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Dokumentenidentifikation DE2841136C2 02.11.1989
Titel Bürstenloser Gleichstrommotor
Anmelder Sony Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kishi, Yoshio, Hachioji, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Mitscherlich, H., Dipl.-Ing.; Gunschmann, K., Dipl.-Ing.; Körber, W., Dipl.-Ing. Dr.rer.nat.; Schmidt-Evers, J., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 21.09.1978
DE-Aktenzeichen 2841136
Offenlegungstag 29.03.1979
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.11.1989
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.11.1989
IPC-Hauptklasse H02K 1/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit einer Statoranordnung.

Es ist bereits eine auf einem Eisenkern, insbesondere Polkern für elektrische Maschinen aufgebrachte Isolationsschicht bekannt (DE-GM 17 88 110), die aus einem auf den Eisenkern aufgebrachten Anstrich aus Kunstharz, insbesondere aus gefülltem Polyesterharz oder Gießharz, und mehreren Lagen, ebenfalls mit einem Anstrich aus dem gleichen Kunstharz versehenen Glasseidengewebe besteht und ausgehärtet ist. Eine derart aufgebaute Isolationsschicht genügt jedoch nicht, um einen bürstenlosen Gleichstrommotor in kompakter Bauweise zu schaffen.

Üblicherweise sind bei herkömmlichen bürstenlosen Motoren die Antriebsanker auf einem Statorjoch so gelagert, daß sie in den Magnetflußpfad eines Rotormagneten eingefügt sind und diesen veranlassen, sich zu drehen. Ein herkömmliches Statorjoch besteht in typischer Weise aus einem magnetisch permeablen Material, wie aus einer Eisenplatte oder aus Elektrostahl. Dadurch wird ein Magnetflußpfad geschaffen, der vom Rotormagneten ausgeht. Die Ankerwicklungen bei einem solchen Rotor sind auf nichtleitenden (Kunststoff)-Spulenkörpern aufgewickelt, wobei die Flanschteile der Spulenkörper an dem Statorjoch anzuliegen vermögen, um die Ankerwicklungen von dem Metall des Statorjoches zu isolieren.

Während eine Dicke von lediglich 0,1 mm für Isolationszwecke ausreichend wäre, weist der Spulenkörperflansch üblicherweise eine Dicke von 0,5 mm auf. Er kann nicht mit einer Dicke von weniger als 0,3 mm hergestellt werden, und zwar aufgrund der Schwierigkeiten beim Spritzgießen bzw. beim Formen der Spulenkörper.

Bei sämtlichen derartigen Motoren tritt eine Magnetflußstreuung im Spalt zwischen dem Rotormagneten und dem Statorjoch auf. Der Anteil des Flußverlustes ist weitgehend proportional der dritten Potenz der Länge des Spaltabstands. Der aufgrund der Einfügung des Spulenkörperflansches in die Bahn des Magnetflusses vorhandene Leckfluß verringert in erheblichem Ausmaß die Leistungskapazität des Motors. Damit dürfte ersichtlich sein, daß die Leistung eines bürstenlosen Gleichstrommotors dadurch gesteigert werden kann, daß die Notwendigkeit nach Spulenkörperflanschen beseitigt wird.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen bürstenlosen Gleichstrommotor zu schaffen, der gegenüber bisher bekannten bürstenlosen Gleichstrommotoren eine kompaktere Bauweise aufweist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe zum einen durch die im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen, und zum anderen wird die betreffende Aufgabe durch die im Anspruch 2 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich durch den Vorteil aus, daß mit insgesamt besonders geringem Aufwand ein bürstenloser Gleichstrommotor in kompakterer Bauweise realisierbar ist als die bisher bekannten bürstenlosen Gleichstrommotoren.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch in einer Schnittansicht einen relativ flachen bürstenlosen Motor nach dem Stand der Technik.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des in Fig. 1 dargestellten Motors.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die Beziehung der Spaltgröße zwischen einem Motormagneten und einem Statorjoch in bezug auf den Leckflußkoeffizienten.

Fig. 4A und 4B zeigen Ausschnitte von einen Magnetflußpfad festlegenden Bauteilen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen und zum Teil im Schnitt dargestellten Ausschnittansicht ein Bauteil zur Festlegung eines Magnetflußpfades gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht ein Statorjoch für die Verwendung bei einem die vorliegende Erfindung verkörpernden Motor.

