DE1108309B

DE1108309B - Elektrokleinmotor, insbesondere zum Antreiben von Spielzeugen

Info

Publication number: DE1108309B
Application number: DESCH17278A
Authority: DE
Inventors: Herbert Scholl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1955-02-11
Filing date: 1955-02-11
Publication date: 1961-06-08

Description

Elektrokleinmotor, insbesondere zum Antreiben von Spielzeugen Die Erfindung bezieht sich auf Elektrokleinmotoren, insbesondere zum Antreiben von Spielzeugen mit zweipoligem Magnetfeld und einem über einen Kommutator gespeisten Läufer. Motoren dieser Bauart werden bislang üblicherweise als Schenkelpolläufer ausgebildet. Allgemein sind sie dreischenkelig gestaltet. Jeder Schenkel trägt eine Spule. Es sind dann drei Kommutatorlamellen vorhanden.
Bei Spielzeugmotoren geht nun eine wesentliche Forderung dahin, die Abmessung klein zu halten. Deshalb muß jeder einzelne Bauteil, also auch der Kommutator, klein gehalten werden. Bei Verwendung von drei Lamellen kann der aufgestellten Forderung in zufriedenstellendem Maße entsprochen werden. Damit bei irgendeiner Änderung des Motors dessen Abmessungen klein bleiben, ist es anzustreben, den bisherigen Aufbau des Kommutators aus drei Lamellen beizubehalten. Anderseits befriedigt derMotor nach der bisher üblichen Bauweise nicht. Sein Anlaufdrehmoment ist niedrig und seinGesamtwirkungsgrad gering. Es kommt hinzu, daß der dreischenkelige Läufer, gegebenenfalls durch Hinzufügen verhältnismäßig sperriger Massen, ausgewuchtet werden muß.
Die aufgezeigten Nachteile zu beseitigen, ist Zweck vorliegender Erfindung. Das erstrebte Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Läufer mit sechs Nuten und drei Kommutatorlamellen ausgebildet ist und seine Wicklung drei Spulen umfaßt und offen ist, wobei jede Spule in zwei diametral gegenüberliegende Nuten eingebracht und mit ihrem Anfang an eine Kommutatorlamelle angeschlossen ist, mit ihrem Ende dagegen mit den Enden der übrigen Spulen verbunden ist.
Infolge dieser Ausbildung ist der Läufer hinreichend ausgewuchtet. Er kann infolgedessen in jeder Winkellage stehenbleiben. Kräfte, die von Unwuchten herrühren und sich ungünstig auf die Lager des Läufers auswirken, entfallen. Solche Kräfte können bei den Motoren bisheriger Bauweise eine beachtliche Größe erreichen, da immerhin Drehzahlen von etwa 2800 UpM auftreten.
Der erfindungsgemäße Motor bringt den weiteren Vorteil, daß die Spulenströme im Läufer eine nahezu völlig im Eisen verlaufende Durchflutung bewirken. Dabei läßt es sich erreichen, daß der Höchstwert der magnetischen Induktion in jeder Lage des Läufers von der Richtung der magnetischen Felddurchflutung abweicht. Infolgedessen wird der Läufer in jeder Winkellage mit Sicherheit in das Magnetfeld des Ständers hineingezogen. Der Motor läuft also in jeder beliebigen Stellung seines Läufers an. Weil die magnetischen Kraftlinien des Läufers fast ausschließlich im Eisen verlaufen, ist die Steuerkraftlinienzahl wesentlich geringer als bei Motoren mit Schenkelpolläufer. Es liegt daher der elektrische Gesamtwirkungsgrad des erfindungsgemäßen Motors wesentlich höher als derjenige der bisher verwendeten Motoren mit Schenkelpolläufer.
