DE8703451U1

DE8703451U1 - Self-starting synchronous motor with backstop

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Publication number: DE8703451U1
Application number: DE8703451U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-03-07
Filing date: 1987-03-07
Publication date: 1988-07-07

Description

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frOBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1frOBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

/Selbstanlaufender Synchronmotor mit Rücklaufsperre Stand der Technik /Self-starting synchronous motor with backstop State of the art

Die Erfindung geht aus von einem selbstanlaufenden Synchronmotor nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Synchronmotor dieser Art (GB-PS 1 413 782) ist der Magnetrotor auf einer stationären Achse gelagert und treibt ein konzentrisches Ritzel an, welches mit einem weiterführenden, gegebenenfalls mit einem Getriebe verbundenen Zahnrad kämmt. Der Antrieb des Ritzels erfolgt dadurch, daß dieses mit einer Mitnehmernase in einen kreissegmentareigen Ausschnitt der Rotorscheibe eingreift, so daß sich je nach / ) Drehrichtung über einen vorgegebenen Drehwinkel ein Freigang ergibt.The invention is based on a self-starting synchronous motor according to the type of the main claim. In a known synchronous motor of this type (GB-PS 1 413 782) the magnet rotor is mounted on a stationary axis and drives a concentric pinion, which meshes with a further gear, possibly connected to a gear. The pinion is driven by the fact that it engages with a driver nose in a circular segment-shaped cutout of the rotor disk, so that depending on the / ) direction of rotation, a free movement is achieved over a predetermined angle of rotation.

Ferner befindet sich an der Rotorscheibe ein Arretierstift, der nur dann durch kreissegmentartige Vorsprünge des mit dem Ritzel kämmenden Zahnrades gleiten kann, wenn sich der Rotor in der zutreffenden Drehrichtung bewegt; nutzt der Rotor den Freigang im Ritzelantrieb aus und dreht sich entgegengesetzt, dann schlägt der Arretierstift aufgrund des sich hierdurch ergebenden Winkelversatzes an einem derFurthermore, there is a locking pin on the rotor disk, which can only slide through circular segment-like projections of the gear meshing with the pinion if the rotor is moving in the correct direction of rotation; if the rotor uses the free movement in the pinion drive and rotates in the opposite direction, then the locking pin strikes one of the

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Vorsprünge des Zahnrads an und seine weitere Drehbewegung wird arretiert. Dabei ist nachteilig, daß das den Freigang des Rotors ermöglichende Winkelsegment des Ausschnitts nur sehr schmal ist und auch nur sehr schmal sein kann, beispielsweise 20 bis 30°, da hei größeren Ausschnitten die Drehbewegung des Rotors in der zutreffenden Richtung ebenfalls blockiert werden würde. Tatsächlich darf sich bei \ äer Drehbewöyüüy des Rotors in der zutreffenden RichtungThe projections of the gear and its further rotation is arrested. The disadvantage here is that the angular segment of the cutout that allows the rotor to move freely is very narrow and can only be very narrow, for example 20 to 30°, since with larger cutouts the rotation of the rotor in the correct direction would also be blocked. In fact, when the rotor rotates in the correct direction

,das die Arretiervorsprünge tragende Zahnrad beim Durchlauf,the gear wheel carrying the locking projections during the passage

\ des Ariretierzapfens nicht so stark verdrehen, daß der Arre- \ of the locking pin so much that the locking

\ -' tierzapfen aus der Überdeckung des Zahnrads nicht mehr austreten kann, weil sich auch am gegenüberliegenden Zahnradrand Arretiervorsprünge befinden, die jeweils zwischen sich Durchs--ittsöffnungen für den Arretierzapfen des Rotors freilassen. Daher dient das schmale Winkelsegment des Freigangs lediglich dazu, die Rotorposition zum Zahnrad im Winkel so weit zu versetzen, daß bei einer Drehbewegungsaufnahme des Rotors in der unzutreffenden Richtung der Arretierzapfen auf einen der Arretiervorsprünge am Zahnrad auftrifft. The locking pin can no longer emerge from the cover of the gear because there are also locking projections on the opposite edge of the gear, each of which leaves through openings for the locking pin of the rotor. Therefore, the narrow angle segment of the clearance only serves to offset the rotor position in relation to the gear at an angle so far that when the rotor begins to rotate in the wrong direction, the locking pin hits one of the locking projections on the gear.

Hierdurch ergibt sich gleichzeitig auch die Rücklaufsperre (-\ des Synchronmotors, nämlich durch die Blockierwirkung des Arretierzapfens am Rotor innerhalb des vom Rotor angetriebenen Untersetzungsgetriebes.This also creates the backstop ( -\ of the synchronous motor, namely through the blocking effect of the locking pin on the rotor within the reduction gear driven by the rotor.

Bei einem Einphaseninduktionsmotor ist es ferner bekannt (DE-PS 11 99 390), den Rotor auf der Antriebswelle verdrehbar und axial verschiebbar zu lagern, wodurch zwar für den Hochlauf des Motors kaum Lastmomente behindernd eingreifen, jedoch in der Anlaufphase nur ein Teil des Hauptflusses für die Beschleunigung des Rotors zur Verfügung steht, solange dieser nicht gegen die Kraft einerIn a single-phase induction motor, it is also known (DE-PS 11 99 390) to mount the rotor on the drive shaft so that it can rotate and move axially, whereby although hardly any load moments interfere with the start-up of the motor, only a part of the main flow is available for accelerating the rotor during the start-up phase, as long as it is not rotating against the force of a

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Feder in den Stator eingezogen und mit einem Kupplungselement gekoppelt ist.Spring is retracted into the stator and coupled to a coupling element.