Fig. 7 zeigt schematisch in einer Axialschnittansicht einen bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit einer Statoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 8 zeigt eine Draufsicht der in Fig. 7 dargestellten Statoranordnung.

Fig. 9 zeigt schematisch in einer Axialschnittansicht einen weiteren bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit einer Statoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 10 zeigt in einer ausschnittsweisen schematischen Axialschnittansicht einen noch weiteren bürstenlosen Gleichstrommotor, der mit einer Statoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist.

Fig. 11 zeigt in einer Draufsicht die Anordnung der Ankerwicklungen auf der Statoranordnung, die bei dem bürstenlosen Gleichstrommotor gemäß Fig. 10 verwendet ist.

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Zum Zwecke der Herstellung des Gegensatzes zur vorliegenden Erfindung zeigen die Fig. 1 und 2 einen herkömmlichen flachen oder axial ausgerichteten bzw. angeordneten Gleichstrommotor 20. Dieser Gleichstrommotor 20 enthält ein Statorjoch 21 aus einem magnetisch permeablen Material, wie aus Eisen, Siliciumstahl oder einem anderen mechanisch weichen Material, um eine Bahn für einen Magnetfluß festzulegen. Die Ankerspulen 22 sind auf dem Statorjoch 21 angeordnet und in den Magnetflußpfad eines magnetischen Kreises eingefügt, der durch das Joch 21 zwischen den Rotormagneten 23 und 23&min; verläuft. Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Ankerspulen 22 in herkömmlicher Weise auf Spulenkörpern 24 gewickelt, die aus einem Isolationsmaterial bestehen. Jeder derartige Spulenkörper 24 weist einen Flanschteil 25 auf, mit dem die betreffende Ankerspule 22 gegenüber dem Statorjoch 21 isoliert wird. Die zur Isolation der jeweiligen Ankerspule 22 gegenüber dem Statorjoch 21 benötigte Dicke des Isolationsmaterials beträgt lediglich etwa 0,1 mm. Aufgrund der mit dem Spritzen bzw. Formen des jeweiligen Spulenkörpers 24 aus einem Isolationsharz verbundenen Schwierigkeiten weist der Isolationsflansch 25 jedoch im allgemeinen eine Dicke von etwa 0,5 mm auf. Die betreffende Dicke kann dabei nicht unter 0,3 mm verringert werden.

Bei dem Gleichstrommotor gemäß Fig. 1 fließt der Magnetfluß von einem Magneten 23 zu dem Statorjoch 21 und sodann zu einem entgegengesetzt gepolten Magneten 23&min;. Ein Spalt mit einer Spaltlänge l ist zwischen jedem Magneten 23, 23&min; und dem Statorjoch 21 vorgesehen. Die Ankerspulen 22 sind in einem derartigen Spalt untergebracht. Es sei darauf hingewiesen, daß die Größe des magnetischen Widerstandes in dem Flußweg um so kleiner und demgemäß die Flußdichte innerhalb des Spaltes - in welchem die Ankerspulen 22 untergebracht sind - um so größer sein wird, je kleiner die Spaltlänge l zwischen dem Rotormagneten 23 bzw. dem Rotormagneten 23&min; und dem Statorjoch 21 ist. Durch Verkleinern der Spaltlänge l zwischen den Magneten 23, 23&min; und der Statorplatte 21 können somit der Wirkungsgrad und die Leistung des Motors verbessert werden.

Die Spaltlänge l kann als Summe l = l1 + l2 + l3 angegeben werden. Dabei bedeutet l1 den Zwischenraum, der vorgesehen ist, um eine Berührung der Rotormagnete 23, 23&min; mit den Ankerspulen 22 zu vermeiden. Mit l2 ist die Dicke der jeweiligen Ankerspule bezeichnet; diese Größe ist durch die Anzahl der Ankerwindungen bestimmt. Mit l3 ist die Dicke des Isolationsmaterials bezeichnet, wie die des Flansches 25, der zur Isolation der jeweiligen Ankerspule 22 gegenüber dem Statorjoch 21 vorgesehen ist.

