingeführt sind, die für diesen Zweck in den zwei Flanschen des Motors vorgesehen sind.
Dieser Motor ist zwar relativ leicht montierbar, weist jedoch eine bestimmt Anzahl von Problemen auf. Erstens durchsetzt die Rotorwelle den Motor in Längsrichtung, was für die Stabilität der Drehung des Rotors nachteilig ist. Um darüberhinaus eine mechanische Kopplung mit einem externen Gerät zu ermöglichen, ist es erforderlich, ein Getriebeteil auf der Rotorwelle nach der Montage des Motors zu befestigen. Schließlich erzeugt die Form der Polstücke einen relativ hohen Leckfluß, und der Permanentmagnet des Rotors wird nicht magnetisch in Richtung der Drehachse dieses Rotors positioniert. Es gibt demgemäß keine axiale magnetische Positionierung des Rotors. Schließlich sind die beiden Flansche, die dem Halten der Statorteile dienen, nicht miteinander verbunden. Aus diesem Grunde ist die Struktur des Motors nicht stabil, was den Wirkungsgrad dieses Motors verschlechtert.
Gleichermaßen kennt man aus dem Dokument DE-1 613 302 einen Motor mit einem Permanentmagnetrotor mit einem Gestell, gebildet aus einem zentralen Korpus, einem an einem Ende des zentralen Korpus befindlichen Flansch und einer externen zylindrischen Partie, die von dem Rand des Flansches ausgeht. Dieser Motor umfaßt drei Statorteile, von denen jedes eine Speisespule auf einer ersten Partie trägt, und mit einer zweiten Partie, die sich gegenüber dem Permanentmagneten des Rotors befindet.
Der Motor umfaßt ferner eine Rückführscheibe für den Magnetfluß, die an dem zentralen Korpus mit Hilfe einer Befestigungsschraube befestigt ist, und einen Abschlußdeckel der Aufnahme, wo sich der Permanentmagnet befindet. Dieser Permanentmagnet ist auf einer Welle montiert, von der ein erster Lagerzapfen in einem Lager angeordnet ist, das in dem obenerwähnten Flansch vorgesehen ist. Diese Welle durchsetzt den Deckel, um die Übertragung eines Drehmoments zu ermöglichen. Der Flansch befindet sich auf der Seite des Zentralkorpus relativ zum Permanentmagneten des Rotors. Drei Öffnungen sind in diesem Flansch vorgesehen, welche Öffnungen jeweils von den drei Statorteilen durchsetzt sind.
Die den Polschuh bildende Partie jedes der genannten Statorteile ist von der zentralen Achse des Rotors weiter entfernt als die Partie, auf der die Spule montiert ist. Diese Konfiguration erzeugt eine schlechte Kopplung des Magnetflusses mit dem Magnetfluß des Permanentmagneten. Wiederum weist dieser Motor eine schlechte axiale Zentrierung des Rotors auf, der in Richtung des Flansches angezogen wird. Um den Rotor in einer vorbestimmten Axialposition zu halten, ist ein Anschlag am Ende des Lagerzapfens erforderlich, der in dem Lager, das in dem Flansch vorgesehen ist, sitzt, was die Reibung an der Welle des Rotors erhöht und infolgedessen den Wirkungsgrad des Motors verschlechtert.