Schließlich ist es zur Erzeugung eines Anlauf-Drehmoments zwischen Rotor und Stator eines Synchronmotors bekannt ("Feinwerktechnik und Meßtechnik", 87 (1979) 4, Seite 163), den Luftspalt über den Rotorumfang veränderlich auszubilden. Hierdurch entsteht eine Ruhelage des Rotors, welche verschieden ist von der Hauptmagnetisierungsrichtung des Sta- ' tors, so daß beim Anlegen des Statorfeldes auf den Rotor i Finally, in order to generate a starting torque between the rotor and stator of a synchronous motor, it is known ("Feinwerktechnik und Meßtechnik", 87 (1979) 4, page 163) to make the air gap variable over the circumference of the rotor. This creates a rest position of the rotor which is different from the main magnetization direction of the stator, so that when the stator field is applied to the rotor i

\ ein Moment ausgeübt wird zur Auslösung des Anschwingvor- ^ \ a moment is applied to trigger the oscillation process ^

s gangs. ;_: s gangs. ; _:

Schließlich ist es bei Synchronmotoren allgemein bekannt, diese mit einem Klemmrollen-Freilauf auszurüsten; ein solcher Klemmrollen-Freilauf ist aber in seinem mechanischen Aufbau kompliziert und verursacht daher erhebliche Kosten.Finally, it is common practice for synchronous motors to be equipped with a clamping roller freewheel; however, such a clamping roller freewheel is complicated in its mechanical design and therefore causes considerable costs.

Demnach liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen selbstanlaufenden Synchronmotor mit Rücklaufsperre zu schaffen, der kompakt und vor allen Dingen kostengünstig aufgebaut ist und bei dem mit der Rücklaufsperre bautechnisch nicht bis in das an einen solchen Synchronmotor * auch nur gegebenenfalls angeschlossene UntersetzungsgetriebeThe object of the present invention is therefore to create a self-starting synchronous motor with a backstop, which is compact and above all cost-effective and in which the backstop does not extend structurally into the reduction gear that may even be connected to such a synchronous motor *

eingegriffen werden muß.intervention is necessary.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß für die Rücklaufsperre sowie für den durch diese, nämlich durch deren Bauweise, gleich mitrealisierten Selbstanlauf ohne Last nur ein sehr geringes Bauvolumen benötigt wird, wobei fThe invention solves this problem with the characterizing features of the main claim and has the advantage that only a very small construction volume is required for the backstop and for the self-starting without load that is realized by this, namely through its design, whereby

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das hierfür überhaupt nur erforderliche, zusätzliche Arretierglied konzentrisch zur Rotorwelle und innerhalb des die Rotorwelle lagernden Gehäuses angeordnet werden kann.the additional locking element required for this can be arranged concentrically to the rotor shaft and within the housing supporting the rotor shaft.

Die Blockierwirkung bei Drehanlauf in der falschen Richtung erfolgt bei der Erfindung nicht durch eine gegenseitige Bremswirkung im dem Rotor über ein Ritzel nachgeschalteten Untersetzungsgetriebe, sondern durch Eingriff eines mit der Rotorwelle drehfest verbundenen beweglichen Sperrhakens am .Arretierglied in Gehauseausnehmungen, so daß sich keine Belastung des gegebenenfalls nachgeschalteten Getriebes ergibt. In the invention, the blocking effect when starting to rotate in the wrong direction is not achieved by a mutual braking effect in the reduction gear connected to the rotor via a pinion, but by the engagement of a movable locking hook on the locking member, which is connected in a rotationally fixed manner to the rotor shaft, in housing recesses, so that no load is placed on the gear connected downstream, if applicable.

Vorteilhaft ist ferner, daß im Betriebszustand keine zusätzlichen Reibungsverluste durch die Rücklaufsperre auftraten, da diese den Magnetrotor und die Rotorwelle kraftschlüsig miteinander verbindet. Es tritt daher auch nur Schlupf in der ersten halben, bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auch in einer ersten, nahezu vollen Umdrehung zwischen Magnetrotor und Rotorwelle auf, wodurch in besonders vorteilhafter Weise auch dem Magnetrotor genügend Weg verbleibt, um bei angekoppelter Last anlaufen zu können. |Another advantage is that no additional friction losses occur during operation due to the backstop, since this connects the magnetic rotor and the rotor shaft with one another in a force-locking manner. Slippage therefore only occurs in the first half rotation, and in a preferred embodiment also in the first, almost full rotation, between the magnetic rotor and the rotor shaft, which particularly advantageously leaves the magnetic rotor with enough travel to be able to start when a load is coupled. |

Es ist daher die Rücklaufsperre, die einerseits den Rotor durch formschlüssigen Eingriff in eine Ausnehmung der Gehäusewandung dann blockiert, wenn dieser in der falschen, also unzutreffenden Richtung dreht, andererseits aber nach einer halben oder höchstens nahezu einer Umdrehung beim Anlauf die Koppelung mit der Rotorwelle übernimmt und den Übergang in den Synchronismus bewirkt.It is therefore the backstop that, on the one hand, blocks the rotor by positively engaging a recess in the housing wall when it rotates in the wrong, i.e. incorrect, direction, but on the other hand, after half a revolution or at most almost one revolution, takes over the coupling with the rotor shaft during start-up and causes the transition to synchronism.