Die Beziehung zwischen der Spaltlänge l und dem Leckflußkoeffizienten L ist in Fig. 3 veranschaulicht. Eine derartige Beziehung zeigt eine kubische Abhängigkeit. Dabei ist ersichtlich, daß mit zunehmender Größe der Spaltlänge der Koeffizient des Magnetflußlecks drastisch ansteigt. Demgemäß ist der Anteil des Magnetflusses, der auf die Ankerspulen 22 einwirkt, in Abhängigkeit von einer relativ geringen Zunahme der Spaltlänge L erheblich verringert. Aufgrund der Dicke des Isolationsflansches 25 bei dem herkömmlichen Motor 20 weist der Leckflußkoeffizient L im allgemeinen einen hohen Wert auf, wie er beispielsweise in Fig. 3 mit L1 bezeichnet ist. Der Leckflußkoeffizient kann jedoch auf einen wesentlich niedrigeren Wert L2 dadurch gesenkt werden, daß in den Motor ein Statorjoch eingeführt wird, welches aus einem Bauteil zur Festlegung eines Magnetflußpfades gemäß der vorliegenden Erfindung besteht.

Wie in Fig. 4 dargestellt, kann ein einen Magnetflußpfad als Teil eines magnetischen Kreises festlegendes Bauteil bzw. Glied 121 gemäß der Erfindung ein Isolator-Grundteil 26 aus einer Polyesterschicht oder dgl. mit einer gewünschten Dicke aufweisen. Diese Schicht ist mit ihrer Unterseite mittels einer Klebstoffschicht 27 aus einem Polyamid oder dgl. an einer magnetisch permeablen Platte 28 angeklebt, die eine Siliciumstahlplatte sein kann. Ein derartiges Isolatorgrundteil 26 kann mit einer Dicke von lediglich 0,1 mm hergestellt sein. Ein aus dem Bauteil 121 bestehendes bzw. hergestelltes Statorjoch vermeidet den für herkömmliche Gleichstrommotoren charakteristischen hohen magnetischen Leckflußkoeffizienten L.

Wie in Fig. 4B dargestellt, kann bei einem weiteren Bauteil 121&min; gemäß der Erfindung zur Festlegung eines Magnetflußpfades als Teil eines magnetischen Kreises - zum Zwecke der Minimierung von Wirbelströmen und damit zur Verringerung von mechanischer Störung - die das magnetische Material bildende einzige Stahlplatte 28 in vorteilhafter Weise als Schichtgebilde 28&min; ausgebildet sein, welches aus mehreren Stahlplattenschichten besteht, die mittels eines Klebstoffs miteinander verbunden sind.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann ein Bauteil 121&min; zur Festlegung eines Magnetflußpfades gemäß der Erfindung in wünschenswerter Weise ein gewebeartiges Isolatorgrundteil 26&min; enthalten, beispielsweise Glasfasern, die mit einem Epoxyd oder mit einem anderen Typ eines aushärtbaren oder durch Wärmeeinwirkung aushärtenden Klebstoffs 27&min; imprägniert sind. Der Klebstoff 27&min; füllt die Zwischenräume des gewebeartigen Materials 26&min; aus und ist weitgehend einem Aushärtungs- oder Erwärmungs- und Druckvorgang ausgesetzt. Bei dieser Ausführungsform kann ein erwünschtes dünnes Isolatorgrundteil mit einer überragenden Flachheit und einer gleichmäßigen Dicke von 0,1 mm ohne weiteres erhalten werden. Der Klebstoff 27&min; dient außerdem dazu, den Isolator mit der Schicht 28 aus einem magnetischen Material zu verbinden.

Während der Herstellung des in Fig. 5 dargestellten Bauteils zur Festlegung eines Magnetflußpfades kann Wärme auf die als Schicht 28 aus magnetisch permeablem Material verwendete Stahlplatte ausgeübt werden. Die Erwärmung der Stahlplatte hat eine Aushärtungswirkung auf den Klebstoff 27&min; zur Folge, durch den das gewebeartige Material 26&min; imprägniert wird. Außerdem wird dadurch die Isolationsschicht 26&min;, 27&min; veranlaßt, eine sehr flache Oberfläche zu bilden.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein Statorjoch - welches ein einen Magnetflußpfad festlegendes Bauteil 121, 121&min; oder 121&min;&min; gemäß der vorliegenden Erfindung bildet bzw. festlegt - eine wünschenswerte Herabsetzung der Spaltlänge l zwischen den Rotormagneten und dem Statorjoch eines bürstenlosen Gleichstrommotors ermöglicht. Dadurch erreicht man eine nennenswerte Herabsetzung des Leckflußkoeffizienten auf einen relativ niedrigen Wert L2 (Fig. 3). Demgemäß bringt ein gemäß der Erfindung aufgebautes Statorjoch eine nennenswerte Verbesserung gegenüber herkömmlichen Statorjochen mit sich.