Man erkennt, daß die Spulen auf einer erste Seite des Flansches vorgesehen sind, während die Polschuhe und der Permanentmagnet des Rotors sich auf der anderen Seite dieses Flansches befinden. Die Statorteile sind radial mit Hilfe von Öffnungen positioniert, die in dem Flansch vorgesehen sind. Dieser Motor weist jedoch keine Axialpositioniermittel der Statorteile auf. In besonders nachteiliger Weise sind die Spulen zwischen der Rücklaufscheibe des Magnetflusses und dem Flansch eingespannt. Die Befestigung der Magnetflußrücklaufscheibe ergibt ein Quetschen der Spulen und eine Längsverlagerung der Statorteile. Darüberhinaus werden die Spulen angebracht, nachdem die Statorteile in die in dem Flansch vorgesehenen Öffnungen eingefügt sind. Die Konstruktion dieses Motors ist demgemäß wenig flexibel, und seine Montage ist kompliziert. Schließlich erkennt man, daß es zur Übertragung eines Drehmoments erforderlich ist, ein Getriebeteil auf der Rotorwelle zu montieren, nachdem der Deckel an den Statorteilen montiert worden ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile zu beheben, indem ein elektromechanischer, zuverlässiger Wandler geschaffen wird mit einer zylindrischen Konfiguration, angepaßt an kleine Motoren, und in Serie zu geringen Herstellungskosten realisierbar.
Demgemäß hat die vorliegende Erfindung einen elektromechanischen Wandler zum Gegenstand, umfassend einen Stator und einen Rotor, der um eine Rotationsachse drehbar ist und einen Permanentmagnet umfaßt, welcher Stator magnetische Kopplungsmittel aufweist, die dazu dienen, mindestens eine erste Spule mit dem Permanentmagneten magnetisch zu koppeln, welche magnetischen Kopplungsmittel umfassen:
- einen ersten Polschuh und einen zweiten Polschuh, welche jeweils teilweise ein Statorloch begrenzen, das von dem Rotor durchsetzt ist, welcher erste und zweite Polschuh voneinander durch Zonen hoher magnetischer Reluktanz getrennt sind;
- einen ersten Polarm und einen zweiten Polarm mit jeweils einem ersten und einem zweiten Ende, welche ersten und zweiten Polarme mit ihren ersten Enden magnetisch mit dem ersten Polschuh bzw. zweiten Polschuh verbunden sind und mit ihren zweiten Enden magnetisch miteinander verbunden sind,
welcher erste und zweite Polarm in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse orientiert sind, wobei die erste Spule von dem ersten Polarm getragen ist, welcher Stator ferner ein Gestell aufweist mit einem langgestreckten zentralen Korpus mit einer zentralen Längachse, die mit der Rotationsachse des Rotors zusammenfällt, und außerdem einen Flansch auf weist, verbunden mit dem Zentralkorpus und senkrecht zur zentraler Längsachse, welcher Wandler dadurch gekennzeichnet ist, daß die Polarme und die Polschuhe unter der oberen Oberfläche des Flansches relativ zu dem zentralen Korpus angeordnet sind, wobei die Polschuhe axial an einer Oberfläche dieses Flansches anliegen.
Dank den oben erwähnten Merkmalen der Erfindung wird die Montage des elektromechanischen Wandlers vereinfacht, und die diversen Polpartien können solide an dem Gestell befestigt werden, um axial und radial positioniert zu sein.
Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die zweiten Enden der Polarme magnetisch mit entsprechenden magnetischen Kontaktfortsätzen verbunden, die zu den magnetischen Kopplungsmitteln gehören welche im wesentlichen in einer zweiten Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Rotors angeordnet sind.
In einer besonderen Ausführungsform sind die magnetischen Kontaktfortsätze magnetisch miteinander durch einen Ring geringer magnetischer Reluktanz verbunden, der zu den magnetischen Kopplungsmittlen gehört, angeordnet in Anlage an den magnetischen Kontaktfortsätzen. Daüberhinaus bildet jeder Polarm mit dem entsprechenden Polschuh und dem magnetischen Kontaktfortsatz ein und dasselbe Polteil.
Gemäß drei Hauptausführungsformen der Erfindung sind jeweils ein dreiphasiger, ein zweiphasiger bzw. ein einphasiger Wandler vorgesehen.
Weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend mit Hilfe der folgenden Erläuterung beschreiben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen bezuggenommen wird, in welchen:
- Fig. 1 eine Seitenansicht eines dreiphasigen elektromechanischen Wandlers gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 2 ein Längsschnitt des elektromechanischen Wandlers nach Fig. 1 ist;
- Fign. 3 und 4 Schnittansichten des in Fig. 1 und 2 dargestellten elektromechanischen Wandlers nach den Schnittlinien III-III bzw. IV-IV sind;
- Fig. 5 das magnetische Schema des elektromechanischen Wandlers nach Fign. 1 bis 4 ist;
- Fig. 6 eine Seitenansicht eines zweiphasigen elektromechanischen Wandlers nach der Erfindung ist;
- Fig. 7 das magnetische Schema des in Fig. 6 dargestellten elektromechanischen Wandlers ist,
- Fig. 8 ein Längsschnitt eines einphasigen elektromechanischen Wandlers gemäß der Erfindung ist,
- Fign. 9 bzw. 10 Schnittansichten des elektromechanischen Wandlers, dargestellt in Fig. 8, nach den Schnittlinien IX-IX bzw. X-X sind.
Indem nachstehend auf Fign. 1 bis 5 bezuggenommen wird, soll eine elektromechanischer dreiphasiger Wandler gemäß der Erfindung beschrieben werden.
Dieser Wandler umfaßt einen Stator 2 und einen Rotor 4, der um eine Rotationsachse 6 relativ zum Stator 2 umlaufen kann.
Der Stator 2 umfaßt drei Polstücke 8, 10 und 12. Jedes der Polstücke 8, 10 und 12 umfaßt einen Polarm 14 bzw. 16 und 18, einen Polschuh 20 bzw. 22 und 24 und einen magnetischen Kontaktfortsatz 26 bzw. 28 und 30. Die Polschuhe 20, 22 bzw. 24 sind voneinander durch Luftspalte 31 getrennt, welche Zonen hoher magnetischer Reluktanz bilden, und sind in Winkelrichtung zueinander um einen Winkel von 120ºC versetzt.
Die Polarme 14, 16 und 18 tragen jeweils Speisespulen 32, 34 bzw. 36. Diese Polarme 14, 16 und 18 sind in Richtung der Drehachse 6 des Rotors 4 orientiert.
Der Rotor 4 umfaßt einen bipolaren Permanentmagneten 38 mit radialer Magnetisierung und ein Ritzel 40 zum mechanischen Kuppeln dieses Rotors 4 mit einem mechanischen Zahnrad (nicht dargestellt), das als Übertragung eines Kraftmomentes dient.
Die drei Polschuhe 20, 22 und 24 erstrecken sich in ein und derselben Ebene 42 senkrecht zur Drehachse 6.
Der Stator 2 umfaßt ferner ein nicht-magnetisches Gestell 44, umfassend einen langgestreckten zentralen Korpus 46 mit einer zentralen Längsachse 48, die mit der Drehachse 6 des Rotors 4 zusammenfällt. Das Gestell 44 umfaßt ferner einen Käfig 50, gebildet von einem Flansch 52, einer Seitenwandung 54 und einem Deckel 56. Der Flansch 52 und die Wandung 54 sind einstückig mit dem langgestreckten zentralen Korpus 46 ausgebildet.
Der Rotor 4 wird in seiner Position in Richtung der Rotationsachse 6 mittels eines ersten Lagers 58, eingearbeitet in den langgestreckten Zentralkorpus 46, und eines zweiten Lagers 60, das in dem Deckel 56 vorgesehen ist, gehalten. In dieser Ausführungsform befindet sich der Permanentmagnet 38 in der Statoröffnung 62, begrenzt von den Polschuhen 20, 22 und 24.
Die magnetischen Kontaktfortsätze 26, 28 und 30 befinden sich in einer Ebene 61 senkrecht zur Rotationsachse 6 und sind magnetisch miteinander mittels eines Ringes 64 geringer magnetischer Reluktanz verbunden. Es ist hier festzuhalten, daß die drei magnetischen Kontaktfortsätze derart ausgebildet sind, daß der Ring 64 nicht unverzichtbar für das Sicherstellen der magnetischen Kopplung zwischen den Polstücken 8, 10 und 12 ist. Sein Vorhandensein erlaubt jedoch, die magnetische Kopplung zu verstärken, und ermöglicht die Erhöhung der Bearbeitungstoleranzen der Polstücke 8, 10 und 12.
