DE714929C

DE714929C - DC gyro motor

Info

Publication number: DE714929C
Application number: DEL94783D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich List
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-05-15
Filing date: 1938-05-15
Publication date: 1941-12-10

Description

Gleichtromkreiselmotor Die Erfindung bezieht sich auf Gleich stromkreiselmotoren mit einem permanenten Magneten, dessen mit einer Schwungsmasse versehener Rotor außerhalb des Ständers angeordnet ist und um eine diesen durchdn.ngende Welle umläuft.DC gyro motor The invention relates to DC gyro motors with a permanent magnet, whose rotor is provided with a flywheel is arranged outside the stator and revolves around a shaft passing through it.

Bei den bekannten Geräten dieser Art ist der permanente Magnet feststehend innerhalb des Läufers angeordnet, so daß die Feldwicklungen auf dem umlaufenden Teil untergebracht werden müssen. Infolge der hohen Betriebsdrehzahlen dieser Kreiselmotoren bresteht die Gefahr einer Verlagerung der Fzeldwicklungen. Es ist daher schwierig, die Auswuchtung des umlaufenden Teils mit derSerforderlichen Genauigkeit im Dauerbetrieb aufrechtzuerhalten. Von diesem Nachteil ist zwar eine andere bekannte Bauart frei, bei der der Läufer aus nichtmagnetischen Werkstoff und mehreren in diesen eingelassenen permanenten Magneten besteht. Die Eeldwicklungen sind jedoch in diesem Gerät beidersleits der Stirnflächen des Läufers angeordnet, so daß der Raumbedarf verhältnismäßig groß ist. In the known devices of this type, the permanent magnet is fixed arranged inside the rotor, so that the field windings on the rotating Part must be accommodated. As a result of the high operating speeds of these rotary motors there is a risk of the windings shifting. It is therefore difficult balancing of the rotating part with the required accuracy in continuous operation maintain. Another known type is free from this disadvantage, in which the rotor is made of non-magnetic material and several embedded in it permanent magnets. However, the windings in this device are bilateral arranged the end faces of the rotor, so that the space requirement is relatively large is.

Ein Kreiselmotor, der den Vorteil d.r Betriebssicherheit und den des geringen Raumsowie des geringen Leistungsbedarfs in sich vereinigt, entsteht dadurch, daß bei einem Gerät der obengenannten Gattung gemäß der Erfindung der permanente Magnet ringförmig ausgebildet ist und ihm Pole derart aufgeprägt sind, wie sie beim Grammering ir einem Zeitmoment liegen, und daß die ser ringförmige Magnet gleichzeitig die Scliwungmasse des Rotors darstellt. A centrifugal motor that has the advantage of operational safety and the the small space as well as the low power requirement combined in itself, arises characterized in that in a device of the above type according to the invention of the permanent Magnet is ring-shaped and poles are impressed on it as they are when Grammering in a moment of time, and that the water ring-shaped magnet at the same time represents the flywheel of the rotor.

Es ist bereits ein Kreiselläufer bekannt, der als homogener Ring aus nichtmagnetischem Werkstoff ausgebildet ist und in dessen Innenraum eine Anzahl von sektorenartig gebogenen permanenten Magneten derart angeordnet sind, daß deren Pole ebenfalls wie beim. A gyroscope is already known, which is known as a homogeneous ring from non-magnetic Material is formed and in its interior a number of sector-like curved permanent magnets are arranged in such a way that that their poles also as with.

Grammering in einem Zeitmoment liege Dieser Kreiselläufer bildet jedoch lediglich einen Teil einer magnetischen Kupplung, deren anderer Teil durch seine besondere Antriebsvorrichtung in umlaufende Bewegung gesetzt werden muß.Grammering lies in a moment of time This gyro-runner, however, forms only part of a magnetic coupling, the other part through its special drive device must be set in revolving motion.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der permanente Magnet mit Polschuben zur Vergrößerung des Übergangsquerschnits für die magnetischen Kraftlinien zwischen dessen Polen und den Ständerarbeitspolen versehen. In a further embodiment of the invention, the permanent magnet is with Pole shifts to enlarge the transition cross-section for the magnetic lines of force provided between its poles and the stand working poles.

Hierdurch wird der Gefahr der Entmag'i.Lsterung des pennanenten Magneten beim Anlaufen des Motors mit Sicherheit veniiieden.This increases the risk of demagnetization of the pennant magnet Be sure to avoid it when starting the motor.