Wie in Fig. 6 dargestellt, kann ein Statorjoch 221, welches gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem einen magnetischen Kreis festlegenden Bauteil 121 gebildet ist, mit einer gedruckten Schaltung 29 auf einer Oberfläche seiner aus einem Isolationsmaterial bestehenden Schicht 26 versehen sein. Auf die Isolationsmaterialschicht 26, die in der oben beschriebenen Weise gebildet ist, kann eine Kupferfolie aufgebracht sein. Sodann kann die gedruckte Schaltung 29 für die Ankerwindungen bzw. Ankerspulen und für Rotor-Stellungsdetektorelemente oder für andere elektrische Elemente ohne weiteres auf dem Statorjoch dadurch vorgesehen werden, daß das aus Schichten bestehende Statorjoch einem Ätzprozeß unterzogen wird.

Ein Statorjoch, welches als ein einen magnetischen Kreis bzw. einen Magnetflußpfad festlegendes Bauteil gemäß der Erfindung ausgebildet ist, bringt somit eine nennenswerte Verbesserung gegenüber herkömmlichen Statorjochen mit sich. Wie oben erwähnt, kann der Spalt zwischen den Rotormagneten und dem Statorjoch wesentlich verringert werden, wodurch der Wirkungsgrad der magnetischen Koppelung zwischen dem Rotor und dem Stator gesteigert wird. Eine derartige Konstruktion senkt außerdem die Herstellungskosten und ermöglicht eine kompakte und einfache Motoranordnung.

Es sei darauf hingewiesen daß das einen Magnetflußpfad festlegende Bauteil gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur als Statorjoch bei einem bürstenlosen Gleichstrommotor wirksam bzw. nutzbar sein kann, sondern außerdem bei einem Bürsten-Gleichstrommotor, einem Wechselstrommotor oder bei einer Vielzahl von anderen elektrischen Einrichtungen verwendet werden kann, bei denen ein einen Magnetflußpfad festlegendes Bauteil eine erforderliche Komponente ist. Demgemäß können Magnetflußpfade festlegende Bauteile gemäß der Erfindung ohne weiteres in einem Magnetrelais, in einem elektromagnetischen Relais oder in irgendeiner Einrichtung einer Vielzahl von entsprechenden Einrichtungen verwendet werden, woraus folgt, daß die vorliegende Erfindung einen weiteren Anwendungsbereich besitzt.

Bei einem herkömmlichen bürstenlosen Motor ist das Statorjoch 21 in typischer Weise an einem Statorgrundteil mit Hilfe mechanischer Befestigungselemente, wie Schrauben, befestigt. Während des Betriebs des Motors ändert sich jedoch eine auf das Statorjoch wirkende elektromechanische Anziehungskraft mit einer Frequenz von mehreren hundert Hertz von -30 g bis +30 g (± 2900 dyn). Durch eine derartige elektromagnetische Kraft werden unerwünschte Schwingungen hervorgerufen, und ferner wird ein mechanisches Geräusch verursacht. Überdies neigen diese Schwingungen dazu, die Schrauben oder andere mechanische Befestigungselemente zu lockern und dadurch das Auftreten eines Motorausfalls im Falle eines herkömmlichen Motors zu steigern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht ein Statorjoch vorzugsweise aus einem einen Magnetflußpfad festlegenden Bauteil 121, 121&min; oder 121&min;&min;, wie dies oben beschrieben worden ist. Dieses Bauteil ist mit dem Statorgrundteil eines bürstenlosen Gleichstrommotors mittels eines Klebstoffs oder dgl. verbunden, und zwar nahezu über den gesamten Bereich der zueinander zugewandten Oberflächen des Statorjoches und des Statorgrundteiles.