Der Ring 64 und die Polstücke 8, 10 und 12 sind fest mit dem Gestell 44 des Stators 2 mittels einer Basis 66 verbunden, die einen Ringvorsprung 68 aufweist. Darüberhinaus ist ein elastischer Ring 70 vorgesehen, der dazu dient, den Ring 64 in Anlage an den magnetischen Kontaktfortsätzen 26, 28 und 30 zu halten.
Die Basis 66 wird an dem zentralen langgestreckten Korpus 46 des Gestells 44 mittels einer Befestigungsschraube 72 gehalten. Darüberhinaus werden die Polstücke 8, 10 und 12 mit dem Gestell 44 verbunden gehalten und relativ zu den beiden anderen mittels Stiften 74, 76 und 78 positioniert, die aus dem Flansch 52 herausragen. Diese Stifte 74, 76 und 78 sitzen in Ausnehmungen, die für diesen Zweck in den Polschuhen 20, 22 und 24 vorgesehen sind. Das Halten in festgelegter Position der Polschuhe 20, 22 und 24 wird gemeinsam durch die Stifte 74, 76 und 78 und durch eine Ringpartie 80 sichergestellt, die in dem Statorloch 62 vorgesehen ist, welche Ringpartie 80 zum Gestell 44 gehört und eine Zwischenpartie zwischen dem langgestreckten zentralen Korpus 46 und dem Flansch 52 bildet.
Man erkennt, daß sich gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung die Ebene 42, in der sich die drei Polschuhe 20, 22 und 24 erstrecken, unter der oberen Oberfläche 83 des Flansches 52 relativ zu dem Zentralkorpus 46 befindet. Der Flansch 52 dient als Anschlag für die Polstücke 8, 10 und 12, während die Polschuhe 20, 22 und 24 in Anlage an der Oberfläche 81 des Flansches 52 sind. Es ist auch möglich, andere Varianten vorzusehen, bei denen der Flansch Sackausnehmungen aufweist, in denen sich mindestens teilweise die Polschuhe befinden. Derartige Sackausnehmungen können ausgebildet sein, um die Polschuhe derart zu positionieren, daß die Stifte 74, 76 und 78 weggelassen werden können.
Die ringförmige Partie 80 dient dazu, den zentralen Korpus 46 mit dem Flansch 52 materialmäßig zu verbinden, und dient gleichermaßen der Zentrierung der Polschuhe 20, 22 und 24. Obwohl diese ringförmige Partie 80 geringfügig den Luftspalt zwischen den Polschuhen vergrößert, spielt sie eine wichtige Rolle beim Aufbau des Wandlers gemäß der Erfindung.
Die Polstücke können seitlich bei der Montage eingefügt werden und dann zur Anlage am Flansch 52 gebracht werden. Danach wird die Basis 66 an den Polstücken zur Anlage gebracht, und eine Axialkraft wird auf die Polstücke mittels der Schraube 72 ausgeübt, die in das Gestell 44 eingeschraubt wird. Auf diese Weise werden die Polstücke 8, 10 und 12 durch einen Axialdruck gegen den Flansch 52, der zum Gestell 44 gehört, gehalten, und eine Basis 66 wird fest mit dem Gestell mittels einer entsprechenden Befestigung verbunden.
