DE1102898B

DE1102898B - Feldmagnetsystem fuer kleine elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE1102898B
Application number: DEST14553A
Authority: DE
Inventors: Werner Dunker
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-12-11
Filing date: 1958-12-11
Publication date: 1961-03-23

Description

Feldmagnetsystem für kleine elektrische Maschinen Der Bedarf an kleinen elektrischen Maschinen, insbesondere kleinen batteriebetriebenen Gleichstrommotoren, wächst seit einigen Jahren stetig an. Der Grund hierfür ist nicht zuletzt die Entwicklung des Transistors., der dem Wunsch nach Unabhängigkeit von ortsfesten Spannungsquellen nachkommt und die Herstellung batteriebetriebener tragbarer Geräte, beispielsweise Plattenspieler, Tonbandgeräte u. ä., ermöglicht. Die Antriebsmotoren solcher Geräte sind Motoren mit permanentmagnetischer Felderregung. Ihre Eigenschaften werden zum großen Teil vom Aufbau ihres Magnetsystems bestimmt, wobei sich die Verwendung von oxydischen Magnetwerkstoffen als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
Ist der Wicklungsträger solcher Maschinen ein genutetes, aus Dynamo-Blechen geschichtetes Läuferpaket, dann werden, unter anderem wegen des einfachen Aufbaues und der dabei geringen Streuverluste, die Erregermagnete gern direkt am Luftspalt zwischen Ständer und Läufer angeordnet, wobei die Magnete in der Regel die Form von Kreisringsegmenten haben. Der magnetische Rückschluß der so angeordneten Ständermagnete erfolgt bei den bekannten Ausführungen fast immer durch einen geschlossenen, die Magnete umgebenden Ring aus ferromagnetischem Material. Die ringseggmentförmigen Magnete werden dabei mit entgegengesetzten Polen. einander gegenüber an die Innenwand des Rückschlußringes geklebt oder geklemmt. Oxydmagnete sind nun keramische Werkstoffe, die nur mit relativ großen Maßtoleranzen hergestellt werden können. Eine nachträgliche Bearbeitung ist nur durch Schleifen möglich und deshalb sehr teuer. Sollen also unbearbeitete ringsegmentförmige Magnete aus oxydischem Werkstoff in eine geschlossene Hülse geklebt oder geklemmt werden, dann muß der Innendurchmesser der Hülse so groß gewählt werden, daß unter Berücksichtigung eines Mindestluftspaltes zwischen Läufer und Magnet alle Krümmungs.- und Dickentoleranzen der Magnetsegmente abgefangen werden können. Dies führt zwangläufig zu stark schwankenden und einseitig sehr unterschiedlichen Luftspaltabmessungen und dementsprechend zu ungünstigen und stark streuenden Motoreigenschaften.
Es ist auch eine Anordnung bekannt, bei der die Magnete an den Schenkeln eines federnden Eisenrückschlußbügels befestigt sind, wobei der Bügel gegen einen Ring von festem Innendurchmesser auffedert. Auch diese Anordnung bietet keine Möglichkeit, die großen Magnettoleranzen und die damit verbundenen unterschiedlichen Luftspaltverhältnisse auszugleichen.
Um die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden, wird ein Feldmagnetsystem für kleine elektrische Maschinen, insbesondere für Präzisionsmotoren, mit mindestens zwei ringsegmentförmi,gen Dauermagneten, vorzugsweise aus oxydischem Werkstoff, und mindestens zwei ringsegmentförmigen ferromagnetischen Rückschlußschalen, welche die Dauermagnete umgeben, vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß durch Umspritzen mit Kunststoff die Dauermagnete und Rückschlußschalen einen Bauteil bilden. Bei geeigneter Wahl der Biegeradien der ringsegmentförmigen Rückschlußschalen ist es auf diese Weise möglich, die Maßtoleranzen der ringsegmentförmigen Dauermagnete so abzufangen, daß stets .ein gleicher Luftspalt zwischen Läufer und Magnet