Ein die obenerwähnten Aspekte der vorliegenden Erfindung umfassender flacher bürstenloser Gleichstrommtor 30 ist in Fig. 7 dargestellt. Dieser Motor enthält eine Rotorwelle 31, an der ein Rotorjoch 32 befestigt ist. An dem Rotorjoch 32 sind Rotormagnete 33 angebracht. Ein Gehäuse 34 umgibt den Motor. Die Ankerspulen bzw. Ankerwindungen 35 sind an einem Statorjoch 36 in dem Magnetflußpfad der Rotormagnete 33 befestigt. Das Joch 36 ist auf einem Statorgrundteil bzw. einer Statorgrundplatte 37 angebracht. In der Statorgrundplatte 37 ist ein Lager 38 befestigt, welches zur Abstützung bzw. Lagerung der Rotorwelle 31 dient. Auf der Welle 31 ist eine Motorrolle 39 vorgesehen. Oberhalb der Statorplatte 37 ist in geeigneter Weise ein Drucklager 40 angeordnet, welches die auf die Welle 31 ausgeübten Axialkräfte aufnimmt. Wie in Fig. 8 dargestellt, sind vier Ankerspulen 35 und zwei Rotor-Positionsdetektorelemente 41, wie Hall-Elemente, auf dem Statorjoch 36 angeordnet. Gemäß der Erfindung ist das Statorjoch 36 an dem Statorgrundteil 37 befestigt, indem sämtliche einander gegenüberliegenden Oberflächen der betreffenden Elemente miteinander verbunden sind. Dadurch sind die Mängel der herkömmlichen, mechanisch befestigten Statoranordnungen vermieden. Die Verbindung des Joches 36 und des Statorgrundteils 37 kann mittels irgendeines geeigneten Klebstoffs erfolgen oder dadurch, daß zwischen den betreffenden Einrichtungen ein zweiseitig klebendes Band vorgesehen wird.

Die Steuerschaltung und die Treiberverstärker für die Abgabe eines Stroms an die Ankerspulen 35 sind herkömmliche Schaltungen, weshalb diese Schaltungen hier nicht weiter beschrieben werden.

Bei einer herkömmlichen, durch einen Motor angetriebenen Einrichtung, wie bei einem Band-Aufzeichnungsgerät, sind ein Chassis und ein Motor als gesonderte, voneinander unabhängige Komponenten vorgesehen, und zwar sowohl hinsichtlich der Struktur bzw. Anordnung als auch hinsichtlich des Betriebs. Als Ergebnis der Untersuchung von Motoren des Typs, der für Band-Aufzeichnungsgeräte und dgl. geeignet ist, ist festgestellt worden, daß die Größe der Struktur bzw. Konstruktion und die Anzahl der Komponenten, die für die Schaffung derartiger Band-Aufzeichnungsgeräte und anderer elektrischer Einrichtungen erforderlich sind, dadurch weiter vermindert werden kann, daß jeweils die vorliegende Erfindung angewandt wird und daß ein Teil des Chassis der jeweiligen elektrischen Einrichtung als Motor-Komponente ausgenutzt wird. In Fig. 9 ist insbesondere ein Beispiel eines Motors 30&min; gezeigt, bei dem ein Teil des Chassis einer elektrischen Einrichtung einen Teil des Motors bildet. Dabei sind den oben unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschriebenen Elementen entsprechende Elemente durch die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 7 bezeichnet, allerdings mit nachfolgendem Apostroph. Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 9 ist ein Teil des Chassis 37&min; des Band-Aufzeichnugnsgerätes dargestellt, welches Teil den Stator-Grundteil 37&min; des Motors 30 bildet. Die Rotorwelle 31&min; trägt einen Ansatz- bzw. Vorsprungteil 31A&min;, der die Welle 31&min; mit dem Rotorjoch 32&min; verbindet. Die Rotorwelle 31&min; wird von einem Drucklager 40&min; getragen. Die Rotormagnete 33&min; und die Ankerspulen 35&min; können um einen gewünschten Abstand voneinander entfernt vorgesehen sein, und zwar durch Einstellung des Drucklagers 40&min; und somit durch Einstellung der axialen Stellung der Welle 31&min;.

Die Motorrolle 39&min;, die auf der Welle 31&min; vorgesehen ist, weist zwei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers auf; diese Motorrolle treibt einen Bandtransportrollen-Riemen 42&min; und einen Antriebsriemen 42B&min; für einen schnellen Vorlauf an. Der Antriebsrollen-Riemen 42A&min; ist als eine Antriebsrollenanordnung 43&min; antreibend dargestellt.