Die offene Wicklung des erfindungsgemäßen Motors erbringt eine etwa 30o/oige Stromersparnis. Mithin ergibt sich ein bedeutend höherer Wirkungsgrad als bei den bekannten Motoren. Außerdem wird die Wicklungsherstellung vereinfacht. Das bei geschlossener Wicklung nötige Ziehen der Drahtschlaufen wird vermieden. Die Drahtenden brauchen nur an die Lamellen geführt bzw. nur miteinander verbunden zu werden. Die Gefahr der Verwechslung wird erheblich herabgesetzt. Zu beachten ist ferner, daß bei Großmaschinen offene Wicklungen wegen der auftretenden Induktionsspannungen unerwünscht sind. Daher hat man auch bisher für Spielzeugmotoren die geschlossenen Wicklungen empfohlen. Durch die Erfindung wird nun gezeigt, daß bei Kleinmotoren die Induktionsspannungen außer acht bleiben können.
In Weiterentwicklung der Erfindung wird vorgeschlagen, jede Läuferspule in zwei Teilspulen zu unterteilen und die eine Teilspule auf der einen Seite und die andere Teilspule auf der anderen Seite der Läuferwelle verlaufen zu lassen.
Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel. Es ist in Fig. 1 schematisch ein Motoranker mit sechs Nuten und drei Wicklungen dargestellt; in Fig. 2 ist die Dreieckschaltung der Wicklungen angedeutet.
In der Zeichnung sind die übrigen Bestandteile des Motors, insbesondere dessen Gehäuse, die Ständerpolschuhe usw., aus Gründen zeichnerischer Klarheit nicht dargestellt, um den Aufbau des Ankers möglichst sinnfällig zeichnerisch in Erscheinung treten zu lassen.
Der Anker a besitzt sechs Nuten bi bis b6. Er ist so gewickelt, daß jeweils zwei diametral gegenüberliegende Nuten eine Wicklung tragen. So wird beispielsweise die Wicklung c von den Nuten bi und b4, die Wicklung d von den Nuten b3 und b., die Wicklung e von den Nuten b. und b5 aufgenommen. In jedem Fall ist, wie die Zeichnung erkennen läßt, die eine Hälfte der Wicklung auf der einen Seite der Welle f und die andere Hälfte der Wicklung auf der gegenüberliegenden Seite der Welle f vorbeigeführt.
Wenn als neutrale Achse die Linie X-Y unterstellt wird, so sind die magnetischen Verhältnisse bei Stromzufuhr dadurch charakterisiert, daß die Südpole Sc und Sd auf der einen Seite und gegenüberliegend die Nordpole Nc und Nd in Erscheinung treten.
Der beschriebene sechsnutige Anker mit drei Wicklungen und mit dreiteiligem Kollektor ist verständlicherweise nicht nur zum Antrieb von Spielzeugen, sondern allgemein als Anker für Kleinmotoren geeignet, aber auch als Anker für Dynamos, für Drehrelais insbesondere von Fernsteueranlagen und auch als Anker für Kreisel (Gleichstrom und Wechselstrom) brauchbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrokleinmotor, insbesondere zum Antreiben vonSpielzeugen, mit zweipoligemMagnetfeld und einem über einenKommutator gespeisten Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer mit sechs Nuten und drei Kommutatorlamellen ausgebildet ist und seine Wicklung drei Spulen umfaßt und offen ist, wobei jede Spule in zwei diametral gegenüberliegende Nuten eingebracht und mit ihrem Anfang an eine Kommutatorlamelle angeschlossen ist, mit ihremEnde dagegen mit den Enden der übrigen Spulen verbunden ist.
2. Elektrokleinmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Läuferspule in zwei Teilspulen unterteilt ist und daß die eine Teilspule auf der einen Seite und die andere Teilspule auf der anderen Seite der Läuferwelle verläuft. In Betracht gezogene Druckschriften: T h o m ä 1 e n, »Kurzes Lehrbuch der Elektrotechnik«, 9. Auflage, Berlin, 1922, S. 85 bis 88; K. Moritz, »Berechnung und Konstruktion von Gleichstrommaschinen«, Leipzig, 1901, S. 2, 22 bis 24 und 54 bis 58.