DE1927205C3 - Synchronmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Synchronmotor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Derartige Synchronmotoren finden hauptsächlich als Miniaturmotoren zum Antrieb von elektrischen Uhren, Zeitschaltern und anderen Geräten Anwendung.

Üblicherweise weist der Stator derartiger Synchronmotoren zwei becherförmige Statorelemente auf, von welchen das eine eine geringere axiale Tiefe als das andere hat und die an den beiden Enden eines die Statorwicklung tragenden Kerns aufgesetzt sind. Die Ränder der beiden becherförmigen Statorelemente sind jeweils kronenförniig gezahnt, und die miteinander abwechselnden Zähne der ineinandergreifenden Ränder der beiden Statorelemente bilden die Statorpole.

Bei dieser Motorkonstruktion ist die permanentmagnetisierte Rotorscheibe verhältnismäßig nahe der Stirnwand des flacheren becherförmigen Statorelements angeordnet, so daß aufgrund der magnetischen Anziehung zwischen der Rotorscheibe und dieser Stirnwand eine Axialkraft auf die Roiorscheibe ausgeübt wird, welche die Rotorscheibe zu dieser Stirnwand hin drängt. Diese unerwünschte Axialkraft wird normalerweise von einem Einkugel-Drucklager aufgenommen, das am Grund eines das Hauptlager für die Rotorwelle bildenden Sackloches angeordnet ist. Die Anordnung eines solchen Drucklagers hat jedoch zur Folge, daß nur ein Ende der Rotorwelle für den Abtrieb zur Verfügung steht. Oftmals ist es jedoch aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht oder sogar erforderlich, die Motorleistung von beiden Rotorwellenenden abnehmen zu können, weshalb das genannte Einkugel-Drucklager nicht verwendet werden kann und deshalb andere Drucklager mit ringförmigen Gleitflächen vorgesehen werden müssen. Abgesehen von der hierdurch bedingten viel größeren Reibung haben solche Drucklager normalerweise nur eine relativ kurze Lebensdauer, insbesondere dann, wenn, wie dies bei kleinen Synchronmotoren normalerweise der Fall ist, der Motor während längerer Zeit ununterbrochen laufen muß, und zwar sehr oft ohne irgenwelche Wartung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einem Synchronmotor der eingangs genannten Art die oben erwähnte Axialkraft ohne Notwendigkeit eines ständig belasteten Rotordrucklagers zu beherrschen und gleichzeitig einen doppelseitigen Abtrieb zu ermöglichen, ohne dal} die Nachteile eines Drucklagers mit ringförmigen Gleitflächen in Kauf genommen zu werden brauchen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Mehrzahl der über die Rotorscheibe hinaus verlängerten Statorpole in Richtung zur Rotorachse konisch abgebogen ist

Dadurch ergibt sich die vorteilhafte Wirkung, daß sich zwischen den konisch abgebogenen Statorpolen und der Rotorscheibe eine in Axialrichtung wirkende Anziehungskraft ergibt welche die oben erwähnte, durch die Anziehung zwischen der Rotorscheibe und der die Stirnwand des flacheren becherförmigen Statorelements bildenden Platte bedingte Axialkraft kompensiert, so daß die Rotorscheibe eine axiale Gleichgewichtsstellung einnimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Stirnansicht eines Synchronmotors nach der Erfindung,

Fig.2 einen schematischen Axialschnitt durch den Synchronmotor, und

F i g. 3 eine Seitenansicht des Synchronmotors.

Der Stator 10 des dargestellten Synchronmotors weist zwei becherförmige Statorelemente 11 und 13 auf, die an den beiden Enden eines zylindrischen Kerns 12, der die Statorwicklung 31 trägt, befestigt sind. Zur Befestigung des Statorelements 11 weist der Kern 12 einen Absatz 42 auf, der nach dem Aufsetzen des Statorelements bei 43 angestaucht wird. In gleicher Weise ist das Statorelement 13 am anderen Ende des Kerns befestigt. Die Bechermantelrandbereiche der beiden Statorelemente 11 und 13, die sich im wesentlichen nur durch eine unterschiedliche axiale Tiefe voneinander unterscheiden, sind jeweils kronenartig gezahnt und bilden dadurch jeweils einen Kranz von Statorpolzähnen 14 (Statorelement 11) bzw. 15 (Statorelement 13). Die miteinander abwechselnden, in der gleichen acnssenkrechten Ebene endigenden Zähne der *o beiden ineinandergeschobenen becherförmigen Statorelemente 11 und 13 bilden also eine Vielzahl von Statorpolen, die bei Erregung der Statorwicklung 31 abwechselnd entgegengesetzte magnetische Polarität haben.

Der Rotor 16 weist eine Rotorwelle 22 und eine innerhalb des von den Statorpolen 14 und 15 gebildeten Kranzes angeordnete Rotorscheibe 17 auf. Die Rotorscheibe 17 gliedert sich in sechs jeweils gleiche gegenseitige Umfangsabstände aufweisende Hauptpole 18, die jeweils in zwei benachbarte Nebenpole 19 unterteilt sind. Die Rotorscheibe 17 ist derart permanentmagnetisiert, daß aufeinanderfolgende Hauptpole jeweils entgegengesetzte Polarität haben.