Der vorstehend beschriebene elektromechanische Wandler weist beispielsweise einen Durchmesser von etwa 7 mm auf und eine Länge längs der Rotationsachse 6 von etwa 20 mm. Dieser Wandler ist in kompakter Weise ausgebildet und ausschließlich aus billigen Teilen aufgebaut, die leicht in industriellem Maßstab herstellbar sind. Darüberhinaus weist die Montage der Polsticke 8, 10 und 12 und des Rotors 4 mit dem Gestell 44 keinerlei technische Schwierigkeiten auf. Im einzelnen ist das Positionieren der Polstücke 8, 10 und 12 leicht. Man erkennt noch, daß die Montage der Spulen 32, 34 und 36 ebenfalls einfach erfolgt, welche Spulen auf den jeweiligen Polarmen 14, 16 bzw. 18 vor der Montage der Polstücke 8, 10 und 12 an dem Gestell 44 des Stator 2 vorgenommen wird.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Permanentmagnet des Rotors ein mehrpoliger Magnet, der sich im Inneren der Statoröffnung oder in einer Ebene benachbart der Ebene 42 befinden kann, in der sich die Polschuhe 20, 22 und 24 erstrecken. Insbesondere kann der mehrpolige Magnet sich unter der Ebene 42 auf der Seite des langgestreckten Zentralkorpus befinden. Im Falle einer axialen Magnetisierung kann eine magnetische Flußrückführplatte, falls erforderlich, an dem mehrpoligen Magneten befestigt werden oder in dem Boden der Ausnehmung plaziert werden, die in dem Gestell 44 für den Rotor 4 ausgebildet ist. Man erkennt noch, daß das Profil der Polschuhe, die das Statorloch begrenzen, irgendeines sein könnte und beispielsweise einen Zahnkranz definieren könnte.
In Fig. 5 ist das magnetische Schema des elektromagnetischen Wandlers, der vorstehend unter Bezugnahme auf die Fign. 1 bis 4 beschrieben wurde, wiedergegeben. In dieser Fig. 5 sind schematisch der Permanentmagnet 38 des Rotors 4, die drei Polschuhe 20, 22 und 24, die drei Polarme 14, 16 und 18 und die drei Spulen 32, 34 und 36 wiedergegeben.
Jeder der Polarme 14, 16 und 18 ist magnetisch mit einem ersten Ende 84a bzw. 84b und 84c mit den Polschuhen 20 bzw. 22 und 24 verbunden. Jeder der drei Polarme 14, 16 und 18 ist mit seinem zweiten Ende 86a bzw. 86b und 86c mit den zweiten Enden der beiden anderen Polarme verbunden, wie dies schematisch in dieser Fig. 5 angedeutet ist.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die magnetische Verbindung zwischen den zweiten Enden 86a, 86b und 86c vorteilhafterweise durch die drei magnetischen Kontaktfortsätze 26, 28 und 30 bewirkt, zugeordnet dem Ring 64 mit geringer magnetischer Reluktanz.
Die elektrische Speisung der drei Spulen 32, 34 und 36 erfolgt in herkömmlicher Weise durch irgendeine angemessene Ansteuerung dieses Typs von Wandler , was dem Fachmann bekannt ist. Die Speisung eines elektromechanischen Wandlers, der ein Magnetschema äquivalent jenem der Fig. 5 aufweist, ist dem Fachmann für Wandler kleiner Abmessungen, insbesondere für den Typ bei Uhren, bekannt. Demgemäß wird die elektrische Speisung des elektromechanischen Wandlers gemäß der Erfindung wie vorstehend beschrieben nicht im einzelnen im vorliegenden Dokument beschrieben.
Es ist jedoch festzuhalten, daß der vorstehend beschriebene Wandler in einem Synchronbetriebsmodus oder in einem Schrittschaltmodus einsetzbar ist, je nach dem Typ der gewählten Speisung. Im Falle eines Schrittschaltfunktionsmodus ist es möglich, in den Polschuhen 20, 22 und 24 Positioniereinschnitte vorzusehen.
In Fig. 6 ist ein elektromechanischer zweiphasiger Wandler gemäß der Erfindung gezeigt.