Ein solcher Motor ist daher für ein umfassendes Einsatzgebiet geeignet und kann entsprechende Antriebsäufgaben bei-Such an engine is therefore suitable for a wide range of applications and can perform corresponding drive tasks.

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spielsweise für Laugenpumpen, sonstige Pumpen, für Lüfter, Gebläse, Messerschleifgeräte, Rasenmäher, Haushaltsgeräte u.dgl. übernehmen, wobei durch die Erfindung sichergestellt ist, daß im Gegensatz zu bekannten Synchronmotoren, die über einen Kupfer-Wirbelstromzylinder verfügen, die Rotorwelle über die formschlüssige Kopplung durch die Rücklaufsperre synchron zum Magnetrotor läuft. Der erfindungsgemäße Synchronmotor ist daher, da er auf den kostspieligen Kupferzylinder verzichten kann, wesentlich wirtschaftlicher zu fertigen und weist einen entscheidend höheren Wirkungsgrad auf.for example for lye pumps, other pumps, for fans, blowers, blade sharpeners, lawn mowers, household appliances, etc., whereby the invention ensures that, in contrast to known synchronous motors, which have a copper eddy current cylinder, the rotor shaft runs synchronously with the magnetic rotor via the positive coupling through the backstop. The synchronous motor according to the invention is therefore much more economical to manufacture and has a significantly higher level of efficiency, as it can dispense with the expensive copper cylinder.

Vorteilhaft ist ferner, daß durch die Rücklaufsperre, die also im korrekten Antriebszustand gleichzeitig die Kupplung zwii'Chen Rotorwelle und Magnetrotor bildet, nur im Moment des Anlautens Jeräusche entstehen, nicht aber im Betriebszustand des Motors, während welchem durch die formschlüssige Kopplung auch keine sonstigen Reibungsverluste auftreten. Another advantage is that the backstop, which in the correct drive state simultaneously forms the coupling between the rotor shaft and the magnet rotor, only creates noise at the moment of start-up, but not when the motor is in operation, during which no other friction losses occur due to the positive coupling.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen selbstanlaufenden Synchronmotors möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die die Rücklaufsperre bildenden Teile, je nach der zu erwartenden Belastung aus einem entsprechend geeigneten Kunststoff einfach und kostengünstig als Spritzgußteile hergestellt werden können, desgleichen auch die meisten Gehäuseteile·The measures listed in the subclaims make it possible to develop advantageous further developments and improvements to the self-starting synchronous motor specified in the main claim. It is particularly advantageous that the parts forming the backstop can be manufactured simply and inexpensively as injection-molded parts from a suitable plastic, depending on the expected load, as can most of the housing parts.

Dabei ist es möglich, die Rotorwelle als Kern in die Spritzgußform einzulegen und das Rücklaufsperrenteil, welches als Arretierglied den Freiheitsgrad einer radialen Beweglichkeit zur Rotorwelle aufweisen muß, an dieser einfach anzuspritzen.It is possible to insert the rotor shaft as a core into the injection mold and simply inject the backstop part, which as a locking element must have the degree of freedom of radial mobility to the rotor shaft, onto the rotor shaft.

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Zeichnungdrawing

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and is explained in more detail in the following description. They show:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung im Teillängsschnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 und dieFig. 1 shows an embodiment of the invention in partial longitudinal section along the line I-I of Fig. 2 and the

Fig. 2 und 3 einen Schnitt durch den in Fig. 1 cV/urgestell-Fig. 2 and 3 a section through the in Fig. 1 cV/original

?. ten Synchronmotor längs der Linie II-II, wo-?. th synchronous motor along the line II-II, where

f Cj bei die Fig. 2 die Rücklaufsperre in der Mi t-f Cj in Fig. 2 the backstop in the middle

. nahmeposition für die Rotorwelle und die Fig.. mounting position for the rotor shaft and the Fig.

%. die Rücklaufsperre in der Blockierposition für %. the backstop in the blocking position for

&iacgr; · den Rotor zeigt.&iacgr; · shows the rotor.

;·. Beschreibung der Ausführungsbeispiele;·. Description of the embodiments

f. Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, f. The basic idea of the present invention is

; eine Rücklaufsperre bei einem Synchronmotor so auszubilden, daß diese in der einen Richtung den Rotor durch formschlüssigen gehäusefesten Eingriff blockiert, in der anderen Richtung gleichzeitig dafür sorgt, daß der Rotor die Rotorwelle, auf welcher er drehbai sitzt, mitnimmt und; to design a backstop in a synchronous motor in such a way that it blocks the rotor in one direction by positive engagement with the housing, while at the same time ensuring in the other direction that the rotor takes the rotor shaft on which it is rotatably mounted and

'/' im übrigen auv'.h noch so ausgebildet ist, daß der Rotor'/' is also designed so that the rotor

beim Anlaufen bei angekoppelter Last sicher durchläuftruns safely when starting with a coupled load

\ und in den Synchronismus übergeht. Ermöglicht werden diese \ and goes into synchronism. These are made possible