Die Rotorscheibe 17 ist mit einer mittigen Bohrung 44 lose auf einen Absatz 20 einer Buchse 21 aufgesetzt, die auf die Rotorwelle 22 aufgepreßt ist. Ein Federteller 24 der mittig einen schlüssellochartigen Schlitz 52 aufweist, ist mit dem engeren Schlitzteil 51 in eine Ringnut 25 der Buchse 21 eingesetzt und preßt die Rotorscheibe 17 an eine Gegenfläche 23 der Buchse 21 an, so daß die Rotorscheibe über den Reibschluß mit der Buchse 21 mit der Welle 22 verbunden ist. Das äußere Buchsenende trägt ein Außengewinde 56, um bei Bedarf eine Abziehvorrichtung aufschrauben zu können.
Zwei Lagerbuchsen 26 lagern die Rotorwelle 22 in einer Axialbohrung 28 des Kerns 12. Durch Anstauchen des Kerns 12 bei 45 und 46 sind die Lagerbuchsen 26 in der Axialbohrung 28 fixiert. Durch Aufbohren des

jeweils innenliegenden Teils der Lagerbuchsen 26 ist zwischen diesen und der Welle 22 ein Schmiermittelreservoir 27 gebildet

Auf das von der Rotorscheibe 17 abgewandte Ende der Rotorwelle 22 ist, durch eine reibungsai :ne Scheibe 30 von der angrenzenden Lagerbuchse 26 getrennt, ein Ritzel 29 aufgesetzt Dieses Ritzel Lann auch, wie strichpunktiert gezeigt ist, auf das andere Wellenende neben der Buchse 21 aufgesetzt sein, wobei dann das von der Rotorscheibe abgewandte Wellenende mit einem gestrichelt angedeuteten Ringbund 60 versehen wäre.

Die Statorwicklung 31 ist in einem geteilten, bei 47 verbundenen Isoliergehäuse 32 untergebracht, das stirnseitig Axialvorsprünge 39 aufweist, die zur Sicherung der Statorwicklung gegen ein Drehen um den Kern

12 herum in Aussparung 40 der Statorelemente 11 und

13 eingreifen. Für den elektrischen Anschluß der Sta*orwicklung 31 führen von einer gedruckten Schaltungsplatte 34 zwei Anschlußleitunge-, 35 durch Isolierbuchsen 36 aus dem Motor heraus

Der in Fig.2 eingezeichnete Pfeil a deutet die aufgrund der magnetischen Anziehung zwischen der Rotorscheibe 17 und der Stirnwand des becherförmigen Statorelements 13 auf den Rotor ausgeübte Kraft an. Um diese Kraft durch eine in entgegengesetzter Richtung wirkende, durch den Pfeil b angedeutete magnetische Gegenkraft vollständig oder im wesentlichen vollständig auszugleichen, sind aile oder mindestens die meisten Statorpole 14 und 15 in Richtung zur Rotorachse 22 konisch abgebogen, so daß sich durch die magnetische Anziehung zwischen der Rotorscheibe und den konisch abgebogenen Statorpolen die aufgrund des sich in axialer Richtung verengenden Ringspalts zwischen diesen Statorpolen und der Rührscheibe die

ίο durch den Pfeil b angedeutete Gegenkraft ergibt. Der Rotor 16 kann deshalb in einer axialen Gleichgewichtsstellung gehalten werden, in welcher die auf die einander berührenden Gleitflächen 53, 54 oder einer Lagerbuchse 26 und der Buchse 21 einwirkenden Drücke minimal sind. Das genaue konische Abbiegen der Statorpole wird durch Verwendung eines Ringes 57 aus nichtmagnetischem Material, z. B. Aluminium, erleichtert, der an der Stirnwand des Statorelements 13 anliegt.

Die konische Abbiegung der Statorpole 14 und 15 ist auch aus Fig. 3 ersichtlich, die eine Seitenansicht des Motors zeigt. Fi g. 3 zeigt außerdem, wie der Motor an einer Halteplatte 38 angeordnet sein kann. Gemäß Fig.2 kann der Motor mit einem Absatz 50, der anschließend angestaucht wird, in eine Bohrung der Halteplatte eingesetzt sein.

Hierz ι 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Synchronmotor mit einer permanentmagnetisierten Rotorscheibe, die an ihrem Umfang eine Vielzahl von Polen aufweist und innerhalb eines Zylinders mit einer Vielzahl von Statorpolen angeordnet ist, die mit einer wechselstromerregten Statorvorrichtung derart magnetisch gekoppelt sind, daß die Statorpole abwechselnd entgegengesetzte magnetische PoIariät haben, wobei der einer Polarität zugeordnete Satz dieser Statorpole mit einer Platte aus magnetisch leitfähigem Material verbunden ist, die nahe der Rotorscheibe und parallel zu dieser angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der über die Rotorscheibe hinaus verlängerten Statorpole (14, 15) in Richtung zur Rotorachse (22) konisch abgebogen ist.