Dieser elektromechanische zweiphasige Wandler unterscheidet sich von dem elektromechanischen dreiphasigen vorstehend beschriebenen Wandler ausschließlich durch die Tatsache, daß er nur zwei Speisespulen 32 und 36 umfaßt und daß infolgedessen einer der Polarme 16 keinerlei Spule trägt. Da diese Ausführungsform eines elektromechanischen Wandlers gemäß der Erfindung von identischem Aufbau ist wie der dreiphasige vorstehend mit Hilfe der Fig. 1 bis 4 beschriebene elektromechanische Wandler, wurden die Bezugszeichen der Fig. 6 nicht erneut hier im einzelnen beschrieben.
In Fig. 7 ist das magnetische Schema des elektromechanischen zweiphasigen, in Fig. 6 gezeigten Wandlers wiedergegeben. Wie gerade erwähnt, liegt der einzige Unterschied mit dem magnetischen Schema des elektromechanischen dreiphasigen, vorstehend mit Hilfe der Fig. 5 beschriebenen Wandlers in der Tatsache, daß dieser elektromechanische Wandler nur mit zwei Spulen 32 und 36 ausgestattet ist. Unterschiedliche Typen der Speisung des zweiphasigen Wandlers mit einem Magnetschema entsprechend jenem der Fig. 7 sind den Fachleuten bekannt, insbesondere dem Fachmann für Wandler für die Uhrentechnik. Die in Fig. 7 verwendeten Bezugszeichen wurden bereits vorstehend beschrieben und werden nicht erneut erläutert.
Der in Fig. 6 dargestellte zweiphasige elektromechanische Wandler kann mit einem synchronen Modus oder in einem Schrittmodus gespeist werden. Im letzteren Fall werden in vorteilhafter Weise Positioniereinschnitte in den Polschuhen 20, 22 und/oder 24 vorgesehen, wobei die Ausbildung dieser Positioniereinschnitte dem Fachmann bekannt ist.
Unter Bezugnahme auf die Fign. 8 bis 10 wird nachstehend ein elektromechanischer einphasiger Wandler gemäß der Erfindung beschrieben.
Dieser einphasige Wandler umfaßt einen Rotor 4, der um eine Rotationsachse 6 drehen kann, und einen Stator 92, umfassend ein erstes Polstück 94 und ein zweites Polstück 96. Jedes dieser Polstücke 94 und 96 ist von einem Polarm 98 bzw. 100, einem Polschuh 102 bzw. 104, der sich in einer Ebene 105 senkrecht zur Drehachse 6 des Rotors 4 erstreckt, und einem magnetischen Kontaktfortsatz 106 bzw. 108 gebildet.
Die Polschuhe 102, 104 sind voneinander durch zwei Luftspalte 109 getrennt, welche zwei Zonen hoher magnetischer Reluktanz bilden.
Die beiden magnetischen Kontaktfortsätze 106 und 108 sind magnetisch miteinander mit Hilfe eines Ringes 64 geringer magnetischer Reluktanz verbunden.
Der Stator 92 umfaßt ferner ein Gestell 110, umfassend einen Käfig 112, äquivalent dem Käfig 50, der zwei- bzw. dreiphasigen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen. Darüberhinaus umfaßt das Gestell 110 einen langgestreckten zentralen Korpus 46, eine Basis 66 und eine Befestigungsschraube 72, die dazu dient, diese Basis 66 am Zentralkorpus 46 zu befestigen, identisch den zwei- und dreiphasigen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Der Ring geringer magnetischer Reluktanz 64 wird erneut gegen die magnetischen Kontaktfortsätze 106 und 108 mit Hilfe eines elastischen Rings 70, der eine Feder bildet, angepreßt. Die Polstücke 94 und 96, insbesondere die Polschuhe 102 und 104, werden mit Hilfe von zwei Stiften 114 bzw. 116 positioniert und in Position gehalten, die in Ausnehmungen sitzen, die zu diesem Zweck in den Polschuhen 102 und 104 vorgesehen sind, wobei diese Stifte 114 und 116 aus dem Flansch 118 des Käfigs 112 vorstehen in äquivalenter Weise zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen Der Flansch 118 ist materiell mit dem Zentralkorpus 46 mittels eines Ringes 80 verbunden, der zwischen dem Magnet 38 des Rotors 4 und den Polschuhen 102 und 104 vorgesehen ist.