Es ist möglich, die Anzahl der Komponenten dadurch herabzusetzen, daß der Motor 30&min;&min; in der aus Fig. 10 ersichtlichen Weise aufgebaut wird. Diejenigen Elemente gemäß Fig. 10, die den Elementen der Gleichstrommotoren gemäß Fig. 8 und 9 entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wie in diesen Figuren, wobei jeweils &min;&min; angefügt sind. Eine detaillierte Beschreibung der betreffenden Ausführungsform ist hier weggelassen. Wie in Fig. 10 dargestellt, dient die auf der Rotorwelle 31&min;&min; vorgesehene Motorrolle 39&min;&min; sowohl als Rotor-Rolle als auch als Rotor-Anschlag. Das Drucklager 40&min;&min; ist in dem Lager 38&min;&min; enthalten bzw. dort untergebracht. Dieses Lager 38&min;&min; ist an der Statorgrundplatte 37&min;&min; befestigt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 10 besteht mit Rücksicht darauf, daß die Motorrolle 39&min;&min; direkt auf der Rotorwelle 31&min;&min; gebildet ist, keinerlei Forderung dahingehend, eine weitere Motorrolle als gesondertes Element auf der Motorwelle 31&min;&min; vorzusehen. Demgemäß ist der Aufbau der elektrischen Einrichtung vereinfacht, und die Herstellungskosten können gesenkt werden.

Wie in Fig. 11 dargestellt, enthält die Statoranordnung für die Verwendung bei einem Gleichstrommotor gemäß Fig. 8, 9 oder 10 zwei Paare von Ankerspulen 35, die an dem Statorjoch 36 befestigt sind, wie mittels eines Bindemittels, und die durch entsprechende Teile der auf der Isolationsschicht 26 befindlichen gedruckten Schaltung 29 mit ersten bzw. zweiten Ankeranschlüssen 44 bzw. 45 verbunden sind. Ein weiterer Teil der gedruckten Schaltung 29 verbindet die Hall-Elemente 41 mit einer herkömmlichen Stator-Stromsteuerschaltung. Sämtliche Elemente sind miteinander verbunden, und die Forderung nach mechanischen Befestigungselementen ist vermieden. Obwohl das Statorjoch 36 zunächst in einer Richtung und dann in der anderen Richtung angetrieben wird - und zwar aufgrund der magnetischen Anziehungskraft zwischen dem Stator und den Rotormagneten - wird ein stabiler Betrieb bei minimalem mechanischen Geräusch erzielt.

Durch die vorliegende Erfindung ist also ein Statorjoch für einen bürstenlosen Gleichstrommotor geschaffen, bestehend aus einer Isolationsmaterialschicht bestimmter Dicke und aus einer Schicht eines magnetisch permeablen Materials, welches mit der betreffenden Isolationsmaterialschicht mittels eines Klebstoffs oder dgl. verbunden ist. Die magnetisch permeable Schicht kann aus mehreren Stahlplatten bestehen, vorzugsweise aus Siliciumstahlplatten, die miteinander verbunden sind. Die Isolationsschicht besteht bei einer Ausführungsform aus einem gewebeartigen Material, beispielsweise aus Glasfasern, und ein aushärtender Klebstoff füllt die Zwischenräume des gewebeartigen Materials aus und verbindet die Isolationsschicht mit der magnetisch permeablen Schicht.

Gemäß der Erfindung ist ein einen Magnetflußpfad als Teil eines magnetischen Kreises festlegendes Bauteil aus einer Isolationsmaterialschicht 26 und aus einer Schicht 28 gebildet, die aus einem magnetisch permeablen Material besteht, wie beispielsweise aus einer Eisen- oder Stahlplatte. Diese Schichten sind miteinander verbunden, wie durch ein Verbindungsmittel 27. Wenn ein derartiges Bauteil zur Festlegung an eines Magnetflußpfades als Statorjoch 36, 36&min;, 36&min;&min; eines bürstenlosen Gleichstrommotors 30, 30&min;, 30&min;&min; verwendet wird, ist eine ausreichende Isolationsschicht vorgesehen, um die Ankerspulen 35 des Stators gegenüber der magnetisch permeablen Schicht 28 zu isolieren, ohne daß dabei ein übermäßig großer Spalt zwischen dem Rotormagneten 32, 32&min;, 32&min;&min; und dem Stator erforderlich ist - ein solcher übermäßiger Spalt ergibt sich dann, wenn Flansche aufweisende Spulenkörper 24 dazu verwendet werden, die Ankerspulen bei einem herkömmlichen Motor 20 aufzunehmen. Deshalb wird durch das Statorjoch 36, 36&min;, 36&min;&min; gemäß der Erfindung der Leckflußkoeffizient L erheblich herabgesetzt, und die Leistung des Motors wird dadurch gesteigert.