vorhanden ist und daß der Gesamtluftspalt, der aus dem Luftspalt zwischen Läufer und Magnet und dem Luftspalt zwischen Magnet und Rückschluß gebildet wird, sich nur unbedeutend ändert. In Ausgestaltung der Erfindung werden die Stoßstellen der Rückschlußschalen in den Bereich der Dauermagnete - vorzugsweise in deren Mitte - gelegt. Die Dauermagnete sind außerdem in der Länge kleiner als die ringsegmentförmigen Rückschlußschalen. Die Rückschlußschalen weisen an ihren Stirnflächen Aussparungen auf, die dazu dienen, diese mit dein. Dauermagneten durch Kunststoff zu verankern. Außerdem ist bei Verwendung von zwei bzw. vier Polen der Zentrierwinkel, der die ringsegmentförmigen Dauermagnete einschließt, kleiner als 180° bzw. 90°.
Fig. 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für ein zweipoliges Magnetsystem.
Fig. 1 zeigt in Grund- und Aufriß eine ringsegmentförmige Schale 3, die sogenannte Rückschlußschale, die beispielsweise durch Schneiden und Biegen von Tiefziehblech hergestellt sein kann. Die Aussparungen 1 dienen als Durchflußkanäle für den Kunststoff während des Spritzvorganges und ermöglichen eine mechanisch feste Verankerung zwischen den Dauermagneten4, den Rückschlußschalen3 und dem Kunststoff 5, wie dies Fig. 4 erkennen läßt, die das fertig umspritzte Magnetsystem zeigt.
Fig. 2 zeigt in Grund- und Aufriß den Dauermagnetkörper4, der vorzugsweise im Preß- und Sinterverfahren aus oxydischem Werkstoff hergestellt ist.
Fig.3 zeigt, wie die ringsegmentförmigen Dauermagnete4 und die ringsegmentförmigen Rückschlußschalen 3 vor dem Verspritzen zusammengefügt werden. Die Teile haften infolge der magnetischen Kräfte am ferromagnetischen Kern einer Spritzform. An den Stoßstellen 2 der Schalen 3 bleibt ein Luftspalt, der so groß gewählt sein muß, daß bei ungünstiger Lage der Masse der Magnete4 im zulässigen Toleranzfeld kein Spalt zwischen den Magneten 4 und den Schalen 3 entstehen kann, wenn die Magnete4 mit ihrer Innenfläche fest an dem Formkern anliegen. Ist die Spritzform so konstruiert, daß während des Spritzvorganges der Materialfluß von außen nach innen erfolgt, so werden die Schalen infolge des Flüssigkeitsdruckes so fest gegen die Magnete und diese wieder gegen den Formkern gedrückt, daß kein Kunststoff zwischen Formkern und Magnet bzw. Magnet und Schalen fließen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Feldmagnetsystem für kleine elektrische Maschinen, insbesondere Präzisionsmotoren, mit mindestens zwei ringsegmentförmigenDauermagneten, vorzugsweise aus oxydischem Werkstoff, und mindestens zwei ringsegmentförmigen ferromagnetischen Rückschlußschalen, welche die Dauermagnete umgeben, dadurch gekennzeichnet, daß durch Umspritzen mit Kunststoff (5) die Dauermagnete (4) und Rückschlußschalen (3) einen Bauteil bilden.
2. Feldmagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen (2) der ringsegmentförmigen Rückschlußschalen (3) im Bereich der Dauermagnete (4), vorzugsweise in der Mitte derselben, liegen.
3. Feldmagnetsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Dauermagnete (4) kleiner als die der ringsegmentförmigen Rückschlußschalen (3) ist.
4. Feldmagnetsystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringsegmentförmigen Rückschlußschalen (3) an ihren Stirnflächen Aussparungen (1) aufweisen, die dazu dienen, diese mit den Dauermagneten (4) durch den Kunststoff (5) zu verankern. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 554 351, 804 694; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1766 609; österreichische Patentschrift Nr. 88 552; britische Patentschrift Nr. 792 400; USA.-Patentschrift Nr. 1958 043.