Jeder der beiden Polarme 98 und 100 trägt eine Spule 120 bzw. 122. Diese Polarme 98 und 100 weisen eine Orientierung parallel zur Rotationsachse 6 des Rotors 4, die mit der Zentralachse 48 des langgestreckten Zentralkorpus 46 zusammenfällt.
Die elektrische Ansteuerung der Spulen 120 und 122 kann in herkömmlicher Weise bewirkt werden, entweder in Serie oder parallel.
Es ist hier festzuhalten, daß es außerdem möglich ist, eine Variante dieser Ausführungsform (nicht dargestellt) mit einer einzigen Spule vorzusehen, getragen von einem der beiden Polarme 98 oder 100. Die in Fig. 8 dargestellte Variante mit zwei Spulen 120 und 122 ist jedoch vorteilhafter insofern, als die Abmessungen des Wandlers betroffen sind. Dies deshalb, weil für ein und denselben Fluß, erzeugt in den Polstücken 94 und 96 unter einer gegebenen elektrischen Ansteuerung die beiden Spulen 120 und 122 jeweils eine Abmessung aufweisen, die kleiner ist als die Abmessung, die von einer einzigen Spule herrührt, getragen von einem einzigen der beiden Polarme 98 oder 100. Dafür ist die Realisation mit einer einzigen Spule weniger teuer.
Der hier beschriebene einphasige elektromechanische Wandler ist besonders für den Schrittschaltbetriebsmodus ausgebildet. In herkömmlicher Weise ist vorgesehen, daß in den Polschuhen 102 und 104 zwei Positioniereinschnitte 122 bzw. 124 vorgesehen werden, die dazu dienen, den zweipoligen Permanentmagneten 38 des Rotors 4 in zwei Ruhepositionen zu positionieren, die vorteilhaft sind für die Funktionsweise dieses einphasigen Wandlers.

Claims

1. Elektromechanischer Wandler, umfassend einen Stator (2; 92 und einen Rotor (4), der um eine Rotationsachse (6) drehbar ist und einen Permanentmagnet (38) umfaßt, welcher Stator magnetische Kopplungsmittel (8, 10, 12, 64; 94, 96) aufweist, die dazu dienen, mindestens eine erste Spule (32; 120) mit dem Permanentmagneten magnetisch zu koppeln, welche magnetischen Kopplungsmittel umfassen:

- einen ersten Polschuh (20; 102) und einen zweiten Polschur (24; 104), welche jeweils teilweise ein Statorloch (62) begrenzen, das von dem Rotor (4) durchsetzt ist, welcher erste und zweite Polschuh voneinander durch Zonen hoher magnetischer Reluktanz (31; 109) getrennt sind;

- einen ersten Polarm (14; 98) und einen zweiten Polarm (18; 100) mit jeweils einem ersten und einem zweiten Ende, welche ersten und zweiten Polarme mit ihren ersten Enden magnetisch mit dem ersten Polschuh bzw. zweiten Polschuh verbunden sind und mit ihren zweiten Enden magnetisch miteinander verbunden sind;

welcher erste und zweite Polarm in einer Richtung parallel zu der Rotationsachse orientiert sind, wobei die erste Spule von dem ersten Polarm getragen ist, welcher Stator ferner ein Gestell (44; 110) aufweist mit einem langgestreckten zentralen Korpus (46) mit einer zentralen Längsachse (48), die mit der Rotationsachse (6) des Rotors (4) zusammenfällt, und außerdem einen Flansch (52; 118) aufweist, verbunden mit dem Zentralkorpus und senkrecht zur zentralen Längsachse, welcher Wandler dadurch gekennzeichnet ist, daß die Polarme und die Polschuhe unter der oberen Oberfläche (83) des Flansches relativ zu dem zentralen Korpus angeordnet sind, wobei die Polschuhe axial an einer Oberfläche (81) dieses Flansches anliegen.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (2; 92) ferner eine zweite Spule (36; 122), getragen von dem zweiten Polarm (18; 100) umfaßt.