Die Schicht 28&min; aus einem magnetisch permeablen Material kann ein Schichtgebilde aus zumindest zwei Stahlplatten sein, beispielsweise aus Siliciumstahlplatten, die miteinander verbunden sind.

Bei einer Ausführungsform (Fig. 5) umfaßt die Isolationsmaterialschicht ein gewebeartiges Material 26&min; und einen aushärtenden oder durch Wärmeeinwirkung aushärtenden Klebstoff 27&min;, wie ein Epoxidharz, welches die Zwischenräume des gewebeartigen Materials ausfüllt und dieses Material mit der Schicht 28 aus dem magnetisch permeablen Material verbindet. Diese Konstruktion führt zu einer Isolationsschicht, die sich durch ein vorzügliche Flachheit und durch eine gleichmäßige Dicke auszeichnet.

Ein Statorjoch gemäß der Erfindung kann ohne weiteres mit einer gedruckten Schaltung 29 auf der Isolationsmaterialschicht 26 gebildet bzw. versehen werden.

Eine Statoranordnung mit erhöhter Stabilität ergibt sich dann, wenn das Statorjoch 36, 36&min;, 36&min;&min; an dem Statorgrundteil 37, 37&min;, 37&min;&min; des Motors dadurch befestigt wird, daß die betreffenden Elemente mit ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen über nahezu den gesamten Oberflächenbereich verbunden werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Bürstenloser Gleichstrommotor mit einer Statoranordnung,

    umfassend eine Isolationsmaterialschicht (26) bestimmter Dicke,

    eine Schicht (28) aus einem magnetisch permeablen Material,

    eine Einrichtung, welche die betreffenden Schichten miteinander in weitgehend übereinstimmender Überlagerungsbeziehung miteinander verbindet,

    eine Statorspulenanordnung (35, 35&min;, 35&min;&min;), die auf der Isolationsmaterialschicht (26) angebracht ist, und

    eine Einrichtung, die ein Statorgrundteil (37, 37&min;, 37&min;&min;) festlegt, gegenüber dem ein nennenswerter Teil der Schicht (28) aus dem magnetisch permeablen Material angeordnet ist,

    wobei einander gegenüberliegende Oberflächen des Statorgrundteiles (37, 37&min;, 37&min;&min;) und der Schicht (28) aus dem magnetisch permeablen Material über nahezu ihr gesamtes Ausmaß miteinander verbunden sind

    und wobei die Isolationsmaterialschicht (26) ein gewebeartiges Material und einen ausgehärteten Klebstoff aufweist, der Zwischenräume des gewebeartigen Materials unter Bildung eines Isolators ausfüllt, welcher eine gewünschte Dicke aufweist und welcher die Einrichtung bildet, mit der die genannten Schichten miteinander verbunden sind.
  2. 2. Bürstenloser Gleichstrommotor, dessen Statoranordnung insbesondere nach Anspruch 1 aufgebaut ist,

    umfassend Rotormagnete (33),

    ein Statorjoch (21), welches eine Isolationsmaterialschicht (26, 26&min;) bestimmter Dicke, eine Schicht (28) aus magnetisch permeablem Material und eine Verbindungseinrichtung umfaßt, welche die in überlagerter Beziehung zueinander befindlichen Schichten miteinander verbindet, wobei die Isolationsmaterialschicht (26, 26&min;) ein gewebeartiges Material und einen ausgehärteten Kunststoff umfaßt, der die Zwischenräume des betreffenden gewebeartigen Materials unter Bildung eines Isolators ausfüllt, der eine gewünschte Dicke aufweist und der die Verbindungseinrichtung für die Verbindung der genannten Schichten miteinander bildet,

    eine Traganordnung, welche das Statorjoch (36, 36&min;, 36&min;&min;) und den Rotor zur relativen Drehung zueinander derart trägt, daß die Isolationsmaterialschicht (26) zu den Rotormagneten (33) weist, wobei die Schicht (28) aus dem magnetisch permeablem Material eine Magnetflußbahn zwischen den betreffenden Rotormagneten (33) und der Statorwicklungsanordnung (35) festgelegt, die an dem Statorjoch (36, 36&min;, 36&min;&min;) auf der Isolationsmaterialschicht (26) befestigt und in die genannte Magnetflußbahn eingefügt ist.






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