Ist es erforderlcih, den Ring mit mehreren Polpaaren zu versehen, so wird zweckmäßig ein solcher verwendet, der aus einer entspr.-chenden Anzahl von Sektoren aus Magnet stahl besteht, zwischen denen eine gleiche Anzahl von Sektoren aus nichtmagnetischem Werkstoff angeordnet ist. Dabei wird der Läufer vorzugsweise noch mit einem Stahlmantel umgehen, um genügende Sicherheit gegen Formveränderungen und Zerstörung durch die bei den notwendigen sehr hohen Drehzahlen beträchtlichen Floehkräfte zu haben. If it is necessary to provide the ring with several pairs of poles, so it is expedient to use one that consists of a corresponding number of Sectors made of magnetic steel, between which an equal number of sectors is arranged from non-magnetic material. In doing so, the runner is preferred still deal with a steel jacket to provide sufficient security against changes in shape and destruction by the considerable at the necessary very high speeds To have flea powers.

Die erfindungsgemäße Bauart bietet gegen. über den bekannten noch eine Reihe weiterer Vorteile: Der als Läufer dienende ringförmige Permanentmagnet kann, da jede Verformung während des Betriebes bei ihm ausgeschlossen ist, für die höchsten Drehzahlen verwendet werden. Infolge der dadurch möglichen Drehzahlsteigerung kann der Kreisel die gleiche Stabilität mit viel geringeren Massen erreichen, als dies bisher möglich war. The inventive design offers against. over the known yet a number of other advantages: The ring-shaped permanent magnet serving as a rotor can, since any deformation during operation is excluded for him highest speeds are used. As a result of the possible increase in speed the gyro can achieve the same stability with much smaller masses than this was previously possible.

Das hohe spezifische Gewicht von Stahl eimöglicht die Unterbringung der schon durch den ringförmigen Aufbau günstig gestalteten Masse auf kleinstem Raum. Alle Baumasse und insbesondere die Bauhöhe und damit der Raumbedarf des Kreisels können damit lreitgehend herabgesetzt werden. Der Leistungsverbrauch sinlit erlleblich. Damit ist man in der Lage, mit Leistungen, die wenige Watt betragen oder sogar unter I Watt liegen können, einen wirtschaftlichen Betrieb des Kreisels auch aus Trockenbatterien sicherzustellen.The high specific weight of steel allows it to be accommodated the mass, already favorably designed by the ring-shaped structure, to the smallest Space. All dimensions and in particular the height and thus the space required by the gyro can thus be reduced substantially. The power consumption can be experienced. This enables you to work with powers that are a few watts or even below I watts, the gyro can also be operated economically from dry batteries to ensure.

Die Erfindung ist an einem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. i ist ein als umlaufendes Feld wirkender ringförmiger Permanentmagnet aus homogenem magnetischem Werkstoff. Dieser Ring ist so magnetisiert, daß er an zwei. in bezug auf seine Achse einander gegenüberliegenden Stellen des Umfanges Magnetpole N, S aufweist. Zwei Stirnbleche 3 verbhiden diesen Ringmagneten unter Uwischbenscaltung von aus unmagnetischem Werkstoff bestehenden Ringen 2 mit Kugellagern 4, deren innere Laufringen auf der festehenden Welle 5 befestigt sind. Vor den Polen des Permanentmagneten sind Weicheisenpolschuhe 6 angeordnet, um eine Entmagnetisierung des Ringes beim Anlaufen des Kreisels unter allen Umständen zu vermeiden. The invention is based on an embodiment shown in FIGS explained in more detail. i is an annular permanent magnet acting as a rotating field made of homogeneous magnetic material. This ring is magnetized in such a way that it attaches to two. with respect to its axis opposite points of the circumference Has magnetic poles N, S. Two end plates 3 verbhiden this ring magnet below Uwischbenscaltung consisting of non-magnetic material rings 2 with ball bearings 4, the inner races of which are fixed on the fixed shaft 5. Before the Poles of the permanent magnet, soft iron pole pieces 6 are arranged to demagnetize of the ring when starting the gyro under all circumstances.

Der Ständer des Motors besteht aus mehreren, beispielsweise drei sternförmig angeordneten, als Arbeitspole wirkenden lamellierten Einsenchenkeln 7. Auf diesen sind Erregerspulen g angeordnet, deren Zuleitungen durch die Bohrung I6 in der feststehenden Welle 3 geführt sind. Die Schenkel 7 stehen mit einem auf die Welle 5 aufgeschobenen kreisförmigen Blechpaket 10 in magnetischem Kontakt. The stator of the motor consists of several, for example three Laminated one-legged legs arranged in a star shape and acting as working poles 7. Excitation coils g are arranged on these, their leads through the bore I6 are guided in the stationary shaft 3. The legs 7 stand up with one the shaft 5 pushed onto the circular laminated core 10 in magnetic contact.