3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Kopplungsmittel (8, 10, 12, 64) ferner einen dritten Polschuh (22), der teilweise das Statorloch (62) begrenzt, sowie einen dritten Polarm (16) umfassen, der mit einem ersten Ende magnetisch mit dem dritten Polschuh und mit einem zweiten Ende magnetisch mit den zweiten Enden des ersten und des zweiten Polarms (14, 18) verbunden ist, welcher dritte Polarm in einer Richtung parallel zur Rotationsachse (6) des Rotors (4) orientiert ist.

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator eine dritte Spule (34), getragen von dem dritten Polarm (16) und magnetisch mit dem Permanentmagneten (38) über die magnetischen Kopplungsmittel (8, 10, 12, 64) gekoppelt, umfaßt.

5. Wandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Polschuh sich in derselben ersten Ebene (42; 105) senkrecht zur Rotationsachse (6) erstrecken.

6. Wandler nach Anspruch 5 und Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Polschuh sich in der ersten Ebene (42) erstreckt.

7. Wandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (38) eine radiale Magnetisierung aufweist, welcher Magnet sich mindestens teilweise im Inneren des Statorloches (62) befindet, wobei der Zentralkorpus (46) an einem ersten Ende eine ringförmige Partie (80), die eine Ausnehmung begrenzt, aufweist, in deren Inneren der Magnet mindestens teilweise aufgenommen ist, welche ringförmige Partie eine materielle Zwischenverbindungspartie zwischen dem Zentralkorpus (46) und dem Flansch (52; 118) bildet, wobei die Polschuhe (20, 22, 24; 102, 104) mindestens teilweise gegen die Außenseite der ringförmigen Partie (80) anliegend ausgebildet sind.

8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner eine Basis (66) umfaßt, die mittels erster Befestigungsmittel (72) an einem zweiten Ende des Zentralkorpus (46) befestigt ist, welche Basis einen Druck auf die zweiten Enden der Polarme (14, 16, 18; 98 100) derart ausübt, daß diese Polarme und die Polschuhe (20, 22, 24 102, 104) in Axialrichtung gehalten sind.

9. Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarme (14, 16, 18; 98, 100) und die Polschuhe (20, 22, 24; 102, 104) radial an Ort und Stelle mittels zweiter Befestigungsmittel (74, 76, 78; 114, 116), zugeordnet dem Flansch (52; 118), gehalten sind.

10. Wandler nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Enden der Polarme (14, 16, 18; 98, 100) magnetisch mit entsprechenden magnetischen Kontaktfortsätzen (26, 28, 30; 106, 108) verbunden sind, die zu den magnetischen Kopplungsmitteln (8, 10, 12, 64) gehören, welche im wesentlichen in einer zweiten Ebene (61; 109) senkrecht zu der Rotationsachse (6) des Rotors (4) angeordnet sind, welche magnetischen Kontaktfortsätzen magnetisch miteinander durch einen Ring (64) geringer magnetischer Reluktanz verbunden sind, der zu den magnetischen Kopplungsmitteln gehört und in Anlage an den magnetischen Kontaktfortsätzen angeordnet ist.

11. Wandler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Polarme (14, 16, 18; 98, 100) mit dem jeweiligen Polschuh (20, 22, 24; 102, 104) und dem jeweiligen magnetischen Kontaktfortsätzen (26, 28, 30; 106, 108) ein- und dasselbe Polstück (8, 10, 12; 94, 96) bildet.