CH671660A5

CH671660A5 -

Info

Publication number: CH671660A5
Application number: CH5268/85A
Authority: CH
Inventors: Hermann Gerber
Original assignee: Saia Ag
Priority date: 1985-12-10
Filing date: 1985-12-10
Publication date: 1989-09-15
Also published as: DE3641369A1; JPH0720364B2; DE3641369C2; JPS62189967A; US4754183A

Description

BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schrittmotor mit zwei separat erregbaren Statorteilen, von welchen jeder am äusseren Umfang Polzähne von abwechselnder Polarität aufweist und wobei ein zylinderförmiger dauermagnetischer Rotor zwischen radial äussere und innere Polzähne greift. Ein derartiger Motor ist bekannt aus der CH-PS 426 012. Dieser bekannte Motor weist zwei grundsätzlich verschiedene und auch verschieden bemessene Statorteile auf, was eine relativ aufwendige Herstellung mit sich bringt. Im übrigen dürfte es recht schwierig sein, in allen Fällen gleiche Charakteristiken, insbesondere Anlaufbedingungen zu erzielen, unbekümmert darum, welcher der Statorteile über einen Kondensator mit phasenverschobenem Strom gespeist wird.

Ziel vorliegender Erfindung ist es, durch eine weitgehende Symmetrie des Motors nicht nur eine Vereinfachung der Herstellung, sondern auch eine Verbesserung der Charakteristiken zu erzielen. Dieses Ziel wird gemäss dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erreicht. Die besonderen Merkmale und Vorteile der erfindungsgemässen Lösung werden im folgenden anhand einiger in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt durch die erste Ausführungsform und

Fig. 2 und 3 zeigen je einen halben Axialschnitt durch weitere Ausführungsformen.

Der in Fig. 1 dargestellte Schritt- oder Reversiermotor weist einen zylindrischen Gehäusemantel 1 aus magnetisch schlecht oder nicht leitendem Material, beispielsweise Aluminium oder Kunststoff auf. In diesen Mantel 1 sind identisch ausgeführte, symmetrisch angeordnete Statorteile 2 und 3 mit Presssitz eingeschoben. Jeder Statorteil weist eine äussere Scheibe 4 mit äusseren Polzähnen 5 und eine innere Scheibe 6 mit inneren Polzähnen 7 auf. Je die beiden Scheiben 4 und 6 jedes Statorteils sind auf ein Rohr 8 aus Weicheisen fest aufgepresst. Jedes Rohr 8 durchsetzt eine Spule 9, welche in an sich bekannter Weise mit Wechselstrom oder mit Stromimpulsen aus einer elektronischen Steuerschaltung gespeist werden kann. Die Speisung kann hierbei wahlweise über einen Kondensator oder aus der elektronischen Schaltung mit passender Phasenverschiebung erfolgen, um den Motor in der einen oder anderen Richtung anzutreiben. Entsprechend der elektrischen Phasenverschiebung sind die Polzähne der beiden Statorteile 2 und 3 im Mantel 1 in Umfangsrichtung versetzt angeordnet. Die äusseren Statorzähne 5 greifen hierbei in flache Nuten 10 ein, die an der Innenseite des Mantels 1 geprägt oder geformt sind. Damit sind die Statorteile ohne weitere Massnahme in der richtigen gegenseitigen Lage im Mantel 1 orientiert.

In die beiden Statorteile 2 und 3 ist je ein Lager 11 eingesetzt, und die Rotorachse 12 ist in diesen Lagern gelagert. Sie trägt einen Rotor mit einer auf der Welle 12 befestigten Nabe 13 einer Scheibe 14 und zwei symmetrischen axialen Kragen 15. Es ergibt sich damit ein Rotor mit T-förmigem Querschnitt, dessen Kragen 15 zwischen die äusseren und inneren Polzähne 5 und 7 greifen und dort vom Statorfluss radial durchfluchtet werden. Der Rotor ist einteilig aus magnetisierbarem Material, beispielsweise Kunststoff, ausgeführt und seine Kragen 15 weisen permanent-magnetisierte Pole auf. Das Material weist im Bereich der Kragen 15 vorzugsweise radiale Anisotropie auf und die permanent-magnetischen Pole können radial durch-magnetisiert sein.

Es ergibt sich damit insgesamt nicht nur eine rationelle, einfache Herstellung, indem zwei identische Statorteile verwendet und die Rotorkragen in einfacher Weise radial durchmagneti-siert werden können, sondern es resultiert auch ein Motor mit besonders vorteilhaften Charakteristiken. Dank der radialen Durchflutung der Rotorkragen und des verhältnismässig grossen Durchmessers derselben, ergeben sich hohe Drehmomente. Der grosse Durchmesser des wirksamen Rotorteils bzw. der Statorluftspalte erlaubt auch die Ausführung des Motors mit relativ hohen Polzahlen, beispielsweise bis zu hundert Polen. Dabei können verhältnismässig geringe Materialdicken ohne Einbusse an Drehmoment und Leistung verwendet werden.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, in welcher entsprechende Teile gleich bezeichnet sind wie in Fig. 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass anstelle der Rohre 8 aus Weicheisen Büchsen 16 aus Sintereisen vorgesehen sind, die zugleich als Lagerbüchsen für die Welle 12 ausgebildet sind. Die Scheiben 4 und 6 sind auf Büchsen 16 aufgepresst. Die Nabe 13' des Rotors ist axial kürzer ausgebildet als die Nabe 13 nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, in der wiederum