Funktionen durch eine relative Verdrehbarkeit des Rotors zu der Welle, die ihn effektiv tragt und zentriert, also zur Rotorwelle, wobei ein Arretierglied der Rücklaufsperre als rotorwellenfestes Teil in der einen Drehrichtung von mindestens einem Mitnehmervorsprung am Rotor radial nach innen bis auf einen Anschlag gedrückt wird, der beispielsweise die Rotorwelle selbst sein kann und wodurch derFunctions by a relative rotatability of the rotor to the shaft that effectively supports and centers it, i.e. to the rotor shaft, whereby a locking member of the backstop as a part fixed to the rotor shaft is pressed radially inwards in one direction of rotation by at least one driver projection on the rotor until it reaches a stop, which can be, for example the rotor shaft itself and whereby the

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formschlüssige, drehfeste Mitnahmeeingriff zwischen Rotor und Rotorwelle erfolgt, oder von dem gleichen mindestens einen Mitnehmervorsprung am Totor radial nach außen von der Rotorwelle weg und gegen die Wandung des umgebenden Gehäuses gedrückt wird. Weist dieses dann geeignete Rastvorsprünge auf, fällt das Arretierglied in diese ein und blockiert die gesamte Drehbewegung.positive, rotationally fixed driving engagement between the rotor and the rotor shaft takes place, or at least one driving projection on the rotor is pressed radially outwards from the rotor shaft and against the wall of the surrounding housing. If this housing then has suitable locking projections, the locking element falls into these and blocks the entire rotary movement.

In Fig. 1 ist der Erregerteil des Synchronmotors mit 10 bezeichnet, bestehend aus dem U-förmigen Blechpaket (siehe Fig. 2 und 3) als Stator und der auf den Stator gewickelten Spule 6» Hierauf, auch auf den allgemein bekannten grundsätzlichen Aufbau und Antrieb eines Synchronmotors braucht nicht eingegangen zu werden, da die Erfindung lediglich die Bereiche Rücklaufsperre des Synchronmotors und dessen Selbstanlauf betrifft. Mit dem Erregerteil 10 verbunden ist das die Rotorwelle 1 lagernde Gehäuse 11, bestehend aus beidseitigen Lagerdeckeln 7a und 7b, die zweckmäßigerweise direkt auf dem Statorblech-Paket aufsitzen und mit Ankerschrauben miteinander verschraubt sind. Die Ankerschrauben gehen durch Löcher im Blechpaket. Die Kontur des Statorblechs ist in Fig. 3 gestrichelt dargestellt und mit 7c bezeichnet. Die Rotorwelle 1 ist in den beid- f seitigen Lagerdeckeln 7 drehbar gelagert, wobei bei 4In Fig. 1, the excitation part of the synchronous motor is designated 10, consisting of the U-shaped laminated core (see Fig. 2 and 3) as the stator and the coil 6 wound on the stator. This, as well as the generally known basic structure and drive of a synchronous motor, need not be discussed here, since the invention only concerns the areas of the backstop of the synchronous motor and its self-starting. Connected to the excitation part 10 is the housing 11 which supports the rotor shaft 1 and consists of bearing covers 7a and 7b on both sides, which are expediently seated directly on the stator laminated core and are screwed together with anchor bolts. The anchor bolts go through holes in the laminated core. The contour of the stator laminate is shown in dashed lines in Fig. 3 and designated 7c. The rotor shaft 1 is rotatably mounted in the bearing covers 7 on both sides, with 4

eine Distanzhülse und bei 9 eine Distanzscheibe noch eingelegt sind. Die Rotorwelle 1 lagert den Magnetrotor 2, der in seinem grundsätzlichen, hier allerdings nicht weiter interessierenden Aufbau beispielsweise aus zwei gegenüberliegenden Magnethalbschalen bestehen kann, die diametral aufmagnetisiert und mit Kunststoff umspritzt sind. Die Rücklaufsperre, die die Blockierfunktionen bei falscher Drehrichtung des Rotors und die Mitnahmefunktionen der Rotorwelle bei richtiger Drehrichtung bewirkt, ist mit 3 bezeichnet und besteht im einfachsten Fall aus einem mit der Rotorwelle 1 fest verbundenen, jedoch radial nach innen und außen frei beweglichen Vorsprung 3a, der auch als Haken oder Rastnase bezeichnet werden kann.a spacer sleeve and a spacer disk are still inserted at 9. The rotor shaft 1 supports the magnetic rotor 2, which in its basic structure, which is not of any further interest here, can consist, for example, of two opposing magnetic half-shells that are magnetized diametrically and molded with plastic. The backstop, which carries out the blocking function if the rotor rotates in the wrong direction and the driving function of the rotor shaft if the direction of rotation is correct, is designated 3 and in the simplest case consists of a projection 3a that is firmly connected to the rotor shaft 1 but can move freely radially inwards and outwards, which can also be referred to as a hook or locking lug.