Sie werden untereinander und mit diesem Blechpalçet durch zwei miteinander vernietete Bleche 10 zusammengehalten. Um einen günstigen Wirkungsgrad zu erzielen. wird der Querschnitt der Schenkel annähernd quadratisch und klein gegen die Länge der Spulen 9 gemacht, so daß die mittlere Windungslänge und damit der Widerstand der Wicklung bei gegebener Windungszahl klein werden. Der dadurch bedingte größere Durchmesser des Läufers ist im vorliegenden Fall von besonderem Vorteil, da infolge der dadurch bedingten größeren $Umfangsgeschwindikeit die umlaufende Masse weiter verringert werden kann. You will be with each other and with this sheet metal palçet through two with each other riveted sheets 10 held together. In order to achieve a favorable degree of efficiency. the cross-section of the legs becomes approximately square and small compared to the length of the coils 9 made so that the mean turn length and thus the resistance of the winding become small for a given number of turns. The bigger one caused by it The diameter of the rotor is of particular advantage in the present case, as a result the greater circumferential speed caused by this, the rotating mass continues can be reduced.

Um auch die magnetischen Verluste möglichst klein und den magnetischen Wirkungsgrad gutzumacahen, wird die Luftinduktion durch eine besonders starke Vergrößerung des Eisenquerschnittes an der Übergangsfläche des magnetischen Flusses gegenüber dem mitleren Eisenquerschnitt des Ständers klein gehalten, womit gleichzeitiu erreicht wird, daß die Gefahr der Eutmagnetisierung des Permaneatmagneten auch bei sehr kleinem Luft spalt auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird. In order to keep the magnetic losses as small as possible and the magnetic ones The air induction is achieved by a particularly strong magnification of the iron cross-section at the transition surface of the magnetic flux opposite the mean iron cross-section of the stator kept small, which at the same time achieved is that the risk of Eutmagnetisierung the permanent magnet even with very small Air gap is reduced to a minimum.

In der Fig. 1 kommt die Vergrößerung des Eisenquerschnittes an der Luftübertrittsfläche der Kraftlinien durch die sehr breiten Polschuhe S deutlich zum Ausdruck. In Fig. 1 comes the enlargement of the iron cross-section at the Air transition area of the lines of force through the very wide pole shoes S clearly to expression.

In Fig. 2 ist noch eine zur wechselseitigen Erregung der Ständerspulen 9 vorgesehene Schalteinrichtung dargestellt. Mit der feststehenden Welle 5 ist eine Buchse 15 einstellbar verbunden. Auf diese ist ein Abdeekhiech 12, welches eine Scheibe 11 aus Isolierstoff trägt, aufgenietet. All dieser Scheibe sinc Federkontaktsätze 13 angeordnet, die durch einen auf dem Stirnblech 3 des Läufers befestigten Exzenterring 14 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines nicht dargestellten Wälzlagers entsprechend der jeweiligen Stetlung des Feldmagneten betätigt werden und dadurch die Erregung der Spulen in Abhängigkeit von der Stellung des Feldmagneten bewirken. In Fig. 2 is another one for the mutual excitation of the stator coils 9 provided switching device shown. With the fixed shaft 5 is a Socket 15 adjustable connected. On this is a Abdeekhiech 12, which is a Washer 11 made of insulating material, riveted. All of these washers are spring contact sets 13 arranged by an eccentric ring attached to the face plate 3 of the rotor 14 accordingly with the interposition of a roller bearing, not shown the respective Stetlung of the field magnet are actuated and thereby cause the coil to be excited depending on the position of the field magnet.

D'ie besondere Ausbildung der Schalteinrichtung bildet nicht den Gegenstand dieses Patents. The special design of the switching device does not constitute the Subject of this patent.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. DC gyro motor with a permanent magnet, whose rotor is provided with a flywheel outside the Stator is arranged and rotates around a shaft penetrating this, thereby characterized in that the permanent magnet is annular and has poles are imprinted as they are in grammering in a moment of time, and that this ring-shaped magnet also represents the flywheel of the rotor.

2. DC gyro motor according to claim 1, characterized in that that the permanent magnet (I) with pole pieces (6) to enlarge the transition cross-section for the magnetic lines of force between its poles and the stator working poles is provided.

3. DC gyro motor according to claim l or 2, characterized in that that the rotor ring consists of a low number of sectors made of magnetic steel, between which an equal number of sectors of non-magnetic material arranged is, wherein the rotor is preferably also enclosed by a steel jacket.