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entsprechende Teile gleich bezeichnet sind wie in Fig. 1. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass die Statorteile 2 und 3 je aus einem inneren Polring 17 aus Sintereisen mit C-förmi-gem Querschnitt und der äusseren Scheibe 4 bestehen. Die Scheiben 4 sind auf eine Schulter am äusseren Rand der inneren rohrförmigen Teile der Polringe 17 aufgepresst. Dadurch, dass die Statoren nur noch aus je zwei Eisenteilen bestehen, wird eine gewisse Vereinfachung erzielt.

Es sind verschiedenste weitere Varianten möglich. Beispielsweise kann die Scheibe 14 des Rotors nicht voll, sondern mit Ausnehmungen, also mit Speichen ausgeführt werden. Es wäre gegebenenfalls denkbar, die Anzahl dieser Speichen in eine bestimmte Beziehung zur Polzahl des Motors zu bringen und bei Ausführung aus permanent-magnetisierbarem Material entsprechend zu magnetisieren, und damit bei entsprechender in Pole aufgeteilter Ausführung der Scheiben 6, der Polringe der Statoren ein zusätzliches Drehmoment auf die Scheibe 14 des Rotors zu erzielen. Es ist auch möglich, auf eine Versetzung der Polzähne der beiden Statorteile in Umfangsrichtung entsprechend der elektrischen Phasenverschiebung zu verzichten und statt dessen die permanent-magnetischen Pole an den beiden Kragen 5 15 des Rotors entsprechend in Umfangsrichtung zu versetzen. Das könnte besonders dort eine Vereinfachung bringen, wo die äusseren Statorzähne 5 in den Nuten 10 des Gehäusemantels 1 orientiert sind. Falls die Statorteile mit in Umfangsrichtung gegeneinander versetzten Polzähnen angeordnet werden, kann auf io die Orientierungsnuten 10 im Gehäusemantel verzichtet werden und die Statorteile müssten reibungsschlüssig, z.B. mit Presssitz im Gehäusemantel gehalten sein. Die Anschlusslitzen für die Spulen 9 sind in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt. Sie können über Schütze im Stator und Gehäusevertie-ls fungen durchgeführt sein. Eventuelle Speichen des Rotors können auch S-förmig ausgebildet sein, um Spannungen aufzunehmen bzw. zu vermeiden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Schrittmotor mit zwei separat erregbaren Statorteilen, von welchen jeder am äusseren Umfang Polzähne von abwechselnder Polarität aufweist und wobei ein zylinderförmiger dauermagnetischer Rotor zwischen radial äussere und innere Polzähne greift, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor einen im Querschnitt gesehen T-förmigen Rotor (13-15) hat und zwei gleich ausgebildete und dimensionierte Statorteile mit radial versetzten Kränzen von Polzähnen (5, 7), die beidseitig und symmetrisch zum Rotor angeordnet sind, aufweist, wobei je ein radial durchmagnetisierter, dauermagnetischer, zylindrischer Kragen (15) des Rotors zwischen radial versetzte Kränze von Polzähnen je eines Statorteils greift, derart, dass die radial durchmagnetisierten dauermagnetischen Kragen vom Stator-fluss radial durchflutet sind.

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3-15) einteilig aus magnetisierbarem Material ausgeführt ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorteile (2, 3) axial ausgerichtet, ohne Versetzung ihrer Polzähne (5, 7) in Umfangsrichtung angeordnet sind, und dass die dauermagnetischen Pole an den beiden Rotorkragen (15) in Umfangsrichtung versetzt sind.

4. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Statorteile mit in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Polzähnen (5, 7) vorgesehen sind, und dass die dauermagnetischen Pole an den beiden Rotorkragen (15) ohne Versetzung in Umfangsrichtung axial ausgerichtet sind.

5. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (15) des Rotors aus magnetisierbarem Kunststoff mit radialer Anisotropie bestehen.

6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorteile (2, 3) in einer durch Rippen bzw. Nuten (10) eines Gehäusemantels (1) bestimmten Position orientiert sind.

7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Statorteil (2, 3) beidseitig der Spule (9) je eine Scheibe (4, 6) mit einem Kranz von Polzähnen (5, 7) aufweist, wobei jede Scheibe mit dem einen Ende eines die Spule durchsetzenden Rohres (8 bzw. 16) aus Weicheisen oder Sintereisen verbunden ist.

8. Motor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (16) aus Sintereisen zugleich als Lagerbüchsen ausgebildet sind.

9. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Statorteil einen Polring (17) von C-för-migem Querschnitt aus Sintereisen und einen Polring (4, 5) von L-förmigem Querschnitt aus Weicheisen aufweist.

10. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor zwischen einem äusseren, hülsen-förmigen Teil (15) und einer Nabe (13) Speichen aufweist.