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Da die Drehrichtung bei einem üblichen Synchronmotor ohne Rücklaufsperre rechts- oder linksläufig sein kann, je nach Richtung der magnetischen Durchflutung im Statorpaket im Moment des Einschaltens der Versorgungsspannung, ist die Motordrehrichtung nicht definiert und insofern vom Zufall abhängig. Bei bestimmten Antriebsarten ist dies aber nicht zulässig, so daß bei Anlauf des Rotors in der insofern "fel-schen", elso unzutreffenden Drehrichtun" der Rotor festgehalten werden muß, bis die magnetische Durchflutung sich umkehrt und der Rotor in der "richtigen", also zuv treffenden Drehrichtung anläuft. In diesem Zusammenhang muß auch darauf geachtet werden, daß durch die Synchronwirkung mit der magnetischen Durchflutung der Anlauf in der richtigen Richtung durch die üblicherweise an den Synchronmotor angekoppelte Last nicht zu schwergängig ist - mit anderen Worten, der Magnetrotor sollte einen hinreichend großen Freiweg bei Anlauf in der richtigen Drehrichtung haben, um bei angekoppelter Last überhaupt anlaufen zu können und den Übergang in den Synchronismus sicherzustellen. Since the direction of rotation of a conventional synchronous motor without a backstop can be clockwise or counterclockwise, depending on the direction of the magnetic flux in the stator package at the moment the supply voltage is switched on, the direction of rotation of the motor is not defined and is therefore random. However, this is not permitted for certain types of drive, so that when the rotor starts in the " wrong" or incorrect direction of rotation, the rotor must be held until the magnetic flux reverses and the rotor starts in the "correct" or correct direction of rotation. In this context, care must also be taken to ensure that the synchronous effect with the magnetic flux does not make starting in the correct direction too difficult for the load usually coupled to the synchronous motor - in other words, the magnetic rotor should have a sufficiently large free travel when starting in the correct direction of rotation to be able to start at all with a coupled load and to ensure the transition to synchronism.

Der Erfindung gelingt die Befriedigung dieser beiden For-, derungen an den Synchronmotor mit einer Rücklaufsperre, die bei der in den Figuren gezeigten Ausführungsform scheibenförmig ausgebildet und fest mit der Rotorwelle 1 verbunden ist. Diese Rücklaufsperre 3 kann ein einfaches Spritzgußteil sein und trägt, gelenkig mit der einfachen Grundscheibenform 3b der Rücklaufsperre 3 verbunden (siehe Fig. 3) das radial aus- bzw. einschwenkbare Arretierglied 3a, wobei dieses Arretierglied bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Grundscheibe 3b über einen elastischen Steg 13 verbunden ist.The invention succeeds in satisfying these two requirements for the synchronous motor with a backstop, which in the embodiment shown in the figures is disk-shaped and is firmly connected to the rotor shaft 1. This backstop 3 can be a simple injection-molded part and, connected in an articulated manner to the simple base disk shape 3b of the backstop 3 (see Fig. 3), carries the radially pivotable locking member 3a, whereby this locking member in the embodiment shown is connected to the base disk 3b via an elastic web 13.

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Es versteht sich, daß das Arretierglied 3a von der allgemeinen Form eines Hakens oder einer Rastnase an der Grundscheibe 3b der Rücklaufsperre auch über ein sonstiges Gelenk verbunden sein kann, so daß die Rücklaufsperre 3 dann in der Struktur zweiteilig aufgebaut ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Arretierglied 3a über den entsprechend dünnen und elastisch ausgebildeten Steg • insHirltin in rfpr firnnrferhoiha IVi hofocH rt¥ . Roi &iacgr;&ohgr;&ogr;&iacgr;)·&ogr;&iacgr;- It is understood that the locking member 3a, which has the general form of a hook or a locking lug, can also be connected to the base plate 3b of the backstop via another joint, so that the backstop 3 is then constructed in two parts. In the embodiment shown, the locking member 3a is connected to the base plate 3b via the correspondingly thin and elastic web .

ligem Aufbau wird der Steg beispielsweise durch einen Zapfen ersetzt, der an der Grundscheibe 3b befestigt ist \. und in einer Bohrung des Arretierglieds 3a sitzt, so daß dieses über das so gebildete Gelenk mit dem festen Teil (Grundscheibe 3b) der Rücklaufsperre 3 verbunden ist. Schließlich ist es auch möglich, zwei sich gegenüberliegende Arretierglieder zu verwenden.In a rigid construction, the web is replaced, for example, by a pin that is attached to the base plate 3b and sits in a hole in the locking member 3a, so that the latter is connected to the fixed part (base plate 3b) of the backstop 3 via the joint thus formed. Finally, it is also possible to use two locking members that are opposite one another.

Zur Gewährleistung der Grundfunktion der Rücklaufsperre sind am Magnetrotor 2 noch mindestens ein, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei axiale Vorsprünge 14a, 14b angeordnet, die beispielsweise einstückig von dessen Außenumfang ausgehen können und Teil der Kunststoffum-* epritzung des Magnetrotors sein können. Die Mitnehmer- f , Vorsprünge 14a, 14b können als Zapfen oder wie bei dem Ausführungsbeispiel axial vorspringende Ringsegmente am Außenumfang des Rotors ausgebildet sein.To ensure the basic function of the backstop, at least one axial projection 14a, 14b is arranged on the magnetic rotor 2, in the embodiment shown two axial projections 14a, 14b, which can, for example, extend integrally from its outer circumference and can be part of the plastic encapsulation of the magnetic rotor. The driver projections 14a, 14b can be designed as pins or, as in the embodiment, as axially projecting ring segments on the outer circumference of the rotor.

Jedenfalls ist das hakenförmige Arretierglied 3a an der Rotorwelle 1 so ausgebildet, daß es stets in den Weg der Mitnehmervorsprünge 14a, 14b des Magnetrotors 2 ragt und vcn diesen dabei, aufgrund seiner radialen Beweglichkeit, entweder radial nach außen gegen die Gehäusewandung oder radial nach innen auf einen Anschlag oder auf die Rotorwelle 1 gedrückt werden kann.In any case, the hook-shaped locking member 3a on the rotor shaft 1 is designed in such a way that it always protrudes into the path of the driver projections 14a, 14b of the magnet rotor 2 and, due to its radial mobility, can be pressed by these either radially outwards against the housing wall or radially inwards against a stop or onto the rotor shaft 1.

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Der Grundaufbau vervollständigt sich dann noch durch mindestens eine radial nach außen Verlaufende stationäre Ausnehmung 15a, 15b, die bei 16 jeweils eine Abschulterung bildet, die als Anschlag für einen entsprechend ausgebildeten, naäenförmigen Vorsprung 17 am Arretierglied 3a dient. Diese Aussparungen 15a, 15b befinden sich axial auf Höhe der Rücklaufsperre 3 und daher im in der Zeichenebene der Fig * 1The basic structure is then completed by at least one stationary recess 15a, 15b running radially outwards, which forms a shoulder at 16, which serves as a stop for a correspondingly designed, lug-shaped projection 17 on the locking member 3a. These recesses 15a, 15b are located axially at the level of the backstop 3 and therefore in the plane of the drawing in Fig . * 1

linksseitigen Lagerdeckel 7a und sind jedenfalls von einer allgemein keilförmigen Form, so daß der bewegliche hakenförmige Teil, nämlich das Arretierglied 3a der Rücklaufsperre 3 in die Aussparungen einhaken kann. Vorteilhafter-""")■ ist die Position in Umfangsrichtung der Aussparungen 15aleft-hand bearing cover 7a and are in any case of a generally wedge-shaped form, so that the movable hook-shaped part, namely the locking member 3a of the backstop 3, can hook into the recesses. The position in the circumferential direction of the recesses 15a is more advantageous.

und 15b im Lagerdeckel 7 ist auf die Ruhestellung der Mitnehmervorsprünge 14a und 14b des Rotors 2 entsprechend abgestimmt. Hiermit kann das Anlaufverhalten des Motors ver-] Ändert werden, d.h. der Weg des Rotors in Umfangsrichtungand 15b in the bearing cover 7 is adjusted to the rest position of the driver projections 14a and 14b of the rotor 2. This can be used to change the starting behavior of the motor, i.e. the path of the rotor in the circumferential direction

bis zum Blockieren oder zur Mitnahme der Rotorwelle 1.until the rotor shaft 1 blocks or is driven along.

Es ergibt sich dann folgende Grundfunktion. Beginnt der auf der Rotorwelle 1 drehbar gelagerte Magnetrotor 2 sich in der gewünschten Drehrichtung entsprechend Fig.The following basic function then results. If the magnetic rotor 2, which is mounted on the rotor shaft 1, begins to rotate in the desired direction as shown in Fig.

durch die an die elektrische Spule 6 angelegte elektrische Spannung zu drehen, so trifft er sozusagen von hinten auf £ ■, das Arretierglied 3a der Rücklaufsperre 3 mit dem mindestens einen vorhanden Mitnehmervorsprung 14a, 14b auf undto rotate by the electrical voltage applied to the electrical coil 6, it hits, so to speak, from behind £ ■, the locking member 3a of the backstop 3 with the at least one existing driver projection 14a, 14b and

drückt dadurch das Arretierglied in Drehrichtung undthereby presses the locking member in the direction of rotation and

gleichzeitig radial nach innen, bis der Haken an einem~ Anschlag der Rücklaufsperre 3 zur Äalage kommt. Diesersimultaneously radially inwards until the hook comes to rest on a stop on the backstop 3. This

'^f Haken kann beispielsweise gesondert auf der Grundscheibe 3b ' ^f hook can be mounted separately on the base plate 3b

angeordnet sein; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlag gebildet von der die Rücklaufsperre 3 durchsetzenden Rotorwelle 1 selbst, um die sich das Arretiergiied daher, da es über seinen elastischen Steg 13 mit der Grundscheibe 3b fest verbunden ist, sozusagen ein bißchen herumwickelt, bis die in Fig. 2 dargestellte Endposition eingenommen ist. Das Arretierglied ist dann auch in dieser Position von der umgebenden Wandung des Gehäuses (Lagerdeckel 7a) frei und Magnetrotor 2 und die Rotorwelle 1 sind formschlüssig, miteinander verbunden, so daß diebe arranged; in the embodiment shown, the stop is formed by the rotor shaft 1 itself, which passes through the backstop 3, around which the locking member, since it is firmly connected to the base disk 3b via its elastic web 13, wraps a little bit until the end position shown in Fig. 2 is assumed. The locking member is then also free in this position from the surrounding wall of the housing (bearing cover 7a) and the magnet rotor 2 and the rotor shaft 1 are connected to one another in a form-fitting manner, so that the

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letztere synchron mit dem Rotor rotiert und ihre Antriebsaufgaben durchführt. the latter rotates synchronously with the rotor and carries out its drive tasks.

Beginnt im anderen Fall beim Einschalten der elektrischen Spannung der Magnetrotor in der Gegenrichtung zu rotieren (Fig. 3), dann schlägt der mindestens eine Mitnehmervorsprung 14a, 14b nunmehr von der anderen Seite und sozusagen mit seiner eigenen Rückseite gegen das Arretierglied 3a. Aufgrund der allgemeinen Massenträgheit der Rotorwelle und der an dieser angekoppelten Last kann der Mitnehmer-In the other case, if the magnetic rotor begins to rotate in the opposite direction when the electrical voltage is switched on (Fig. 3), then at least one driver projection 14a, 14b now strikes the locking member 3a from the other side and, so to speak with its own back side. Due to the general mass inertia of the rotor shaft and the load coupled to it, the driver

\ vorsprung 14a, 14b das hakenförmige Arretierglied 3a aus\ projection 14a, 14b the hook-shaped locking member 3a from

seiner (Anlage)Position radial nach außen ausheben, das Arretierglied 3a biegt sich, jedenfalls bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, im Bereich des Steges 13 durch und wird in radialer Richtung nach außen gedrückt. Es versteht sich, daß der Steg trotz entsprechend dünner und elastischer Ausbildung hier über die nötige Festigkeit gegen Zug- und Brucheinwirkung verfügt, in diesem Fall drehen sich dann Magnetrotor 2, die Rotorwelle 1 und die Rücklaufsperre 3 noch so lange in der (falschen) Gegenrichtung weiter, bis das Arretierglied in die eine oder eine der vorhandenen Aussparungen 15a, 15b im Lagergehäuse ein-its (installation) position radially outwards, the locking member 3a bends, at least in the embodiment shown, in the area of the web 13 and is pressed outwards in a radial direction. It goes without saying that the web, despite its correspondingly thin and elastic design, has the necessary strength against tensile and breaking effects, in this case the magnet rotor 2, the rotor shaft 1 and the backstop 3 continue to rotate in the (wrong) opposite direction until the locking member fits into one or one of the existing recesses 15a, 15b in the bearing housing.

, fällt und sich dort verhakt. Der Motor ist daher in dieser Drehrichtung blockiert. , falls and gets caught there. The motor is therefore blocked in this direction of rotation.

Bei der nächsten Richtungsumkehr der magnetischen Durchflutung kann der Rotor dann aus der in Fig. 3 gezeigten Position zunächst lastfrei und nur durch die sehr geringen Lagerreibungen beeinflußt seine Drehbewegung in der jetzt richtigen Richtung beginnen, und zwar erkennbar ohne von der noch stehenden Rotorwelle 1 und der an dieser angekoppelten Last behindert zu sein. Es tritt also ein Schlupf zwischen dem Magnetrotor 2 und der Rotorwelle 1 auf, derAt the next reversal of the direction of the magnetic flux, the rotor can then start its rotation in the correct direction from the position shown in Fig. 3, initially without load and only influenced by the very low bearing friction, and clearly without being hindered by the still stationary rotor shaft 1 and the load coupled to it. This means that a slip occurs between the magnetic rotor 2 and the rotor shaft 1, which

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dem Magnetrotor einen genügend langen Weg zum Anlaufen auch bei angekoppelter Last ermöglicht. Dieser Schlupf beträgt bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungs- &kgr; beispiel etwa eine halbe Umdrehung; er kann auf maximal nahezu eine Umdrehung vergrößert werden, wenn man am Rotor lediglich einen Mitnehmervorsprung zuläßt. Dieser Mitnehmervorsprung trifft dann auf die schräge, im spitzen Winkel verlaufenden Auflauffläche 18 des Arretierglieds 3a auf hebt dieses, wie weiter vorn schon erwähnt, aus der jeweiligen keilförmigen Aussparung 15a, 15b des Lagergehäuses aus. Anschließend drehen sich dann Rotor und Rotorwelle durch die von dem Arretierglied 3a bewirkte formschlüssige Kupplung synchron und auch im Synchronismus mit dem erregenden Magnetfeld weiter.allows the magnet rotor a sufficiently long path to start up even when a load is coupled. This slip is approximately half a turn in the example shown in the drawing; it can be increased to a maximum of almost one turn if only one driver projection is allowed on the rotor. This driver projection then hits the slanted, acute-angled run-on surface 18 of the locking member 3a and, as already mentioned above, lifts it out of the respective wedge-shaped recess 15a, 15b of the bearing housing. The rotor and rotor shaft then continue to rotate synchronously and also in synchronism with the exciting magnetic field due to the positive coupling caused by the locking member 3a.

Es versteht sich, daß je nach gewünschter Drehrichtung die Rücklaufsperre (und gleichzeitig Mitnahmekupplung zwischen Rotor und Rotorwelle) rechts oder links vom Stator montiert werden kann, was problemlos .innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens realisiert werden kann, da aufgrund der allgemeinen Symmetrie die entsprechenden Teile auch leicht umgedreht werden können. Die Mitnehmervorsprünge des Mag-. netrotors müssen sich dazu auf der betreffenden Seite befinden, sonst ist der Magnetrotor umgekehrt einzubauen.It goes without saying that, depending on the desired direction of rotation, the backstop (and at the same time the driving coupling between the rotor and the rotor shaft) can be mounted to the right or left of the stator, which can be easily achieved within the framework of the invention, since the corresponding parts can also be easily turned over due to the general symmetry. The driving projections of the magnet rotor must be on the relevant side, otherwise the magnet rotor must be installed upside down.

Aus den Zeichnungen erkennt man, daß die Rücklaufsperre 3 in bevorzugter Ausführung kos-engünstig als einfaches Spritzgußteil hergestellt werden kann, wobei an die Grundscheibe 3b mit vorgegebener Dicke auf der einen Seite und aus der Mitte versetzt am Scheibenrand entlang ein einstückiger erhöhter Absatz 19 angeformt ist, an welchem über den elastischen Verbindungssteg 13 das Arretierglied in Form eines Hakens bzw. eitler Mitnehmernase oder Arre-From the drawings it can be seen that the backstop 3 in the preferred embodiment can be manufactured cost-effectively as a simple injection-molded part, whereby a one-piece raised shoulder 19 is molded onto the base disk 3b with a predetermined thickness on one side and offset from the center along the edge of the disk, to which the locking member in the form of a hook or a driving lug or locking

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tiernase hängt. Absatz 19 kann als Massenausgleich ausgebildet und mit einer Anlauffläche für das Arrstierglied 3a versehen sein. Sind von dem Synchronmotor größere Lastmomente zu bewältigen, dann kann es sinnvoll sein, im Bereich der Rotorwelle 1 dort, wo die Grundscheibe 3b der Rücklaufsperre 3 sitzt, die Rotorwelle gerändelt oder sonstwie uneben auszubilden, so daß sich eine feste unlösüare Verbindung zwischen der Rücklaufsperre, über die das gesamte vom -Magnetrotor aufgebrachte Drehmoment zur Rotorwelle übertragen wird, und dieser ergibt.animal nose hangs. Paragraph 19 can be designed as a mass balancer and provided with a contact surface for the locking member 3a. If the synchronous motor has to handle larger load moments, then it can be useful to make the rotor shaft knurled or otherwise uneven in the area of the rotor shaft 1 where the base plate 3b of the backstop 3 is located, so that a firm, inseparable connection is created between the backstop, via which the entire torque applied by the magnet rotor is transmitted to the rotor shaft, and the latter.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.All features presented in the description, the following claims and the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

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Claims

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2018/ot/mu
30.01.1987

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

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1. Self-starting synchronous motor with backstop (3), with a rotor shaft (1) mounted in a housing (7a, 7b) and carrying the rotor (2), and with coupling means between the rotor (2) and its rotary movement transmitting parts, which allow a free movement extending over a predetermined angle, and further with means blocking the rotary movement of the rotor in the incorrect direction by means of a mechanical stop, characterized in that

a) a locking member (3a.) is arranged on the rotor shaft (1) in a rotationally fixed manner, that

b) the rotor (2) is rotatably mounted on the rotor shaft (1), that

c) the locking member (3a) is driven by the rotor (2) in the correct direction of rotation and that

d) the locking member (3a) is pressed into a fixed engagement with the housing in the incorrect direction of rotation by the rotor movement.

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2. Self-starting synchronous motor according to claim 1, characterized in that at least one driver projection (14a, 14b) is arranged on the rotor (2), which, depending on the direction of rotation, hits the movable locking member (3a) on the rotor shaft (1) from one side or the other and moves it into the rotor shaft driving position

or presses radially outward into at least one housing-fixed, locking-nose-like recess (15a, 15b), while simultaneously blocking any further rotor movement.

3. Self-starting synchronous motor according to claim 1 or 2, characterized in that the locking member (3a) of the backstop (3), which blocks further rotational movement in the wrong direction of rotation of the rotor (2) and acts as a driving clutch between the rotor and the rotor shaft in the correct direction of rotation, has stop surfaces on both sides for the driver projection(s) (14a, 14b) of the rotor and, if the direction of rotation is correct, is pressed radially inwards by the respective driver projection (14a, 14b) following this direction of rotation and, if the direction of rotation is incorrect, is pressed radially outwards also following this direction of rotation.

4. Self-starting synchronous motor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the backstop (3) consists of a base disk (3b) sitting concentrically on the rotor shaft (1) and the locking member (3a) attached to the latter with radial articulation inwards or outwards.

5. Self-starting synchronous motor according to claim 4, characterized in that the base plate (3b) and

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animal member (3a) form a one-piece injection-molded part and the fastening of the locking member (3a) to the base plate (3b) is formed by an elastic plastic web.

6. Self-starting synchronous motor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the magnetic rotor of

which are encapsulated with plastic and that in axial extension up to the height of the non-return valve (3) extending one-piece extensions of the plastic~ I

material overmoulding as driver projections (14ä, 14b) acting on the locking member (3a).

7. Self-starting synchronous motor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the only three parts, magnetic rotor (2), rotor shaft (1) and backstop (3), are arranged concentrically to one another within a common housing (bearing half shells 7a, 7b).

8. Self-starting synchronous motor according to claim 7,

, characterized in that the housing (7a, 7b) is

the excitation part (10) formed from the laminated core of the stator (5) and the electrical coils (6) is attached to the side.

9. Self-starting synchronous motor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the joint for the radial movement of the locking member (3a) is formed by a pin forming a pivot point for the latter.

10. Self-starting synchronous motor according to claim 9,

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30.01.1907 - 4 - ^R · ²¹¹²⁰

characterized in that the pin is arranged on the base plate (3b) of the backstop and the locking member is mounted so that it can pivot radially inwards or outwards.